1. Основні поняття і визначення
Автоматика - розділ технічної кібернетики що вивчає питання управління,а також створення оптимального використання технічних засобів управлінняі регулювання
Управління - процес впливу на об'єкт з метою зміни йогостану для досягнення поставленої мети, здійснюється регулятором
Технічний об'єкт - машина, прилад, система
Об'єкт управління - характеризується різними параметрами (Хвих --поточне значення регульованого параметра в даний момент часу)
Сукупність керуючого пристрою (регулятора) і об'єкта управління
(регулювання) наз-ся системою автоматичного управління

Ху - керуючий вплив; УУ-керуючий пристрій; Хз --задане значення вихідної величини; ОУ - об'єкт управління

2. Класифікація САР.
Автоматичні системи управління поділяються за призначенням на:
1. Автоматичні системи контролю технологічних параметрів (АСК)
2. Автоматичні системи сигналізації (АСС)
3. Автоматичні системи регулювання (АСР або САР)
4. Автоматичні системи управління технологічними процесами (АСУТП)
5. Автоматичні системи управління роботизованими комплексами
(АСУРК)
6. Автоматичні системи управління підприємством

3. 4. 5. Принцип регулювання САР (Замкнуті і розімкнені САР)

АСР за принципом регулювання поділяються на системи:
1. Регулювання по обуренню
2. Регулювання щодо відхилення
3. Комбінований регулювання

Регулювання по обурення (розімкнуться система)
При регулюванні із обуренню виділяється найбільш істотнийзбурює фактор, який вимірюється і подається на вхід автоматичногорегулятора

Переваги такої системи: 1) Простота; 2) Мала інерційність
(швидкодія системи)
Недоліки: 1) Не враховуються інші обурюють фактори; 2) Не враховуєтьсят-ра в приміщенні.

Регулювання щодо відхилення (Замкнена система)
При регулюванні щодо відхилення вимірюється вихідний параметр і подаєтьсяна вхід автоматичного регулятора. В АР порівнюється задане значення ідійсне. Визначається помилка регулювання (Х = Хз-Хвих. І за величиноюпомилки виробляється регулює значення.

Переваги: 1) Вироблення регулюючого впливу в незалежності відобурює фактора; 2) Облік дійсного параметра та оцінка помилки
Недоліки: 1) Наявність помилки регулювання; 2) Мале швидкодію; 3)
Схильність системи до перерегулювання.
Перерегулювання - коливання регульованого параметра близько заданогозначення.

Комбінований принцип регулювання (Замкнена система)
При комбінованому принципі є контур регулювання за відхиленням іобуренню

Переваги об'єднуються
Недоліки: 1) Велика вартість; 2) Схильність до перерегулювання

6. Структура САР

ОУ - об'єкт управління УПУ - підсилювально -перетворювальне пристрій
РВ - регулюючий орган СЕ - порівняльний елемент
ІМ - виконавчий механізм З - Задатчики

Система регулювання за відхиленням і система комбінованогорегулювання мають контур зворотнього зв'язку. Такі системи регулювання приз -ють замкнутими.

8. Рішення лінійних диф-х ур-ий САР та їх передавальні ф-ції
Хвих заг (t) відображає перехідний процес і наз-ся перехідної складової
(або вільної складової)
Хвих приватне (t) описує усталеною процес відповідний новомузначенням вхідний і вихідний величини (примусу складова)

У рішенні ур-ий використовують метод перетворень Лапласа
При перетворенні Лапласа мінлива t замінюється на комплекснузмінну t за допомогою інтегрування

Після знаходження Хвих (t) користуються оберненим перетворенням Лапласа.

С1, С2 ... Сn - к-енти визначаються з початкових умов p1, p2, ... pn -- корені характеристичного ур-ия

9. Тимчасові динамічні хар-ки САР
При дослідженні САР та окремих елементів цих систем користуютьсяступінчастим зміною вхідної величини. При цьому ступеневу впливвхідний величини приймають рівне 1. f (t) = Xвх = 0 при t0
Ця залежність наз-ся одиничною ф-цією що має слід вид

хвх = хвх/хвх0 хвх0 - базова величина
Зміна вихідної величини при одиничному ступінчастому зміні вхідноївеличини наз-ся ф-цією h (t)
хвх = А * 1 (t) (Хвих - крива розгону. Реакція вихідної величини наступеневу вплив не рівне одиничною ф-ції наз-ся кривій розгону.

У імпульсної ф-ції площа імпульсу = 1.

