Физических представлений

Примером является ТО получения тонких пленок методом термовакуумного испарения. При испарении уменьшается масса материала на испарителе, что ведет к увеличению сопротивления испарителя, а следовательно, к снижению тока. Чтобы не изменялась скорость испарения, в процессе операции производится регулировка тока так, чтобы его значение оставалось неизменным. Эта операция описывается системой дифференциальных уравнений с коэффициентами, зависящими от времени и от других технологических и физических параметров процесса испарения.

Для реализации автоматизированных систем управления технологическим оборудованием необходимы специальные измерительные устройства, измеряющие параметры, режимы и показатели автоматического технологического оборудования, процесса или их элементов. Датчик первичной информации представляет собой устройство, обеспечивающее функциональное преобразование измеряемой величины в другую величину, более удобную для дальнейшего преобразования и передачи. Условно все датчики могут быть разделены на две большие группы: датчики механических величин (параметров перемещения, моментов вращения, размеров и уровня, скорости, ускорения, вибрации и др.) и датчики параметров рабочего тела (давления, расхода, скоростного напора, температуры, химических и физических параметров среды и вещества и др.). Первые из них применяются в АСУ технологическим перемещением рабочих органов, деталей, инструмента и т. д., вторые — в пневмо- и гидросистемах управления АСТО, а также для измерения и контроля физико-химических параметров процессов изготовления деталей и узлов РЭА.

Основной производственный процесс изготовления изделия в приборостроении состоит из трех основных фаз: заготовительной, обработочной и сборочной. Конкретный вид изготавливаемой продукции определяет состав ТП различных типов (дискретный, непрерывный и т. д.) для каждой фазы производства, что влияет на выбор той или иной схемы системы управления с учетом достигнутого уровня автоматизации производства. Так, рассматривая состав ТП обработочной фазы производства, можно отметить преобладание процессов, управление которыми связано с необходимостью регулирования и поддержания физических параметров процесса в соответствии с заданными требованиями с помощью локальных контуров автоматического управления или программного управления соответствующим технологическим оборудованием (технологическими установками). Для сборочной фазы производства в большей степени характерны задачи автоматизации процессов манипулирования и транспортных операций.

гарантированной точностью; влияние физических параметров контролируемой и окружающей среды — температуры, давления, плотности, влажности на нормальную работу датчика; разрушающее влияние на датчик контролируемой и окружающей среды вследствие абразивных свойств ее, химического воздействия и т. д.; наличие в месте установки датчика недопустимых для его нормального функционирования вибраций, магнитных и электрических полей, радиоактивных излучений и др.; возможность применения датчика с точки зрения требований пожаро- и взрыво-безопасности; расстояние, на которое может быть передана информация, выделяемая датчиком; предельные значения измеряемой величины и других параметров среды.

Первая группа задач связана с управлением ТП (ТС), в основе которых лежат изменения физико-химических свойств или геометрических размеров исходных изделий, материалов сырья. С позиций управления задача сводится к измерению, контролю и регулированию физических параметров, характеризующих протекание управляемого ТП производства РЭА. При всем многообразии ТП большинство из них, особенно в заготовительном и обрабатывающих видах производств, можно отнести в первом приближении к категории непрерывных на отрезке времени «контроль — управление». Так, ТП пайки элементов на плате печатного монтажа применительно к всей плате является дискретным. Однако, если рассматривать отдельную операцию одного соединения, то на интервале времени одной пайки и управления температурой, временем и другими параметрами процесс можно рассматривать как непрерывный и управление осуществлять в контуре автоматического регулирования (управления). Это дает возможность, проведя исследование и унификацию управляемых параметров ТП, разрабатывать унифицированные модули управления для наиболее распространенных физических величин и диапазонов их измерений. В большинстве ТП производства РЭА приходится сталкиваться с необходимостью измерения и управления такими величинами, как температура, давление, усилие, время, электрический

В состав электроизмерительных приборов в большом количестве входят детали и сборочные единицы, качество которых зависит не столько от геометрических, сколько от так называемых физических параметров — магнитного потока, индуктивности, сопротивления, емкости, жесткости, — определяющих точность и надежность работы прибора в целом.

