Квадратор

 

1. KBA IPATOP по авт.св. № 675427, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности , в него введен тепловой ключ, установленный между теплопроводом и теплоизолирующей оболочкой, управляющий вход теплового ключа является входом синхронизации квадратора . (Л сд О5 о I;D 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 98

4(51) С 06 0 7/20

ВСЕСОй)30 Я

13 .„",;.;. :;:."." ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ыиБЛа;:;:.;у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО 4ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (61) 675427 (21) 3465044/24-24

-(22) 06.07.82 (46) 15.05.85. Бюл. Р 18 (72) 10.С.Мальцев и В.Д.Шевченко (7 1) Омский ордена Ленина завод электрических точных приборов (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 675427, кл. G 06 G 7/20, 1978. (54) (57) 1. КВАЛРАТОР по авт.св.

У 675427, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен тепловой ключ, установленный между теплопро водом и теплоизолирующей оболочкой, управляющий вход теплового ключа является входом синхронизации квадратора.

1156098

Х

Р= вк

Я, 2. Квадратор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности от внешних воздействий, в него введены последовательно соединенные усилитель переменного тока, демодулятор и формирователь импульсов, вход

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных устройствах и устройствах автоматики.

Цель изобретения " повышение 5 чувствительности и помехозащищенности от внешних воздействий.

На чертеже приведена функциональная схема квадратора.

Квадратор содержит нагреватель 1, датчик температуры 2, охладитель 3, тепловой ключ 4, теплопровод 5, корпус 6, усилитель 7, демодулятор 8, формирователь импульсов 9, вход 10 синхронизации квадратора. 15

Нагреватель 1 может быть выполнен в виде резистивного элемента, нанесенного (например, методом напыления) на теплопровод 5. В качестве охладителя 3 может быть использован 20 стандартный термоэлемент ° В качестве теплового ключа 4 может- быть использован стандартный магнитоуправляемый контакт с электромагнитным управлением, а также он может быть 2S выполнен в виде тепловой трубы с управляемой теплопроводностью. Усилитель переменного тока 7 может быть выполнен в виде усилителя переменного тока, настроенного на частоту З0 коммутации теплового ключа 4. Формирователь импульсов .9 может быть выполнен в виде усилителя мощности либо импульсного модулятора (широтно-, импульсного или частотно-импульсного),3S

Квадратор работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на нагреватель 1 и разогревает его. Синхронизирующие импульсы,.постчпающие на 40 управляющий вход теплового ключа 4, вызывают периодическое срабатывание теплового ключа 4, осуществляющего синхронизации демодулятора соединен с входом синхронизации квадратора, вход усилителя переменного тока подключен к выходу датчика температуры, а выход формирователя им пульсов подключен к входу охладителя. периодический тепловой контакт теплопровода 5 с корпусом 6, вследствие чего выходной сигнал датчика температуры 2 представляет собой изменяющийся во времени сигнал, имеющий частоту, равную частоте коммутации теплового ключа 4, причем в моменты времени, когда тепловой ключ 4 разомкнут, выходной сигнал датчика температуры 2 пропорционален температуре нагревателя 1.

Регулировкой напряжения (или тока) питания охладителя 3 можно установить такое состояние, при котором выходной сигнал датчика температуры 2 не изменяется при коммутации теплового ключа

4 (переменная составляющая сигнала датчика температуры 2 равна О). Это говорит о том, что тепловой поток нагревателя полностью скомпенсирован охлаждающим потоком охладителя 3, вызванным током, протекающим через охладитель 3. При этом величина тока в цепи питания охладителя 3 пропорциональна квадрату входного сигнала Х„„.

Тепловая мощность Рт, выделяемая нагревателем 1, равна

:Ъ где ХВМ вЂ” значение напряжения входного сигнала; — сопротивление нагревателя

Охлаждающая мощность P, выделяо емая охладителем 3 согласно эффекта

Пельтье, равна окл выи 1 где П вЂ” коэффициент пропорциональности (коэффициент Пельтье); щ„- значение тока, протекающего через охладитель 3.

1156098 (равна ь9 =к„— =к„,, EHHHIIH Заказ 3148/47 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП Патант, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

В разомкнутом положении теплового ключа 4 практически весь тепловой поток замыкается через охладитель 3.

Плотность теплового потока (,, про-. текающего через охладитель 3, определяется по формуле где З вЂ” сечение элементов охладителя 3.

Рт Рохл

В замкнутом состоянии теплового ключа 4 плотность теплового потока где К„ — коэффициент, учитывающий ответвление теплового потока через замкнутый тепловой ключ 4.

Модулированный тепловой поток с ,плотностями с1, и преобразуется

4 в электрические сигналы Ч и » датI чиком температуры 2 „= К ((i1 =к bt =к — Q)

Qrz

b где К вЂ” коэффициент» характеризующий крутизну использованного датчика температуры 2;

4 »»t — приращения температуры

» теплопровода 5, вызванные тепловыми потоками с плотностями о», и „;

1 — коэффициент теплопроводности элементов;

1 — длина элементов охладйтеля 3.

В установившемся состоянии переменная составляющая электрического сигнала датчика температуры 2 равна нулю, поэтому

h×=Ч„Ч„=О, т.е.

1,— I (q,„-g,j = К,— б., 1-К,) а.

Следовательно, в установившемся режиме тепловая мощность Р, выделяемая входным сигналом в нагревателе 1, равна охлаждающей мощности

Р х„, выделяемой в охладителе 3

55 так как, R = Const, П = Const, то обозначив K = R П получим Х

Ы

»»м»

Таким образом, выходной сигнал квадратора пропорционален квадрату входного сигнала.

Входной электрический сигнал Х разогревает нагреватель 1. Импульсы прямоугольной формы, поступающие на вход синхронизации 10, вызывают периодическую коммутацию теплового ключа 4. При разомкнутом положении теплового ключа 4 температура нагревателя 1 и теплопровода 5 пропорциональна квадрату входного сигнала, протекающего по нагревателю 1. При замкнутом положении теплового ключа 4 температура теплопровода 5 практически равна температуре окружающей среды, что объясняется тепловым контактом теплопровода 5 с теплоизолирующей оболочкой 6, которая находится в тепловом контакте с окружающей средой. Колебания температуры теплопровода 5 преобразуются датчиком температуры 2 в электрический сигнал переменного тока, частота которого зависит от частоты срабатывания. теплового ключа 4, т.е. от частоты импульсов синхронизации. Сигнал датчика температуры 2 после усиления усилителем переменного тока 7 поступает на вход демодулятора 8. Сигнал постоянного тока с выхода демодулятора 8 через формирователь. импульсов 9 поступает в цепь питания охладителя 3.

Поскольку в установившемся режиме выходной сигнал датчика температуры

2 практически равен нулю, в этом случае тепловой поток нагревателя 1, пропорциональный квадрату входного сигнала, полностью скомпенсирован охлаждаюпртм потокомохладителя,вызванным током, протекающим с выхода формирователя импульсов 9 в цепь охладителя.

Таким образом, значение тока (напряжения) в выходной цепи формирователя импульсов 9 пропорционально квадрату входного сигнала.

В квадраторе информативным выходным сигналом датчика температуры 2 является сигнал переменного тока фиксированной частоты.