- •В.Ю. Шишмарёв автоматика
- •Введение
- •Глава 1 основные понятия, цели и принципы управления
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Примеры систем автоматического управления
- •1.3. Цели и принципы управления
- •4. Типовая функциональная схема сау
- •1.5. Математические модели сау
- •1.6. Классификация сау
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2
- •2.2. Классификация элементов автоматики
- •2.3. Общие характеристики элементов автоматики
- •2.4. Динамический режим работы элементов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3
- •3.2. Классификация измерительных преобразователей
- •3.3. Статические и динамические характеристики измерительных преобразователей
- •4. Структурные схемы измерительных преобразователей
- •3.5. Унификация и стандартизация измерительных преобразователей
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4 измерительные элементы систем автоматики (датчики)
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Датчики перемещений Потенциометрические датчики
- •Индуктивные датчики
- •Индукционные датчики
- •Емкостные датчики
- •Фотоэлектрические датчики
- •Электроконтактные датчики
- •Путевой выключатель
- •4.3. Датчики скорости Центробежные датчики скорости
- •Тахогенераторы
- •4.4. Датчики температуры Биметаллические датчики температуры
- •Термопары
- •Проволочные термосопротивления
- •Полупроводниковые термосопротивления (термисторы)
- •4.5. Датчики давления
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5 задающие устройства и устройства сравнения
- •5.1. Задающие устройства
- •5.2. Устройства сравнения
- •Глава 6 усилители
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Магнитные усилители
- •6.3. Электромашинные усилители
- •6.4. Полупроводниковые усилители Усилители на биполярном транзисторе
- •Усилители напряжения на полевом транзисторе
- •Операционные усилители
- •Универсальные оу
- •Прецизионные операционные усилители
- •Мощные операционные усилители
- •Операционные усилители в моделировании математических операций
- •Электрометрические и измерительные усилители
- •Многокаскадные усилители
- •Усилители мощности
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7 переключающие устройства (реле)
- •7.1. Общие сведения и классификация реле
- •7.2. Нейтральные электромагнитные реле постоянного тока
- •7.3. Тяговые и механические характеристики электромагнитного реле
- •7.4. Электромагнитные реле переменного тока
- •7.5. Поляризованные электромагнитные реле
- •7.6. Контакты реле. Средства дуго- и искрогашения
- •7.7. Реле времени
- •7.8. Тепловые реле
- •Глава 8 исполнительные устройства
- •8.1. Общие характеристики исполнительных устройств
- •8.2. Электрические серводвигатели
- •Электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением
- •Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением
- •Серводвигатели переменного тока
- •8.3. Гидравлические двигатели
- •8.4. Сервоприводы с электромагнитными муфтами
- •8.5. Шаговые сервоприводы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9 типовые звенья сау
- •9.1. Режимы работы объекта. Возмущающие воздействия
- •9.2. Апериодическое (инерционное, статическое) звено
- •9.3. Астатическое (интегрирующее) звено
- •9.4. Колебательное (апериодическое 2-го порядка) звено
- •9.5. Пропорциональное (усилительное, безынерционное) звено
- •9.6. Дифференцирующее звено
- •9.7. Запаздывающее звено
- •9.8. Логарифмические частотные характеристики динамических звеньев
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10 соединение звеньев в сау
- •10.1. Типовые соединения звеньев
- •Последовательное соединение звеньев
- •Параллельно-согласованное соединение звеньев
- •10.2. Сложные соединения звеньев
- •10.3. Аппроксимация сложных объектов совокупностью нескольких типовых звеньев
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11 синтез сау или выбор типа регулятора
- •11.1. Структурные схемы сау
- •11.2. Понятие обратной связи
- •11.3. Классификация регуляторов по реализуемому закону регулирования
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12 анализ устойчивости и качества работы сау
- •12.1. Понятие устойчивости сау
- •12.2 Показатели качества работы сау
- •12.3. Оптимальные процессы регулирования
- •12.4. Анализ устойчивости замкнутой системы
- •12.5. Вывод характеристического уравнения замкнутой системы из передаточных функций объекта и регулятора
- •12.6. Критерии устойчивости сау Алгебраический критерий устойчивости Рауса-Гурвица
- •Частотный критерий устойчивости Михайлова
- •Частотный критерий устойчивости Найквиста
- •12.7. Анализ качества работы замкнутой сау
- •Глава 13 цифровые системы автоматического управления
- •13.1. Включение эвм в сау
- •13.2. Логические устройства автоматики
- •Релейно-контактные схемы
- •Изображение основных логических элементов на схемах
- •Минимизация логических функций
- •Бесконтактные логические элементы
- •Синтез логических устройств
- •13.3. Системы числового программного управления
- •13.4. Промышленные роботы
- •13.5. Управляющие микроЭвм и микроконтроллеры Структура цифровых систем управления
- •МикроЭвм и микроконтроллеры в системах управления технологическими процессами
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14 системы телемеханики
- •14.1. Основные понятия
- •14.2. Принципы построения систем телемеханики
- •14.3. Линии связи
- •14.4. Методы преобразования сигналов
- •Непрерывные методы модуляции
- •Импульсные методы модуляции
- •Цифровые методы модуляции
- •14.5. Асу технологическими процессами и производством
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальное определение динамических характеристик объектов регулирования
- •Выбор регуляторов
- •Выбор регуляторов на основании расчета
- •Выбор оптимальных значений параметров регуляторов
Электроконтактные датчики
Электроконтактные датчики перемещения имеют релейную характеристику и применяются в основном для контроля размеров деталей.
