Pagrindiniai automatikos elementai

Bet kuris automatinis įrenginys susideda iš tarpusavyje sujungtų elementų, kurių užduotis yra kokybiškai arba kiekybiškai transformuoti gaunamą signalą.

Automatikos elementas — Tai yra automatinės valdymo sistemos, kurioje atliekamos kokybinės arba kiekybinės fizikinių dydžių transformacijos, įtaiso dalis. Be fizinių dydžių konvertavimo, automatikos elementas yra skirtas perduoti signalą iš ankstesnio elemento į kitą.

Į automatines sistemas įtraukti elementai atlieka įvairias funkcijas ir, priklausomai nuo funkcinės paskirties, skirstomi į suvokimo, transformavimo, vykdymo, koregavimo ir koregavimo organus (elementus), taip pat signalų sudėjimo ir atėmimo elementus.

Suvokimo organai (jutimo elementai) yra skirti išmatuoti ir konvertuoti kontroliuojamą arba kontroliuojamą valdymo objekto vertę į signalą, patogų perduoti ir toliau apdoroti.

Pavyzdžiai: jutikliai, skirti matuoti temperatūrą (termoporos, termistoriai), drėgmę, greitį, jėgą ir kt.

Stiprintuvai (elementai), stiprintuvai — prietaisai, kurie, nekeičiant fizinės signalo prigimties, sukuria tik stiprinimą, t.y. padidinti iki reikiamos vertės. Automatinėse sistemose naudojami mechaniniai, hidrauliniai, elektroniniai, magnetiniai, elektromechaniniai (elektromagnetinės relės, magnetiniai starteriai), elektrinių mašinų stiprintuvai ir kt.

Transformuojantys organai (elementai) vienos fizinės prigimties signalų konvertavimas į kitos fizinės prigimties signalus, kad būtų patogu toliau perduoti ir apdoroti.

Pavyzdžiai: neelektriniai keitikliai į elektrą.

Vykdomieji organai (elementai) yra skirti pakeisti valdymo objekto valdymo veiksmo reikšmę, jei objektas yra vienas vienetas su valdymo įstaiga, arba pakeisti valdymo įstaigos įvesties reikšmes (koordinates), kurios taip pat turėtų būti laikomos elementu. automatinių sistemų. Pagal veikimo ir dizaino principą vykdomieji ir reguliavimo elementai yra įvairūs.

Pavyzdžiai: kaitinimo elementai temperatūros reguliavimo sistemose, elektra valdomi vožtuvai ir vožtuvai skysčių ir dujų valdymo sistemose ir kt.

Valdymo organai (elementai) yra skirti nustatyti reikiamą valdomo kintamojo reikšmę.

Korekciniai kūnai (elementai) padeda taisyti automatines sistemas, siekiant pagerinti jų veikimą.

Priklausomai nuo automatikos elementų atliekamų funkcijų, juos galima skirstyti į jutiklius, stiprintuvus, stabilizatorius, reles, skirstytuvus, variklius ir kt.

Jutiklis (matavimo korpusas, jutiklio elementas) — elementas, paverčiantis vieną fizinį dydį kitu, patogiau naudoti automatiniame įrenginyje.

Dažniausiai naudojami tie jutikliai, kurie neelektrinius dydžius (temperatūros, slėgio, srauto ir kt.) paverčia elektriniais. Tarp jų yra parametriniai ir generatoriniai jutikliai.

Parametriniai jutikliai yra tie, kurie paverčia išmatuotą vertę į elektros grandinės parametrą - srovę, įtampą, varžą ir kt.

Pavyzdžiui, temperatūros kontaktinis jutiklis temperatūros pokytį paverčia elektros grandinės varžos pokyčiu nuo minimalaus, kai kontaktai yra uždaryti, iki be galo didelio, kai kontaktai yra atviri. Šis elementas yra temperatūros jutiklis, sumontuotas buitiniuose lygintuvuose.

Ryžiai. 1. Šildymo temperatūros reguliavimo šiluminiu kontaktu schema

Šaltame lygintuvėje temperatūros pokyčiams jautrus šiluminis kontaktas užsidaro, o įjungus lygintuvą per kaitinimo elementą teka srovė, kuri jį įkaitina.Kai lygintuvo plokštė pasiekia kontaktinę temperatūrą, lygintuvo plokštei pasiekus kontaktinę temperatūrą jis atidaro ir atjungia šildymo elementą nuo tinklo.

Generatorius vadinamas jutikliu, kuris išmatuotą vertę paverčia EMF, pavyzdžiui, termopora, naudojama kartu su voltmetru temperatūrai matuoti. Tokios termoporos galuose esantis emf yra proporcingas temperatūros skirtumui tarp šaltos ir karštos jungties.

