Пневматический аналого-цифровой преобразователь

32 описдние изоьгитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

6d 7/ОО бд 5/00

Заявлено 27.ill.1970 (№ 1421641/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Х,1971. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 22.XI I.1971

Комитет па лелам изобретений и открытий прн Совете Министров

СССР

325.53-525

8.8) Авторы изобретения А. M. Зеликман и А. В. Машбиц

Заявитель Специальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно, к аналого-цифровым преобразователям.

Известные преобразователи такого рода содержат собственно цифро-аналоговые преобразователи и реверсивные счетчики, что определяет сложность их схемы.

Цель изобретения — упрощение схемы греобразователя, Цель достигается тем, что устройство снабжено входными (постоянной и пульсирующей) емкостями, подключенными через контакты к входам параллельно соединенных цепей, каждая из которых содер:кит одну разрядную емкость, последовательно соединенную с повторителем. Выходы цепей через контакты подключены к усилителю сдвумя входами, а узел синхронизации выполнен в виде входного импульсатора и обегающего устройства, выходы которого соединены с контактами параллельных цепей и через элемент

«ИЛИ» и управляющий импульсатор — с контактами подачи питания и давления подпора.

Схема устройства приведена на чертеже.

Преобразователь содер>кит и параллельных гетвей, каждая из которых состоит из разрядной емкости 1;, повторителя 2, и контактов 8;, 4;, 6.;, 6; (/=1, 2, ..., n) . Емкости 1 — 1„непосредственно соединены с глухими камерами соответствующих повторителей 2> — 2„, через контакты 8 — 8„— с рабочей камерой пульсирующей емкости 7, а через контакты

4, — 4 — с источником давления нулевого уровня Ра. Выходы повторителей 2> — 2 через контакты á — б„подключены к прямому входу (- -) усилителя 8. К инверсному входу

5 (— ) усилителя подведено давление подпора

Р,, а выход усилителя, являющийся выходом преобразователя, соединен с управляющими цепями контактов 6,— 6 в параллельных ветвях. Обьсмы разрядных емкостей 1,— 1„(сов10 местно с глухими камерами повторителей) относятся как двоичные разряды, причем старший разряд размещен в первой ветви (емкость 1 ), а младший — в последней (емкость 1,„) .

15 Рабочая полость емкости 7 через контакт 9 соедишена с источником давления P а, а через контакт 10 — с входной емкостью 11, которая ерез контакт 12 подключена к источнику входпого сигнала Р„.-. Управляющая полость

20 емкости 7 через контакт 18 подключена к источнику давления питания P„»,,, а через контакты 14, 16 и 16 — к источникам давления нулевого уровня Ро и давления подпора Р о. Прямой вход (+) усилителя 8 соединен через кон25 такт 17 с источником Ра.

Управление работой преобразователя осуществляет узел синхронизации, содержащий входной ими льсатор 18, обегающее устройство 19, дешифратор «ИЛИ» 20 и управляющий

30 импульсатор 21.

На вход комацдного блока поступает сигнал

318932 разрядной (Р вх — Ро) 1 в«

Р < от внешнего устройства. Сигнал Р „непосредственно управляет контактами 9, 18 и 14 и поступает на импульсатор 18, выходной сигнал Р„, которого управляет контактами 10 и

12, и на обегающее устройство 19. Обегающее устройство имеет и выходов Р> Р„, на каждом из которых поочередно через равные интервалы времени появляются сигналы Р,, Р>, ..., Р;, ..., P . Каждый выход Р; обегающего устройства 19 соединен с цепями управления соответствующих контактов 8; и 5, и с входом дешифратора «ИЛИ» 20. Выходной сигнал Р, дешифратора 20 поступает в управляющие цепи контактов 4,— 4„,17и на вход импульсатора 21, выходной сигнал которого Р„, управляет контактами 15 и 16. Контакты 8i †8, 5 — 5, 10, 14 и 16 †нормаль разомкнуты, а контакты 4 — 4, б — б„, 12, 18, 15 и 17— нормально замкнуты.

Работа устройства сводится к преобразованию входного давления Р„в пропорциональное весовое количество газа н к распределению этого количества между разрядными емкостями, объемы которых пропорциональны весам разрядов числа, записанного в коде.

В исходном состоянии (P t — — О) входная емкость 11 сообщена с источником давления P„„:.

Рабочая полость емкости 7 соединена с источником давления подпора P <, а управляющая— с источником давления P„„„„„. Разрядные емкости 1 — I„и прямой вход усилителя 8 соединены с источником Ро. Сигнал на выходе усилителя отсутствует, Р„, = 0. Усилитель 8 н а строен таким образом, что при появлении на его прямом входе (+) сигнала P o, íà его выходе формируется единичный сигнал Р,„,, = 1.

