Перепадов температур

(тактируемые). В асинхронных триггерах запись информации производится в произвольные моменты времени непосредственно при подаче сигналов (перепадов напряжения) на информационные входы триггера. Синхронные триггеры имеют наряду с информационными входами дополнительный вход С, на который поступает тактовый сигнал. Синхронный триггер может управляться уровнем, фронтом или срезом тактового импульса и срабатывает только при поступлении тактового импульса на вход С. Входы триггера, по которым он переключается фронтом или срезом импульса, называют динамическими. Если триггер переключается уровнем входного сигнала, т. е. требует большой длительности сигнала, то такой вход называют статическим.

Электронные устройства, в которых сигналы имеют форму импульсов или перепадов напряжения, называются импульсными. Такие устройства находят широкое применение в вычислительной и информационно-измерительной технике, телевидении, автоматике.

асимметрией каскада. На 3.25 эти источники напряжения показаны пунктиром. Они включены в схемы замещения для учета перепадов напряжения, определяемых следующими соотношениями :

Структурная схема ИКН совпадает со схемой ИОУ. Она содержит на входе дифференциальный каскад, выполняющий функции сравнивающего устройства. Для повышения чувствительности ИКН за входным дифференциальным каскадом обычно следует промежуточный усилитель с высоким коэффициентом усиления, обеспечивающий формирование перепадов напряжения большой амплитуды при незначительной разности входных напряжений. Чтобы формировать на выходе ИКН потенциалы, соответствующие логическим уровням, иногда требуется ограничение напряжения на выходе промежуточного усилителя на определенном! уровне. В этом же усилителе одновременно производится сдвиг потенциального уровня, а также (если ИКН с однотактным выходом) преобразование двухфазного сигнала в однофазный. Основное отличие ИКН от ИОУ

Укорочение импульсов применяется для формирования кратковременных импульсов из перепадов напряжения или тока, для уменьшения длительности импульсов при запуске и синхронизации релаксационных генераторов, триггеров и т. п. Для укорочения импульсов обычно применяются дифференцирующие цепи в виде емкостного или индуктивного контура. В схемах на униполярных транзисторах укорачивающие цепи подключаются к выходу усилителя." В устройствах на биполярных транзисторах отдают предпочтение схемам с укорачивающей цепью на входе усилителя. В качестве усилителя наиболее часто используются логические ИМС. Укорочение импульсов можно реализовать при помощи формирователя, действие которого основано на использовании собственной задержки распространения сигнала в цепи логических элементов.

Схемы диодной логики строят на полупроводниковых диодах, обычно в комбинации с резисторами. Однако таким способом можно реализовать только два элемента — И и ИЛИ (см. рис, 4,2 и 4.4). Для получения функционально полной системы логических элементов в дополнение к ним в состав устройства- включают транзисторные каскады, выполняющие операцию инверсии. Только в совокупности с этими инвертирующими каскадами система элементов становится функционально полной. Кроме выполнения операции инверсии транзисторные каскады осуществляют и операцию нормирования уровней выходных сигналов. Дело в том, что при передаче сигналов через диодные цепи амплитуда сигнала падает и при прохождении сигнала через несколько последовательно включенных диодных логических схем становится недопустимо малой. Включение промежуточных транзисторных каскадов позволяет устранить это снижение амплитуды перепадов напряжения. Одновременно транзисторный каскад повышает и нагрузочную способность логической схемы.

Как было отмечено в § 2.10, искусственные линии задержки из LC-звеньев обеспечивают время задержки импульсов порядка долей микросекунды. В ряде случаев при построении импульсных устройств требуется получить большее время задержки. Проще всего такую задачу можно решить путем последовательного включения входной /?С-цепи и порогового элемента (в простейшем случае — инвертора с порогом включения t/nop)- При воздействии на RC-цепъ (интегрирующую или дифференцирующую) перепада напряжения на ее выходе вырабатывается напряжение, изменяющееся во времени по экспоненциальному закону и стремящееся к предельному уровню U(oo). В тот момент, когда указанное напряжение, воздействуя на вход порогового каскада, переходит уровень ?/пор, выходное напряжение этого каскада переключается. Время задержки соответствует времени от момента появления входного перепада до момента переключения порогового каскада. Увеличение времени задержки в подобных устройствах по сравнению с искусственными линиями задержки (см. § 2.10), обеспечивающими неискаженную передачу импульсов практически любой формы, достигнуто за счет дополнительных ограничений: длительность выходного импульса формирователя, состоящего из RC-цеш и инвертора, может быть не равна длительности входного импульса (no-существу, формирователь путем использования энергии источника питания создает новый импульс, отстоящий от входного на время задержки /3); форма выходного импульса формирователя только прямоугольная или близкая к ней; расчетное время задержки получается при воздействии на вход устройства сигналов определенной формы — прямоугольных импульсов или перепадов напряжения. Однако во многих случаях входные сигналы отвечают поставленным требованиям, а различие в длительности входного и выходного импульсов принципиального значения не имеет. Существенное значение имеет лишь получение заданной задержки импульсов. В этом случае использование формирователей рассматриваемого класса вполне оправдано.

