स्वचालन के मूल तत्व

किसी भी स्वचालित उपकरण में आपस में जुड़े तत्व होते हैं जिनका कार्य गुणात्मक या मात्रात्मक रूप से प्राप्त होने वाले सिग्नल को बदलना है।

स्वचालन तत्व — यह एक स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के उपकरण का हिस्सा है जिसमें भौतिक मात्राओं का गुणात्मक या मात्रात्मक परिवर्तन किया जाता है। भौतिक मात्राओं के रूपांतरण के अलावा, स्वचालन तत्व पिछले तत्व से अगले तक एक संकेत संचारित करने का कार्य करता है।

स्वचालित प्रणालियों में शामिल तत्व विभिन्न कार्य करते हैं और, उनके कार्यात्मक उद्देश्य के आधार पर, अंगों (तत्वों) को समझने, बदलने, निष्पादित करने, समायोजित करने और सुधारने के साथ-साथ संकेतों को जोड़ने और घटाने के लिए तत्वों में विभाजित होते हैं।

संवेदी अंग (संवेदी तत्व) ट्रांसमिशन और आगे की प्रक्रिया के लिए सुविधाजनक सिग्नल में कंट्रोल ऑब्जेक्ट के नियंत्रित या नियंत्रित मूल्य को मापने और परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

उदाहरण: तापमान (थर्मोकपल्स, थर्मिस्टर्स), आर्द्रता, गति, बल आदि को मापने के लिए सेंसर।

एम्पलीफायर (तत्व), एम्पलीफायर - उपकरण, जो संकेत की भौतिक प्रकृति को बदले बिना, केवल प्रवर्धन उत्पन्न करते हैं, अर्थात। इसे आवश्यक मूल्य तक बढ़ाना। स्वचालित प्रणालियाँ यांत्रिक, हाइड्रोलिक, इलेक्ट्रॉनिक, चुंबकीय, विद्युत यांत्रिक (विद्युत चुम्बकीय रिले, चुंबकीय शुरुआत), विद्युत मशीन एम्पलीफायरों आदि का उपयोग करती हैं।

रूपांतरित अंग (तत्व) आगे के प्रसारण और प्रसंस्करण में सुविधा के लिए एक भौतिक प्रकृति के संकेतों को दूसरी भौतिक प्रकृति के संकेतों में परिवर्तित करना।

उदाहरण: गैर-विद्युत से विद्युत कन्वर्टर्स।

कार्यकारी निकाय (तत्व) नियंत्रण वस्तु पर नियंत्रण क्रिया के मूल्य को बदलने का इरादा है, यदि वस्तु नियंत्रण निकाय के साथ एक इकाई है, या नियंत्रण निकाय के इनपुट मान (निर्देशांक) को बदलने के लिए, जिसे एक तत्व के रूप में भी माना जाना चाहिए स्वचालित प्रणालियों की। संचालन और डिजाइन के सिद्धांत के अनुसार, कार्यकारी और नियामक तत्व विविध हैं।

उदाहरण: तापमान नियंत्रण प्रणाली में ताप तत्व, विद्युत रूप से सक्रिय वाल्व और तरल और गैस नियंत्रण प्रणाली में वाल्व आदि।

शासी निकाय (तत्व) नियंत्रित चर के आवश्यक मान को सेट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

सुधारक निकाय (तत्व) अपने संचालन को बेहतर बनाने के लिए स्वचालित प्रणालियों को सही करने के लिए सेवा करें।

स्वचालन तत्वों द्वारा किए गए कार्यों के आधार पर, उन्हें सेंसर, एम्पलीफायरों, स्टेबलाइजर्स, रिले, वितरकों, मोटर्स आदि में विभाजित किया जा सकता है।

सेंसर (मापने वाला शरीर, सेंसर तत्व) - एक तत्व जो एक भौतिक मात्रा को दूसरे में परिवर्तित करता है, एक स्वचालित उपकरण में उपयोग के लिए अधिक सुविधाजनक है।

सबसे आम सेंसर वे हैं जो गैर-विद्युत मात्रा (तापमान, दबाव, प्रवाह, आदि) को विद्युत मात्रा में परिवर्तित करते हैं। इनमें पैरामीट्रिक और जनरेटर सेंसर हैं।

पैरामीट्रिक सेंसर वे होते हैं जो मापे गए मान को विद्युत परिपथ के एक पैरामीटर - करंट, वोल्टेज, प्रतिरोध आदि में परिवर्तित करते हैं।

