1. Статические характеристики датчиков. Представление

статических характеристик и их виды

Если известны те или иные показатели элемента, то можно оценить свойство этого элемента. В автоматике и телемеханике свойства элементов оцениваются разными показателями, связанными входными и выходными величинами.[1, 21-25]

Функциональная зависимость выходной величины Y от входной V, выраженная математически или графически, называется статической характеристикой элемента Y=f(X).

Элементы, имеющие не зависящие от времени параметры и линейные статические характеристики, называются линейными, а имеющие нелинейные характеристики - нелинейными элементами.

По статической характеристике можно определить вид элемента (датчик, реле). Так, например, если статическая характеристика элемента непрерывна, т. е. величина Y находится в определенной непрерывной зависимости от величины X (рис. 1), то такой элемент называют источником первичной информации или датчиком.

Рисунок 1                                                           Рисунок 2

Если статическая характеристика элемента изменяется скачком, т. е. практически осуществляется включение или отключение при достижении входной величиной X определенных, заранее установленных значений, то такой элемент называется реле (рис. 2).

В зависимости от природы контролируемой входной величины X реле называются электрическими, тепловыми, оптическими. По наименованию входной величины X реле имеет уточняющий термин: реле уровня, реле скорости, реле тока, реле напряжения и т. д.

Как датчики, так и реле являются основными элементами автоматики. Они являются основными и обязательными элементами воспринимающих блоков (устройств). Их используют также и в промежуточных, и в исполнительных блоках автоматических систем. Элементы для конкретных автоматических систем выбирают по ряду показателей, их характеризующих, - коэффициенту передачи, порогу чувствительности, погрешности.

Коэффициент передачи элемента представляет собой отношение выходной величины элемента У к входной величине X, т. е. К = Y/X.

У элементов с линейной статической характеристикой коэффициент передачи - величина постоянная, а у элементов с нелинейной - переменная, зависящая от X. Если входная и выходная величины элемента имеют одинаковую физическую природу, т. е. одинаковые размерности, то коэффициент передачи размерности не имеет и его называют коэффициентом усиления. При разных размерностях входной и выходной величин коэффициент передачи элемента имеет размерность. Применительно к датчику коэффициент передачи называют также чувствительностью. Чем больше К, тем больше выходной сигнал элемента при том же изменении входной величины и тем меньше нужно будет усиливать выходной сигнал до требуемого значения.

Порог чувствительности - это наименьшее (по абсолютному значению) значение входного сигнала, способное вызвать изменение выходного сигнала. Интервал между значением входного сигнала, не оказывающего воздействия на значение выходного сигнала, и значением входного сигнала, оказывающего воздействие на значение выходного сигнала, называется зоной нечувствительности - ΔХн. Чем больше ΔХн тем хуже элемент. Например, у электродвигателя порог чувствительности равен напряжению трогания двигателя.

Погрешность элемента появляется из-за неточной тарировки или градуировки (вследствие разброса параметров) элементов в процессе их изготовления (в пределах установленных допусков). ............