РЕЛЕЙНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

РЕЛЕЙНЫЙ ЭЛЕМЕНТ минимальная совокупность
деталей и связей между ними, имеющая релейную характеристику, т.
е. скачкообразно изменяющая воздействие на выходе (выходах) при поступлении
фиксированных воздействий на вход (входы). При построении дискретных управляющих
устройств (напр., релейных, см. Реле) Р. э. рассматривается как
их наиболее простая составная часть.

Р. э. характеризуются порогом срабатывания
- минимальным абс. значением возрастающего входного воздействия, при к-ром
Р. э. изменяет своё состояние и одновременно изменяет воздействие на выходе
в соответствии с релейной характеристикой, и порогом отпускания - минимальным
абс. значением уменьшающегося входного воздействия, при к-ром Р. э. возвращается
в первонач. состояние. Однако нек-рые Р. э. могут обладать свойством фиксации,
т. е. оставаться в занятом ими состоянии и после снятия воздействия на
входе. В этом случае Р. э. возвращается в первонач. состояние обычно после
подачи воздействия на др. его вход (или воздействия др. знака на тот же
вход). Р. э. с фиксацией применяют, напр., для реализации памяти вычислительных
и управляющих машин. Характеристикой Р. э. служит также его быстродсйствие,
определяемое временем срабатывания и временем отпускания, или возврата.
В современных бесконтактных элементах время срабатывания и время отпускания
достигает неск. нсек. Важные характеристики Р. э.- потребление энергии,
масса, занимаемый объём.

Существует большое количество различных
типов Р. э.: от силовых Р. э., коммутирующих токи 10-10² а
при
напряжениях 10⁴-10³ в с быстродействием
10^-1 сек, до контактных и бесконтактных Р. э. для управляющих
и контрольных автоматич. устройств, реагирующих на токи 10^-4а
при
напряжениях 10^-1 в и имеющих быстродействие 10^-4
сек.

С конструктивной точки зрения в Р. э. выделяют
воспринимающие органы, к-рые реагируют на внешние воздействия, исполнительные
- предназначенные для передачи воздействий от Р. э. вовне, и промежуточные
- перерабатывающие и передающие воздействия от воспринимающих органов к
исполнительным. Эти органы могут быть или явно выраженными или объединёнными
друг с другом. По виду исполнит. органов Р. э. разделяют на контактные,
в к-рых исполнит. органами служат электрич. контакты, коммутирующие электрич.
цепи, и бесконтактные (электрические, пневматические и др.), в к-рых выходное
воздействие формируется изменением различных параметров выходных цепей,
напр. сопротивления, ёмкости, индуктивности, или изменением напряжения,
давления и т. п. в этих цепях. В бесконтактных Р. э. релейная характеристика
или органически присуща им (как, напр., в Р. э. с прямоугольной петлей
гистерезиса, в лампах тлеющего разряда, в тиратронах и криотронах), или
же получается в результате соответствующего соединения электрич. элементов,
к-рые сами по себе не имеют релейной характеристики (как это, напр., имеет
место в триггерных Р. э.). Бесконтактные Р. э. обычно значительно меньше
контактных по размерам (совр. технология позволяет, напр., изготовлять
до 10⁴ полупроводниковых Р. э. на тонкой кремниевой пластине
размером 4x4,5 мм), более надёжны в работе, потребляют меньшую мощность
и обладают более высоким быстродействием.

Р. э. классифицируют также по мн. др. признакам,
чаще всего - по виду используемых в них физич. явлений, характеру величин,
на к-рые они реагируют, функциям, выполняемым ими в релейной системе,
назначению.

Физич. явление, используемое в Р. э., определяет
его принцип действия, конструкцию и осн. характеристики. С этой точки зрения
Р. э. разделяют на электрические, действие к-рых основано на явлениях,
вызванных протеканием электрич. тока, наличием электрич. поля или связанных
с электрич. проводимостью твёрдого тела; механические, в к-рых используется
гл. обр. изменение размеров твёрдого тела под влиянием тех или иных факторов
(к механическим обычно относят также гидравлич. и пневматич. Р. э.); химические,
в к-рых используются преим. хим. преобразования, происходящие под воздействием
электрич. тока; оптические, использующие процессы, происходящие под действием
света (подробнее см. рис.1).

По виду физич. величин, на к-рые реагируют
Р. э., они делятся на электрические, механические, тепловые, оптические,
магнитные и акустические (рис. 2). Часто Р. э., к-р-ые должны реагировать
на неэлектрич. величины, . дополняются измерительными преобразователями
соответствующих
величин. В зависимости от характера изменения физич. величин различают:
Р. э. знака величины, реагирующие на определённое значение и знак к.-л.
величины; Р. э. увеличения и уменьшения величины; предельные Р. э., реагирующие
на изменение данной величины при выходе её значения из заданных пределов;
Р. э. соотношения, реагирующие на сумму (разность, отношение, производную,
интеграл и т. п.) двух или неск. величин, воздействующих на входы Р. э.
Особое место занимают импульсные Р. э., получившие распространение в связи
с развитием импульсной техники; они реагируют на различные параметры
импульсов (продолжительность, крутизну переднего или заднего фронта, форму,
скважность и т. д.).

Рис. 1. Классификация релейных элементов
по виду физических явлений, используемых для их действия.

Рис. 2. Классификация релейных элементов
по виду физических величин, на которые они реагируют.

В зависимости от местоположения в релейных
устройствах и выполняемых функций Р. э. подразделяют на воспринимающие,
исполнительные и промежуточные. Если воспринимающие элементы принимают
воздействия, поступающие из линий (каналов) связи, то их часто наз. линейными.

Функции, выполняемые Р. э., и их назначение
в различных областях применения весьма разнообразны. Поэтому их часто классифицируют
в каждой области по-разному. Однако можно выделить большую группу защитных
Р. э., предназначенных для отключения или изменения режима работы производств.
и др. агрегатов в случаях, когда режим становится опасным для них, группы
управляющих и контрольных Р. э. автоматич. систем, а также логические Р.
э., выполняющие функции логич. преобразователей в вычислит. и управляющих
машинах, дискретных управляющих устройствах и т. п.

Р. э. наиболее широко применяют в технике
автоматич. управления и технике связи; с их помощью можно: управлять большими
мощностями на выходах устройств (систем), используя весьма малые по величине
воздействия на входах; выполнять логич. операции; путём сочетания различных
Р. э. легко образовывать сложные многофункциональные релейные устройства
(содержащие десятки и сотни тыс. Р. э.). Многие технич. устройства и системы
(вычислит. и управляющие машины дискретного действия, дискретные телемеханич.
устройства, управляющие системы автоматич. телефонии, системы передачи
дискретной информации, устройства релейной защиты и др.) целиком
или в значит. степени базируются на использовании Р. э.

Лит.: Терминология реле, М., 1958;
Сотсков Б. С., Основы расчета и проектирования электромеханических элементов
автоматических и телемеханических устройств, М.- Л., 1965; Агейкин Д. И.,
Костина Е. Н., Кузнецова Н. Н., Датчики систем автоматического контроля
и регулирования, М., 1959; Васильева Н. П., Гашковец И. С., Логические
элементы в промышленной автоматике, М.- Л., 1962; Шорыгин А. П., Электрохимические
элементы (общие свойства и классификация), в кн.: Энциклопедия измерений,
контроля и автоматизации, в. 8, М., 1967; Цыпкин Я. З., Релейные автоматические
системы, М., 1974. М. А. Гаврилов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я