Множительно-делительное устройство

 

1ц 556454

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соегтскик

Сс .иаиистически» р.-пуолии

1

11

:31 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 01.04.75 (21) 2119495 24 (51) М. Кл G 06G 7/16 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 31.05.77 (53) УДК 681.335.5 (088.8) по делам изосретеиий и открытий (72) Авторы изобретения Г. Б. Чхеидзе, Л. М. Торонджадзе и А, А. Матиташвили (71) Заявитель Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева (54) МНОЖИТЕЛ Ь НО-ДЕЛ ИТЕЛ ЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и измерительной технике.

Известно множительно-делительное устройство, предназначенное для определения мощности сигнала, т. е. оно осуществляет перемножение тока и напряжения (11. В этом устройстве используется сочетание электроосмотической ячейки с преобразователем давления, основанного на законах диффузионной кинетики. Оно содержит электроосмотический микронасос, используемый для ввода «множителя» в устройство диффузионного умножителя, и общую разделительную эластичную мембрану. При подаче входной информации на электроды электроосмотической ячейки происходит движение полярной жидкости, и через мембрану давление, пропорциональное входной информации, воздействует на электролит диффузионного датчика. При этом выходная информация растет пропорционально величине поданных сигналов.

Недостатки этого устройства: функциональная ограниченность, конструктивная сложность, низкая надежность, большая инерционность и низкая точность.

Другое известное множительно-делительное устройство содержит оптоэлектронные мрстовые схемы (2). При подаче сигналов на первое плечо мостовой схемы, состоящей из последовательно соединенных фоторезистора и резистора, подключенных к усилителю, на выходе которого включен источник света, оптически связанный с фотоприемником, получают компенсационную схему, которая под дейст5 вием протекающих токов в ветвях осуществляет баланс токов. Данный процесс протекает до тех пор, пока на выходе усилителя рассогласования значение тока не будет равно нулю. Одновременно с этим на второе плечо

10 мостовой схемы, состоящей из последовательно включенных резисторов и фотоприемника, в обратной связи которого находится усилитель, подводится третья составляющая входного сигнала. Под действием сигнала рассо15 гласовапия от источника света на фотопрпсмник второго плеча мостовой схемы на выходе получают множитсльно-делптельную операцию.

Недостатки данного устройства: ограничен20 ные функциональные возможности в области сверхнизких уровней входных сигналов в инфранизкочастотном спектре, так как фоторезисторные мостовые схемы более ограничены по пределу чувствительности. Кроме того, эти

25 схемы потребляют значительную мощность входного сигнала, а выходной сигнал сильно зависит от температуры окружающей среды и вибрации.

При обработке сверхнизких уровней вход30 ных сигналов необходимо предварительное усиление, из-за чего точность выполнения операции су1цественно падает и устройство копстпуктивно, сложняется.

Наиболее близким техшгческим решением и предлагаемому изоб1етсни1о является мио:кительно-делительное устройство, содерскащсс дифференциальный усилитель постоянного тока и элемент с изменяемой проводимостью, выполненный на электрохимической ячейке, включенной в одно из плеч резпстивного MO ста (3).

Однако это устройство имеет низкую точность работы в инфранизкочастотном диапазоне входных сигналов и низкую на,,ежность из-за конструктивной сложности.

Цель изобретения — повышение точности работы множительно-делительного устройства в инфранизкочастотном диапазоне входных сигналов и надежности.

Это достигается тем, что в предлагаемое множительно-делительное устройство введены дополнительные дифференциальные усилители постоянного тока и дополнительные резистивные мосты с электрохимической ячейкой в плече, резистивные мосты объединены попарно общим резистивным плечом, входы каждого дифференциального усилителя постоянного тока соединены с первыми выводами электрохимических ячеек соответствующей пары резистивных мостов, вторые выводы электрохимических ячеек, первые диагональные выводы резистивных мостов и вывод общего резистивного плеча каждой пары резистивных мостов соединены с шиной нулевого потенциала, вторые диагональные выводы резистивных мостов, кроме второго диагонального вывода выходного резистивного моста, соединены с соответствующими входами устройства, выходы основного и четных дополнительных дифференциальных усилителей постоянного тока, кроме последнего, подключены к управляющим электродам элсктрохимических ячеек собственного и последующего нечетных дополнительных резистивных мостов, выходы нечетных дополнительных дифференциальных усилителей подключены к управляющим электродам электрохимических ячеек собственного и последующего четных дополнительных резистивных мостов, а выход последнего дополнительного дифференциального усилителя постоянного тока соединен с управляющим электродом электрохимичсской ячейки основного резистивного моста, с управляющим электродом электрохимической ячейки выходного резистивного моста и с вторым диагональным выводом выходного резистивного моста, связанного с выходом устройства.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого множительно-делительного устройства.

