Устройство регулирования давления в камере

 

УСФРОйдТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В КАМЕРЕ, содержащее датчик давления в камере, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком давления, баллон с газовой смесью, соединенный через редуктор и дроссель с магистралью питания камеры, магистраль сброса и блок коммутации, о т Личающе е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, в него введен широтно-импульсный модулятор , вход которого соединен с выходом блока сравнения, а блок коммутации выполнен в виде импульсного двухпозиционного электромаг нитного переключа;теля, выход которого соединен с камерой, первый вход - с магистралью питания камеры , вторхэй вход - с магистралью S сброса, а управляющая обмотка - с выходом широтно-шшульсного моду (Л 1ляхора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5!). G 05 D 16 20

) !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕПЬСУВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ МОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 } 3441319/18-24 (22) 09.04.82 (46) 07„11,83. Бюл, 9 41 (72) Ю. Й. Кабанов, Г.Д. Владимир,цев .и B.Ê. Семенова (53) 621.646.4(088.8) (56) 1. Патент Англии )) 1205277, кл. G 3 К, опублик. 1971,.

2. Авторское свидетельство СССР

М 345477, кл. (05 D 16/20, 1965" (прототип) . (54)(57) УСЮРОИС1ВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ДАВЛЕНИЯ В КАМЕРЕ, содержащее датчик давления в камере, выход которого. соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком давления, баллон с газовой смесью, соединенный через редуктор и дроссель с, магистралью питания камеры, магистраль сброса и блок коммутации, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, в него введен широтно-импульсный модулятор, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а блок коммутации выполнен в - виде импульсного двухпозиционного электромагнитного переключателя, выход кото. рого соединен с камерой, первый вход — с магистралью питания камеры второй вход — с магистралью

Ф

С сброса, а управляющая обмотка - c выходом широтно-импульсного моду,лятора.

1053075

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в системах программного регулирования при моделировании физических воздействий на авиационное оборудование при его

5 экспериментальной обработке и испытании на надежность.

Известно устройство регулирования давления в камере, содержащее регулирующие органы, установленные на магистралях. питания и сброса давления, камеры, датчик и задатчик давления, связанные со схемой управления регулирующими органами P). 15

Недостатком данного устройства является низкая точность регулирования давления в камере.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является усъройство, содержащее датчик давления в камере, выход. которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход котЬрого соединен с задатчиком давления, а выход.с блоком управления, баллон с газовой смесью, соединенный через редуктор, дроссели и блок Коммутации с магистралью питания камеры, которая через второй блок коммутации и дроссели соединена с магистралью сброса. Приче 4 „цатчик давления включает в себя пороговые чувствительные элементы, настроенные на заданные уровни давления f2), Недостатком известного .Устройства является низкая точность регулирования E LIHpoKDM диапазоне изменения давления в камере из-за непостоянства коэффициента передачи. Устройства, который на каждом уровне давле- 40 ния зависит от зоны нечувствительности порогового элемента датчика, настроенного на данный уровень дав=, ления, и проходного сечения дроссе- .ля, подключенного к данному поро - 45 говому элементу. Необходимость согласования дискретного набора дросселей с зонами нечувствительности пороговых элементов и постоянной времени наполнения (опорожнения) ,камеры не позволяет регулировать

,давление в камере с высокой точнос:;тью в широком диапазоне измейения ,давления, 55

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования устройства..

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик давления в камере, выход ко- 60 торого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком давления, баллон с газовой смесью, .соединен- ный через редуктор и дроссель с магистралью литания камеры, магистраль сброса и блок коммутации, введен широтно-Импульсный модулятор, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а блок коммутации выполнен в виде импульсного двухпозиционного электромагнитного переключателя, выход которого соединен с камерой, первый вход - с магистралью питания камеры, второй вход — магистралью сброса, а управляющая обмотка — с вйходом широтно,-импульсного модулятора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства регулирования давления в камере.

Устройство, содержит датчик 1 давления в камере 2, баллон с газовой смесью 3, соединенный через редуктор 4 и дроссель 5 с магистралью питания б камеры 2, магистраль 7 сброса, подключенную к вакуум-насосу 8, блок 9 коммутации, выполненный в виде импульсного двухпозиционного электромагнитного переключателя, и широтно-импульсный модулятор 10 °

Датчик 1 давления. соединен с первым входом, блока 11 сравнения, второй вход которого соединен с (программным) задатчиком 12 давления.