Такие формирователи предназначены для формирования коротких импульсов заданной длительности из перепадов напряжения или импульсов большей длительности. Срабатывание подобных формирователей происходит по фронту входного сигнала. Они состоят из каскадов задержки и логической обработки задержанного и входного сигналов. Структура формирователя зависит от типа устройства задержки. При использовании устройства задержки типа DJO функциональная схема формирователя соответствует 5.13. Устройство У! обеспечивает задержку перепада «1—0» на время ta.

В цифровой технике используют переключение триггера не с помощью знакопеременного управляющего напряжения, как было показано на 6.5, а с помощью однополярных импульсов или перепадов напряжения, как было принято при анализе регенеративного процесса в триггере. При использовании однополярных входных сигналов различают раздельный и счетный запуск триггера. При раз-

Емкость ускоряющих конденсаторов обычно невелика и выбирается из следующих соображений. Во время переключения конденсаторы Ci и С2 должны беспрепятственно передавать скачки напряжения с коллектора одного транзистора на базу другого. Фронт перепадов напряжения имеет конечную скорость нарастания, определяемую постоянной времени транзистора 6а или его граничной частотей /я, которые связаны соотношением 6а = 1/2л/„. В случае активного режима работы транзистора выходное сопротивление каскада равно RK, а входное сопротивление мало. Скачки напряжений и токов передаются по цепи, имеющей постоянную времени, близкую к CRK. Сделав эту постоянную времени большей ва, а именно CRK = (2 -f- 3)0,1, можно создать удовлетворительные условия для передачи скачков напряжения даже при конечной скорости их нарастания. Дальнейшее увеличение постоянной времени С7?„ за счет увеличения С фактически не влияет на передачу скачков напряжения, но вызывает ряд нежелательных последствий. После переключения транзисторов один из конденсаторов должен зарядиться через RK от источника питания — Е, что увеличивает длительность фронта импульса на коллекторе закрытого транзистора, второй — разрядиться. Эти процессы ухудшают быстродействие триггера, т. е. в конечном итоге вызывают эффект, обратный тому, который ожидался при введении С\ и С2. Поэтому в большинстве случаев, исключая такие, как, например, случаи счетного запуска по базам транзисторов, емкости конденсаторов С<

Укорочение импульсов применяется для формирования кратковременных импульсов из перепадов напряжения или тока, для уменьшения длительности импульсов при запуске и синхронизации релаксационных генераторов, триггеров и т. п. Длительность импульсов можно уменьшить их дифференцированием. Для укорочения импульсов точного дифференцирования не требуется, поэтому в большинстве случаев можно использовать простейшие цепи в виде емкостного или индуктивного контура. В схемах на униполярных транзисторах, так же как и в ламповых, укорачивающие схемы подключают к выходу усилителя. В устройствах на биполярных транзисторах отдают предпочтение схемам с укорачивающей цепью на входе усилителя.

Герметические элементы состоят из металлической трубки, внутри которой в электроизоляционном заполнителе запрессована спираль, не имеющая доступа воздуха. Отдача тепла нагреваемому материалу обеспечивается за счет теплопроводности трубки и заполнителя. Герметические элементы обладают значительными преимуществами перед открытыми и закрытыми нагревательными элементами: не окисляются и не загрязняются, в результате имеют большой срок службы; имеют хорошие условия теплоотдачи без резких перепадов температур; не чувствительны к сотрясениям и защищены от механических повреждений; менее опасны в пожарном отношении. Трубчатые электронагреватели типов ЭТ, ТЭН, НВ, НВП и другие изготовляются на мощности от 0,1 до 10 кВт в одном нагревательном элементе при напряжении 220 и 380 В. Такие нагреватели имеют развернутую длину от 200 до 3000 м, а также различную конфигурацию трубок.

Выполнив вид сверху или сбоку, выбирают толщину подложки, к которой предъявляют следующие требования: 1) хорошая обрабатываемость и достижение высоких классов чистоты рабочей поверхности (среднеквадратичная неравномерность не более 3 нм), так как качество рабочей поверхности звукопровода существенно влияет на затухание ПАВ, с одной стороны, и влечет за собой возрастание его стоимости, усложняя операции шлифовки и полировки, с другой; 2) возможность достижения неплоскостности не более 0,1 мкм; 3) обеспечение стабильности геометрических размеров; 4) высокие механическая прочность и химическая стойкость; 5) устойчивость к воздействию перепадов температур и т. д.

