Материал: Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. Теория устройств и элементов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

§ 13]

П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л И

355

ный для введения начального условия. Согласно уравне нию камеры при токе i и объеме камеры V справедливы гледующие равенства:

			РвыХ — Ро ~1		у~ Г»	(13.28)
			N =	N0 +	it,	(13.29)
где р 0 и	N0	—	начальные	давление и		количество газа
в камере;	i	=	const.
Приведенные			на рис.	13.21—13.23		преобразователи

давления во время, в количество импульсов и скважность

имеют	такую же структуру,					как
и преобразователи по рис. 13.13,
13.14.
Преобразователи			давлений			в
частоту		(период) импульсов			могут
строиться		по структуре V - 1 с глу
бокой	отрицательной		обратной
связью по частоте. Так, схемы по
рис. 16.4, а, б, и, к при / х				=	const		Рис. 13.20. Схема		преобразо
выполняют линейное и гиперболи							вателя	времэнн в	давление
выполняют линейное и гиперболи							пли	количество газа.
ческое	преобразования			положи

тельного давления в соответствии с уравнениями (16.23) и (16.26), (16.34) и (16.35). Схема по рис. 16.4, в стабилиза


тора частоты		не требует, поскольку			построена			с примене
нием непрерывного			сопротивления		[уравнение				(16.27)].
					Схемы по			рис. 16.4,
				&, д,		л,	м прп		постоян
А				ной частоте				/ г	преобра
Рг	I	t	Л	зуют		по линейному					и
			>	гиперболическому						зако
			Ptx	нам отрицательное						дав
				ление,			отсчитанное				от
Рис. 13.21. Схема		преобразователя давле		уровня			р т а х , — уравне
	ния	во время.		ния		(16.28),			(16.29),

				(16.36),			(16.37).		Приве
денная на рис. 16.4, е схема с				непрерывным сопротивле

нием осуществляет гиперболическое преобразование сог ласно уравнению (16.30) без стабилизатора частоты.

Знакопеременные давления преобразуются в частоту схемами по рис. 16.8 — см. уравнения (16.48) — (16.50).

Знак давления передается дискретным	сигналом р х .
Частота на выходе соответствует модулю	давления.

12*

"Рт

Рис. 13.22. Схема преобразователя давле ния в количество импульсов.

356	Т И П О В Ы Е	П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА	[ГЛ.У
	Преобразование	знакопеременного давления в	знако

переменный частотный сигнал осуществляется схемой по

рис. 12.18, б.	При рг — const	и / х =	const		(рис.	16.10, в)
— преобразование гиперболическое			с	любым		знаком
коэффициента	передачи; при	р 2 =	const		и / х	= const
		(рис. 16.10, а, б) — пре
		образование				линейное
		также		с	любым знаком

>[соответственно урав нения (16.56), (16.54)].

Линейные преобразо вания количества им пульсов и времени в объ ем камеры или количе ство газа могут осуще ствляться с помощью емкости с вялой мембра

ной (рис. 13.24).		Источником тока здесь служит сопротив
ление, на обоих		входах	которого поддерживаются посто
янные	давления	ра и р0.	При преобразованиях п ->- N и
n - > - F	сопротивление В. — пульсирующее, при преобразо
ваниях	t-*- N и	t -»- 7 — непрерывное сопротивление * ) .

Из уравнений сопротивления и емкости с вялой мембра ной получаем уравнения преобразований:

			п,	(13.30)
AN	=	p^t,		(13.30')
7	=	Ро	П,	(13.31)
		Ро
7	= Ро			(13.31')

Рис. 13.23. Схема прео бразователя давления в скважность.

где Vj_ — объем	камеры пульсирующего		сопротивления;
а — проводимость	непрерывного	сопротивления.
3. Цифро-аналоговые преобразователи. Структура циф
ро-аналоговых преобразователей		(ЦАП)	определяется

уравнением цифрового кода. Для применяемых линейных

*) При построении преобразователей времени па пульсирую щем сопротивлении требуется генератор стабильной частоты /.

Рис. 13.24. Схема преобразова теля количества импульсов (или времени) в величину емкости (или количество газа), построен ного на емкости с вялой мем

браной.

				П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л И					357
КОДОВ
		i n	11
D	=	21ЬМ	(2 Я * * ' - 1 ) ]		= 2	#л (Ь7 '-1 ^-1 ) =	2	DnWn,	(13.32)
где		J = l	i = l		3. i	счисления,	j , i		пред
где		й — основание		системы		счисления,	в которой		пред
ставляется число D;				а — 2 — основание двоичной системы,
с	помощью которой				выражаются цифры^О -г- (b				— 1);
Dji		— дискретные		сигналы с двумя уровнями; Wjt =
= b'^a1'1			— «вес»	сигнала DjU являющийся				постоянной,
заранее			известной	величиной.

