Все силы, действующие в чувствительных элементах автомати­ческих регуляторов, были приведены к муфте и заменены двумя противоположно направленными силами: восстанавливающей Е и поддерживающей А?_p², причем последняя возникает в чувстви­тельном элементе только в процессе работы.

Поддерживающая сила преодолевает восстанавливающую силу и перемещает муфту чувствительного элемента в некоторое по­ложение z₀. Если при работающем чувствительном элементе муфта удерживается в этом положении, то такое положение называется равновесным (установившимся).

Равновесное положение муфты чувствительного элемента мо­жет быть только в том случае, когда силы восстанавливающая Е и поддерживающая А?_p² взаимно уравновешиваются:

Это уравнение называется уравнением статического равнове­сия муфты. С помощью таких уравнений определяют равновес­ное положение муфты в зависимости от значения регулируемого параметра.

Во многих случаях математические связи восстанавливающей силы и коэффициента поддерживающей силы с перемещением муфты оказываются достаточно сложными, поэтому удобнее использовать графоаналитический способ определения равновес­ных положений муфты. В соответствии с этим методом необхо­димо предварительно построить зависимости Е =f (z) и А?_p² = f (z), затем их совместить на одном графике, и равновесное положение муфты z₀ определится в виде абсциссы точки пересе­чения (рис. 67).

Для нескольких угловых скоростей ?_р можно построить сетку характеристик А?_p² = f (z) при i = 1, 2, 3, ..., n, каждая из которых при пересечении с характеристиками Е = f (z) даст свое положение равновесия r_0i, соответствующее угловой ско­рости ?_рi (i = 1, 2, 3, ..., n). Это позволит найти связь между равновесными положениями z_0i муфты и соответствующими угло­выми скоростями ?_рi и, следовательно, построить сетку зависимостей ?_р = f (z), называемых равновесными кривыми чув­ствительного элемента (рис. 68).

Таким образом, равновесной кривой (статической характе­ристикой) чувствительного элемента называется зависимость его выходной координаты ?_р от входной координаты z при равно­весных (установившихся) режимах работы.

Всережимные механические чувствительные элементы с пе­ременной предварительной деформацией пружины имеют сетку равновесных кривых, соответствующую сетке характеристик восстанавливающей силы Е = f (z) (штриховые кривые на рис. 67).

Равновесную кривую чувствительного элемента можно полу­чить экспериментальным путем на обычном безмоторном стенде при возможности замера задаваемых угловых скоростей грузов со_р и соответствующих положений z муфты.

Если при этом для вы­бранной точки равновесной кривой известно числовое значение восстанавливающей силы Е, то по уравнению (202) может быть определено числовое значение инерционного коэффициента чувствительного элемента по отношению

А = E / ?_p².

Равновесная кривая чувствительного элемента является одной из основных статических характеристик регулятора. Форма равновесной кривой существенно влияет на форму характеристики двигателя, работающего под воздействием автоматического ре­гулятора.