JPH0341768B2 - - Google Patents
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- JPH0341768B2 JPH0341768B2 JP1419682A JP1419682A JPH0341768B2 JP H0341768 B2 JPH0341768 B2 JP H0341768B2 JP 1419682 A JP1419682 A JP 1419682A JP 1419682 A JP1419682 A JP 1419682A JP H0341768 B2 JPH0341768 B2 JP H0341768B2
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- nozzle
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/42—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using fluid means
- G01D5/44—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using fluid means using jets of fluid
- G01D5/46—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using fluid means using jets of fluid by deflecting or throttling the flow
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はノズルフラツパとして電歪素子を用
いた電・空変換器に関する。
いた電・空変換器に関する。
これまでに、電歪素子でノズルフラツパを構成
し、この電歪素子に入力電圧（直流電圧）を印加
しその印加した電圧に応じた歪を電歪素子に生起
させ、この歪によるフラツパの変位によりノズル
口を開閉し、入力電圧に応じた背圧を得るように
した電・空変換器が提案されている。しかしなが
ら上記のすでに提案されている電・空変換器は、
電歪素子に印加される電圧が直流電圧であるため
にノズルフラツパの変位が小さいという欠点があ
つた。
し、この電歪素子に入力電圧（直流電圧）を印加
しその印加した電圧に応じた歪を電歪素子に生起
させ、この歪によるフラツパの変位によりノズル
口を開閉し、入力電圧に応じた背圧を得るように
した電・空変換器が提案されている。しかしなが
ら上記のすでに提案されている電・空変換器は、
電歪素子に印加される電圧が直流電圧であるため
にノズルフラツパの変位が小さいという欠点があ
つた。
この発明の目的は上記したすでに提案された
電・空変換器の欠点を解消しノズルフラツパの変
位が大きくとれノズルフラツパを安定した位置で
駆動し得る電・空変換器を提供するにある。
電・空変換器の欠点を解消しノズルフラツパの変
位が大きくとれノズルフラツパを安定した位置で
駆動し得る電・空変換器を提供するにある。
以上の目的を達成するためにこの発明の電・空
変換器は入力電圧に応じて最大振幅値が変化しか
つ瞬時値が三角波、鋸歯状波・正弦波等のように
時間的に変化する交流電圧を発生する回路を設
け、この交流電圧発生回路の交流信号の周波数を
電歪素子の機械的共振周波数に略等しくなるよう
に設定し、入力電圧の変化による交流信号の振幅
値変化に対応してノズルフラツパの変位振幅値が
変化することによりノズルの全閉時間の比率を変
えて入力電圧に応じた背圧を得るようにしてい
る。
変換器は入力電圧に応じて最大振幅値が変化しか
つ瞬時値が三角波、鋸歯状波・正弦波等のように
時間的に変化する交流電圧を発生する回路を設
け、この交流電圧発生回路の交流信号の周波数を
電歪素子の機械的共振周波数に略等しくなるよう
に設定し、入力電圧の変化による交流信号の振幅
値変化に対応してノズルフラツパの変位振幅値が
変化することによりノズルの全閉時間の比率を変
えて入力電圧に応じた背圧を得るようにしてい
る。
以下図面に示す実施例によりこの発明を詳細に
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す電・空変換
器のブロツク図である。図において入力端子１
ａ，１ｂは入力電圧Viが加えられるようになつ
ている。２はPI調節器であつてコンデンサＣ１，
Ｃ２、抵抗Ｒ及び演算増幅器３で構成されている
がこの回路自体はすでによく知られた回路であ
る。PI調節器２の出力は、発振器４の電源電圧
として加えられるようになつている。この発振器
４はPI調節器２の出力に対応した最大振幅値の
交流信号を出力するようになつている。この実施
例では発振器４より出力される交流信号は三角波
となつている。（第２図Ａ参照）発振器４より出
力された三角波信号はノズルフラツパ５に印加さ
れるようになつている。ノズルフラツパ５は電歪
