Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

нейности — диапазон изменений входных сигналов, в пределах которого сумматор с достаточной точностью реализует операцию суммирования. При погрешности 3% от диапазона изменений входного сигнала и посто­ янном значении одного из давлений на входах эле­ мента область линейности составляет примерно ±0,35 кгс/см2; при изменениях обоих сигналов на входах

нормальной работы дроссельного сумматора ограничена и зависит от значений весовых коэффициентов. При ти­ повой нагрузке на выходе элемента и амплитудах сину­

и выходной Б камер, разделенных гибкой мембраной 1. Жесткий центр 2 этой мембраны служит заслонкой соп­ ла 5. У повторителей со сдвигом (рис. 10-9,6) в камеры

367

А и Б введены пружины 3, натяжение которых можно изменять с помощью винта 4.

Повторитель действует по принципу компенсации усилий. Входной пневматический сигнал поступает в ка­ меру Б и развивает на мембране 1 усилие, направлен­ ное вниз. В камеру А через постоянный дроссель ПД, в комплекте с которым работает повторитель, непрерыв­ но подается воздух из линии питания. Часть воздуха из

/2 5

камеры А через зазор между заслонкой 2 и соплом 5 сбрасывается в атмосферу. В камере А устанавливается давление, промежуточное по величине между давлени-" ем Рпит в линии питания и атмосферным. Это давление, которое служит выходным сигналом элемента, развива­ ет на мембране / усилие, направленное вверх. Оба про­ тивоположно направленные усилия, действующие на ме­ мбрану, непрерывно сравниваются. Если, равновесие этих сил (для повторителя со сдвигом — с учетом силы натяжения пружин) будет нарушено, мембрана / откро­

УСЭППА хорошую статическую точность: для повтори­ телей без сдвига погрешность повторения составляет 0,25—0,35% стандартного диапазона пневматических сигналов (1,5—2 мм рт. ст.), для повторителей со сдви-

368

гом — около 0,5%. Однако необходимо отметить, что точность повторителей в значительной мере зависит от

значительного изменения температуры окружающей сре­ ды) для сохранения высокой точности повторения необ­ ходимо производить подстройку элемента путем измене­ ния по высоте положения сопла 5.

Набор и сброс воздуха в.выходной нагрузке следя­ щих повторителей УСЭППА происходят через задросселированные отверстия, поэтому эти элементы обладают относительно невысокими динамическими показателя­ ми; их мощность и допускаемая нагрузка также суще­ ственно ограничены. Так, при объеме нагрузки 50 см3 частотная граница ОНР составляет 2,5 pad/сек. При подсоединении к выходу повторителя входной камеры другого элемента УСЭППА (например, в пневматичес­ ких регуляторах) частотная граница ОНР расширяется до 20 рад/сек.

е) Усилители мощности предназначены для повторе­ ния непрерывного входного пневматического сигнала и' усиления его по мощности. Они применяются в каче­ стве выходных элементов в большинстве приборов, по­ строенных из УСЭППА. Модификации усилителей раз­ личаются принципиальной схемой и техническими ха­ рактеристиками (в том числе и статической точностью).

Усилитель первой модификации (рис. 10-10, а) состо­ ит из трех шайб, разделенных гибкими мембранами и собранных так, что в элементе образованы четыре ка­ меры. В камеру А подается входной сигнал, камера Б соединена с атмосферой, в камере В формируется вы­ ходной сигнал элемента, а камера Г соединена с источ­ ником питания. Принцип действия элемента — компен­ сационный: усилие, развиваемое на сдвоенной мембра­ не 1 входным сигналом, непрерывно сравнивается и компенсируется усилием, развиваемым на той же мем­ бране выходным сигналом. При нарушении равнове­ сия сил на мембранном блоке двойной шариковый кла­

квосстановлению равновесия.

Всвязи с тем, что в таком усилителе мембранный блок собран из «грубых» (менее чувствительных) мем-

бран и не разгружен от действия посторонних усилий (на него частично передаются усилия, развиваемые дав­ лением питания и струей воздуха на клапанах), повто­ рение входного сигнала на выходе усилителя происхо­ дит со значительной статической ошибкой. Величина погрешности повторения достигает 5% стандартного диапазона пневматических сигналов. В то же время большие проходные сечения шариковых клапанов обес­ печивают усилителю высокие динамические свойства:

гвыт

Рис. 10-10. Усилители мощности УСЭППА.

повторения с одновременным усилением сигнала по мощности его охватывают обратной связью через предвключенный элемент сравнения (см. ниже).

Погрешность повторения входного сигнала не превосхо­

ции знака алгебраической суммы непрерывных пневма­

370

В конструктивном отношении элемент сравнения представляет собой набор металлических шайб, разде­ ленных «вялыми» мембранами. Жесткие центры всех мембран соединены общим штоком /. Концы штока слу­ жат заслонками, управляющими истечением воздуха че-

Рис. 10-11. Элементы сравнения УСЭППА.

рез сопла 2 и 3. Для обеспечения подстройки элемента сопла выполняются регулируемыми по положению.

Входные сигналы поступают в приемные камеры эле­ мента и развивают на его мембранах соответствующие усилия, алгебраически складывающиеся на штоке /. Эффективные площади всех мембран подобраны таким образом, что результирующее усилие на штоке оказы­ вается пропорциональным алгебраической сумме вход­ ных давлений. Если алгебраическая сумма входных пневматических сигналов положительна (отрицательна), под действием результирующего усилия мембранный блок займет крайнее нижнее (верхнее) положение, что приведет к появлению на выходе элемента соответству­ ющего дискретного пневматического сигнала (1 или 0).

По своему назначению элементы сравнения являют­ ся аналого-дискретными. Однако по принципу действия эти элементы относятся к аналоговым усилителям с боль­ шим коэффициентом усиления: их выходной сигнал мо­ жет принимать не только предельные, но и любые про­ межуточные значения, поэтому очень часто (в том числе в большинстве регуляторов системы «Старт») элементы