Функции элементов автоматики. Исполнитель

Функции элементов автоматики.

План:

1. Функции элементов автоматики.
2. Датчики.
3. Усилители.
4. Стабилизаторы.
5. Двигатели.
6. Распределители.

{spoiler=Подробнее}

Цель:  Изучение функций элементов автоматики.

1. Функции элементов автоматики.

Функции, выполняемые элементами автоматики, весьма разнообразны. С их помощью осуществляются измерительные, управляющие, исполнительные и воспроизводящие органы автоматических систем, вычислительные устройства и т.д. Рассмотрим следующие виды элементов, выполняющих простейшие функции:

1)датчики:

2)усилители:

3)стабилизаторы;

4)реле:

5)распределители;

6) двигатели.

Кроме перечисленных существуют элементы, выполняющие ряд других функций, как например, фазочувствительные выпрямители, модуляторы, логические элементы, генераторы импульсов и т.д.

По физическим принципам, лежащим в основе действия элементов, элементы можно подразделить на следующие:

1. электромеханические;
2. ферромагнитные;
   

4) электронные и радиоактивные.

Один и тот же физический принцип может быть применен для осуществления различных функций, выполняемых элементами.

Рассмотрим элементы автоматики, разделяя их по выполняемым функциям.

2. Датчики.

Датчиком (измерительным органом, чувствительным элементом) называется элемент, преобразующий контролируемую и регулируемую величину в величину другого вида, более удобного для воздействия на управляющий орган системы автоматики.

Датчик, преобразующий изменение контролируемой величины в изменение параметра электрической цепи (в изменение активного, индуктивного или емкостного сопротивления), называется параметрическим. Датчик, преобразующий контролируемую величину в Э.Д.С., называется генераторным.

В параметрическом датчике электрическую энергию выходной величины получают от источника питания, а генераторный датчик не требует дополнительного источника, т.к. энергия черпается из энергии входной величины.

Если характеризовать датчики по виду входных неэлектрических величин, го их можно разделить на следующие основные группы: датчики механических величин. датчики тепловых величин, датчики оптических величин и датчики состава вещества.

Если характеризовать датчики по виду выходной электрической величины, то. как уже укачано выше, их можно разделить на параметрические и генераторные.

Выходной величиной в параметрическом датчике может служить активное сопротивление    (реостатные    датчики,    угольные    датчики,     проволочные    датчики, термометры сопротивления, фотосопротивления и т.п.). индуктивное сопротивление (индуктивные датчики различных типов), емкостное сопротивление (емкостные датчики). Выходной величиной в генераторных датчиках являются э.д.с. постоянного тока (термопары, пьезоэлементы. фотоэлементы с запирающим слоем, тахогенераторы постоянного тока) или э.д.с. переменного тока (тахогенераторы переменного тока).

3. Усилители.

Усилителем называется элемент, в котором входная и выходная величины имеют одинаковую физическую природу и производится лишь количественное преобразование (усиление) входной величины.

Необходимость усиления диктуется тем, что выходная энергия датчика или других элементов автоматики является часто весьма малой, недостаточной для управления последующими элементами систем.

Существуют электрические и неэлектрические (механические, гидравлические, пневматические) усилители.

В дальнейшем будут рассматриваться электрические усилители, т.е. усилители, в которых и входная, и выходная величины являются электрическими (ток или напряжение). При этом усилитель может содержать и подвижные механические элементы (электромеханические усилители).

Электрические   усилители   можно   подразделить   в   зависимости   от   физического принципа,   положенного  в основу  процесса усиления,   на электронные,  магнитные  и электромеханические (электромашинные усилители).

4. Стабилизаторы.

Стабилизатором называется элемент, назначение которого состоит в поддержании постоянства выходной величины при изменении в заданных пределах входной величины.

В автоматике наибольшее распространение имеют стабилизаторы электрического тока и напряжения. В общем виде стабилизатор представляет собой электрическое устройство с входным напряжением, с сопротивлением нагрузки на выходе, напряжением и током.

Стабилизатором тока называется электрическое устройство, в котором при постоянстве и изменении поддерживается постоянной величина выходного тока.

Особенно важное значение в автоматике имеют стабилизаторы напряжения, поскольку для питания многих систем требуется строго постоянное напряжение питания, тогда как напряжение сети обычно колеблется.

Стабилизатором напряжения называется электрическое устройство, в котором при изменении входного напряжения поддерживается постоянное значение выходного напряжения.

Существуют стабилизаторы напряжения электромеханического типа. Но большей частью применяются стабилизаторы, не содержащие подвижных механических частей.

Практически для построения стабилизаторов напряжения используется нелинейность вольт - амперных характеристик термосопротивлений, электронноионных приборов или нелинейность кривой намагничивания стали.

5. Двигатели.

Двигателем называется элемент автоматики, служащий для преобразования энергии того или иного вида в механическое движение. Двигатель часто используется в качестве органа для управления автоматизируемым объектом.

6. Распределители.

Распределителем называется элемент автоматики, функция которого заключается в поочередном подключении одной цепи к ряду других цепей. Переключаемые цепи обычно являются    электрическими.    Необходимость    в    применении    распределителя    обычно в тех системах автоматики, в которых встречается задача управления многими объектами или контроля  за многими объектами с помощью одного и того же органа. Для этого необходимо данный орган подключить поочередно ко всем управляемым или контролируемым объектам.

Распределители могут осуществляться разным образом. Существуют шаговые электромеханические распределители, распределители, собранные из ряда электромагнитных реле, и электронные распределители.

Контрольные вопросы:

1. Какие функции выполняют элементы автоматики?
2. Что такое датчик?
3. Что такое усилитель?
4. Что такое стабилизатор?
5. Что такое двигатель?
6. Что такое распределитель?

Литература:

1.Бабиков М.А. , Косинский А.В. Элементы и устройства автоматики.

2. Н.И. Подлесный, В.Г. Рубанов «Элементы систем автоматического управления и контроля».

3.«Основы автоматики и телемеханики» С.А. Гинзбург, И.Я. Лехтман, В.С. Малов.

{/spoilers}