素子６ａ，６ｂが金属薄板７をサンドイツチ状に
はさむ形で構成されている。電歪素子６ａ，６ｂ
には上記発振器４よりの三角波信号が加えられ、
金属薄板７はアース接続されている。さらにノズ
ルフラツパ５は一方端で支持部８に片持しており
他方端の金属薄板７の突出部７ａが加えられる交
流電圧に応じて振動するようになつている。
器のブロツク図である。図において入力端子１
ａ，１ｂは入力電圧Viが加えられるようになつ
ている。２はPI調節器であつてコンデンサＣ１，
Ｃ２、抵抗Ｒ及び演算増幅器３で構成されている
がこの回路自体はすでによく知られた回路であ
る。PI調節器２の出力は、発振器４の電源電圧
として加えられるようになつている。この発振器
４はPI調節器２の出力に対応した最大振幅値の
交流信号を出力するようになつている。この実施
例では発振器４より出力される交流信号は三角波
となつている。（第２図Ａ参照）発振器４より出
力された三角波信号はノズルフラツパ５に印加さ
れるようになつている。ノズルフラツパ５は電歪
素子６ａ，６ｂが金属薄板７をサンドイツチ状に
はさむ形で構成されている。電歪素子６ａ，６ｂ
には上記発振器４よりの三角波信号が加えられ、
金属薄板７はアース接続されている。さらにノズ
ルフラツパ５は一方端で支持部８に片持しており
他方端の金属薄板７の突出部７ａが加えられる交
流電圧に応じて振動するようになつている。
一方給気口９より加えられる給気圧はパイロツ
ト弁１０に加えられるとともに絞り１１を介して
ノズル１２に供給されるようになつている。ノズ
ル１２は噴気口がフラツパ５で開閉されるように
突出部７ａに対設されている。ノズル１２よりの
背圧はパイロツト弁１０で出力圧に変換され出力
口１３より導出されるとともに圧力センサ１４に
加えられるようになつている。圧力センサ１４は
加えられた出力圧に応じた電気信号を出力しこれ
を演算増幅器３の入力に帰還するようにしてい
る。
ト弁１０に加えられるとともに絞り１１を介して
ノズル１２に供給されるようになつている。ノズ
ル１２は噴気口がフラツパ５で開閉されるように
突出部７ａに対設されている。ノズル１２よりの
背圧はパイロツト弁１０で出力圧に変換され出力
口１３より導出されるとともに圧力センサ１４に
加えられるようになつている。圧力センサ１４は
加えられた出力圧に応じた電気信号を出力しこれ
を演算増幅器３の入力に帰還するようにしてい
る。
電歪素子の機械的共振周波数をfmrとするとこ
の周波数fmrを電歪素子６ａ，６ｂに印加すると
ノズルフラツパ５の突出部７ａは最も大きく変位
する。したがつてこの実施例では小さな入略電圧
で大きな変位を得るために発振器４の発振周波数
すなわち出力交流信号の周波数は略上記の機械的
共振周波数fmrに一致するように設定される。ま
たノズルフラツパ５の突出部７ａのフリー時（交
流電圧の無印加時）におけるノズルフラツパ５の
突出部７ａとノズル１２間の距離ｄは制御範囲の
最小入力電圧が印加された場合の変位分よりも小
さくなるようにしている。
の周波数fmrを電歪素子６ａ，６ｂに印加すると
ノズルフラツパ５の突出部７ａは最も大きく変位
する。したがつてこの実施例では小さな入略電圧
で大きな変位を得るために発振器４の発振周波数
すなわち出力交流信号の周波数は略上記の機械的
共振周波数fmrに一致するように設定される。ま
たノズルフラツパ５の突出部７ａのフリー時（交
流電圧の無印加時）におけるノズルフラツパ５の
突出部７ａとノズル１２間の距離ｄは制御範囲の
最小入力電圧が印加された場合の変位分よりも小
さくなるようにしている。
次に以上のように構成される電・空変換器の動
作について説明する。
作について説明する。
今、入力端子１ａ，１ｂに制御可能範囲内の比
較的小さな入力電圧が加えられたとすると、この
電圧はPI調節器２でPI演算が施され、その出力
電圧は発振器４に供給される。発振器４は第２図
Ａのａに示すように供給された電圧に応じて最大
値V1の三角波信号を出力する。この三角波信号
はさらにノズルフラツパ５に加えられる。そして
ノズルフラツパ５の突出部７ａは加えられた三角
波信号に応じて変位を受け振動する。この場合ノ
ズルフラツパ５の振動幅はノズルフラツパ５とノ
ズル１２との距離ｄよりも大となるはずである。
が、距離ｄを越える変位分についてはノズル１２
により制約を受け変位したノズルフラツパ５は第
２図Ｂのａに示すように期間t1だけノズル１２の
位置にとどまる。この期間t1の間はノズルフラツ
パ５によつてノズル１２は全閉される。しかし入
力電圧が比較的小さくノズルフラツパ５の振動振
幅も小さいので期間t1は比較的短い。
較的小さな入力電圧が加えられたとすると、この
電圧はPI調節器２でPI演算が施され、その出力
電圧は発振器４に供給される。発振器４は第２図
Ａのａに示すように供給された電圧に応じて最大
値V1の三角波信号を出力する。この三角波信号
はさらにノズルフラツパ５に加えられる。そして
ノズルフラツパ５の突出部７ａは加えられた三角
波信号に応じて変位を受け振動する。この場合ノ
