Пневматический цифро-аналоговый преобразователь

Союз Советских

Социалистических

Рес у

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«(1666549

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. санд-ву— (22} Заявлено 2403.78(21} 2594207/18-24 с присоединением заявки М— (23} Приоритет— (51)М, Кл,2 а 06 С 5/Ро

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 0 50 6 79 Бюллетень Мо 2 1

Дата опубликования описания 07.06.79 (53) УДК 621-5..25 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. А. Гетманец и А. Л. Колойденко (71) Заявитель (54 ) П НЕ В((АТИЧЕСКИЙ ЦИФРΠ— АНАЛОГОВЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области пненмоавтоматики и может быть и"пользовано, например, для связи вычислительных машин с пневматическими системами регулирования и управления.

Известен Электропненматический преобразователь типа КЭПП-2N f 1), выполненный на осноне повторителей со сдвигом, коммутируемых с помощью электропневмоклапанов таким образом, что ныходное давление оказывается равным сумме сднигон определенного количества последовательно включенных повторителей. При этом число повторителей равно числу разрядов электрического двоичного кода, а сдвиг на каждом повторителе настраивается в зависимости от веса разряда, Однако такой преобразователь изэа.последовательного соединения понторителей имеет значительную погрешность преобразования, Известен также цифро-аналогово электропневматический преобразователь (2), принцип действия которого основан на преобразовании дноичного электрического сигнала и пропорциональную проводимость кодовых дроссе- лей и измерении последней с помощью делителя. Делитель состоит из дросселя обратной связи и разрядного сопротивления, складынаемого из параллельно подсоединяемых к атмосфере с помощью электропневмоклапанов кодовых дросселей, проводимость которых настроена по двоичному закону, Делитель включен в обратную связь элемента сравнения, выполняющего роль решающего усилителя. Последний выполнен на основе трехмембранного элемента сравнения и обеспечивает работу делителя н режиме постоянного давления на его выходе.

Это давление благодаря тому, что коэффициент усиления усилителя

К и 150 — 250 оказывается ранным постоянному давлению Ро на втором входе усилителя, устанавливаемому обычно с помощью задатчика давления, причем значение Ро должно быть таким, чтобы 0,2 < Р, <1,0 кгс/см .

При установке Р = 0,2 кгс/см точность работы устройства снижается за счет погрешности задатчика. Установка Р е l, 0 кгс/см приводит к . выходу за верх ний предел нормаль н о666549

50

ro диапазона давлений (1,0 кгс/см2) выходного сигнала преобразователя.

Установка Ро = О, 6 кгс/см также сопряжена со значительным увеличиением погрешности работы преобразователя, обусловленный изменением проводимости дросселя обратной связи при изменении направления течения газа.

С целью повышения точности работы преобразователь, содержащий элемент сравнения, плюсовая камера которого соединена с задатчиком опорного давления, а выход подключен непосредственно к ныходному каналу устройства и через дроссель обратной связи ко входам кодовых дросселей, выходы которых через клапаны сообщены с атмосферой, дополнительно содержит дроссель сброса и усилитель давления, Выход преобразователя через дроссель сброса связан с атмосферой и непосредственно со входом усилителя давления, выход которого подключен к минусовой камере элемента сравнения.

На чертеже представлена принципиальная пневматическая схема преобразователя.

Он содержит элемент сравнения 1, который выполняет функции решающего усилителя, разрядный делитель давления 2, усилитель давления 3 и дроссель сброса 4.

Решающий усили" åëü выполнен на основе ПИ-регулятора, в качестве которого использован сумматор, охваченный единичной инерционной положительной обратной связью, образованной звеном дроссель R — объем у!!

Разрядный делитель давления 2 состоит иэ дросселя обратной сняэи

R„H кодовых дросселей R с контак1 тами, на управляющие входы которых поступает двоичный электрический сигнал. В качестве усилителя давления

3 использован мембранный усилитель, выполненный, например, на трехмембранном элементе сравнения с дроссе лем для ограничения. расхода питающего воздуха. Коэффициент усиления такого усилителя K> = F/f 8, где

Fjf — отношение площадей большой и малой мембран элемента.

В процессе работы непрерывно изменяется состояние управляющих сигналов на входах контактов, что приводит к изменению количества и проводимости (веса) сообщаемых с атмосферой кодовых дросселей и, следовательно, к соответствующему изменению суммарного расхода газа с выхода делителя через кодоные дроссели в атмосферу. Согласно принципу действия делителя, этот расход должен быть уравновешен расходом газа, поступающего с выхода решающего усилителя через дроссель обратной связи.

Поскольку в качестве решающего усилителя использован ПИ-регулятор, единственное положение равновесия

KOTOpOI O OOTH ается при равЕнСтвЕ давлений на его входах, т е.- при

Я у сопз1 ю То Формирование

Уравиовешивающего расхода происход yczroaHsx постоянного давления

3à дросселем обратной связи.

Эа аписав выражения для расходов ере3 дроссель обратной связи и довые дроссели делителя с учетом упомянутых выше равенств р =Р =К Р пол и

Уч м Уравнение Работы преобразова3 3 9 теля

Рз, Рз

РP+A;P 1+ — ) A= >

<» а(. о к, .» ) i л л где с „, ф — проводимости дросселя обратной связи, кодоных дросселей и дросселя сброса.

С помощью дросселя 4 производят настройку нуля преобразователя

Ро = 0,2 кгс/см

Поскольку К 8, то можно снизить выходное давление Р делителя до

0,1 кгс/см при Р- - 0,8 кгс/см .

Благодаря этому устройство может работать без изменения направления течения газа через дроссель обратной, связи, что повышает точность и упрощает процесс подбора кодовых дросселей эа счет уменьшения входного давления.

Таким образом, использование новых элементов — усилителя давления и дросселя. сброса — и выполнение решающего усилителя на основе ПИ-регулятора позволяет существенно уменьшить погрешность. В результате повышается точность работы преобразователя и упрощаются условия его настройки °

Погрешность отработки выходного давления не пренышает 1 % при количестве разрядных дрс»сселей 4,7 и 8.

- Планируется использование изобретения в блоке 2-го уровня задания давление Б23Д.. I автоматизированной системы исследований АСИ-СИГМА, Экономический эффект изобретения заключается в повьыении точности работы.

Формула изобретения

Пневматический цифро-аналоговый преобразователь, содержащий элемент сравнения, плюсовая камера которого соединена с эадатчиком опорного давления, а выход подключен непосредственно к выходному каналу устройства и через дроссель обратной связи ко входам кодовых дросселей, выходы которых через клапаны сообщены с атмосферой, о т л и ч а ю щ и и с .я тем, что, с целью повышения точности его работы, в нем установлены дроссель сброса и усилитель давления, причем выход преобразователя через проссель сброса связан с атмосферой

666549

Составитель Н . Гетманец

Редактор Л. Утехина Техред М.Петко Корректор В. Бутяга

Заказ 3186/39 Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и непосредственно со входом усилителя давления, выход которого подключен к минусовой камере элемента сравнения.

Источники ижформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Регулятор П 25 Инструхция по эксплуатации М, Тизприбор, 1971.

2. Сб. Пневмо- и гидроавтоматика, М., Наука, 1964, с. 110-111.