Элементы Реле схема которого не отличается от аналогового решающего усилителя однако их конструкции различные. Пневматческое реле имеет меньшие габаритные размеры так как чувствительность его не должна быть столь высокой, как в операционном усилителе. Упомянутые элементы отличаются друг от друга также и способом включения. Для введения положительной обратной связи нижнюю камеру соединяют с атмосферой а верхнюю камеру с нижним соплом. Выходной сигнал реле может принимать лишь 2 значения 0 и Р0. Если давление Р2>P1 то верхнее сопло закрыто и давление на выходе Р=0. Так как давление в верхней и нижней камере равны между собой то при увеличении Р1 шток реле перейдёт в нижнее положение при Р1=Р2. Давление на выходе реле Р и верхней камере станут равны Р0. В нижней камее за счёт того что она сообщается с атмосферой избыточное давление всегда равно 0, следовательно на него будет действовать дополнительная сила направленная вниз и равная произведению. эффективной площади на давление питания. Будет иметь место п.о. связь. Если начать уменьшать Р1 то шток перейдёт в верхнее положение и давлении Р1=Р2-f/(F-f)*Po где f эффективная площадь верхней и нижней мембраны; F –эффективная площадь средней мембраны.
Составим уравнения равновесия:
p0f+P1(F-f)=P2(F-f)
f1(F-f)=P2(F-f)-P0f
P1=P2-f/(F-f)*P0
При использовании реле в качестве логического элемента давление на одном из его входов Р1 или Р2 поддерживается постоянным и равным Рп1 и Рп2, т.е. создаётся постоянное давление подпора. Рп1 – малый подпор, Рп2 – большой подпор.
При наличии малого подпора подводимого через 5 и отсутствия сигналов Рупр2 на вводе 4 мембранный блок находится в нижнем положении и давление на выходе реле максимально и равно давлению питания Рвых=Р0=1. Давление управления Рупр2в при котором реле переключится из состояния «1» в «0» определяется условием равенства усилий на мембранном блоке:
Рупр2в=(F-f)=Рп1(F-f)+Р0f
Рупр2в=Рпит1+(f/(F-f))*Po
При обратном переключении с «0» на «1» давление в верхней и нижней камерах равно 0 и поэтому обратное переключение реле произоёдёт при условии когда Рупр2н =Рп1. Как видно из уравнений реле переключается из одного состояния в другое при разных уровнях давления управлений что обуславливает петлеобразную характеристику рисунок б. Ширина петли определяется разностью давлений в первом и втором случаях:
Рупр2в-Рупр2н=дельтаР=Рп1+(1/(F-f))*P0-Рп1=(f/(F-f))P0 (1)
Для схемы реле, показанной на рисунке «в», Рупр1в при кортом происходит переключение реле из 0 в 1 находится из выражения Рупр1в =Рп2 (2). Обратное переключение происходит при давлении Рупр1н определяемом из выражения :
Рупр1н(F-f)=Рп2(F-f)-Р0*=> Рупр1н=Рп2-(f/(F-f))*Po (3)
Ширина петли зоны дельта Р гистерезиса определяете разностью выражений (2) и (3): Рупр1в-Рупр1н=дельта Р=(f/F-f))*P0 (4)
Как видно из (4) и (1) для обеих схем включения, ширина определяется соотношением площадей мембран и давления питания. В 3х мембранных реле систем УСЭПА дельтаР=0.3 – 0.4Рпит. Выбор давлений подпора Рп1=(0.3 – 0.4)Р0 и Рп2 = (0.7 – 0.8) Р0 позволяет расположить характеристику симметрично подаваемым сигналам. Разница в величинах подпора объясняется тем то благодаря силам о.с. действующих сверху вниз могут превосходить силы действующие в обратном направлении. Схемы включения элементом УСЭПА приведены в таблице 2.
В зависимости от расположения в пневмокамере реле в которой имеется давление подпора выполняется операция повторения Р=Р1 или отрицания Р=-Р1(штрих). Обе приведенные схемы активны, т.е. при Р=0 их выход соединяется с атмосферой, а при Р=1 с линией питания. На одном реле можно выполнять наиболее часто встречающиеся логические операции. У реле включённого для выполнения операции конъюнкция «и» на выходе будет 1 ели оба входных сигнала Р1 и Р2 =1 (схема 3) во всех остальных случаях на выходе будет 0.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.