Область применения различных усилителей

Назначение, классификация и основные характеристики усилителей.

Автоматическое управление в технологических процессах технического обслуживания, сборки и разборки

Трудоемкость рассматриваемых работ на предприятиях автомобильного транспорта п>п а ил мот 23 — 27% от общего объема работ, поэтому их автоматизация имеет большое значение, однако представляет определенные трудности ввиду специфичности условии. Рассмотрим существующие схемы и возможности автоматизации отдельных операций технологических процессов на автотранспортных и авторемонтных предприятиях.

Управление поточными линиями, оборудованными конвейерами. Организация технологического процесса на поточных линиях требует выполнения следующих необходимых условий: одинакового объема работ, расположения рабочих постов в последовательности процесса и закрепления за каждым постом определенных операций, непрерывного и равномерного осуществления процесса производства с непрерывным поступлением на поточную линию рабочих объектов. Необходимым условием эффективности применения поточных линий является синхронизация работы постов по времени. Синхронизация может быть достигнута правильным распределением объема работ между постами и рабочими местами поста при условии продолжительности работ по времени, равных такту. Поточная организация технологического процесса создает возможности частичной и полной автоматизации его элементов.

На автотранспортных предприятиях при организации технического обслуживания, моечных, разборочных и сборочных работ на потоке в качестве средств передвижения объекта используют конвейеры прерывного и непрерыв¬ного действия. Заданный ритм, последовательность фаз работы поточной линии может осуществляться автоматически.

Для примера рассмотрим схему автоматизации управления конвейером поточной линии технического обслуживания. Поточная линия оборудована грузонесущим конвейером. В нее входят четыре поста, из которых три на конвейере и один напольный. На первом посту проводятся контрольные, крепежные и регулировочные работы, на втором —обслуживание системы питания и электрооборудования.

тема лекции: Усилители и стабилизаторы.

В системах автоматики информация от датчика или задатчика программы должна быть передана исполнительным элементам в соответствующей форме, определяемой их конструкцией. Приборы и устройства, выполняющие эту функцию, очень разнообразны и составляют большую группу.

Промежуточных элементов. Роль промежуточных элементов заключается в преобразовании выходного сигнала датчика таким образом, чтобы обеспечим, заданный алгоритм функционирования автоматической системы.

Промежуточные элементы выполняют преобразование рода энергии сигнала, его формы, усиления, распределения. Следует иметь в виду, что промежуточные элементы одного и того же класса могут выполнять и функции датчика или задатчика программы.

В автоматике выходной сигнал датчика используется для приведения в действие исполнительного устройства автоматической системы. Однако очень часто мощность выходного сигнала датчика недостаточна, и ее поэтому необходимо усиливать. Эффект усиления по мощности осуществляется в усилителях за счет энергии вспомогательного источника.

В зависимости от вида вспомогательного источника энергии усилители можно разбить на следующие группы: электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные.

Усилители делятся на однокаскадные и многокаскадные, а также па усилители с обратными связями и без обратных связей. Применяются чаще всего электрические усилители, которые можно разделить на две большие подгруппы: усилители, не содержащие подвижных частей (электронные, полупроводниковые, тиратронные, магнитные), и усилители, содержащие подвижные части (электромашинные).

К основным характеристикам усилителей относятся:

коэффициент усиления;

мощность, потребляемая от вспомогательного источника энергии;

выходная мощность;

коэффициент полезного действия (КПД);

быстродействие (значение постоянной времени);

входное и выходное сопротивления усилителя;

1 собственные шумы усилителя (появление выходной величины при входной величине, равной нулю).

Коэффициент усиления, например, для электрических усилителей показывает, во сколько раз мощность, ток или напряжение на выходе усилителя больше мощности, тока или напряжения на его входе. Различают коэффициенты усиления по мощности Кр, по току Ki и по напряжению Ки. Мощность, потребляемая от вспомогательного источника энергии, выходная мощность и КПД определяют энергетические свойства усилителя.

Быстродействие усилителей оценивается по их динамическим характеристикам (временным или частотным). Усилители магнитные, электромашинные, гидравлические и пневматические имеют меньшее быстродействие, чем электронные и полупроводниковые усилители. Например, значение постоянной времени электронного усилителя равно 10…6 —10…10 с, а пневматического усилителя К-1 с.

Входное и выходное сопротивления имеют место только для электрических усилителей. Эти сопротивления необходимо учитывать при согласовании усилителей с предыдущими и последующими элементами автоматической или телемеханической системы.

