Пневмоэлектронное многоканальное измерительное устройство Советский патент 1991 года по МПК G01L15/00 

Изобретение относится к цифровым измерительным устройствам для изме- рения давления и может быть использовано в системах контроля и управления технологическими процессами в химии, нефтехимии и других отраслях.

Цель изобретения - повышение точности устройства за счет повышения стабильности характеристик.

На фиг.1 дана принципиальная схема устройства; на фиг.2 - принципи-.L альная схема генератора пилообразного сигнала; на фиг.З - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит N входных каналов 1(Р„{ - Р«ц), подключенных к первым измерительным входам компараторов. 2( KN) входных сигналов, компараторы 3 и 4 (KN + I, К|у4 ) опорных сигналов, компараторы 5 и 6 кода. Первые измерительные входы первого 3 и второго 4 компараторов опорных сигналов связаны соответственно с каналами сигналов 7 и 8 нижней (Рц} и верхней (Р g) границ диапазона измерения соответственно. Вторые измерительные входы компараторов 2-4 соединены с выходом генератора 9 пилообразных сигналов (Pf), управляющие входы 10 и 11 задания периода которого связаны с выходами (U, ) компараторов 5 и 6 через электропневматические преобразователи 12 и 13.

Выходы компараторов 2 и 3 подключены к командным входам запоминания регистров 14 индикации ( RN ,-ц-и )

0

5

0

5

5

0

5

Выход компаратора 3 соединен с входами блокировки компараторов 5 и 6 кода, первые входы которых соединены с кодовым выходом (8Мч) регистра 14 индикации нижней границы диапазона измерения,, а вторые входы - с каналами 15 (Зц,() и 16 (Sm-f ) задания.

Таймер 17 выполнен в виде генератора 18 эталонной частоты, счетчика 19 импульсов и триггера 20 запуска. Командный канал 21 соединен с включающим входом генератора 9 и с входом установки исходного кода счетчика 19 импульсов9 счетный вход и вход блокировки которого соединены соответственно с генератором 18 и триггером 20 о Выход счетчика 19 связан с измерительными входами регистров 14 индикации.

Выходы компараторов 3 и 4 опорных сигналов , связаны с входами включения и сброса триггера 20.

Генератор 9 пилообразных сигналов (фиг.2) содержит узел 22 формирования сигналов и узел 23 управления.

Узел 22 выполнен по известной схеме генератора непрерывного линейно убывающего давления. Он выполнен в виде двухвходового усилителя 24, первого дросселя 25, выходного усилителя 26, первой емкости 27, первого клапана 28, задатчика 29 минимального .уровня, компаратора 30, триггера 31, дискретного электропневмопреобразователя 32 и задатчика 33 начального уровня.

Узел 23 управления построен на известном интеграторе с плюсовым и минусовым входами. Узел 23 содержит первый 34 и второй 35 импульсаторы, выходы которых связаны с входами интегратора 36.

Устройство работает следующим образом.

Когда иупр 0, генератор 9 включен и его выходной сигнал Рг находится на верхнем значении, причем Рг Рь (фиг.З).

В этом положении клапан 28 замкнут, емкость 27 и вход выходного усилителя 26 сообщены с выходом задатчика 33 начального уровня Р.

Выходные сигналы компараторов 2 - 4 равны 0, триггер 20 выключен и его выходной сигнал X равен 0. Выходной сигнал F таймера 17 равен минимальному значению F рабочего диапазона измерения кода F, Генератор 18 работает с заданной частотой.

Устройство запускается подачей в момент времени t/ (фиг.З) импульса сигнала Uynp. По этому импульсу переключается триггер 31, его выходной сигнал размыкает клапан 28. Выходной сигнал Pf- генератора 9 начинает уменьшаться,, а счетчик 19 импуль-- сов заполняется исходным кодом FB . При уменьшении Рр в момент времени tg становится Р Р3 и компаратор 4 (KN) срабатывает, его выход UN4l становится равным единице, срабатывает триггер 20 и на его выходе появляется сигнал , запускающий счетчик 19. Выход F счетчика 19 начинает уменьшаться. При дальнейшем уменьшении Рг в момент времени, когда становится Pf P; (,N), срабатывают компараторы 2(,N), выходные сигналы этих компараторов U, (,N) становятся равными единице и они включают соответствующие регистры 14 индикации. Регистры 14 запоминают код F, , бывший в момент срабатывания соответствующего ком- паратора 2. Этот код высвечивают индиаторы регистров и код появляется а выходе регистров 14 (сигналы S(- N). При дальнейшем уменьшении Рг аступает момент времени t, f становится равным Ри - нижней граице диапазона измерения. Срабатыват компаратор 3(КМ) и его выходной

