конденсатора, который перезаряжается через R3 и открытый VT1.
15. Генераторы и формирователи импульсов на логических элементах.
τu=τn, ↑c ↑τ
Длительность выходных импульсов зависит от емкости цепи обратной связи. Формирователь импульса: при реализации числовых устройств часто бывает необходимо сформировать короткие импульсы по фронту сигнала, также импульсы используют в схемах синхронизации, в регистрах, в счетчиках. Первые три элемента «И-НЕ» инвертируют сигнал и задерживают его на время t=75нсек. На последний элемент поступает два сигнала. Выходной импульс формируется по положительному перепаду входного напряжения, длительность импульса зависит от времени задержки.
2. Контактные, потенциометрические, индуктивные, емкостные датчики. Термисторы. Принцип действия. Область применения.
Параметрические:
Контактные датчики: предназначены для дискретных изменений механических перемещений. Он замыкает или размыкает электрическую цепь при перемещениях достигших заданной величины. Применяется в клавишных устройствах ввода информации, в системах контроля размера детали на конвейере. Конструкция датчика каждый раз зависит от конкретной задачи.
Недостатки:
невысокая надежность, загрязнение контактных соединений, большая инерцианальность. В последнее время в качестве контактного датчика широко применяются герконы (герметически магнито – управляемый контакт). Геркон выполнен в виде стеклянной герметизированном корпусе в который впаяны два пружинящих отрезка феромагнитной проволоки под действием внешнего магнитного поля концы проволоки намагничиваются разноименно и притягиваются замыкая контакт. Герконы имеют высокую надежность при большом сроке службы.
потенциометрический датчик: служит для изменения угловых механических перемещений (реостаты включение по схеме потенциометра). Связав движок потенциометра с механическим чувствительным элементом – мембраной, поплавком, рычагом, можно контролировать давление, уровень житкости, скорость потока воздуха и т. д. Достоинства: простота конструкции и возможность использования в цепях постоянного и переменного тока. Недостаток: наличие подвижного контакта, а отсюда низкая надежность и ограниченный срок службы
Индуктивные датчики: это катушки, индуктивность которых меняется при изменении конструктивного параметра, применяется для измерения механических перемещений. Датчик состоит из катушки навитой на ферромагнитный сердечник и ферромагнитного якоря механически связанного с контрольным объектом. При смещении якоря меняется зазор L, отсюда меняется индуктивность цепи, при этом меняется L=>Rн=L ω, следовательно напряжение на нагрузке. Датчики такого типа изменяют малое перемещение от 0,01 до 0,3 мм. Для изменения больших перемещений нескольких мм, применяют датчики с якорем перемещающим внутри катушки. Индуктивные датчики широко применяются в системе обнаружения металлических предметов (миноискатели, системы обнаружения руды). В этих случаях датчик представляет собой катушку без сердечника включенную в колебательный контур нагрузки генератора, при появлении вблизи катушки металлического предмета, меняется ее индуктивность, при этом меняется частота генерации, что фиксируется измерительным прибором. Достоинства: высокая чувствительность. Недостаток: работает только на переменном токе.
Емкостный датчик: это конденсатор емкость которого меняется при изменении контрольной величины. Емкость конденсатора зависит: 1.от размеров обкладок конденсатора 2. от расстояния между обкладками 3. от диэлектрической проницаемости среды между обкладками. Существует три разновидности датчиков:
1. с переменной рабочей площадью обкладок 2. с переменным расстоянием между обкладками 3. с переменной диэлектрической проницаемостью
Достоинства: высокая чувствительность, простота конструкций, малая инерцианальность. Недостаток: сильное влияние внешних электромагнитных полей (температура и влажность окружающей среды).
Терморезисторы ( термистор). Применяются металлические и полупроводниковые термисторы. Металлические термисторы имеют положительный температурный коэфициент сопротивления то есть при увеличении температуры их сопротивление увеличивается. Полупроводниковые термисторы обладают отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Диапазон измерительных темпер. металлических термисторов зависит от применяемого металла. Платиновые т. –200+600с0, медные т. – 50 +150. Точность измеряется: пластиновые термис. + -0,1с0, медные + -1с0. при измерении более высоких температур термистор окисляется. В зависимости от применения термисторы имеют различную конструкцию, нити, спирали, катушки и т. д. Недостаток металлических термисторов: большая инерционность от 1 до10 сек. Полупроводниковые тер. имея диапазон измерительных температур от –100 до+120, они обладают высокой чувствительностью и малой инерционностью. Применяются: для измерения температур, мощности, для температурной компенсации измерительных приборов
11. Реле. Принцип действия. Область применения.