Ізменненіе вихідної величини при дії (ф-ції на вході наз -сяваговій ф-цією ((t); ((t) = 1 '(t) - яв-ся похідної одиничною ф-ції
Вагова ф-ція ((t) = h' (t); h (t) = ((t) dt

10. Частотна характеристика
При використанні САР використовуються не тільки ступінчасті впливу навході, а й вплив вхідної величини змінюється по гармонійномузакону
хвх = Авх * Sin (t Хвих = Авих * Sin ((t +()

Амплітудно-частотна хар-ка (АЧХ) -
фазово-частотна хар-ка (ФЧХ)
Частотна передавальна ф-ція

Частотна передавальна ф-ція виходить з W (p) шляхом заміни p на j (
W (j () = Rе (() + j * Im ( ()

Якщо змінювати (від 0 до нескінченності то буде мінятися вектор К і кут
(. Кінець цього вектора опише криву звану Годограф. Годограф єзображення АФЧХ. Крім АЧХ, ФЧХ і АФЧХ використовують логарифмічніхарактеристики які наз-ся логарифмічна амплітудно-частотнахарактеристика ЛАЧХ L (() = 20 * lgK (()
ЛАЧХ ((() = 20 * lg ((()

11. Розбиття САР на типові елементарні динамічні ланки
Для зручності аналізу САР розчленовують на складові елементи описуютьсяпевним типом диферен-х ур-ий. Таких елементів описуваних типовими ур-мив природі існує 6 штук. Це типові ур-я не вище другого порядку.
Елементи описуються такими ур-ми наз-ся типовими динамічними ланками.
Маючи ур-я окремих ланок можна отримати ур-а всієї реальної системи.

12. Аперіодіческій ланка і його характеристики.
Особливістю аперіодіческій ланок яв-ся можливість накопичення в нихенергії (у обертових масах, теплових об'єктах) або матеріалах (бункери,різного роду накопичувачі). Перехідні процеси в таких ланкахописуються диф ур-ми першого порядку. T - постійна вермені ланки, k - до -ент передачі (підсилення) ланки

13. Пропорційна (безінерционних) ланка
У цих ланках (механізм важеля, редуктор) вихідна величина миттєвозмінюється вслід за зміною вхідної величини. k - к-ент передачі (підсилення) ланки
Хвих = К * хвх

14. Інтегруючі ланка
інтегруючим наз-ся ланка у якого вихідна величина пропорційнаінтегралу за часом від величини, що подається на вхід. Прикладомінтегруючого ланки яв-ся ротаційний живильник, що подає матеріал збункера на транспортер, гідро і пневмо двигун

15. Диференціюйте ланка
У диферен-ючий ланці вихідна величина яв-ся диферен-лом від вхідних.
Хвих = Т * dХвх/dt. Прикладом таких ланок яв-ся амортизатори механічнихсистем. На пракітке широко використовуються реальні диферен-ючий ланки
(стабілізуючий трансформатор)

Ці ланки при досить малому Т і великому k відповідають ідеальним диферен -щим ланкам, тому що Хвих = k * T * dХвх/dt

16. Коливальний ланка
Коливальний яв-ся ланка перехідні процеси якого описуються диф ур -ем другого порядку. Т1, Т2 - постійні часу коливального ланки

До коливальним ланкам можна віднести відцентровий маятник,гідравлічні ємності пов'язані трубопроводом. Обов'язковою умовою дляколивального ланки яв-ся комплексність коренів характе-кого ур-я.Еслі корінняхар-кого ур-я речові і негативні то процеси в ланці маютьаперіодіческій характер.

17. Ланка запізнювання
Ланка запізнювання характеризується ур-му виду Хвих (t) = k * хвх (t-()
Тобто вихідна величина відтворює вхідні з запізненням за часомрівним (.

18. Структурні перетворення при різних з'єднаннях ланок
В основі використання структурних схем лежать структурні методи іструктурні перетворення.

Теорема 1.
При послідовному з'єднанні ланки з передавальними ф-ціями W1 ... Wnзаміщуються одним еквівалентним ланкою з передавальної ф-цією W = W1, ..., Wn.
Дійсно для кожної ланки і умови їх послідовного з'єднанняможна написати
Хвих1 = W1 * Хвх1 Хвх2 = Хвих1
Хвихn = Wn * Хвхn Хвхn = Хвихn-1

Теорема 2.
При паралельному з'єднанні ланки з передавальними ф-ціями W1 ... Wnзаміщуються одним еквівалентним ланкою з передавальної ф-цією W = W1 + ... + Wn.
Дійсно написав ур-я
Хвих1 = W1 * Хвх1 Хвх1 = Хвх2 = ... Хвхn = хвх
Хвих = Хвих1 + Хвих2 + ... Хвихn

