Пневматический квадратор

 

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КВАДРАТОР, содержащий мембранный элемент и турбулентный дроссель, первый вход которого соединен с выходным каналом пневматического квадратора, а второй - с атмосферой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, мембранный элемент содержит глухую камеру с пружиной, отделенную мембраной от проточной камеры с установленным в ней соплом, соединёиным с выходным каналом пневматического квадратора, входной канал которого через квазилинейный дроссель соединен с проточной камерой мембранного элемента. (О а о 4i DO СО

СОЮЗ GOBETCHHX . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(511 С 06 С. 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

Н ABT0PCHOM,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4I ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3683151/24-24 (22) 29.12.83 (46) 07.06.85. Бюл. И 21 (72) А.И. Бирман, В.Г. Ледовская, И.А. Пресс, Н.И. Тихонова и И.Л. Яковлева (71) Государственный всесоюзный центральный ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (532 621-525(088 ° 8) (56) 1. Фернер В. Пневматические приборы низкого давления. И., "Мир", 1964, с. 54.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 974376, кл. С 06 G 5/00, 1981 (прототип).

3. Гординский А.А,, Бирман А.И.

Пневматические вычислительные устройства на квазилинейных непрерывных дросселях. Вопросы промышленной кибернетики, ЦНИИКА, вып. 3(24). И,, 1969, с. 34.

„„SU„„1160439 А (54) (57) ПНЕВИАТИЧЕСКИЙ КВАДРАТОР, содержащий мембранный элемент и тур» булентный дроссель, первый вход которого соединен с выходным каналом пневматического квадратора, а второй — с атмосферой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, мембранный элемент содержит глухую камеру с пружиной, отделенную мембраной от проточной камеры с установленным в ней соплом, соединенным с выходным каналом пнев- матического квадратора, входной канал которого через квазилинейный дроссель соединен с проточной камерой

l мембранного элемента.

11604

Изобретение относится к пневматической вычислительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для возведения в квадрат входного пневматического сигнала. S

Известен пневматический квадратор, содержащий многомембранные элементы сравнения Р17.

Однако это устройство обладает сложной конструкцией. l0

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является пневматический квадратор, содержащий мембранный элемент и турбулент. ный дроссель, первый вход которого 1 соединен с выходным каналом пневматического квадратора, а второй — с атмосферой )2 1.

Недостатком известного устройства является большая погрешность вычис- гО ления при изменении входного сигнала в стандартном диапазоне 0,24,0 кгс/см .

Цель изобретения — повышение точности вычислений. гз

Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом квадраторе, содержащем мембранный элемент и турбулентный дроссель, первый вход которого соединен с выходным каналом пневматического квадратора, а второй с атмосферой, мембранный элемент содержит глухую камеру с пружиной, отделенную мембраной от проточной камеры с установленным в ней соплом, соединенным с выходным каналом пнев.матического квадратора, входной канал которого через квазилинейный дроссель соединен с проточной камерой мембранного элемента.

На чертеже представлена принципиальная схема пневматического квадратора.

Пневматический квадратор содержит турбулентный дроссель 1, квазилинейный дроссель 2 и мембранный элемент

3 с глухой камерой 4, пружиной 5, проточной камерой 6 и соплам 7. Геометрические параметры квазилинейнога дросселя 2 выбираются. из условия обеспечения смешанного режима течения, промежуточного между ламинарным и турбулентным режимами и характеризующегося линейной зависимостью между массовым расходом и перепадом давлений на дросселе. Так, например,для цилиндрического дросселя с каналом круглого сечения диамет39 г ром 0,186 мм такой режим реализуется при длине капилляра 37-38 мм; Такие дроссели принято называть квазилинейными 3 1.

Пневматический квадратор работает следующим образом.

Предварительно изменением натяга пружины 5 устанавливается положительный сдвиг величиной 0,2 кгс/см .

В соответствии со схемой включения мембранный элемент 3 обеспечивает стабилизацию давления на выходе дросселя 2 на уровне 0,2 кгс/см .

При принятых допущениях о расходных характеристиках дросселей из условия неразрывности потока имеем ((Р ех 0 ь 2) / РВь!х где (, р — постоянные коэффициенты, определяемые геометрическими данными дросселей;

Р „,Р ы„ — соответственно входное и выходное избыточное давление.

Преобразованием выражения (1) получим уравнение статической характеристики устройства

С(Р „ - 0,2) 2 р2.(2) где С

Таким образом, изменения выходно- го игнала связаны с изменением входного сигнала квадратичной зависимостью

При перекоммутации схемы (s качестве первого дросселя используется квазилинейный, а в качестве второго — турбулентный) устройство реализует корневую зависимость

Р „,= — 1Р „- 0,2 . (3)

Экспериментальная проверка показала, что предложенный пневматический квадратор по сравнению с известным обеспечивает существенное уменьшение погрешности с 7-12 (для известного устройствà) до 2-37..

По сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прибор

ПФ1.18, предложенное устройство обеспечивает значительное уменьшение используемых элементов (с 40 до 3).

Предложенное устройство целесообразно использовать при моделировании систем регулирования с типовыми нелинейностями.