उदाहरण के लिए, एक तापमान संपर्क संवेदक तापमान में परिवर्तन को इलेक्ट्रिकल सर्किट प्रतिरोध में न्यूनतम से परिवर्तन में परिवर्तित करता है जब संपर्क खुले होते हैं जब संपर्क असीम रूप से उच्च पर बंद होते हैं। यह आइटम घरेलू इस्त्री में स्थापित एक तापमान संवेदक है।

चावल। 1. थर्मल संपर्क द्वारा ताप तापमान के नियमन की योजना

एक ठंडे लोहे में, थर्मल संपर्क, जो तापमान परिवर्तन के प्रति संवेदनशील होता है, बंद हो जाता है, और जब लोहे को चालू किया जाता है, तो हीटिंग तत्व के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, जो इसे गर्म करता है। जब लोहे की प्लेट संपर्क तापमान तक पहुँचती है, यह नेटवर्क से हीटिंग तत्व को खोलता और डिस्कनेक्ट करता है।

एक जनरेटर को एक सेंसर कहा जाता है जो मापा मूल्य को ईएमएफ में परिवर्तित करता है, उदाहरण के लिए तापमान को मापने के लिए वोल्टमीटर के संयोजन के साथ थर्मोकपल का उपयोग किया जाता है। ऐसे थर्मोकपल के सिरों पर ईएमएफ ठंडे और गर्म जंक्शनों के बीच तापमान के अंतर के समानुपाती होता है।

चावल। 2. थर्मोकपल डिवाइस

थर्मोकपल के संचालन का उपकरण और सिद्धांत। थर्मोकपल का कामकाजी शरीर एक संवेदनशील तत्व है जिसमें दो अलग-अलग थर्मोइलेक्ट्रोड 9 होते हैं, जो 11 के अंत में एक साथ वेल्डेड होते हैं, जो एक गर्म जोड़ है।थर्मोइलेक्ट्रोड को इंसुलेटर 1 का उपयोग करके उनकी पूरी लंबाई के साथ अलग किया जाता है और सुरक्षात्मक फिटिंग 10 में रखा जाता है। तत्व के मुक्त सिरे सिर 4 में स्थित थर्मोकपल के संपर्क 7 से जुड़े होते हैं, जो एक गैसकेट 5 के साथ कवर 6 के साथ बंद होता है। सकारात्मक थर्मोइलेक्ट्रोड एक «+» चिह्न वाले संपर्क से जुड़ा है।

थर्मोइलेक्ट्रोड स्लीव्स 9 की सीलिंग एक एपॉक्सी कंपाउंड 8 का उपयोग करके की जाती है। थर्मोकपल के कामकाजी सिरे को सिरेमिक टिप के साथ सुरक्षात्मक सुदृढीकरण से अलग किया जाता है, जो थर्मल जड़ता को कम करने के लिए कुछ डिज़ाइनों में गायब हो सकता है। थर्मोक्यूल्स में फील्ड माउंटिंग के लिए निप्पल 2 और मीटर के कनेक्टिंग तारों में प्रवेश करने के लिए निप्पल 3 हो सकते हैं।

इस लेख में थर्मोक्यूल्स के वर्गीकरण, उपकरण और संचालन के सिद्धांत के बारे में और पढ़ें: थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स

पैरामीट्रिक और जनरेटर सेंसर के बीच अंतर

पैरामीट्रिक सेंसर में, इनपुट सिग्नल सेंसर के प्रत्येक पैरामीटर (प्रतिरोध, समाई, अधिष्ठापन) और इसके आउटपुट सिग्नल को तदनुसार बदलता है। उनके संचालन के लिए एक बाहरी शक्ति स्रोत की आवश्यकता होती है। जनरेटर सेंसर इनपुट सिग्नल की कार्रवाई के तहत ईएमएफ उत्पन्न करते हैं और अतिरिक्त बिजली स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है।

विभिन्न प्रकार के सेंसर के बारे में यहाँ और पढ़ें: पोटेंशियोमीटर सेंसर, आगमनात्मक सेंसर

