Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. Теория устройств и элементов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

16.26 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 / 5323 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 > Следующая >>>

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
				А'
						>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
в	камере	V равно	171			Г
			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

~ [ ~ г

\^ ^

контакт 5 постоянно замкнут,

контакт 4

разомкнут, то

Рис. 8.15. Пульсирующее

сопротив

при замыкании контактов 2 и

ление с емкостью, управляемой про

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

Р> > Ру

при

P i > P y

Ра < Ру

(8.36)

при

P i < P y

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 ) .

С ВХОДОМ р 1 2

§ 8] ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 225

	При	невыполнении	этого	неравенства		i =	О	или
	Vf	(pL — p-i) (утечками через		сопло	пренебрегаем).
i =	-щ-	(pL — p-i) (утечками через		сопло	пренебрегаем).
	В схеме по рис. 8.16, б для расхода				из линии		р 2	П Р И
Pi	!> Р у ! > Pi имеем:
		Vf
		1 = £о ( f t - Ру).	i = 0	при р 2 ,	р! >	р у .

Преобразователи по рис. 8.16, в и г оперируют с модулем

Рис. 8.1 В. Схемы нелинейных преобразователен с применением повторителя.

входного сигнала: i = £TJ-| Pj |- Схема по рис. 8.16, д вы полняет преобразование

Поскольку имеет		место ограничение рх ^ > р у ] > р 2 , то
схемы 8.16, в, г ш д работают со знакопеременными				сигна
лами	с ограничением	по давлению р 2	в выходной	линии
(Pt <	Ро)-
В схеме, показанной на рис. 8.16, е,			указанное условие

удовлетворяется за счет установки дополнительного со противления R12 ^ > р,пах-

8 Е. В. Фуднм

226 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И [ГЛ. I I I

Обозначив

р 2 =

кртах,

имеем:

«12

— 1) Ртах =

<*11

(Ртах —

Рп) +

(8.37)

Схема

работоспособна

0 ) ,

если

а 1 2

(к

—

1) p m a x

0Сц (ртах

—

P i ) -

Поскольку

возможно

значение рг

р т т ,

то

условие

работоспособности

можно записать в виде:

> ап

Ртах Pmin

что для нормального диапазона давлений ( p m i n

0 , 2 p m a x )

приводится к неравенству

<*12>

OfiOnKk-i).

Если ес1 2 =

аи/(к

— 1), то в соответствии с уравнением

(8.37)

получаем

следующее

выражение для тока

а п р и .

Непрерывные

сопротивления.

Обычные пневматические сопротивления, через кото

рые газ протекает

непрерывно,

выполняются

в виде [60,

6 4 ] :

отверстия в тонкой стенке, длинного цилиндрического канала (капилляра) или пористого тела (тип .4);

конического, цилиндрического или плоского щелевого зазора, зазора типа конус — цилиндр, винтовой нарезки на поршне в цилиндре (тип Б);

сопла-заслонки, сопла-шарика, сжимаемой упругой трубки (тип В).

Сопротивления типа А (постоянные) имеют ненастраиваемую проводимость, определяемую конструктивными параметрами. Сопротивления типа В используются в большинстве случаев в качестве сопротивлений, проводи мость которых изменяется вручную посредством переме щения частей сопротивления друг относительно друга. Со противления типа В применяют в качестве элементов с проводимостью, автоматически изменяющейся в зависимо сти от перемещения управляющего узла. Сопротивление «сопло-заслонка» используется и как сопротивление, уп равляемое вручную; в этом случае заслонка перемещается

Рис. 8.17. Схема~управляемого вручную сопротивления, осно ванного на прогибе упругой стенки.

8] ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 22?

с помощью упругой стенки (рис. 8.17), прогибаемой за счет вращения винта.

