3.12.2. Функциональные узлы автоматов.

3.12.2.1. Электрические и электронные функциональные узлы.

Электрические и электронные функциональные узлы представляют собой функционально, конструктивно и технологически ограниченные автономно работающие единицы.

В зависимости от его рабочей частоты воздействие активных, емкостных и (или) индуктивных электрорадиоэлементов (ЭРЭ) имеет распределенный или сосредоточенный характер.

К элементам с распределенными параметрами можно отнести высокочастотные элементы, а также кабели и проводники всех типов, к элементам с сосредоточенными параметрами - все электротехнические и электронные элементы.

Входные и выходные величины большинства дискретных ЭРЭ связаны линейной зависимостью. Нелинейной зависимостью характеризуются лишь некоторые элементы, такие, как термисторы, варисторы, фоторезисторы.

Дискретные элементы делятся на пассивные и активные. Пассивные потребляют или запасают электрическую энергию. Активные элементы усиливают или переключают ток, напряжение или мощность при соответствующем входном сигнале и рабочем напряжении.

Структура и конструкция дискретных ЭРЭ определяются их принципом действия и условиями применения.

Функциональные микроэлектронные узлы используются в основном в электронной аппаратуре для обработки информации.

3.12.2.2. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ.

Наряду с электромагнитами постоянного и переменного тока широко применяются электродвигатели с вращающимся якорем, а для непрерывной работы и работы в дискретном режиме все больше используются линейные двигатели. Основной функцией электромеханических приводов в приборах является преобразование информации. Структура привода может быть централизованной и децентрализованной.

Электромеханические функциональные узлы отличаются простотой, дешевизной, высокой надежностью, разнообразием применения, относительно высокой точностью.

В электромагнитных измерительных приборах (ЭМИП) для перемещения подвижной части используется энергия магнитного поля системы.

В электродинамических измерительных приборах (ЭДИП) для перемещения подвижной части используется энергия системы..

В ферродинамических измерительных приборах (ФДП) неподвижная катушка в них расположена на сердечнике из ферромагнитного материала.

В электростатических измерительных приборах (ЭСИП) используется принцип взаимодействия двух или несколько электрически заряженных проводников.

В индукционных измерительных приборах (ИИП) особым расположением катушек получают вращающееся электромагнитное поле, которое вызывает возникновение вращающего момента.

Отдельную группу представляют электроконтактные преобразователи, которые входят в состав контрольно-сортировочных автоматов, приборов управляющего (активного) контроля, контрольных приспособлений, применяются в щупах координатных измерительных машин.

Имеются три вида преобразователей: предельные; амплитудные, и индикаторы контакта.

3.12.2.3. МЕХАНИЧЕСКИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ.

Механические функциональные узлы в приборах используются в первую очередь для передачи сигналов и значений функций. Дополнительной, в большинстве случаев второстепенной, их функцией является передача энергии в приборах.

Физические принципы действия элементов привода очень разнообразны; здесь могут быть использованы электромагнитные, механические, гидравлические, пневматические, термодинамические, магнитострикционные, электрострикционные, биомеханические.

Механические приводы получают механическую энергию от аккумуляторов, классификация которых приведена на рис.38.

Аккумуляторы механической энергии

потенциальная энергия кинетическая энергия

энергия энергия энергия энергия

положения деформации вращения поступательного

движения

(гравитационные (пружины) (маховик) (удар)

силы)

Рис.38. Классификация аккумуляторов механической энергии.

При решении основной задачи при исследовании поведения механической системы в рамках статики определяется положение ее равновесия, соответствующее заданным значениям внешних нагрузок.

3.12.2.4. ОПТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ.

Задачи оптических функциональных узлов:

- отклонение световых лучей посредством их преломления или отражения;

- изменение интенсивности, фазы и направления световых лучей посредством поглощения, поляризации, рассеяния и дифракции;

- отображение знаков и меток;

- покрытие и защита.

В зависимости от формы оптические детали можно разбить на две группы: круглые оптические детали, оправа которых имеет преимущественно круглую форму; призматические оптические детали, у которых форма оправы образована в основном плоскостями.

Основой для разработки оправ оптических деталей является так называемая оптическая схема, которая включает:

- оптически эффективные детали;

- размеры оптически эффективных деталей;

- функционально важные параметры;

- тип оптического стекла;

- взаимное расположение оптически эффективных деталей;

- ход лучей, образующих изображение и освещающих объект.

При выборе крепления необходимо учитывать следующие факторы.

Функциональные факторы.

Геометрические факторы и материалы.

Факторы окружающей среды.