अन्य स्वचालन तत्व

प्रवर्धक - एक तत्व जिसमें इनपुट और आउटपुट मात्राओं की भौतिक प्रकृति समान होती है लेकिन मात्रात्मक रूप से परिवर्तित होती है। शक्ति स्रोत की ऊर्जा का उपयोग करके प्रवर्धन प्रभाव प्राप्त किया जाता है।विद्युत एम्पलीफायरों में, वोल्टेज गेन कू = यूआउट /यूइन, करंट गेन की=आईआउट/एज़िन और पावर गेन kstr=ktic प्रतिष्ठित हैं।

कोई भी विद्युत मशीन जनरेटर एक एम्पलीफायर के रूप में काम कर सकता है। इसमें उत्तेजना में एक छोटा सा बदलाव आउटपुट सिग्नल - लोड करंट या वोल्टेज में एक महत्वपूर्ण बदलाव की ओर जाता है। शक्ति स्रोत एक मोटर है जो जनरेटर को घुमाने के लिए चलाती है।

विद्युत प्रणोदन में पहले सक्रिय रूप से उपयोग किए जाने वाले एम्पलीफायरों के उदाहरण: इलेक्ट्रिक मशीन एम्पलीफायरों, चुंबकीय एम्पलीफायरों… वर्तमान में, इन उद्देश्यों के लिए एम्पलीफायरों और कन्वर्टर्स का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। thyristors और उच्च स्विचिंग आवृत्ति ट्रांजिस्टर.

स्टेबलाइजर - एक ऑटोमेशन तत्व जो निर्दिष्ट सीमा के भीतर इनपुट मूल्य में परिवर्तन होने पर आउटपुट मूल्य का लगभग स्थिर मूल्य प्रदान करता है। स्टेबलाइज़र की मुख्य विशेषता स्थिरीकरण गुणांक है, जो इंगित करता है कि इनपुट मूल्य का सापेक्ष परिवर्तन आउटपुट मूल्य के सापेक्ष परिवर्तन से कितनी बार अधिक है। विद्युत उपकरणों में करंट और वोल्टेज स्टेबलाइजर्स का उपयोग किया जाता है।

यहां स्टेबलाइजर्स के बारे में और पढ़ें: फेरेसोनेंट वोल्टेज स्टेबलाइजर्स और इलेक्ट्रॉनिक वोल्टेज स्टेबलाइजर्स

रिले - एक तत्व जिसमें, जब एक निश्चित इनपुट मूल्य तक पहुँच जाता है, तो आउटपुट मूल्य अचानक बदल जाता है। रिले का उपयोग इनपुट मूल्य के कुछ मूल्यों को ठीक करने के लिए किया जाता है, सिग्नल को बढ़ाता है और साथ ही साथ कई विद्युत असंबंधित सर्किटों को सिग्नल प्रसारित करता है। सबसे आम विभिन्न डिज़ाइन हैं विद्युत चुम्बकीय नियंत्रण रिले.

वितरक - एक स्वचालन तत्व जो सिग्नल ट्रांसमिशन सर्किट के वैकल्पिक स्विचिंग प्रदान करता है। वितरण का उपयोग अक्सर विद्युत परिपथों में किया जाता है। एक वितरक का एक उदाहरण एक चरण खोजक है।

इंजन - एक तंत्र जो कुछ ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग अक्सर ऑटोमेशन उपकरणों में किया जाता है, लेकिन वायवीय का भी उपयोग किया जाता है। स्वचालन में, इस प्रकार के सबसे आम उपकरण हैं स्टेपर मोटर्स.

ट्रांसमीटर - संचार चैनल पर संचरण के लिए सुविधाजनक, एक मात्रा को दूसरे में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक उपकरण। मुख्य कार्य के अलावा, ट्रांसमीटर आमतौर पर परिवर्तित मूल्य का एन्कोडिंग करता है, जिससे संचार चैनलों का कुशलतापूर्वक उपयोग करना और प्रेषित सिग्नल पर हस्तक्षेप के प्रभाव को कम करना संभव हो जाता है।

रिसीवर - एक उपकरण जो संचार चैनल पर प्राप्त सिग्नल को स्वचालन प्रणाली के तत्वों द्वारा धारणा के लिए सुविधाजनक मूल्य में परिवर्तित करता है। यदि ट्रांसमिशन के दौरान सिग्नल एन्कोड किया गया है, तो रिसीवर में एक डिकोडर शामिल होता है। रिसीवर और ट्रांसमीटर सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं टेलीकंट्रोल और टेलीसिग्नलिंग सिस्टम.