Пневматический аналого-цифровой преобразователь

Союз Советских Социалистицесних Республикависимое от авт. свидетельства673187/18-24 аявлено 22 Ч 1,19 М, Кл, г 15 с 4/О исоединением заявкиПриорит сударстеенныи комитет света Министров СССР оо делам изобретенийи открытий бликовано 05.ЧН,1973, Бюллетень681.325,53-525".01 СЗЯАЯ,г 4,.ЦЙ АвторыизобретенЗаявитель А. В, Машбиц и Л, Н. Нисмаи ециальное конструкторское бюро по автома в нефтепереработке и нефтехимииИзобретение 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 повышения быстродействия в предложенном пневматическом аналого-цифровом преобразователе блок преобразования давления в число импульсов содержит и 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 и сдвоенных нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов, управляющие входы которых подключены к выходам импульсаторов в соответ ствующей параллельной цепи. Входы нормально замкнутых контактов подключены к выходам блока управления, а их выходы - к управляющим входам нормально разомкнутых контактов соответствующей параллельной 10 цепи; входы нормально разомкнутых контактов подключены к каналу нулевого давления, а выходы - ко входу соответствующей параллельной цепи.На чертеже изображен пневматический ана лого-цифровой преобразователь с двумя параллельными цепями.Устройство содержит блок 1 преобразования давления в число импульсов, подключенный к блоку 11 преобразования числа импуль сов в цифровой код, и блок управления 111.Блок 1 преобразования давления в числоимпульсов содержит входную емкость 1, подключенную через контакт 2 к каналу входного давления Р а через контакт 3 - к 25 рабочей полости пульсирующей емкости 4, управляющая полость которой соединена через контакты 5 и б соответственно с каналами давления считывания Ри нулевого давления Ре; и параллельных цепей, подключенных че рез нормально разомкнутые контакты 7 7, к389294 35 40 45 5 О55 60 65 рабочей полости пульсирующей емкости. Каждая цепь содержит последовательно соединенные эталонную емкость 8, (8), усилитель 9 г (9) и имьульсатор 10, (О,), выход которого подключен к выходу блока 1 преобразования давления в число импульсов, Выход емкости каждой цепи соединен с прямым входом усилителя, инверсный вход которого соединен с общим каналом давления считывания Р. Объемы емкостей в параллельных цепях относятся между собой как числа степенного ряда с основанием два и целыми четными степенями. Цепи коммутируются с помощью ц сдвоенных нормально разомкнутых 11 11, и нормально замкнутых 12 12, контактов, управляющие входы которых подключены к выходам импульсаторов в соответствующей параллельной цепи. Входы нормально замкнутых контактов 12 12, подключены к выходам блока. управления, а их выходы - к управляющим входам нормально разомкнутьгх контактов 7 ь 7 соответствующей параллельной цепи. Входы нормально разомкнутых контактов 11 11, подключены к каналу нулевого давления Рю, а их выходы - ко входу соответствующей параллельной цепи,Блок 11 преобразования числа импульсов в цифровой код состоит из и двоичных счетчиков 13 13, каждый из которых подключен к выходу соответствующег импульсатора. Выходы счетчиков являются выходами аналогоцифрового преобразователя. Блок управления 111 состоит из контактов 14 и 15, импульсатора 1 б, линии задержки 17, генератора импульсов 18,и дискретной линии задержки 19.Преобразователь работает следующим образом.В исходном состоянии входная емкость 1 сообщена с каналом входного давления Р,. Управляющая полость пульсирующей емкости 4 сообщена с каналом нулевого давления Рю. В емкостях 8 ь 8 и соединенных с ними камерах прямых входов усилителей 9 и 9, находится газ также под давлением РВключение преобразователя производится замыканием контакта 14. При этом давление питания поступает в импульсатор 1 б и в линию задержки 17. Импульсатор 1 б управляет контактами 2 и 3 и двоичными счетчиками 13 и 13,. При замыкании контакта 14 импульсатор 1 б одновременно размыкает контакт 2 и замыкает контакт 3. Тем самым входная емкость 1 отсекается от канала входного давления Р. и соединяется с рабочей полостью пульсирующей емкости 4. Из емкости 1 в рабочую полость пульсирующей емкости 4 перетечет количество газа, равноеР вх Ро) 1(ят где 1(, - объем рабочей полости емкости 4; Я - газовая постоянная; Т - абсолютная температура; 5 о 15 ю 25 зо Весовой заряд 6 в рабочей полости емкости 4 пропорционален текущей величине входного давления Р Одновременно импульсатор 1 б посылает импульс установки нуля на счетчики 13 г и 13, сбрасывая показания предыдущего замера.