Оптические преобразователи

Содержат источник излучения - оптический канал и преемник излучения. Измеряемая величина действует либо на источнике излучения в процессе его распространения по оптическому каналу.

Прохождение оптического излучения через вещество характеризуется поглощением и рассеиванием.

Если оптическое излучение проходит через раствор, то степень поглощения и рассеивания зависит от концентрации, содержания примесей и других средств раствора.

Показатель преломления и скорости распространения для многих веществ зависит от ориентации в плоскости поляризации магнитной волны, т.е. в плоскости, в которой лежит напряженности электрического поля в направлении распространения электромагнитной волны.

Оптическое излучение может возникать при возбуждении атомов и молекул вещества путем нагревания (тепловое температурное излучение) и при прямом преобразовании других видов энергии.

В качестве излучения применяют: Лампы накаливания, светодиоды, квантовые генераторы (лазеры) и газоразрядные лампы.

Приемники оптического излучения делят на два типа: 1 .Тепловые;

2.Фотоэлектиреские.

Принцип действия тепловых основан на преобразовании энергии излучения в тепловую.

В фотоэлектрических приемниках используются явления внешнего и внутреннего фотоэффекта (вакуумный и газонаполненный фотоэлементы, фоторезисторы и фотоприборы). Задачи анализа и синтеза систем автоматического регулирования (САР)

САР - совокупность элементов определенным образом соединенных между собой, поэтому свойство системы в целом зависит как от свойств элементов, входящих в систему так и от способов их соединения, т.е. связи.

В общем случае динамические свойства САР и их элементов, описываю дифференциальными уравнениями, выражающими зависимость между входными и выходными величинами.

Эти уравнения составляются на основании физических законов определяющих переходные процессы элементов. В результате решений уравнений получают выражения для изменения регулируемой величины во времени, под действием того или иного закона входной величины. По этому выражению может быть построен график переходного процесса позволяющий проанализировать величину и время отклонения регулируемой величины, устойчивость системы так же как изменения в системе позволят понизить влияние возмущений в системе.

Такой анализ возможен для действующих систем.

При проектировании новых систем возникает задача синтеза, которая сводится определению структуры системы обеспечивающий наилучшие

показатели качества регулирования.

Общие характеристики элементов автоматических систем

Любая система автоматики представляет собой совокупность различных элементов(звеньев) одни из которых являются основными, а другие вспомогательными.

Основные элементы, выполняющие в системе те или иные основные функции, их называют основные функциональные элементы. Общим их признаком является передача поступающих на них возмущений в определенном направлении, а так же то или иное преобразования сигнала по величине, но не зависимо от назначения физических принципов, лежащих в основе действия элементов не зависимо от их конструкции все элементы обладают общими характеристиками.

Статические характеристики звеньев

Если входная величина элемента с течением времени не изменяется, режим элемента называют статическим.

Если входная величина элемента изменяется, то это сопровождается соответствующими изменениями выходной величины, в элементе возникает переходной процесс. Такой режим называют динамическим.

В соответствии со статическими или динамическими режимами работе/ элемента различают его статические или динамические характеристики.

а) Линейная статическая характеристика звена;

б) Не линейная;

в) Релейная с зоной нечувствительности (А);

г) Релейная без зоны нечувствительности;

д) С ограничениями верхнего и нижнего значения выходного сигнала;

е) Идеальное реле.

Практически многие звенья обладают нестабильностью статической характеристики, обусловленных износу элементов всевозможного рода отложениями в аппарате и т.д. или внешними факторами (температура, давления, влажность) не стабильность выражается в самопроизвольном изменении выходной величины элементов, при неизменной входной величине.

Разность между наименьшим значением Хвых и физическим значением Хвых - абсолютно статическая погрешность.

Линейная статическая характеристика - прямая проходящая под некоторым углом к оси абсцисс. Угол наклона характеристики - есть величина постоянная, а его tg определяет передаточный коэффициент элемента К. Он является важнейшим показателем элемента. Он может иметь ту или иную размерность или быть безразмерной величиной. Применительно к различным функциональным элементам, передаточный коэффициент носит разные названия: ДМ датчиков – чувствительность, усилителей -коэффициент усиления. Для стабилизаторов - величину коэффициент стабилизации. Для преобразователей - коэффициент преобразования.

Линейный элемент обладает постоянным коэффициентом передачу В не линейном - передаточный коэффициент в различных точках характеристики различен и характеризуется tg угла наклона касательной, проведенной в не линейной характеристике интересующей нас точке.