Чтобы составить себе представление о том, какие значения термических к. п. д. возможны в описанном цикле, возьмем наиболее широкие пределы температур, возможные для основных типов существующих двигателей. Для п а -ровых двигателей максимальной температурой при современном состоянии техники является та, при которой могут безопасно и длительно работать лопатки турбин и трубки перегревателей, примерно ^ — 650° С. Низшей температурой можно считать достижимую в конденсаторах турбин — около 25° С. Отсюда для наибольших перепадов температур в паровом двигателе термический к. п. д. цикла Карно составит:

Кроме перепадов температур между поверхностью и воздухом, существуют «внутренние» перепады температур, определяемые внутренней теплопроводностью материалов. Однако перепадом температуры в меди и стали вследствие их высокой теплопроводности пренебрегают и учитывают его лишь в изоляционных материалах, у которых низкая теплопроводность.

Но ускоренный нагрев можно применять не для всех сталей из-за внутренних напряжений, появляющихся в результате больших перепадов температур между поверхностью и центром заготовки. Ускоренный нагрев применим для обычных низколегированных сталей с высокой теплопроводностью нагреваемого металла в нагревателях непрерывного действия, выполненных с неравномерной плотностью намотки витков по длине индуктора.

Кроме перепадов температур между поверхностью и воздухом, существуют «внутренние» перепады температур, определяемые внутренней теплопроводностью материалов. Однако перепадом температур в меди и стали вследствие их высокой теплопроводности пренебрегают и учитывают его лишь в изоляционных материалах, у которых низкая теплопроводность.

Провода, используемые в АД, изготовляются из меди и алюминия. Для обмоток статора применяют медные круглые провода с эмалевой изоляцией марок ПЭВ-2 и ПЭТВ (иногда провода марок ПЭВА и ПЭТВА). Класс нагре-востойкости эмалированных проводов зависит от пропиточного лака. Провода марки ПЭВ-? с высокопрочной эмалевой изоляцией на поливинилацеталевых лаках (ГОСТ 7262 — 70) могут длительно работать при температуре от — 60 до + 105° С. Изоляция этих проводов эластична и стойка по отношению к температурным ударам, но в натянутом состоянии может разрушиться под действием воды. Провода марки ПЭТВ с высокопрочной нагревостойкой эмалевой изоляцией на полиэфирных лаках (ОСТ 160.505.001—74) могут длительно (до 20 000 ч) работать при температуре от — 60 до + 130° С. При повышенной температуре, например 200° С, время работы снижается до 500 ч. Провода марки ПЭТВ (ПЭТВ-939, ПЭТВ-ТС и ПЭТВ-943) имеют нагревостойкость по классу В. Они недостаточно устойчивы к температурным ударам, поэтому при пропитке и сушке не следует допускать резких перепадов температур.

В зависимости от условий использования трансформатора определяют необходимую степень защиты от влажности и его тепловую нагрузку. Например, трансформатор, предназначенный для работы в условиях тропического климата, может .потребовать вакуумплот-ную герметизацию. Использование трансформатора в условиях резких перепадов температур (от отрицательных к положительным) иногда вынуждает отказываться от конструкций с обволакивающим защитным изоляционным слоем.

ния все более необходимым становится обоснованное и своевременное решение таких вопросов, как: уточнение требуемого числа и про-изводительностей источников теплоты; выявление целесообразности расширения или, наоборот, исключения из схемы существующих источников и необходимости ввода новых; выявление перегруженных участков тепловой сети и способов их реконструкции; определение диаметров вновь прокладываемых трубопроводов, мест расположения и параметров насосных станций, а также оптимальных зон действия источников в изменившихся условиях функционирования системы; выявление возможности и целесообразности организации совместной работы источников на единые тепловые сети и определение связанных с этим технических мероприятий и затрат; выбор расчетных перепадов температур сетевой воды и методов регулирования отпуска тепла и некоторые другие.

нения, резьбовое соединение и др.) или испытывающих действие только высоких температурных напряжений от резких перепадов температур по толщине стенки можно принимать п„— 1,5, nN = 3.

Наряду с механическими усилиями (внутреннее давление р, затяг, вес, опорные реакции) в расчет вводились тепловые нагрузки от перепадов температур (по толщине стенки, по окружности и по образующей), а также от разности температур между сопрягаемыми элементами. Температурные напряжения от тепловых нагрузок устанавливались на основе решения задач термоупругости для цилиндрических и сферических оболочек, пластин и стержней с различной жесткостью закрепления.