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

К устройствам этого типа относятся генераторы прямо­ угольных импульсов и импульсаторы. При создании этих устройств вид зависимости p v = Pv {t) не имеет существен­ ного значения — важна лишь ее стабильность, и поэтому в целях упрощения используется простейшее нелинейное инерционное звено — сопротивление с камерой.

Г е н е р а т о р ы п р я м о у г о л ь н ы х и м п у л ь ­

Рис. 9.13. Характеристика реле с петлей гистерезиса (а)

играфики изменения давлеинй р ( и ру (б) генератора

прямоугольных импульсов.

Такая структура приводит к прямоугольным автоколеба­ ниям pt на выходе реле и синхронным экспоненциальным колебаниям давления pv в камере цепи обратной связи (рис. 9.13).

Для большинства задач в цепи обратной связи доста­ точно иметь одно апериодическое звено. В структуре по рис. 9.14, а апериодическое звено снабжено переключате­ лем П, подводящим давления р12 и р21 на вход апериодиче­ ского звена соответственно при pt = 1 и pt = 0. В частном случае применяют схему, в которой на вход апериодиче­ ского звена поступает выходное давление реле.

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.

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.

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-

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.

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

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

Вдвухмембранном реле [1901 с разными соплами

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

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

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.

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.

— pt

Рис. 9.18. Схема управляемого генератора с управляемым сопротивлением.

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

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

приведены на рис. 8.18, в ж г. Сопротивление R между линиями 2 и 1 резко изменяется при небольшой разности Pi — Р21 поскольку перемещение мембранного блока опре­ деляется только его жесткостью. Пример схемы усили­ теля с частотным выходом, состоящего из трехмембранного реле и управляемого сопротивления, показан на рис. 9.19.

Рпит

Вгенераторе по рис. 9.16, в у = const, так как пара­ метры настройки неуправляемы.

Востальных генераторах по рис. 9-11 и 9.16 настройка скважности может вестись либо вручную изменением рг, либо по переменному параметру рг {ду/дрх ^> 0). В гене­

*) Подстройку Т изменением R произвести нельзя, так как при этом сместится 7 вследствие неравенства сопротивлений для протока газа в обоих направлениях.

менять схемы, в которых у настраивается за счет разных

в моменты изменения входного сигнала начинается отсчет времени. По истечении заданного интервала формируется дискретный сигнал, логическая функция которого с вход­ ным сигналом дает требуемый выход.

Если ввести в рассмотрение функцию положительной

подводящий по сигналу р в х входы апериодического звена

апериодического звена изменяется от начального давле­

Поскольку переключатель П включается для повторе­ ния или] отрицания рвх, при изменениирв х в соответствую­ щую сторону начинает изменяться давление pv в аперио­ дическом звене. Так, если П — повторитель, при изме­ нении рвх с 0 на 1 pv начинает возрастать, через время t12 оно достигает значения рв и продолжает расти до р12 — е. Это давление не изменяется (с точностью до е) вплоть до

о

Pv

Р,г г

Pi

Рк

kl

7

LZ1 6)

Рис. 9.20. Общая структурная схема нмпульсаторов (а) и циклограмма (б).