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: 305

Скачиваний: 1

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

344

Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА

[ГЛ. V

и уровень отсчета р„ . При постоянных управляющей частоте и объеме камеры, учитывая, что положителен ток, втекающий в линию, имеем:

i - - V ± r f i .

Щ,

К<0.

1 ~ А-0 Р1

 

 

Добавив к схеме по рис. 13.7, а пульсирующее сопро­ тивление с проводимостью аг, получаем преобразователь знакопостоянного или знакопеременного дав­ ления в расход в любую

линию (рис. 13.7, б):

 

 

 

 

 

 

 

 

i

=

cci

(PDX — р) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ а ( К - 1 ) р .

 

 

 

 

 

 

 

 

При ах

= а (К — 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобразование

объе­

Рис. 13.8.1.Схема

преобразователя

объема

ма

камеры

в

давление

может

быть

выполнено

 

 

в давление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с помощью схемы,

при­

 

 

 

 

 

 

 

 

веденной на рис. 13.8.

Пусть

У 0

-

эталонная

емкость,

Vx — преобразуемая

емкость,

Кх

и

i

3 — нормально

замкнутые

 

контакты,

К2 — нормально

разомкнутый

контакт.

 

 

 

 

При отсутствии сигнала р т камера V0 сообщена с ли­

нией,

давление в которой Pmaxi а камера Vx — с атмосфе­

рой.

Когда

сигнал р т

подан,

камеры

разобщаются от

входных

линий

и

соединяются

между

собой.

Давление

в суммарной

камере равно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PmaxV° +

PminVl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р =

 

Vo +

Vi

 

 

 

 

 

 

Если

Ртах =

1,0 кгс/см2

и pmin =

0, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VJV,,

 

= 1/р -

1.

 

 

 

(13.13)

Преобразователями давления в объем камеры являются емкости, управляемые давлением (см. § 7).

2. Преобразователи времени и количества импульсов. Генераторы импульсов с постоянным периодом (часто­ той) колебаний являются преобразователями реального

§ 13]

П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л И

345

времени

в количество импульсов (см. 9,

п. 2):

 

п = t/T,

(13.14)

где t — время, Т — период

колебаний.

 

Структура преобразователя

количества

импульсов в ре­

альное время зависит от соотношения периода каждого

входного

 

импульса и коэффици­

Вход

 

 

 

 

 

ента пропорциональности

Тпре­

 

•вши

Г

 

образователя,

также имеющего

 

 

 

счетчик

 

 

 

 

 

 

 

 

размерность

[время/импульс].

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим случай, когда пери­

 

 

Индикамор

 

 

од входных импульсов меньшее.

 

 

 

 

Рт

 

 

При этом входные импульсы не­

 

 

 

 

 

 

Рис.

13.9.

Структурная

схема

обходимо

запоминать, суммиро­

преобразователя

количества

им­

вать

и

считывать.

Преобразо­

пульсов в реальное время: К

—

 

клапан останова генератора.

ватель (рис. 13.9) содержит ре­

 

 

 

 

 

 

 

версивный 'счетчик

импульсов

и

генератор

стабильной

частоты,

 

который включен все время, пока счетчик пока­

зывает число,

большее нуля. Выходом является длитель­

 

\n(tl

 

 

 

ность

сигнала

рт

на выходе инди-

 

 

 

y - s

катора.

 

 

 

 

 

 

 

Источник

 

 

 

 

количества

им-

 

тот

 

'

~\U

Преобразователи

 

 

 

Pit,

пульсов и реального времени в дру­

Рис. 13.10.

 

Структурная

гие параметры

строятся

из устройст­

схема

преобразователей

ва, выходом которых является расход

количества

импульсов п

реального'времени в дру­

газа,

и емкостных

элементов.

Для

гие параметры.

линейных преобразований применяют

 

 

 

 

 

источник

тока и камеру (рис. 13.10), или линейную

раз­

вертывающую систему. Уравнения, отражающие равенство

токов источника (i) и

камеры во

времени п и

во време­

ни t:

 

 

 

 

i (п) =

—

= kQ1 M

W п \

(13.15)

• /А

d N

1

dt

(13.15')

 

 

kQ

 

указывают на возможность преобразования п и t в коли­ чество газа, давление или объем камеры.

Линейные аналого-цифровые и цифро-аналоговые *) преобразования, преобразования давления во время и

*) Здесь имеется в виду унитарный цифровой код.

346

Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА

[ГЛ. V

наоборот и др. осуществляются на основе развертывающей системы со ступенчатым выходом, представляющей собой интегратор с постоянным входом (рис. 13.11). Апериоди­ ческое звено охвачено единичной положительной обрат­ ной связью с помощью повторителя со сдвигом, настройка которого" определяет знак и величину Др П ых/" - При

величине А с сдвига, являюще­ гося входом интегратора, на основании уравнений апериоди­ ческого звена и повторителя получим:

 

 

 

р в ы х = тгД + р,„

(13.16)

 

где р„ — начальное давление в

 

камере

7, устанавливаемое при

Рис. 13.11. Схема линейной раз­

помощи контакта К^, V и Vr —

вертывающей системы.

