Усилительные устройства

Классификация вторичных приборов

Лекция №5 Вторичные приборы САУ

Вопросы

1. Что может служить чувствительным элементом?
2. Что называется управляющим устройством?
3. В чем назначение исполнительных устройств?
4. Какой орган может быть аналогом устройств преобразования сигналов?
5. Какой орган может быть аналогом устройств получения сигналов?
6. Какой орган может быть аналогом устройств обработки сигналов?
7. Как классифицируются задачи управления?
8. В чем назначение различителя уровня?

Любой технологический процесс требует контроля, а в случае необходимости и регистрации основных своих параметров. Для этого в системы автоматики включаются вторичные приборы, работающие в комплекте с датчиками. Вторичные приборы измеряют выходной сигнал датчиков.

К вторичным приборам относятся:

1. милливольтметры

2. миллиамперметры

3. автоматические уравновешенные мосты и т.п.

Вторичные приборы делятся на:

1. не балансные

2. балансные

Небалансные приборы непосредственно измеряют выходной сигнал датчика Контролируемый параметр Xi (рис 5.1).

Рисунок 5‑1 Схема небалансного прибора

где Д- датчики;

В - вторичный прибор например, милливольтметр с термопарой.

Балансные вторичные приборы - более точные системы измере­ния.

Они построены на принципе балансирования (уравновешения) выходной величины датчика равной ей величиной (рис. 5.2).

Рисунок 5‑2 Компенсатор

Такой прибор - компенсатор является самостоятельной системой автоматического управления, поэтому эта измерительная система обладает рядом преимуществ перед не балансной. В ней отсутствуют погрешности, вызванные колебаниями напряжения питания, нестабильностью усиления усилителя и др.

По виду балансируемой величины вторичные приборы делятся на:

1. Автоматические потенциометры;

2. Автоматические самобалансирующиеся мосты.

Первые балансируют выходное напряжение датчика. Вторые уравновешивают выходное сопротивление датчика.

Рисунок 5‑3 Схема автоматического потенциометра

где Д- датчик сопротивления (термосопротивление, тензодатчик);

У - усилитель переменного напряжения.

Функциональная схема автоматического моста непрерывного балансирования.

Рисунок 5‑4 Функциональная схема электронного автоматического потенциометра.

где Д - термопара;

М - модулятор.

Автоматические электронные потенциометры обладают высоким быстродействием и точностью, которые обусловлены тем, что прибор является астатической системой автоматического управления.

Усилительные устройства служат для усиления сигнала рассогласования по мощности или напряжения до величины, необходимой для управления исполнительными устройствами.

Требования к усилителям:

1. минимальная постоянная времени T=RC;

2. линейность амплитудной характеристики;

3. малая зона нечувствительности.

Если для управления исполнительным устройством необходим сигнал переменного тока, а измерительное устройство работает на постоянном токе, то в усилительное устройство включается модулятор.

Полупроводниковые усилители.

Полупроводниковые усилители перспективны в мало мощных системах (рис 5.5).

Особенности:

1. малые габариты и масса;

2. хорошая экономичность;

3. большая надежность;

4. малая постоянная времени.

Недостаток: температурная нестабильность параметров.

Рисунок 5‑5 Полупроводниковые усилители

Тиристорные усилители

Тиристор - управляемый полупроводниковый вентиль, имеющий четырехслойную структуру (p-n-p-n). Тиристоры пропускают ток в прямом направлении при подаче на него управляющего напряжения и не пропускают ни в прямом, не в обратном направлении при отсутствии управляющего сигнала.

Тиристорный преобразователь используют в качестве усилителя мощности (рис 5.6).

Рисунок 5‑6 Тиристорный усилитель мощности

Изменяя фазу регулирования, изменяют мощность на нагрузке.

Магнитные усилители

Магнитные усилители - это электромагнитные устройства, позволяющие получать значительные изменения мощности переменного тока посредством управления постоянным током малой мощности.

Принцип действия основан на нелинейном характере кривой намагничивания ферромагнитных материалов.

Магнитный усилитель

Обмотка управления - постоянный ток. Рабочая обмотка - переменный ток (рис 5.7).

Рисунок 5‑7 Магнитный усилитель

Рисунок 5‑8 Статическая характеристика

Постоянная времени магнитных усилителей 0,050,1с.

Электромашинные усилители.

Рисунок 5‑9 ЭМ усилитель

ЭМ усилитель - это генератор постоянного тока, якорь которого вращается двигателем. Один из представителей ЭМ усилителей - генератор автомобиля. Входное напряжение поддерживается постоянным, независимо от оборотов двигателя с помощью обмотки возбуждения.

ЭМ усилители имеют высокий коэффициент усиления по мощности до 105. Характеристика линейна в широких пределах.

Недостатки:

1. большая инертность;

2. большая масса и габариты.

Дата добавления: 2014-01-06