Ознайомлення з будовою та принципом роботи струнних елементів

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

ОЗНАЙОМЛЕННЯ З БУДОВОЮ ТА ПРИНЦИПОМ

РОБОТИ СТРУННИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Мета роботи – ознайомлення з будовою та принципом роботи отруйник логічних елементів.

– Перевірити   роботу елементів n таблицях стану.

Призначення та галузь застосування струйних елементів

Логічні елементи - це струйні підсилювачі, призначені для реалізації логічних функцій в системах управління.

В цих підсилювачах (як і в усіх отруйних пристроях) управляючі та вихідні сигнали можуть приймати тільки два дискретних значення: мінімальний одиничний рівень сигналу, далі умовно позначений "0" (нулем) та максимальний одиничний рівень сигналу, позначений "1" (одиницею).

Струйні елементи використовуються в різних системах управління, де не потребується підвищеної швидкості та довгих ліній зв'язку (системи управління верстатами, пресами, літейними машинами, технологічними процесами, системами шахтної автоматики).

Переважно застосування отруйних елементів в системах управління з гідравлічними та пневматичними виконавчими механізмами, де надійність буде вищою через відсутність пневмоелектроперетворювачів.

Нечутливість до радіації та електромагнітних піль робить перспективним використання елементів отруйної техніки для автоматизації автономних установок, літаків, космічних об'єктів.

І. Логічний елемент "АБО - НЕ АБО" на два входи СТ 41

Логічний елемент "АБО - НЕ АБО" - це моностабільний отруйний підсилювач з малою петлею гестерезісу. Принцип дії оснований на ефекті взаємодії струменя з твердою стінкою та взаємодії струменів, Елемент "АБО" (рисі, а) має управляючі входи Х₁; Х₂, два виходи: "НЕ АБО" – У₁ та "АБО" – У₂, живляче сопло Р та атмосферні канали – а₁,а₂ та а₃.

Рис. 1

При відсутності управляючих сигналів живлячий струмінь, який виходить із сопла Р, за рахунок конструктивних особливостей елемента притискається до лівої стінки та прямує у вихід У₁. При подачі управляючих сигналів (одного чи двох разом) живлячий струмінь перекидається до протилежної стінки та спрямовуєтеся у вихід У_2. При знятті управляючих сигналів струмінь повертається у початкове положення. Робота логічних елементів характеризується трьома видами зовнішніх характеристик: вхідною, яка є залежністю витрат у каналі управління від тиску у цьому каналі; вихідною - залежністю витрат у вихідному каналі від тиску у тому ж каналі та характеристикою переключення, яка являє собою залежність тиску (витрат) на вході від тиску (витрат) на виході.

На рис. 1, б кривої 1 представлена вихідна характеристика елемента "АБО-НЕ АБО", яка показує, що зі зменшенням витрат до нуля (глуха камера) тиск зростає до максимуму.

Крива 2 (рис. 1, б) - вхідна характеристика елемента, причому верхня гілка характеризує відправний стан елемента, а нижня - переключений стан. Крива 3 (рис. 1, б) - це зворотна характеристика входу, яка показує залежність витрат від тиску на виході при подачі тиску у вихідний канал. Криві 3 і 4 використовуються при розрахунку рівня перешкод у схемі.

Характеристика переключення дана на . 1, в, причому гілка 1 характеризує переключення струменю, а гілка 2 - повернення струменя у початкове положення. Ширина петлі гістерезису (між 1 та 2) обумовлює частоту вмикання елемента.

Вхідні та вихідні характеристики використовуються для визначення умов спільної роботи елементів у схемах. Для цього сполучаються вхідна характеристика управляючого елемента (рис.2), точка їх перетину визначає тиск та витрати у робочій точці, які установляться н лінії, що з'єднує вихід управляючого елементу з входом управляючого. Якщо управляючих елементів декілька, то необхідно здобувати сумарну вхідну характеристику, яка одержується складанням по витратах вхідних характеристик елементів.

Очевидно, для того, щоб вихід струйного елемента міг управляти "n" - виходами, необхідно, щоб тиск в робочій точці був більшим тиску спрацювання.

Рис. 2

На рис.2 наведена сумарна вхідна характеристика трьох елементів та визначена робоча точка.

На рис. З наведена конфігурація робочої камери елемента "АБО – НЕ АБО", таблиця стану входів і виходів та позначення штуцерів.

Рис. 3

На рис.4 дані характеристики елементів. Зовнішня характеристика виходу "АБО" знята при Р_вх=0,25 Р_жив, зворотна характеристика входу 2 знята при тиску на вході 3, що дорівнює 0,25 Р_жив.

Рис. 4

II. Струйний елемент "АБО - НЕ АБО" на три входи СТ 44

Струйний логічний елемент "АБО - НЕ АБО" на три входи СТ 44 являють собою моностабільний струйний підсилювач. Принцип дії та конструкція елементу СТ 44 аналогічні елементу СТ 41, тільки кількість входів збільшена на один і відсутній вхід "ЗАБОРОНА".

Рис. 5

Конфігурація функціональної плати і нумерація штуцерів подані на рис.5.

ІІІ. Струйний логічний елемент "І - НЕ І" СТ 43

Логічний елемент І - НЕ І на два входи СТ 43 складається з моностабільного підсилювача і пасивного елементу "І" на вході, розташованих на одній платі. Вхідні канали розташовані таким чином, що на виході "І" з'являється сигнал тільки в тому випадку, коли подані одночасно обидва вхідних сигнали. Якщо поданий тільки один вхідний сигнал, то він спрямовується в атмосферний отвір.

Конфігурація функціональної плати і нумерація штуцерів показані на рис.6.

Рис. 6

IV. Тригер з роздільними входами СТ 42

Тригер СТ 42 системи "Волга^" являє собою бістабільний струйний підсилювач, який служить для запам'ятовування сигналів в схемах. Застосування тригера дозволяє зменшити кількість елементів в системах управління.

Тригер (рис.7) включає в себе канал живлення 1, управляючі канали 2,3,6 з прилеглими до них стінками камери взаємодії і вихідні канали 4, 5. Струмінь живлення прилипає до однієї із стінок і подається на вихід 4 або 5. Перекидання струменя до протилежної стінки відбувається подачею управляючого сигналу з боку стінки, до котрої прилипає струмінь. При знятті управляючого сигналу струмінь живлення зберігає своє положення.

Рис. 7

Входи 3, 6 використовуються для переключення струменя при роботі в системах, а вхід 2 - для установлення в первісний стан перед запуском системи.