Стохастический преобразователь пневматических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1697098 9) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТО У СВИДЕТЕЛЬСТВУ мам сов с упшиной, множефровые ано для ов расчноразоваяющие: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Рязанское специальное конструкторское бюро Научно - производственного объединения "Нефтехимавтоматика"(56) Авторское свидетельство СССРМ 826389, кл. О 08 С 23/00, 1979,Авторское свидетельство СССРВ 1418795, кл, 8 08 С 23/00, 1987,(54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к системам сопряжения пневматических датчиков с управляющей вычислительной машиной,предназначено для преобразования множества пневматических сигналов в цифровыесообщения и может быть использовано дляввода в управляющую вычислительную машину сигналов датчиков расхода, темпераИзобретение относится к систе пряжения пневматических датчико равляющей вычислительной ма предназначено для преобразования ства пневматических сигналов в ци сообщения и может быть использов ввода в управляющую вычислитель шину сигналов от множества датчик хода, температуры, плотности и неэлектрических параметров,Цель изобретения - повышение сти преобразователя,На фиг.1 приведена схема преоб теля; на фиг,2 - диаграммы, поясн(51)5 6 08 С 23/00, О 08 В 23/00 туры, плотности и других неэлектрических параметров. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Для этого в преобразователь, содержащий пневматические датчики 1, блоки 2 сравнения, элементы И 8, счетчики 9 и генератор 7 шума, введены блок 3 управления, датчик 4 давления, блок 5 анализа ошибки, формирователь 6 сигналов ошибки и блок 10 вычисления давления. Для заданной величины периода развертывающей пилообразной функции темп выдачи случайных пневматических сигналов возрастает более чем в и раз (и - число испытаний, проводимых на периоде развертывающей пилообразной функции прототипа). Это позволяет как минимум в и раз повысить точность измерения входных пневматических сигналов, В преобразователе темп формирования слуЧайных пневматических сигналов определяется только динамическими характеристиками пневмопровода. 3 ил. работу преобразователя; на фиг.3 - выпал- (," нение блока анализа ошибки, блока управ- К) ления и формирователя сигнала ошибки, рПреобразователь содержит пневматические датчики 11,1 П, блоки 212 П сравне- с ния, блок 3 управления, датчик 4 давления, ф блок 5 анализа ошибки, формирователь 6 - ф сигнала ошибки, генератор 7 шума, элементы И 81.8 п, счетчики 9 ь 9 П, блок 10 вь:числения давления.Генератор 7 шума может быть выполнен из цифроаналогового преобразователя 11, постоянного программируемого устройства 12 и счетчика 13.Блок 3 управления может быть выпол. нен из резисторов 14-17, транзисторов 18 и 19, диодов 20 и 21 и электропневмопреобразователей 22 и 23 с замыкающими контак. тами 24 и 25 соответственно, Блок 5 анализа ошибки может быть выполнен из резисто" ров 26 - 29 и операционного усилителя 30,Формирователь б сигнала ошибки мо. жет быть выполнен из двухпорогового амп лигудного дискриминатора 31 и ждущего мультивибратора 32.Преобразователь работает следующим образом, С выходов пневматических датчиков 11,12.1 п поступают сигналы давления Р 1,Р 2 Рп фиг.2) на входы блоков 21,222 п сравнения, Датчик 11 может служить датчиком эталонного давления; при этом Р 1=Рмакс 1 Рмакс - МаКСИМаЛЬНОЕ ИЗМЕряЕМОЕ давление). На графике фиг,2 Р 1) представлены оазличные давления на выходах соответствующих датчиковР 1 = РмаксР 2 = 0,75 Рмакс.Рз = 0,5 РмаксРп = 0,25 Р макс,С выхода генератора шума 7 поступает аналоговый сигнал Ош, соответствующий некоторому случайному числу из множества равномерно распределенных чисел, В блоке 5 этот сигнал сравнивается с сигналом Оп на выходе датчика 4 давления, который измеряет давление в данный момент в коллекторе, соединяющем все вторые входы блоков 21,222 п, В блоке 5 производится нахождение текущей ошибкиЛО:= Оп - ОшЭта разность воздействует на блок 3 управления. Если она положительная, открывается клапан электропневмопреобразователя, который соединяет вышеуказанный коллектор с атмосферой, в результате чего давление Р(т) в нем падает. Если Л О: О открывается клапан, соединяющий пневмопривод с питающей пневмосетью, а первый клапан закрывается, В результате этого давление Р(т)в пневмоприводе повышается. Таким образом осуществляется авторегулирование к выполнению условия;ЛО=ОРелейный характер регулирования Р(1) позволяет максимально повысить быстродействие системы, которое определяется только инерционностью коллектора..