В большой степени, как указывалось выше, точность работы электроизмерительных приборов зависит от физических параметров отдельных деталей и сборочных единиц, например магнитного потока постоянного магнита, жесткости спиральной пружины, создающей противодействующий момент, электрического сопротивления рамки и т. д. Обеспечение требуемой функциональной точности работы прибора по физическим параметрам, т. е. точности преобразования измеряемой величины в перемещение указывающего устройства (стрелки), методами селективной сборки, сборки с подгонкой и регулировкой производят так же, как при обеспечении точности взаимного расположения деталей и узлов, но с учетом коэффициента пропорциональности для каждого физического параметра сборочной единицы или детали, входящего в уравнение шкалы прибора [12].

Вследствие большого количества физических параметров, влияющих на функциональную точность электроизмерительных приборов, удельный вес операций по подгонке и регулировке в электроприборостроении велик. Наиболее часто производят подгонку сопротивлений катушек, шунтов, сопротивления цепи рамки, регулировку магнитной индукции в зазоре изменением положения магнитного шунта и пр.

2) добиться постоянства во времени взаимного расположения отдельных элементов и узлов механизма, геометрических и физических параметров деталей и сборочных единиц, например сопротивления рамки, моментов пружин или растяжек, значения магнитного потока;

3) обеспечить взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц или возможность регулировки взаимного расположения деталей и сборочных единиц и их физических параметров. При этом следует исключить из процесса сборки подгонку деталей и сборочных единиц «по месту» с применением механической обработки, например опиловки, сверления и др.;

Высокое качество прибора, постоянство его физических параметров зависят не только от конструкции отдельных деталей и сборочных единиц подвижной части, но и от технологии сборки. Подвижные части собирают из отдельных деталей и сборочных единиц, комплектуемых в заготовительных и обрабатывающих цехах. К числу таких сборочных единиц относятся оси с кернами, полуоси, рамки, стрелки и др.

Известны также способы представления колонны эквивалентной структурной схемой, основанные на замене уравнения в частных производных (249) системой обыкновенных дифференциальных уравнений с использованием различных модификаций метода конечных разностей [34]. Однако, как показывает опыт моделирования подобных систем, в этих случаях трудно добиться устойчивой работы модели в связи с большим количеством перекрестных обратных связей; кроме того, модель получается менее наглядной, поскольку здесь структурная схема получена с помощью искусственных математических преобразований, а не на основе физических представлений.

В главе 5 принималось включение цепи к источникам постоянных токов и напряжений, для которых легко определялись вынужденные составляющие реакций. В данной главе рассмат-ривается действие сигналов произвольной формы. Задачи решаются на основе принципа наложения с использованием реакций при включении цепи к источникам постоянного тока или напряжения. Сначала рассмотрим два наиболее важных вида сигналов из семейства разрывных или особых функций, имеющих большое значение в теории цепей: единичную ступенчатую и единичную импульсную функции. Вводить эти функции будем на основе интуитивных физических представлений без математического обоснования, которое может быть произведено с помощью теории обобщенных функций.

Rn не влияет, и он примерно равен 270°. Необходимо только отметить, что прямо из комплексной схемы замещения на 1.28, а не видно, где потенциалы L/'1» n_U^ имеют нулевые значения Им соответствуют, исходя из других (физических) представлений, начала схем нулевой и обратной последовательностей, т.е. нейтраль заземленного трансформатора (для UQ) и нейтраль генератора (для С/2). На векторной диаграмме ( 1.28,6) / отстает от ?д на угол <рс1)= arctg[2(Xr + Лт + Ли,) +~ХТ + X0jl]/(2Rin

Задачей изложения основных понятий о переходных процессах является исследование этих процессов и выяснение физических представлений о них. Для исследования процессов широко применяются классический метод решения дифференциальных уравнений, описывающих процессы, и операторные методы, реже — частотные, а также векторно-матричные методы (см. § 1-6), особенно удобные для расчетов на цифровых вычислительных машинах.

