Розглянемо деякі основні елементи, найбільше часто застосовувані в автоматиці, розділяючи їх по виконуваних функціях

Датчик (вимірювальний перетворювач, чутливий елемент) - пристрій, призначене для того, щоб інформацію, що надходить на його вхід у вигляді деякої фізичної величини, функціонально перетворити в іншу фізичну величину на виході, більш зручну для впливу на наступні елементи (блоки). Основною характеристикою датчика є залежність його вихідної величини у від вхідний х, тобто в =f(x). На рис.1.4 зображені деякі розповсюджені види залежності вихід-вхід датчиків.

Рис. 1.4. Види основної характеристики давачів

Види датчиків розрізняють за принципом виробленого ними перетворення:

· параметричні (або пасивні), у яких зміна контрольованої величини х супроводжується відповідними змінами активного, індуктивного і ємнісного опорів датчика. Наявність стороннього джерела енергії є обов'язковою умовою роботи параметричного датчика;

· генераторні (або активні), у яких зміна контрольованої величини х супроводжується відповідними змінами ЕРС на виході датчика (наприклад, виникнення ЕРС може відбуватися внаслідок термо-, п’єзо-, фотоефекта й інших явищ, що викликають появу електричних зарядів). Ці датчики виконуються за схемою, яка не вимагає додаткового джерела енергії, тому що енергія на виході елемента повністю береться з його входу (внаслідок чого потужність вихідного сигналу завжди менше потужності вхідного сигналу).

Залежно від виду контрольованої неелектричної величини розрізняють датчики механічні, теплові, оптичні й ін. Часто застосовуються електричні датчики із проміжним перетворенням, тобто механічний датчик поєднують із електричним. Перетворення контрольованої величини в таких датчиках відбувається за схемою: вимірювана величина - механічне переміщення - електрична величина. Елемент, що перетворить вимірювану величину в переміщення, називається первинним перетворювачем або первинним вимірником (ПІ). Наприклад, тиск перетвориться в переміщення стрілки манометра ПІ, яке потім перетвориться в зміну активного опору (провідниковій, резистор ний (або реостатний) датчики й ін.).

Підсилювач - елемент автоматики, що здійснює кількісне перетворення (найчастіше посилення) вступники на його вхід фізичної величини (струму, потужності, напруги, тиску й т.п.). Підсилювач обов'язково повинен мати додаткове джерело енергії z. Основною характеристикою підсилювача є залежність y = f(x); при цьому звичайно прагнуть до одержання лінійної або близької до неї характеристики на робочій ділянці. Величини на вході й виході підсилювача мають однакову фізичну природу.

За принципом дії підсилювачі розділяються на електронні, напівпровідникові, магнітні, електромашинні, пневматичні, гідравлічні.

Стабілізатор - елемент автоматики, що забезпечує сталість вихідної величини в при коливаннях вхідної величини х у певних межах. Ефект стабілізації досягається за рахунок зміни параметрів елементів, що входять у схему стабілізатора; при цьому вид енергії на його вході й виході повинен бути той самий. Характеристики стабілізаторів показані на рис.1.5. Тут характеристика 1 забезпечує меншу стабілізацію вихідної величини в, чому характеристика 2. У випадку, якщо крива не має в заданому діапазоні горизонтальної ділянки, а має максимум (крива 3) або мінімум, то точність стабілізації буде більше, чим у випадку, який характеризується кривою 7.

Залежно від виду величини яка стабілізується розрізняють стабілізатори напруги й струму, що забезпечують сталість напруги або струму в навантаженні при коливаннях вхідної напруги й опору навантаження.

Реле - елемент автоматики, у якому при досягненні вхідної величини х певного значення вихідна величина в змінюється стрибком. Залежність в = f(x) реле неоднозначна й має форму петлі (рис.1.6). При зміні вхідної величини від 0 до х₂ вихідна величина в змінюється незначно (або залишається постійної й рівної в₁). При досягненні вхідної величини х значення х₂, тобто х = х₂, вихідна величина змінюється стрибком від значення в₁ до в₂. Згодом при збільшенні х вихідна величина змінюється незначно або залишається постійної (має значення, що встановилося). Коли вхідна величина зменшується до значення х₁ вихідна величина спочатку залишається також незмінної й майже рівної в₂. У той момент, коли х = х₁ вихідна величина стрибком зменшується до значення ух і зберігається приблизно незмінної при зменшенні х до нуля.

Рис. 1.5. Види основної характеристики стабілізаторів

Рис. 1.6. Основна характеристика реле

Стрибкоподібна зміна вихідної величини в у момент, коли х = х₂, - величина спрацьовування (наприклад, струм спрацьовування, напруга спрацьовування для електричних реле). Стрибкоподібна зміна вихідної величини в у момент, коли х = х₁ - величина відпускання (струм відпускання, напруга відпускання). Відношення величини х_х до величини спрацьовування х₂ називається коефіцієнтом повернення, тобто K_в = х₁/х₂. Тому що звичайно х₁ < х₂, то K_в < 1.

Розподільник (кроковий шукач) - елемент автоматики, що здійснює почергове підключення однієї величини до ряду ланцюгів. При цьому, що підключаються ланцюги звичайно електричні. Розподільники використовуються при необхідності керування декількома об'єктами від того самого керуючого органа й по способу передачі імпульсів у керовані ланцюги діляться на електромеханічні (контактні), електронні й іонні (безконтактні).

Виконавчі пристрої - електромагніти з утяжним і поворотним якорями, електромагнітні муфти, а також електродвигуни, що ставляться до електромеханічних виконавчих елементів автоматичних пристроїв.

Електромагніти перетворять електричний сигнал у механічний рух; їх застосовують для переміщення робочих органів, наприклад клапанів, вентилів, золотників і т.п.

Електромагнітні муфти використовуються в електроприводах і пристроях керування для швидкого включення й вимикання механізму, що приводиться, а також для його реверсу, тобто зміни напряму руху керованого пристрою. У деяких випадках електромагнітні муфти застосовують для регулювання швидкості й обмеження переданого моменту.

Електродвигун - цей пристрій, що забезпечує перетворення електричної енергії в механічну, що й долає при цьому значний механічний опір з боку переміщуваних пристроїв. Одним з головних вимог, пропонованих до електродвигунів, є їхня здатність розбудовувати необхідну механічну потужність. Крім того, електродвигун повинен забезпечувати реверс, а також рух об'єкта із заданими швидкостями й прискореннями. Найбільше широко в якості електромеханічних виконавчих елементів застосовують електродвигуни постійного й змінного струму.

Дата добавления: 2014-01-07