Пневматический аналого-цифровой преобразователь

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 27,11,1970 ( 1421641/18-24) 6 д 7/ОО бд 5/00 присоединением заявкиомитет па пела Приор ите аобретений и открыти прн Совете Министров Опубликовано 28.Х,1971. БюллетеньДата опубликования описания 22,Х 11.197 53-525 вторызобретени А. М. Зеликман и А, В, Машбиц пециальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии-цифровым преобдерж зова ляет Изобретение относится ктехнике, а именно, к аналогоразователям.Известные преобразователи такого рода соат собственно цифро-аналоговые преобра тели и реверсивные счетчики, что опредесложность их схемы.Цель изобретения - упрощение схемы греобразователя, Цель достигается тем, что устройство снабжено входными (постоянной и 10 пульсирующей) емкостями, подключенными через контакты к входам параллельно соединенных цепей, каждая из которых соцер:кит одну разрядную емкость, последовательно соединенную с повторителем. Выходы цепей че рез контакты подключены к усилителюсдвумя входами, а узел синхронизации выполнен в виде входногоимпульсатора и обегающего устройства, выходы которого соединены с контактами параллельных цепей и через элемент 20 ИЛИ и управляющий импульсатор - с контактами подачи питания и давления подпора,Схема устройства приведена на чертеже.Преобразователь содеркит и параллельных гетвей, каждая из которых состоит из разряд ной емкости 1;, повторителя 2, и контактов 3;, 4;, 6,;, 6; (1=1, 2, , и). Емкости 1, - 1 непосредственно соединены с глухими камерами соответствующих повторителей 2, - 2, через контакты 3 - 3 - с рабочей камерой пульси рующсй емкости 7, а через контакты 4, - 4, - с источником давления нулевого уровня Ра. Выходы повторителей 2, - 2, через контакты 6, - бподключены к прямому входу () усилителя 8. К инверсному входу ( в ) усилителя подведено давление подпора Р а выход усилителя, являющийся выходом преобразователя, соединен с управляющими цепями контактов 6, - 6 в параллельных ветвях. Обьсмы разрядных емкостей 1, - 1(совместно с глухими камерами повторителей) относятся как двоичные разряды, причем старший разряд размещен в первой ветви (емкость 1), а младший - в последней (емкость 1,) .Рабочая полость емкости 7 через контакт 9 соединена с источником давления Р а, а через контакт 10 - с входной емкостью 11, которая через контакт 12 подключена к источнику входного сигнала Р Управляющая полость емкости 7 через контакт 13 подключена к источнику давления питания Р а через контакты 14, 16 и 16 - к источникам давления нулевого уровня Р и давления подпора Ро. Прямой вход (+) усилителя 8 соединен через контакт 17 с источником Р,.Управление работой преобразователя осуществляет узел синхронизации, содержащий входной импльсатор 18, обегающее устройство 19, дешифратор ИЛИ 20 и управляющий импульсатор 21.На вход командного блока поступает сигналР от внешнего устройства. Сигнал Рнепосредственно управляет контактами 9, 13 и 14 и поступает на импульсатор 18, выходной сигнал Р, которого управляет контактами 10 и 12, и на обегающее устройство 19. Обегающее устройство имеет и выходов Р, - Р, на каждом из которых поочередно через равные интервалы времени появляются сигналы Р Р , Рь , Р,. Каждый выход Р; обегающего устройства 19 соединен с цепями управления соответствующих контактов 3; и 5, и с входом дешифратора ИЛИ 20. Выходной сигнал Р, дешифратора 20 поступает в управляющие цепи контактов 4, - 4,17 и на вход импульсатора 21, выходной сигнал которого Р, управляет контактами 15 и 16. Контакты 3 - 3, 5, - 5, 1 О, 14 и 16 в нормаль разомкнуты, а контакты 4, - 4, 6 в , 2, 13, 15 и 17 - нормально замкнуты,Работа устройства сводится к преобразованию входного давления Р в пропорциональное весовое количество газа н к распределению этого количества между разрядными емкостями, объемы которых пропорциональны весам разрядов числа, записанного в коде.В исходном состоянии (Р=О) входная емкость 11 сообщена с источником давления Р;, Рабочая полость емкости 7 соединена с источником давления подпора Ро, а управляющая - с источником давления Р,. Разрядные емкости 1, - 1 и прямой вход усилителя 8 соединены с источником Р,. Сигнал на выходе усилителя отсутствует, Р=О. Усилитель 8 настроен таким образом, что при появлении на его прямом входе (+) сигнала Р на его выходе формируется единичный сигнал Р, = 1.