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: 312

Скачиваний: 1

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

242

 

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И

[ГЛ .

ш

В общем случае структура содержит два апериодиче­

ских

звена, одно из которых

с входом р 1 2 )

работает

при pt

=

1, а другое ( i ? 2 7 с входом рг1) работает при pt

=

= 0 (рис.

9.14, б). Наличие двух

звеньев с постоянными

времени Тг и Т2 представляет возможность независимой настройки времен t n и <2 1 .

В зависимости от способа получения петли гистерезиса можно выделить три группы генераторов.

V

6)

В)

Рис. 9.14. Структуры генераторов прямоугольных импульсов: а) с одним апериодическим звеном; б и в) с двумя апериодическими звеньями.

1. Петлю гистерезиса получают посредством воздей­ ствия выходного давления pt на чувствительные элементы, суммарная эффективная площадь которых SVl 0; ши­ рина петли пропорциональна давлению питания реле Рпят, а коэффициент пропорциональности при этом одно­ значно определяется конструкцией (эффективными пло­ щадями). Нижний уровень ря задается от источника дав­ ления, и следовательно, петля может смещаться.

2.

Петля гистерезиса образуется за

счет воздействия

pt на

заслонки сопел реле,

суммарная

эффективная пло­

щадь которых SP[ ^> 0. Как

и в первой группе, ширина

петли пропорциональна рПт-

Нижний уровень рв в зави­

симости от конструкции реле задается извне либо пропор­ ционален рт„ при коэффициенте, определяемом конст­ рукцией.

3. Петлю гистерезиса получают с помощью переключа­ телей, вводящих оба уровня срабатывания.

В целях упрощения ниже рассматриваются генерато­ ры по рис. 9.14, а, у которых р 1 2 и рг1 — выходы реле.

К первой группе относятся генераторы, показанные на рис. 9.15. Генератор системы УСЭППА [25] (рис. 9.15, а) построен на трехмембранном реле, включенном по несим-

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ Э Л Е М Е Н Т Ы

243

метричной схеме («по петле») — нижняя камера постоянно сообщена с атмосферой, тогда как в верхней выходное дав­ ление pt, т. е. эффективная площадь для давления pt со­ ставляет SPt = s^> О, гдея — эффективная площадь край­ них мембран. При этом, если pt = 0, давлению ру проти­ водействует давление рх = ра и реле перекладывается в

Рис. 9.15. Схемы генераторов с формированием петли гистерезиса посредством воздействия р п и т на чувствительные элементы.

состояние pt = 1 при pv

=

р х

*)', при pt

= 1 pv

противо­

действует давление **) р в =

р х +

ifz-sPmiT

=

Pi +

Ра и реле

переходит в состояние

Pt

= 0

при pv =

ра

+

ра (рп —

ширина петли реле).

 

 

 

 

 

 

При использовании двухмембранного реле с располо­ женными между мембранами соплами (рис. 9.15, б) дав­

ления

срабатывания равны

соответственно

 

 

 

 

Рп = PlS/S,

 

pD =

PiS/S

+ Рпит (S — s)/S.

 

Генераторы второй группы приведены на рис. 9.16.

Ширина петли равна

 

 

 

 

 

 

 

Рп ~

Рпт (sa —

S^)/S,

 

 

где sn

и s a — эффективные площади соответственно питаю­

щего

и

атмосферного

сопел; S — эффективная

площадь

верхней

мембраны,

на

которую

действует давление

ру

*)

Статическая погрешность

усилителя по учитывается.

 

**)

Здесь и далее давления приведены к эффективной

площади,

на которую действует

p v , — в данном случае к площади

S — s,

где

S и V. — эффективные

площади

соответствеиио средней

и крайней

мембран.

 

 

 

 

 

 

 

244

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И

[ГЛ. I I I

При использовании двухмембранного реле с соплами по одну сторону от мембран (рис. 9.16, а) нижний уровень задается извне. Уровни срабатывания равны

Рн = Pl{S — S)/S,

рв = Pi (S — S)/S + Рпит (sn — Sa)/S.

Вдвухмембранном реле [1901 с разными соплами

(рис. 9.16, б), если sn соизмеримо с площадью S верхней

Pi Ж

- #

 

 

Pt

1

Pt

W/////M

 

 

Рпит

 

S)

a)

 

 

 

~2 r-

Pt

Pnum

A B)

Рис. 9.16. Схемы генераторов с формированием петли гистерезиса посредством воздействия р( на заслонки сопел реле.

