Устройство регулирования давления в камере

(19) (И) С 05 1) 16 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИ ИДЕТЕПЬОМВУ 21) 34(22) 0 (46) О (72) Ю цев и (53) 6 56) 1. 11 ат кл. 6 3 К,2. Автор М 345477, к (прототип). ент Англии1205277, опублик, 1971,.ское свидетельство ССС л. 6 05 0 16/20, 1965" РОВАНИЯее дат-д котоом блооторого СЮРОЙСТВО РЕГУЛ КАМЕРЕ, содержа я в камере, вых ен с первым вхо я, второй вход задатчиком давл(54)(57)ДАВЛЕНИЯ Вчик давленрого соедиравненинен с ка с соед ОПИ САНИ Н АВТОРСЙОМУ 1319/18-24.04.8211,83. Бюл, В 41Й. Кабанов, Г.Д. ВладВ.К, Семенова1.646.4(088,8) баллон с газовой смесью, соединенный через редуктор и дроссель с ,магистралью питания камеры, магист раль сброса и блок коммутации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, в него введен широтно-импульсный модулятор, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а блок коммутации выполнен в . виде импуль ного двухпозиционного электромагнитного переключателя, выход кото. рого соединен с камерой, первый вход - с магистралью питания камеры, второй вход - с магистралью сброса., а управляющая обмотка - с выходом широтно-импульсного моду,лятора.Изобретение относится к автоматическому регулированию и можетбыть использовано в системах программного регулирования при моделировании физических воздействий наавиационное оборудование при его5экспериментальной обработке и испытании на надежность.Известно устройство регулирования давления в камере, содержащеерегулирующие органы, установленныена магистралях. питания и сбросадавления, камеры, датчик и задатчикдавления, связанные со схемойуправления регулирующими органами Я, 15Недостатком данного устройстваявляется низкая точность регулирования давления в камере.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяусъройство, содержащее датчик давления в камере, выход. которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход котЬрого соединен с задатчиком давления, авыход.с блоком управления, баллон с газовой смесью, соединенный через редуктор,дроссели и блок коммутациис магистралью питания камеры, которая через второй блок коммутации идроссели соединена с магистральюсброса. Приче 4 цатчик давления включает в себя пороговые чувствительные элементы, настроенные на заданные уровни давления 21Недостатком известного .Устройства является низкая точность регулирования в широком диапазоне изменения давления в камере из-за непостоянства коэффициента передачи. Устройства, который на каждом уровне давления зависит от зоны нечувствительности порогового элемента датчика,настроенного на данный уровень дав-,ления, и проходного сечения дроссе-.ля, подключенного к данному пороговому элементу. Необходимость согласования дискретного набора дросселей с зонами нечувствительности пороговых элементов и постояннойвремени наполнения (опорожнения),камеры не позволяет регулироватьдавление в камере с высокой точнос:,тью в широком диапазоне измейения,давления,55Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования устройства,.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеедатчик давления в камере, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которогосоединен с задатчиком давления,баллон с газовой смесью, .соединен-фный через редуктор и дроссель с магистралью литания камеры, магистраль сброса и блок коммутации, введен широтно-Импульсный модулятор, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а блок коммутации выполнен в виде импульсного двухпозиционного электромагнитного переключателя, выход которого соединен с камерой, первый вход - с магистралью питания камеры, второй вход - магистралью сброса, а управляющая обмотка - с вйходом широтно,-импульсного модулятораНа чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства регулирования давления в камере.Устройство. содержит датчик 1 давления в камере 2, баллон с газовой смесью 3, соединенный через редуктор 4 и дроссель 5 с магистралью питания б камеры 2, магистраль 7 сброса, подключенную к вакуум-насосу 8, блок 9 коммутации, выполненный в виде импульсного двухпозиционного электромагнитного переключателя, и широтно-импульсный модулятор 10Датчик 1 давления. соединен с первым входом, блока 11 сравнения, второй вход которого соединен с (программным) задатчиком 12 давления. Вход широтно-импульсного модулятора 10 соединен с выходом блока 11 сравнения.,Выход импульсного двухпозиционного электромагнитного переключателя 9 соединен с камерой 2, первый вход - с магистралью 6 питания камеры 2, второй вход - с магистралью 7 сброса, а управляющая обмотка - с выходом широтно-импульсного модулятора 10.