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

минимального или максимального сигнала, построенная из усилителей в режиме элементов сравнения и переклю­ чателей. Эта схема, имеющая пирамидальную структуру,

v

Рпс. 16.37. Схема индикатора интервала с одним аналоговым элементом.

основывается на попарном сравнении давлений и уста­ новке на выходе переключателя минимального или мак­ симального из пары входных давлений. Схема громоздка, однако позволяет получить высокую точность при исполь­ зовании точных элементов сравнения.

Рис. 16.38. Схема блока выбора минимума (максимума) на элементах сравнения и переключателях.

Основу блока выбора максимума, приведенного в [83J, составляет набор вялых мембран (рис. 16.39, а). Посколь­ ку мембраны одинаковы и не соединены между собой, то направление перемещения самостоятельной мембраны и группы касающихся мембран полностью определяется разностью давлений с обеих сторон. В результате этого в камере с максимальным давлением мембраны расхо-

§ 16] Н Е Л И Н Е Й Н Ы Е А Л Г Е Б Р А И Ч Е С К И Е О П Е Р А Ц И И 471

дятся в разные стороны, увлекая за собой все дру­ гие вялые мембраны. Это приводит к тому, что образуются две группы мембран, в каждой из которых мембраны прижаты друг к другу. Группа мембран, переместившаяся в сторону камеры повторителя, передает максимальное

Рис. 16.39. Схемы блоков выбора максимума: а) на вялых мембранах; б) на мембранах с жесткими центрами; в) на последовательной цепочке одномембранных элементов; г) на параллельной цепочке одномембранных элементов с инверс­ ными соплами.

Наибольшая погрешность имеет место в случае посту­ пления максимального давления в камеру, наиболее удаленную от камеры повторителя; при этом давление передается через все п мембран блока, и абсолютная пог­ решность составляет величину, равную

где с — жесткость каждой вялой мембраны; h — расстоя­ ние между соседними мембранами; (i — i)h — ход i-й мем­ браны до мембраны повторителя; с (i — l)h — давление, необходимое для перемещения г-й мембраны до мембраны

повторителя; АПопт — погрешность повторителя с одной мембраной.

Из полученного уравнения следует, что точность блока растет с уменьшением жесткости вялых мембран, высот камер, определяющих перемещение мембран, и количества мембран. Поскольку погрешность растет с п быстрее, чем п2, при больших п может оказаться более точной реали­ зация на нескольких блоках. Если для п + 1 входов при­ менить т блоков с п/т + 1 мембран в каждом, то сум­ марная погрешность будет равна

71.111+1

т

i = i

(16.94)

В работе [190] описан блок с индивидуальным жестким центром на каждой мембране (рис. 16.39, б), что позво­ ляет расстояние между соседними плоскостями жестких центров мембран приблизить к нулю с точностью изго­ товления высот жестких центров и камер.

Блок выбора максимума [79] реализован на последова­ тельной цепочке одномембранных элементов (рис. 16. 39, в).

входом закрыто до тех пор, пока давление в его сопловой камере не достигнет этого максимального значения. Это приводит к тому, что во всех элементах, расположенных между линией питания и элементом с максимальным вхо­ дом, в сопловых камерах могут установиться давления, не меньшие максимального, в связи с чем сопла этих эле­ ментов полностью открыты. Соплав элементах, расположен­ ных между элементом с максимальным входом и атмос­ ферой, также открываются, ибо в противном случае в их сопловых камерах было бы давление, не меньшее мак­ симального входного. В результате в линии от питаю­ щего сопротивления до элемента с максимальным входом устанавливается максимальное входное давление.