мембраны, нижний уровень срабатывания может сме­ щаться давлением р х , поступающим в нижнюю камеру. Уровни срабатывания равны

Рн = Рпит (S

— Sa)/S + р ь

Рп = рпит {S — Sa)/S

+

рг.

Очевидно,

что источник р х ^> 0 в этой схеме

необяза­

телен, поскольку генератор работоспособен и при рг

— 0;

при этом необходимость в нижней мембране отпадает. Получаемое одномембранное реле (рис. 9.16, в) рассмо­ трено в работе [71].

В генераторах третьей группы (рис. 9.17) на суммар­ ную эффективную площадь SVl мембран, на которые дей­ ствует давление р ( , в общем случае ограничений не накла­ дывается, так как р п = р в — р н > 0 задают с помощью переключателя.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

245

В приведенной на рис. 9.17 схеме [128] реле 1 и пере­ ключатель 2 трехмембранные. Реле включено «по петле» (SPt > 0) для убыстрения срабатывания. Давления сра­ батывания:

Рн =• Pl,

Рв = Рг + J - ^ ~ s Рпнт-

Период (частоту) колебаний можно настраивать как постоянной времени апериодических звеньев, так и дав­ лениями срабатывания р„ и рв и входными давлениями Pi2 и р 2 1 .

\Рг 2

я

Pt

•Н штш.

Рис. 9.17. Схемы генераторов с формированием петли гистерезиса посредством введения обоих уровней срабатывания.

В генераторах частоты, управляемых вручную, на­ стройку проще всего вести изменением постоянных вре­ мени Тг и Тг апериодического звена при постоянных ос­ тальных параметрах, а поскольку такую настройку допу­ скают все генераторы, то выбирают простейшую структуру (по рис. 9.14, а, но без переключателя П—см. рис. 9.15).

Для настройки Тг и Т2

применяют управляемые вруч­

ную

дроссели R совместно

с

нерегулируемой

камерой V

или

управляемую камеру

и

нерегулируемый

дроссель.

Для получения очень широких диапазонов настройки ис­

пользуют

набор

сменных нерегулируемых

камер

(при

R = var) или набор дросселей (при V =

var), отличаю­

щихся друг от

друга примерно в

Rmax/Rmin

 

раз

(при

R — Var)

И В Vmax/^mln Р а 3 ( П Р И

^ = V

a

r ) ' ВОЗМОЖНО,

естественно, применение обоих регулируемых элементов. При построении генераторов, частота которых должна дистанционно управляться давлением, или преобразова-

246

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И

[ГЛ. I I I

телеи давления в частоту, можно использовать различные возможности.

Примером схемы с управляемой давлением петлей гистерезиса может быть генератор, приведенный на рис. 9.17, в котором переменны уровни срабатывания.

J 1

 

 

—•**—| Р

 

2

 

_ 1 _

Я\

4 _

>-*-

1

 

11

 

1

J L .

1

— pt

Рис. 9.18. Схема управляемого генератора с управляемым сопротивлением.

Зависимость Т = Т (рх) нелинейная монотонная. Напри­ мер, для генератора по рис. 9.17

при р в =

р 2 =

const > рх m a x

и рх

= var дТ/дрх < [ О,

а при

р„ =

рх = const <[р-2

min

0Т/др<,^>0.

В генераторах по рис. 9.15 и 9.16, а ширина петли мо­ жет управляться переменным давлением питания реле.

Управление частотой может достигаться и при неиз­ менной ширине петли гистерезиса за счет ее смещения, для чего могут быть использованы приведенные на рис. 9.15 и 9.16, а—б генераторы (смещение петли вдоль оси ру вправо происходит при увеличении рх).

Генератор может содержать в апериодическом звене -управляемый давлением дроссель или емкость. На рис. 9.18 показан управляемый генератор на трехмембранном реле, отличающийся наличием управляемого дросселя. Для построения генератора, управляемого разностью двух давлений рх и р 2 , применим дроссель, перемещение за­ слонки которого, а следовательно и сопротивление, на­ страивается жесткостью пружин.

Применение управляемого дросселя позволяет также построить преобразователь разности двух давлений в ча­ стоту (усилитель с частотным выходом). В этих целях используются управляемые дроссели с большим коэффи­ циентом передачи Кпер = dR/d (рх — р 2 ), схемы которых

Смотрите также файлы