объемы

камер

соответственно

 

 

апериодического

звена и пуль­

сирующего сопротивления;

п — количество

импульсов,

поданных на сопротивление

R; Г,у = (V + V1)/V1

— по­

стоянная времени, выраженная в количестве

импульсов;

|А| =

| А С | : Г М < | А С | ,

 

 

(13.16')

чем обеспечивается высокая стабильность А, представляю­ щей собой величину, на которую изменяется давление с каждым импульсом. При Д с ^> О А положительно, т. е.

Дрвых/гс >

0; при

Д 0 < [ 0

А отрицательно,

т. е. ДрП ых:

:п <^ 0. Если же

давления отрицательны

(отсчитываются

от Ртах),

то при

А > 0

Ap0Bax/n < 0, а при Д < 0

ДРвых/я > 0.

Важное ДОСТОИНСТВО рассмотренной схемы, преобразу­ ющей количество импульсов в давление, состоит в том, что она не требует промежуточного преобразования в ин­

тервал

времени и применения

генератора стабильной

частоты.

Существенно также, что схема может работать

с любой

дискретностью, приближаясь при необходимости

к непрерывной работе в реальном

времени.

При применении генератора со стабильным периодом колебаний Т, являющимся линейным преобразователем времени в количество импульсов, рассмотренная схема

 

 

П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л И

347

преобразует

реальное

время t в давление'.

 

 

 

PX«=-F'-

( 1 3 Л 7 )

Установка задержки па такт дает

преобразователь

количества

импульсов

или времени в давление с запомина­

нием результата до следующего преобразования (рис. 13.12). Периодичность преобразования определяется

сигналом

р т .

 

Схемы по рис. 13.11 и

13.12 могут использоваться

также в

качестве линейных

преобразователей количества

импульсов

или времени в количество

газа;

 

 

или

AN = i(n)n

(13.18)

 

 

AN = i(t)t. (13.18')

Преобразователь знакопостоян­ ного аналогового сигнала в число импулъсов(трясЛЗЛЗ) состоит из ли­ нейной развертывающей системы, усилителя и генератора с контак­

том К2. Количество n D b I X

импуль-

СОВ СОГЛаСИО уравнению

(lo . lt))

_ . _ „ - .

 

p d J J H U •

 

п»ых = |Ах — Рн|:|Д|, (13.19)

Рис. 13.12. Схема преобразоватсля количества импульсов или времени в давление.

где ря — начальное давление, служащее уровнем отсчета. Для положительных и отрицательных сигналов соответ­

ственно ра

= /Зтт И ра

= р т а х .

 

 

 

Момент

размыкания

контакта Кг определяется

уси­

лителем, дискретный выходной сигнал р у

которого

инвер­

тируется при достижении давлением рс

в камере

V

зна­

чения p D X и прерывает поступление импульсов от генера­ тора в выходную линию. Схема может быть применена для создания цифрового манометра. Для этого требуется уста­ новка механического или другого счетчика, воспринима­ ющего пневматические импульсы. Периодический сброс показаний, осуществляемый по сигналу р т , может выпол­ няться вручную от кнопки или автоматически специаль­ ным генератором сигнала р т , либо импульсатором с входом р у .

Рис. 13.13. Схема пребразователя знако­ постоянного аналогового сигнала в коли­ чество импульсов.

348

Т И П О В Ы Е П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е У С Т Р О Й С Т В А

[ГЛ . V

При применении генератора стабильной частоты схема по рис. 1 3 . 1 3 преобразует аналоговый сигнал давления в реальное время, точнее, в длительность дискретного сигнала

(

1

3

'

2

0

)

Если же сигнал рТ также имеет постоянный период

(Тс), то давление преобразовывается в скважность, т. е. происходит широтноимпульсная модуляция:

T i / T c — Т

Т д Р в х -

° (13 . 21 )

Формирование сиг­ нала р т может осущест­ вляться как специаль­ ным генератором ста­ бильной частоты, так и на основе генератора импульсов pt. В послед­ нем случае (рис. 13 . 14 ) Тс реализуется как про­

изведение Т на постоянное число п^^:

 

 

Тс

= ТпШЛХ

= Т - ^ -

( 1 3 . 2 2 )

(генератор стабильной частоты

служит преобразователем

количества тг ш а х импульсов

во

время Тс, причем п т а х

=

=

const

задается

разверткой,

преобразующей

р т а х

=

=

const

от источника давления

в n^*).

 

 

На рис. 1 3 . 1 5 , а приведена схема преобразователя, ко­ торый построен по двухсторонней симметричной разверты­ вающей схеме, использующей указанный способ стаби­ лизации длительности сигналов. Разные знаки Ару/An достигаются за счет переключения повторителей со сдви­ гом, обеспечивающих соответствующие знаки перепада давлений на сопротивлении. Постоянные пределы изме­ нения давления ру вводятся с помощью задатчиков дав­ лений pmin и Ртах- Скважность в каждом полупериоде сигнала р у пропорциональна входу р в х , отсчитанному

от pmin (см. рис. 1 3 . 1 5 , б).

Смотрите также файлы