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

Конденсатор в режимах с положительным коэффици­ ентом передачи является мембранным вариантом конден­ сатора, предложенного в работе [49] (рис. 7.7, б). Воз­ можны, естественно, реализации конденсатора с одной мембраной и одним сильфоном (рис. 7.7, в).

На рис. 7.8 представлена конструкция конденсатора с емкостью С —>- о о . Камеры разделены герметичной подвиж­ ной перегородкой с жесткостью, близ­ кой к пулю. Конденсатор содержит основание 1, к которому герметично приклеена перегородка—колпачок 4, прокладку 2 и стакан 3. Герметич­ ность соединения стакана с основа­ нием обеспечивается прокладкой 2.

Колпачок 4 выполнен из наиритового латекса и имеет толщину стенки 0,1 лык [82].

где S — внутреннее сечение трубок конденсатора, у — удельный вес жидкости, а — угол наклона конденсатора.

К серьезным недостаткам данной схемы относятся не­ обходимость ориентации в поле тяготения, испарение и опасность вытеснения жидкости, большие габариты для сравнительно широких диапазонов давлений. В целях устранения таких недостатков, как испарение и вытесне­ ние жидкости, может применяться конденсатор, у которо­ го обе поверхности жидкости покрыты герметичными пе­ регородками с жесткостью, близкой к пулю (рис. 7.9, б).

*) С частотой растет индуктивная составляющая в уравнении этого конденсатора.

вается соединенной с линией 5 с абсолютным давлением р2 через нормально разомкнутый контакт 3.

Количество находящихся в камере молекул будет равно

Таким образом, в результате поступления одного им­ пульса в сигнале pt количество молекул газа в камере 1 изменилось на AN, т. е. из одной линии в другую прошло количество газа (порция), равное

Это количество газа не зависит от состава газа и опре­ деляемых им величин (плотность, вязкость) и прямо про­ порционально перепаду давлений на входах сопротивле­ ния.

Процессы течения газа и параметры, определяемые со­ ставом газа, влияют только на максимальную рабочую частоту передачи порций газа, поскольку указанные фак­ торы определяют моменты достижения установившихся состояний газа в камере сопротивления и длительность пе­ редачи сигналов управления клапанами.

Следовательно, приведенное устройство является ли­ нейным пневматическим сопротивлением, формирующим прерывистый расход (порциями) и работающим не в реаль­ ном времени, а во «времени» дискретного параметра п — количества импульсов. Проводимость этого сопротив­ ления

не является функцией реального времени * ) ; поэтому пуль­ сирующее сопротивление всегда требует применения генер атора*«времени»'''га^ =='?г'(г).

В качестве генератора «времени» может быть исполь­ зован любой генератор прямоугольных импульсов, опи­ санный в § 9.

Один генератор с обычной мощностью может обслужи­ вать значительное количество сопротивлений. Требования

*) В соответствии суравнеиием (3.5) проводимость аи представ­ ляет собой емкость С камеры V сопротивления.

7 Е. в. Фудим

цессе вычисления проводимостью (когда контакты управ­ ляются нерегулируемым по частоте сигналом), так и сопротивление с линейно управляемой проводимостью (когда контакты управляются переменным по частоте сигналом).

Пульсирующее сопротивление позволяет иметь расход газа с частотой, кратной управляющей. Так, при парал­ лельном включении двух сопротивлений по схеме, пока­ занной на рис. 8.2, порции газа передаются с частотой 2/.

Рис. 8 . 2 . Схема с удвоенной частотой пульсации расхода:

2 та. з' — контакты нормально замкнутые; 2' и з — нор­

мально разомкнутые.

Если же организован ряд сдвинутых в пределах половины периода управляющих сигналов, то при параллельном включении m пар сопротивлений частота равна 2 т / . На высоких частотах сдвиг сигналов может быть осуществлен без дополнительных устройств за счет разных сопротив­ лений коммуникаций (длин или формы каналов, по кото­ рым поступает управляющий сигнал). Если же рабочие частоты близки к собственным частотам приводов контак­ тов, то возможен сдвиг за счет разброса характеристик контактов.

Возможно также управление проводимостью изменени­ ем объема V сопротивления. Однако при этом требуется применение на каждом сопротивлении привода, который вносит дополнительные погрешности и усложняет сопро­ тивление, тогда как при управлении частотой не требуется дополнительных устройств, а сам частотный сигнал, со­ стоящий из дискретных импульсов, передается и воспри­ нимается без погрешности.

Из выражения (8.6) видно, что пульсирующее7сопротивление дает возможность строить схемы с обратной

7*

связью по давлению, частоте, объему камеры. На основе пульсирующего сопротивления могут быть построены сле­ дующие устройства:

— если проводимость сопротивления нерегулируема в процессе вычисления — линейные пневматические вычис­ лительные устройства, выполняющие операции дискрет­ но и непрерывно *) во времени (алгебраические сумматоры на требуемое число входов, умножители на постоянный коэффициент, интеграторы, дифференциаторы, прерыви­ стые регуляторы);

— если проводимость сопротивления управляется пе­ ременным по частоте сигналом — пневматические вычис­ лительные устройства, выполняющие нелинейные опера­ ции непрерывно *) во времени над сигналами, заданными давлением непрерывным или частотой (решение пропор­ ций, умножение и деление двух переменных и ряд произ­ водных) и линейные операции над частотами [147];

— если контакты управляются сигналом, модулиро­ ванным по количеству импульсов, и сопротивление работа­ ет в схеме апериодического звена — устройства, выпол­ няющие дискретно во времени ряд линейных и нелиней­ ных операций (преобразование количества импульсов или отрезка времени в давление и наоборот, множительно-дели- тельные, показательные, логарифмические и др.), интег­ рирование по переменной и на его основе — широкий класс математических операций по схемам дифференци­ альных анализаторов.

Отметим основные преимущества пульсирующего со­ противления по сравнению с непрерывными.

... 1. Линейность характеристики независимо от уровня абсолютных давлении на входах и знака перепада дав­ лений.

2. Независимость параметров от состава газа.

3.; Дистанционная управляемость проводимостью без погрешности с помощью дискретного сигнала с перемен­ ной частотой, обеспечивающая широкие функциональные возможности.

4. Независимость параметров ДС-цепей с пульсирую­ щими сопротивлениями от абсолютного значения темпе­ ратуры.

*) С некоторым приближением.