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执行器与设备控制

低頻约 28 分钟6 个术语过去问 13 题

本单元目标

  • 能把执行器说明为接收信号、在现场驱动实物的输出端部件。
  • 能根据推动所用流体的不同,区分液压缸和气压缸。
  • 能分别说明设备驱动程序承担的职责,以及即插即用自动完成的处理。
术语总表(6 个)
术语一句话类别产生什么・作用
アクチュエーター接收信号并产生物理动作的装置的总称输出装置(总称)旋转或直线运动
DCモーター通直流电后轴会旋转的电机靠电驱动的输出装置旋转
油圧シリンダ靠油的压力推出活塞的装置靠流体驱动的输出装置力量大的直线运动
空気圧シリンダ靠压缩空气推出活塞的装置靠流体驱动的输出装置快速、轻巧的直线运动
デバイスドライバ操作系统用来控制外围设备的软件软件在操作系统与设备之间居中协调
プラグアンドプレイ由操作系统自动识别并设置所连接设备的机制操作系统与设备的功能驱动程序安装的自动化

术语

执行器(アクチュエーター)是输出端装置的总称,它接收计算机发来的控制信号,并将其转换为旋转、伸缩等物理动作。

  1. 传感器测量状态
  2. 计算机作出判断
  3. 向执行器发送信号
  4. 阀门或门真正动起来

执行器打开水管阀门等,让实物真正动起来。

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输入端的传感器(センサー)测量温度、亮度等物理量并转换成电信号,而执行器则位于信号流程的末端,负责让现实中的物体动起来。在 IoT 系统中,它承担在现场实际工作的部分,例如根据测量结果开关浇水用的阀门。

类比如果说传感器是眼睛和耳朵,执行器就相当于听从大脑指令真正行动的手脚。

记法词的核心是英语 act(行动、执行),可以理解为“让东西动作的装置”。

考点

  • 常考执行器(アクチュエーター)按照服务器(サーバ)等发来的指令,承担在现场实际驱动物体的职责。
  • 易混传感器(センサー)是测量物理量并转换成电信号的输入端,执行器(アクチュエーター)是把信号转换成动作的输出端,两者的信号方向相反。

该术语的过去问 2 题 アクチュエーター

直流电机(DCモーター)是通入直流电流后轴会旋转的电机,是靠电驱动的执行器的代表。

升高或降低所加的电压,转速就会变化;把电流方向反过来,就会反向旋转。由于用电池也能驱动,它被广泛用于模型、小型家电、机器人的关节等。

类比就像玩具车的心脏,只要接上干电池就会转起来。

记法DC 是 Direct Current(直流)的缩写,家用插座提供的交流电写作 AC(Alternating Current)。

液压缸(油圧シリンダ)是一种执行器,利用送入筒内的油的压力推动活塞,产生直线运动。

油很难被压缩,所以即使装置很小也能发出很大的力,并且容易在想停的位置准确地保持住。例如,它被用于举起重物的工程机械臂和冲压机。

类比道理就像用液体去推注射器的推杆,推杆会以很大的力笔直前进。

记法“液压”二字直接表明了靠什么的力量来推动——液体(油)的压力。

气压缸(空気圧シリンダ)是一种执行器,利用压缩空气的力量推动活塞,产生直线运动。

空气轻且容易流动,适合快速的往复动作,即使泄漏也不易弄脏周围。另一方面,空气会被压缩,因此能发出的力和定位的准确度都比不上用油的方式。

类比就像往吸管里一吹气,塞在里面的纸团就会一下子飞出去一样,是靠空气压力迅速推出去的机制。

考点

  • 易混液压缸(油圧シリンダ)用难以压缩的油发出大力量,气压缸(空気圧シリンダ)用压缩空气轻快地动作。两者都产生直线运动,这一点相同。

「液压缸」与「气压缸」的区别

比较点液压缸气压缸
关键推力来源油的压力压缩空气
力量大小大比液压小
动作特点容易准确保持位置适合快速、轻巧的往复
应用例工程机械、冲压机工厂里推出或夹持零件

デバイスドライバ设备驱动程序

在术语表中打开 デバイスドライバ

设备驱动程序(デバイスドライバ)是在操作系统、应用程序与外围设备之间居中协调的软件,它把发给该设备的命令转换成设备能理解的形式并驱动设备。

  1. 应用程序
  2. 操作系统
  3. 设备驱动程序
  4. 外围设备

每种设备接收命令的方式都不一样,所以驱动程序要配合设备的种类和型号来制作,多数由厂商提供。应用程序通过操作系统请驱动程序处理,因此不必在意设备的细微差别就能打印或读取。

类比就像操作外国机器时陪在身边的专属翻译,每台机器配的翻译都不一样。

记法driver 是“操控者”,和汽车司机一样,指的是操控设备的角色。

考点

  • 常考设备驱动程序(デバイスドライバ)是控制外围设备的软件,应用程序使用所连接的设备时也需要它。
  • 常考与操作系统(OS)分开、后来安装的驱动程序,不会随着操作系统的重装一起恢复。把磁盘初始化并重装操作系统后,驱动程序也要重新安装。

该术语的过去问 3 题 デバイスドライバ

プラグアンドプレイ即插即用

在术语表中打开 プラグアンドプレイ

即插即用(プラグアンドプレイ)是这样一种机制:连接外围设备后,操作系统会自动识别它,并完成相应设备驱动程序的安装和设置。

  1. 连接设备
  2. 操作系统识别设备
  3. 安装并设置驱动程序
  4. 马上可以使用

用户不用手动设置,设备就能使用了。

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这是为了省去手动查找、安装驱动程序的麻烦而设的功能,USB 等连接方式都支持它。在不断电的状态下插拔设备称为热插拔(ホットプラグ),它是关于插拔时机的功能。

类比就像贴心的前台,客人一进店,店员就看出客人的喜好,把座位和用具都准备好。

记法由 plug(插入)和 play(玩、使用)组成,可以理解为“插上就能用”。

考点

  • 常考即插即用(プラグアンドプレイ)自动完成的,是把适合新连接设备的设备驱动程序(デバイスドライバ)装入操作系统并进行设置。
  • 易混热插拔(ホットプラグ)是在通电状态下插拔设备的功能,即插即用(プラグアンドプレイ)是让连接后的识别和设置自动化的功能,两者负责的场景不同。

该术语的过去问 3 题 プラグアンドプレイ

「设备驱动程序」与「即插即用」的区别

比较点设备驱动程序即插即用
关键本质每种设备各自的软件操作系统与设备具备的自动化功能
作用在操作系统与设备之间传递命令自动安装和设置驱动程序
没有时无法控制设备用户需手动安装驱动程序

要点

  • 执行器是把信号转换成物理动作的输出装置的总称,在整个系统中相当于最后让现实物体动起来的部分。
  • 直流电机靠电产生旋转,而利用流体的液压缸、气压缸则产生直线运动。
  • 设备驱动程序是为每种设备分别准备的软件,与操作系统分开安装的驱动程序在重装操作系统后需要重新安装。
  • 即插即用把所连接设备从识别到驱动程序安装、设置的整个过程自动化。

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