Глава V. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
1. Электронные усилители. 2. Магнитные усилители. 3. Электромашинные усилители. 4. Гидравлические усилители. 5. Пневматические усилители. 6. Сравнительные характеристики различных усилителей.
Сигналы, получаемые от чувствительных элементов или датчиков, в большинстве случаев имеют недостаточную мощность, чтобы непосредственно привести в движение регулирующий орган. Выходная мощность датчика в основном составляет величину порядка 
тогда как мощность, необходимая для движения исполнительного механизма, может быть равна нескольким киловаттам. В связи с этим необходимо применение усилителей. В ряде случаев усилители наряду с функцией усиления мощности выполняют функцию преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в другой вид, более удобный для работы системы автоматического регулирования.
Усилительные элементы по виду используемой энергии можно разделить на электрические, гидравлические и пневматические. Электрические усилители обычно выполняют в виде самостоятельных элементов, а гидравлические и пневматические либо как самостоятельные элементы, либо как составную часть исполнительных механизмов (сервомоторов).
К усилителям, используемым в системах автоматического регулирования, предъявляют следующие основные требования:
усилитель должен иметь требуемый коэффициент усиления по мощности и другим параметрам, если он является одновременно преобразователем;
характеристика усилителя должна быть в большинстве случаев возможно ближе к линейной;
зона нечувствительности усилителя не должна превышать допустимой величины;
постоянная времени усилителя должна быть минимальна и не превышать заданных пределов.
Основным показателем усилителя является его коэффициент усиления по мощности, представляющий отношение мощности на выходе усилителя к мощности на его входе. Выходная мощность усилителей, используемых в системах автоматического регулирования, может составлять от долей ватта до десятка и более киловатт. Если выходная мощность усилителя не должна превышать 100 Вт, то обычно применяют электронные усилители с различными схемами включения. При требованиях большей мощности на выходе находят применение все другие виды усилителей. Большое усиление мощности можно получить от золотниковых усилителей, а также от усилителей дроссельного типа. Коэффициент усиления по мощности в зависимости от принципа действия и конструкции усилителя может составлять от 10 до 107. Помимо усиления мощности, усилители часто выполняют функции усиления других входных параметров (перемещения, скорости и т. п.).
Для систем автоматического регулирования и вычислительных устройств, в которых используются различного вида электрические усилители, одним из основных показателей является статический коэффициент усиления по напряжению, представляющий собой отношение приращения выходного напряжения 
к соответствующему приращению входного напряжения 
В общем виде обозначим входную величину через х, а выходную через 
. Характеристики усилителей, выражающие зависимость между
Рис. V.1. Виды статических характеристик усилителей
выходной у и входной х величинами при установившемся режиме, могут быть весьма разнообразными. Основные виды этих характеристик представлены на рис. V.I. Характеристика линейного усилителя, у которого выходная величина пропорциональна входной на всем интервале регулирования, показана на рис. V.1, а. На рис. 1, б дана характеристика нелинейного усилителя, у которого в пределах рабочей зоны регулирования не соблюдается пропорциональность между входной и выходной величинами. К характеристикам этого типа можно отнести также характеристики усилителя релейного типа (рис. V.1, в) и усилителя с различными значениями тока срабатывания и возврата (рис. V. 1, г). Последняя характеристика имеет форму петли гистерезиса. Кроме того, в системах автоматического регулирования довольно часто встречаются усилители с зоной нечувствительности и насыщением (рис. 
и с зоной нечувствительности, насыщением и петлей гистерезиса (рис. V.1, е). Перейдем теперь к рассмотрению различных типов усилителей.
