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: 303

Скачиваний: 1

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

220

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ

Т Е Х Н И К И

[ГЛ. I t !

 

Многовходовый преобразователь

обеспечивает

пуль­

сирующий расход, величина которого определяется как непрерывными сигналами рх и рг на входах преобразова­ теля, так и набором дискретных сигналов, имеющих тре­ буемый «вес».

Камера V, расположенная между контактами 2 и 3, со­ стоит из т камер Уг , объем каждой из которых принимает

Pi

 

 

 

А'

 

Рг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>Pt

 

Рис. 8.12.

Многовходовой

преобразователь

давлений в расход (а),

частным

случаем которого

является

пульсирующее

сопротивление с проводимостью,

 

 

пропорциональной двоичному числу (б).

 

 

одно из

двух

значений Vtl

и Viz

в зависимости от уровня

сигнала pt и г — гп камер

У2 с постоянным

объемом.

Дискретное изменение объемов камер

Vm,

пока­

занных на чертеже в виде сильфонов, осуществляется с помощью приводов Пр i, перемещающих сильфоны от одного до другого упора. Перемещением упоров Уп и У £ 2 осуществляется настройка величин У г х и F i 2 .

Объем камеры V определяется выражением

тг

(8.30)

i = m - f l

где Dt — дискретная величина, принимающая одно из двух значений 0 или 1 и вводимая с помощью контактов

 

 

П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е

СОПРОТИВЛЕНИЯ

221

Kt

(при замкнутом

контакте

Dt

= 1);

Vt

— «вес»

сигна­

ла

Dt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если прирг = 0

Vi

= Vtl

для i = l ,

т, то количе­

ство газа

в камере

V равно

 

 

 

 

 

 

 

tfo-j|(2zwi+

 

2

ад)-

 

в

При pt

= 1 Vt =

Vi2

(i =

1,

m),

и количество газа

камере

V равно

171

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ = Ц ( 2 а д 2

+

2

ад).

 

 

 

 

' i = l

 

 

i=m+i

 

'

 

Количество газа, прошедшее через преобразователь из

одной

линии в другую за один импульс pt,

равно

AN

=

= N 0

- N,.

 

 

 

 

 

 

 

Частной схемой преобразователя является линейное

пневматическое

сопротивление,

проводимость

которого

пропорциональна

некоторому

числу

D B ,

заданному

г

разрядами

дискретных сигналов 2) г ,

получаемое при

т = 0

(отсутствие переменных

камер

F j ) .

При

этом

(рис. 8.12,

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A7v=4f 2

 

ад-

 

 

<8-31)

1=1

Если «веса» F< дискретных сигналов установлены в соот­ ношении 2° : 21 : 2 2 : ... :2 г - \ т.е. Vt = 7 0 - 2* - \ то прово­ димость сопротивления пропорциональна числуDz в дво­ ичном коде:

а = ^ 2 А . 2 ^ = ^ 1 ) 2 .

(8.32)

i = i

 

Выше были рассмотрены преобразователи, в которых объем камеры принимал дискретные значения, задавае­ мые вручную. На рис. 8.13, а приводится схема преобразо­ вателя [80], в котором объем V12 камеры является непре­ рывной функцией входных давлений. Эта схема отличается от схемы преобразователя рис. 8.11,в наличием клапа­ нов 4 и 5, с помощью которых осуществляется изменение 7 1 2 за счет сжатия газа от одного до другого давления.

222

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И

[ГЛ. I I I

Поскольку в целях упрощения и повышения точности изменение VX2 происходит прерывисто, требуется допол­ нительный управляющий сигнал по сравнению с обыч­ ным пульсирующим сопротивлением.

Работает преобразователь следующим образом. При замкнутых контактах 4 и 3 за счет того, что р п и т ] > р2, устанавливается Vxx ~ 0 (при этом V21 ~ V = Vx + + V2 = const). Затем при замкнутом контакте J (все

Рис. 8.13. Преобразователи положительной разности давлений в прерывистый расход.

остальные разомкнуты) камера У2==У заполняется давле­ нием ру = р0 < рх. После размыкания контакта 5 и за­ мыкания контакта 2 находившееся в камере V2 количество газа N2 = p0V/k3 остается, а объем его уменьшается за счет сжатия газа до давления рх. В образующейся нижней камере Vx = VX2 находится количество газа, равное раз­ ности количеств газа во всей камере V = Vx + V2 и в верхней ее части V2:

AG AG AG*V

Это количество газа при замыкании контактов 3 и 4 вы­ тесняется в линию р2 (так как Vxx = 0), и в результате обеспечивается расход газа:

Объем камеры У 1 2 может быть определен из уравнения состояния газа:

VX2 = NkQ/px = VPypx.

