57

преобразование движения (поворота) в электрическую величину.

Уравнение статики Uвых = URвх Rx или y = k x

И н д у к т и в н ы е д а т ч и к и п е р е м е щ е н и я выполняют как по схеме реверсивного, так и цилиндрического датчика (рис 30, б и в). Достоинство этих датчиков в бесконтактном измерении перемещения, однако, диапазон измеряемого перемещения невелик.

Перемещение якоря 3 изменяет индуктивность обмотки 2, что позволяет регистрировать перемещение с помощью шлейфных или электрических осциллографов.

а	1	б	1	3
	Х
				2
Uвх	R	U
	Rx	Rн
		Uвых
		Uвых
	в			б
		Х
	5	3		4
				2
	1
				4

Рис. 30. Схемы датчиков перемещений:

а- потенциометрический; б - реверсивный;

в- цилиндрический

58

Глава 4. Усилительные и регулирующие органы

Выходной сигнал измерителя, как правило, недостаточен для непосредственного воздействия на регулирующий орган [13, 14]. Поэтому приходится повышать мощность этого сигнала в усилителях мощности.

§ 4. 1. Структурная схема усилительного органа

Усилитель мощности (УМ) – это устройство, в котором осуществляется увеличение мощности входного сигнала за счет вспомогательной энергии (W) постороннего источника

(рис. 31).

	УМ
	W
X	Y
УУ	ИМ
	ОС

Рис. 31. Структурная схема усилителя мощности: УУ – управляющее устройство; ИМ – исполнительный ме-

ханизм; ОС – обратная связь

Применяются усилители (по виду вспомогательной энергии) механические (по принципу рычага), гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные. Принцип действия усилителей одинаков, рабочая среда с энергией W подается к управляющему устройству (УУ) типа распределителя и с помощью сигнала Х осуществляется дозированный подвод вспомогательной энергии к исполнительному механизму (ИМ). Здесь энергия W преобразуется в механическую работу по перемещению выходного звена УМ. В УМ возможно наличие обратной связи (ОС), повышающей устойчивость работы усилителя.

59

§ 4. 2. Гидравлические усилители

Г и д р а в л и ч е с к и е у с и л и т е л и с н ы м з о л о т н и к о м и п о р ш н е м тельного механизма (ИМ) д в у с т о р о н н е г о в и я представлены на рис. 32, а)

о т с е ч - исполни- д е й с т-

а

б

в

Рис. 32. Функциональные схемы гидравлических	усили-
телей с ЖОС

Масло под давлением p p подводится к золотнику 3

управляющего устройства, расположенному во втулке 2. При нейтральном положении золотника, когда окна каналов к полости исполнительного механизма 1 перекрыты (рис. 16, в), поршень ИМ неподвижен.

При смещении золотника e от среднего положения происходит сообщение одной полости ИМ с напорной магистралью, другой – со сливной. Под перепадом давления поршень ИМ перемещается на величину s .

Из условия неразрывности потока масла, поступающего через площадь проходного сечения F, открытую золотником УУ за время t и при пренебрежении силами сопротивления движения поршня, сжимаемостью масла и инерцией движущихся масс ИМ

f V t = F s ,

где V – скорость потока масла в окне;

F – площадь поршня ИМ.

При прямоугольных окнах втулки шириной b

	60
	b e V t = F s , откуда	e =	F		s .
			b V
					t

При условии, что t (в течение которого происходит перемещение e) бесконечно мало, возможно записать уравнение движения УМ:

	e =	F		d( s)	(8)
		b V		dt

Введем относительные координаты в полученное уравнение:

входная	x =	e	,	выходная y =	s	.
		emax			smax

Тогда

где Tc

x =

F

smax

dy

, или

x =T

dy

,

(9)

b V

emax

dt

c

dt

=

F

smax

– время действия ИМ, определяемое

b V

emax

dy

dt

как время перемещения поршня из одного крайнего положения в другое при максимальном значении входной координаты x =1;

– относительная скорость движения поршня.

Если выходной сигнал ИМ необходимо получить в виде поворота αc (рис. 32, в), то вместо поршневого ИМ присое-

диняют к УУ л о п а с т н о й и с п о л н и т е л ь н ы й м е х а н и з м д в у с т о р о н н е г о д е й с т в и я.

Г и д р а в л и ч е с к и й у с и л и т е л ь с д и ф ф е- р е н ц и а л ь н ы м п о р ш н е в ы м и с п о л н и т е л ь - н ы м м е х а н и з м о м (рис. 32, в). Активная площадь нижнего основания поршня 7 значительно больше площади верхнего основания. Верхняя полость неуправляема, в нее по каналу 8 поступает масло под давлением pp из напорной

магистрали. При среднем положении золотник 3 закрывает канал 9 и поршень неподвижен. Смещение e золотника вверх приводит к сообщению нижней полости со сливом и поршень перемещается вниз. Смещение золотника вниз