Пневматический аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ 389294

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсних

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22Х1.1971 (№ 1673187 18- 24) с присоединением заявки Ке

Приоритет

Опубликовано 05.VII.1973. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 24.Х.1973

М. Кл. Г 15с 4/00

Государственный комитет

Соаета Министроа СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 681. 325.53-525 (088.8) Авторы изобретения

А. В. Машбиц и Л. Н. Нисман

Заявитель

Специальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известен пневматический аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок преобразования давления в число импульсов, выполненный с пульсирующей емкостью, рабочая полость которой соединена через последовательно соединенные контакты и емкость с каналом входного давления, а управляющая полость через контакты — с каналом нулевого давления и каналом управляющего давления.

Недостатком известного преобразователя является его низкое быстродействие.

С целью повышения быстродействия в предложенном пневматическом аналого-цифровом преобразователе блок преобразования давления в число импульсов содержит и параллельных цепей, подключенных через нормально разомкнутые контакты к рабочей полости пульсирующей емкости. Каждая цепь содержит последовательно соединенные эталонную емкость, усилитель и импульсатор, выход которого подключен к выходу блока преобразования давления в число импульсов. Выход емкости каждой цепи соединен с прямым входом усилителя, инверсный вход которого соединен с общим каналом давления считывания.

Объемы емкостей в параллельных цепях относятся между собой как числа степенного ряда с основанием два,и целыми четными степенями. В цепях содержится и сдвоенных нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов, управляющие входы которых подключены к выходам импульсаторов в соответ5 ствующей параллельной цепи. Входы нормально замкнутых контактов подключены к выходам блока управления, а их выходы — к управляющим входам нормально разомкнутых контактов соответствующей параллельной

10 цепи; входы нормально разомкнутых контактов подключены к каналу нулевого давления, а выходы — ко входу соответствующей параллельной цепи.

На чертеже изображен пневматический ана15 лого-цифровой преобразователь с двумя параллельными цепями.

Устройство содержит блок 1 преобразования давления в число импульсов, подключенный к блоку II преобразования числа импуль20 сов в цифровой код, и блок управления III.

Блок 1 преобразования давления в число импульсов содержит входную емкость

1, подключенную через контакт 2 к каналу входного давления P,,-, а через контакт 3 — к

25 рабочей полости пульсирующей емкости 4, управляющая полость которой соединена через контакты 5 и б соответственно с каналами давления считывания Р, и нулевого давления

Р, и параллельных цепей, подключенных че30 рез нормально разомкнутые контакты 7,, 7, к

389294 рабочей полости пульсирующей емкости. Каждая цепь содержит последовательно соединенные эталонную емкость 8, (8 ), усилитель

9г (9 ) и имьульсатор 10, (!О,), выход которого подключен к выходу блока 1 преобразования давления в число импульсов. Выход емкости каждой цепи соединен с прямым входом усилителя, инверсный вход которого соединен с общим каналом давления считывания

Р„. Объемы емкостей в параллельных цепях относятся между собой как числа степенного ряда с основанием два и целыми четными степенями. Цепи коммутируются с помощью и сдвоенных нормально разомкнутых 11,, 11 и нормально замкнутых 12,, 12 контактов, управляющие входы которых подключены к выходам импульсаторов в соответствующей параллельной цепи. Входы нормально замкнутых контактов 12ь 12, подключены к выходам блока. управления, а их выходы — к управляющим входам нормально разомкнутьгх контактов 7ь 7 соответствующей параллельной цепи. Входы нормально разомкнутых контактов

11ь 11 подключены к каналу нулевого давления Ро, а их выходы — ко входу соответствующей параллельной цепи.

Блок II преобразования числа импульсов в цифровой код состоит из и двоичных счетчиков 13ь 13, каждый из которых подключен к выходу соответствующег импульсатора. Выходы счетчиков являются выходами аналогоцифрового преобразователя.

Блок управления ГП состоит из контактов

14 и 15, импульсатора 16, линии задержки 17, генератора импульсов 18,и дискретной линии задержки 19.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии входная емкость 1 сообщена с каналом входного давления Р,<.

Управляющая полость пульсирующей емкости

4 сообщена с каналом нулевого давления Ро.

В емкостях 8ь 8 и соединенных с ними камерах прямых входов усилителей 9> и 9 находится газ также под давлением Ро.

Включение преобразователя производится замыканием контакта 14. При этом давление питания поступает в импульсатор 16 и в линию задержки 17. Импульсатор 1б управляет контактами 2 и 8 и двоичными счетчиками 18i и 18 . При замыкании контакта 14 импульсатор 16 одновременно размыкает контакт 2 и замыкает контакт 3. Тем самым входная емкость 1 отсекается от канала входного давления Р„. и соединяется с рабочей полостью пульсирующей емкости 4. Из емкости 1 в рабочую .полость пульсирующей емкости 4 перетечет количество газа, равное (вх Ро) 1 1 (1 лт где г г — объем рабочей полости емкости 4;

R — газовая постоянная;

T — абсолютная температура;

Зо

Весовой заряд G в рабочей полости емкости 4 пропорционален текущей величине входного давления P„„. Одновременно импульсатор 16 посылает импульс установки нуля на счетчики

18г и 18q, сбрасывая показания предыдущего замера.

