Частотно-аналоговый пневматический преобразователь

 

О П И С А Н И Е < 734639

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 27 02.78(21) 2582780/18-24 (51)Щ. Кл.

G 05 6 6/00 с присоединением заявки ¹

Государстеенный комитет (23 }Приоритет ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.80.Бюллетень №18

Дата опубликования описания 17 05.80 (53) УД К G21-525 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Козьмин v. 00. М. Хоботова (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНО-АНАЛОГОВЫ Й ПН ЕВМАТИЧ ЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использова}то в качестве частотно-аналогового преобразователя сигнала чувствительного элемента, имеющего частотный выход.

Известны устройства, применяемые для регулирования скорости вращения вала, содержащие частотный датчик числа обо -" ротов и струйный преобразователь частоты в аналоговый сигнал (1).

Недостатком данных устройств является то, что они работают с низкочастотным датчиком, что значительно снижает чувствительность и область применения преобразователей.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство, содержащее два чувствительных элемента, схему детектирования час- о тоты биений и схему преобразования час« тоты, состоящую из двух усилителей, пневматического резонатора и фазового дискриминатора. Благодаря использованию эффекта биения частот значительно повышается чувствительность датчика (2) .

Недостаток устройства в том, что изза применения одноканальной схемы в преобразователе частоты (для исключения влияния температуры окружающей среды) необходимо стабилизировать температуру пневматического резонатора, что требует дополнительного регулирующего устройст ва и значительно усложняет всю конструкцию в целом. Возможность использования изменения температуры резонатора для коррекции выхода схемы представляется исключительно редко. Недостатком устройства является также наличие зон неоднозначности характеристики входвыход . Крсме того, настройка устройства осуществляется в очень ограниченных пределах механическим изменением обьема резонатора, т.е. его собственной час; тоты.

Цель изобретения - создание преобразователя с компенсацией температурной

734@ погрешности, получения линейной характерпстики с зонам и насыщен ия.

Эта пель достигается тем, что частот но-аналоговый пневматический преобраЗОВятель содержит ДОПОлнительный опор ный генератор и второй блок преобразоВания частоты биений, идентичный первому и связанный с чувствительным элементом и вторым опорным генератором.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг, 2— характеристика ВхОд-ВыхОД блоков преобразован11я частоты биений.

ЧастОтно-аначоговъ1Й пнеВматический 15 преобразователь подключается к Выходу чувствительного элемента 1, частота пневматического сигнала которого определяет ся контролируемым параметром и темп1. ратурой окружающей среды, и содержит 20 два опорных генератора 2 и 3, частота которых заВисит тоэ1ько От температуры окру жаю1цей среды.

Обраоотка частотного сигнала, посту25 пающего с опорных генераторов 2 и 3 и чувствительного элемента 1, производится двумя идентичными блоками 4 и 5 преобразования частоты биений сигналов чувс твительного элемента и о1орного генера30 тара в выходной аналоговый и пневматический сигнал, каждый из которых соде12жит детекторы 6 1GcTDTBI биений фильтры 7, пропускающие разностную частоту биений и ослабляющие суммарную часто35 ту; усилители 8, увеличивающие амплитуду сигнала .биений до величины, необходимой для устойчивой работы последующих элементов преобразователя. Далее сигнал

40 поступает на частотные преобразователи

9, которые в зависимости от изменения частоты биений меняют амплитуду. В свою очередь изменение амплитуды частотного сигнала в аналоговый пневматический сиг45 нал осуществляется с помощью амплитудных детекторов 10. Сглаживание пульсаций, имеющих частоту биений, осуществляется фильтрами 11.

Устройство работает следующим образом .

Частотный пневматический сигнал с опорного генератора 2 и чувствительного элемента 1 обрабатывается блоком 4 преобразования частоть1 биений. Частотнь1й 55 сигнал с опорного генератора 3 и чувствительного элемента 1 обрабатывается блоком 5 преобразования частоты биений. (Выходной сигнал частотнс -аналогового преобразователя равен разности выходных игпалов блоков 4 и 5 (фиг. 22), Н-.i--- =l - I Д вЂ” частоты биений на входе в блоки 4 и 5; — частота чувствительного элемента 1;

1 1 — частоты опорных генераторов 2

H 3.

Зависимость выходного давления от частоты биений предполагается линейной или допускает линеаризацию на рабочем участке частот.

Для правильного функционирования преобразователя необходимо определенным образом выбрать соотношение частот чувстВительйого элемента 1 и опорных генераторов =, 3 из требуемой зоны линейной характеристики вход Выход" .преобразователя. При этом частота опорного генератора 2 должна соответствовать нижнему значению зоны линейности, а частота опорного генератора 3 — верхнему. Изл1еняя частоту чувствительного элемента

1 и основываясь на графике фиг. 2, получается зави имость выходного давления

Р от частоты чувствительного элемента для блока 4 преобразования, зависимость выходного давления Р- от частоты

„М чувствительного элемента блока 5. Полученная общая характеристика преобразователя благодаря ьведению второй цепи не имеет участков неоднозначности.

При изменении частоты нижнего 2 и верхнего 3 опорных генераторов можно получить необходимую форму статической характеристики, что упрощает настройку всего преобразователя.

Использование второго блока преобразования частоть1 биений позволяет исключить влияние окружакщей температуры на статическую характеристику устройства, так KQF благОдаря идентичности блОкОВ и днффе1эенпиальности выходного сигнала температура оказывает одинаковое влияние на оба блока.

Предлагаемое устройство представляет собой универсальнь1й пневматический частотно-аналого12"1й преобразователь, котс рый может быть применен с датчиками различных величин с пневматическим частотНЫМ ВЫХОДОМ.

В данном преобразователе повышена его точность и упрощена настройка при эксплуатации.

Формула изобретения

Частотнэ-аналоговы и пне Вм атичес кий преобразователь, содержащий чувствитель73 Ы39

200

100

Составитель В. Фролов.

Редактор O. Колесникова Техред М. Петко Корректор, Ю. Макаренко

Заказ 2218/9 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. ный элемент с частотным выходом, опорный генератор и первый блок преобразования частотъt биений сигналов чувствительного элемента и опорного генератора и выходной аналоговый пневматический сигнал, о т л и ч а ю щ и и с s тем, что, с целью обеспечения компенсации температурной погрешности и линейной характеристики с зонами насыщения, преобразователь снабжен цополнительным опорным генера» тором и вторым блоком преобразования частоты биений сигналов чувствительного элемента и опорного генератора в выходной аналоговый пневматический сигнал, связанный с чувствительным элементом и вторым опорным генератором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сб. Технические средства автоматики . М., Наука", 1971, с. 315.

2. Теоретические осноьы инженерных расчетов . 1967„% 2, с. 114 {прототип).