ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК G06D7/00 G06G5/00 

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 преобразователя. Цель достигается тем, что устройство снабжено входными (постоянной и пульсирующей) емкостями, подключенными через контакты к входам параллельно соединенных цепей, каждая из которых содержит одну разрядную емкость, последовательно соединенную с повторителем. Выходы цепей через контакты подключены к усилителю с двумя входами, а узел синхронизации выполнен в виде входногоимпульсатора и обегающего устройства, выходы которого соединены с контактами параллельных цепей н через элемент «ИЛИ и управляющий нмпульсатор - с контактами подачи питания и давления подпора.

Схема устройства приведена на чертеже.

Цреобразователь содержит л параллельных ветвей, каждая из которых состоит из разрядной емкости /ь повторителя 2 и контактов Зг, 4;, 5i, 6i (i, 2, ..., п). Емкости /i-In непосредственно соединены с глухими камерами соотвегствующих новторителей 2i-2„, через контакты 3{-Зп - с рабочей камерой нульсирующей емкости 7, а через контакты

1 - 4п - с источником давления нулевого уровня РО- Выходы повторителей через контакты 5i-5„ подключены к прямому входу ( + ) усилителя 8. К инверсному входу (-) усилителя подведено давление подпора PQ, а выход усилителя, являющийся выходом преобразователя, соединен с управляющими цепями контактов 6i-6п в параллельных ветвях. Объемы разрядных емкостей /i-/« (совместно с глухими камерами повторителей) относятся как двоичные разряды, причем старП1ИЙ разряд размещен в первой ветви (емкость /:), а младщий - в последней (емкость In) .

Рабочая полость емкости 7 через контакт 9 соединена с источником давления Ро, а через контакт 10 - с входной емкостью 11, которая через контакт 12 подключена к источнику входного сигнала РВХ. Управляющая полость емкости 7 через контакт 13 подключена к источнику давления питания РПИТ., а через контакты 14, 15 и 16 - к источникам давления нулевого уровня РО и давления подпора Ро- Прямой вход ( + ) усилителя 8 соединен через контакт 17 с источником РО.

Управление работой преобразователя осуществляет узел синхронизации, содержащий входной илгнульсатор 18, обегающее устройство 19, дешифратор «ИЛИ 20 и управляющий импульсатор 21.

Pt от внешнего устройства. Сигнал Pt непосредственно управляет контактами 9, 13 и 14 и поступает на импульсатор /5, выходной сигнал Puj которого управляет контактами 10 и 12, и на обегающее устройство 19. Обегающее устройство имеет п выходов PI-Рп, на каждом из которых поочередно через равные интервалы времени появляются сигналы РЬ Ра, ..., Pi, ..., РП. Каждый выход Pj обегающего устройства 19 соединен с цепями управления соответствующих контактов Зг и 5j и с входом дешифратора «ИЛИ 20. Выходной сигнал Рд дешифратора 20 поступает в управляющие цепи контактов 4-i-4п,17и на вход импульсатора 21, выходной сигнал которого РП, управляет контактами 15 и 16. Контакты 5i-Зп, 5i-5п, 10, 14 и 16 - нормально разомкнуты, а контакты , , 12, 13, 15 и 17- нормально замкнуты.

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

В исходном состоянии (Рг 0) входная емкость 11 сообщена с источником давления РВХ. Рабочая полость емкости 7 соединена с источником давления подпора Ро, а управляющая- с источником давления РППТ- Разрядные емкости /1-/„ и прямой вход усилителя 8 соединены с источником РО- Сигнал на выходе усилителя отсутствует, . Усилитель 8 настроен таким образом, что при появлении на его прямом входе { + ) сигнала Ро, на его выходе формируется единичный сигнал Рвых 1При подаче на вход узла синхронизации сигнала переключаются контакты 9, 13 и 14 и на выходе импульсатора 18 появляется единичный импульс , который перемыкает контакты 10 и 12. Рабочая полость емкости 7 отключается от источника Ро, а управляющая полость подключается к источнику PQ. Емкость 11 соединяется с рабочей полостью емкости 7, отключившись от источника входного сигнала РВХ. Из емкости 11 в рабочую полость емкости 7 перетекает количество газа, равное

. (Рвх-Рй) V sx/1

- .UJ

где Рвх - текущее значение входного давления,

VBZ - объем емкости 11, R - газовая постоянная, Т - абсолютная температура.

При исчезновении импульса Рц (Рц 0) 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 РВХ.

пульса РИ на первом выходе обегающего устройства появляется сигнал . Одновременно на выходе дешифратора 20 и импульсатора 21 появляются соответственно сигналы Рд 1 и . Сигнал PI I замыкает кодтакты 5i и 5i в первой Ветви, в которой размещена разрядная емкость старшего разряда /1, сигнал Рд 1 размыкает контакты 4i-4п и контакт 17, отключив разрядные емкости и прямой вход (-+) усилителя 8 от источника РО, а сигнал РИ, переключает контакты 15 и 16. Управляющая полость емкости 7 подключается к источнику

-Po, и газ из рабочей полости емкости 7 нагнетается в разрядную емкость /.

Нагнетание газа в емкость прекращается после того, как давление в разрядной емкости возрастает до величины Ро или при полном

вытеснении газа из рабочей полости емкости 7i в разрядную емкость.

Количество газа, необходимое для повышения давления в разрядной емкости li до величины Ро, равно

(Ро-Ро) Vi

G,

(2) RT

где Vi - объем

соответствующей разрядной емкости.

Если , то при повышении давления в разрядной емкости до Ро на выходе усилителя формируется сигнал РЕЫХ, который размыкает контакты 5i-6п.

Если , то давление в емкости / меньше, чем РО, и сигнал равен 0. Далее сигнал на выходе импульсатора 21 исчезает (Ри.,0), контакты 15 и 16 возвращаются в исходное состояние. Управляющая полость емкости 7 подключается к источнику РО и происходит отсасывание газа из ветви с емкостью 7i в рабочую полость емкости 7,

При количество газа G, которое перетекает в емкость 7, равно

.

При в емкости 7 возвращается все количество газа, вытесненное в емкость 1 при нагнетании.

При исчезновении сигнала PI, а следовательно, и Рд (Pi 0 и ) контакты Si и 5i

размыкаются, а контакты 4i-4п и 17 замыкаются. Разрядные емкости i-In 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 (младщего разряда) подключена к емкости 7. Весовой заряд G полностью распределяется по разрядным емкостям li-In (G 0). При обегании разрядных емкостей 1-In на выходе преобразователя возникают

вующие разрядам числа, равного по величине входному аналоговому сигналу.

После окончания цикла н снятия сигнала Pt (Pt - G), контакты возвращаются в исходное состояние, и нреобразователь готов к очередному циклу работы.

При установке индивидуальных усилителей и клананов в каждой параллельной ветви возможно нреобразование входного сигнала в нараллельном коде.

Предмет изобретения

Пневматический аналого-цифровой нреобразователь, содержащий разрядные постоянные емкости, величины объемов которых нронорциональны степеням числа два, повторители.

усилитель с двумя входами, коммутирующие контакты, управляемые узлом синхронизации и логические элементы, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, он снабл ен входными постоянной и пульсирующей емкостями, нодключенными через контакты к входам параллельно соединенных цепей, каждая из которых содержит одну разрядную емкость, последовательно соединенную с повторителем, 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

цепей и через элемент «ИЛИ и управляющий импульсатор - с контактами подачи питания и давления подпора.