История развития автоматики и телемеханики. Устройства контроля, регулирования и управления. Начала теории автоматики, страница 5

Дальнейшее развитие этих направлений продолжалось и в течение всей первой половины XX в., причем практическое применение найденных решений резко увеличивалось в соответствии с потребностями науки и техники.

В 1902 г. П. Н. Лебедев создал вакуумный термоэлемент для исследования солнечной радиации. Этот прибор, чувствительный к электромагнитным колебаниям в весьма широкой области спектра, стал в дальнейшем необходимым элементом автоматизированных спектрографических установок, станций инфракрасной локации, защитных и пирометрических устройств.

Крупную роль сыграл Б. Б. Голицын (1862—1916 гг.), который создал серию сложных установок для автоматической записи вибраций и ускорений с фотографическими и механическими методами регистрации, а также разработал их теорию (см. гл. 20)

Другое направление было связано с реализацией метода обратных связей в технике автоматического контроля, который был открыт еще изобретением рычажных весов, сравнительного фотометра, мостовой схемы и потенциометра, т. е. устройств с компенсацией или уравновешиванием.

Третье направление автоматизации измерений заключалось в применении компенсационных схем с принудительным развертыванием компенсирующей величины.

Автоматические измерительные устройства используются не только для пассивного контроля, но также и для активного контроля, при котором они воздействуют на материал, машину или продукт. К таким устройствам относятся автоматические дозировщики веществ, автоматы для контроля, сортировки и отбраковки изделий, машины для автоматической балансировки роторов, устройства для автоматической остановки или подналадки станков при определенных значениях контролируемой величины.

Устройства управления

В период электромеханики были разработаны электротермические, электрохимические, электромагнитные и электромоторные исполнительные устройства, а также дроссели с подмагничиванием для бесконтактного и плавного управления электрическими цепями, магнитные к электромашинные усилители. Особенно большую роль сыграли изобретение и усовершенствование электромагнитов и реле различных типов, определивших в дальнейшем область релейно-контактной автоматики и телемеханики.

Развитие исполнительных механизмов плавного управления было связано с созданием электрических микродвигателей, которые должны были приводить в движение редукторы, задвижки, реостаты и другие органы управления.

Бесконтактное плавное управление электрическими цепями и объектами было достигнуто применением дросселей насыщения, т. е. управляемых постоянным током индуктивных сопротивлений. Первые работы в этой области выполнили в 1911—1914 гг. В. П. Вологдин и Н. Д. Папалекси. На том же принципе развилась техника магнитных усилителей, играющая громадную роль в современной автоматике и телемеханике. Первый магнитный усилитель для усиления микрофонного тока предложил в 1920 г. К. И. Шенфер. Существенную работу по усовершенствованию магнитных усилителей, разработке их теории и методики расчета выполнил ряд советских ученых более молодого поколения. На базе магнитных усилителей с положительными обратными связями были разработаны бесконтактные магнитные реле. Наконец, для целей управления и регулирования были созданы электромашинные усилители, в которых малые токи возбуждения вызывают большие изменения э.д.с. якоря.

К числу устройств управления относятся также средства автоматической защиты электрических и неэлектрических объектов. Отечественными заводами электро- и энергомашиностроения были освоены все основные разновидности реле и схем защиты, основанные на применении электромеханических элементов.

Устройства регулирования

В первых электромеханических регуляторах скорости К. И, Константинова (1853 г.) и положения углей в электродуговых лампах А. И. Шпаковского (1856 г.) применялись элакпромапнитные устройства. Только в 1871 г. был создал первый регулятор с электрическим исполнительным двигателем. В системе Чиколева были осуществлены принцип регулирования по возмущению и отработка со скоростью, пропорциональной току дуги. Из других основополагающих работ следует отметить регулятор напряжения Д. А. Лачинова (1879 г.), вибрационный регулятор М. П. Карманова (1880 г.), схему синхронизации П. Сунгурова (1884 г.), регулятор электросварки. Н. Г. Славяисва (1888 г.) и автопилот К. Э. Циолковского (1898 г.).