Функциональный преобразователь нескольких переменных
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
408328
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 28.Х11.1971 (№ 1730323/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 10.Х11.1973. Бюллетень № 47
Дата опубликования описания 15.IV.1974
М. Кл. G 06g 7/26
Гасударственный камитет
Совета 14инистрав СССР аа делам изааретений и открытий
УДК 681.335(088.8) Автор изобретения
Т. А. Хананашвили
3 аяви тел ь
Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.
Известен функциональный преобразователь нескольких переменных, содержащий сумматор, две группы усилителей и электромагниты с датчиками Холла, выход первого из которых соединен через соответствующий усилитель первой группы с обмоткой своего электромагнита и с выходом третьего датчика Холла последующего электромагнита, вход которого подключен к входу второго датчика Холла предыдущего электромагнита, выход которого соединен с выходом и через соответствующий усилитель второй группы со входом четвертого датчика Холла последующего электромагнита и со входом сумматора.
Известное устройство характеризуется ограниченным классом воспроизводимых функций.
Предлагаемый функциональный преобразователь отличается от известного тем, что он содержит усилители третьей группы и дополнительные датчики Холла, выходы которых у электромагнитов, следующих через один, соединены между собой и подключены через соответствующий усилитель третьей группы к входу одного из соединенных между собой датчиков Холла и к входу сумматора, остальные входы которого соединены со входами вторых датчиков Холла.
Это позволило расширить класс воспроизводимых функций.
На чертеже представлена схема предлагаемого функционального преобразователя для
5 случая трех электромагнитов.
Устройство состоит из трех электромагнитов с обмотками 1, 2, 3 и с датчиками Холла
4 — 13, из которых 4 и 9 — первые, 5 и 10— вторые, 7 и 11 — третьи, 8 и 12 четвертые
10 и б и 13 — дополнительные датчики Холла; из усилителей 14 и 15 первой группы, усилителей 16 и 17 второй группы, усилителей третьей группы 18 и сумматора, выполненного на основе усилителя постоянного тока 19 с рези15 сторами 20 и 21.
Клеммы 22 — 27 являются входными клеммами устройства, а клемма 28 — выходной.
При наличии на клеммах 22 и 23 входных преобразуемых напряжений U,- и Uö, а также
20 опорных напряжений Уюь С ю2, Аз, Uo на клеммах 24 — 27, на выходе датчика Холла 11 реализуется напряжение, пропорциональное индукции Вю в зазоре электромагнита 3 и входному напряжению U„. В результате действия
25 компенсационной схемы, включающей в себя усилитель первой группы 15, электромагнит 2 и датчик Холла 9, выполняется условие
ВоУу — К1 Ва Уеа (1)
30 где К вЂ” конструктивная постоянная;
Кз 1 2
У: —° . Uy.
К! !!оз
Аналогичные уравнениям (1 и 2) соотношения можно записать для пар датчиков Холла
4, 6 и 5, 8, с той лишь разницей, что обмотка электромагнита 2, в отличие от обмотки 1, питается выходным током усилителя первой группы 15.
Так, для датчиков Холла 4, 7
Вз » Кз В! оз1 а для датчиков Холла 5 и 8
B,U,„=-- К, В, "U», (5) (4) где Кз и К; — конструктивные постоянныс;
В! — индукция в зазоре электромагнита; (юз — опорное напряжение;
U, выходное напряжение усилителя второй группы 16.
Решая совмес-,но уравнения (4 и 5), для выходного напряжения усилителя второй группы 16 U,, получают (6)
Кз !- оз
Для датчиков Холла 6, 13 электромагнитов
1 и 3 равенство холловских напряжений, реализуемое компенсационной схемой, выполненной на усилителе третьей .группы 18 и датчи-! ке Холла 13., запишется в следующем виде:
Во И»»у: Кз В! Уо !, (7) где U, выходное напряжение усилителя 18;
К1 — конструктивная постоянная;
Uo< — опорное напряжение.
Решая совместно уравнения (1, 4 и 7), для выходного напряжения усилителя 18, получают
К! . Кз Uoo Uoo
Вз — индукция в зазоре электромагнита 2, обусловленная выходным током усилителя 16;
Uo> — опорное напряжение.
Аналогичное соотношение можно записать для датчиков Холла 10 и 12, в которых в результате действия компенсационной схемы, включающей в себя усилитель 17 второй группы и датчик Холла 12, установится равенство холловских напряжений
BoU, =К,В,Уу, (2) где U,ö — выходное напряжение усилителя 17;
К2 — конструктивная постоянная.
Решая совместно полученные уравнения (1 и 2), для выходного напряжения усилителя 17
U,, получают
408328
На выходе сумматора получают, зы!! +1U» + +2Uó + азV + аз у + +oU»Uó где
5 а, = т, — "= const;
R! а, = и,.= =const;
Ro 2 а, = т, .— = — —. =const;
К! 1 Ro К4
Кз Uoo Ro Кз оз
10 а,=т, .— = .—. =const;
Кз 1 о Кз
К! Uoo !!4 l Uoo
Кз о Ro Кз )< аз — ill g
К! K ç оз оз Ro К! Кз
)(" = const;
Uo!
Uoo оз где Ro — значение сопротивления резистора 21;
Р! Р2 Ra Р„ Ro — значения сопротивлений резисторов 20, определяющих коэффициенты разложения.
Таким образом, устройство воспроизводит, используя принцип полиноминальной аппроксимации представляемой функции, нелинейные непрерывные зависимости вида z=f(x, у) с учетом членов второго порядка малости.
Для повышения точности представления функций и расширения функциональных возможностей предлагаемое устройство может быть дополнено датчиками Холла, усилителями постоянного тока и входными резисторами суммирующего усилителя.
Предмет изобретения
Функциональный преобразователь нескольких переменных, содержащий сумматор, две группы усилителей и электромагниты с датчи40 ками Холла, выход первого из которыхсоединен через соответствующий усилитель первой группы с обмоткой своего электромагнита и с выходом третьего датчика Холла последующего электромагнита, вход которого подключен к входу второго датчика Холла предыдущего электромагнита, выход которого соединен с выходом и через соответствующий усилитель второй группы со входом четвертого датчика Холла последующего электромагнита и со входом сумматора, о т л и ч а.ю щ и и с,я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, он .содержит усилители третьей группы и дополнительные .датчики
Холла, выходы которых у электромагнитов, 55 следующих через один, соединены между собой и подключены через соответствующий усилитель третьей группы к входу одного из . соединенных между собой датчиков Холла и к входу сумматора, остальные входы которо60 го соединены со входами вторых датчиков
Холла.
408328
Составитель И. Калмыков
Техред А. Камышникова Корректор T. Хворова
Редактор Т. Иванова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 836/8 Изд, № 312 Тираж 647 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4,5