Электроконтактные датчики бывают однопредельные (с одним контактом) и двухнедельные (с двумя контактами). Однопредельные датчики применяются для контроля размера детали по допуску одного знака. Двухнедельные датчики позволяют контролировать размер детали по допускам «+» и «-». Электроконтактные датчики измеряют не фактические размеры деталей, а только разброс их значений. Например, при контроле диаметра цилиндрической детали воспринимающий стержень (измерительный наконечник) смещается относительно корпуса датчика, воспринимая разность между максимальным и минимальным диаметрами.
На рис. 4.7 представлена схема конструкции двухнедельного электроконтактного датчика.
1 — воспринимающий стержень; 2 — направляющая гильза; 3 — двуплечный рычаг; 4 — корпус; 5, 7 — настроечны винты; 6, 8, 9 — контакты
Датчики, предназначенные для точных измерений (с погрешностью не более 0,01 мм), рассчитаны на очень малый ток в цепи контактов (порядка десятых долей миллиампера), поэтому их включают с усилительными электронными схемами. Датчики для более грубых измерений могут включаться непосредственно в цепи обмоток реле.
Путевой выключатель
Путевой выключатель (рис. 4.8) — это предельный датчик перемещения. Он применяется в электрических схемах промышленной автоматики для подачи команд о начале перемещения какого-либо подвижного узла или проходе определенного участка пути. Путевой выключатель представляет собой систему из нескольких
Рис. 4.8. Схема конструкции (а) и статические характеристики (б) путевого выключателя:
воспринимающий стержень; 2, 4 — неподвижные контакты; 3 — подвижный контакт; 5 — корпус
пар неподвижных и подвижных контактов, которые непосредственно связаны с перемещающимся узлом.
Точность срабатывания такого датчика по отношению к перемещению невелика — от 10 до 2 мм в зависимости от типа выключателя.
4.3. Датчики скорости Центробежные датчики скорости
Схема конструкции центробежного датчика скорости пред став-юна на рис. 4.9.
На двух муфтах шарнирно закреплены грузы; с увеличением скорости вращения грузы расходятся, сжимая пружину, и поднимают
Перемещение муфты является выходной
величиной датчика, а его входная величина - угловая скорость. Для преобразования выходной величины в электрический сигнал к подвижной муфте можно присоединить любой датчик перемещения.
Рис. 4.9. Схема конструкции центробежного датчика
Тахогенераторы
Тахогенераторы — это миниатюрные генераторы постоянного или переменного тока с независимым возбуждением, осуществляемым от электромагнитов или постоянных магнитов. На рис. 4.10 представлена схема конструкции тахогенератора постоянного тока, в котором напряжение, снимаемое с обмоток якоря, пропорционально скорости вращения якоря.
В асинхронном тахогенераторе переменного тока (рис. 4.11) две обмотки, сдвинутые по оси на 90°, расположены на статоре. Ротор представляет собой алюминиевый тонкостенный цилиндр, вращающийся в зазоре между статором и неподвижным сердечником, набранным из стальных пластин. Одна из обмоток статора питается током возбуждения; под влиянием поля, создаваемого этой обмоткой, во вращающемся роторе наводятся токи. Магнитный поток, создаваемый этими токами, при вращении ротора пересекает вторую обмотку статора и наводит в ней ЭДС, пропорциональную скорости вращения.