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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 275

Скачиваний: 1

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

§ 15]

УСТРОЙСТВА Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х .ОПЕРАЦИЙ

415

сдвига (рис. 15.18, в):

/ , 1=1

U j=l

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

14 Е. В. Фуцпм


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.

 

 

14*



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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—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