Реле – устройство производящее (в результате какого-либо внешнего воздействия) скачкообразные изменения тех или иных параметров системы, которой данное реле управляет.
Электромагнитное реле – это электромеханический прибор, который может управлять другим электрическим устройством. Принцип работы: реле представляет собой стержень из мягкого железа – сердечник, на который насажена катушка содержащая определенное число витков изолированного провода. На Г-образном корпусе, называемом ярмом, удерживается якорь – пластина из мягкого железа, согнутая под прямым углом. Сердечник, ярмо и якорь образуют магнитопровод реле. На ярме же укреплены пружина с контактами, замыкающие и размыкающие питание исполнительной цепи. Пока ток через обмотку реле не идет, якорь под действием контактных пружин находиться на некотором расстоянии от сердечника. Как только в обмотке появляется ток, его магнитное поле намагничивает сердечник и он притягивает якорь, в этот момент другой конец якоря надавливает на контактные пружины и замыкает исполнительную цепь. При прекращении тока в обмотке цепь размыкается. Применяется для автоматических устройств, для аппаратуры телеуправления.
Для повышения чувствительности электромагнитного реле применяют транзисторные усилители электрических сигналов, такое реле называется электронным. В основном все реле работают по времени то есть включаются и выключаются после определенного промежутка времени, к ним относятся: электромагнитные (выдержка времени регулируется пружиной), индукционные (положением контактов установленных на оси вращения диска), термические (определяется временем нагревания специальной биметаллической пластины), электронные (величиной сопротивления).
9. Усилители в системах автоматического регулирования.
Чаще всего необходимо плавно регулировать работы исполнительного механизма, в этих случаях применяют усилители постоянного тока. Это схема апериодического усилителя без разделительных конденсаторов. В качестве усилителя постоянного тока применяют составные транзисторы.
К=К1•К2.
Достоинства: 1.усиливает самые низкие частоты
2.имеет большой коэффициент усиления.
Недостатки: 1.большая чувствительность к изменению температуры 2.усилительное свойство каждого транзистора используется не полностью.
Усилитель напряжения звуковой частоты.
В качестве датчика работает микрофон. Переменный сигнал с микрофона подается на базу транзистора работающего в усилительном режиме. Резистор R1 задает положение рабочей точки на входной характеристике транзистора. Разделительный конденсатор убирает постоянную составляющую сигнала. В качестве нагрузки в коллекторной цепи транзистора включен громкоговоритель, преобразующий электрические колебания в звуковые.
Усилитель фототока.
Светочувствительным датчиком служит фоторезистор, который определяет базовый ток транзистора VT1. Темновое сопротивление резистора велико, напряжение на базе транзистора минимально, транзистор закрыт, при освещении датчика его сопротивление уменьшается, что приводит к открытию транзистора. Эммиторный ток первого транзистора откроет второй транзистор в коллекторной цепи у которого стоит лампочка HL1.
Электронный сторож.
В качестве датчика служит медный провод который подключается параллельно переходу БЭ. Пока провод цел ток от источника питания протекает через него и R1. сопротивление провода незначительно. Напряжение на базах равны, при обрыве провода сопротивление участка БЭ резко возрастет, транзисторы открываются в коллекторной цепи VT2 протекает ток достаточный для срабатывания звонка.
Сигнализатор уровня температуры.
Если температура объекта не превышает установленного уровня. Терморезистор имеет большое сопротивление. Уровень напряжения на Б низкий следовательно Т1 закрыт, его сопротивление велико, ток протекает по цепи: «+»,R3,VД1,R5, «-». При нагревании объекта R терморезистора падает, следовательно открывается Т1, его R падает, ток протекает по цепи «+»,R4,VД2,VT1, «-».
17. Системы автоматики. Классификация. Замкнутые и разомкнуты системы.
Любая автоматическая система состоит из двух частей: - управляющее устройство, - объект управления. Процесс управления