Допустимое количество элементов (входов) в одном блоке ограничивается конечностью сопротивления от­ крытого сопла — при всех открытых соплах должно обес-

печиваться установление в выходной линии минимального давления pinia. Обозначая через i ? C p , m i n среднее сопро­ тивление каждого открытого сопла, через ап — проводи­ мость питающего сопротивления, найдем условие рабо­ тоспособности блока:

(16.95)

•^ср, m i n a n (Рпнт Лт11п)

Схема блока выбора максимума, построенная на па­ раллельно соединяемых одиомембранных элементах с ин­ версными соплами, изображена на рис. 16.39, г. В сопло­ вых камерах элементов, где формируется выходное давление, устанавливается максимальное из входных давлений — меньшее давление не может установиться, поскольку в элементе с максимальным входом при этом увеличивается приток газа из линии питания; большее давление татке невозможно, вследствие уменьшающегося

Предельно допустимое количество п элементов (вхо­ дов) лимитируется утечками через закрытые сопла эле­ ментов, которые ограничивают минимально достижимое выходное давление. Поскольку необходимо обеспечить

представляют собой параллельно соединенные одномемб­ ранные элементы. При использовании емкостей с вялой мембраной (рис. 16.40, а) выходная линия соединена с одной полостью каждой емкости и герметизирована с некоторым начальным количеством Ыц молекул газа.

присоединившиеся i-ю и (i + 1)-ю мембраны, так как их

эффективные площади одинаковы, что обусловливает пе­ ремещение этих мембран вместе с тарелкой в (i + 2)-й ка­ мере вверх (так как > Апмп) и замыкание пары Си% —

— ri 4 2 , и т. д. После замыкания пары Сп — Доказывается, что на узел из мембран i -~ п действует только давление ftmin из i-й камеры, и на выходе устанавливается давле­

ние р в ы х = P i m i n -

Погрешность блока может быть определена по фор­ муле (16.93) при подстановке вместо h среднего началь­

ного зазора между тарелкой и скобой. Этот зазор пред­ ставляет собой погрешность изготовления.

§ 1 7 . Устройства для комбинированных операций

Интегрирование по параметру реализуется с помощью генератора времени параметра и интегратора (рис. 17.1).

Поскольку время параметра в общем случае не моно­ тонно, а интегратор воспринимает монотонное время (реа­

Сигналы An, пропорциональные | Др°|, и pi = sgn Д р '

формирует генератор времени параметра (рис.13.19).Подача отрицания входа pj при отрицательном приросте времени осуществляется с помощью инвертора р? и переключателя, выход которого равен pj sgn Д р 2 .

§ 17] УСТРОЙСТВА Д Л Я К О М Б И Н И Р О В А Н Н Ы Х О П Е Р А Ц И Й 47?

Дифференциатор по рис. 15.25 в случае / 2 = var де­ лит производную давления на частоту:

(17.2)

а в случае применения цпфроуправляемого сопротивления

# Е выполняет операцию:

При переменной частоте Д сигнала, управляющего пульсирующим сопротивлением схема по рис. 15.1, а интегрирует произведение двух переменных:

I,

plux-=--^]hpUt. (17.4) d

В случае, когда сопротивление i?x управляется циф­ ровым сигналом .01 (рис 8.12, б),\ реализуется уравнение:

h

Схемы с п сопротивлениями реализуют соответствую­ щие операции над арифметическими суммами.

1 —<, р ~ 1

Рис. 17.2. Схема звена для выполнения уравнений (17.7), (17.8).

Если частота Д в интеграторе пропорциональна выход­

личества импульсов (п) или реального времени (t), если стабилизирован период Т вычисления. При этом для малого времени Т, в течение которого все входные перемен­ ные могут считаться постоянными и может вводиться час­

Г

Рис. 17.3. Структурная схема интегратора произведения двух знакопостоянных дав­ лений.

На рис. 17.3 приведена структурная схема интегратора произведения двух знакопостоянных давлений, состоящая из преобразователя давления р2 в количество п импульсов (например, по рис. 13.13) и интегратора. Подставляя зна­ чение / (хх, х2) из уравнения (13.19) в (17.12), находим:

периодом Т, обеспечивает постоянный период преобразо­ вания,