Файл: Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. Теория устройств и элементов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 283

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

П Н Е В М А Т И Ч Е С К ИЕ УСИЛИТЕЛИ

157

При поддержании постоянного

перепада — А

на по­

стоянном сопротивлении первого

каскада

(рис.

6.11, а)

 

Р,

 

 

 

Рг

 

 

 

 

 

Рв,

ч » - £ -

1ых, 1

 

 

 

 

 

а)

 

8)

 

 

Риш,1_

 

 

 

 

 

Ро

 

 

 

Рг

 

 

>

 

Plm,l

• l h *

 

Р1ы.

Ы,1

 

 

 

 

 

 

г)

Щ

 

>

В) Ро

Рис. 6.11. Варианты первого каскада и усилителя в целом: а) с постоянным

перепадом на постоянном сопротивлении; б) с постоянным перепадом давлений на исполнительном узле; в) с двумя соплами; г) с двумя незакрепленными между собой мембранами; в) с двумя соединенными в единый блок мембранами.

можно записать следующие равенства:

а0 А = ((30 + Щ (р2 — Рвыхд), Рвыхд = Рг

рд + " / f / t ,

 

(6.49)

Изменение знака перепада приводит к изменению знака коэффициента усиления.

158

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И

(ГЛ . I l l

Из (6.49) найдем выражение для полного диапазона изменения выходного давления первого каскада:

откуда

 

Ар

Р , п

, п

 

 

 

 

 

а»

 

А

 

 

 

 

Достижимое

минимальное

значение

В,шП оказывает­

ся заданным при изготовлении. Что касается

ао и А, то

они не могут увеличиваться оба и независимо

друг от дру­

га — имеется ограничение

p i . m i n

А,

накладываемое

необходимостью

обеспечения

постоянного перепада при

любых значениях рБ ых,1-

 

 

 

 

 

 

Подставляя

значение рг.шы

в

последнее

неравенство,

получаем:

Ра —

 

 

 

 

 

 

 

ОоД

^

л

 

 

 

 

о

>

А,

 

 

 

откуда находим верхнее ограничение для ао А:

 

аоД <

(рг — A) Bmi,,.

 

 

Второе

ограничение на аоА, накладываемое верхним

пределом

давления

р и чх , 1

( р ь т а х

^

Pi), определяет

нижнюю границу а о А- Подставляя

в

приведенное здесь

неравенство выражение для р г , т а х , находим:

Pl.max = /)[,rain +

2Api =

р 2 — ТГ^- + 2 Д Р 1 < Рз,

откуда

 

 

Pmln

 

 

 

 

 

 

 

a„A, > 2 A p x . p m l n .

 

 

Таким образом, оптимальное ДВ задается выражением

 

АР = г

г г - .

 

(6-52)

Как видно из уравнения (6.52), в режимах с р 2 = var коэффициент усиления растет с р 2 .

Для выравнивания коэффициента усиления может применяться схема с повторителем со сдвигом, поддержи­ вающим постоянную разность давлений А на исполни-

П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е У С И Л И Т Е Л И

159

тельном узле (рис. 6.11, б). При такой схеме в зависимости от знака перепада может быть получен как отрицательный, так и положительный коэффициент усиления.

Эта схема описывается уравнением

(Ро + Щ (р2 — JW-.i) = «о (Рвыхд — Рг — А),

откуда

 

 

Рвы\,1 — Рг

а-оД

 

 

 

+ао + Р)+ kh '

 

lv-

- -

/саоД

 

АаоД

,п со

л " - у

( o t o + p0 + fcfc)i

- -

( a 0 + P r a i n - W r + / c ^ •

V D , M >

Из

этого

равенства

следует:

 

 

i g y i - ^ + t ' . + ^ -

(6 -54 >

 

Найдем оптимальное значение схоПри Д <" О

 

J W

- f

t

+

t t

+

p ^ + A g .

(6-55)

 

Л ' т , п

=

Л

+

- 5 т а Г '

( 6 - 5 6 )

 

А Р =

 

а 0 Г +

Р т 1 п ) 2

•

( 6 - 5 7 )

 

 

 

—

2 Д р 7 —

( а э +

Рт1п)

 

где

2Дрс <^ Д — ширина

 

рабочего

диапазона

давления

Рвых,1- Минимум ДВ имеет место при

 

 

 

 

"опт =

Pmin

 

 

'

(6.58)

где

В0 =

— g ^ -

при

Д <

0;

 

 

ДРопт

=

(

B j 4 f " 1

) a

Pmin-

(6-59)

Уравнения исполнительного узла при сРо — аопт-

 

 

I д

cti

 

,

 

 

Дао

2ао

Схема первого каскада с двумя соплами, приведенная на рис. 6.11, в, имеет дифференциальный выход при нулевом

160

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И

[ГЛ. I I I

уровне отсчета, не зависящем от входных давлений:

Рвыхл — Рвыхд =• K-i (pi — р2).

Постоянство уровня отсчета является серьезным пре­ имуществом при р 2 = var, однако эта схема вследствие наличия протока (утечек) через обе камеры может приме­ няться лишь в случаях, когда допускаются утечки (про­ ток) газа из обеих входных линий.

Многокаскадные усилители в принципе могут содер­ жать первый каскад с большим числом чувствительных элементов, что позволяет без пассивных цепей реали­ зовать определенные операции. При этом, как указы­ валось выше, появляется ряд дополнительных погрешно­ стей, снижение которых требует повышения точности из­ готовления. По этой причине при жестких чувствительных элементах представляется реальной из мембранных устройств с суммированием усилий только двухмембранная схема. В этом случае отклонение соотношения эффек­ тивных площадей от заданного изменяет только величину коэффициента усиления и по сравнению с одномембранной схемой вносится погрешность только от неравенства вы­ сот жесткого центра и средней шайбы.

Показанный на рис. 6.11, г двухмембранный первый каскад с незакрепленными между собой мембранами дает возможность умножить на постоянный коэффициент зна­

копостоянное

давление: Рвых

=

Кр\,

где

р п ы х и

р?

от-

считываются

от вводимого

в среднюю

камеру

«нуля»

диапазона

— минимального

давления

ро-

Закрепление

мембран в

общий блок позволяет

выполнить

эту же

опе­

рацию и для знакопеременных давлений (рис. 6.11, д). Возможен вариант с большой верхней мембраной.

С помощью двух таких усилителей реализуется без сопротивлений операция типа необходимой для регуля­ торов. При S = 2s выходы усилителей ра и р в ы х равны:

Ра =

2 Р 2 — РЭ,

Рвых = РЗ + 2 (рх — р 2 ) .

В т о р о й

к а с к а д

усиления должен усиливать вы­

ход первого каскада, отсчитанный от его уровня УхРъ,

который

при р 2 = var — величина переменная. Поэтому

при р 2 =

var управляющий узел второго каскада должен

формировать этот переменный уровень отсчета.

Смотрите также файлы