1. Будь-які прості і складні пристрої автоматики складаються з пов'язаних між собою елементів.
Елементом автоматики називають частину пристрою автоматичної системи, в якій відбуваються якісні або кількісні перетворення фізичної величини. Елементи окремого пристрою автоматики здійснюють передачу перетвореного впливу від попередньої ланки до наступного.
У загальному вигляді будь-який елемент автоматики можна уявити як перетворювач енергії, на вхід якого подається деяка величина Х, а з виходу знімається величина У. Величину Х називають вхідним, а величину У - вихідним сигналом елемента автоматики.
У деяких елементах Х перетворюється в У за рахунок енергії, одержуваної від вхідної величини Х. У інших елементах для цього перетворення необхідне додаткове джерело енергії. Класифікацію пристроїв і елементів автоматики зазвичай проводять за їх функціональним призначенням і за видом енергії на вході і виході.
Функції, що виконуються елементами автоматики, різноманітні. За допомогою окремих елементів здійснюються вимірювальні, підсилювальні, керуючі і виконавчі функції автоматичних пристроїв.
Поділяючи елементи автоматичних пристроїв за характером виконуваних функцій, можна виділити наступні основні види: датчики або вимірювальні (чутливі) елементи; реле (електричні, гідравлічні, пневматичні); перетворювачі та підсилювачі; виконавчі механізми і регулюючі органи; обчислювальні пристрої, що включаються в схеми автоматики.
2.Датчіком називають чутливий елемент автоматичного пристрою, що сприймає контрольовану величину і перетворює її в сигнал, зручний для передачі на відстань і впливу на наступні елементи автоматичних пристроїв.
Іноді датчик називають вимірювальним (сприймає) елементом. Зокрема, вимірювальним елементом датчик називають тоді, коли в якості нього використовують звичайний прилад вимірювальної техніки (термометр, витратомір, рівнемір).
Найбільшого поширення набули датчики, в яких будь-які неелектричні величини перетворюються в електричні, так як останні (струм, напруга та ін.) Можуть легко вимірюватися, посилюватися, передаватися на значні відстані, а при необхідності перетворюватися в інші величини.
Датчики, в яких неелектричні величини перетворюються в електричні можуть бути розділені на 2 групи: параметричні. в яких зміна відповідної неелектричної величини перетвориться в зміну параметра електричного кола - активне, індуктивне або ємнісний опір, і генераторні. в яких зміна неелектричної величини перетвориться в електрорушійну силу.
Індуктивні датчики. засновані на зміні індуктивного опору котушки, перетворюють лінійне або кутове переміщення вимірювального органу в електричну величину. Вони знайшли велике застосування при вимірюванні і регулюванні тиску і витрати різних рідин і газів завдяки простоті своїй конструкції і можливості безпосереднього використання струму промислової частоти (50 Гц).
Ємнісні датчики. засновані на зміні ємності, в протилежність індуктивним мало чутливі при частоті струму 50 Гц і вимагають при цій частоті підсилюючих пристроїв. При високих частотах порядку 1000 Гц і більше вони мають гарну чутливістю.
Зміна ємності досягається регулюванням відстані між пластинами датчика, зміною їх робочої поверхні або діелектричних властивостей середовища, в якій знаходяться пластини.
Датчики опору застосовують для перетворення неелектричних величин, коли вимірювальний орган чутливого елемента робить лінійне або обертальний рух, а також в тих випадках коли опір датчика може змінюватися під впливом параметрів середовища, в якій поміщений датчик.
Термоелектричні датчики засновані на прямому перетворенні теплової енергії в електричну. В якості таких датчиків служать термопари, що мають спай двох електродів з різних металів. При нагріванні спаю між електродами виникає електрорушійна сила, пропорційна температурі.
Фотоелектричні датчики засновані на використанні впливу змін вхідного параметра на інтенсивність світлового випромінювання. Джерелом світлового випромінювання зазвичай є лампи розжарювання. Іноді замість світлового випромінювання використовують випромінювання рентгенівської трубки або радіоактивних речовин.
Поряд з електричними широко застосовують датчики, безпосередньо сприймають зміни неелектричних величин (параметрів). В якості таких датчиків в схемах автоматики широко використовують контрольно-вимірювальні прилади тиску, рівня, витрати, температури і якісного складу середовища.
3. У ряді випадків автоматичне керування може здійснюватися шляхом стрибкоподібного зміни керованої величини при певних значеннях керуючої величини. Таке переривчасте вплив на процес називається релейним керуванням, а використовувані для цієї мети пристрою називаються реле.
Реле зазвичай складаються з 3-ох основних органів: сприймає (чутливого), який сприймає керуючий вплив і перетворює його в дію на проміжний орган; проміжного, який при досягненні керуючим впливом заданої величини, передає цей вплив виконавчому; виконавчого. здійснює стрибкоподібне зміна керованої величини.
У реле, призначених для управління роботою електричних ланцюгів, виконавчим органом служать контакти; існують також і безконтактні (електронні, магнітні) реле.
Реле можна класифікувати по ряду ознак. Залежно від роду сприймаються фізичних явищ їх ділять на електричні та неелектричні (теплові, механічні, оптичні, акустичні та ін.).
Електричні реле за принципом дії поділяють на електромагнітні (нейтральні і поляризовані), магнітоелектричні, електронні, іонні, індукційні і по параметру, на який реагує сприймає орган на реле струму, напруги, потужності, частоти, зсуву фаз.
Теплові ділять на реле з лінійним розширенням, біметалеві, реле з плавленням.
Механічні реле по сприймається параметру ділять на реле сили, переміщення, швидкості, прискорення, частоти.
За призначенням розрізняють: пускові реле (контактори, магнітні пускачі); реле, що включають і вимикають різні агрегати за допомогою кнопок, розташованих на пульті управління; максимальні, що відключають контрольований ділянку електричного кола, коли струм, напруга, температура, тиск і т.д. стануть більше певного значення; мінімальні, що відключають контрольований ділянку електричного кола, коли напруга, струм, температура, тиск і т.д. стануть менше певного значення; проміжні, які служать для зміни впливає імпульсу, коли потужність контактів первинного реле недостатня; реле часу, що спрацьовують через певний час після запуску, забезпечуючи тим самим необхідну витримку при включенні різних електричних ланцюгів.