Способ цифроаналогового преобразования и струйно-пневматический цифроаналоговый преобразователь
Владельцы патента RU 2782632:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА Российский технологический университет» (RU)
Группа изобретений относится к области преобразователей дискретных и аналоговых сигналов, в частности к пневматическим цифроаналоговым преобразователям. Способ цифроаналогового преобразования основан на представлении числа в двоичном коде, пропорционального моментам силового действия струй, и заключается в том, что пластину 1 устанавливают с возможностью изменения и регистрации угла ее поворота, подвешивают на газовой опоре 2. Ряд сопел соединяют с цифровой схемой 3 в соответствии с возрастающими значениями веса сигналов и располагают разно удаленно от центра вращения пластины 1, согласно их положительным и отрицательным значениям, по обе стороны пластины 1. Между считывающим соплом 4 и питающим дросселем 6 располагают междроссельную камеру 7, связывают ее с входом усилителя мощности 8 и компенсационным соплом 11. Силовое действие струй на пластину 1 выполняют с одинаковым давлением перед соплами схемы 3. Усилитель 8 выполняют пневматическим мембранным. Сопло 11 и сопло обратной связи 10 располагают до и после усилителя 8 соответственно. Группа изобретений направлена на упрощение настройки и увеличение точности преобразования дискретных сигналов, представленных в двоичном коде, в непрерывный аналоговый сигнал. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области преобразователей дискретных и аналоговых сигналов, в частности к пневматическим цифроаналоговым преобразователям.
Из уровня техники известен способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразователя (см. SU 1714808 A1, 23.02.1992, H03M1/10), принятый за аналог.
Из уровня техники известен способ цифроаналогового преобразования и струйно-пневматический цифроаналоговый преобразователь (см. SU 474813 A1, 25.06.1975, G06G5/00), принятый за прототип. Способ цифроаналогового преобразования основан на представлении числа в двоичном коде пропорционального моментам силового действия струй и заключается в том, что пластину устанавливают с возможностью изменения и регистрации угла её поворота, подвешивают на газовой опоре, ряд сопел соединяют с цифровой схемой в соответствии с возрастающими значениями веса сигналов и располагают разно удаленно от центра вращения пластины, согласно их положительным и отрицательным значениям, по обе стороны пластины, между считывающим соплом и питающим дросселем располагают междроссельную камеру, связывают её со входом усилителя мощности и компенсационном соплом. Струйно-пневматический цифроаналоговый преобразователь содержит пластину, установленную с возможностью изменения и регистрации угла её поворота, подвешенную на газовой опоре, ряд сопел, соединенных с цифровой схемой в соответствии с возрастающими значениями веса сигналов и расположенных разно удаленно от центра вращения пластины, согласно их положительным и отрицательным значениям, по обе стороны пластины, компенсационное сопло, сопло обратной связи и считывающее сопло, дроссель, усилитель мощности с коэффициентом усиления, большим единицы, причем между считывающим соплом и питающим дросселем расположена междроссельная камера, связанная со входом усилителя мощности и компенсационном соплом.
Недостатком данного способа цифроаналогового преобразования является сложность настройки, обусловленная различными проходными сечениями сопл и давлениями струй цифровой схемы; недостатком цифроаналогового преобразователя является низкая точность преобразования, вызванная отсутствием стабилизации положения опоры крепления чувствительного элемента пластины, что препятствует определению расстояний расположения выходных сопл относительно опоры.
Технический результат заключается в упрощении настройки с помощью предлагаемого способа цифроаналогового преобразования и струйно-пневматического цифроаналогового преобразователя, обеспечивающего повышенную точность и позволяющего преобразовывать дискретные сигналы, представленные в двоичном коде, в непрерывный аналоговый сигнал.
Указанный технический результат достигается в способе цифроаналогового преобразования, основанного на представлении числа в двоичном коде пропорционального моментам силового действия струй, заключающегося в том, что пластину устанавливают с возможностью изменения и регистрации угла ее поворота, подвешивают на газовой опоре, ряд сопел соединяют с цифровой схемой в соответствии с возрастающими значениями веса сигналов и располагают разно удаленно от центра вращения пластины, согласно их положительным и отрицательным значениям, по обе стороны пластины, между считывающим соплом и питающим дросселем располагают междроссельную камеру, связывают ее со входом усилителя мощности и компенсационном соплом, согласно изобретения, силовое действие струй на пластину выполняют с одинаковым давлением перед соплами цифровой схемы, усилитель мощности выполняют пневматическим мембранным, а компенсационное сопло и сопло обратной связи располагают до и после усилителя мощности соответственно.