Теорема 3.
При охопленні ланки Wпр зворотним зв'язком Wo.c. (негативної абопозитивної) система заміщується одним еквівалентним ланкою з передавальноїф-цією
W = Wпр/(1 +-Wпр * Wо.с.)
Wпр - передавальна ф-ція в прямій ланцюга; Wo.c. - Передавальна ф-ція ланцюгазворотного зв'язку (знак + в знаменнику для негативного зв'язку; знак - дляпозитивного зворотного зв'язку)

Дійсно написав ур-я
Хвих = Wпр * (Х
Хо.с = Wo.c. * Хвих
(Х = хвх +-Хо.с . і вирішивши їх спільно отримаємо ур-е W = Wпр/(1 +-Wпр * Wо.с.)

Структурні методи широко використовуються в інженерній практиці дляхарактеристики процесів в елементах і системах автоматики
Структурні схеми елементів автоматичних систем формуються на основісукупності ур-ий, які пов'язують характеристики процесу з параметрамиі початковими умовами цього процесу в поєднанні з приймає участьтехнологічним обладнанням.

20. Критерій стійкості.
Критерії стійкості дозволяють судити про стійкість САР без відшуканнякоренів характеристичного ур-я. Крім того ці критерії дозволяютьвстановити причину нестійкості, а також намітити шляхи і засобидосягнення стійкості САР

Критерій Рауса-Гарвіца; Критерій Михайлова; Метод Найквіста
Критерій Найквіста базується на частотному методі дослідження.

«Система автоматичного регулювання стійка в розімкнутомустані буде стійка і в замкнутому стані якщо Годограф АФЧХ цієїсистеми в розімкнутому стані не охоплює точку має координати (-
1; j0).

За Годограф стійкості системи можна судити про запас стійкості помодулю і по фазі. Модуль стійкості - m = 1/OA; l - величина визначаєстійкість. Система досить стійка якщо m> = 2-3.
Стійкість оцінюється і по фазі
? - Визначає запас стійкості по фазі;? = 30 ... 40о

21. Якісні хар-ки перехідних процесів САР
Якість регулювання прийнято оцінювати слід показниками: величиноюперерегуліорванія, швидкодією, коливальний, статичноїточністю.

перерегулювання - наз-ся відношення різниці між максимальним істалими відхиленнями регульованої величини до її сталомувідхилення.

На малюнку показано зміну величини при ступінчастому дії.
Переррегулірованіе (у%) визначається за формулою.
((|[( Хmax-(Х (()]/( Х (()|* 100
(Хmax - максимальне відхилення регульованої величини;
(Х (() - встановилося відхилення регульованої величини
У багатьох практичних САР ((20-30%

Швидкодія автоматичних систем характеризується тимчасовимиоцінками, до яких відносяться час запізнювання, що визначається за хар-кеперехідного процесу (см малюнок), при (Х = 0,1 * (Х ((), час встановлення ty,відповідне часу при якому перехідний процес змінитися від 0,1 до
0,9 усталеного значення, час регулювання tр, протягом якоговідхилення регульованої величини від (Х (() перевищує деякий допустимийзначення (; | [(Х (t) - (Х (()]/( Х (()|* 100> (. Зазвичай (= 5%.

коливального визначається кількістю повних коливань регульованоювеличини за час регулювання. У практичних САР показникколивального не перевищує 3 коливань.

Статична точність - точність регулювання у сталомурежимі, який визначається усталеною помилкою системи яка залежить від до -ента її посилення. Чим вище необхідна статична точність системи, тимбільше повинен бути до-ент посилення k; (Х (() = kf * f/(1 + k); kf - к-ентпосилення системи по каналу обурення.
Розрахунок перехідного процесу здійснюється за ур-ю (Х (t) = (Х (()+( Ci * e pi - корені характеристичного ур-я замкнутої САР, Сi - постійніінтегрування визначаються з початкових умов (для цього треба знатизначення (Х (t) і (n-1) її похідних при t = 0)

22. Критерії для оцінки якості перехідних процесів
На практиці якість автоматичних систем у багатьох випадкаханалізується наближено: за ступенем стійкості, або з частотним іінтегральним оцінками якості. Ступінь стійкості характеризуєтьсяабсолютним значенням (найближчого до уявної осі речового кореня абодійсної частини комплексних коренів харатерістіческого ур-я системинайближчих до уявної осі. Оцінка за ступенем стійкості визначає часзагасання складової процеси від найближчого кореня до уявної осі. Чимбільше ступінь стійкості, тим менше час регулювання.

Частотні оцінки якості використовують такі методи по смузіпропускання частот, по максимуму амплітудно-частотної хар-ки, заречової приватної хар-ки, по межі Д-розбиття.

