Элементы автоматических систем

Классификация элементов автоматических систем. Функциональное назначение элементов автоматических систем

Элементы автоматических систем классифицируются по следующим признакам:

1. Функциональное назначение.
2. Физический принцип действия.

По функциональному назначению элементы автоматических систем делятся на:

1. Первичные измерительные преобразователи. Данные элементы измеряют значение регулируемой величины и преобразуют его в эквивалентное значение сигнала, как правило, другого типа, пригодного для более удобной последующей передачи и использования. Например, первичный преобразователь температуры-электронный термометр измеряет значение температуры объекта регулирования и преобразует их в эквивалент значения термоэлектродвижущей силы и в последующем в сопротивление.
2. Нормирующие преобразователи. Данные устройства преобразуют сигнал одной формы в эквивалентный унифицированный сигнал другой формы. Они предназначены для обеспечения совместной работы в автоматических системах средств регулирования с различной физической основой. Например, электропневматический преобразователь преобразует электрические сигналы в эквивалентные значения пневматического сигнала.
3. Функциональные преобразователи. Данные устройства при поступлении на вход сигнала формируют на выходе изменение сигнала во времени по определенном закону. Самым простым примером функционального преобразователя является электрический двигатель автоматической системы регулирования. При поступлении постоянного напряжения его входной сигнал начинает перемещать движок автоматического трансформатора по определенному закону.
4. Усилители значения сигнала и/или его мощности. Данные устройства предназначены для усиления поступающих сигнал при необходимости.
5. Стабилизаторы. Данные устройства поддерживают значение того или иного сигнала на определенном уровне и сглаживающие пульсации сигнала.
6. Распределители. Данные приборы переключают в определенной последовательности цепи с выхода какого-либо элемента на вход другого.
7. Элементы сравнения. Данные устройства сравнивают значения двух сигналов. Выходной сигнал таких составляющих равняется разности сигналов, поступающих на вход.
8. Задающие элементы. При помощи задающих элементов оператором устанавливается заданное значение для регулируемой величины. Примером задающего элемента является потенциометр.
9. Регулирующие органы. Данные элементы непосредственно воздействуют на объект регулирования с целью поддержания заданного значения регулируемой величины или ее изменения в соответствии с заданным законом.
10. Исполнительные механизмы. Исполнительные механизмы воздействуют на регулирующий орган и перемещают его в сторону ликвидации отклонения регулируемой величины от закона ее изменения или заданного значения.
11. Объект регулирования. Объект регулирования является составной частью автоматической системы.

Принципы действия элементов автоматических систем на физическом уровне

По принципу действия элементы автоматических систем делятся на:

1. Радиоволновые, электрические и магнитные, которые действуют на принципе использования электромагнитных процессов частотой ниже 10 герц в двенадцатой степени.
2. Оптические, которые действуют на принципе использования электромагнитных процессов частотой выше 10 герц в двенадцатой степени.
3. Механические, которые используют механические перемещения твердых тел.
4. Гидравлические, которые используют механические свойства жидкостей.
5. Пневматические, которые используют механические свойства газов.
6. Комбинированные, например, электромеханические, электрогидравлические и т. п.

Кроме классификации по физическому принципу действия и функциональному назначению элементы автоматических систем делятся на пассивные и активные. К пассивным относятся те элементы, которые выполняют свои функции без использования посторонней энергии. К активным элементам относятся те, которые выполняют свои функции с использованием энергии от постороннего источника питания. Примером пассивного элемента является термометр сопротивления, а активного измерительные мост. Активные элементы применяются в том случае, когда необходимо получить сигнал большей мощности, чем сигнал, который поступает на вход.