1. Зачем нужны магнитные модуляторы?

2. Что измеряют магнитомодуляционные датчики?

3. Принцип действия магнитного реле.

Раздел V

ЦИФРОВЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

АВТОМАТИКИ

Глава 27

ЭЛЕМЕНТЫ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

§ 27.1. Достоинства дискретных систем

Наряду с непрерывными системами автоматического управления все большее распространение получают дискретные системы, в ко­торых при непрерывном изменении входной величины, хотя бы в одном звене выходная величина изменяется не непрерывно, а диск­ретно. Процесс преобразования непрерывной величины в дискрет­ную (прерывистую, изменяющуюся скачком) называется квантова­нием. В зависимости от способа квантования дискретные системы подразделяются на импульсные, релейные и цифровые. В импульс­ных системах квантование происходит по времени, т. е. через рав­ные промежутки времени фиксируется значение непрерывной вели­чины и передается в виде импульса. В релейных системах квантова­ние осуществляется по уровню, т. е. при достижении входным непрерывным сигналом определенного уровня выходной сигнал ди­скретно (скачком) изменяется и остается неизменным до тех пор, пока входной сигнал не достигнет другого определенного уровня. В цифровых системах происходит одновременно квантование по времени и по уровню.

Импульсные системы могут рассматриваться как совокупность импульсного элемента и непрерывной части, объединйющей все элементы непрерывного действия. Процесс квантования во времени, осуществляемый импульсным элементом, поясняется на рис. 27.1.

В строго определенные моменты времени выходной сигнал (сплошная линия на рис. 27.1, а) передается в виде импульса. Для простоты будем рассматривать только прямоугольные импульсы (рис. 27.1, б). Чередуются они с периодом Т. Следовательно, сигнал

имеется только в моменты времени О, Т, 2Т, ЗГ, ..., пТ, где я = О, 1, 2, ... Поэтому зависимость импульсного сигнала от времени можно обозначить х[пТ]. Такая дискретная передача сигнала имеет ряд преимуществ перед непрерывной передачей, что и объясняет рас­пространение дискретных систем. Улучшается процесс измерения регулируемой величины, поскольку объект нагружается измеритель­ным элементом только в краткие промежутки времени. На рис. 27.2 показан импульсный измерительный элемент, состоящий из потен­циометра / с движком 2

Перемещение движка 2 определяется давлением в сильфоне 3, соединенном тягой с этим движком. Падающая дужка 4 подвешена на пружине 5 и под действием эксцентрика (кулачка) 6, вращающе­гося с постоянной скоростью, периодически прижимает движок 2 к потенциометру 1. Выходное напряжение t/_BHX представляет собой последовательность прямоугольных импульсов постоянной длитель­ности. Амплитуда каждого импульса пропорциональна отклонению

; движка от средней точки обмотки потенциометра. Для надежной ^работы потенциометрического датчика требуется хороший контакт \ между движком и обмоткой, что обеспечивается при достаточном : усилии нажатия. Однако при большом усилии нажатия сильфону будет не под силу перемещать движок, т. е. чувствительность изме­рительного элемента снижается. Желательно иметь и высокую чув­ствительность и высокую надежность. Импульсный датчик позволя­ет удовлетворить обоим требованиям: перемещение движка сильфо-ном происходит при отсутствии трения между движком и обмоткой, а достаточное усилие прижатия движка к обмотке при съеме выход­ного напряжения обеспечивается с помощью пружины 5.

При импульсном сигнале повышается пропускная способность линии передачи сигнала, поскольку в промежутках между импульса­ми одного источника информации можно передавать импульсы дру­гого источника. Импульсные устройства имеют меньшие габариты и вес по сравнению с непрерывными, поскольку в среднем потребля­ют меньшую мощность.

В качестве импульсного элемента чаще всего используются так называемые «электронные ключи», они и обеспечивают электрон­ную коммутацию в дискретных системах.