При подаче на вход узла синхронизации сигнала P t — — 1 переключаются контакты 9, 18 и 14 и на выходе импульсатора 18 появляется единичный импульс Р„,=1, который перемыкает контакты 10 и 12. Рабочая полость емкости 7 отключается от источника P о, а управляющая полость подключается к источнику Ро.

Емкость 11 соединяется с рабочей полостью емкости 7, отключившись от источника входного сигнала Р„-. Из емкости 11 в рабочую полость емкости 7 перетекает количество газа, равное где Р „— текущее значение входного давления, U — объем емкости 11, R — газовая постоянная, Т вЂ” абсолютная температура.

При исчезновении импульса P„„(P„„О) контакты 10 и 12 возвращаются в исходное положение, отключив емкость 11 от рабочей полости емкости 7. Весовой заряд G в рабочей полости емкости 7 пропорционален текущей величине входного сигнала Р„.

Сигнал P поступает также на вход обегающего устройства 19, и после исчезновения им10

Зо

65 пульса Р„на первом выходе обегающего устройства появляется сигнал Р =1. Одновременно на выходе дешифратора 20 и импульсатора 21 появляются соответственно сигналы

Р =1 и Р„=1, Сигнал PI — — 1 замыкает контакты 8< и 5 в первой ветви, в ixoторой размещена разрядная емкость старшего разряда 1> сигнал Р =1 размыкает контакты 4> — 4 и контакт 17, отключив разрядные емкости 1 — I„и прямой вход (+) усилителя 8 от источника Ро, а сигнал Р„, переключает контакты 15 и 16. Управляющая полость емкости 7 подключается к источнику

P o, и газ из рабочей полости емкости 7 нагнетается в разрядную емкость 1.

Нагнетание газа в емкость прекращается после того, как давление в разрядной емкости возрастает до величины P о или при полном вытеснении газа из рабочей полости емкости 7 в разрядную емкость.

Количество газа, необходимое для повышения давления в разрядной емкости I, до величины Р о, равно (P о — Ро) с (2)

RT где V; — объем соответствующей емкости.

Если G) GI, то при повышении давления в разрядной емкости до Р о на выходе усилителя формируется сигнал Р„„=1, который размыкает контакты б — 6 .

Если Й(б„то давление в емкости 1 меньше, чем Ро, и сигнал равен О.

Далее сигнал на выходе импульсатора 21 исчезает (Р„, =О), контакты 15 и 16 возвращаются в исходное состояние. Управляющая полость емкости 7 подключается к источнику

Ро и происходит отсасывание газа из ветви с емкостью 1> в рабочую полость емкости 7.

При G)G> количество газа G„, которое перетекает в емкость 7, равно

Q.= G — G1.

При G(Q< в емкости 7 возвращается все количество газа, вытесненное в емкость 1 при нагнетании.

При исчезновении сигнала Р, а следовательно, и Р,„(Р— — О и Р„=О) контакты 8 и 5< размыкаются, а контакты 4 — 4 и 17 замыкаются. Разрядные емкости l — I„и прямой вход усилителя 8 подключаются к источнику Ро.

На следующем выходе обегающего устройства появляется сигнал, который подключает следующую разрядную емкость к рабочей полости емкости 7, и операция нагнетания газа в разрядную емкость с последующим отсасыванием повторяется. Цикл работы преобразователя заканчивается, когда последняя емкость (младшего разряда) подключена к емкости 7. Весовой заряд 6 полностью распределяется по разрядным емкостям 11 — In (Q=0). При обегании разрядных емкостей

1> — I„на выходе преобразователя возникают дискретные сигналы («1» и «О»), соответст318932

Предмет изобретения

Составитель Н. Лапин

Рсдактор И. Орлова

Техред Л. Н, Богданова

Корректоры: М. Коробова и А. Абрамова

Заказ 3535/17 Изд. № 1478 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CC<""

Москва, 3(-35, Раушская нао., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 вующие разрядам числа, равного по величине входному аналоговому сигналу.

После окончания цикла и снятия сигнала

P < (Р < — — 0), контакты возвращаются в исходное состояние, и преобразователь готов к очередному циклу работы, При установке индивидуальных усилителей и клапанов в каждой параллельной ветви возможно преобразование входного сигнала в параллельном коде.

Пневматический аналого-цифровой преобразователь, содержащий разрядные постоянные емкости, величины объемов которых пропорциональны степеням числа два, повторители, у.сичитечь с двумя входами коммутирующие контакты, управляемые узлом синхронизации и логические элементы, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, он снабжен

5 входными постоянной и пульсирующей емкостями, подключенными через контакты к входам параллельно соединенных цепей, каждая из которых содержит одну разрядную емкость, последовательно соединенную с повторите10 лем, выходы цепей через контакты подключены к усилителю с двумя входами, а узел синхронизации выполнен в виде входного импульсатора и обегающего устройства, выходы которого соединены с контактами параллельных

15 цепей и через элемент «ИЛИ» и управляющий импульсатор — с контактами подачи питания и давления подпора.