При подаче на вход узла синхронизации сигнала Р,=1 переключаются контакты 9, 13 и 14 и на выходе импульсатора 18 появляется единичный импульс Р,=1, который перемыкает контакты 10 и 12. Рабочая полость емкости 7 отключается от источника Р а управляющая полость подключается к источнику Ро. Емкость 11 соединяется с рабочей полостью емкости 7, отключившись от источника входного сигнала Р Из емкости 11 в рабочую полость емкости 7 перетекает количество газа, равное(Р вх Ро) 1 в КТ где Р - текущее значение входного давления,Уо - объем емкости 11,Р - газовая постоянная,Т - абсолютная температура.При исчезновении импульса Р(Р= О)контакты 10 и 12 возвращаются в исходное положение, отключив емкость 11 от рабочей полости емкости 7. Весовой заряд 6 в рабочейполости емкости 7 пропорционален текущейвеличине входного сигнала Р,.Сигнал Р поступает также на вход обегающего устройства 19, и после исчезновения им пульса Рна первом выходе обегающего устройства появляется сигнал Р=1. Одновременно на выходе дешифратора 20 и импульсатора 21 появляются соответственно сигналы Р=1 и Р, =1, Сигнал Р=1 замыкает контакты 3 и 5, в первой ветви, в которой размещена разрядная емкость стар 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5560 65 разрядной щего разряда 10 сигнал Р=1 размыкает контакты 4 - 4 и контакт 17, отключив разрядные емкости 1, - 1 и прямой вход (+) усилителя 8 от источника Ро, а сигнал Р, переключает контакты 15 и 16. Управляющая полость емкости 7 подключается к источнику Ро, и газ из рабочей полости емкости 7 нагнетается в разрядную емкость 1.Нагнетание газа в емкость прекращается после того, как давление в разрядной емкости возрастает до величины Р, или при полном вытеснении газа из рабочей полости емкости 7 в разрядную емкость.Количество газа, необходимое для повышения давления в разрядной емкости 1, до величины Р о, равно(2)ЯТгде Р; - объем соответствующейемкости.Если 6) бто при повышении давления в разрядной емкости до Р о на выходе усилителя формируется сигнал Роы= 1) который размы кает контакты б - 6,.Если 6(6 то давление в емкости 1 меньше, чем Ро, и сигнал равен О.Далее сигнал на выходе импульсатора 21 исчезает (Р, =О), контакты 15 и 16 возвращаются в исходное состояние. Управляющая полость емкости 7 подключается к источнику Ро и происходит отсасывание газа из ветви с емкостью 1, в рабочую полость емкости 7.При 6)6, количество газа 6, которое перетекает в емкость 7, равнобх - 6 61При 6(6, в емкости 7 возвращается все количество газа, вытесненное в емкость 1 при нагнетании.При исчезновении сигнала Ра следовательно, и Р,(Р=О и Р=О) контакты 3 и 5 размыкаются, а контакты 4 - 4 и 17 замыкаются. Разрядные емкости 1, - 1 и прямой вход усилителя 8 подключаются к источнику Ро.На следующем выходе обегающего устрой. ства 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 (младшего разряда) подключена к ем. кости 7. Весовой заряд 6 полностью распределяется по разрядным емкостям 1, - 1 (6=0). При обегании разрядных емкостей 1 - 1 на выходе преобразователя возникают дискретные сигналы (1 и О), соответст318932 Предмет изобретения Составитель Н. Лани Рсдакт ехред Л. Н, Богдан лова Корректоры: М. Коробоваи А. Абрамова Заказ 3535/17 Изд.1478 Тираж 473 ПодписиЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СГ Москва, Я, Раушская нао., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова,вующие разрядам числа, равного по величине входному аналоговому сигналу,После окончания цикла и снятия сигнала Р, (Р,=О), контакты возвращаются в исходное состояние, и преобразователь готов к очередному циклу работы,При установке индивидуальных усилителей и клапанов в каждой параллельной ветви возможно преобразование входного сигнала в параллельном коде. Пневматический аналого-цифровой преобразователь, содержащий разрядные постоянные емкости, величины объемов которых пропорциональны степеням числа два, повторители,усичитечь с двумя входами коммутирующие контакты, управляемые узлом синхронизации и логические элементы, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, он снабжен 5 входными постоянной и пульсирующей емкостями, подключенными через контакты к входам параллельно соединенных цепей, каждая из которых содержит одну разрядную емкость, последовательно соединенную с повторите лем, 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 15 цепей и через элемент ИЛИ и управляющийимпульсатор - с контактами подачи питания и давления подпора.