физических представлений, а затем (в следующем разделе) выведем основные уравнения процесса, пользуясь системой уравнений.

Опьтный факт непрерывности линий магнитной индукции, непосредственно проверяемый всюду, где это достижимо в магнитном поле, окружающем электрические токи, обобщенный на основе современных физических представлений об элементарных токах в веществе и о магнитных моментах элементарных частиц вещества для магнитного поля внутри любого твердого тела, где непосредственный эксперимент невозможен, сформулирован нами в каче-

Автор существенно переработал и сократил предыдущее издание книги, учитывая по возможности замечания своих товарищей по кафедре и рецензентов. Значительно сокращены вводные разделы — недостатки знаний в области физических представлений и законов учащиеся могут восполнить, обращаясь к курсам физики (например, к книге Яворского Б. М., Детлафа А. А., Милковской Л. Б., Сергеева Г. П., Курс физики, т. II). Изъяты вспомогательные сведения об устройстве и о способе включения измерительных приборов — эти сведения должны сообщаться студентам при выдаче заданий к лабораторным работам. Исключены разделы, которые трудно излагать в обычном курсе ТОЭ и которые не предусматриваются программой. Несколько уменьшено число примеров, многие из них введены в задачник по теоретическим основам электротехники, составленный преподавателями кафедры ТОЭ МЭИ.

Уравнения для элементов электрической сети (трансформаторного оборудования, линий электропередачи, реакторов, конденсаторов продольной компенсации и др.) также записываются в системе координат d,-q, вращающейся с постоянной частотой юо, соответствующей частоте в установившемся режиме. Это позволяет легко объединить уравнения отдельных элементов в единую систему. Электрическая и магнитная симметрии указанных элементов дают возможность получить для них простые схемы замещения как для переходных, так и для установившихся режимов. Поэтому при составлении уравнений для этих элементов целесообразно оперировать их известными схемами замещения, эквивалентно отражающими взаимосвязь всех электрических и магнитных параметров, а не исходить из общих физических представлений электромагнитных и электромеханических переходных процессов, как это делается при рассмотрении электрических машин. Эти соображения положены в основу примеров 1.6—1.9, где получены уравнения переходных процессов1 и установившихся режимов для двухобмоточного трансформатора (пример 1.6), шунтирующего реактора (пример 1.7), линии электропередачи (пример 1.8) и установки продольной емкостной компенсации (пример 1.9).

Задачей изложения основных понятий о переходных процессах является исследование этих процессов и выяснение физических представлений о них. Для исследования процессов широко применяются классический метод решения дифференциальных уравнений, описывающих процессы, и операторные методы, реже — частотные, а также векторно-матричные методы (см. § 1-6), особенно удобные для расчетов на цифровых вычислительных машинах.

Достоверность исходных данных и физических представлений, на которых .строятся расчеты на ЭВМ и опыты на физических моделях, должна проверяться в полевых условиях. Однако при полевых измерениях трудно выявить влияние отдельных факторов (параметров схемы, характеристик выключателей) на ударные коэффициенты, так как число коммутаций в каждой определенной точке сети ограничено и не всегда позволяет строить функцию распределения для каждого отдельного эксперимента. При объединении данных, полученных в различных сетях, можно получить некоторую усредненную функцию распределения, которая отражает не только статистический характер процесса, но и статистику параметров сети.

Другой способ состой" в ступенчатом изменении скорости холостого хода юо. На 6.2,6 представлен график потерь при четырехступенчатом изменении скорости идеального холостого хода двигателя. Как следует из рисунка и физических представлений, энергия, запасенная ипер-ционностями привода, Wl{ будет пропорциональна горизонтально заштрихованной площадке и останется неизменной по сравнению с энергией при одноступенчатом пуске. Энергия же потерь в двигателе, пропорциональная вертикально заштрихованным площадкам, существенно уменьшится по сравнению с энергией при одноступенчатом пуске.