Давление питания поступает также в линию задержки 17, управляющую контактом 15.

При замыкании контакта 15 включается генератор импульсов 18, управляющий контакгами 5 и 6 и дискретной линией задержки 19.

Генератор импульсов 18 размыкает контакт б и замыкает контакт 5, и тем самым отключает управляющую полость пульсирующей камеры 4 от канала нулевого давления Ро и сообщает ее с каналом давления считывания

Р„„величина которого определяет величину квантования входного сигнала.

При работе генератора импульсов 18 на выходах дискретной линии задержки 19 поочередно, через равные интервалы времени, появляется сигнал, который, .проходя через нормально-замкнутый контакт, замыкает нормально-замкнутый контакт (7ь 7 ). При этом в первую очередь выходные сигналы дискретной линии задержки замыкают контакт 7, в цепи с большей емкостью 8,.

При замыкании контакта 7> из рабочей полости пульсирующей емкости 4 в эталонную емкость 8г поступит количество газа, равное (сч Po) 1 а

1 3 2 ят где V — объем эталонной емкости 8г и соединенной с ней камеры прямого входа усилителя 9ь

Если при переходе в эталонную емкость 8г весового заряда Gг давление в камере прямого входа усилителя 91 станет равным давлению Р„в камере его инверсного входа, на выходе усилителя сформируется единичный сигнал и сработает импульсатор 10ь Счетчик

18г зафиксирует измеренный весовой заряд газа Oь Одновременно выходной сигнал импульсатора 10г разомкнет контакт 12г и замкнет контакт 111, в результате чего разомкнется контакт 7г и находящийся в емкости 81 заряд газа G> будет сброшен в линию Ро.

При исчезновении единичного сигнала на выходе импульсатора 10, контакты 7ь 11, и

12) займут исходное положение. Продолжительность импульса, формируемого на выходе импульсатора 10ь меньше цикла работы генератора импульсов 18. Очередной сигнал генератора 18 через последующий выход линии задержки 19 пройдет через замкнутый контакт 12г и замкнет контакт 7ь Цикл повторится.

В случае когда в рабочей камере емкости 4 останется заряд воздуха менее 0ь давление в камере прямого входа усилителя 9 будет меньше Р„. На выходе импульсатора 101 Gyдет нулевой выходной сигнал и при срабатывании контактов 5 и б, управляемых генератором импульсов, заряд газа из эталонной ка389294

I

1

Составитель Н, Дуб

Техред T. Курилко

Корректоры: В. Федулова и Л. Орлова

Редактор T. Орловская

Заказ 2833/16 Изд. № 765 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 меры 81 перейдет обратно в рабочую полость пульсирующей емкости 4.

В этом случае переток оставшегося заряда газа из емкости 4 в емкость 8 и обратно будет продолжаться до тех пор, пока выходной сигнал дискретной линии задержки не поступит на контакт 7 и не замкнет его. Начнет функционировать вторая цепь.

В эталонную емкость 82 будут поступать весовые заряды газа, равные (сн РО) З (3)

RT где V3 — объем эталонной емкости 8 и соединенной с ней камеры прямого входа усилителя 9<.

Далее работа преобразователя продолжается, как было описано.

Предмет изобретения

Пневматический аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок преобразования давления в число импульсов, подключенный и блоку преобразования числа импульсов в цифровой код и выполненный с пульсирующей емкостью, рабочая полость которой через последовательно соединенные контакты и входную емкость подключена к каналу входного давления, а управляющая полость соединена через контакты с каналами нулевого давления и давления считывания, и блок управления, выходы которого подключены к управляющим целям контактов блока преобразования давления в число импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, блок преобразования давления в число импульсов содержит и параллельных цепей, подключенных черз нормально разомкнутые контакты к рабочей полости пульсирующей емкости, каждая из которых содержит последовательно

10 соединенные эталонную емкость, усилитель и импульсатор, выход которого подключен к выходу блока преобразования давления в число импульсов, причем выход емкости каждой цепи соединен с прямым входом усили15 теля, инверсный вход которого соединен с общим каналом давления считывания, а объемы емкостей в параллельных цепях относятся между собой как числа степенного ряда с основанием два и целыми четными степенями, 20 и и сдвоенных нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов, управляющие входы которых подключены к выходам импульсаторов в соответствующей параллельной цепи, входы нормально замкнутых контак25 тов подключены к выходам блока управления, а их выходы — к управляющим входам нормально разомкнутых контактов соответствующей параллельной цепи, входы нормально разомкнутых контактов подключены к каналу

30 нулевого давления, а выходы — ко входу соответствующей параллельной цепи.