控制電路器件

元件是電路中最小組成部分，包括電阻、電容、電感之類；器件是電路中控制、連接、工作、輔助部分，包括穩(wěn)壓器、電線、電動機、電流表等之類。元件和器件并沒有實質(zhì)的區(qū)別，一般可通用。但也有的書籍是區(qū)別的，元件是比較小的單元，而器件則是一些元件的集合體。2100433B

control circuit device

閉環(huán)控制電路是指與控制對象存在反饋聯(lián)系的控制電路。開環(huán)控制電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但控制精度較低。為在系統(tǒng)中保持轉(zhuǎn)速的恒定，可以加入一些測量比較元件組成閉環(huán)系統(tǒng)。

與控制對象存在反饋聯(lián)系的控制電路。開環(huán)控制電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但控制精度較低。為在系統(tǒng)中保持轉(zhuǎn)速的恒定，可以加入一些測量比較元件組成閉環(huán)系統(tǒng)。

閉環(huán)控制測速發(fā)電機SF就是測量元件。將測速發(fā)電機的電壓取出一部分Uf與給定電壓Ug反向串聯(lián),并將差值ΔU作為放大器的輸入信號,即ΔU=Ug-Uf。自動調(diào)速過程如下：設(shè)電動機(M)原來穩(wěn)定工作于額定轉(zhuǎn)速,若負載突然增大，主回路電壓降增大，電動機轉(zhuǎn)速下降，反饋電壓Uf也隨之下降。由于給定電壓Ug沒有變，所以加到放大器輸入端的電壓ΔU 便自動升高,它使晶閘管整流電路輸出電壓Ud增加，補償了所增大的電壓降，于是電動機轉(zhuǎn)速又回升到接近原來的數(shù)值。反饋作用有兩種情況，若反饋信號和原輸入信號極性相同叫正反饋；反之，叫負反饋。正反饋使系統(tǒng)放大倍數(shù)增大，負反饋使系統(tǒng)放大倍數(shù)減小。在自動控制系統(tǒng)中主要應(yīng)用的是負反饋。在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，忽略一些次要因數(shù)后，各環(huán)節(jié)的靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）規(guī)律如下:電壓比較環(huán)節(jié)ΔU=Ug-Uf；放大器Uk=KpΔU；觸發(fā)器及晶閘管整流裝置Ud=KsUk；晶閘管-電動機系統(tǒng)開環(huán)機械特性n=(Ud-IdR∑)/Ce;測速發(fā)電機Uf=αn。以上各式中,Kp是放大器的電壓放大倍數(shù)；Ks是晶閘管裝置的電壓放大倍數(shù)；α 是測速發(fā)電機的反饋系數(shù)。上述關(guān)系式中消去中間變量，可得轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式 。

式中K=KpKsα/Ce,叫做閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)，它好象是在測速發(fā)電機輸出端把反饋回路斷開，從放大器輸入一直到測速發(fā)電機輸出的總的電壓放大倍數(shù)，是各個環(huán)節(jié)單獨放大倍數(shù)的乘積。這里是以1/Ce=n/ED作為電動機環(huán)節(jié)的“放大倍數(shù)”的。

閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)關(guān)系式可以畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖(圖1)。圖1中各方塊中的符號是該環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)

分別表示開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的機械特性?？梢?，只要系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)K足夠大，總可以把閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)轉(zhuǎn)速降Δпb減小到允許的范圍，并把調(diào)速范圍提高到預(yù)定的要求。2100433B

實際上，用霍爾器件測量磁場強度時，是用恒定電流法還是用恒定電壓法，要考慮多方面的因素，如磁場強度和霍爾電壓間的線性誤差、靈敏度的溫度系數(shù)、同樣工藝條件制造的器件的性能分散程度等。

用霍爾器件測量磁場強度的特點是：器件很小很扁（可以放在窄縫中），有很高的準確度、靈敏度和穩(wěn)定性，還有很寬的工作溫度范圍。

已知試件的尺寸、磁場強度和電流，測量霍爾電動勢即可求得試件的載流子濃度。載流子濃度是半導(dǎo)體材料的一個重要參量。在不同溫度下測量霍爾系數(shù)可以得到試件中載流子濃度和溫度的關(guān)系。這是了解半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)的一個重要方法。在給定的電流強度下，產(chǎn)生的霍爾電動勢與磁場強度成正比?？梢岳眠@一原理來測量磁場強度。

如果磁場由電磁鐵產(chǎn)生（圖3）,磁場強度與電流強度IB成比例,在磁場中的霍爾器件產(chǎn)生的霍爾電壓與兩個電流的乘積IxIB成比例，因此可以利用霍爾效應(yīng)制成乘法器。乘法器有許多用途，除進行乘法運算外，還可以用作調(diào)制器、除法器、功率計等。

圖4是利用霍爾器件測量幾千安培以上的大電流的方法。圖4中1是通過大電流導(dǎo)體的截面，2是兩塊磁性材料,在兩個空氣隙中放有霍爾器件3。用霍爾器件測量磁性材料中的磁感應(yīng)強度。此法特別適用于測量大直流電流強度。

用永久磁鐵作為不消耗能源的“發(fā)射機”，用霍爾器件作為“接收機”。將它們分別粘在兩個物體上，則可測量兩個物體的相對位置。

還可以利用霍爾效應(yīng)制作旋轉(zhuǎn)器、單向器和環(huán)行器。這類器件使信號沿單一方向傳輸，而不能沿相反的方向傳輸。