Полупроводниковые, магнитные и электромашинные усилители имеют меньшее значение входного сопротивления, чем электронные усилители.

Так, входное сопротивление электронного усилителя равно 106—112 Ом, а входное сопротивление полупроводникового усилителя— 102—105 Ом.

Усилители с низким входным сопротивлением нельзя использовать, например, для усиления сигналов емкостных датчиков, фотоэлементов, имеющих большое выходное сопротивление.

В автоматике применяются электронные усилители двух видов: усилители с непосредственной связью между каскадами (или усилители постоянного тока) и усилители переменного тока. Усилители постоянного тока применяются, например, в следящих системах, когда сигнал ошибки представляет собой медленно изменяющееся напряжение.

При использовании усилителей постоянного тока (УПТ) следует помнить, что они имеют большой дрейф нуля (явление самопроизвольного изменения выходного напряжения усилителя с течением времени). Основными причинами дрейфа нуля являются: изменение напряжения питания усилителя и накала ламп; изменение эмиссии катодов ламп и изменение характеристик ламп с течением времени. Для уменьшения дрейфа нуля применяют модуляторы' и демодуляторы2. Сигнал ошибки постоянного тока с помощью модулятора превращают в переменное напряжение, которое затем усиливается и демодулируется, т. е. усиленное переменное напряжение преобразуется в постоянное.

Усилители переменного тока по сравнению с УПТ имеют следующие преимущества: отсутствие дрейфа нуля, простота схемы, малая масса и возможность использования исполнительных устройств переменного тока.

Электронные усилители чаще применяются в следящих системах, так как перед другими видами усилителей они имеют ряд преимуществ: возможность получения больших коэффициентов усиления, большое быстродействие, усиление очень малых сигналов, отсутствие подвижных частей, высокая стабильность характеристик, возможность непосредственного согласования с другими видами усилителей, широкий диапазон усиливаемых частот.

К недостаткам электронных усилителей можно отнести небольшую механическую прочность, малую надежность, малый срок службы, низкий КПД.

Как правило, мощность электронных усилителей составляет от десятых долей ватта до нескольких десятков ватт.

В автоматике, например в следящих системах, все чаще стали применяться полупроводниковые усилители, имеющие следующие преимущества: высокую надежность и долговечность, вибро- и ударостойкость, малые размеры и массу, мгновенную готовность к работе, экономичность.

К недостаткам полупроводниковых усилителей относятся: большой разброс параметров, зависимость параметров и характеристик от температуры окружающей среды, малое входное и большое выходное сопротивление. Для построения полупроводниковых усилителей Р используются полупроводниковые триоды и тиристоры. Обычно полупроводниковые триоды и тиристоры изготовляются из германия или кремния с соответствующими примесями. Полупроводниковые усилители выполняются мощностью от десятых долей ватта до нескольких десятков ватт.

Тиратронные усилители применяются в автоматических системах регулирования. Технические характеристики этих усилителей во многом совпадают с техническими характеристиками электронных усилителей. Основным преимуществом тиратронных усилителей по сравнению с электронными усилителями является большая выходная мощность, которая получается за счет меньшего анодного тока. Анодный ток для современных тиратронов колеблется от нескольких сотен миллиампер нескольких сотен ампер. Увеличение анодного тока тиратрона возможно из-за наличия ионизированного газа и пространстве между анодом и катодом.

К недостаткам тиратронных усилителей относятся: большой разброс параметров и небольшая чувствительность, необходимость предварительного прогрева катода тиратфона до подачи питания на анод (время прогрева катода может составлять от 10 с до 40 мин). Для Построения тиратронных усилителей применяются газонаполненные трех- или четырехэлектродные лампы.

В настоящее время широко применяются в автоматике комбинированные усилители, которые могут состоять из двух-трех или трех-четырех типов усилителей. Такие комбинации дают возможность использовать достоинства каждого типа усилителя. При выборе комбинированного усилителя необходимо учитывать следующие основные показатели: срок службы, надежность в работе, мгновенную готовность к работе, массу и габариты, выходную мощность для управления исполнительным двигателем, чувствительность и коэффициент усиления усилителя, стоимость, потребляемую усилителем мощность.

Наибольшее распространение получили следующие комбинированные усилители: электронно-тиратронные, электронно-магнитные, полупроводниково-магнитные, Магнитно-полупроводниковые, магнитно-электронно-магнитные и др.

Дата добавления: 2013-12-13