Учебник по ЭУА\Элементы и устройства автоматики\

Настоящий учебник написан в соответствии с учебной программой предмета «Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики» и предназначен для учащихся электроприборостроительных техникумов, обучающихся по специальности «Производство электронных и электрических средств автоматизации». Он может быть полезен и учащимся других специальностей при изучении основ автоматики.
При изложении материала предполагается, что учащиеся хорошо усвоили курсы физики, математики, электротехники. В результате изучения курса «Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики» учащиеся должны уяснить физические основы и принципы действия элементов автоматики различных типов, знать их основные технические характеристики и особенности конструкций. В книге приведены формулы, описывающие работу элементов автоматики, а также расчетные соотношения, пригодные для практического использования. Учащийся должен уметь технически грамотно и обоснованно выбрать соответствующий поставленной задаче элемент, рассчитать его основные характеристики, правильно использовать его при эксплуатации.
Книга состоит из четырех разделов. В первом разделе приведена классификация элементов автоматики в соответствии с выполняемыми ими функциями в системе автоматического регулирования. Даны краткие сведения по физическим основам работы элементов и основным измерительным схемам. Во втором — рассмотрены датчики систем автоматики: контактные, потенциометрические, тензометрические, индуктивные, трансформаторные, индукционные, пьезоэлектрические, емкостные, температурные, струнные, фотоэлектрические и основанные на эффекте Холла. В третьем разделе описаны коммутационные элементы с ручным и электромагнитным приводами, в том числе нейтральные и поляризованные реле, контакторы и магнитные пускатели, а также электромагнитные муфты. В четвертом — магнитные усилители, модуляторы и бесконтактные магнитные реле.
ОГЛАВЛЕНИЕ


Предисловие 3
Введение  5
РАЗДЕЛ I
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ АВТОМАТИКИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
Глава 1. Классификация элементов систем автоматики 7
§ 1.1. Состав систем автоматики 7
§ 1.2. Физические основы работы электромеханических и магнитных
элементов 10
§ 1.3. Статические характеристики 12
§ 1.4. Динамические характеристики 14
§ 1.5. Обратная связь в системах автоматики 16
Глава 2. Основные методы измерения и измерительные схемы 19
§ 2.1. Электрические измерения неэлсктрическнх величин 19
§ 2.2. Мостовая измерительная схема постоянного тока 21
§ 2.3. Чувствительность мостовой схемы 23
§ 2.4. Мостовая схема переменного тока 27
§ 2.5. Дифференциальные измерительные схемы 29
§ 2.6. Компенсационные измерительные схемы 32
РАЗДЕЛ II ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ
Глава 3. Классификация электрических датчиков. Контактные датчики 36
§ 3.1. Типы электрических датчиков . .' 36
§ 3.2. Контактные датчики с дискретным выходным сигналом .... 37
Глава 4. Потенциометрические датчики 41
§ 4.1. Назначение. Принцип действия 41
§ 4.2. Конструкции датчиков 42
§ 4.3. Характеристики линейного потенцнометрнческого датчика ... 45
§ 4.4. Реверсивные потенциометрические датчики 47
§ 4.5. Функциональные потенциометрические датчики 50 '
Глава 5. Тензометрические датчики 54
§ 5.1. Назначение. Типы тензодатчнков 54
§ 5.2. Принцип действия проволочных тензодатчнков 54
§ 5.3. Устройство и установка проволочных тензодатчнков 57
§ 5.4. Фольговые, пленочные, угольные и полупроводниковые тензодатчики 59
§ 5.5. Методика расчета мостовой схемы с тензодатчикамн 62
Глава 6. Электромагнитные датчики 64
§ 6.1. Назначение. Типы электромагнитных датчиков 64
§ 6.2. Принцип действия и основы расчета индуктивных датчиков . . 65
§ 6.3. Дифференциальные (реверсивные) индуктивные датчики .... 70
§ 6.4. Трансформаторные датчики 77
§ 6.5. Магнитоупругне датчики 84
§ 6.6. Индукционные датчики 86
Глава 7. Пьезоэлектрические датчики 89
§ 7.1. Принцип действия 89
§ 7.2. Устройство пьезодатчиков 91
§ 7.3. Чувствительность пьезодатчика и требования к измерительной цепи 92
Глава 8. Емкостные датчики 93
§ 8.1. Принцип действия. Типы емкостных датчиков 93
§ 8.2. Характеристики и схемы включения емкостных датчиков ... 95
Глава 9. Терморезисторы 101
§ 9.1. Назначение. Типы терморезнсторов 101
§ 9.2. Металлические терморезисторы 102
§ 9.3. Полупроводниковые терморезисторы 104
§ 9.4. Собственный нагрев термисторов 107
§ 9.5. Применение терморезисторов 108
Глава 10. Термоэлектрические датчики 111
§ 10.1. Принцип действия 111
§ 10.2. Материалы, применяемые для термопар 113
§ 10.3. Измерение температуры с помощью термопар 116
Глава 11. Струнные датчики 120
§ 11.1. Назначение и принцип действия 120
§ 11.2. Устройство струнных датчиков 121
Глава 12. Фотоэлектрические датчики 125
§ 12.1. Назначение. Типы фотоэлектрических датчиков 125
§ 12.2. Приемники излучения фотоэлектрических датчиков 126
§ 12.3. Применение фотоэлектрических датчиков 130
Глава 13. Ультразвуковые датчики 136