(8.34)

Анализ структуры этого преобразователя показывает, что он представляет собой прерывисто работающий ин­ тегратор с периодом интегрирования в один такт, т. е. с

П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е СОПРОТИВЛЕНИЯ

223

введением начального условия и передачей результата интегрирования в виде количества газа после каждого такта. Поскольку камера с вялой мембраиой является усилителем с конденсатором в цепи обратной связи и, сле­ довательно, до интегратора ей недостает только сопро­ тивления, оказывается целесообразнее реализация преоб­ разователя по структуре ин­ тегратора, как показано на рис. 8.13, б.

Такая реализация позво­ ляет получать более простые схемы с рассмотренным пре­ образователем - интегратором

— вместо параллельного со­ единения п преобразовате­ лей с п емкостями с вялой мембраной применяется толь­ ко одна емкость в качестве усилителя (см. §§ 6 и 14), вме­ сто настраиваемых емкостей с вялой мембраной имеем настраимые обычные камеры.

Рис. 8.14. Пульсирующие сопротив­ ления с емкостью, управляемой пропорционально разности двух сиг­ налов.

Если в схеме пульсирующего сопротивления объем камеры V пропорционален разности двух давлений, т. е. установлен конденсатор (рис. 8.14, а), то оно может быть описано следующей зависимостью:

* =

щ

\Pi [Уо +

c{pi

— Рз)} — Рг [V0

+

с (р2

— р3)]}

=

=

7^ [ 7 о (Pi — Рг) +

срх (Рх — Рз) — ср 2 (р2

— Рз)].

(8.35)

В частных случаях имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

= щ ( у о

+ ср2 )

Ар,

 

(8.35')

если

рз =

р х (рис. 8.14, б);

 

 

 

 

 

 

 

 

i

= ±

[70 Др +

с (plPl

-

р2 р°)],

(8.35")

если

Рз =

Ро — уровень отсчета;

 

 

 

 

 

 

 

 

i

= ^(V0

+ cp1)pl,

 

 

(8.35")

если Рз — Рг — Ро-

 

 

 

 

 

 

224

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И

[ГЛ . I I I

На рис. 8.15 изображена схема, содержащая конденса­ тор и три контакта. При замкнутых контактах 1 и 3 (кон­ такт 2 разомкнут) в полостях конденсатора находятся ко­ личества газа ^ ( 7 0 + сАр) и |g(7 0 — сАр). Когда зам­ кнут контакт 2 и контакты 1, 3 разомкнуты, в каждой полости оказывается количество газа, равное

 

- L [ P l (у0 + сАр) -f- р 2

(V0 -

сАр)].

За один такт сигнала pt проходит порция газа, равная

pi(V0 + cAp)

pi (Ур + сАр) + рг (Рр — сАр) _

Ар [Уо+ с (pi + рг )]

kQ

2А-0

 

2/сб

Применение в пульсирующем

сопротивлении емкости

с вялой мембраной позволяет выполнять также и некото­ рые нелинейные преобразова-

.

 

 

I — I I — I

 

 

 

ния. Например, если в прив

S»—о&—I—о

о—I—gjLa—*— денной на рис. 8.13, а

схеме

л

\^

~ [ ~ г

\^ ^

 

контакт 5 постоянно замкнут,

Pt

 

 

 

 

 

а

контакт 4

разомкнут, то

Рис. 8.15. Пульсирующее

сопротив­

при замыкании контактов 2 и

ление с емкостью, управляемой про­

3

пульсирующего

сопротив­

порционально разности его входных

 

_

сигналов.

 

 

ления камера V1 ^> О,

когда

 

 

 

 

 

 

P i

 

Ру и

Ра

Ру

соответ­

ственно. В силу этого при пренебрежении

объемом соеди­

нительных линий

между

 

контактами 2 и 3 расход

равен

 

 

 

 

при

P i > P y

и

Р> > Ру

 

 

i

=

Vf

-

при

P i > P y

 

Ра < Ру

 

(8.36)

 

 

и

 

 

 

 

0

при

P i < P y

и

Рг < Ру

 

 

Некоторые нелинейные преобразования давлений в расход выполняются с помощью повторителя и пульсирую­ щего сопротивления. В преобразователе по рис. 8.16, а повторитель обеспечивает равенство давлений в его ка­

мерах только при рг ^> р у р 2 , и следовательно,

только

в этом случае расход в линию р 2 (через сопло)

равен

* = ^ ( Р 1 - Р у ) .

Смотрите также файлы