Пневматический интегрирующий цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G06G5/00 

о

4.

Изобретение относится к кнтегри- . рующим преобразователям двоичного кода в пневматический аналоговый сигнал и может быть использовано для сопряжения цифровой управляющей машины с пневматическими локальными средствами автоматизации. Цель изобретения - повышение быстродействия. В преобразователе установлен второй 9 и третий 10 замыкающие контакты, а емкость пульсирующего дросселя 5 и накопительная емкость 6 содержат кодовые контакты и камеры по числу разрядов кода (V2J ,.

ч

СП

V). Камеры дросселя 5 соединены через замыкающие контакты11 К , K2)c a I камеры емкости 6 V , сообщены / через размыкающие контакт К Kgti с и через второй контакт 9 подключены к Рому преобразователя и глухим камерам одномембранных элементов 1 и 2. Выход повторителя 7 соединен с входом повторителя 8 через замыкающий контактно 10, управляющие цепи которого соединены с вторым контактирующим выходом блока 11 управления, первый такти

Изобретение относится к интегрирующим преобразователям двоичного кода в пневматический аналоговый сигнал и может быть использовано для сопряже-. ния цифровой управляющей машины с ч. пневматическими локальными средствами автоматизации.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Принципиальная схема преобразователя приведена на чертеже.

Преобразователь содержит первый и второй одномембранные элементы 1 и 2 со сдвигом, постоянный дроссель 3, первый замыкающий контакт 4, пульси- ( рукчций дроссель 5, состоящий из про- тивоположно включенных контактов К и , к и кодоуправляемой входной емкости j на основе камер V -V(n , связанных через кодовые замыкающие контакты Кц , накопительную кодоуправляемую емкость 6 на основе камер , со- единенных через кодовые размыкающие контакты ,, первый и второй повторители 7 и 8, второй и третий замыкающие контакты 9 и 10, блок 11 управления. Проточная камера первого одномембранного элемента 1 связана через первый замыкающий контакт 4 с проточной камерой второго одномембранного элемента 2, через постоянный дроссель 3 с каналом питания и непо- средственно с входом пульсирующего дросселя 5, выход которого соединен с кодоуправляемой накопительной емкостью 6 и входом первого повторителя 7. Выход первого повторителя через третий замыкающий контакт1, 10 и вто- рой повторитель 8 соединен с выходным каналом преобразователя РЗЫХ связан- ным с глухими камерами одномембранных

рующий выход которого связан с управ- ляющими цепями контакта 9. Сигнальные выходы блока управления L .. .L соединены с попарно соединенными управ-, ляющими цепями контактов К .. .K2ni емкости 6 и(К „ ... дросселя 5. Объемы камеры пульсирующего дросселя 5 и накопительной емкости 6 равны по , величине. Преобразователь позволяет сократить время преобразования более чем в 20 раз. 1 ил.

элементов 1 и 2 через второй замыкающий контакт 9 подключенным к накопи-, тельной емкости 6. Управляющие цепи .. первого замыкающего контакта 4 соеди

нены со знаковым выходом L

sgn

блока

11 управления, первый тактирующий выход которого L щ связан с управляющи- ми цепями пульсирующего дросселя (К и К) и второго замыкающего контакта 9, второй тактирующий вход L - с управляющими цепями третьего замыкающего контакта 10, а сигнальные выходы L4...LH - с управляющими цепями соответствующих противоположно включенных кодовых контактов пульсирующего дросселя К( К(1 и накопительной емкости К2( -К2П.

Преобразователь работает следующим образом.

Предварительно с помощью одномембранных элементов 1 и 2 со сдвигом настраивают допустимую величину приращения выходного сигнала u P

6ЫХ

при

этом сдвиги на элементах 1 и 2 равны по величине Д и противоположны по знаку. Объемы камер кодоуправляемых емкостей выбраны в соответствии с весами двоичного кода, т.е. V 2УД , причем V,,} V2;(i 1 ,n, где п - число разрядов кода).

В очередном S-м цикле преобразования на сигнальных выходах блока 11 управления (например, УВМ типа СМ-2 со . стандартным набором УСО) формируется управляющий сигнал в форме параллельного двоичного кода LJ...L,,, определяющий требуемое приращение выходного сигнала UPeb(j{(S) , дискретный сигнал , определяет знак этого изменения.

