Цифровой имитатор воздушных сигналов

 

ОЛ ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

23I2I7

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 1

",-".г " " . а * .-,;1„ —.,"„ :, и не октав

r - - -,т;о- -- ."

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.1.1967 (№ 1127141/26-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 15.Х1.1968. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 19.III.1969

Кл. 42m-, 1/00

МПК С 06d

УДК 621-544-525(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. Н. Глотов, И. Н. Крылов, Х. Ш. Липин, Ю. Б. Садомов, О. А. Тришкин и Л. М. Хохлов

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ИМИТАТОР ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ

Известны 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 8 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, блок

12 вычисления производной от заданного давления, усилители И, электропневматические

5 клапаны 14, усилители 15 и электропневматические клапаны 16.

Имитатор имеет два одинаковых по структуре канала: полного давления с диапазоном

50+ 1500 мм рт. ст. и статического давления

10 с диапазоном 10+810 мм рт. ст.

Баллон является источником давления, общим для обоих каналов. Единым источником вакуума для двух каналов является насос 5 с баллоном б.

15 Давление, заданное управляющим сигналом, формируется в баллоне 3, который непосредственно связан с испытуемой системой 4.

Баллон 8 связан с баллоном 1 магистралью трубопроводов, в которой стоит электропнев20 матический клапан 2, и с блоком, содержащим шесть электропневматических клапанов 14.

Аналогично баллон 8 связан магистралью с баллоном б через электропневматический клапан 7 и с блоком, также содержащим шесть

25 электропневматических клапанов 16.

Электропневматические клапаны 2, 7, 14 и

16 выполнены на одной конструктивной схеме, основные особенности которой заключаются в следующем.

30 В герметичном корпусе расположен солс231217

20 б5 ноид с якорем и регулируемое расходное отверстие.

Перемещением иглы площадь расходного отверстия регулируется в пределах Π— 2 мм.- .

Когда соленоид обестэчен, его якорь под действием пружины плотно закрывает расходное отверстие. При подаче на соленоид напряжения якорь втягивается и расходное отверстие открывается. Каждый электроппевматический клапан при открывании обеспечивает строго определенный расход воздуха. Поэтому до начала работы имитатора производится настройка каждого электропневматического клапана на нужный расход с помощью расходомера.

Текущее давление в баллоне 8 измеряется дискретным датчиком давления 8, который работает следующим образом. На жестком центре чувствительного элемента (манометрическая коробка — для клапана полного давления; анероидная коробка — для канала статического давления) закреплен ферритовый сердечник, другим концом помещенный внутрь катушки 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 ° при частоте около 11 кгпв. Балансный смеситель, фильтр низкой частоты и усилитель выполнены по обычной схеме.

Преобразователь «частота — код» построен по обычной схеме измерения и преобразования временного иннтервала в код на стандартных элементах. Точность .преобразователя

0,05%.

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 типа

ВЛ-З, потенциальных триггерах и стандартных усилителях.

Система управления по производной состоит из блока 12, двух усилителей 18 и 15 и двух блоков электропневматических клапанов 14 и

1б. Система управления имеет шесть разрядов, которые связаны с разрядом знака числа и шестью старшими числовыми разрядами блока 12.

На схеме одного разряда (фиг. 2) числовой разряд 17 и разряд знака числа 18 связаны логической схемой 19, логической схемой 20 и усилителями 21 и 22.

Входной канал электропневматического клапана 28 соединен трубопроводом с баллоном

1, а выходной канал с баллоном 8, где формируется рабочее давление. ,Входной канал электропневматического клапана 24 соединен трубопроводом с баллоном

8, а выходной — с баллоном б, где создается вакуум насосом 5.

Известно, что скорость изменения давления в определенном объеме равна P = CW, где

С вЂ” постоянный коэффициент, W — 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 (+Рпах:А; — Р„,.х — В). Из равенства Р „= CWmaz определяются значения расхода W, 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.

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 схему

19.

Если производная имеет знак «+» срабатывает схема 19, сигнал срабатывания которой через усилитель 21 открывает электропневматический клапан 28 и строго определенный расход воздуха поступает из баллона 1 в баллон 8, обеспечивая заданное изменение давления в баллоне 8, Если производная имеет знак« вЂ », срабатывает схема «И» 20. Сигнал через усилитель

22 открывает электропневматичвский клапан

24 .и строго определенный расход воздуха вытекает из баллона 8 в баллон б, обеспечивая заданное изменение давления в баллоне

8. 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 8 с точностью до 3%.

Чтобы обеспечить заданную точность формирования 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 генератора 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 поступает па вход блока управления 10. На

231217 другой 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 8, давление в баллоне 8 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 8 поступает в баллон 6.

Давление в баллоне 8 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, электропневматичес.,ие клапаны, усилители, блоки управления и вычисления производной, датчик давления и ïðåобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в нем два одинаковых канала связаны с общ.мч источниками вакуума и избыточного давления, каждгяй из каналов содержит две группы параллельно включенных электропневматических клапанов, соединяющих соответственно источники вакуума и избыточного давления с баллоном заданного давления, соединенны: i c датчиком давления, который через преобразователь «частота — код» связан с блоком управления, выходные каналы которого сосди®О нены с управляющими каналами электропневматических кл-панов грубой подачи, а блок вычисления производной через усилители соединен с управляющими каналами двух групп электропневматических клапанов.

231217 т иг

Фиг 2

Составитель В. И. Чернышев

Редактор В. Н. Торопова Техред Л. К. Малова Корректор А. П. Татариицева

Заказ 300)9 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, 2

Типография, пр. Сапунова, 2