ズルフラツパ５の振動幅はノズルフラツパ５とノ
ズル１２との距離ｄよりも大となるはずである。
が、距離ｄを越える変位分についてはノズル１２
により制約を受け変位したノズルフラツパ５は第
２図Ｂのａに示すように期間t1だけノズル１２の
位置にとどまる。この期間t1の間はノズルフラツ
パ５によつてノズル１２は全閉される。しかし入
力電圧が比較的小さくノズルフラツパ５の振動振
幅も小さいので期間t1は比較的短い。
次に入力端子１ａ，１ｂに制御可能な範囲内の
比較的大きな入力電圧が加えられるとするとこの
場合PI調節器２より発振器４に加えられる電圧
もそれに応じて比較的大なる電圧となり、発振器
４は第２図Ａのｂに示すように上記した電圧V1
よりも大なる最大値V2の三角波信号を出力する。
（ただし信号ａ及びｂとも周波数が同じなので周
期Ｔは変わらない。）この場合の三角波信号ｂも
上記ａと同様にノズルフラツパ５に印加され、ノ
ズルフラツパ５を振動させる。この場合ノズル１
２が設けられていない場合を想定すると当然ノズ
ルフラツパ５の振動幅は非常に大となるが、距離
ｄを越える変位分はノズル１２の制約を受け、第
２図Ｂのｂに示すようにノズル１２の位置にとど
まる。このとどまる期間t2の間はノズルフラツパ
５によつてノズル１２が全閉される。周期Ｔが同
じで振幅が大なる分だけ期間t2の方が期間t1より
も大となる。したがつて周期Ｔに対するノズル１
２が全閉される期間ｔの比率を比べると、上記し
た信号ａと信号ｂの場合ではt1／Ｔ＜t2／Ｔとな
る。すなわち全閉時間比率は、発振器４の三角波
の最大振幅が大なるほどすなわち入力電圧が大な
るほど大となる。このように入力電圧が大なるほ
どノズル１２の全閉時間比率が上昇するがノズル
１２の全閉時間比率が上昇すると積分的にノズル
背圧も上がりそれに応じてパイロツト弁１０の出
力空気圧も上昇する。パイロツト弁１０の出力空
気圧は出力圧として出力口１３より導出される
が、圧力センサ１４にも加えられ、出力圧に応じ
た電気信号に変換されPI調節器２の演算増幅器
３に帰還され入力電圧と帰還された出力圧に対応
する電圧の平衡がとられる。
比較的大きな入力電圧が加えられるとするとこの
場合PI調節器２より発振器４に加えられる電圧
もそれに応じて比較的大なる電圧となり、発振器
４は第２図Ａのｂに示すように上記した電圧V1
よりも大なる最大値V2の三角波信号を出力する。
（ただし信号ａ及びｂとも周波数が同じなので周
期Ｔは変わらない。）この場合の三角波信号ｂも
上記ａと同様にノズルフラツパ５に印加され、ノ
ズルフラツパ５を振動させる。この場合ノズル１
２が設けられていない場合を想定すると当然ノズ
ルフラツパ５の振動幅は非常に大となるが、距離
ｄを越える変位分はノズル１２の制約を受け、第
２図Ｂのｂに示すようにノズル１２の位置にとど
まる。このとどまる期間t2の間はノズルフラツパ
５によつてノズル１２が全閉される。周期Ｔが同
じで振幅が大なる分だけ期間t2の方が期間t1より
も大となる。したがつて周期Ｔに対するノズル１
２が全閉される期間ｔの比率を比べると、上記し
た信号ａと信号ｂの場合ではt1／Ｔ＜t2／Ｔとな
る。すなわち全閉時間比率は、発振器４の三角波
の最大振幅が大なるほどすなわち入力電圧が大な
るほど大となる。このように入力電圧が大なるほ
どノズル１２の全閉時間比率が上昇するがノズル
１２の全閉時間比率が上昇すると積分的にノズル
背圧も上がりそれに応じてパイロツト弁１０の出
力空気圧も上昇する。パイロツト弁１０の出力空
気圧は出力圧として出力口１３より導出される
が、圧力センサ１４にも加えられ、出力圧に応じ
た電気信号に変換されPI調節器２の演算増幅器
３に帰還され入力電圧と帰還された出力圧に対応
する電圧の平衡がとられる。
なおノズル１２の背圧はノズルフラツパ５の電
歪素子６ａ，６ｂが交流信号で駆動されるため脈
動するが、パイロツト弁１０の容量大、及び絞り
１０が設けられているため出力圧まで脈動が及ぶ
心配はない。
歪素子６ａ，６ｂが交流信号で駆動されるため脈
動するが、パイロツト弁１０の容量大、及び絞り
１０が設けられているため出力圧まで脈動が及ぶ
心配はない。
また上記実施例において交流信号として三角波
を例にあげ説明したが、この交流信号は時間的に
瞬時値が変化するものであればよく、たとえば鋸
歯状波、正弦波等であつてもよい。
を例にあげ説明したが、この交流信号は時間的に
瞬時値が変化するものであればよく、たとえば鋸
歯状波、正弦波等であつてもよい。
さらにまた上記実施例において電歪素子を含む
ノズルフラツパは片持ハリのものを使用している
が、両持ハリや円周固定のものを用いてもよい。
ノズルフラツパは片持ハリのものを使用している
が、両持ハリや円周固定のものを用いてもよい。
以上のようにこの発明の電・空変換器によれ
ば、ノズルフラツパを構成する電歪素子の駆動を
入力電圧に応じて最大振幅値の変化する、しかも
周波数が電歪素子の機械的共振周波数と略等しい
交流信号で行なうものであるから、小さい入力電