Указанный технический результат также достигается в струйно-пневматическом цифроаналоговом преобразователе, содержащем пластину, установленную с возможностью изменения и регистрации угла ее поворота, подвешенную на газовой опоре, ряд сопел, соединенных с цифровой схемой в соответствии с возрастающими значениями веса сигналов и расположенных разно удаленно от центра вращения пластины, согласно их положительным и отрицательным значениям, по обе стороны пластины, компенсационное сопло, сопло обратной связи и считывающее сопло, дроссель, усилитель мощности с коэффициентом усиления большим единицы, причем между считывающим соплом и дросселем расположена междроссельная камера, связанная со входом усилителя мощности и компенсационном соплом, согласно изобретению, силовое действие струй на пластину выполнено с одинаковым давлением перед соплами цифровой схемы, усилитель мощности выполнен пневматическим мембранным, а компенсационное сопло и сопло обратной связи расположены до и после усилителя мощности соответственно.
На чертеже представлена схема струйно-пневматического цифроаналогового преобразователя, состоящая из чувствительного элемента - пластины 1, подвешенной на газовой опоре 2, входной цифровой схемы 3 с встречно расположенными в ней соплами, отстоящими от центра симметрии газовой опоры 2 на расстояниях 
в соответствии с весом и знаком двоичных кодов. Давления Р перед соплами поддерживаются равными. Под действием моментов силовых давлений струй цифровой схемы 3 изменяется угол поворота пластины 1, регистрируемый считывающим элементом, состоящим из сопла 4 и заслонки 5, жестко закрепленной на пластине. Суммарное силовое воздействие на пластину соответствует значениям переменных, определяющих состояние цифровой системы.
Между считывающем соплом 4 и питающем дросселем 6 расположена междроссельная камера 7, связанная со входом пневматического мембранного усилителя мощности 8. Выходной канал пневматического мембранного усилителя мощности 8 является аналоговым выходом струйно-пневматического цифроаналогового преобразователя, соединенный с регистрирующим вторичным прибором 9 и соплом обратной связи 10. Для компенсации силового действия струи, исходящей из считывающего сопла 4, предусмотрено компенсационное сопло 11, соединенное с междроссельной камерой 7. Положение нулевой отметки струйно-пневматического цифроаналогового преобразователя определяется давлением струи из сопла 12.
Сигналы на входную цифровую схему 3 поступают от объекта 13 в соответствии с весами двоичных кодов.
1. Способ цифроаналогового преобразования, основанный на представлении числа в двоичном коде, пропорционального моментам силового действия струй, заключающийся в том, что пластину устанавливают с возможностью изменения и регистрации угла ее поворота, подвешивают на газовой опоре, ряд сопел соединяют с цифровой схемой в соответствии с возрастающими значениями веса сигналов и располагают разно удаленно от центра вращения пластины, согласно их положительным и отрицательным значениям, по обе стороны пластины, между считывающим соплом и питающим дросселем располагают междроссельную камеру, связывают ее с входом усилителя мощности и компенсационным соплом, отличающийся тем, что силовое действие струй на пластину выполняют с одинаковым давлением перед соплами цифровой схемы, усилитель мощности выполняют пневматическим мембранным, а компенсационное сопло и сопло обратной связи располагают до и после усилителя мощности соответственно.
2. Струйно-пневматический цифроаналоговый преобразователь, содержащий пластину, установленную с возможностью изменения и регистрации угла ее поворота, подвешенную на газовой опоре, ряд сопел, соединенных с цифровой схемой в соответствии с возрастающими значениями веса сигналов и расположенных разно удаленно от центра вращения пластины, согласно их положительным и отрицательным значениям, по обе стороны пластины, компенсационное сопло, сопло обратной связи и считывающее сопло, дроссель, усилитель мощности с коэффициентом усиления, большим единицы, причем между считывающим соплом и дросселем расположена междроссельная камера, связанная с входом усилителя мощности и компенсационным соплом, отличающийся тем, что силовое действие струй на пластину выполнено с одинаковым давлением перед соплами цифровой схемы, усилитель мощности выполнен пневматическим мембранным, а компенсационное сопло и сопло обратной связи расположены до и после усилителя мощности соответственно.
