Посилювачі та їх динамічні властивості.

Регулятори прямої дії, в яких виконавчий орган приходить в рух безпосередньо від сигналу сприймаючого елемента, без використання допоміжних джерел енергії, прості по устрою та надійливі у роботі. Але вони можуть застосовуватись тільки у тих випадках, коли потужність сприймаючого елемента достатня для безпосередньої дії на регулюючий орган. Значно частіше застосовуються регулятори непрямої дії, в яких невеликій по потужності сигнал сприймаючого елемента використовується для керування потоком енергії, що поступа до виконавчого органа від сторонього джерела. Пристрій, у якому здійснюється зміна кількості енергії, що поступа до виконавчого органу, під впливом вихідного сигналу сприймаючого елемента, називають посилювальним елементом або просто посилювачем.

Посилювачі, в залежності від виду енергії допоміжного джерела, поділяють на дві групи: неелектричні та електричні. До неелектричних відносяться механічні, гідравлічні та пневматичні посилювачі. До електричних – магнитні, електринні, іонні, напівпровідникові та електромашинні посилювачі.

В якості стороньої енергії, що використовується в посилювачах, звичайно обирають енергію робочого тіла, що зостосовується в регулюємому об’єкті, або енергію, що є засобом роботи цього об’єкта. Наприклад, при регулюванні повітродувок в якості допоміжної енергії використовують енергію стисненого повітря; при регулюванні парових турбін в якості зовнішної енергії слід використовувати енергію пара і т. д.

Вибір того чи іншого виду посилювачів залежить від потужності вхідного та вихідного сигналу. При потужності вхідного сигналу порядка 10^-6 Вт можливо застосовувати електронні, іонні та напівпровідникові посилювачі. Електронні та напівпровідникові посилювачі мають вихідну потужність порядка 10^-1 – 10² Вт, а іонні – 10 до 10⁴ Вт. При потужності вхідного сигналу близько 10^-3 Вт та потужності на виході 10⁴ Вт застосовуються магнітні посилювачі.

Електромашинні посилювачі (ЕМП) регулюють на вхідний сигнал, потужність якого декілька ватт. Вихідна потужність ЕМП достигає до 25 кВт. Гідравлічні та пневматичні посилювачі застосовуються при величині вхідного зусилля 10^-2 – 10^-1 Н та вихідного зусилля поряд 10³ Н.

В динамічному відношенні посилювачі еквівалентні пропорціональним, аперіодичним або коливальним ланкам. Середнє значення коефіцієнтів зулилля (передачі) та постійні часу посилювачів різних типів приведені в табл.19.

Таблиця 19.

Коефіцієнти посилювання по потужності та постійні часу посилювачів.

Клас посилювача	Вид посилювача	Коефіцієнт посилювання по потужності	Постійна часу, с
Електронні лампові	Постійного струму Змінного струму Окінцевий посилювач потужності Окінцеві каскади електронного посилювача	104 - 106 106 – 108 103 – 104 104 - 106	10-8 – 10-9 10-3 – 10-5 10-2 – 10-4 10-3 – 10-5
Напівпровідникові	Постійного струму Змінного струму Окінцевий посилювач потужності	103 – 105 104 - 106 102 – 103	10-6 – 10-7 10-3 – 10-6 10-2 – 10-4
Магнитні	З виходом на постійному струмі З виходом на змінному струмі Швидкодіючі	103 – 104 104 – 105 103 – 104	10-1 – 10-2 10-2 – 10-3 10-3 – 10-4
Електромашинні	Звичайний генератор Генератор з самозбудженням ЕМП з поперечним полем	102 – 103 102 – 104 104 – 5·105	1,0 – 10-2 5·10-1 – 10-2 10-2 – 10-3
Гідравлічні	Дросельні та струйні	104 - 106 та 103 – 104	10-1 – 10-2 та 10-2 – 10-3
Пневматичні	Дросельні та струйні	105 – 107 та 103 – 105	10-2 – 10-3 та 10-3 – 10-4