Устройство работает следующим образом.Сигнал, пропорциональный заданному давлению, с программного задат-чика 12 поступает в блок 11 сравнения, где сравнивается с сигналом датчика 1 давления газа в камере 2, а разность сигналов с блока сравнения подается на вход широтно-импульсного модулятора 10, который фор. мирует импульсы управления переключателем 9. Переключатель 9 подсое- диняет камеру 2 поочередно с заданной частотой к магистрали б или 7.Ири выключенном положении переключателя 9 камера 2 подсоединена через магистраль 7 к вакуум-насосу8. Давление газа в камере 2 стремится к минимальному для устройства значению, Процесс изменения давления.в камере при откачке можно описать следующим образом:лД:1 е от где Р - текущее давление;1Рд - начальное давление;9 - время,1053075 ЗО Составитель Е. ДолгийРедактор Л. Гратилло Техред Д.Ач . Корректор О.Билак Заказ 8871/46 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственногр комитета. СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж., Раушская наб., де 4/5филиал ППП фПатент", г, УжГорОд, ул. Проектная, 4 1 : в " - постоянная времени откачки,бЧ - объем камеры;КЧ - объемная производительностьвакуум-насоса.При включенном положении переключателя 9 камера 2 подсоединена через магистраль б, дроссель 5 и редуктор 4 - к баллону 3 с газовой смесью, находящейся под давлением. При этом происходит выравнивание давления в камере 2 с давлением на выходе редуктора 4 со скоростью, зависящей от перепада давлений и характеристики дросселя 5, а имен-. но от площади проходного сечения, которая выбирается из условия обеспечения равенства полных времен откачки и заполнения камеры, те.г полное время заполнения сц, от минимального до максимального для предлагаемого устройства давления равно величине л ЗТом, Тогда в установившемся режиме величина среднего давления газа в камере практически линейно связана с коэффи.циентом заполнения- импульсов переключения переключателя 9, чем и обеспечивается стабилизация передаточного коэффифициента регулятора во всем диапазоне изменения давления, Уровень пульсации давления в камере 2 зависит от соотношения ве-, личин То и периода переключения переключателя 9 и может быть получен достаточно малым соответствующим выбором периода переключения.Введение в предлагаемое устройство широтно-импульсного модулятора, выполнение коммутирующего устройства в виде двухпозиционного переключателя -и выбор проходного сечения дросселя соответствунюцим образом позволили обеспечить постоянство коэффициента передачи разомкнутого контура системы регулирования, что дало возможность повысить качество программного регулирования давления в камере 2.,Цействйтельно, при обеспечениилравенства ц=01.,процесс изменения среднего значения давления в камере при ее периодическомпереключении на питающую магистраль аналоги-. чен процессу изменения среднего . значения напряжения на емкости интегрирующей КС-цепи при подаче на ее входпериодически повторяющихся импульсов напряженияПри этом"с "-Е - фсР Т5где 0, - среднее значение напряжения на емкости;Е - амплитуда входйого напряжения;л- длительность импульса;Т - период повторения импульсов.В данном случае при бб- =за 5001000 с обеспечиваются условия, прикоторыхл15 Р -Р -ц пт где Р - среднее значение давленияВв камере;Р - значение давления в питаю 120 щей магистрали,лс - длительность импульсов переключения камеры на питающую .магистраль.Учитывая, что25пргде 3 - коэффициент заполнения импульсов переключения камеры на питающую магистраль,получаемРк - РпПередаточные характеристики остальных звеньев контура регулированияЗ 5 (широтно-импульсного модулятора,блока сравнения, датчика) имеютдостаточно высокую линейность ине зависят от величины регулируемого давления в камере.Поэтому постоянство коэффициентапередачи разомкнутого контура системы регулирования в основном зависиттолько от обеспечения условия ол л Ч=6 РО или а = 3 . .Таким образом, введение в устройство широтно-импульсного модулятораи выполнение блока коммутации в виде импульсного двухпозиционногоэлектромагнитного переключателя, .атакже выбор площади проходного сел Ч50 чения дросселя из условия ад = - ,обеспечивают повышение точности ирасширение диапазона регулированияустройства в широком диапазоне из-менения давления 2500-120000 Па).