Из приведенного уравнения следует, что цифро-анало говое преобразование сводится к арифметическому сум мированию. Это суммирование может выполняться либо только над некоторыми постоянными

«весами» Wjt, выбираемыми по признаку Dji = 1, либо над все ми произведениями переменно го во времени сигнала Djt, мо гущего иметь два значения, на постоянную величину — «вес»

Wji. В первом, более распространенном, случае D7i — дискретный сигнал, используемый для выбора слагаемых, во втором — Dji трактуется как аналоговая величина, оба значения которой должны быть строго стабилизированы.

Вобоих случаях реализация ЦАП — это многовхо-

довой сумматор, содержащий ряд (по				числу	сигналов
Dji)	идентичных	цепочек, суммируемый		параметр		кото
рых	(параметр	«веса»)	пропорционален	«весу»	Djt.	точ
В	целях упрощения		реализации и	повышения

ности ЦАП в качестве параметра «веса» выбирают такую физическую величину, суммирование которой не требует


специального устройства и осуществляется простым			под
соединением к	общему узлу или в последовательную		цепь.
Такими параметрами могут служить ток,		количество
газа, величина	емкости, проводимость (при	соединении
в узел), перепад давлений, импеданс (при последователь

ном соединении). Следовательно, пневматические ЦАП ос новываются на соединенных в узел источниках тока, ис точниках количества газа, камерах или сопротивлениях и соединенных последовательно источниках перепадов давлений или сопротивлениях.

358

Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА

[ГЛ. V

В соответствии с вариантом решения зависимости (13.32) каждая цепочка представляет собой_либо узел формирования параметра «веса» с отключающим элемен том (клапаном), лпбо узел умножения. Узел умножения оказывается проще в том случае, когда узел формирова ния параметра «веса» может достаточно точно умножать «вес» на входное давление и уровни сигналов Djt стабильны. Тогда при подаче вместо этого давления си гнала Dji реализуется умножение без дополнительного элемента, в результате чего каждая цепочка состоит только из узла формирования Wji (в режиме умножения). Если же уровни Dji нестабильны, то требуется установка в каж дой цепочке переключателя, питаемого стабилизирован ными давлениями.

Отметим попутно, что причина погрешности от отклю ченных цепочек у рассмотренных вариантов — разная: в схемах с переключателями она может появляться в слу чае их негерметичности, в схемах с умножением — вслед ствие неточности поддержания нулевого давления.

Некоторые	характеристики	преобразователя зависят
от отношения	М — Wjit ш а х	: IVц, т-1П	максимального

«веса» к минимальному. Это отношение обычно довольно

велико (например,	при	12-разрядном двоичном коде
М = 21 1 :2° ] > 2000),	что	почти всегда ведет к определен

ным нежелательным последствиям, таким, как снижение точности или увеличение габаритов и т. п. По этой причи не параметр «веса» целесообразно формировать в виде произведения двух или более параметров, что резко сни жает отношение предельных значений параметров эле ментов. Если, к примеру, М = 2п реализуется с помощью произведения pV двух параметров при двух фиксирован ных уровнях р, отличающихся в 2, г '2 раз * ) , то получаем две одинаковые группы цепочек с максимальным отно шением V 2"/2 <^ 2". При т значениях р имеем т одина ковых групп V с максимальным отношением в каждой группе 2п-'т.

Простейший линейный преобразователь двоичного цифрового сигнала в аналоговый показан на рис. 13.25. Он содержит по одной камере и одному нормально разом кнутому контакту на каждый разряд. Объем камеры про-

) Принято, что га — четное число.

§ 13]

П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л И

359

порциопалеи «весу» разряда, управляющего контактом, который присоединяет камеру к выходной линии А. Вы ходом преобразователя является объем камеры, подсо единенной к линии А:

п п п

VA = 2 v i ° i = 2 G V 2 м ) А = П 2 2 - - х А = F 0 D , ( 1 3 . 3 3 )

	i = l	i = l		i = l
где	F 0 — коэффициент			пропорциональности,		равный
«весу» младшего			разряда;	VT =	VQ-21-1 — объем	камеры
i-го	разряда;	D — число на входе, заданное в двоичном
коде	сигналами		DT.
В данном и во всех других цифро-аналоговых						преобра
зователях при соответствующем					выполнении контактов,

7Г^

Рис. 13.25. Схема преобразователя цифрового сигнала в объем.

воспринимающих цифровой сигнал, последний может быть как пневматическим, так и электрическим или гидравли ческим. Все цифро-аналоговые преобразователи позволяют без каких-либо дополнительных устройств, только за счет замены нормально разомкнутых контактов нормаль

но замкнутыми, преобразовывать в аналоговую	величину
дополнение DMAX — D входного цифрового	сигнала —
в схеме рис. 1 3 . 2 5 :
7 = F 0 ( A n a x - # ) .	(13 . 34 )

Преобразование числа, заданного в двоично-десятич ном коде, в аналоговый сигнал осуществляется аналогич ной схемой, отличающейся только соотношениями «весов» дискретных сигпалов кода. Поскольку для записи одной десятичной цифры требуется четыре двоичных разряда, то для двоично-десятичного числа с т десятичными раз

рядами необходимо Am камер со следующим соотношением i-\

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/127384

Смотрите также:








Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал