SU750300A1 - Цифровой измеритель отношени давлений в двигателе внутреннего сгорани - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ В ДВИГАТЕЛЕ/ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  автоматического измерени  и контрол  давлени  в цилиндре двига- j телей внутреннего сгорани .

Известно устройство дл  измерени  отношени  давлени , в котором с целью угла поворота вала, пропорционального отношению давле- 10 НИИ, осуществл етс  механическое логарифмирование и антилогарифмировакие промежуточных величин (углов поворота ) , пропорциональных давлени м 1 .15

Недостатком данного устройства  вл етс  значительна  погрешность изме- рител  за счет наличи  механических преобразований, а также низкое быстродействие , ограничивающее его не- jO пользование при исследовании быстромен ющихс  процессов.

Известно также устройство дл  измерени  отношени  давлений, которое  вл етс  наиболее близким по техничес 25 кой сущности и достигаемому результату к изобретению 2 .

Устройство содержит рычаг, к одному плечу которого подсоединен манометрический упругий чувствительный JQ

cJjieMsrfT, а к другому - анероидный чувствительный элемент, закрепленный на поворотной рамке, датчик положени  рычага и сервопривод дл  поворота рамки. Устройство снабжено двум  электромагнитами с  кор ми и двум  функциональными преобразовател ми давление-электрический ток, один из которых анероидный, а другой - манометрический. При этом  корь одного электромагнита жестко св зан с анероидным чувствительным элементом, а  корь другого - с манометрическим . Выходные клеммы преобразователей дайление - электрический ток соединены последовательно между собой и с обмотками обоих электромагнитов. При поступлении давлений рычаг поворачиваетс . Датчик положени  рычага через след щую систему его выравнивает, отрабатыва  угол oi. При этом угол oi. зависит от отношени  давлений pj Pj. , а также от абсолютных значений Pj и Pj . Компенсаци  этой зависимости производитс  следующим образом. Функциональные преобразователи преобразуют давлени  в электрические то ,ки, поступающие в обмотки электромагнитов ,  кор  которых измен ют положение рычага.

Недостатком такого устройства  вл етс  относительно невысока  точность , обусловленна  погрешностью электро-механического преобразовател , а также сложность реализации.

Цель изобретени  - повышение точ ности измерени  отношени  давлени . Это достигаетс  тем, что в измерителе , содержащем датчики давлени , фильтры низких частот и вычислительное устройство, последнее содержит аналоговое запоминающее устройство, пропорционально-интегральное звено, дифференциатор, усилитель-ограничитель , формирователь, сравнивающее устройство, триггер, ключ и узел цифрового измерени  интервалов времени , причем выход первого датчика подключен через первый фильтр параллельно ко входам аналогового запоминающего устройства и дифференциатора , выход которого через последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь подключен к одному входу триггера, соединенного с управл ющими входами ключа, аналогового запоминакнцего устройства и входам узла цифрового измерени  интервалов времени, другой вход триггера соединен с выходом сравнивающего устройства, входы которого подключены к выходам пропорциональноинтегрального звена и второго фильтра , выход которого соединен через ключ с входом пропорционально-интегрального звена, вход которого соединен с выходом аналогового запоминающего устройства.

На фиг. 1 изображена структурна  схема цифрового измер1ител ; на фиг.2 временные диаграммы, по сн ющие работу цифрового измерител .

Измеритель содержит датчики давлени  1 и 2, фильтр низких частот 3, аналоговое запоминающее устройство 4 дифференциатор 5, усилитель-ограничитель 6, формирователь 7, триггер 8 ключ 9, фильтр 10, пропорциональноинтегральное звено 11, сравнивающее устройство 12, узел 13 цифрового измерени  интервалов времени.

Выход первогодатчика 1 подключен через фильтр 3 параллельно ко входам аналогового запоминающего устройства 4 и дифференциатора 5, выход которогр через усилитель-ограничитель 6 и формирователь 7, последовательно соединенные, подключен к одному входу триггера 8,соединенного с управл щими входами ключа 9 и аналогового запоминающего устройства 4, а также со входом узла 13. Другой вход триггера 8 соединен с выходом сравнивакидего устройства 12, один вход которого подключен к выходу пропорционально-интегрального звена 11, а другой - к выходу соединенного с выходом второго датчика 2 второго фильтра 10, выход которого соединен через ключ 9 с интегрирующим входом пропорционально-интегрального звена 11,пропорциональный выход которого соединен с выходом аналогового запоминающего устройства 4.

Цифровой измеритель работает следующим образом. Измен ющеес  за цикл давлени  Р в цилиндре двигател  внуреннего сгорани  фиксируетс  первым датчиком 1 давлени , например индуктивным . Давление Р , соответствующее линии атмосферного давлени , фиксируетс  вторым датчиком 2 давлени . С выхода датчика 1 переменное напр жение подаетс  на вход первого фильтра 3, где выдел етс  огибающа  напр жени , повтор юща  закон изменени  давлени  Р. Она выдел етс  фильтрюм 3, напр жение с которого подаетс  на вход устройства 4 и на вход дифференциатора 5. На выходе последнего напр жение в моменты, соответствующие экстремальным точкам давлени  р, равно нулю. С выхода дифференциатора 5 напр жение подаетс  на вход усилител -ограничител  б, где оно преобразуетс  S напр жение пр моугольной формы. Данное напр жение подаетс  навход формировател  7, вьщел и щего импульс,соответствующий заднему

фронту выходного напр жени  усилител -ограничител  6, т.е. моменту PI РГООХ Этот импульс перебрасывает триггер, своим выходным уровнем разрешающий запоминание выходного напр жени  фильтра 3 на устройство 4 и открывающий ключ 9.

Дл  фиксировани  давлени  Р, соответствующего линии атмосферного, служит второй датчик 2,второй фильтр 10. Это давление можно считать пЬсто нным в пределах каждого цикла работы двигател  внутреннего С1;ррани . Напр жение с выхода фильтра 10 подаетс  через открытый ключ 9 на интегрирующий вход пропорционально-интегрального эвена 11, выполненного, например , на основе операционного усилител . На пропорциональный вход звена 11 подаетс  напр жение с выхода устррйств.а 4. Выходное напр жение пропорционально-интегрального звена 11 имеет следующий вид;

U„lt) (,K,/C -Uot/PC

Это напр жение подаетс  на один вход сравнивающего устройства 12, на другой вход которого подаетс  напр жение DO. Момент срабатывани  сравнивающего устройства 12 может быть определен из соотношени 

(Uo UmaxKi/C2-Uot/PC2 Uo,

Claims (2)

1. откуда длительность импульса на выходе триггера 8, возвращаемого висходное состо ние импульсом сравнивающ го устройства 12, при С Cj С, пропорциональна отношенигои |LL/ т р д1 1Я1°.-рс ( UQVQ Длительность этого импульса изм р етс  с помощью узла 13, выходным сигналом которого (и всего устройс ва)  вл етс  цифровой код, пропорциональный искомому отношению ,, max /,. ,. К--;5-(KjConst). Смена выходного уровн  триггера 8 служит сигналом дл  сброса напр же ни , запомненного в устройстве 4, а также дЛ  закрыти  ключа 9. Схем возвращаетс  в исходное состо ние, В следующем цикле работа происходи аналогично рассмотренной. Техническа  эффективность изобретени  состоит в том, что задача п вышени  чувствительности выполн етс  без применени  механических и электромеханических функциональны узлов. Формула изобретени  Цифровой измеритель отношени  давлений в двигателе внутреннего -сг рани , содержащий датчики давлений фильтры низких частот и вычислитель ное устройство, отличаю щи й с   тем,, что, с целью повышени  точности , в нем вычислительное устройство содержит аналоговое запоминающее устройство, пропорциональноинтегральное звено, дифференциатор, усилитель-ограничитель,формирователь, сравнивающее устройство,триггер,ключ и-узел цифрового измерени  интервалов времени,причем выход первого датчика подключен через первый фильтр параллельно ко входам аналогового запоминающего устройства и дифференциатора , выход которого через последовательно соединенные усилительограничитель и формирователь подключен к одному входу триггера, соединенного с управл ющими входами ключа, аналогового запоминающего устройства и входом узла цифрового измерени  интервалов времени, другой вход триггера соединен с выходом сравнивающего устройства, входы которого подключены к выходам пропорционально-интегрального звена и второго фильтра, выход которого соединен через ключ со входом пропорциональноинтегрального звена, соединенного с выходом аналогового запоминающего устройства. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 435468, кл. G 01 L 15/00, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 336550, кл. G 01 L 23/08, 1972 (прототип).

   У, Г/ГА

   .

   ЛЗУ