Ryžiai. 2. Termoporos įtaisas

Termoporos įtaisas ir veikimo principas. Darbinis termoporos korpusas yra jautrus elementas, susidedantis iš dviejų skirtingų termoelektrodų 9, suvirintų gale 11, kuris yra karšta jungtis.Termoelektrodai per visą ilgį izoliuojami naudojant izoliatorius 1 ir įdedami į apsaugines jungiamąsias detales 10. Laisvieji elemento galai sujungiami su termoporos, esančios galvutėje 4, kontaktais 7, kuris uždaromas dangteliu 6 su tarpine 5 Teigiamas termoelektrodas yra prijungtas prie kontakto su „+“ ženklu.

Termoelektrodų įvorių 9 sandarinimas atliekamas naudojant epoksidinį mišinį 8. Darbinis termoporos galas yra izoliuotas nuo apsauginės armatūros keraminiu antgaliu, kurio kai kuriose konstrukcijose gali trūkti, kad būtų sumažinta šiluminė inercija. Termoporos gali turėti antgalį 2, skirtą montuoti vietoje, ir nipelį 3, skirtą įvesti skaitiklių jungiamuosius laidus.

Daugiau apie termoporų klasifikaciją, įrenginį ir veikimo principą skaitykite šiame straipsnyje: Termoelektriniai keitikliai

Skirtumai tarp parametrinių ir generatorių jutiklių

Parametriniuose jutikliuose įvesties signalas atitinkamai keičia kiekvieną jutiklio parametrą (varža, talpa, induktyvumas) ir jo išėjimo signalą. Jų veikimui reikalingas išorinis maitinimo šaltinis. Generatoriaus jutikliai generuoja EML veikiant įvesties signalui ir jiems nereikia papildomo maitinimo šaltinio.

Daugiau apie skirtingus jutiklių tipus skaitykite čia: potenciometro jutikliai, indukciniai jutikliai

Kiti automatikos elementai

Stiprintuvas – elementas, kurio įvesties ir išvesties dydžiai turi tą patį fizinį pobūdį, bet yra kiekybiškai transformuoti. Stiprinimo efektas pasiekiamas naudojant maitinimo šaltinio energiją.Elektriniuose stiprintuvuose išskiriamas įtampos stiprinimas ku = Uout /Uin, srovės stiprinimas ki=Iout/Azin ir galios stiprinimas kstr=ktics.

Bet koks elektros mašinų generatorius gali tarnauti kaip stiprintuvas. Nedidelis sužadinimo pokytis jame lemia reikšmingą išėjimo signalo - apkrovos srovės arba įtampos - pasikeitimą. Maitinimo šaltinis yra variklis, kuris įjungia generatorių.

Stiprintuvų, anksčiau aktyviai naudotų elektrinėje pavaroje, pavyzdžiai: elektrinių mašinų stiprintuvai, magnetiniai stiprintuvai… Šiuo metu šiems tikslams aktyviai naudojami stiprintuvai ir keitikliai. tiristoriai ir didelio perjungimo dažnio tranzistoriai.

Stabilizatorius – automatikos elementas, suteikiantis beveik pastovią išėjimo vertės reikšmę, kai įvesties vertė pasikeičia nurodytose ribose. Pagrindinė stabilizatoriaus charakteristika yra stabilizavimo koeficientas, kuris parodo, kiek kartų santykinis įėjimo reikšmės pokytis yra didesnis už santykinį išėjimo vertės pokytį. Elektros prietaisuose naudojami srovės ir įtampos stabilizatoriai.

Daugiau apie stabilizatorius skaitykite čia: Ferorezonansiniai įtampos stabilizatoriai ir Elektroniniai įtampos stabilizatoriai

Relė – elementas, kuriame, pasiekus tam tikrą įėjimo reikšmę, išėjimo reikšmė staigiai pasikeičia. Relės naudojamos tam tikroms įvesties vertės reikšmėms fiksuoti, signalui sustiprinti ir vienu metu perduoti signalą į kelias elektra nesusijusias grandines. Dažniausiai pasitaikančios įvairios konstrukcijos elektromagnetinė valdymo relė.

Skirstytuvas – automatikos elementas, suteikiantis alternatyvų signalo perdavimo grandinių perjungimą. Paskirstymas dažniausiai naudojamas elektros grandinėse. Platintojo pavyzdys yra žingsnių ieškiklis.

Variklis – mechanizmas, kuris dalį energijos paverčia mechanine energija. Elektros varikliai dažniausiai naudojami automatikos įrenginiuose, tačiau naudojami ir pneumatiniai. Automatizacijoje dažniausiai tokio tipo įrenginiai yra žingsniniai varikliai.

Siųstuvas – prietaisas, skirtas vienam kiekiui paversti kitu, patogus perduoti ryšio kanalu. Be pagrindinės funkcijos, siųstuvas dažniausiai atlieka konvertuojamos reikšmės kodavimą, kuris leidžia efektyviai išnaudoti ryšio kanalus ir sumažinti trukdžių įtaką perduodamam signalui.

Imtuvas – įrenginys, paverčiantis ryšio kanalu gautą signalą į vertę, patogią suvokti automatikos sistemos elementams. Jei signalas yra užkoduotas perdavimo metu, imtuve yra dekoderis. Imtuvai ir siųstuvai aktyviai naudojami nuotolinio valdymo ir signalizavimo sistemos.