Цифровой имитатор воздушных сигналов

ОЛ ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 23)27 Союз Советских Социалистических Республик(- ,; нянечкезб3 тт.о- " л Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 23.1,1967 ( 112141/26-24 л. 42 ттт 2, 1 тОО с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 15,Х 1,1968, Бюллетень35 1 ПК С 060 Комитет по делам зобретений и открытий при Совете Министров СССРК 621-544-525(088.8) ата опубликования описания 19.111.196 Авторыизобретениаявител ЦИФРОВОЙ ИМИТАТОР ВОЗДУШНЫХ СИГН 1Известны устройства для обеспечения изменения давления в замкнутом объеме.Предложенный имитатор отличается от известных тем, что с целью повышения точности и быстродействия в нем два одинаковых канала связаны с общими источниками вакуума и избыточного давления. Каждый из каналов содержит две группы параллельно включенных электропневматических клапанов, соединяющих соответственно источники вакуума и избыточного давления с баллоном заданного давления, соединенным с датчиком давления, который через преобразователь частота - код связан с блоком управления. Выходные каналы блока управления соединены с управляющими каналами электропневматических клапанов грубой подачи, а блок вычисления производной через усилители соединен с управляющими каналами двух групп электропневматических клапанов.На фиг, 1 приведена блок-схема одного из каналов имитатора; на фиг. 2 - блок-схема одного разряда.Предложенный имитатор содержит баллон 1 сжатого воздуха, электропневматический клапан 2, баллон 3 заданного давления, испытуемую систему 4 воздушных сигналов, вакуумный насос 5, баллон б, в котором создается вакуум, электропневматический клапан 7, дискретный датчик давления 8, преобразователь частота - код 9, блок управления 10,блок 11 вычисления заданного давления, блок12 вычисления производной от заданного давления, усилители 13, электропневматические5 клапаны 14, усилители 15 и электропневматические клапаны 16.Имитатор имеет два одинаковых по структуре канала: полного давления с диапазоном50+1500 мм рт, ст. и статического давления10 с диапазоном 10+810 мм рт. ст,Баллон является источником давления, общим для обоих каналов. Единым источникомвакуума для двух каналов является насос 5с баллоном б.15 Давление, заданное управляющим сигналом,формируется в баллоне 3, который непосредственно связан с испытуемой системой 4.Баллон 3 связан с баллоном 1 магистральютрубопроводов, в которой стоит электропнев 20 матический клапан 2, и с блоком, содержащимшесть электропневматических клапанов 14.Аналогично баллон 3 связан магистралью сбаллоном б через электропневматический клапан 7 и с блоком, также содержащим шесть25 электропневматических клапанов 16.Электропневматические клапаны 2, 7, 14 и16 выполнены на одной конструктивной схеме,основные особенности которой заключаются вследующем.3) В герметичном корпусе расположен солсноид с якорем и регулируемое расходное отверстие,Перемещением иглы площадь расходного отверстия регулируется в пределах О - 2 мм-.Когда соленоид обестэчен, его якорь под действием пружины плотно закрывает расходноеотверстие. При подаче на соленоид напряжения якорь втягивается и расходное отверстиеоткрывается, Каждый электроппевматическийклапан при открывании обеспечивает строгоопределенный расход воздуха. Поэтому до начала работы имитатора производится настройка каждого электропневматического клапанана нужный расход с помощью расходомера,Текущее давление в баллоне 3 измеряетсядискретным датчиком давления 8, которыйработает следующим образом. На жесткомцентре чувствительного элемента (манометрическая коробка - для клапана полного давления; анероидная коробка - для канала статического давления) закреплен ферритовый сердечник, другим концом помещенный внутрькатушки индуктивности колебательного контура, который в совокупности со схемой Франклина образует генератор переменной частоты,Генератор опорной частоты также представляет собой совокупность колебательного контура и схемы Франклина.Стабильность генераторов 5 10 а при частоте около 11 кгпв. Балансный смеситель,фильтр низкой частоты и усилитель выполнены по обычной схеме.Преобразователь частота - код построенпо обычной схеме измерения и преобразования временного иннтервала в код на стандартных элементах. Точность .преобразователя0,05%.Точность датчика давления составляет 0,1%,Блок управления 10 связан с четырьмя младшими разрядами преобразователя частота -код 9 и блоком 11 вычисления заданного давления.Каждый разряд содержит схему сравнения,построенную на стандартных ячейках типаВЛ-З, потенциальных триггерах и стандартных усилителях.Система управления по производной состоитиз блока 12, двух усилителей 13 и 15 и двухблоков электропневматических клапанов 14 и1 б. Система управления имеет шесть разрядов,которые связаны с разрядом знака числа ишестью старшими числовыми разрядами блока 12,На схеме одного разряда (фиг. 2) числовойразряд 17 и разряд знака числа 18 связанылогической схемой 19, логической схемой 20 иусилителями 21 и 22.