Пьезоэлектрический датчик: принцип действия, конструкция, область применения

              Переход автоматического регулятора, т.е. всей системы в целом, из одного состояния в другое осуществляется не мгновенно, а через переходные процессы, зависящие от параметров.

              Следует заметить, что исследование установившегося режима дает возможность решить вопрос о пригодности АСР для проведения какого-либо процесса с заданной точностью. Однако для практического использования этого недостаточно.

              Пригодность любой АСР в первую очередь определяется устойчивостью и приемлемым качеством процесса регулирования.
              Устойчивостью называется способность системы возвращаться к заданному устойчивого состояния после приложения или снятия внешнего возмущения.
              Известно, что каждый из режимов работы АСР, уже установился, является равновесным состоянием. Различают три вида равновесных состояний: устойчивое, неустойчивое и равнодушен. Для решения вопроса, устойчивое равновесие какой-либо статической системы, необходимо изучить поведение этой системы при небольших отклонениях от состояния равновесия.

а) б) в)
К объяснения равновесного состояния: а - устойчивый, б - неустойчивый; в - равнодушен.
              Например в устойчивом равновесном состоянии (рисунок 9.1, а) при любом малом отклонении шарика от начального положения А0 влево или вправо в положение А1 появляется сила F1, которая стремится вернуть шарик обратно.
Пример неустойчивого равновесного состояния приведен на рисунке. Предположим, что шарик лежит на возвышении. После отклонения его от равновесного состояния A0 шарик не вернется в исходное состояние, поскольку возникающая сила F1 стремится еще больше отклонить его от состояния              равновесия.
На рисунке  приведен пример безразличного равновесного состояния.               Предположим , шарик находится на плоскости. После отклонения шарика от равновесного состояния А0 она займет одно из новых равновесных состояний (A1, A2, ..., Ап). В этом случае шарик может иметь бесчисленное множество              равновесных              состояний.
              Устойчивость АСР является важнейшим показателем процесса регулирования. Устойчивостью в «малом» называют устойчивость системы при бесконечно малых отклонениях. Если линейная АСР устойчива в «малом», то она обязательно стойка в «большом». Русский ученый А. М. Ляпунов дал математическое определение и ввел понятие об устойчивости АСР в «малом» с помощью линеализованого уравнения. Система называется устойчивой в "малом", если она возвращается в состояние равновесия при ограниченных значениях возмущающих воздействий. Система называется устойчивой в «большом», если она возвращается в состояние равновесия при любом              значении              возмущающего              действия.
 

Задача 1.

              Определить динамический и относительный коэффициенты
чувствительности проволочного тензодатчика, если при изменении длины
поволоки с 300 мм до 300,3 мм сопротивление соответственно изменилось с 450 Ом до 450,9 Ом.

Решение:

              Динамический коэффициент:

Кд = 450/450,9 = 0,998

Относительный коэфиициент:

η= (0,9/450)/(0,3/300) = 0,002/0,001 = 2

где R — сопротивление тензодатчика, Ом;

— изменение сопро­тивления, Ом;

— длина тензочувствительного элемента, м;

— изменение длины датчика, вызванное измеряемой деформа­цией, м.

Список литературы

1. Барласов Б.З., Ильин В.И. Наладка приборов и систем автоматизации. – М: Высш. шк., 1985.

3. Ивашин Г.В., Никитенко К.Ф. Монтаж, наладка и эксплуатация автоматических устройств в пищевой промышленности. – М: Пищ. пром., 1977. – 176 с.

4. Клюев А.С., Минаев П.А. Наладка систем контроля и автоматического управления. – Л.: Стройиздат, Ленингр. Отд-ние. – 1980.

5. Миранцев Г.Я. Ремонт автоматических приборов и регуляторов. – М.: Энергия, 1980.

6. Л.А. Самсонов, Основы автоматики 1, Объекты и регуляторы, 2. Основы автоматики 2 , Системы автоматического регулирования, Энергия, 2006