Пневматический аналого-цифровой преобразователь

Пневматический аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике автоматического управления. Устройство содержит блок задатчиков 1, блок повторителей 2 со сдвигом и блоки формирования 3, 4, 5 старшей, средней и младшей групп разрядов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 06 D 3 О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

f.

° М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

Щ (21) 3835963/24-24 (22) 03.01.85 (46) 30,01.87. Бюл. N 4 (71) Государственный научно-исследовательский институт.теплоэнергетического приборостроения (72) В.А.Сорокин, В.И.Алексеев;

Н.А,Барыкин и Н.А.Иванов (53) 621-525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

R- 752303, кл. С 06 D 3/00.

Пояснительная записка к техническому проекту "Агрегатный комплекс

„„SU„„1287133 А 1 пневматических комбинированных блоков на новой элементной базе для построения АСУ ТП", УКЗП, ЦНИИКА, 1982 с. 24. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике автоматического управления. Устройство содержит блок задатчиков 1, блок повторителей 2 со сдвигом и блоки формирования 3, 4, 5 старшей, средней и младшей групп разрядов, причем использование в блоках формирования старшей и средней групп разрядов специально организованных

1287133 коммутаторов эталонов 9 позволило существенно уменьшить аппаратурные затраты. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению приборостроения и может быть использовано в пневматических и пневмоэлектронных системах контроля и управления технологи- 5 ческими процессами.

Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат.

На чертеже показана схема предложенного пневматического аналогоцифрового преобразователя.

Пневматический аналого-цифровой преобразователь содержит блок 1 задатчиков эталонов, блок 2 повторителей со сдвигом, блоки 3, 4 и 5 формования старшей, средней и младшей групп разрядов соответственно, алгебраический сумматор 6, входной канал 7 и выходные каналы 8 преобразователя. В идентично выполненных блоках формования старшей и средней групп разрядов содержатся коммутаторы 9 эталонов с выходами 10. В тех же блоках, а также в блоке формирования младшей группы содержатся дополнительные коммутаторы 11 и элементы 12 сравнения. Коммутаторы эталонов содержат пневматические реле

13, а дополнительные коммутаторы— .реле 14. В блоке задатчиков эталозо нов содержатся задатчики 15, каждый п-й из которых настроен на величину выходного сигнала (n-1), 2 от диапазона йх изменения сигнала на входе преобразователя, где (n-1) — число- 35 вой эквивалент двоичного выражения числа п-1, записанного в обратном порядке (например, для n = 7 и -1 (110), А (n-1) = (011) =3). В блоке повторителей со сдвигом содержат- 40 ся повторители 16, каждый m-й из которых настроен на величину положитель= ного сдвига ш ° 2 " " от диапазона дх

I где m — числовой эквивалент двоичного выражения числа m, записанного в обратном порядке. алгебраический сумматор 6 настроен на выдачу аналогового сигнала, равного по величине разности двух его входных сигналов, увеличенного в 2" раз.

Пневматический аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

Пневматический аналоговый сигнал, равный х от диапазона лх (О (к < 1), поступает по входному каналу преобразователя на элемент 121 сравнения блока 3, где сравнивается с эталонным сигналом "1/2" задатчика 15„.

При х ъ 1/2 на выходе этого элемента сравнения формируется единичный дискретный сигнал А = 1, переключающий реле первого каскада 14, 14>, 14> дополнительных коммутаторов в блоке 3, В этом случае на элемент

12 сравнения этого же блока для сравнения с сигналом х поступает эталонный сигнал "3/4" задатчика 15 . В противном случае (при А,, = О) реле 14

В зависимости от результатов сравнения сигналов на элементе 12 формируется дискретный сигнал А . При А2 =

1 через реле 14> и 14 на второй

l вход элемента 12> сравнения блока 3 поступает один из эталонных сигналов

"7/8" (при А = 1), "3/8" или "3/8" (при А,=О). Если же А =О, то реле 14> и 14 подключают к этому входу один из эталонных сигналов "5/8" (при А ==1) или "1/3" (при Л =0).

В зависимости от соотношения величин входного сигнала х и эталонного сигнала, подключаемого на второй вход элемента 12 сравнения дополнительным коммутатором 11 блока 3, формируется дискретный сигнал "О" или "1" в выходном канале A преобразователя.

B общем случае дискретный сигнал в выходном канале А блока 3 формируЕтся в результате сравнения входного сигнала х и эталонного сигнала, поступающего с выхода (N-1)-ого до1

1287133 полнительного коммутатора. Причем данный коммутатор, управляемый сигналами, установившимися в выходных каналах предыдущих старших разрядов, выдает эталонный сигнал (2ij +1) 2 ", где j — цифровой эквивалент кода, образованного сигналами в предыдущих разрядах. Например, если М = 4, А, = A = 1, Аз = О, то цифровой эквивалент двоичного трехразрядного кода 10 равен 6 ° При этом третий дополнительный коммутатор подключает для сравнения с сигналом х эталонный сигнал "13/16", который является наибольшим из эталонных сигналов, коммутируемых с первого по (N-1)-й дополнительными коммутаторами, не превышающих сигнал х.