Інтегральна оцінка якості АС заснована на обчисленні певнихінтегралів

Інтегральна оцінка придатна для систем з монотонними процесамибез перерегулювання. Якість системи тим вище чим менше.
Інтегральні оцінки можна застосовувати для систем з коливальнимхарактером перехідного процесу. Параметри АС вибирають з умови максимумузазначених інтегралів.

23. Закони регулювання
Якість регулювання залежить від законів регулювання. Законрегулювання - математична залежність між вхідний і вихіднийвеличинами

Хвих = С1 * хвх + С2 * хвх * dt + C3 * dXвх/dt

С1, С2, C3 - постійні звані параметрами настройки регулятора
С1 * хвх -- П-закон - пропорційний закон
С2 * хвх * dt - І-закон - інтегральний закон
C3 * dXвх/dt - Д-закон - диференціальний закон
ПІД-закон - ПІД-регулятор

24. Пропорційні регулятори (статичні)
Хвих = Кр * хвх; Кр - к-ент посилення передачі; Хвих = Хр, хвх = Хзад-
Хустанов.

П-регулятори - регулятори у яких регулюючий впливзмінюється пропорційно відхилення регульованого параметра.
П-регулятор може мати рівноважний стан при різних значенняхрегульованого параметра це яв-ся його недоліком. Переваги: високабицстродействіе, висока стійкість процесу регулювання, простотареалізації. Недолік: наявність остаточного відхилення.

25. Інтегральні регулятори. (астатичними)
Хвих = КрХвхdt; dХвих/dt = Кр * хвх * dt
В И-регуляторі швидкість зміни вихідної величини (регулюєвпливу) пропорційна вихідний величиною регульованого параметра відзаданого значення. При відхиленні регульованого параметра регулятор будезмінювати регулюючу дію до тих пір, поки не відновиться значеннярегульованої величини до рівня заданого знаяченія. І-регулятор доситьточно підтримує задане значення регульованого параметра, але тому щопроцес протікає повільно і носить коливальних харктеер, то в у чистомувиді виявляється рідко. Часто цей такий регулятор використовують разом з П -регулятором утворюючи ПІ-регулятор.

26. ПІ-регулятор
У цього регулятора вихідна величина Хвих = Кр * (хвх + Хвхdt/Т) ПІрегулятор є з'єднанням пропорційного інтеграла зінтегральним

27. ПІД-регулятор
Хвих = С1 * хвх + С2 * Хвхdt + С3 * dХвх/dt
ПІД-регулятор можна можна розглядати ка ПІ-регулятор доповненийелементом враховує швидкість зміни вхідної величини. Цей елемент щеназ-ють ізодрамом. Ізодрамний регулятор працює безперервно і в першумомент часу після зміни вхідної величини реагує на швидкістьзміни вхідної величини.

28. Прилади й засоби автоматизації. Поняття про ГСП.
ДСП - гос-а система пром приладів та засобів автоматизації,регламентується єдиною системою стандартів приладобудування. Вона включаєслід засоби (прилади та пристрої): отримання інформації, дистанційнапередача і телепередача інформації, обробки інформації і вироблення командуправління, дистанційна передача і телепередача команд управління,вплив на керований процес. У ДСП передбачена широкастандартизація та уніфікація всіх вимірювань на основі агрегатно-блочно -модульного принципу, їх побудова з уніфікованих елементів, модулів,бланків та вузлів.
ГОСТ 26001-80. Передбачена також узгодженість інформаційних,енергетичних, матеріальних, і конструктивних зв'язків між приладами,джерелами харчування, енергією і допоміжними матеріалами. На базістандартизації і уніфікації 5 груп параметрів: вхідних і вихіднихсигналів; джерел енергії; допоміжних матеріріалів; приєднувальнихрозмірів (для з'єднання приладів один з одним); габаритних розмірівприладів.
Залежно від виду енергії передбачено 3 гілки приладів ДСП:
Електрична, пневматична та гідравлічна. Є ще й четверта гілкаприладів не мають спеціального джерела живлення і користуються енергієювідбирається від об'єкта контролю або вимірювання.

29. Умовні позначення приладів та засобів автоматизації на функціональних схемах.
Схеми автоматизації виконують без масштабу. При цьому всю сукупністьчастин САР ділять по слід ознаками:
1. Об'єкт регулювання 5. Регулюючих пристроїв
2. Ізмірітельние пристрої 6. Виконавчий механізм
3. Задає пристрій 7. Регулюючий орган
4. Підсумовуючі пристрій 8. Лінії зв'язку
Ця сукупність частин САР складає структуру системи графічнезображення цих частин наз-ють структурною схемою. За допомогою приладів ізасобів автоматизації здійснюють вимірювання, регулювання, управління ісигналізацію технологічних процесів різних виробництв. В основуфункціональних схем управління технологічним процесом покладено ОСТ 3627 -
77, ГОСТ 21.404-85
- первинний вимірювальний перетворювач, датчик

- теж саме (допускається позначення).

