2.4. Средства передачи информации в системах управления
Средствами передачи информации – называются такие средства, которые обеспечивают передачу сигналов (информации) между звеньями системы автоматического управления. К ним могут относиться также элементы системы, обеспечивающие работу линии (канала) передачи информации в определенном режиме.
В настоящее время используются различные виды линий связи:
- телеграфный канал (двухпроводная линия),
- коаксиальный кабель,
- оптоволоконный кабель.
Существует несколько требований к средствам передачи информации, которые выражаются в следующем:
- сопротивление линии связи должно быть минимальным,
- сигнал при передаче не должен изменяться, или изменение должно быть
минимальным, не влияющим на качество передаваемой информации,
- линия связи должна быть защищена от электромагнитных помех и сама не должна
создавать электромагнитные помехи.
Для улучшения защиты от электромагнитных помех и для синхронизации используют оптоэлектронные элементы или оптроны. На рисунке 48 схематически изображен канал передачи информации.
Рис.48. Канал передачи информации
Используемые в системах управления коммутаторы и усилители относятся к средствам обеспечения передачи информации. При этом коммутаторы способны увеличивать число каналов передачи информации, без увеличения числа линий связи. Для коммутаторов должно соблюдаться условие быстродействия – период коммутации должен быть намного меньше (не менее одного порядка), чем период изменения управляемого параметра.
2.5. Усилители.
К усилителям относятся устройства, усиливающие величину характеристик входного сигнала (мощность, напряжение, частоту и т.д.) до необходимой величины.
В зависимости от природы используемых сигналов усилители могут быть гидравлическими, механическими, пневматическими, электрическими, комбинированными и т.д.
Электрические усилители подразделяются на усилители переменного и постоянного тока. Усилители также могут быть транзисторными и тиристорными. Транзисторные усилители в основном имеют коэффициенты усиления от 10 до 100, у тиристорных усилителей коэффициент усиления меньше, быстродействие невысоко.
В системах автоматического управления более широко применяются усилители постоянного тока, но их недостатками является дрейфующий ноль, который обусловлен изменением температурного режима и различным входным напряжением.
Различают интегральные и дифференциальные усилители, которые называют операционными. Обратная связь, имеющаяся в таких усилителях, дает возможность регулирования коэффициента усиления в широком диапазоне. В основном операционные усилители имеют два входа, прямой и инверсный, как показано на рисунке 49.
Рис.49. Дифференциальный операционный усилитель
В указанном усилителе соотношением внешних сопротивлений определен коэффициент усиления:
Входное сопротивление может изменяться с помощью сопротивлений R1 и R2, и обычно имеет большую величину.