Давление питания поступает также в линию задержки 17, управляющую контактом 15. При замыкании контакта 15 включается генератор импульсов 18, управляющий контакгами 5 и б и дискретной линией задержки 19.Генератор импульсов 18 размыкает контакт б и замыкает контакт 5, и тем самым отключает управляющую полость пульсирующей камеры 4 от канала нулевого давления Рю и сообщает ее с каналом давления считывания Р величина которого определяет величину квантования входного сигнала.При работе генератора импульсов 18 на выходах дискретной линии задержки 19 поочередно, через равные интервалы времени, появляется сигнал, который,.проходя через нормально-замкнутый контакт, замыкает нормально-замкнутый контакт (7 ь 7). При этом в первую очередь выходные сигналы дискретной линии задержки замыкают контакт 7, в цепи с большей емкостью 8,.При замыкании контакта 7, из рабочей полости пульсирующей емкости 4 в эталонную емкость 8 г поступит количество газа, равное(2ят где 1( - объем эталонной емкости 8, и соединенной с ней камеры прямого входа усилителя 9 ьЕсли при переходе в эталонную емкость 8 г весового заряда 6, давление в камере прямого входа усилителя 9, станет равным давлению Рв камере его инверсного входа, на выходе усилителя сформируется единичный сигнал и сработает импульсатор 10 Счетчик 13, зафиксирует измеренный весовой заряд газа 6 ь Одновременно выходной сигнал импульсатора 10, разомкнет контакт 12 г и замкнет контакт 11 в результате чего разомкнется контакт 7, и находящийся в емкости 8, заряд газа 6, будет сброшен в линию Рю.При исчезновении единичного сигнала на выходе импульсатора 10, контакты 7 11, и 12 займут исходное положение. Продолжительность импульса, формируемого на выходе импульсатора 10 ь меньше цикла работы генератора импульсов 18. Очередной сигнал генератора 18 через последующий выход линии задержки 19 пройдет через замкнутый контакт 12 г и замкнет контакт 7 ь Цикл повторится.В случае когда в рабочей камере емкости 4 останется заряд воздуха менее 6 давление в камере прямого входа усилителя 9, будет меньше Р,. На выходе импульсатора 10, будет нулевой выходной сигнал и при срабатывании контактов 5 и б, управляемых генератором импульсов, заряд газа из эталонной каПодпнсноССР Изд,765 Тираж 678 сударственного комитета Совета Минпстро по делам изобретений и открытий Москва, 5 К, Раушская наб д, 45 Типография, пр, Сапунова, 2аказ 2833/1 ИИПИ меры 8, перейдет обратно в рабочую полость пульсирующей емкости 4.В этом случае переток оставшегося заряда газа из емкости 4 в емкость 8 и обратно будет продолжаться до тех пор, пока выходной сигнал дискретной линии задержки не поступит на контакт 7, и не замкнет его. Начнет функционировать вторая цепь,В эталонную емкость 8, будут поступать весовые заряды газа, равныеР сн РО)З(3)йТ где Кз - объем эталонной емкости 8 и соединенной с ней камеры прямого входа усилителя 9 з.Далее работа преобразователя продолжается, как было описано. Предмет изобретенияПневматический аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок преобразования давления в число импульсов, подключенный и блоку преобразования числа импульсов в цифровой код и выполненный с пульсирующей емкостью, рабочая полость которой через последовательно соединенные контакты и входную емкость подключена к каналу входного давления, а управляющая полость соединена через контакты с каналами нулевого давления и давления считывания,и блок управления, выходы которого подключены к управляющим цепям контактов блока преобразования давления в число импульсов, отгичающайся тем, что, с целью повышения быстродействия, блок 5 преобразования давления в число импульсовсодержит гг параллельных цепей, подключенных черз нормально разомкнутые контакты к рабочей полости пульсирующей емкости, каждая из которых содержит последовательно 10 соединенные эталонную емкость, усилитель иимпульсатор, выход которого подключен к выходу блока преобразования давления в число импульсов, причем выход емкости каждой цепи соединен с прямым входом усили теля, инверсный вход которого соединен с общим каналом давления считывания, а объемы емкостей в параллельных цепях относятся между собой как числа степенного ряда с основанием два и целыми четными степенями, 20 и п сдвоенных нормально разомкнутых инормально замкнутых контактов, управляющие входы которых подключены к выходам импульсаторов в соответствующей параллельной цепи, входы нормально замкнутых контак тов подключены к выходам блока управления,а их выходы - к управляющим входам нормально разомкнутых контактов соответствующей параллельной цепи, входы нормально разомкнутых контактов подключены к каналу 30 нулевого давления, а выходы - ко входу соответствующей параллельной цепи.