ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК F15C4/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известен пневматический аналого-цифровой преобразователь, содержащий -блок преобразования давления в число импульсов, выполненный с пульсирующей емкостью, рабочая полость которой соединена через последовательно соединенные контакты и емкость с каналом входного давления, а управляющая полость через контакты - с каналом нулевого давления и каналом управляющего давления. Недостатком известного преобразователя является его низкое быстродействие.

С целью повь1Щения быстродействия в предложенном пневматическом аналого-цифровом преобразователе блок преобразования давления в число импульсов содержит п параллельных цепей, подключенных через нормально разомкнутые контакты к рабочей полости пульсирующей емкости. Каждая цепь содержит последовательно соединенные эталонную емкость, усилитель и импульсатор, выход которого подключен к выходу блока преобразования давления в число импульсов. Выход емкости каждой цепи соединен с прямым входом усилителя, инверсный вход которого соединен с общим каналом давления считывания. Объемы емкостей в параллельных цепях относятся между собой как числа степенного ряда с основанием два и целыми четными степенями. В цепях содержится п сдвоенных нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов, управляющие входы которых подключены к выходам импульсаторов в соответствующей параллельной цепи. Входы нормально замкнутых контактов подключены к выходам блока управления, а их выходы - к управляющим входам нормально разомкнутых Контактов соответствующей параллельной цепи; входы нормально разомкнутых контактов подключены к каналу нулевого давления, а выходы - ко входу соответствующей параллельной цепи.

На чертеже изображен пневматический аналого-цифровой преобразователь с двзмя параллельными цепями.

Устройство содержит блок I преобразования давления в число импульсов, подключенный к блоку II преобразования числа импульсов в цифровой код, я блок управления III.

Блок I преобразования давления в число импульсов содержит входную емкость /, подключенную через контакт 2 к каналу входного давления РВХ, а через контакт 3 - к рабочей полости пульсирующей емкости 4, управляющая полость которой соединена через контакты 5 ti 6 соответственно с каналами давления считывания РСЧ и нулевого давления РО; я параллельных цепей, .подключенных через нормально разомкнутые контакты 7, Zg к

рабочей полости пульсирующей емкости. Каждая цепь содержит последовательпо соединенные эталонную емкость 8 (82), усилитель 9i (92) и им1 ульсатор lOi (Wz), выход которого подключен к выходу блока I преобразовапия давления в число импульсов. Выход емкости каждой цепи соединен с прямым входом усилителя, инверсный вход которого соединен с общим каналом давления считывания РСЧ- Объемы емкостей в параллельных цепях относятся между собой как числа степенного ряда с основанием два и целыми четными степенями. Цепи коммутируются с помощью п сдвоенных нормально разомкнутых //ь //2 и нормально замкнутых 12i, 12 контактов, управляющие входы которых подключены к выходам импульсаторов в соответствующей параллельной цепи. Входы нормально замкнутых контактов 72j, 12 подключены к выходам блока.управления, а их выходы - к управляющим входам нормально разомкнутых контактов , /2 соответствующей параллельной цепи. Входы нормально разомкнутых контактов //ь /-г подключены к каналу пулевого давления РО, а их выходы - ко входу соответствующей параллельной цепи.

Блок II преобразования числа импульсов в цифровой код состоит из п двоичных счетчиков Зь 13z, каждый из которых подключен к выходу соответствующего импульсатора. Выходы счетчиков являются выходами аналогоцифрового преобразователя.

Блок управления III состоит из контактов 14 и 15, импульсатора 16, линии задержки 17, генератора импульсов 18 я дискретной лииии задержки 19,

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии входная емкость/ сообщена с каналом входного давления РЕХУправляющая полость пульсирующей емкости 4 сообщена с каналом нулевого давления РО. В емкостях 5ь S и соединенных с ними камерах прямых входов усилителей 9 и 92 находится газ также под давлением РО.

Включение преобразователя производится замыканием контакта 14. При этом давление питания поступает в импульсатор 16 и в линию задерлски П. Импульсатор 16 управляет контактами 2 и 5 и двоичными счетчиками 13 и 13. При замыкании контакта 14 импульсатор 16 одновременно размыкает контакт 2 и замыкает контакт 3. Тем самым входная емкость / отсекается от канала входного давления РВХ и соединяется с рабочей полостью пульсирующей емкости 4. Из емкости / в рабочую .полость пульсирующей емкости 4 перетечет количество газа, равное

(Р..х-Ро)

G

КУГ

где У - объем рабочей полости емкости 4 R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура;

Весовой заряд G в рабочей полости емкости 4 пропорционален текущей величине входного давления РВХ- Одновременно импульсатор 16 посылает импульс установки нуля на счетчики и /«За, сбрасывая показания предыдущего замера.

Давление питания поступает также в линию задержки 17, управляющую коптактом 15. При замыкании контакта 15 включается генератор импульсов 18, управляющий контакгами 5 и 5 и дискретной линией задержки 19.

Генератор импульсов /8 размыкает контакт 6 и замыкает контакт 5, и тем самым отключает управляющую полость пульсирующей камеры 4 от канала нулевого давления РО и сообщает ее с каналом давления считывания РСЧ, величина которого определяет величину квантования входного сигнала. При работе генератора импульсов /8 па выходах дискретной лииии задержки 19 поочередно, через равные интервалы времени, появляется сигнал, который, дроходя через нормально-замкнутый контакт, замыкает нормально-замкнутый контакт (7i, 7z. При этом

в первую очередь выходные сигналы дискретной линии задержки замыкают контакт 7i в цепи с большей емкостью Sj.

При замыкаиии контакта 7) из рабочей полости пульсирующей емкости 4 в этало.нную

емкость §1 поступит количество газа, равное

г, - (сч-Ро)

(2) RT

где 1/2 - объем эталонной емкости Si и соедипенной с ней камеры прямого входа

усилителя 9i.

Если при переходе в эталонную ем-кость 8i весового заряда GI давление в камере прямого входа усилителя 9 станет равным давлеиию РСЧ в камере его инверсного входа, на выходе усилителя сформируется единичный сигнал и сработает импульсатор lOi. Счетчик }3i зафиксирует измеренный весовой заряд газа GI. Одновременно выходной сигнал импульсатора lOi разомкнет контакт 12i и замкнет контакт 111, в результате чего разомкнется контакт /1 и находящийся в емкости 8i заряд газа GI будет сброшен в линию РО. При исчезновении единичного сигнала на

выходе импульсатора lOi контакты 7i, //i и 12 займут исходное положение. Продолжительность импульса, формируемого на выходе импульсатора lOi, меньше цикла работы генератора импульсов 18. Очередной сигнал генератора /8 через последующий выход лииии задержки 19 -пройдет через замкнутый контакт /2i и замкнет контакт 7i. Цикл повторится. В случае когда в рабочей камере емкости 4

останется заряд воздуха менее GI, давление в камере прямого входа усилителя 9 будет меиьше РСЧ- Ца выходе импульсатора Wi будет нулевой выходной сигнал и при срабатывании контактов 5 и 6, управляемых генератором импульсов, заряд газа из эталонной ка