Релейные усилители имеют двухзначную (гистерезисную) характеристику, так как отпускание реле всегда происходит при меньшем токе, чем срабатывание. Релейные усилители обладают высоким коэффициентом усиления по мощности, имеют небольшой вес и сравнительно дешевы.

В тех случаях, когда характеристика релейного усилителя должна выражать про-

I-jt-0

>--1 ,.ГП г /J

Рис. 19-38. Схема усилителя с виб-рациоииой линеаризацией.

Ubii.cp

Рис. 19-39. К пояснению принципа вибрационной линеаризации.

порциональную зависимость между выходным и входным сигналами, применяют так называемую вибрационную линеаризацию релейного усилителя, благодаря чему достигается плавная зависимость среднего значения выходной величины от значения медленно меняющейся входной величины.

Известно два вида вибрационной линеаризации-при помощи вынужденных и собственных колебаний в релейном усилителе, охваченном обратной связью.

Сущность вибрационной линеаризации релейного усилителя вынужденными колебаниями сводится к следующему. В одну из обмоток Wi поляризованного реле (рис. 19-38) подается управляющий сигнал, а к другой обмотке этого же реле подводится напряжение от генератора пилообразных колебаний. Время периода пилообразных колебаний выбирается больше, чем время срабатывания реле (для того чтобы добиться четкого и стабильного ре-

жима работы реле), но не слишком малое, чтобы не вызывать увеличения пульсаций выходной величины релейного усилителя, которые трудно отфильтровать;

В релейных усилителях с вибрационной линеаризацией применяются высокочувствительные реле с малым током срабатывания. Поэтому можно считать, что переключение реле происходит с изменением знака суммарного магнитного потока, создаваемого обмотками £01 и £02. Если входное напряжение отсутствует, то действие реле будет определяться симметричными пилообразными колебаниями t/r и среднее значение выходного напряжения релейного усилителя будет равно нулю (рис. 19-39,а).

При наличии некоторого управляющего сигнала магнитные потоки катушек Wi и гИг будут алгебраически складываться и переключение реле будет происходить при несимметричной по времени смене знака результирующего потока. Выходное напряжение и Бых.ср при этом будет иметь прямоугольную форму (рис. 19-39, б), но его среднее значение будет отличаться от нуля

-БЫХ.Ср - <->() rr , rr

где {/ -напряжение источника, пи-

тающего нагрузку; Ti и Тг -длительность положительной и отрицательной полуволн выходного напряжения;

Ti--Ta-.- период пилообразного напряжения, питающего обмотку £02-

Полярность среднего значения выходного напряжения определяется знаком управляющего напряжения.

Если пилообразное напряжение имеет правильную форму, можно считать, что разностд?. интервалов Tj - Тг пропорциональна управляющему напряжению Uy, и следовательно, среднее значение выходного напряжения будет также пропорционально напряжению Uy

вых.ср - ки в

(19-40)

где Я={/о/{/у.л-коэффициент усиления, а t/у.л -зона линейности усилителя.

Зона линейности усилителя (рис. 19-39, в) пропорциональна амплитуде пилообразных линеаризующих колебаний, подводимых к обмотке Ш2. Увеличение амплитуды пилообразных колебаний приводит к увеличению зоны линейности усилителя, но при этом уменьшается коэффициент усилителя.

В зоне линейности усилителя поле катушки Wi всегда меньше поля катушки гИг, соответствующего амплитудному значению пилообразного напряжения. В противном случае якорь реле будет в одном из крайних положений, определяемом знаком управляющего сигнала.

Схема релейного усилителя с так называемой запаздывающей обратной связью, благодаря которой образуются автоколеба-

ния, приведена на рис. 19-40. На поляризованном реле имеются обмотка управления Wi и обмотка обратной связи W2.

При включенном источнике питания Uo конденсатор С. будет заряжаться. Когда напряжение на нем достигнет напряжения

Рис. 19-40. Схема релейного усилителя с линеаризацией.

срабатывания, якорь реле, подключенного параллельно конденсатору С, перебросится на другой неподвижный контакт /. При этом конденсатор начнет разряжаться, а затем напряжение на нем снова будет возрастать, изменив свой знак. При достижении напряжения срабатывания якорь реле перебросится в прежнее положение 2, после чего процесс начнет повторяться.

Изменение напряжения на конденсаторе С Происходит по экспоненциальному закону. В определенных пределах напряжение заряда и разряда конденсатора с известными допущениями можно считать пилообразным. В таком случае все рассуждения, приведенные для линеаризованного усилителя с посторонним возбуждением, будут справедливы и для релейного усилителя с самовозбуждением.

19-14. ИНДИКАТОРНЫЕ И РЕГИСТРИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ИЗМЕРИТЕЛЕЙ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

В электрическом измерителе неэлектрической величины выходные сигналы датчика через измерительную цепь подаются на вход электрического измерительного (индикаторного) или регистрирующего устройства.

В качестве индикаторных устройств щи-рок р меняются соответствующие стрелочные измерительные электрические приборы постоянного и переменного тока.

Для индикации и наблюдения периодических и быстроизменяющихся процессов используются электронные осциллографы различных типов.

Во многих практических случаях, и в особенности при автоматизации и механизации производственных процессов, необходима документальная регистрация контролируемой неэлектрической величины. В таких случаях вместо индикаторного прибора используется устройство, регистрирующее (записывающее) электрические сигналы.

Для измерений в цепях постоянного тока применяются преимущественно следующие магнитоэлектрические приборы как

более экономичные, точные и имеющие больщую чувствительность в сравнении с приборами других типов.