Встановлюються за місцем

- те ж саме але прилад встановлений на щиті

- добірне пристрій без постійного включає приладу служить для епізодичного підключення приладів під час налагодження, зняття характеристик і т.д.

- виконавчий механізм (діаметр 5мм) - загальне позначення - положення регулюючого органу у разі припинення подачі енергії

(керуючого сигналу) не показується

- виконавчий механізм відкриває регулюючий орган при припиненні подачі енергії або керуючого сигналу. < p> - виконавчий механізм закриває регулюючий орган при припиненні подачі енергії або керуючого сигналу.

- залишає регулюючий орган в незмінному положенні при припиненні подачі енергії

- Виконавчий механізм з додатковим ручним приводом

- Лінії зв'язку

- регулюючий орган

Абеткова позначення вимірюваних величин
D - щільність; Е - будь-яка електрична величина; F - витрата;

G - розмір, положення, переміщення; Н - ручне вплив;
К - час; L - рівень; М - вологість; Р - тиск,розрядження, вакуум; Q - якість; R - радіоактивність; S --швидкість, частота; Т - темпіратура; U - різнорідні параметри;
V - в'язкість; W - маса

Для уточнення виміряного параметра передбачені додаткові 4 букви
D (d) - перепад, різниця; F (f) - співвідношення, частка, дріб; I --автоматичне перемикання; Q (q) - інтегрування, підсумовування підчасу

Розташування функціональних приладів
E - чутливий елемент (первинний перетворювач); Т -
Дистанційна передача; К - станція управління; Y --перетворення, обчислення

Характеристика роботи приладів і ср-в автоматизації
Яка енергія сигналу: Е - електрична; Р - пневматична;
G - гідравлічна
Форма сигналу: А - аналогова; D - дискретна

Операції виконуються обчислювальними пристроями
(- Підсумовування, K - множення сигналу на постійний к-ент; Х --перемноження сигналів;: - розподіл сигналів один на одного; інтегрування

Порядок буквеного позначення
Х, Y, Z1, Z2 Х - вимірювана величина; Y - додаткове позначеннявимірюваної величини;

5 Z1, Z2 - позначення функціонального ознаки прібора.5
- Номер позиційного позначення

Функціональні ознаки приладу
А - сигналізація; I - показання; R реєстрація; Cрегулювання, управління; Н - верхній рівень, межа вимірюваноївеличини; L - нижній межі вимірюваної величини; S - включення,вимикання, перемикання

30. Датчики. Основні поняття і класифікація.
Датчики - сукупність перетворювальних пристроїв службовців дляперетворення сприйманої фізичної величини в сигнал для подальшоїобробки, передачі, виміру

Сигнали за своєю природою можуть бути електричні, пневматичні,гідравлічні

ПП - первинний перетворювач ОП - основний перетворювач У --підсилювач
Первинний перетворювач називають чутливим елементом. Вінбезпосередньо сприймає фізичну величину

Перетворювачі - пристрої які перетворять деяку фізичнувеличину в іншу фізичну величину
Перетворювачі поділяються на параметричні та генераторні

Параметричні - перетворювачі в яких змінюються їх параметри
(наприклад R, L, C)

Генераторні - перетворювачі перетворюють зміна фізичноївеличини в електричний сигнал

Терморезистор - опір залежить від т-ри

Термістори - термістори у яких опір зменшується призбільшення т-ри: Ме і напівпровідникові

Перетворювачі
Параметричні Генераторні

Резистивні

Тензорезистори потенціометричні Терморезистор фоторезистори
Магніторезістори

Напівпровідникові Прямі
Металеві Тороїдальні

Дротяні фольгові

Генераторні:
Індукційні Термічні Фотоелектричні Іонізаційний
Ел генератори термопари під впливом радіоактивного випромінювання

32. Потенціометричні перетворювач
потенціометричні перетворювач складається з каркаса на який намотанийв один шар дріт з великим питомим опором і рухомого контактуз лінійним або кутовим переміщенням движка ковзає витків дроту.
Він являє собою дільник напруги. Вихідний струм Iн і напруга Uнзалежать від положення движка потенціометра, ця залежність не лінійна, тобтомає нелінійну статичну характеристику. Нелінійність визначаєтьсяставленням повного опору R потенціометра до опору навантаження
Rн.

