3. Элементы с непосредственным преобразованием

Элементы по своему устройству могут быть разделены на элементы с непосредственным преобразованием и элементы промежуточными преобразованиями. В элементах с непосредственным преобразованием изменение управляющего (входного) параметра х непосредственно вызывает изменение выходного параметра y. Наиболее часто выходным параметром y в непрерывных электрических управляемых процессах является напряжение, ток, фаза или частота. Для этого необходимо, чтобы под воздействие входного параметра x происходило изменение сопротивление R_x, индуктивности Lx, ёмкости C_x или ЭДС E_x. Элементы с изменяющимися параметрами R_x, L_x и C_x относятся к элементам модуляторам, элементы с изменяющейся E_х– к элементам - генераторам.

Датчики с непосредственным преобразованием могут работать и в релейном режиме, т.е. при достижении заданного значения управляющего (входного) параметра х=х_сраб скачком изменять управляемый (выходной) параметр у от у=у_мин до у=у_макс. Релейный режим работы может быть получен путём введения в схему положительной обратной связи. Примером может быть магнитный усилитель при работе в релейном режиме.

4. Элементы с промежуточным преобразованием

В ряде случаев не удаётся построить элементы с непосредственным преобразованием либо потому, что неизвестны явления, у которых наблюдалась бы необходимая связь между изменением контролируемого (управляющего, входного) параметра х и изменением управляемого (выходного) параметра у, либо эти явления известны, но связь между ними недостаточно определённая вследствие значительного влияния посторонних факторов. В этом случае прибегают к построению элементов с рядом промежуточных преобразований: ищут в начале однозначную связь между параметром х и некоторым вспомогательным параметром v, затем находят однозначную связь, между параметром v и у либо, если такой связи не удаётся найти, с другим промежуточным параметром и, а затем уже связь между и и у. В этом случае имеем, что

.

Чаще всего используется преобразование х в механическую величину: усилие, перемещение или скорость.

Рис.2

На рис.2 показана структурная схема элемента с промежуточными преобразованиями:

входная часть элемента (датчика или реле), в которой изменение управляющего (входного) параметра преобразуется в изменение первого из промежуточных параметров, называется

воспринимающим или чувствительным органом (ВО), выходная часть элемента,. изменение параметра которой вызывает изменение величины управляемого (выходного) параметра у, называется исполнительным органом (ИО); часть элемента, лежащая между воспринимающим и исполнительным органами, называется промежуточным органом (ПО)

5. Согласование характеристик и основные параметры элементов с промежуточными преобразованиями

При устройстве реле и датчиков с промежуточным механическим преобразованием воспринимающие органы, получая энергию от внешних входных воздействий, создают тяговые силы. Зависимость тяговых сил от хода подвижных частей воспринимающих органов x и величины внешнего входного воздействия Х называют тяговой характеристикой . При своем перемещении подвижные частиц встречают сопротивление, создаваемое силами реакции исполнительных и промежуточных органов

(рис.3).

Обычно усилия реакции приводят к точке, где действуют тяговые силы и зависимость (механических) приведенных усилий реакции исполнительных и промежуточных органов от хода подвижных частей воспринимающих органов называют механической (нагрузочной) характеристикой. В зависимости от согласования тяговых механических характеристик элемента можно получить непрерывную или релейную характеристики управления.

На рис.3,в приведены тяговые и механические характеристики для реле.

Рис.3

Для правильной работы реле необходимо, чтобы тяговая характеристика при рабочем значении воздействующей (входной) величины (тока, напряжения и т. д.) лежала во всех точках выше механической, т. е.

при <x<, где - начальное, а - конечное значение воздушного зазора , х - перемещение.

При некотором значении воздействующей входной величины, например, точка , значение тяговых сил станет равным механическим при и подвижная система при необходимом увеличении начнет свое движение. Это значение носит название величины (параметра) трогания реле при срабатывании (тока, н. с., напряжения или мощности трогания - для электрических реле; температуры трогания - для тепловых реле и т. п.).