Происходящий в блоке 3 процесс поразрядного сравнения входного и эталонных сигналов с выбором последующих эталонов на основании результата сравнения в предыдущих старших

I разрядах приводит к формированию ко;да наибольшего из эталонных сигналов, не превышающих по величине входной сигнал х. Этот код представляется сигналами А,, Az,..., A„ °

Одновременно с появлением данных сигналов, эталонный сигнал х, соответствующий этому коду и равный по величине

Я х, A„ п1 через реле коммутатора 9 эталонов 35 блока 3 поступает на отрицательный вход алгебраического сумматора 6.

На выходе сумматора отрабатывается при этом аналоговый сигнал у, равный по величине 40 у=2 (ххэ).

Сигнал у поступает на блок 4 формирования средней группы разрядов, в котором так же, как и в блоке 3, формируются дискретные сигналы А, А„„,..., А „ кода наибольшего из эталонных сигналов, не превосходящих по величине сигнала у, а соответствующий эталонный сигнал у 50

У у, = Aí,„ 2" передается на выход 10 блока 4 через коммутатор эталонов этого блока.

Сигнал у поступает на входы повтоэ рителей со сдвигом блока 2. На выходах 2 — 1 повторителей блока 2

-и-н отрабатываются сигналы 2 +1 2

+2 2-и -м (2м ) 2-и-м которые так же, как и сигнал у, передаются на блок 5 формирования младшей группы разрядов.

В блоке 5 происходит процесс поразрядного сравнения сигнала у с выходными сигналами повтооителей. аналогичный процессу, происходящему в блоках 3 и 4, В результате в блоке 5 формируются дискретные сигналы А „...

А2;„,...,А „,„ кода наибольшего из выходных сигналов повторителей, не превосходящих по величине сигнал у.

При этом величина разности между сигналом у и соответствующим коду выходным сигналом повторителя обязательно будет меньше шага настройки сдвига повторителей 2 ", что выражается соотношением и

О у — (у + А 2. )(2

l1l 1

После подстановки вышеприведенных выражений для величин у и у, а также деления каждой части соотношения на величину 2" образуется соотношение

gN -м

Ос х — A ° 2 (2 и-1

Отсюда следует, что ги+ м х= :: Аи 2 +

Il= f где Š— погрешность квантования, причем .О < Е. < 2. "

Таким образом, в выходных каналах

8 преобразователя устанавливаются сигналы двоичного кода величины входного сигнала х, ограниченного 2 И+И и разрядами.

Формула изобретения

Пневматический аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок saдатчиков эталонов, блок повторителей со сдвигом, идентично выполненные блоки формирования старшей и средней групп разрядов, блок формирования младшей группы разрядов, выходные каналы преобразователя по числу 2 Я+И двоичных разрядов, причем блок задатчиков эталонов содержит 2" задатчиков, блок повторителей со сдвигом содержит 2 — 1 повторителей со сдвигом, блоки формирования групп разрядов содержат элементы сравнения, первые входы которых в блоке формирования старшей группы разрядов соединены с входным каналом преобразователя и положительным входом алгебраического суммаСоставитель Б,Шевченко

Редактор Л.Повхан Техред Д.Сердюкова Корректор И,Муска

Заказ 7717/51 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113031, Москва, Ж-35, Гаушская наб., д. ч/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 12871 тора, а в блоках формирования средней и младшей групп разрядов — с выходом алгебраического сумматора, блоки формирования старшей и средней групп разрядов содержат коммутаторы эталонов, выходы которых соединены с отрицатель,ным входом сумматора и входами повторителей со сдвигом соответственно, отличающийся тем, что, с целью сокращения аппаратурных зат- 10 рат, число элементов сравнения в блоках формирования старшей и средней групп разрядов выбрано равным по N, а в блоке формирования младшей группы разрядов — равным М, в каждый блок 15 формирования группы разрядов введены дополнительные коммутаторы по числу элементов сравнения в блоке, уменьшенному на единицу, причем каждый

j é введенный в блок дополнительный 20 коммутатор состоит из 3 каскадов и содержит в j M каскаде 2" " пневматических реле, управляющие входы которых соединены с выходом x-ro элемента сравнения этого же блока, нормально открытое и нормально закрытое сопла К-ro реле в каскаде соответственно соединены с выходами (2К-1)-го и 2К-ro реле предыдущего каскада, нормально открытое и нормально закрытое сопла K-го реле первого каскада 3-го дополнительного коммутатора в блоках формирования старшей

33 6 и средней групп разрядов соединены с выходами (2 +2К-1)-го и (2 +2К)-ro задатчиков, а в блоке формирования младшей группы разрядов — с выходами (2"+2К-2)-го и (2 +2К-1)-ro повторителей со сдвигом, выход реле

1 последнего каскада j-го дополнительного коммутатора соединен с вторым входом (j+1)-ro элемента сравнения этого же блока, выход каждого из

2 N+M элементов сравнения соединен с соответст вующим выходным каналом преобразователя, каждый коммутатор эталонов в блоках формирования старшей и средней групп разрядов содержит N пневматических реле, последовательно соединенных путем подключения выхода предыдущего реле к нормально открытому соплу последующего реле, нормально закрытые сопла этих реле соединены с вторыми входами, а управляющие входы этих реле — с выходами соответствующих элементов сравнения этого же блока, сопла первого реле каждого коммутатора эталонов соединены с выходами первого и второго задатчика соответственно, а выход последнего реле, — с выходом коммутатора эталонов, второй вход первого элемента сравнения в блоке формирования младшей группы разрядов соединен с выходом первого повторителя со сдвигом.