Входной канал электропневматического клапана 23 соединен трубопроводом с баллоном1, а выходной канал с баллоном 3, где формируется рабочее давление.,Входной канал электропневматического клапана 24 соединен трубопроводом с баллоном3, а выходной - с баллоном б, где создаетсявакуум насосом б.Известно, что скорость изменения давления в определенном объеме равна Р = СУ, где С - постоянный коэффициент, У - расход воздуха. Этот факт позволяет в основу работы имитатора положить дискретную систему управления по производной от заданного давления. Всей разрядной сетке чисел блока 12 вычисления производной заданного давления ставится в соответствие максимальное значение производной давления для заданного режима (+Р ах=А - Рп,ах=В). Из равенства Р = СУ определяются значения расхода К соответствующие каждому разряду значения производной заданного давления (со знаком + и со знаком- ). По найденным значениям расхода с помощью расходомера производят настройку расходных отверстий электропневматических клапанов. 5Ю1520 25 3035 40 45 50 55 60 б 5 ступает па вход блока управления 10. На Работа системы управления по одному разряду проходит следующим образом. Сигналы разряда числа 17 и разряда знака числа 18 (фиг, 2) поступают на схему И 20 и схему19.Если производная имеет знак + срабатывает схема 19, сигнал срабатывания которой через усилитель 21 открывает электро- пневматический клапан 23 и строго определенный расход воздуха поступает из баллона 1 в баллон 3, обеспечивая заданное изменение давления в баллоне 3,Если производная имеет знак в , срабатывает схема И 20. Сигнал через усилитель 22 открывает электропневматичвский клапан 24 и строго определенный расход воздуха вытекает из баллона 3 в баллон б, обеспечивая заданное изменение давления в баллоне 3, Вследствие утечек в системе, а также,погрешностей настройки расходных отверстий для каждого разряда, система управления связана только с шестью старшими разрядами блока вычисления производной из заданного давления, что обеспечивает формирование заданного давления в баллоне 3 с точностью до 3%.Чтобы обеспечить заданную точность фор. мирования давления в баллоне 3, применяется дополнительно система управления малыми расходами воздуха. Текущее значение давления измеряется датчиком давления. Жесткий центр чувствительного элемента перемещается пропорционально текущему давлению, что приводит к соответствующему перемещению ферритового сердечника относительно катушки индуктивности, а следовательно - к перестройке частоты генератора. Частота с гене. ратора и генератора стабильной частоты поступает на вход балансного смесителя. Балансный смеситель, фильтр низкой частоты и усилитель формируют разностную частоту, пропорциональную текущему давлению, Разностная частота преобразуется преобразователем частота - код 9 в двоичный код и подругой вход блока управления 10 поступает код из блока 11,Один разряд блока 10 управления при этом работает следующим образом. Когда сигнал на выходе преобразователя 9 отсутствует и приходит сигнал с блока 11, то данный сигнал проходит через блок 10 на усилитель и открывает электропневматический клапан 2, Воздух из баллона 1 поступает в баллон 3, давление в баллоне 3 повышается и рассогласование уменьшается.Когда отсутствует сигнал с блока 11 и приходит сигнал с преобразователя 9, то он проходит через блок 10 и усилитель, и открывает электропневматический клапан 7. Воздух из баллона 3 поступает в баллон 6. Давление в баллоне 3 и рассогласование уменьшаются.Когда на вход блока 10 одновременно приходят сигналы с преобразователя 9 и блока 11 или одновременно оба эти сигнала отсутствуют, на выходе блока 10 сигнала нет и электропневматические клапаны 2 и 7 остаются закрытыми. Предмет изобретения Цифровой имитатор воздушных сигналов,содержащий источники вакуума и избыточного давления, баллоны, электропневматичесие клапаны, усилители, блоки управления и вычисления производной, датчик давления и преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в ем 10 два одинаковых канала связаны с общпмчисточниками вакуума и избыточного давлея, каждьй из каналов содержит две группы параллельно включенных электропневматических клапанов, соединяющих соответственно источ ники вакуума и избыточного давления с баллоном заданного давления, соединенны: с датчиком давления, который через преобразователь частота - код связан с блоком управления, выходные каналы которого сосди нены с управляющими каналами электропневматических клапанов грубой подачи, а блок вычисления производной через усилители соединен с управляющими каналами двух групп электропневматических клапанов.Типография, пр. Сапунова Заказ 300/9 Тираж ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и Москва, Центр, п