После прихода системы авторегулирования в устойчивое состояние, характеризуемое уравнениемЛО=Оп-Ош=О блок б формирует импульс для счетчика 13, с помощью которого выбирается следующее случайное число из блока 12, и цикл повторяется. Одновременно тот же импульс 5 с блока б поступает на вторые входы элементов О 81,828 п, на первые входы которых поступают сигналы с блоков 21,22,.2 п сравнения, Последние работают по алгоритмуОаых = Р(1)Р10 О аых = 0 Р (1)Рьгде Р (1) - давление в пневмоприводе (фиг.2),Таким образом, для датчика с сигналомР 1= Р макс На ПЕРВОМ ВЫХОДЕ ВСЕГДа ПРИСУтствует логическая единица, для других зна чений Р 1 появление логической единицы напервых выходах соответствующих элементов И 82,8 э 8 п определяется вероятностью выполнения условия Р(1)РьПри появлении единичных уровней на 20 первых входах соответствующих элементовИ 82,8 з,.8 пимпульс с блока б проход лт на счетчики 91,92.,9 п.Для заданного числа испытаний Й 1 всчетчик 91 записывается число й 1, а во все 25 другие значения Мь определяемые выполнением условий Р (т)РьБлок 10 последовательно считываетзначения й 1, М 2, Из% занесенные в соот ветствующие счетчики, и согласно алгоритмуКР = М Рмакс -М 1Где МРмакс код максимального значения35 давления; М - число в соответствующемсчетчике; М 1 - число в счетчике 91,определяет значение кода параметра Р 1,Для объема испытаний М 1 = 24 (фиг,2) всоответствующих счетчиках накоплены чис 40 ла М 1=24(фиг.2,а), М 2=18(фиг,2,в), Из=12фиг,2,с), Мп = б (фиг.2,д).Соответственно в блоке 10 вычислениядавления получены значения, бРп = Рмаксу = 0,25 РмаксТаким образом, в 24 испытаниях получены точные значения измеряемых параметров, 1697098Измерения давления в коллекторе, соединяющем вторые входы блоков 22 П сравнения, введение контура авторегулированияпо электрическим установкам случайных равномерно распределенных чисел позволяют 5максимально увеличить темп генерациипневматических случайных чисел, что позволяет наиболее эффективно реализовать метод Монте-Карло для измеренияпневматических сигналов. Погрешность метода определяется быстродействием сравнивающих устройств и может быть определенапо приближенной формуле (см. СпекторС.А, Электрические измерения физическихвеличин: Методы измерений: Учебное пособие для вузов, Л.: Электроатомиздат, Ленинградское отделение, 1987, с. 84):у=3(1 х)2,где 1 - максимальная частота измеряемогосигнала;20х - время срабатывания блока сравнения.Для реально существенных объектов спневматическими датчиками 15 Гц времясрабатывания блока сравнения х = 2 10 2 с.у=Э(10 10) 0,0 З;,т.е. погрешность метода немного меньшепогрешностей составляющих стохастический преобразователь блоков. Формула изобретения Стохастический преобразователь пневматических сигналов, содержащий пневматические датчики, выходы которых соединены с первыми входами одзименных блоков сравнения, выходы которых подключены к первым входам одноименных элементов И, выходы которых соединены с входами одноименных счетчиков, вторые входы блоков сравнения объединены, вторые входы элементов И объединены, генераторшума, отличающийся тем,что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены датчик давления, блок анализа ошибки, блок вычисления давления, формирователь сигнала ошибки и блок управления, выход блока управления соединен со вторым входом одного из блоков сравнения и через датчик давления подключен к первому входу блока анализа ошибки, выход которого соединен с входом блока управления и через формирователь сигнал.-. ошибки подключен ко второму входу одного из элементов И и к входу. генератора шума, выход которого соединен со вторым входом блока, анализа ошибки, выходы счетчиков подключены к соответствующим входам блока вычисления давления.1697098 кь Флиер Составитель Н,СмирноТехред МЛлоргентал ектор А.Осауленк едактор Б.Федотов Заказ 4308 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, Подписноепо изобретениям и открыти-35, Раушская наб 4/5 при ГНТ ССС водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Пр 5 Илд 7 Олма 4 7