Основные положения и методические указания

Усилитель автоматики – это техническое устройство, предназначенное для увеличения мощности сигнала за счёт энергии дополнительного источника питания, при этом выходная (усиленная) величина является функцией входного сигнала и имеет одинаковую с ним физическую природу. Усилительные устройства различают по виду вспомогательной энергии и подразделяют на электрические, магнитные, электромеханические, электронные, гидравлические, пневматические, комбинированные усилители.

В сельскохозяйственном производстве наиболее часто используют следующие электрические усилители.

1. Полупроводниковые транзисторные усилители используют для предварительного усиления сигналов, получаемых от датчиков. Они характеризуются незначительной мощностью потребления, достаточной надёжностью, высоким быстродействием, сравнительно большим коэффициентом усиления и малыми габаритами.

2. Тиристорные усилители используют для усиления сигналов с более широким диапазоном увеличения токов и напряжений, чем транзисторные. Они отличаются малыми габаритами и массой, высоким КПД, высокой надёжностью, работоспособностью в условиях агрессивных сред, но в тоже время они весьма чувствительны к перегрузкам по току.

3. Магнитные усилители это электромагнитные статические устройства, не имеющие подвижных частей и характеризующиеся нечувствительностью к вибрациям и толчкам, а также нетребовательностью к качеству электрической энергии. Мощность таких усилителей на выходе достигает нескольких десятков киловатт.

4. Диэлектрические усилители применяются как усилители мощности. В основе их работы лежит принцип зависимости параметров некоторых диэлектриков от напряжённости электрического поля. Параметры этих усилителей зависят от температуры и влажности.

5. Электромашинные усилители представляют собой генератор постоянного тока с независимым возбуждением, ротор которого приводится во вращение двигателем постоянного или переменного тока. Усиление мощности происходит за счёт энергии, передаваемой в механической форме генератору через вал от первичного приводного двигателя. Коэффициент усиления мощности таких усилителей имеет порядок 10³ – 10⁴.

К основным характеристикам электрических усилителей относят: 1) передаточная функция усилителя; 2) коэффициент усиления по мощности (напряжению, току); 3) зависимость между выходной и входной величинами усилителя; 4) быстродействие; 5) динамическая характеристика.

Рекомендуемая литература

1. Бородин И.Ф., Кирилин Н.И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. – М.: Колос, 1977. – С. 132 – 148.

2. Бородин И.Ф. Технические средства автоматики. – М.: Колос, 1982. – С. 245 – 261.

3*. Бохан Н.И., Бородин И.Ф. и др. Технические средства автоматики и телемеханики. – М.: Агропромиздат, 1992. – С. 170 –191.

4. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. – М.: Машиностроение, 1973. – С. 128 – 158.

5. Квартин М.И. Электромеханические и магнитные устройства автоматики. – М.: Высшая школа, 1979. – С. 235 – 303.

6*. Келим Ю.М. Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики. – М.: Высшая школа, 1991. – С. 231 – 283.

7. Колесов Л.В. Основы автоматики. – М.: Колос, 1984. – С. 79 – 94.

8. Колосов С.П., Калмыков И.В., Нефёдова В.И. Элементы автоматики. – М.: Машиностроение, 1970. С. 162 – 296.

9. Мартыненко И.И. и др. Автоматика и автоматизация производственных процессов. – М.: Агропромиздат, 1985. – С. 131 – 145.

Контрольные вопросы: 1. Какое техническое устройство называется усилителем автоматики? Дать определение и объяснить назначение. 2. Какие функции выполняют усилители в системах автоматики? 3. Объясните конструкцию и принцип действия изученных в лабораторной работе усилителей (на выбор преподавателя). 4. Какие электронные усилители используют в системах автоматике? 5. Назовите достоинства и недостатки электронных усилителей. 6. Перечислите основные характеристики усилителей и дайте их пояснение. 7. Дайте характеристику магнитным усилителям. 8. Что называют электромеханическими усилителями? Дать краткую характеристику устройствам. 9. Поясните применение усилителей в системах автоматики.