Назначение усилителей, их классификация » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Назначение усилителей, их классификация

15.09.2014

В большинстве случаев мощность выходного сигнала воспринимающего или преобразующего элемента недостаточна для управления исполнительным механизмом. Поэтому для количественного увеличения этой мощности применяют усилительные элементы.
Усилитель представляет собой устройство, которое управляет энергией специального источника (ИЭ). На рис. 3.1 приведена общая блок-схема усилителя. Стрелками условно показаны управляющий 1 и управляемый 2 потоки энергии. Входной сигнал xвх поступает от воспринимающего или преобразующего элемента. Выходной сигнал увых является управляющим сигналом, который подается на исполнительный механизм.
Таким образом, усилителем называют устройство, преобразующее энергию на входе в энергию большей мощности на выходе. Усиление происходит за счет постороннего ИЭ.
Основным показателем усилителя является коэффициент усиления. Различают коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности:
Назначение усилителей, их классификация

где Iвых, Iвх — выходной и входной ток, A; Uвых, Uвх — выходное и входное напряжение, В; Pвых, Pвх — выходная и входная мощность, Вт.
Иногда для значительного усиления входного сигнала усилители соединяют последовательно, тогда коэффициент усиления определяется по формуле
Назначение усилителей, их классификация

где k0 — общий коэффициент усиления системы; k1, ..., kn — коэффициенты усиления отдельных усилителей, соединенных последовательно.
Назначение усилителей, их классификация

Работа усилителя характеризуется и другими показателями: коэффициентом полезного действия, быстродействием и искажениями. Коэффициент полезного действия η, %, определяется по формуле
Назначение усилителей, их классификация

где Рвых — выходная мощность усилителя; Pпит — мощность, потребляемая на питание усилителя.
Под быстродействием понимают время от момента подачи входного сигнала на усилитель до появления выходного сигнала номинального значения. По этому параметру усилители классифицируются на инерционные и безинерционные. Под инерционностью усилителя понимают быстроту его реакции при изменении сигнала управления.
Под искажением понимают изменение формы выходного сигнала от формы входного. Это изменение происходит по различным причинам, например из-за наличия в цепях усилителя индуктивностей, емкостей и т.д. Различают три вида искажений: частотные, фазовые и нелинейные. Кроме того, некоторые типы усилителей, например электромагнитные, характеризуются инерционностью.
При резонансных явлениях, когда в цепях усилителя имеются цепи, состоящие из катушек индуктивностей и конденсаторов, усилители дают резкое изменение коэффициента усиления на некоторых определенных частотах. Частотные искажения оцениваются так называемой частотной характеристикой усилителя, представляющей собой зависимость коэффициента усиления к от частоты f усиливаемого сигнала.
Усилители бывают бесконтактные и контактные.
К бесконтактным усилителям относятся термоэлектрические, электронные и полупроводниковые, гидравлические и пневматические.
К контактным усилителям относятся электромагнитные и электротермические.
Выбор типа усилителя для той или иной системы обычно определяется конкретными условиями применения. Некоторую помощь в этом могут оказать следующие основные правила, которыми необходимо руководствоваться при выборе.
Полупроводниковые усилители отличаются большой надежностью и долговечностью в работе, малыми размерами и весом, экономичностью, мгновенной готовностью к работе, высоким коэффициентом усиления, вибро- и ударостойкостью, способностью усиления слабых сигналов, большим диапазоном усиливаемых частот.
Недостатком этих усилителей являются зависимость характеристик усилителя от температуры, а также некоторый разброс параметров.
Гидравлические и пневматические усилители применяются в системах гидро- и пневмоавтоматики. Достоинствами этих усилителей являются высокая помехоустойчивость, большой коэффициент усиления, возможность управления исполнительными элементами большой мощности.
Недостатком этих усилителей является некоторая трудность эксплуатации при очень низких температурах.
Электромагнитное реле как усилитель находит применение в системах, где необходимо иметь релейную статическую характеристику. Эти усилители характеризуются простой конструкцией, сравнительно малыми размерами, высокой стабильностью характеристик, малой стоимостью.
Недостатком релейных усилителей (реле) является наличие контактных пар, подвижных частей, некоторая инерционность.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: