Двухканальный задатчик давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в наземных контрольно-проверочных аппаратурах для задания и измерения пневмостимулов по двум независимым каналам при проверке навигационно-пилотажного оборудования летательных аппаратов с выдачей информации о значении задаваемых пневмостимулов во внешние устройства. Двухканальный задатчик давлений содержит источники избыточного 1 и вакуумметрического 2 давлений, пневмодроссели 3 и 4, первый ресивер 5, датчик 6 давлений, объект 7 контроля, вычислитель 8, интерфейс 9, индикатор 10, интерфейс 11 и дополнительно коммутатор 12 каналов, ресивер 13, датчик 14 давления, пневмоэлектроклапаны 15, 16, 17, блок 18 управления защитой объекта, интерфейс 19. Целью изобретения является повышение точности измерения задаваемого давления и защита объекта контроля от превышения предельных значений давлений. Сущность изобретения состоит в повышении точности измерения задаваемого давления и защите объекта контроля от превышения предельных значений давления за счет исключения дополнительной погрешности, определяемой временем автоматической отработки и стабилизации заданного уровня давления. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в наземных контрольно-проверочных аппаратурах для задания и измерения пневмостимулов по двум независимым каналам при проверке навигационно-пилотажного оборудования летательных аппаратов с выдачей информации о значении задаваемых пневмостимулов во внешние устройства.

Известно устройство для регулирования давления [1], содержащее источники высокого и низкого давлений, электропневматические клапаны для регулирования давления схемой управления, ресивер с размещенным внутри сильфоном (переменный объем), датчик обратной связи по давлению, пневматический и цифровой компаратор, блок выделения ошибок с детектором нулевой ошибки, цифроаналоговый преобразователь с усилителями и исполнительным механизмом линейного перемещения сильфона, регистр заставки и вычислитель управляемых сигналов.

Недостатками известного устройства являются дополнительная погрешность задания давления, связанная с отработкой заданного уровня давления с малым быстродействием, отсутствие защиты объекта контроля от превышения предельных значений давлений.

Аналогично в плане указанных недостатков можно рассматривать информацию [2].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для задания и автоматической стабилизации давления [3], которое автоматически отрабатывает значение задаваемого давления по команде "ввод" пульта управления.

Недостатками известного устройства являются наличие дополнительной погрешности, связанной с отработкой заданного уровня давления с малым быстродействием, отсутствие защиты объекта контроля от превышения предельных значений давлений.

Целью изобретения является повышение точности измерения задаваемого давления и защита объекта контроля от превышения предельных значений давлений.

Цель достигается тем, что в задатчик, содержащий источники избыточного и вакуумметрического давлений, соединенные с регулируемыми пневмодросселями, первый ресивер с установленным на нем первым датчиком давления, пневматически связанным с объектом контроля, вычислитель, соединенный двунаправленными линиями связи с индикатором через первый интерфейс и с вторым интерфейсом, введены коммутатор каналов, второй ресивер с установленным на нем вторым датчиком давления, пневматически связанным с объектом контроля, пневмоэлектроклапаны, блок управления защитой объекта и третий интерфейс, при этом первый и второй информационные входы коммутатора соединены соответственно с выходами первого и второго датчиков давления, управляющий вход коммутатора связан двунаправленной связью с вычислителем, выход - с вторым интерфейсом, выходы регулируемых пневмодросселей соединены через первый и второй пневмоэлектроклапаны с первым и вторым ресиверами, подключенными через третий пневмоэлектроклапан к атмосфере, причем управляющие входы пневмоэлектроклапанов подключены к выходам блока управления защитой объекта, вход которого соединен через третий интерфейс с выходом вычислителя.

Указанная совокупность отличительных признаков, обеспечивающая повышение точности задания давления по двум независимым каналам с защитой объекта от превышения давления за счет предложенной схемы, в известных решениях не обнаружена, что позволяет считать предложенное техническое решение удовлетворяющим критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена комбинированная структурная схема двухканального задатчика давлений.

Задатчик содержит источники избыточного 1 и вакуумметрического 2 давлений, соединенные с регулируемыми пневмодросселями 3 и 4, первый ресивер 5 с установленным на нем датчиком 6 давлений, соединенный с объектом 7 контроля, выходом пневмоэлектроклапана 15 и входом пневмоэлектроклапана 17, вычислитель 8, соединенный двунаправленными линиями связи с индикатором 10 через интерфейс 9 и через интерфейс 11 с коммутатором 12 каналов, входы которого соединены с датчиками 6 и 14 давления и через интерфейс 19 с блоком 18 управления защитой объекта 7 контроля, выходы которого соединены с управляющими входами пневмоэлектроклапанов 15, 16, 17, ресивер 13 с установленным на нем датчиком 14 давления, пневматически соединенный с выходами пневмоэлектроклапанов 16, 17, причем выходы пневмоэлектроклапанов 15, 16 пневматически соединены с регулируемыми пневмодросселями 3, 4.

Задатчик работает следующим образом.

Для задания определенного значения давления по каналу статического давления регулированием пневмодросселя 4 соединяют пневмотракт ресивера 5, предназначенный для сглаживания пульсаций давления, датчика 6 давления и первого входа объекта 7 контроля с источником 2 вакуумметрического давления. Датчик 6 давления, представляющий собой частотный преобразователь давления, принцип действия которого известен, осуществляет непрерывное измерение текущего давления в ресивере 5 и объекте 7 контроля и выдает информацию на первый вход коммутатора 12 каналов. С индикатора 10 через вычислитель 8 на первый вход коммутатора 12 каналов поступает сигнал, разрешающий прохождение сигнала с датчика 6 давления через второй интерфейс 11 в вычислитель 8, который производит преобразование сигнала датчика 6 давления, математические операции по линеаризации характеристики датчика 6 давления по записанной в его ПЗУ программе. Информация о величине задаваемого давления после произведенных математических действий с вычислителя 8 выводится через интерфейс 9 на индикатор 10 и блок 18 управления защитой объекта контроля.

Для задания определенного значения статического давления в объект 7 контроля необходимо на индикаторе 10 командное устройство вида давления (статическое или полное) установить в положение "статическое", при этом коммутатор 12 каналов через интерфейс 11 пропускает сигнал с датчика 6 давления в вычислитель 8, откуда после преобразования в код сигнал вида давления через интерфейс 19 поступает на вход бока 18 управления защитой, в результате чего пневмоэлектроклапан 15 открывается (пневмоэлектроклапан 17 закрыт) и соединяет пневмотракты датчика 6 давления, объекта 7 контроля и ресивера 5 через открытый предварительно регулируемый пневмодроссель 4 с источником 2 вакуумметрического давления. Регулируя положение пневмодросселя 4, добиваются увеличения (уменьшения) скорости задания давления в объект 7 контроля. Информация о текущем значении задаваемого давления визуально наблюдается оператором на табло индикатора 10, и по достижении заданного значения статического давления в объекте 7 контроля регулируемый пневмодроссель 4 закрывают и пневмотракт датчика 6 давления, объекта 7 контроля, ресивера 5 отсоединяется от источника 2 вакуумметрического давления, чем фиксируется заданное значение статического давления в объекте 7 контроля.

При задании статического давления в объект 7 контроля выше предельного значения сигнал датчика 6 давления через интерфейс 11, вычислитель 8 и интерфейс 19 поступает на вход блока 18 управления защитой, в результате чего пневмоэлектроклапан 15 закрывается, а пневмоэлектроклапан 17 открывается и избыток давления в пневмотракте датчика 6 давления, объекта 7 контроля и ресивере 5 выходит в атмосферу. Одновременно информация о превышении заданного давления с вычислителя 8 через интерфейс 9 выводится на табло индикатора10 и сигнализирует оператору о его неправильных действиях.

Для задания определенного значения полного давления в объекта 7 контроля необходимо на индикаторе 10 командное устройство вида давления (статическое или полное) установить в положение "полное", при этом коммутатор 12 каналов через интерфейс 11 пропускает сигнал с датчика 14 давления на вычислитель 8, откуда после преобразования в код сигнал вида давления через интерфейс 19 поступает на вход блока 18 управления защитой, в результате чего пневмоэлектроклапан 17 закрывается, а пневмоэлектроклапан 16 открывается и соединяет пневмотракт датчика 14 давления, объекта 7 контроля и ресивера 13 через предварительно открытый регулируемый пневмодроссель 3 с источником 1 избыточного давления. Информация о текущем значении задаваемого давления визуально наблюдается оператором на табло индикатора 10, и по достижении заданного значения полного давления в объекте 7 контроля регулируемый пневмодроссель 3 закрывают, пневмотракт датчика 14 давления, объекта 7 контроля и ресивера 13 отсоединяется от источника 1 избыточного давления, чем фиксируется заданное значение полного давления в объекте 7 контроля. При задании полного давления в объект 7 контроля выше предельного значения сигнал датчика 14 давления через интерфейс 11, вычислитель 8 и интерфейс 19 поступает на вход блока 18 управления защитой, в результате чего пневмоэлектроклапан 16 закрывается, а пневмоэлектроклапан 17 открывается и избыток давления в пневмотракте датчика 14 давления, объекта 7 контроля и ресивера 13 выходит в атмосферу. Одновременно информация о превышении заданного давления с вычислителя 8 через интерфейс 9 выводится на табло индикатора 10 и сигнализирует оператору о его неправильных действиях.

Принцип действия предлагаемого задатчика обеспечивает оперативное вмешательство оператора при визуальном обнаружении отклонения от заданного значения давления в объекте 7 контроля из-за наличия травления пневмотракта, а также автоматическую защиту объекта контроля при превышении предельного значения давления, что обеспечивает высокую надежность работы задатчика и исключает неправильные действия оператора.

В прототипе точность поддержания заданного значения давления определяется временем выхода на заданный уровень давления: t_o= t₄+t_ср, где t₄ - время измерения, которое определяется рабочей частотой блока микропроцессора и зависит от типа примененной элементной базы; t_ср - время работы следящей системы, определяемое временем срабатывания клапанов автоматической отработки и стабилизации заданного уровня давления и математической обработки по расчету управляющих воздействий в блоке микропроцессора.

Кроме того, прототип имеет динамическую погрешность, определяемую скоростью заданного давления.

Таким образом, предложенный двухканальный задатчик давлений по сравнению с прототипом имеет более высокую точность задания давлений за счет исключения дополнительной погрешности, определяемой временем автоматической отработки и стабилизации заданного уровня давления; имеет защиту объекта контроля от превышения предельных значений давления, что исключает возможность вывода из строя объекта контроля.

Формула изобретения

ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ЗАДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий источники избыточного и вакууметрического давления, соединенные с регулируемыми пневмодросселями, первый ресивер с установленным на нем первым датчиком давления, пневматически связанный с объектом контроля, вычислитель, соединенный двунаправленными линиями связи с индикатором через первый интерфейс с вторым интерфейсом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности задатчика и надежности путем защиты объекта контроля от превышения предельных давлений, в него введены коммутатор каналов, второй ресивер с установленным на нем вторым датчиком давления, пневматически связанным с объектом контроля, пневмоэлектроклапаны, блок управления защитой объекта и третий интерфейс, при этом первый и второй информационные входы коммутатора соединены соответственно с выходами первого и второго датчиков давления, управляющий вход коммутатора связан двунаправленной связью с вычислителем, выход - с вторым интерфейсом, выходы регулируемых пневмодросселей соединены через первый и второй пневмоэлектроклапаны с первым и вторым ресиверами, подключенными через третий пневмоэлектроклапан к атмосфере, причем управляющие входы пневмоэлектроклапанов подключены к выходам блока управления защитой объекта, вход которого соединен через третий интерфейс с выходом вычислителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1