1.3. Характеристики элементов

Независимо от принципа действия, конструкции и природы фи­зических процессов все элементы автоматики имеют общие харак­теристики, позволяющие сравнивать их друг с другом. Такими ха­рактеристиками являются, например, абсолютная и относительная погрешности.

Под абсолютной погрешностью понимают разность между фак­тической выходной величиной у_ф и ее расчетным значением y_р, т. е. ∆у = у_ф - y_р. Абсолютная погрешность имеет размерность выход­ной величины.

Под относительной погрешностью понимают отношение абсо­лютной погрешности к расчетному значению выходной величины, δ = / у_р∙∙ lOO%.

Относительная погрешность — величина безразмерная и удоб­на для сравнения точности работы различных элементов.

Общей характеристикой элементов является их чувствитель­ность (передаточный коэффициент). В статическом режиме она оп­ределяется как отношение выходной величины к входной: k = у/х. В динамическом режиме (дифференциальная чувствительность) ее определяют как отношение приращений входной и выходной вели­чин: k = ∆у /∆х. Для конкретных элементов чувствительность часто имеет специальное название, например коэффициент усиления, ко­эффициент трансформации и т. д.

Если элемент имеет обратную связь (рис. 1.8), то его характери­ стикой является коэффициент обратной связи β, который показывает, какая часть выходной величины у подается на вход элемента: β = х_ос/у. Обратная связь может быть положительной или отрицательной. Положительная обратная связь обеспечивает увеличение общего передаточного коэффициента. При введении отрицательной, обратной связи достигается стабилизация общего передаточного коэффициента, т. е. ослабление его зависимости от колебаний коэффициента k основного элемента.

j

Рис.1.8. Элемент с обратной связью

Важнейшей характеристикой всех элементов является их на­дежность, т. е. свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Одним из основных показателей надежности является интенсив­ность отказов

,

где N(t) - число элементов, работоспособных к моменту времени t;

N(t+Δt) - число элементов, работоспособных к моменту времени (t+Δt);

N_cp(Δt) - среднее число элементов, работоспособных за время Δt.

По интенсивности отказов могут быть вычислены многие основ­ные показатели надежности, например вероятность безотказной работы и средняя наработка до отказа.

При оценке качества элементов автоматики существенное зна­чение имеет быстродействие их работы. При этом рассматриваются такие показатели как постоянная времени, время включения, время выключения и др.

Логические элементы, осуществляющие информационное пре­образование сигналов, имеют ряд специальных общих характери­стик: число входов и коэффициент разветвления. Чем больше число входов, тем больше логические возможности элемента. Однако, это число ограничивается размерами и стоимостью элемента. Коэффи­циент разветвления характеризует число элементов, которым мо­жет управлять данный элемент, т. е. определяет его нагрузочную способность.

Существуют и другие характеристики элементов автоматики, телемеханики и связи, которые будут рассмотрены в соответствую­щих главах учебника.