ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Характеристики пневматических камер как элементов вычислительных устройств пневмоники из "Теория элементов пневмоники " Отсюда следует, что проточная камера в принципе может выполнять функции сумматора (1//г — коэффициент масштаба). [c.317] Однако точность выполнения операции суммирования зависит от того, в какой мере истинные характеристики расхода дросселей отвечают линейной характеристике. Из-за их нелинейности выполнение на потоках воздуха данной операции, являющейся основной для непрерывной вычислительной техники, становится невозможным при изменении рабочих избыточных давлений в пределах 0,2—1 кГ/см (принимавшихся ранее за стандартные для пневматических приборов промышленной пневмоавтоматики). При более низких избыточных давлениях питания, характерных для приборов струйной пневмоавтоматики промышленного назначения, становится возможной реализация с помощью пневматической камеры операции суммирования непрерывно изменяющихся давлений. [c.317] Выясним, как влияет диапазон изменения давлений и связанного с ним изменения плотности воздуха на характеристики пневматической камеры как сумматора давлений. [c.317] Сначала рассмотрим случай, когда эффективные площади проходного сечения всех дросселей одинаковы. [c.317] На рис. 33.1, б сплошными линиями показаны характеристики Й1 = Дро — Р2), подсчитанные по формуле (33.7) при Р2=0 и / 2 = 0,5 кГ/см . [c.318] Проанализируем далее случай, когда значения коэффициента Сл у дросселей неодинаковы. [c.318] Характеристика б1 = /(фс), рассчитанная по формуле (33.13), представлена на рис. 33.1, е. При увеличении фс но сравнению с г1зс=1 (случай, когда фс = 1, был рассмотрен выше) величина 61 резко возрастает, а при фс, стремящемся к нулю, величина 61 также стремится к нулю. [c.319] Проведенный анализ влияния сжимаемости воздуха на погрешности работы пневматической камеры с ламинарными дросселями — сумматора подтверждает заключение о необходимости работы с целью повышения точности при малых величинах Ро — Рг- Например, для случая, представленного на рис. 33.1,6 характеристикой б1=ф(ро — Рг) для рг=0, при ро 0,05 кГ1см погрешность, обусловленная влиянием сжимаемости, не превышает 1%. В случае, если не представляется возможным переход на малые давления, то тот же эффект может быть получен путем повышения величины рг при сохранении данного диапазона Ро — Рг согласно характеристикам, приведенным на рис. 33.1, б при Р2 = 0,5 кГ см , величины 61 уменьшаются более чем в три раза по сравнению со значениями 61 при тех же ро—рг для Р2=0. [c.319] Частным случаем пневматической камеры — сумматора является камера — элемент смещения уровня давлений. С помощью такой камеры положительные избыточные давления, изменяющиеся в функции от времени или в функции от других величин, смещаются на заданное значение в сторону их увеличения или уменьшения при этом получаемые давления могут быть положительными, избыточными над атмосферными, или отрицательными, меньшими атмосферного. Возможно также преобразование разрежения с постоянным для разных его значений смещением, в положительные избыточные давления [15, 17, 19]. Пневматическая камера — элемент смещения уровня представляет собой сумматор давлений с двумя входными дросселями, к одному из которых, как показано на рис. 33.2, а, подводится давление р, уровень которого должен быть изменен, а на входе в другой дроссель создается постоянное избыточное давление р или постоянное разрежение, которыми определяется величина смещения. Действие камеры-элемен-та смещения уровня иллюстрируется рис. 33.2, б, на котором показаны исходная характеристика I изменения р в функции от времени I и характеристики 2 и 3, получаемые соответственно при рс 0 и при Рс 0. [c.320] Эти трудности исключаются при использовании компенсационного сумматора, включающего в себя рассмотренный пассивный сумматор в сочетании со струйным усилителем (в совокупности они образуют так называемый решающий усилитель). [c.321] В дальнейшем струйный усилитель рассматриваемого типа будет схематично изображаться так, как на рис. 33.3, в. [c.322] Пусть исходная характеристика усилителя соответствует изображенной на рис. 33.3, г сплошной линией. Чтобы использовать линейный ее участок, нужно, чтобы точка Ри была совмещена с точкой Рк=0. Это может быть выполнено смещением всей характеристики параллельно оси абсцисс (или, что то же, смещением оси ординат, при котором последняя располагается, как показано на рис. 33.3, г штрих-пунктирной линией). В некоторых случаях за начальную точку характеристики принимается значение ркФО, отличное от указанного ранее, и тогда вся характеристика должна быть смещена параллельно оси абсцисс в некоторое другое положение, например должна быть расположена, как показано на рис. 33.3, г пунктирной линией, причем начальной точкой характеристики является точка p z. Изменение давлений по всей шкале на