圧でノズルフラツパに大きな変位を得ることがで
き、ノズルの全閉される時間比率で背圧が決まる
ものであるから、これまでの直流駆動による電・
空変換器で変位が小さいために問題となつた温度
変化、給気圧の変動、フラツパの自重による傾き
等が影響してループ全体の安定性が害されるとい
う心配が解消され、安定度の高い電・空変換器を
得ることができる。
ば、ノズルフラツパを構成する電歪素子の駆動を
入力電圧に応じて最大振幅値の変化する、しかも
周波数が電歪素子の機械的共振周波数と略等しい
交流信号で行なうものであるから、小さい入力電
圧でノズルフラツパに大きな変位を得ることがで
き、ノズルの全閉される時間比率で背圧が決まる
ものであるから、これまでの直流駆動による電・
空変換器で変位が小さいために問題となつた温度
変化、給気圧の変動、フラツパの自重による傾き
等が影響してループ全体の安定性が害されるとい
う心配が解消され、安定度の高い電・空変換器を
得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す電・空変換
器のブロツク図、第２図Ａは第１図に示す電・空
変換器に使用される発振器の出力信号の波形例を
示す図、第２図Ｂは第２図Ａに示す信号が印加さ
れた場合のノズルフラツパの変位を示す図であ
る。 １ａ，１ｂ：入力端子、２：PI調節器、３：
演算増幅器、４：発振器、５：ノズルフラツパ、
６ａ，６ｂ：電歪素子、７：金属薄板、７ａ：金
属薄板の突出部、８：支持部、９：給気口、１
０：パイロツト弁、１１：絞り、１２：ノズル、
１３：出力口、１４：圧力センサ。
器のブロツク図、第２図Ａは第１図に示す電・空
変換器に使用される発振器の出力信号の波形例を
示す図、第２図Ｂは第２図Ａに示す信号が印加さ
れた場合のノズルフラツパの変位を示す図であ
る。 １ａ，１ｂ：入力端子、２：PI調節器、３：
演算増幅器、４：発振器、５：ノズルフラツパ、
６ａ，６ｂ：電歪素子、７：金属薄板、７ａ：金
属薄板の突出部、８：支持部、９：給気口、１
０：パイロツト弁、１１：絞り、１２：ノズル、
１３：出力口、１４：圧力センサ。
Claims (1)
- １ 入力電圧と帰還電圧を受け、両電圧の差に応
じた電圧を出力するPI調節器と、このPI調節器
の出力電圧を受け、その電圧に応じて最大振幅値
が変化しかつ瞬時値が時間的に変化する交流電圧
を発生する交流電圧発生回路と、電歪素子を含ん
で構成されこの電歪素子に前記交流電圧が印加さ
れるノズルフラツパと、このノズルフラツパの振
動部に対設され給気圧を受け背圧を導出するノズ
ルと、この背圧を出力圧に変換するパイロツト弁
と、前記出力圧を受け電圧信号に変換して、帰還
電圧として前記PI調節器に加える圧電変換回路
とを備え、前記交流電圧発生回路の交流信号の周
波数を前記電歪素子の機械的共振周波数に略等し
くなるように設定し、入力電圧の変化による交流
信号の振幅値変化に対応して前記ノズルフラツパ
の変位振幅値が変化することにより前記ノズルの
全閉時間の比率を変えて入力電圧に応じた背圧を
得るようにしたことを特徴とする電・空変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1419682A JPS58129323A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 電・空変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1419682A JPS58129323A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 電・空変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129323A JPS58129323A (ja) | 1983-08-02 |
| JPH0341768B2 true JPH0341768B2 (ja) | 1991-06-25 |
Family
ID=11854363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1419682A Granted JPS58129323A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 電・空変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129323A (ja) |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP1419682A patent/JPS58129323A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58129323A (ja) | 1983-08-02 |
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