Устройство для моделирования задач теории поля

 

330461

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 12.Х.1970 (№ 1483875!18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 24.11.1972. Бюллетень Хо 8

Дата опубликования описания 20.1V.1972

М. Кл. 6 06g 7/44

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР ДК 681 333(088 8) Авторы изобретения

В. И. Панчишин и П, Ф. Фильчаков

Институт математики АН Украинской ССР

Заяви1ель кв .р ъ+

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАДАЧ

ТЕОР И И ПОЛЯ

Изобретение относится к области аналоговычислительной техники и предназначено для моделирования на электропроводной бумаге задач теории поля, описываемых дифференциальным уравнением эллиптического типа.

Известные интеграторы для моделирования задач теории поля на электропроводной бумаге предназначены в основном для построения потенциальной сетки линий равного напряжения или линий равного тока.

Методы измерения, применяемые в этих устройствах, таковы, что гальванометр, катодная трубка или цифровой индикатор показывают последовательное увеличение или уменьшение заданного значения искомой функции, когда фактически требуется знать только момент соответствия в пределах заданной точности или знак его отклонения.

Этот недостаток значительно замедляет построение эквипотенциальной сетки и, кроме того, делает невозможным использование известных устройств для лекционных целей в аудиториях, где требуется одновременное наблюдение большим количеством слушателей за показаниями индикатора.

Целью изобретения является сосредоточение индикации измерительного устройства на трех разноцветных точках, автом атически фиксирующих момент совпадения заданной величины искомой функции или знак ее отклоненпя. Такое устройство позволяет оператору быстро построить потенциальную сетку исследуемой задачи. Кроме того процесс решения можно демонстрировать сколь угодно большой аудитории, так как свечение разноцветных ламп на световом табло хорошо обозревается слушателями.

B предлагаемом устройстве цели достигаются применением в измерительном устрой1С стве в качестве нуль-органа бал ансного усилителя постоянного тока, выход которого подключен к токосъемнику измерительного потенциометра и измерительному зонду. Два выхода усилителя, напряжения на которых соответствуют увеличению или уменьшению измеряемой величины от заданнои, подключены на входы лвуx идентичны.; инверсных усилителей постоянного тока (УПТ). К выходам УПТ полкл|очены лампы накаливания.

Таким образом, разбаланс усилителя нульоргана в ту или иную сторону приведет к зажиганию соответствующей лампы, например зеленого цвета — меньше, красного цвета больше искомого значения. Соответствие ис25 комой величины заданному значешпо фиксируется лампой накаливания белого цвета.

Лампа белого цвета получает питание от

УПТ, на вход которого подается напряжение от автономного источника питания через зс электропроволную бумагу молели и нзмери330461

l5

50 тельный зонд. При отсутствии контакта зонда с моделью или наличии свечения одной из цветных ламп, лампа белого цвета не горит.

Отсчетное положение токосьемника измерительного потенциометра индицируется цифровыми лампами «Никси», напряжение на соответствующие электроды которых подается с переключателя, связанного с токосъемником потенциометра.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

К источнику питания 1, состоящему из выпрямителей, выходы которых гальванически не связаны друг с другом, подключен измерительный потенциометр 2 и модель задачи 8 из электропроводной бумаги. С осью потенциометра 2 спарен переключатель 4 цифровых ламп 5. Выход балансного усилителя 5 постоянного тока соединен с токосъемником потенциометра 2 и измерительным зондом 7. Один выход УПТ б подключен ко входу УПТ 8, другой выход УПТ б — ко входу УПТ 9. Вход

УПТ 10 соединен с измерительным зондом 7 через резистор 11. К выходу УПТ 8 подключены лампа накаливания 12, а также диод 18 и резистор 14 для подачи запирающего напряжения на промежуточный каскад УПТ 10.

К выходу УПТ 9 подключены лампа накаливания 15, диод 1б и резистор 17 для подачи запирающего напряженния на УПТ 10. К одной из шин модели подключен автономный источник питания 18. К выходу УПТ 10 подключена лампа накаливания 19. Отвод от общей точки соединения резисторов - 14 и 17 подключен на вход УПТ 10.

Работа устройства заключается в следующем.

На потенциометре 2 устанавливается заданное значение потенциала, измерительный зонд 7 касается модели 8 из электропроводной бумаги в месте, предположительно соответствующем искомому значению. В случае рассогласования с зонда 7 подается потенциал v)0 на вход балансного усилителя б, на одном из выходов которого, соответствующем меньшему значению напряжения компенсации, возникает напряжение, которое поступает на вход инверсного УПТ 8. Выходной транзистор этого усилителя открывается, и ток через лампу 12 возрастает до максимума — лампа засветится. Если возникает напряжение больше компенсационного, то со второго выхода УПТ б оно поступит íà вход

УПТ 10, и загорится лампа 15.

Напряжение, снимаемое с автономного источника 18, через электропроводную бумагу модели 8 поступает на зонд 7 в случае наличия контакта между ними. С зонда 7 через развязывающий резистор 11 контактное напряжение подается на вход УПТ 10, идентичного УПТ 8 и УПТ 9. На выходе УПТ 10 включена лампа накаливания 19 (например, белого цвета) „свечение которой соответстВуeT совпадению измерясмоГо HB модели напряжения заданному значению на потенциометре 2. Наличие цепи между источником питания 18 и контактом между моделью 8 и зондом 7 предотвращает ложную индикацию лампы 19.

В момент свечения лампы 12 zurr лампы

15 с выходов УПТ 8 и УПТ 9 через развязывающие вентили-диоды И или 1б поступает запирающее напряжение на промежуточный каскад УПТ 10, запирается его выходной транзистор, и лампа 19 гаснет. Схема может определять как точку на модели по заданному значению потенциала, так и значение потенциала в данной точке.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования задач теории поля, содержащее балансный усилитель, источник питания и подключенную к нему модель из электропроводной бумаги, индикаторные лампы, диоды и резисторы, отличаюи ееся тем, что, с целью упрощения и увеличения скорости моделирования; оно содержит три усилителя постоянного тока, к выходам которых подключены три индикаторные лампы, соединенные с источником питания, причем входы двух усилителей постоянного тока подключены к выходу балансного усилителя, а их выходы соединены с соответствующими цепочками из последовательно соединенных диода и резистора, общая точка резисторов подключена на первый вход третьего усилителя постоянного тока, второй вход которого через резистор соединен с измерительным зондом, подключенным к выходу балансного усилителя.

330461

Составитель Е. Тимохина

Техред 3. Тараненко Корректор Н. Шевченко

Редактор Б. Нанкина

Тип. Харьк, фил. пред. «Патент>

Заказ № 96j571 Изд. № 265 Тираж 448 Подписное

ИНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС1

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5