сигнал переключает триггер 20, выходной сигнал которого выключает счетчик 19. Сигнал F останавливается на значении, которое считается F4. Регистр RN.,,( запоминает сигнал F в момент его останова и на выходе регистра Кц появляется новое значение сигнала SN+ , равное значению

FH в этом цикле измерения. Сигнал 5ци устанавливается на входе компараторов 5 к 6 и эти компараторы срабатывают по команде UM4) сравнивая код 8 с кодами SN -1 и

5 SH + 1. Если код 8(4 лежит внутри задания (8И -1 SM4, -i SH + 1), то выходы „компараторов U, Uкг - О- Если Sn -1 SN (или S, +1 Ј SM+), то выходы компараторов становятся рав0 ными Ut О, UKЈ 1 или . Сигналы UM и UKa при их неравенстве включают узел 23 управления, который осуществляет коррекцию скорости работы генератора 9. Если SN.H

5 больше задания (SN4, 7$ н О , то происходит увеличение скорости изменения Рг. Если SN меньше задания ( SH-1), то скорость изменения Рг уменьшится. Генератор 9 останав0 ливается, когда его выходной сигнал РГ достигнет значения, задаваемого задатчиком 29, устройство переходит в исходное состояние и при подаче нового Uynp включается новый цикл из5 мерения.

Генератор пилообразных сигналов работает следующим образом.

При UK U. 0 на выходе преобразователей 12 и 13 сигналы QJ и

0 О. г равны 0. Выход интегратора 36 не изменяется. Когда один из сигналов U« или U кг. Станет равным единице, соответствующий импульсатор 34 или 35 формирует импульс заданной

5 длительности, что приведет к некоторому изменению выходного сигнала интегратора 36, который служит заданием для двухвходового усилителя 24. Усилитель 24 поддерживает постоянный пе0 репад давления на дросселе 25, чем обеспечивается постоянство расхода воздуха независимо от давления в емкости 27.

Длительность цикла работы устройст5 ва зависит от периодичности подачи сигнала Uyfjp и должна быть на 2-5 с больше, чем время прохождения сигнала Рг между давлениями, заданными за- датчиками 29 и 33.

Формула изобретен и я

Пневмоэлектронное многоканальное измерительное устройство, содержащее входные каналы, генератор пилообразных сигналов, регистры индикации и таймер, выполненный в виде генератора эталонной частоты, счетчика импульсов и триггера запуска, причем выходы генератора эталонной частоты и триггера запуска соединены соответственно со счетным, входом и с входом блокировки счетчика импульсов, связан ного своим выходом, который является выходом таймера, с измерительными входами регистров индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство снабжено измерительными пневмоэлектри ческими компараторами входных сигналов по числу входных каналов, двумя компараторамиt опорных сигналов и двумя компараторами кода, причем первые измерительные входы пневмоэлектри ческих компараторов входных сигналов соединены с входными каналами, первые измерительные входы первого и второго компараторов опорных сигналов связаны соответственно с каналами сигналов нижней и верхней границ диапазона измерения, вторые измерительные входы компараторов входных сигналов и опорных сигналов сообщены с выходом генератора пилообразных сигналов, выходы компараторов входных сигналов и второго компаратора опорного сигнала подключены к командным входам запоминания регистров индикации, выходы компараторов опорных сигналов связаны с входами включения и сброса триггера запуска, а выход первого компаратора опорного сигнала также соединен с входами блокировки обоих компараторов кода, первые входы компараторов кода соединены с кодовым выходом регистра индикации нижней границы диапазона измерения, вторые входы - с каналами задания, а выходы подключены к управляющим входам задания периода генератора пилообразных сигналов, включающий вход которого связан с командным каналом и с входом установки исходного кода счетчика импульсов-.

Изобретение относится к цифровым измерительным устройствам для измерения давления. Цель изобретения - повышение точности устройства. Пневмо- электронное многоканальное измерительное устройство содержит входные каналы 1, генератор 9 пилообразных сигналов, регистры 14 индикации и таймер 17, выполненный в виде генератора 18 эталонной частоты, счетчика 19 импульс&в и триггера 20 запуска.

b i

il Фиг.З

Ьв +1 tz Ј