- •Элементы и функциональные устройства судовой автоматики
- •Керчь, 2006
- •Введение
- •Функциональная связь
- •Примеры объединения элементов в группы типовых звеньев
- •3. Элементы с непосредственным преобразованием
- •4. Элементы с промежуточным преобразованием
- •5. Согласование характеристик и основные параметры элементов с промежуточными преобразованиями
- •6. Схемы формирования сигналов
- •7. Понятия надежности элементов автоматики
- •8. Датчики перемещения
- •9. Функциональные потенциометры
- •10. Датчики величины усилия
- •11. Датчики скорости
- •12. Датчики скорости с изменяющейся эдс
- •13. Асинхронный тахогенератор (атг)
- •Понятие о магнитных усилителях (му)
- •Электромашинный усилитель с поперечным полем (эму с пп)
- •Выбор эму
- •Электромашинный усилитель с поперечным полем (эму с пп)
- •Выбор эму
- •Датчики угла рассогласования
- •Сельсин
- •Исполнительные элементы
- •Шаговые двигатели
- •Двухфазный магнитоэлектрический шаговый двигатель
- •Электромагнитные элементы.
- •Нейтральное реле постоянного тока
- •Нейтральное реле постоянного тока состоит:
- •Тяговые и механические характаристики реле
- •Параметры реле
- •Схемные способы
- •Поляризованное реле постоянного тока
- •98309 Г. Керчь, Орджоникидзе, 82.
6. Схемы формирования сигналов
Схемы формирования электрических сигналов при наличии элементов–генераторов
Простейший случай включения элементов-генераторов (Е =var) показан на рис.4. Величина тока в цепи нагрузки
,
Рис.4
где R0 – внутреннее сопротивление элемента;
- суммарное сопротивление соединительных проводов;
RН- сопротивление нагрузки (приемника);
.
Величина напряжения на нагрузке при этом будет равна:
,
а выходное напряжение элемента-генератора Ux=Ex – IR0 . Зависимость Ux=f(Ex, I) называется выходной (или нагрузочной) характеристикой элемента генератора.
При «приемнике напряжения» и . При «приемнике тока» обычно берется и
и .
Рис.5
Величина мощности, выделяемой в нагрузке, равна:
.
Наибольшее значение РН отвечает условию RН=R0∑ .
В компенсационной схеме (рис.5) значение тока в нагрузке (приемнике) равно:
,
где U0 – величина компенсационного напряжения;
rab - сопротивление между точками а и b схемы.
Напряжение на нагрузке RН равно
.
Иногда включают элемент-генератор в плечо мостовой схемы (рис.6). Величины сопротивлений , и выбирают так, чтобы
.
При этом ток в диагонали равен:
Рис.6
.
Схемы формирования электрических сигналов при наличии элементов-модуляторов
В общем случае зависимость между током I и падением напряжения Ú на элементе-модуляторе
, где .
Здесь Х – величина внешнего воздействия. Обычно можно считать, что ,
где .
В случае, если , получим, что не зависит от І и U будет существовать линейная зависимость: .
Для цепи, состоящей из последовательно включенных элементов модулятора и нагрузки, имеем
или ,
следовательно,
или при
.
Для построения схем формирования сигнала существенно знать, как будет изменяться напряжение и ток в цепи или угол сдвига фаз , если сопротивление (или индуктивность , или емкость ) изменяет свое значение в функции х.
Имеем для тока в последовательной цепи (рис.7), что
,
Рис.7 где - эквивалентная э. д. с.1
В случае наиболее распространенной мостовой схемы включения (рис.8) справедливы следующие основные управления:
, где ;
;
;
;
,
где Z5 – сопротивление измерительной диагонали;
I5 – ток в измерительной диагонали.
Рис.8
7. Понятия надежности элементов автоматики
Одним из основных параметров элементов и устройств является надежность. Надежностью (Р) называется вероятность исправного выполнения элементом (устройством) его функции при заданных режимах и условиях работы в течении заданного времени.
Отказами в работе элемента (устройства) называют как выход из строя (внезапные отказы), так и изменение его параметров приводящие к резкому возрастанию погрешностей и неудовлетворительному выполнению элементом (устройством) его функций (постепенные отказы )
Рассмотрим зависимость, определяющие значение надежности элемента в функции времени его работ. Положим , что в момент времени t иметься Nработающих элементов. За время dt выйдет из строя dNэлементов. Можно ожидать, что величина - d Nтем больше, чем больше число элементов N и время dt, т.е. - d N=λ N dt или d N/ N= - λ dt, где λ – коэффициент являющийся функцией времени (λ=f(t) (называют интенсивностью отказов.))
На рисунке 9 представлена зависимость интенсивности отказов λ от времени, где tпр – время приработки, tр основное рабочее время.
Интегрируя уравнение при t=0, получим .
Вероятность отказа элемента равно: q=1-p.
На рисунке10 представлена зависимость вероятности безотказной работы элемента от времени.
Рис 9
рис.10