И не беда, если сигналы датчика слабы, незначительны по величине. Их силу можно многократно умножить. Эти обязанности выполняют усилители. В схемах автоматики нашли распространение усилители разных типов.
Наиболее чувствительны электронные усилители; их главные элементы— радиолампы или полупроводниковые триоды.
Широкое распространение получили и так называемые магнитные усилители. Постоянный ток, возникающий в цепи датчика, протекает по одной обмотке магнитного усилителя. Вторая обмотка его включена в сеть переменного тока. Небольшие изменения тока в первой обмотке вызывают значительные его изменения во второй. А это и нужно для усилителя сигналов. Магнитные усилители могут иметь мощность от долей ватта до сотен киловатт. Они исключительно надежны, так как не имеют хрупких или движущихся деталей.
Распространены в схемах автоматических устройств электромашинные усилители.
Главный элемент электронного усилителя — радиолампа. (UBX — напряжение входного сигнала, UBЫХ — выходное напряжение, RH — сопротивление нагрузки.)
Схема магнитного усилителя. Сигнал усиливается в магнитном поле (Iу — усиливаемый ток, Uу — усиливаемое напряжение, RH — сопротивление нагрузки, I~— переменный ток, U ~ — переменное напряжение).
Как видно уже по названию, это своеобразная электрическая машина. Ее генератор постоянного тока вращается посторонним двигателем. Ток, отдаваемый этим генератором, зависит, как известно, от тока возбуждения, протекающего в обмотках магнитных полюсов.
Если в цепь возбуждения включен датчик, то ток в ней будет изменяться соответственно изменениям контролируемой величины. Значит, и ток, отдаваемый генератором, будет изменяться по тому же закону — сигнал датчика оказывается усиленным.
Применяется немало и других типов усилителей — гидравлических, пневматических, пневмоэлектрических — всех не перечислишь. Причем часто усилители разных типов работают сообща, например ламповый совместно с электромашинным. Первый из этих усилителей производит предварительное усиление сигналов датчика, выход лампового усилителя подключен к входу электромашинного. Сигнал-карлик становится настолько мощным, что может заставить действовать любой исполнительный механизм, например вращать двигатель.
Однако очень часто от датчика или усилителя его сигналов требуется только одно: включить или выключить то или иное реле,
В середине XIX в. во многих странах стала строить электрические телеграфы, и тут обнаружилось, что ток батареи передающей станции ослабевает с расстоянием из-за сопротивления проводов и утечки на линии.
До конца длинной линии ток доходил настолько ослабевшим, что приемный телеграфный аппарат не работал.
И строители телеграфов нашли выход из положения.
Всю линию они разделили на несколько участков. В конце каждого из них поместили устройство, состоящее из электромагнита с подвижным якорем и контактом. Приходящий издалека слабый ток попадал в обмотку электромагнита. Якорь притягивался к сердечнику и замыкал с помощью контактов цепь тока от местной батареи. И уже этот ток, гораздо более сильный, чем пришедший, направлялся в следующий участок линии.
Новый электротехнический прибор назвали французским словом реле. Чтобы понять, как возникло это название, вернемся мысленно назад, в XIX столетие.
...Покрытые хлопьями пены, изнуренные кони подтащили к почтовой станции дилижанс. Здесь ловкие кучера быстро сменили лошадей, и дилижанс со свежей упряжкой покатил к следующей станции. Так, «на перекладных», еще
130