Электронные устройства в системах автоматического управления. Принципы построения систем автоматического управления, страница 5

3 индикаторы освещенности на фотоэлементах и фотоумножителях;

4 измерители отклонения выходной величины от заданного значения;

5 операционные усилители различного назначения;

6 преобразователи вида сигналов – фазовращатели, модуляторы, демодуляторы и др.

Перечисленные узлы являются узлами непрерывного действия, сигналы которых представляют непрерывные функции времени. Кроме них в САУ широко применяются также устройства дискретного действия, сигналы которых являются прерывистыми функциями времени. Это различные электронные реле, триггеры, логические элементы, узлы цифровых устройств (счетчики, регистры, преобразователи кодов и др.).

Рассмотрим некоторые из электронных устройств, применяемых в САУ.

Фотоэлектрический преобразователь линейного перемещения: Многие механические параметры, преобразованные в линейное или угловое перемещение, можно перевести в электрический сигнал, используя в качестве чувствительного (измерительного) элемента фотоэлектрические преобразователи.

Рисунок 1.4 – Фотоэлектрический преобразователь линейного перемещения:

а – устройство; б – схема включения фототранзистора.

Устройство фотоэлектрического преобразователя с перекрытием светового потока непрозрачным экраном показано на рис, 1.4 а. Световой поток изменяется по закону

Ф = 


где SФ - площадь поверхности светочувствительного участка фотоэлемента;

IСВ - сила света источника;

l0 - расстояние от источника света до фотоэлемента;

x - измеряемое расстояние;

R - коэффициент пропорциональности, зависящийот размеров и конфигурации активной площади фотоэлемента и экрана.

В качестве источника света используются лампы накаливания, светодиоды, иногда приборы тлеющего разряда и лампы дневного света. Для концентрации светового потока па поверхности фотоэлемента применяются оптические устройства, обычно состоящие из вогнутых зеркал и системы линз. В качестве фотоэлементов могут использоваться фото резисторы, фотодиоды и фототранзисторы. Схема включения преобразователя на фототранзисторе показана на рис, 1.4 б.

Из формулы () следует, что световой поток изменяется по линейному закону в зависимости от измеряемого перемещения х. По такому же закону изменяется и напряжение на выходе фотоэлектрического преобразователя. Таким образом, фотоэлектрический преобразователь измеряет линейное перемещение и преобразует его в пропорциональный перемещению электрический сигнал.

Электронное релена транзисторах: Реле на транзисторах широко используются в САУ в качестве бесконтактных переключающих устройств. Они представляют собой двухкаскадный усилитель постоянного тока с сильной положительной обратной связью. Одна из возможных схем такого реле представлена на рисунке 1,5.

Рисунок 1.5 – Схема электронного реле на транзисторах.

Обратная связь в схеме осуществляется через резистор R4, включенный в цепь эмиттеров транзисторов Т1 и Т2, так как падение напряжения на нем

UO.C ≈ iК2*R4

обусловленное коллекторным током iК2 транзистора Т2, является запирающим напряжением для Т1.

Рассмотрим работу схемы. Пусть в исходном состоянии UВХ = О, т. е. точки 1 и 2 замкнуты через внутреннее сопротивление источника входного сигнала. Параметры схемы выбраны так, что транзистор Т2 насыщен за счет тока базы, протекающего через резистор R2, а транзистор Т1 заперт за счет падения напряжения на резисторе R4. Если на вход подавать плавно нарастающее напряжение UВХ, полярность которого указана на рисунке 1,5, то транзистор Т1 останется