Рассмотрим некоторые схемы сопротивлений, управ ляемых давлением. По способу преобразования давле ния в перемещение можно разделить их на две группы:

—давление преобразуется в перемещение схемой с компен сирующей обратной связью по давлению, обычно повторите лем, ход управляющего узла которого используется для из менения сопротивления;

—преобразоваиие осущест

вляется с помощью упругих элементов с требуемой жест костью, компенсирующих уси лие от входных давлений.

Возможно также построение сопротивлений с компен сирующей обратной связью по величине эффективной

.0,	8£з>
Рг	8£з>	/
Z	/?т	/
	/?т

5
	6)
Pi		Pi
		Pi
1		Рг
Тг		Рг
Тг
6)	г)

Рис. 8.18. Схемы сопротивлений, управляемых давлением (а) и разностью двух давлений (б—г).

площади, однако в этом случае требуется иметь высокий коэффициент д8Эф/дк.

На рис. 8.18, а приведена схема управляемого сопро тивления, реализованная на повторителе с двумя мембра-

22S

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И

[ГЛ. Ш

нами. Обе мембраны имеют равные эффективные площади, в результате чего давление в средней камере не воздейст вует на положение мембранного блока и в нижней камере повторяется входное давление р.

Обозначая через Л сопротивление питающего дросселя, Л с 1 ж ch — сопротивление сопла С с заслонкой; Л — перемещение за

слонки (мембранного блока), получим приближенно

Ртп — Р„	Р
R	ch '

HP R

~с {pnm — p)

Этот же ход совершают и заслопкн сопел Сх и С*, п, следовательно, сопротивления сопла Сх с заслонкой и сопла Сч с заслонкой опреде ляются зависимостями

У?1 •х. cih х ci		PR
У?1 •х. cih х ci
	С (PHOT		-	Р)
Ла ж Л0 — сф.=s Л0	—	са .		p R
		с	(Лшт - Р)
Полученные зависимости Лх	=	R i (р)		и Лз = R« (р)		нелиней
ные монотонные и имеют разные	знаки производных				но	давлению.
В зависимости от требуемого знака дД/др					используют
Rx или R2.

Схема управляемого сопротивления с пружинами в ка честве упругих элементов дана на рис. 8.18, б. Она позво ляет изменять сопротивление в зависимости от разности

двух давлений * ) .
Для		получения высокого коэффициента			усиления
dRId	(рх	— р2),	к которому не предъявляются требования
стабильности, например в режиме				усилителя с	выходом
в виде		сопротивления, компенсация достигается за
счет	жесткости чувствительных			элементов — мембран
(рис.	8.18, в и		г).

В частных случаях, когда на одном входе управляемого сопротивления давление постоянно, изменяется незначи тельно или равно управляющему, могут применяться дру гие схемы. В схеме с двойным соплом, известной по блоку РБС-П системы АУС (см. рис. 8.19, а), наружное сопло входит в повторитель и сообщено с атмосферой. Управляе мым является сопротивление между внутренним соплом и

*) На этой схеме и далее показано только одно сопло.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ

229

заслонкой, причем давление на одном из входов равно ат мосферному.

Если на одном входе давление должно быть равно уп равляющему, можно применить схему по рис. 8.19, 6, представляющую собой одномембр энный повторитель, в котором помещено второе сопло. Для получения дВ/др

п	Р
г

1 _ L

а)	-	6)
		6)

I

f	- * H l '
	6)

Рис. 8.19. Частные схемы сопротивлений, управляемых давлением.

противоположного знака сопло помещается в верхней ка мере.

Когда давление на одном из входов постоянно (в линии 2), меняется незначительно или его влияние на проводи мость не вредно (этот вход подают в линию 2), применяют иногда схемы по рис. 8.19, в, г.

На одномембранных элементах с компенсацией на пру жинах реализуемо управляемое сопротивление в случае, когда постоянно или мало изменяется давление на одном из входов, либо когда проводимость должна управляться разностью давлений р — р2, где р2 — давление в линии 2 сопротивления (рис. 8.19, д, е).

<<< < Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 / 5323 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