постоянную величину производится с помощью пневматической камеры-элемента смещения уровня, описанной в п. 1 33 к одному из входов камеры подводится преобразуемое входное давление, а к другому — постоянное давление настройки рс- В результате получается изме-нение значений Рк на заданную постоянную величину. Для рассматриваемой камеры-элемента смещения уровня давлений, соединяемой с усилителем, не имеют значения соображения о погрешностях, вносимых включением в схему выходного дросселя (высказанные ранее в отношении камеры-сумматора давлений), так как в данном случае существенно лишь одно значение входного давления, отвечающее рабочему участку характеристики усилителя, который близок к вертикали. [c.322] После сделанных вводных замечаний перейдем к рассмотрению принципов выполнения описываемых здесь линейных операций. [c.322] Схема одного из компенсационных устройств типа решающего усилителя-инвертора представлена на рис. 33.4, а ). Входное давление Ра подводится к дросселю 1 камеры 4, к которой присоединен усилитель 3. Давление рь, создающееся на выходе усилителя 3, передается по каналу обратной связи 5 на вход дросселя 2 камеры 4. [c.322] Устройство, схема которого приведена на рис. 33.4, а, может рассматриваться как замкнутая система автоматического регулирования, в которой регулируемой величиной является давление в камере рк- При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 3 давление в камере 4 может поддерживаться практически постоянным. При этом зависимость между входным давлением ра и выходным давлением рь определяется из условия равенства расходов воздуха, притекающего в камеру 4 и вытекающего из нее. Примем для секундных расходов воздуха через дроссели / и 2 и через входной канал (канал управления) усилителя 5, также рассматриваемый как ламинарный дроссель, соответственно следующие обозначения Си 0 , 0 . Сначала будем считать, что все рассматриваемые давления избыточные над атмосферным. Примем равным нулю статическое давление в камере первого из струйных элементов усилителя (см. рис. 33.3, б), в которую вытекает воздух из камеры 4. [c.324] Если в суммирующей камере первого из указанных выше инверторов имеется, кроме дросселя, соединенного с каналами обратной связи, не один входной дроссель, как было показано на рис. 33.4, а, а несколько входных дросселей, например п одинаковых дросселей, то устройство, изображенное на рис. 33.4, г в целом является сумматором давлений ра ,. PaJ, Ра . [c.325] В дальнейшем компенсационный сумматор по типу представленного на рис. 33.4, г будем изображать на схемах так, как показано на рис. 33.4, д. Стрелками на входе будем обозначать каналы, по которым подводятся суммируемые давления (на рис. 33.4,5 показаны два таких канала) стрелкой на выходе будем обозначать канал, в котором создается давление, равное сумме входных давлений. [c.326] Таким образом, выполняется наряду с операцией сложения также и операция вычитания сигналов, представляемых величинами непрерывно изменяющегося давления воздуха. В дальнейшем устройства рассмотренного типа будем обозначать так, как показано на рис. 33.4, ж. Стрелкой или несколькими стрелками вверху будем указывать каналы, по которым подводятся соответственно одно уменьшаемое давление или несколько давлений, которые суммируются стрелкой или стрелками внизу будем обозначать каналы, по которым подводится вычитаемое давление или соответственно давления, сумма которых вычитается. [c.326] Операция интегрирования непрерывно изменяющейся во времени величины давления выполняется устройством, состоящим из сумматора, который будем изображать далее в соответствии с рис. 33.4, д, и из пневматической камеры, которая соединяется с сумматором по схеме, представленной на рис. 33.5, б. Камера, которую и в дальнейшем будем обозначать на схемах, как представлено на рис. 33.5, б, может быть проточной или глухой. При пренебрежимо малых расходах воздуха на выходе из проточной камеры она может также рассматриваться как глухая. [c.328] Таким образом, получается, что при изменении входного давления ра выходная величина рь представляет в каждый момент времени I значение интеграла от Ра- Для того чтобы давление рь могло быть передано для управления другими проточными элементами, нужно иметь соответствующий выводной канал (он показан на рис. 33.5,6 пунктирными линиями). Трудности, которые при этом возникают, такие же, как и отмеченные ранее для пневматической камеры-сумматора давлений (рис. 33.3, а). Расход воздуха, перепускаемого согласно рис. 33.5, б в сумматор и по дополнительному выводному каналу, должен быть пренебрежимо малым по сравнению с расходом воздуха, поступающего в камеру под давлением Pj через основной дроссель (расход воздуха из камеры может автоматически компенсироваться дополнительным перепуском воздуха в камеру). В дальнейщем будем обозначать интегратор так, как показано на рис. 33.5, в. [c.329] Вернуться к основной статье