Причиною нелінійності яв-ся неточність у механічному русі щітки,нерегулярність кроку намотування і т.д., однак при великому опорінавантаження Rн>> R формула приймає лінійний вид Uн (U * r/R

34. Індуктивний перетворювач
Принцип дії індуктивного вимірювального перетворювача заснований назміну індуктивності обмотки електромагнітного дроселя залежно відпереміщення однією з рухомих частин: якоря, сердечника та ін Найпростішиміндуктивним перетворювачем яв-ся котушка із змінним повітрянимзазором, його робота заснована на зміні магнітного опорумагнітопровода шляхом зміни довжини повітряного зазору (в. Вхіднавплив - переміщення якоря; вихідна - індуктивність L або вихіднаопір X = (* L
Переваги: простота і надійність; Недолік: мала чутливість,залежність індуктивного опору від частоти струму.

35. Диферен-но-трансформаторний перетворювач
ДІФ-но-трансформаторний перетворювач має рухливий сердечник,який переміщається щодо обмоток (плунжер). Первинна обмотка 1складається з двох секцій намотаних узгоджено, а вторинна обмотка складаєтьсяіз секцій 3 і 4 включених зустрічно. Рухомий сердечник 2 з'єднується зчутливим елементом на який впливає вимірювана фізичнавеличина (переміщення, тиск і т.п.) Створюваний первинної обмоткоюперетворювача магнітний потік індукує в секціях вторинної обмотки ЕРСе1 та е2. Значення яких залежать від величини струму в обмотці 1, його частотиі взаємних індуктивностей М1 і М2 між секціями 3 і 4 і первинноїобмоткою. При середньому (нейтральний) положенні осердя взаємнііндуктивності М1 і М2 рівні. При відхиленні осердя вгору або вниз віднейтрального положення значення однієї взаємної індуктивності збільшується,а інший зменшується. Значення ЕРС на виході диферен-но-трансформаторногоперетворювача визначається за формулою: E =-j * (* I * (М1-М2). У ДІФ-но -трансформаторному перетворювачі зміна положення плунжера призводить дозміни амплітуди вихідного сигналу і до зміни фази вихідногонапруги

36. Ємнісний перетворювач
Ємнісні перетворювач відноситься до перетворювачів параметричноготипу тому його принцип дії заснований на зміні ємності конденсаторапід впливом вхідної величини. Для ємнісних вимірювальнихперетворювачів використовують коаксіальні кругові диски або прямокутніпластини, розташовані паралельно один до одного (плоскопараллельнийконденсатор), або 2 циліндра різних діаметрів, один з яких вставлений удругий (циліндричний конденсатор) Зміна ємності можна отриматизмінюючи шляхом дії вхідної величини відстань d між двомаелектродами, змінюючи площу електродів, яка утворює ємністьконденсатора і діелектричну проникність середовища між електродами.
Ємнісні перетворювачі мають нелінійну статичну характеристику.
Ємність плоскопараллельного конденсатора С = (* S/d; ємність циліндричногоконденсатора С = 2 *(((( l/ln (D2/D1), де l - довжина циліндра; D1 і D2 --внутрішній діаметр зовнішнього і зовнішній діаметр внутрішнього циліндрів
Переваги: володіють високою чутливістю, простій конструкції,маленькими габаритними розмірами, малою інертністю. Недоліки: напохибка впливають зміна т-ри і вологості окр середовища, змінагеометричних розмірів перетворювача, а також впливають паразитніелектричні поля і паразитні ємності, тому їх потрібно ретельноекранувати.
Ці перетворювачі використовують для регулювання товщини продукту,вологості, тиску, концентрації рідини.

37. Вимірювання т-ур
У текст пр-вах т-ра яв-ся одним з основних технологічних параметрів,визначальним як хід технологічного процесу, так і якість продукціїабо напівфабрикату. Наприклад т-ра розчину барвника або розчину відбілювачавизначає час і якість обробки волокнистого матеріалу, т-раповерхні барабанів і повітря в сушильних машинах - час сушки івологість висушеного матеріалу, т-ра нитки або волокна - їх св-ва притермообробці.

Рідинні скляні термометри: принцип дії заснований наоб'ємному розширення рідини, укладеної в закритому скляному резервуарі.
Як термометричні рідини застосовують ртуть, етиловий спирт,толуол, пентан та ін Для сигналізації та регулювання т-ри використовуютьконтактні ртутні термометри, в яких один з контактів впаяний в нижнійточці капіляра і завжди стикається з ртуттю, а другий контакт,розташований у верхній частині капіляра, може встановлюватися напевній позначці шкали і стикатися з ртуттю тільки після досягненнязаданої т-ри. Переваги: прості в обігу, мають високу точністьвимірювання. Недоліки: мала механічна міцність, неможливістьавтоматичної реєстрації та передачі свідчень на відстані, значнатеплова інерція, труднощі відліку показань з-за поганої видимості стовпарідини.

