Частотно-аналоговый пневматический преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G05G5/00 

Изобретение о-гаосится к пневмоавтоматике и может быть использова|1о в качестве частотно-аналогового преобразователя сигнала чувствительного элемента, имеющего частотный выход.

Известны устройства, применяемые цля регулирования скорости вращения вала, содержащие частотный датчик числа оборотов и струйный преобразователь часто- .ты в аналоговый сигнал ll.

Недостатком данных устройств является то, что они работают с низкочастотным датчиком, что значительно снижает чувст вительность и область применения преоб- , разователей.

Наиболее близким по технической сущ ности к данному нзобретенкю является устройство, содержащее два чувствительных элемента, схему детектирования час- о тоты биений и Схему преобразования частоты, состоящую из двух усилителей, пне&матического резонатора и фазового дискриминатора. Благодаря использованию эффекта биения частот значительно повышается чувствительность датчика 21.

Недостаток устройства в том, что изза применения одноканальной схемы в преобразователе частоты (пля исключения влияния температуры окружающей среды) необходимо стабилизировать температуру пневматического резонатора, что требует дополнительного регулирующего устройства и значительно ууложняет всю конструкцию в целом. Возможность использования изменения температуры резонатора для коррекции выхода схемы представляется исключительно редко. Недостатком устройства является также наличие зон неоднозначности характеристики входвЫход. Кроме того, настройка устройства осуществляется в очень ограниченных пределах механическим изменением объема резонатора, т.е. его собственной чао;ТОТЫ.

Цейь изобретения - создание преобразователя с компенсацией температурной 373 погрешности, получения линейной характеристики с зонами насыщения. Эта цель достигает с;я тем, что часто но аналоговьш пневматический преобра зователь содержит дополнительный опорный reHefKJTCsp и второй блок преобразования частоты биений, идентичнь/й первому н связанный с чувствитель.ным элемен том и вторим СПо{}ньЫ генератором. На фиг. 1 представлена блок-схема преяложеняого устройства; на фнг. 2 xapaKTepiiCTHKa вход-выход блоков преобраэошнзля частоты биений. Частогио-алагюговый пнеаматический преобразователь подключается к выходу чувствительного элемента 1, частота пне матического сигнала кот-орого определяет ся контролируемым параметром и температурой окружающей среды, и содержит два опорных генератора 2 и 3, частота которых зависит только от температуры окру икающей среды. Обработка частотного сигнала, поступающего с опорных генераторов 2 и 3 и чувствительного элемента 1, производи ся двумя-идентргчными блоками 4 и 5 пре образования частоты биений сигналов чу& ствительного элемента и оюрного генератора в Быходной аналоговый и пнеи атический сигнал, каждь1й из которых содер жит детекторы 6 частоты биений,, фильт-ры 7, пропускающие разностную частоту биений и ослабляющие суммарную частоту; усилители 8, увеличиваюнхие амплитуку сигнала .биений до величины, необходимой для устойчивой работы последующих элементов преобразователя. Далее сигнал поступает на частотные преобразова1 ли 9, которые в зависимости от изменения частоты биений меняют амплитуду. В свся очередь изменение амплитудь частотного сигнала в аналоговый пневматический сиг нал осушествляется с помощью амплитуд- ных детекторов Ю. Сглаживание пульса ПИЙ, име«хпих частоту биений, осушествляется фильтрами 11. Устройство работает следующим обраЧастотный пневматический сигнал с onofffitoro генератора 2 н чувствительного элемента 1 обрабатывается блоком 4 щзе образований частоть биений. Частсгшый сигнал с олсрного генератора 3 и чувствительного элемента 1 обрабатывается |блоком 5 преобразования частоты биений Выходной сигнал частотно-аналогового пр 9 бразователя равен разности выходных игпалов блоков 4 и 5 (фнг. 2). r-l.-f. f Ди частоты биенийна вхопе в блоки 4 и S; jt - частота чувствительного элемента Ij - частоты опорных генераторов 2 Зависимость выходного давления от частоты биений прецполагается линейной или допускает линеаризацию на рабочем участке частот. Для правильного ф;)Т1Кдионирования преобразователя необходимо определенным образом выбрать соотношение частот чувст витального элемента 1 и опорных генера торов 2, 3 из требуемой зоны линейной характеристики нхоа-выход .преобразователя. При этом частота оперного генератора 2 должна соответствовать нижнему значению зоны линейности, а частота опорного генератора 3 - верхнему. Иэменяя частоту чувствительного элемента 1 и .основываясь на графике фиг, 2, получается зависимость выходного давления Рт -у от частоть чувстБИтельного элемента для блока 4 преобразования, зависимость выходного давления Pg от частоты чувствительного элемента блока 5. Полученная общая характеристика преобразоШ5теля благодаря введению второй цепи не меет участков неодноаначности. При изменении частоть нижнего 2 и верхнего 3 оперных генераторов можно получить необходимую форму статической характеристики, что упрощает настройку всего преобразователя. Использованиевторого блсжа преобразования частоть биений позволяет исключить влияние окру кающей температуры на статическую характеристику устройства, так как благодаря ицентичности блоков и дкфференциальности выходного сигнала температура оказывает одинаковое влияние на оба блока. Предлагаемое устройство представляет собой универсаль 1ый пневматический частотно аналогог. преобразоваа ль, который может быть применен с датчиками различных величии с пневматическим частот ным выходом. В данном преобразователе повьлшена его точность и yiiptmieHa настройка при эксплуатации. Формула изобретения Частотно-аналоговый- пневматический преобразователь, содержащий чувствител,ный элемент с частотным выходом, опорный генератор и первый блок преобразования частоты биений сигналов чувствительного элемента и опорного генератора в выходной аналоговый пневматический сигнал, отличающийся тем, что, с целью обеспечения компенсации температурной -погрешности и линейной характеристики с зонами насыщения, преобразователь снабжен пополнительным oпqpным генера- тором и вторым блоком преобразования частоть биений сигналов чувствительного

элемента и опорного генератора в выходной аналоговый нневматический сигнал, связанный с чувствительным элементом и вторым опорным генератором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сб. Технические срепства автоматики . М. , Наука, 1971, с. 315.

2.Теоретические основы инженерных расчетов . 1967, № 2, с. 114 (прототип) .

Фи.г4 4 f - HOOlli, / §i/eHU{i