1.2 Параметры элементов автоматики

Элементы автоматики характеризуются следующими статическими параметрами.

Диапазон изменения входного воздействия - представляет собой разность между максимальным и минимальным значениями входной величины.

Х = х_тах - x_min ,

где х_тах и x_min - максимальное и минимальное значения входного воздействия.

Максимально допустимое значение входного воздействия представляет собой максимальное х_{тах Д} значение входной величины, при которой начинают разрушаться входные цепи элемента.

Перегрузочная способность - отношение максимально допустимого значения входного воздействия к максимальному значению входного воздействия.

Диапазон изменения выходного параметра (параметра состояния) элемента - разность между максимальным и минимальным значениями выходной величины.

Y = y_тах - y_min .

Коэффициент передачи элемента (см. ранее). Если входное воздействие и выходной параметр элемента имеют одинаковую природу, т.е. одинаковые размерности, то коэффициент передачи размерности не имеет и называется коэффициентом усиления. Применительно к датчику коэффициент передачи называется также чувствительностью.

Порог чувствительности - это наименьшее (по модулю) изменение входного сигнала, способное вызвать изменение выходного сигнала. Интервал между значением входного сигнала, не оказывающего воздействие на значение выходного сигнала, и значением входного сигнала, оказывающего воздействие на значение выходного сигнала, называется зоной нечувствительности.

Погрешностью элемента называется отклонение в пределах допусков значения выходного параметра от номинального («идеального») значения выходного параметра, соответствующего заданному входному воздействию. Погрешности элементов возникают в процессе их изготовления и настройки (тарировки). Погрешности элемента могут возникнуть в результате изменения его внутренних свойств (старение, износ), внешних факторов (изменение параметров окружающей среды, или условий эксплуатации), возмущений, связанных с изменением энергопотребления по входным воздействиям элементом автоматики, следующим за данным.

Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности.

Под абсолютной погрешностью понимают разность между полученным в результате эксперимента у_п и номинальным значением у выходной величины элемента при заданном входном воздействием:

Δ = y_n - y

Относительная погрешность - отношение абсолютной погрешности к номинальному значению выходной величины, выраженная в относительных единицах, или процентах:

δ₀= Δ/y •100%.

Приведенная погрешность чаще всего характеризует элементы автоматики. Под приведенной погрешностью понимают отношение абсолютной погрешности к разности предельных значений выходной величины, выраженной в относительных единицах, или процентах:

δ₀= Δ/(y_max – y_min) •100%.

По динамическим характеристикам элемента определяются следующие параметры.

Время чистого запаздывания (см. рис.), которое измеряется между уровнем входного сигнала, равным 0,1х_max (0,9 x_max) и уровнем выходного сигнала, равным 0,1у_max (0,9 у_max).

Статическая ошибка – отклонение выходной величины от предполагаемого установившегося значения.

Время переходного процесса. Отсчитывается от начала переходного процесса (от начала воздействия на элемент) до того значения, когда выходная величина будет отклоняться от предполагаемого установившегося значения не более, чем на величину статической ошибки.

Колебательность, – число колебаний (локальных максимумов на переходной функции) за время переходного процесса.

Перерегулирование – отношение максимального отклонения от установившегося значения к величине установившегося значения.

Коэффициент затухания – отношение двух соседних локальных перерегулирований.

Другие параметры элементов автоматики относятся к условиям эксплуатации.

Нормальными условиями эксплуатации называются те условия, при которых его паспортные параметры находятся в заданных пределах.

Чаще всего под нормальными условиями понимают следующие:

- температура окружающей среды - 25 ± 10 °С;

- атмосферное давление - 10⁵ ± 40000 Па (750 ±30 мм.рт.ст.);

- относительная влажность окружающего воздуха 65 ± 15 %;

- отсутствие вибрации и полей, кроме гравитационного.