1) магнитоэлектрические миллиамперметры (вольтметры) с пределами измерения от 1 до 5 ма (расход мощности, потребляемой такими приборами при измерении, составляет 0,5-2 мет);

2) микроамперметры и милливольтметры на пределы измерения от 50 до 1 ООО мка и 10-750 мв с внутренним сопротивлением порядка 900-3 000 ож и потреблением мощности (2-f-20)XIC-6 вт;

3) микроамперметры с теневой стрелкой, имеющие пределы измерения 0,1; 1; 10; 100 мка и потребляющие мощность (1 10) 10- вт;

4) магнитоэлектрические гальванометры с чувствительностью по току 1-2 мм/мка и более. Наибольшую чувствительность имеют зеркальные гальванометры - до 4 000 мм/мка. Гальванометры применяются преимущественно в качестве указателей равновесия электрических процессов в цепях постоянного тока.

Из электроизмерительных приборов переменного тока применяются ферродинами-ческие миллиамперметры и логометры с потребляемой мощностью 3,5-9 ва и резонансные гальванометры с чувствительностью по напряжению 5 10- мм/мкв.

Электрические измерители неэлектрических величин в лабораторных условиях часто используются при исследовании периодических и быстроизменяющихся пропессов. При этом индикаторами выходных электрических величин обычно служат электронные осциллографы различных типов, имеющие высокую чувствительность и большое входное сопротивление, при котором потребляемая мощность по входу измеряемого сигнала ничтожно мала (период развертки может быть выбран в пределах от 10- до 102 сек).

Электронные осциллографы имеют широкий диапазон изменения скорости развертки луча, что позволяет применять их для исследования медленных и быстропротекающих процессов.

В регистрирующих устройствах запись электрических сигналов, отображающих измеряемую неэлектрическую величину, производится оспиллографическим методом на фотопленке или бумаге.

ЛИТЕРАТУРА

1. Туричин А. М., Электрические измерения неэлектрических величин. Госэнергоиздат, 1959.

2. Агейкин Д. И.. К о с т и и а Е. Н., Кузнецова Н. Н., Датчики систем автоматического контроля и регулирования. Государственное научно-техническое издательство, 1959.

3. X а р.к е в и ч А. А., Теория преобразователей, Госэнергоиздат 1948.

4. Б а р с у к о в Ф. И., М а к с и м о в М. В.. Радиотелеметрия, Воениздат, 1962.

5. Ш у м и л о в с к и й И. Н., М е л ь т-ц е р Л. В., Применение ядерных излучений в устройствах автоматического контроля технологических процессов, Госэнергоиздат, 1958.

6. У д а л о в Н. П.. Полупроводниковые датчики, изд-во Энергия , 1965,

РАЗДЕЛ 20

КОНСТРУИРОВАНИЕ РАДИОЭ7\ЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

СОДЕРЖАВ И Е

20-1. Стадии проектирования и разработки радиоэлектронной аппаратуры . . .

20-2. Техническая и конструкторская документация

Классификация изделий (495). Конструкторская документация (496).

20-3. Способы выполнения компоновочных работ и эскизов монтажных схем . Виды томпоновочиых работ (497). Составление монтажно-компоновочных эскизов (498).

20-4. Паразитные связи . . .

Виды паразитных связей (502). Раз личные способы экранирования (504)

20;5. Влияние окружающей среды на пара метры аппаратов и их элементов Климатические зоны (506). Влияние влаги (506). Влияние температуры (508). Влияние пониженного давле-, ния (508). Влияние климатических условий пустынь, тропиков и моря

Стр.

(510). Влияние ионизирующего излучения (радиации) (510). Механические воздействия (510).

20-6. Тепловые режимы аппаратов ... Теплообмен (512). Расчет теплового режима герметичного блока (513). Расчет теплового режима герметичного блока с теплоизоляционной оболочкой в динамическом режиме (515).

20-7. Монтажные материалы и констругщии электромонтажных соединений . . .

20-8. Модульные конструкции.....

20-9. Компоновка устройств управления и контроля ............

Визуальные индикаторы (522). Слуховые индикаторы (524). Двигательный аппарат человека и компоновка различных регулировок (525). Оптимальные условия среды (527).

20-10. Примеры К0МПОНОВ1Ш и конструкции радиоэлектронных аппаратов ....

Стр.

516 520

20-1. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Проектирование и разработка радиоэлектронной аппаратуры серийного и массового производства имеют следующие стадии: подготовительная, эскизный проект, технический проект, разработка конструкторской и технологической документации, производство. Радиоинженер в основном принимает участие в работе только на первых трех стадиях.

Подготовительная стадия включает анализ технического задания заказчика, выполнение ориентировочных расчетов основных радиотехнических и конструкторских параметров изделия, уточнение, согласование и утверждение технического задания (ТЗ) от-

ветственными представителями заказчика и разработчика. Одновременно с этим намечают основные пути (обычно несколько вариантов) рещения поставленной задачи, заказывают необходимые материалы, полуфабрикаты или целые изделия субподрядным организациям и выполняют подбор необходимых материалов для проектирования.

Эскизный проект включает выполнение всех необходимых теоретических расчетов, согласование выходных параметров изделия с психофизиологическими характеристиками оператора, выполнение эскизной компоновки отдельных элементов изделия и всего изделия в целом на объекте, изготовление макетов отдельных узлов, приборов или всей системы, однозначную формулировку технических условий на изделие в целом и составляющие его части, заказ необходимых типовых изделий, проведение теорети-