Вход широтно-импульсного модулятора

10 соединен с выходом блока 11 сравнения.,Выход импульсного двухпозиционного электромагнитного переключателя 9 соединен с камерой 2, первый вход — с магистралью 6 питания камеры 2, второй вход — с магистралью 7 сброса, а управляющая обмотка — с выходом широтно-импульсного модулятора 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный заданному давлению, с программного задат- 1 чика 12 поступает в блок 11 сравнения, где сравнивается с сигналом датчика 1 давления газа в камере 2, а разность сигналов с блока сравнения подается на вход широтно-им.пульсного модулятора 10 который фор- мирует импульсы управления переключателем 9. Переключатель 9 подсое- диняет камеру 2 поочередно с заданной частотой к магистрали б или 7.

При выключенном положении переключателя 9 камера 2 подсоединена через-магистраль 7 к вакуум-насосу

8. Давление газа в камере 2 стремится к минимальному для устройства„ значению. Процесс изменения давления.в камере при откачке можно описать следующим образом: л

P P .е ог где Р— текущее давление;

Рд — начальное давление;

9 - время, 1053075

ЗО

Составитель Е. Долгий

Редактор JI. Гратилло Техред д.Aч . Корректор О. Билак

Заказ 8871/46 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ ГосударственногО комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, УжГорОд, ул. Проектная,- 4 г = †" - постоянная времени откачки, аИ

V — объем камеры; °

К вЂ” объемная производительность вакуум-насоса.

При включенном положении переключателя 9 камера 2 подсоединена через магистраль 6, дроссель 5 и редуктор 4 - к баллону 3 с газовой смесью, находящейся под давлением.

При этом происходит выравнивание давления в камере 2 с давлением на выходе редуктора 4 со скоростью, зависящей от перепада давлений и характеристики дросселя 5, а имен-. но от площади проходного сечения, которая выбирается из условия обеспечения равенства полных времен откачки и заполнения камеры, т е. г полное время заполнения „от минимального до максимального для предлагаемого устройства давления равно величине ЗТО . Тогда в установившемся режиме величина среднего давления газа в камере практически линейно связана с коэффициентом заполнения- импульсов переключения переключателя 9, чем и обеспечивается стабилизация передаточного коэффифициента регулятора во всем диапазоне изменения давления. Уровень пульсации давления в . камере. 2 зависит от соотношения ве-, личин Т и периода переключения переключателя 9 и может быть получен достаточно малым соответствующим выбором периода переключения.

Введение в предлагаемое устройство широтно-импульсного модулятора, выполнение коммутирующего устройства в виде двухпозиционного переключателя -и выбор проходного сечения дросселя соответствукюцим образом позволили обеспечить постоянство коэффициента передачи раC зомкнутого контура системы регулирования, что дало возможность повысить качество программного регулирования давления в камере 2. ,Цействйтельно, при обеспечении л равенства ц„= о, процесс изменения среднего значения давления в камере при ее периодическом переключении на питающую магистраль аналоги-. чен процессу изменения среднего . значения напряжения на емкости интегрирующей RC-цепи при подаче на ее вход периодически повторяющихся импульсов напряжения ° При этом

"с "-Е

CP Т

5 где Up pp — среднее значение напряжения на емкости;

Е - амплитуда входйого напряжения; л

- длительность импульса;

Т - период повторения импульсов.

В данном случае при б = < en> 500«

1000 с обеспечиваются условия, при которых и

15 р л Р Г где P — среднее значение давления

К в камере;

Р— значение давления в питаюTf

2О щей магистрали; л п — длительность импульсов переключения камеры на питающую .магистраль.

Учитывая, что

Р п где Я - коэффициент заполнения импульсов переключения камеры на питающую магистраль, получаем с

Рк

Передаточные характеристики остальных звеньев контура регулирования

35 (широтно-импульсного модулятора, блока сравнения, датчика) имеют достаточно высокую линейность и не зависят от величины регулируемого давления в камере.

Поэтому постоянство коэффициента передачи разомкнутого контура системы регулирования в основном зависит и только от обеспечения условия о л л

=<>gg H>H < q q = 3 - °

Таким образом, введение в устройст во широтно-импульсного модулятора и выполнение блока коммутации в виде импульсного двухпозиционного электромагнитного переключателя, .а также выбор площади проходного сел V

59 чения дросселя из условия ро -3 †„ обеспечивают повышение точности и расширение диапазона регулирования устройства в широком диапазоне из- менения давления (2500-120000 Па).