дилатометрічні термометри ділять на 2 групи: стрижньові ібіметалеві. Дія засноване на різному подовженні двох твердих тілщо мають різні т-урние к-енти лінійного розширення під впливом т-ри.

манометричні термометри засновані на принципі зміни тискурідини, газу або пари в замкнутій системі залежно від т-ри. Вонипризначені для вимірювання т-ри в залежності від заповнювача
(термометричної в-ва) від 0 до 600С. Заповнювачем може бути азот,ксилол, ртуть, фреон, ефір і т.д. Манометричні термометри маютьдеякі похибки виміру: похибка від коливання т-ри повітря,барометричний похибка та ін

Термометри опору засновані на функціональній залежностіактивного опору металевих провідників і ряду напівпровідниковихматеріалів від т-ри. Завдяки цьому вимір т-ри зводиться до вимірюванняактивного опору зазвичай шляхом вимірювання струму ланцюга. Основнимиматеріалами чисті метали: платина, мідь, нікель та ін
Напівпровідникові термометри опору (терморезистори) виконують зсуміші оксидів деяких металів (нікель, титан, марганець) володіютьвеликим негативним або позитивним т-урним к-ентом опору (ТКС)становлять 2-8% на 1С. Основний недолік - великий розкид параметрів

Термоелектричні термометри (термопара). Принцип дії заснованийна термоелектричному ефект, який полягає в тому, що якщо взамкнутої ланцюга складається з двох або декількох різнорідних послідовноз'єднаних термоелектродов (провідників) хоча б 2 місця їх з'єднаннямають різну т-ру, то в цьому ланцюгу виникає електрорушійна сила івідповідно електричний струм. Позитивні якості: точність при вимірі температури,можливість передачі сигналу на значну відстань, простотаконструкції.

38. Вимірювання вологості
У текстильних пр-вах контроль вологості текст мат-лов здійснюється навсіх етапах технологічного процесу. Під вологістю матеріалу m розуміютьвідношення маси вологи Мв до загальної маси текстильного матеріалу М, тобтоm = Мв/М = (М-Мс)/М, де Мс - маса абсолютно сухого мат-ла, м. У практицівикористовується поняття вологовмісту матеріалу U, що визначаєтьсявиразом U = Мв/Мс = (М-Мс)/Мс. Т.ч. вологовміст може змінюватисяпрактично від 0 до 180%, а вологість від 0 до 100%. Видозміна формиволокнистого мат-ла, а також різні види його обробки визначаютьнеобхідність застосування відповідних методів вимірювання і конструкційперетворювачів вологості

кондуктомеричного перетворювачі вологості засновані на вимірюванніелектричного опору вологого матеріалу, яка визначаєтьсявиразом

С - к-ент визначається електричними і конструктивними параметрамиперетворювача; n - к-ент що залежить від виду текст мат-ла; b - к-ентзалежить від виду обробки мат-ла; Т - абсолютна т-ра мат-ла, К. Т.ч. зформули видно що електричний опір вологого мат-ла Rx графічномає вигляд гіперболи і залежить від технологічних факторів. У зв'язку з цимвологоміри та регулятори вологості в основу яких покладенокондуктомеричного метод вимірювання, мають індивідуальну градуювання длямат-лов з певного виду волокон при їх стабільної обробці і т-рі.
Недолік: вплив т-ри і товщини мат-ла, виду і концентрації розчинів ібарвників що містяться в мат-ле.

діелькометричний преобразоваетлі вологості засновані на вимірюваннідіелектричних св-в текст мат-лов в залежності від їх вмісту вологи таявляють собою вимірювальні конденсатори, принцип яких описаний вище.
Недолік: вплив на результати вимірювань поверхневої щільності мат -ла:, його т-ри і деяких інших технологічних факторів.

Інфрачервоні перетворювачі вологості працюють за принципомослаблення інфрачервоного випромінювання, що проходить через вологий мат-ал абовідбитого від нього. Інфрачервоний перетворювач вологості звичайно міститьдва монохроматичні джерела інфрачервоного випромінювання з довжиною хвиль
(1 = 1,75 мкм і (2 = 1,95 мкм. Відомо що поглощательная або відбивназдатність вологого мат-ла при (2 = 1,95 мкм сильно залежить від наявності в ньомувологи, а при (1 = 1,75 мкм трохи і в більшій мірі визначаєтьсяфізико-хімічними св-ми мат-ла (структурою, складом, щільністю) Томупро вологість мат-ла судять по відношенню отриманих сигналів.

