Автоматический задатчик давления газа Советский патент 1980 года по МПК G05D16/10 

1

Изобретение относится к устройствам автоматического задания давления и может быть применено в технологических процессах, где требуется задание давления газа с высокой точностью и в широком (несколько десятков мегапаскалей) диапазоне, начиная с атмосферного давления.

В основном авт.св. № 587451 опи- Q сан автоматический задатчик давления газа l3/ содержащий цилиндр с входным и выходным каналами и плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, ,первый выход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунжера, первую и вторую группу электропневмоклэпанов, управляющие входы которых соединены с гимй выходами nporpcuyiMHoro блока,два редуктора и источник высокого давления.

Недостатком известного задатчика является изменение в процессе эксплу-25 атации параметров нагружаквдего электромагнита, обусловленный разогревом его элементов под действием протекающего в обмотке управляющего тока. Нестабильность параметров электромагнита значительно ухудшает точность устройства.

Цель изобретения - повышение точности автоматического задатчика давления газа.

Для достижения этой цели,он содержит электронный усилитель мощности, два резистора и усилитель рассогласования, выход которого соединен со входом электронного усилителя мощности, причем одна из диагоналей мостовой схемы, образованной двумя резисторами, обмоткой электромагнита и программным блокомI подключена к выходу электронного усилителя мощности, а другая - ко входу усилителя рассогласования.

На чертеже изображена схема предлагаемого автоматического задатчика давления газа.

Задатчик содержит цилиндр 1 с входным и выходным каналами, ступенчатый неуплотненный плунжер 2, рабочие полости 3, источник 4 высокого давления с редукторами давления,первую 5 и вторую 6 группы электропневмоклапанов, прогргьммный блок 7 для управления током электромагнита и переключения диапазонов, электронный

усилитель мощности 8, втяжной нагру-жающий электромагнит 9 якорь которого вместе с плунжером приводится во вращение для снятия сухого трения системой вращения 10, состоящей из электродвигателя и редуктора, два резистора R и R у к усилитель рассогласования 11,

Для уменьшения дрейфа нулевого уровня выходного напряжения усилителя рассогласования 11, а также Обеспечения возможности изменения значения управляющего тока электромагнита 9 в нужном диапазоне, соответствуюгцем заданным минимальной и максимальной величинам электромагнитной силы, усилитель рассогласования 11 выполнен по балансной схеме с симметричным входом и несимметричным выходом, а резисторы R: и R вместе с программным блоком 7 и обмоткой электромагнита 9 включены по мостовой схеме, к одной из диагоналей которой (питающей а-б)подключен выход электронного усилителя мощности 8, а к другой (измерительной в-г) - входы усилителя рассогласования 11.

Для реализации отрицательной обратной связи по току выход усилителя рассогласования 11 подключен ко входу усилителя мощности 8, а его управляющие входы подключеньа к измерительной диагонали в-г таким образом, чтобы в случае превышения потенциала в точке г (}f) над потенциалом в точке в (UQ) напряжение на выходе усилителя мощности, увеличивалось.

Задатчик работает следующим образом. С помощью программного блока 7 и соответствующих групп электропневмоклапанов 5 и б выбирается нужный диапазон работы. Бели сигнал с выхода программного блока отсутствует, то потенциалы Up и Ug одинаковы и равны нулю. На выходах усилителей 11. и 8 напряжения также будут равны нулю. Ток в плечах мостовой схемы,а следовательно, и в обмотке электромагнита будет отсутствовать. Электромагнитная сила и компенсирующая ее сила-давления газа в рабочих полостях 3 тоже будут равны нулю.

При подаче с программного блока электрического сигнала в точке г потенциал изменится. По цепи, состощей из резистора R , обмотки электромагнита 9, резистора Rgr потеЧет электрический ток. В результате падния напряжения на этих элементах меду точками в и г Установится, раница потенциалов Uf - U 3, которая будет приложена ко входам усилителя рассогласования 11. Усиленный им и усилителем мощности 8 электрический сигнал окгикется приложенным к питающей диагонали моста а-б. По цепиг обмотка электромагнита 9 - резистор

2 потечет ток и потенциал в точке в начнет возрастать. По мереего увеличения разность потенциалов и,- - Ug будет уменьшаться. Переходный процесс в указанных цепях завершится, когда в цепи обмотка электромагнита 9 - резистор Rjj установится некоторый ток, при котором . Этот ток создает в нагружающем магните 9 электромагнитную силу, приложенную к плунжеру 2, которая уравновесится силой давления газа в рабочих полостях 3, действующей на плунжер с противоположной стороны.

При подаче нового программного сигнала потенциал в точке г снова изменится, мост разбалансируется. Разность потенциалов Uj. -U окажется приложенной ко входам усилителя рассогласования 11.

В зависимости от того, в какой точке (в или г) потенциал больше, напряжение на выходе усилителя мощности 8 будет увеличиваться, или уменьшаться до тех пор, пока.вследствие изменения тока в цепи обмотка электромагнита 9 - резистор R потенциалы в точках в и г не сравняются. При этом значения электромагнитной нагружаквдей силы и силы давления газа в рабочих полостях 3 также изменяется.

Таким образом, различным значениям напряжения с выхода программного блока 7 будут соответствовать различные значения тока в обмотке электромагнита 9, а следовательно, и

f,

различные выходные давления задатчика.

Диапазон изменения тока в обмотке нагружающего электромагнита 9 и необходимый диапазон изменения напряжени на выходе программного блока зависят от соотношения сопротивлений обмотки электромагнита резисторов и Rg При выполнении условий :R Rogи К„ R о обеспечивается изменение

ио

управляющего тока в широких пределах при сравнительно малом диапазоне изменения программного сигнала.

Для обеспечения возможности регулировки диапазона изменения тока нагружающего магнита резистор R выполнен переменным.

Под действием протекающего тока электромагнит может сильно нагреваться. При этом меняется величина сопротивления его обмотки, а следовательн величина тока в ней; это может привети к значительной погрешности воспроизведения давлений на выходе задатчика. Однако изменение тока в обмотке электромагнита приведет к изменению потенциала Ug и при заданном постоянном значении потенциала и нарушится баланс моста, на выходе усилителя рассогласования 11 появится напряжение J усиленное усилителем мощности 8 оно приложится к цепи питания элек