§ 15] |
УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х .ОПЕРАЦИЙ |
415 |
сдвига (рис. 15.18, в):
При переменных емкостях пульсирующих сопротив лений и неизменных частотах рассмотренные схемы инте грируют объемы. Так, схема по рис. 13.11 реализует опе рацию
Замена в схемах интеграторов частот пульсирующих сопротивле ний с неизменяемыми емкостями на сопротивления с емкостью, пропорциональной цифровому сиг налу, дает интеграторы цифрово го сигнала, алгебраической и арифметической суммы цифровых
Рис. 15.19. Схема одпоразрядного счетчика, сигнали зирующего о прохождении заданного количества им пульсов.
сигналов.
Счетчиком, сигнализирующим о прохождении задан ного количества импульсов, может служить преобразова тель давления в количество импульсов (см. § 13). Входом при этом является количество п импульсов, выходом — дискретный сигнал р в ы х на выходе усилителя, который сигнализирует о прохождении п импульсов (рис. 15.19). Задание р3 на величину п формируется от источника давления: р°3 = тгД.
Поскольку максимальная величина pl ограничена рабочим диапазоном, а минимум Д лимитируется требо ваниями точности, то количество п оказывается]ограничен-
ным: п ^ |
и Ш а х . По этой причине при необходимости ра |
ботать с |
количеством п > |
т г т а х |
приходится применять |
несколько |
последовательно |
соединенных преобразовате |
лей (рис. |
15.20, а). Количество |
преобразователей опре |
деляет число разрядов счетчика, а количество импульсов, заполняющее разряд и вызывающее появление сигнала pni переноса,— основание системы счисления. Выход фор мируется схемой совпадения, на которую поступают
416 ТИПОВЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА [ГЛ. V
выходы ру{ всех разрядов:
Рвых Руо' Pyi' • • • ' Ру, k-i'
Задания на усилители, |
отрабатывающие |
сигналы pyi, |
равны: |
|
|
|
Рч - |
= |
b j A . |
|
' ai |
|
' ' |
применяемой |
где bi — требуемая цифра |
. 1-го разряда |
системы счисления. |
|
|
|
Рис. 15.20. Схемы многоразрядных счетчиков, сигнализирующих о прохождении заданного количества импульсов.
Переполнение |
разряда происходит |
при давлении |
Рз, max = яД, где а — основание |
системы счисления. |
Сигнал pni |
переноса единицы в следующий разряд, |
посылаемый |
при |
переполнении |
разряда, |
поступает от |
§ ibl УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И X ОПЕРАЦИЙ 417
триггера с раздельными входами, включающим входом
которого |
является |
выход pt усилителя, а выключаю |
щим— сигнал pn<i-i, |
управляющий пульсирующим |
сопро |
тивлением |
этого |
разряда. |
|
Сброс в начальное состояние осуществляется с помо |
щью клапана |
Kt, |
открываемого при наличии |
сигнала |
pn,i-i или сигнала рт сброса показаний счетчика.
Общее количество усилителей в схеме равно 2/с — 1. Уменьшение числа усилителей до к может быть произведе но за счет введения в качестве начального условия допол нения к сигнализируемому числу (при сигнале р т ) . Это мероприятие позволяет совместить оба усилителя каж
|
|
|
|
|
|
|
дого |
разряда, |
|
поскольку |
в данном |
случае |
|
|
|
Рвых = Po-Pi-Pi- |
••• |
-Pk_v |
Схема такого счетчика дана на рис. 15.20, б. |
Величины |
начальных |
давлений pni рассчитываются в |
соответствии |
с |
уравнениями: |
|
|
ро. = |
(а — 1 — |
Д — для |
разрядов, |
начиная с первого; |
рР = |
(а — bi) Д |
— для |
нулевого разряда. |
Применение многоразрядных интеграторов возможно и при интегрировании с аналоговым выходом. Если pci — аналоговый выход г-го разряда, то результат интегриро-
вания при к разрядах пропорционален
Ыа рис. 15.21 приведены схемы двухразрядных интег раторов арифметической и алгебраической суммы частот. Заметим, что структура всех разрядов, кроме нулевого, — простейшая, с одним входом и, следовательно, одним сопротивлением; она не зависит от количества входов интегратора.
Схема интегратора-усреднителя за заданное количест во N тактов (рис. 15.22) включает в себя интегратор 1, например, по рис. 15.3, а, и счетчик 2 импульсов, кото рый выдает дискретный сигнал pY при прохождении тре буемого количества импульсов (см. рис. 13.13). Усилитель счетчика питается от генератора. В момент инвертирования
418 Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА [ГЛ. V
выхода усилителя на выход устройства поступает оче редной результат и вводятся начальные условия.
И н т е г р а т о р ы , и с п о л ь з у ю щ и е м е т о д ы п р и б л и ж е н н о г о в ы ч и с л е н и я о п р е д е л е н н ы х и н т е г р а л о в . Большая часть этих методов основывается
• i H H 2 ^
Ра
*Рг
• i h l h - i
Рис. 15.21. Схемы двухразрядных интеграторов частот для арифметической
(а) и алгебраической (б) сумм.
на истолковании определенного интеграла как площади, ко торая приближенно рассчитывается как сумма площадей при разбиении отрезка интегрирования на п равных час тей:
п
р (t) dt« 2 Р & ) & - *м), |
(15.44) |
УСТРОЙСТВА Д ЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ |
4 1 9 |
гдеt \i6 - t— некоторая точка на интервале [ t ^ i , |
^ ] , |
Ц — |
= |
— (см., например, [114]). |
|
|
|
Это выражение является частным случаем |
уравнения |
|
(4.8), получаемым при одном входном сигнале р, т. е. при |
|
Pt = P(h) и ti — ti-i = A f = c o n s t . Таким образом, |
прибли |
|
женное интегрирование может быть выполнено с помо |
|
щью метода, изложенного в § 4. |
|
|
|
Рис. 15.22. Схема интегратора-усреднителя за заданное количество тактов.
На рис. 15.23, а показана* схема интегратора-осред- нителя за заданное время п = const. В моменты времени tt контакты Kt кратковременно замыкаются, в результате чего в каждой камере Vt оказывается (запоминается) количество газа
N(ti) |
= |
-^-p(ti), |
где Vt — объем камеры, |
контакт |
Kt которой замыкается |
в момент ti. |
|
|
420 Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА [ГЛ. V
По истечении периода |
осреднения, |
равного |
fg — ta = |
— At- п, |
контакт |
Кп размыкается, |
а |
все |
остальные |
контакты |
замыкаются. |
В |
получающейся |
суммарной |
|
|
|
|
Al |
|
|
|
|
t' |
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4» |
|
|
—о KB) |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
о |
|
|
|
|
|
|
|
ч>- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л |
|
I I |
|
|
|
|
|
|
Ai |
4 |
|
| |
"I t |
|
|
|
|
Рм |
|
|
1 |
1 |
t |
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
Pin |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 15.23. Схемы |
интеграторов, |
использующих |
приближенное |
интегри |
рование, для осреднения |
за постоянное (а) и тонущее (С) время; о) циклограм |
ма управляющих сигналов для интегратора |
по рис. 15.23, б. |
|
камере F B |
= ^Vt |
давление |
становится |
равным |
Рвых = — — = -^ТТТ— Ш = •— |
|
> |
(15.45) |
J) |
= |
|
|
|
|
|
|
|
(15.46) |
Если имеется и одинаковых камер, которые присоеди няются в моменты t1: t2, . . ., tn, то