Устройство содержит дифференциальный усилитель постоянного тока 1, элемент с управляемой проводимостью, выполненный на электрохимической ячейке 2, включенной в одно плечо резистивного моста 3, другие пле556454

4 чи которого образованы резисторами 4, 5, 6, дополнительные дифференциальные усилители постоянного тока 7, 8, дополнительные резистпвные мосты 9 с соответствующими элек5 трохимическими ячейками 10, 11 в плечах (12, 13 — входы устройства, 14 — выходы устройства).

Устройство работает следуюшим образом.

При подключении к входам устройства 12

10 соответствующих источников входных сигналов XI(i=1, 2, ..., и), а к входам устройства

13 соответствующих источников сигналов У1 изменяется баланс резистивных мостов 3, 9.

Напряжение разбаланса hU íà вь1ходе любо)5 го дифференциального усилителя постоянного тока 1, 7 или 8 может быть записано в виде

AU, = С,и„=- U„— U„, (1) где С, — коэффициент усиления соответст20 вующего дифференциального усилителя постоянного тока 1, 7 или 8; 7, — управляющее напряжение на его выс ходе;

UI0 u UH — соответствующие потенциалы на

25 выходах электрохимических ячеек 10 и

В результате на выходах всех дифференциальных усилителей постоянного тока 1, 7, 8 будут сформированы управляющие напряжения Up> i ..., Up, ..., Up которые изменяют коэффициенты передачи соответствующих электрохимических ячеек 2, 10, 11 до тех пор, пока

ЛУ, = ЬУ, =-... = ЛУ, =... = ЬУ„= О. (2)

С учетом выражения (1) 10 11 2 (3) Учитывая выражение (1), выражение (3)

40 можно представить в виде а,К„(У„) Х, = bl К„(У„.1) У„(4) а1...а;...aÄiJ Х,...Х;...Х„

55 и

Х;

1=1

{5) и

А= с„П

Š— 1 где

65 — конструктивная постоянная устройства.

ГдЕ К10(17р, ) И К11(Ирс. 1 ) — КОЭффИцИЕН45 ты передачи соответствующих электрических ячеек 10, 11; а; и b,— их конструктивные постоянные.

Находимым условием работы данной схемы является идентичность вольт-амперных характеристик электрохимических ячеек 2, 10, 11.

Решая систему (4) относительно Y„=Z, где Z — выходное значение устройства, снимаемое с выходов 14, имеем:

556454

Формула изобретения

Множительно-дел итсльное устройство, содержащее дифференциальный усилитель постоянного тока и элемент с управляемой проводимостью, выполненный на электрохимической ячейке, включенной в одно из плеч резистивного моста, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы в инфранизкочастотном диапазоне входных сигналов и надежности устройства, в него введены дополни-.ельные дифференциальные ус; лители посто,"нного тока 1? дополнительные резистивны мосты с электрохимической ячейкой в пле«е, резистивные мосты объединены попарно общим резистивным плечом, входы каждого дифференциального усилителя постоянного тока соединены с первыми выводами электрохимических ячеек соответствующей пары резистивных мостов, вторые выводы электрохимических ячеек, первые диагональные выводы резистивных мостов и вывод общего резистивного плеча каждой пары резистивных мостов

COeQHHPk?b? C k1IHHOk? H) sIeBO> O IIOTe IlIИаЛа, BTOрые диагональные выводы резистивных мостов, кроме второго диагонального вывода выходного резистивногo Moc;, ?ke HH H?? c соответствую:цими входами устройства, выходы основного и четных дополнительных дифференциальных усилителей постоянного тока, кроме последнего, подключены к. управляющим электродам электрохимических ячеек собственного и последующего нечетных дополни-. тельных резистивных мостов, выходы нечетных дополнительных дифференциальных усилителей подкл?очены к управляющим электро-. а дам электрохимических ячеек собственного и последующего четных дополнительных резистпвных мостов, а зыход последнего дополнительного дифференциального усилителя постоянного тока соединен с управляющим элек10 тродом электрохимической ячейки основного резистивного моста, с управляющим электродом электрохимическои ячейки выходного резпс;пвного моста и с вторым диагональным вь?во,. ом выходного резистивного моста, свя15 завпого с выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

20 1. Ломанович В. И., Стрижевский И. В. Химотронные приборы. М., «Энергия», 1968, с.

25 — 27.

2. Мальцев A. И. и др. Применение методов кибернетики в информационно-измерительной

25 технике. Тбилиси, изд. ТФ ВНИИМ, 1973, с.

357 †З.

3. Гварамадзе Л. Л., Шорыгин А. П. Сравнение характеристик аналоговых запоминающих элементов, выполненных на основе элек30 трохимических преобразователей. — «Приборы и системы управления», 1973, № б, с. 21 — 25, рис. 5.

556454

Составитель Ю. Козлов

ТехредЕ. Хмелева Корректор И. Позняковская

Редактор С. Заика

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1118/13 Изд. № 414 Тираж 815 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5