радіоізотопні перетворювачі вологості призначені длявизначення величини віджимання, вологості тканини з кромок і кол-вананесеного на тканину в-ва. Принцип дії радіоізотопних перетворювачівописаний вище.

Вимірники вологості газо-повітряних середовищ призначені призначенідля вимірювання вологості повітря і паро-повітряного середовища в вироб-ихприміщеннях і технологічного обладнання. При цьому користуютьсявідносною вологістю (, яка визначає ставлення щільності водяногопара (до максимально можливої його щільності (max при тій же т-рі:
(=((/( max) * 100

Психрометри засновані на принципі вимірювання вологості газо-повітрянихсередовищ по залежності швидкості випаровування вологи від вологості окр середовища імістять 2 термометра, один з яких наз-ся "сухим", а друга - "мокрим"тому що на його чутливу частину надітий постійно змочували водоюпанчіх. При випаровуванні води в окр середу з чутливою частини "мокрого"термометра витрачається т-ра, тому його т-ра знижується. За різниці т-р
"Сухого" і "мокрого" термометрів званої психометрической різницею здопомогою спец таблиць може бути визначена відносна вологість газу абоповітря.

Електричні гігрометри засновані на залежності електричнихпараметрів влагопоглащающіх мат-лов від вологого газу або повітря.
Переваги: простота конструкції, малі розміри. Недоліки: великаінерціїваність, нелінійність характеристик і нестабільність у часі

Кварцові гігрометри засновані на зміну резонансної частотикварцовою пластинки в залежності від вологості повітря. Платівка вирізанапевним чином з кристала кварцу. При її включення в задану ланцюгавтогенератора частота останнього буде функціонально залежати від вологостіповітря.

39. Вимірювання тиску
Під тиском розуміють дію сили, рівномірно розподіленим поплощі і спрямованої по нормалі до неї. Розрізняють слід види тиску:абсолютний (абс, барометричний атмосферного повітря (б, надмірний (і, івакуумметричного (в
Абсолютний тиск - повний тиск під впливом якого знаходитьсярідина, газ або пару. Воно дорівнює сумі барометричного та надлишковоготиску (абс = (б + (в. Різниця між абсолютним і тиском окр атмосфериназ-ють надлишковим тиском: (і = (абс + (б. Якщо абсолютна тиск меньбарометричного, то різниця між ними наз-ся вакуумметричного тиском
(розрядженням або вакуумом): (у = (б - (абс
Рідинні прилади: до них відносяться двухтрубные (U-подібні) манометри,однотрубних (чашкові) манометри, мікроманометри з похилою трубкою,дзвіниці, поплавкові і кільцеві манометри. Заповнюються вони водою,спиртом, ртуттю та ін
Пружинні прилади набули найбільшого поширення на пр-ве длявимірювання тиску, вакууму і різниці тисків. Вони прості по конструкції,мають великий діапазон вимірювань, надійні в експлуатації, дозволяютьзастосовувати автоматичну запис і дистанційну передачу свідчень.
Пружинні прилади випускають у вигляді манометрів, вакуумметром,мановакуумметри, Напороміри, тягомеров, і Тягонапороміри. Прилади зпружними чутливими елементами ділять на слід види: 1) Прилади прямогодії (ГОСТ 7919-80) - показують і самопишучі, у яких вимірюєтьсятиск викликає переміщення або вільного кінця або жорсткого центрупружного чутливого елемента, яке перетворюється за допомогоюдодаткового механізму в переміщення відлікового пристрої для свідченняабо свідчення і записи вимірюваної величини; 2) Прилади тиску прямогодії і реле тиску (без відлікових пристроїв), забезпеченіел/контактами, використовуються для вимірювання та сигналізації відхиленнятиску від заданого значення, а також у схемах захисту, блокування абопозиційного регулювання; 3) Первинні вимірювальні перетворювачітиску з відліковим пристроями забезпечені передають перетворювачамиз уніфікованими вихідними сигналами змінного струму або пневматичнимсигналом (ГОСТ 14796-79) і складові з взаємозалежними показуютьабо самописними приладами окремі вимірювальні комплекти; 4) Первиннівимірювальні перетворювачі тиску з відліковим пристроями,забезпечені передають перетворювачами з уніфікованим вихіднимсигналом постійного струму і призначені для роботи з взаємозаміннимипоказують або самописними приладами в системах автоматичногоуправління і з інфо