§ 13.1. Принцип действия и назначение 136
§ 13.2. Излучатели ультразвуковых колебаний 137
§ 13.3. Применение ультразвуковых датчиков 139
Глава 14. Датчики Холла и магнитосопротивления 141
§ 14.1. Физические основы эффекта Холла и эффекта магнитосопротивления 141
§ 14.2. Материалы для датчиков Холла и датчиков магнитосопротивления  143
§ 14.1. Применение датчиков Холла и датчиков магннтосопротнвлення 144
РАЗДЕЛ III
КОММУТАЦИОННЫЕ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Глава 15. Коммутационные элементы 147
§ 15.1. Назначение. Основные понятия 147
§ 15.2. Кнопки управления и тумблеры 148
§ 15.3. Пакетные переключатели 151
§ 15.4. Путевые и конечные выключатели 154
Глава 16. Электрические контакты 157
§ 16.1. Режим работы контактов 157
§ 16.2. Конструктивные типы контактов 158
§ 16.3. Материалы контактов 160
Глава 17. Электромагнитные нейтральные реле 162
§ 17.1. Назначение. Принцип действия 162
§ 17.2. Основные параметры и типы электромагнитных реле 165
§ 17.3. Электромагнитные реле постоянного тока 166
§ 17.4. Последовательность работы электромагнитного реле 167
§ 17.5. Тяговая и механическая характеристики электромагнитного реле 169
§ 17.6. Основы расчета магннтопровода электромагнитного реле . . . 173
§ 17.7. Основы расчета обмотки реле 176
§ 17.8. Электромагнитные реле переменного тока 178
§ 17.9. Быстродействие электромагнитных реле 181
Глава 18. Электромагнитные поляризованные реле 185
§ 18.1. Назначение. Принцип действия 185
§ 18.2. Магнитные цепи поляризованных реле 185
§ 18.3. Настройка контактов и устройство поляризованного реле ... 189
§ 18.4. Вибропреобразователн 191
Глава 19. Специальные виды реле 195
§ 19.1. Типы специальных реле 195
§ 19.2. Магнитоэлектрические реле 196
§ 19.3. Электродинамические реле 197
§ 19.4. Индукционные реле 199
§ 19.5. Реле времени 201
§ 19.6. Электротермические реле 203
§ 19.7. Шаговые искатели и распределители 204
§ 19.8. Магнитоуправляемые контакты. Типы и устройство 206
§ 19.9. Применение магннтоуправляемых контактов 208
Глава 20. Контакторы и магнитные пускатели 210
§ 20.1. Назначение контакторов и магнитных пускателей 210
§ 20.2. Устройство и особенности контакторов 211
§ 20.3. Конструкции контакторов 212
§ 20.4. Магнитные пускатели 215
§ 20.5. Автоматические выключатели 219
Глава 21. Электромагнитные исполнительные устройства 220
§ 21.1. Назначение электромагнитных исполнительных устройств . . . 220
§ 21.2. Классификация электромагнитов 221
§ 21.3. Порядок проектного расчета электромагнита 223
§ 21.4. Особенности расчета электромагнитов переменного тока . . . 226
§ 21.5. Электромагнитные муфты 228
РАЗДЕЛ IV
МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И МОДУЛЯТОРЫ
Глава 22. Магнитные усилители без обратной связи 231
§ 22.1. Физические основы работы магнитных усилителей 231
8 22.2. Принцип действия магнитного усилителя 235
5 22.3. Основные схемы и параметры нереверсивных магнитных усилителей 239
§ 22.4. Основные характеристики магнитных усилителей 243
§ 22.5. Теория идеального магнитного усилителя 246
§ 22.0. Инерционность идеального магнитного усилителя 250
§ 22.7. Графоаналитический способ построения статической характеристики магнитного усилителя  252
Глава 23. Магнитные усилители с обратной связью 255
§ 23.1. Назначение и способы введения обратной связи 255
§ 23.2. Однотактный магнитный усилитель с внешней обратной связью 256
§ 23.3. Инерционность магнитного усилителя с обратной связью 259
§ 23.4. Регулировка коэффициента обратной связи 260
§ 23.5. Характеристики реального магнитного усилителя с обратной связью 261
§ 23.6. Графическое построение статической характеристики магнитного
усилителя с обратной связью 262
§ 23.7. Магнитные усилители с внутренней обратной связью 264
Глава 24. Реверсивные магнитные усилители 266
§ 24.1. Статическая характеристика реверсивного (двухтактного)
магнитного усилителя 266
§ 24.2. Усилители с выходным переменным током 268
§ 24.3. Реверсивные магнитные усилители с выходным постоянным током 270
§ 24.4. Обратная связь в реверсивных магнитных усилителях .... 272
§ 24.5. Основы расчета магнитных усилителей 274
Глава 25. Магнитные усилители специального назначения 276
§ 25.1. Многокаскадный магнитный усилитель 276
§ 25.2. Быстродействующие магнитные усилители 278
§ 25.3. Операционные магнитные усилители 280
§ 25.4. Трехфазные магнитные усилители 282
Глава 26. Магнитные модуляторы и бесконтактные магнитные реле 284
§ 26.1. Назначение магнитных модуляторов 284
§ 26.2. Магнитные модуляторы с выходным переменным током основной
частоты 286
§ 26.3. Магнитные модуляторы с выходным переменным током удво-
енной частоты 287
§ 26.4. Магнитные модуляторы с выходным импульсным сигналом  289
<j 26 5. Магнитомодуляционные датчики магнитных величин 291
§ 26.6. Назначение и принцип действия бесконтактных магнитных реле 292
§ 26.7. Характеристики и схемы бесконтактных магнитных реле  293
§ 26.8. Переходные процессы в бесконтактных магнитных реле ... 296
§ 26.9. Основы расчета и конструирования бесконтактных магнитных реле 297
Заключение 299
Список литературы 300