В соответствии со схемой включения при появлении единичного сигнала в

5164

i-м разряде преобразуемого кода N(S) соответствующая камера пульсирующего дросселя оказывается подключенной к общему коллектору, а камера V2 накопительной емкости отключенной.

Следовательно, имеют место соотношения

,

V2(S) - L;(S) V П - N(S)-1 I NMaw J где V( У, - объем камеры младшего

n разряда;

N 2 - I - натуральное число, со- ответствующее максимальному значению выводимого кода; п - число разрядов выводи мого цифрового сигна- ла;

- соответственно объем камер пульсирующего дросселя и накопительной емкости.

v va

В зависимости от значения знакового сигнала на входе в пульсирующий дроссель создается положительное (при

Ls$n

L6Qn e U смещение:

Д(8) A.sgn N(S),

О) либо отрицательное (при I)

где

sgnN(S)

+1 при L

sgn

о

-1

при 1 .

Одновременно с выводом цифрового кода на первом тактирующем выходе формируется короткий импульс L «I (длительностью порядка 200 мс), управляющий состоянием контактов К и К пульсирующего дросселя 5 и второго замыкающего контакта 9 (контакта ввода начальных условий). Камеры пульсирующего дросселя оказываются подключенными к источнику давления РВ у (S - 1) +A SgnN(S), а накопительная емкость заряжается до давления Pgb|)(.(S- )

где Pgbix S О выходное давление в предыдущем цикле преобразователя;

56

При обнулении сигнала L контакты К и 9 размыкаются и в объединенной системе V4 и V& формируется давление РС(S), определяемое соотношением

P6(s)v,(s) + v2(s) peb,K(s-i) + + A(s)v((s) + P CS-OVS)

или

MS) РяыД3-1) + A-sgnN(s)x

ВЫК

15 N(S)

т

N

МО КС

Подачей короткого (порядка 200 мс) тактирующего импульса Lkj, производится считывание и запоминание на выходе этого промежуточного давления

рвых(8) М)Таким образом, приращение выходного давления в S-м цикле преобразования пропорционально величине выводимого кода с учетом знака в соответствии с уравнением динамики интегрирующего цифроаналогового преобразователя

йрбых(8) Рв. Рвн,8-

еых

Д. sgnN(S)- макс

При этом помимо основной функции: цифроаналогового преобразования с на-, коплением предложенный преобразователь позволяет ограничить возможные изменения выходного сигнала по модулю - Ь А Р 6W)((S) U устраняя тем самым последствия отказов блока управ-- ления.

Общее время преобразования для схемы определяется суммарной длительностью тактирующих импульсов L щ и L K2 и оценивается величиной порядка 0,5-1 с. В устройстве-прототипе, осу- ществляющем последовательное суммирование счетных импульсов, максимальное время преобразования оценивается величиной порядка 20 с.

Таким образом, достигается значительный выигрыш в быстродействии.

Формула изобретения

Пневматический интегрирующий цифро- аналоговый преобразователь, содержащий первый одномембранный элемент со сдвигом, проточная камера которого через первый замыкающий контакт соединена с проточной камерой второго од- номембранного элемента со сдвигом, через постоянный дроссель с каналом питания и непосредственно - с входом пульсирующего дросселя, выходом подключенного к накопительной емкости и входу первого повторителя, причем выходной канал преобразователя сообщен с выходом второго повторителя, а управляющие цепи первого замыкающего контакта и пульсирующего дросселя соединены соответственно со знаковым и первым тактирующим вьгхо- дом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем дополнительно установлены второй и третий замыкающие контакты, а емкость пульсирующего дросселя и накопитель- ная емкость содержат кодовые контакты и камеры по числу разрядов кода, объемы которых калиброваны в соответствии с весами двоичного кода, причем каме-

ры пульсирующего дросселя соединены через замыкающие кодовые контакты, камеры накопительной емкости сообщены через размыкающие кодовые контакты и через второй замыкающий контакт подключены к выходному каналу преобразователя и глухим камерам, одномем- бранных элементов со сдвигом,- выход первого повторителя соединен с входом второго повторителя через третий замыкающий контакт, управляющие цепи которого соединены с вторым тактирующим выходом блока управления, первый тактирующий выход которого связан с управляющими цепями второго замыкающего контакта, а сигнальные выходы - с попарно соединенными управляющими цепями одноименных кодовых контактов пульсирующего дросселя и накопительной емкости, при этом объемы одноименных кодовых камер пульсирующего дрос- селя и накопительной емкости равны по величине.