Устройство для задания граничных условий на -сетке

 

ЦВ

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нц 744643 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл, {22) Заявлено 1З0378 (21) 2589685/18-24

G 06 G 7/46 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300680. Бюллетень № 24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681,333 (088.8) Дата опубликования описания 300680 (72) Авторы изобретения

В.П.Меденцев и Н.Ф.Толстых

{71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭАДАНИЯ ГРАНИЧНЫМИ

УСЛОВИЙ HA RC-СЕТКЕ

Изобретение относится к элект- ронному устройству пля моделирования граничных условий и может быть применено при исследовании физических полей методами электроаналогии, например, с помощью RC-сеток °

Известно устройство для задания граничных условий, содержащее источник задающего напряжения и ключи по числу граничных узлов RC-сетки, одни выводы которых объединены, а другие через граничные резисторы подключены к соответствующим узлам RC-сетки (1).

Однако зто устройство имеет невысокую точность.

Наиболее близким техническим ре- . шением к изобретению является устройство для задания граничных условий на RC-сетке, содержащее усилитель постоянного тока, вход которого сое- 20 динен с контрольным резистором и через задающий резистор подключен к источнику задающего напряжения, а выход подсоединен к базовому резистору и через последовательно включен.ные развязывающий и измерительный резисторы - к шине нулевого потенциала свободные выводы базового и контрольного резисторов подключены к

30 общему выводу ключей и к фильтрующему конденсатору, выводы ключей через граничные резисторы подключены к соответствующим узлам RC-сетки, одна. обкладка сглаживающего конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала (2).

Недостатком устройства является недостаточная точность.

Цель изобретения - повышение точности

Указанная цель достигается тем, что устройство для задания граничных условий на RC-сетке, содержащее усилитель постоянного тока, вход которого соединен с контрольным резистором и через задающий резистор подключен к источнику задающего напряжения, а выход подсоединен к базовому резистору и через последовательно включенные развязывающий и измерительный резисторы в к шине нулевого потенциала, свободные выводы базового и контрольного резисторов подключены к общему выводу ключей и к фильтрующему конденсатору, выводы ключей через граничные резисторы подключены к соответствующим узлам RC-сетки, одна обкладка сглаживающего конденсатора

744643 соединена с шиной нулевого потенциала, содержит первый и второй решающий усилители, шунтирующий и компенсирующая конденсаторы, одна обкладка которого через первый Решающий усилитель подключена к выходу источника задающего напряжения, первый вход которого соединен с другой обкладкой сглаживающего конденсатора и выходом второго решающего усилителя, параллельно которому включен шунтирующий конденсатор, вход второго решающего усилителя соединен с выводами развязывающего и измерительного резисторов, выход источника .задающего напряжения соединен с его вторым вхо-: дом.

На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит граничные резисторы 1, ключи 2, источник 3 задающего напряжения, усилитель 4 2 постоянного тока, базовый резистор

5, контрольный резистор 6, задающий резистор 7, развязынающий резистор 8, измерительный резистор 9, сглаживающий конденсатор 10, фильт- 2 рующий конценсатор 11, первый решающий усилитель 12, компенсирующий конденсатор 13, второй решающий усилйтель 14, шунтирующий конденсатор

15, RC-сетка 16.

Устройство работает следующим образом.

При любом граничном токе на выходе усилителя 4 в силу большой величины коэффициента усиления устанавливается такое напряжение Uä„i„ è такой ток через базовый резистор 5, что напряжение на выходе ключа 2 U,áóäåò практически равным

R6 кл = — R «ист >

40 где Оист -напряжение на выходе источника 3, которое должно задаваться таким, чтобы U„ = К q f здесь К ср i

Масштабный коэффициент, à t. -температура среды„ 45

Ток через фильтрующий конденсатор

11 равен ражении для граничного тока производной от выходного напряжения второго решающего усилителя 14 U ныхя.

В этом случае усредненное значение граничного тока

5 т, = + ) U

R6 l 1 P R7 R R ист — — (+ — + ) U

Re 1 1 1 z

R5 R8 R9 В(2 I где R»z нходное сопротивление второго решакщего усилителя.

Таким образом усредненный граничный ток выражается линейной комбинацией сигналов на выходах источника задающего напряжения и второго решающего усилителя.

S Учет I,ð при решении задачи может быть осуществлен последовательными приближен иями или автоматически. Для этого сигнал с выхода второго решающего усилителя 14 подается на один

О из входов источника 3 задающего напряжения, схема которого зависит от конкретной задачи.

На другие входы его подаются необходимые сигналы также в соответ5 ствии с условиями задачи (например, напряжение, моделирующее начальное значение температуры среды) и сигнал с выхода самого источника 3 задающего напряжения.

Для устойчивости работы схемы необходимо, чтобы К2 был несколько меньше 1, что вносит в результат решения бшибку порядка (1-К2), но, поскольку (1-К ) < 0,01, эта ошибка меньше 1-. Вариантом реализации схемы, оптимальной с точки зрения времени, частотных характеристик импульсных блоков и параметров RC-сетки, является утсройство, рассчитанное на время решения порядка нескольких секунд. В этом случае достаточна частота срабатынания электронных ключей 2 в диапазоне 100-1000 Гц.

В этом случае R6= R7= Вэ= В = Rg), 1 мОм, R<= 10 + 100 кОм. C = Ci

С1З= С 5= 10 мкФ, К . -- -2, Оист

Коэффициент передачи второго решающего усилителя выбирается из условия 0,99 (К с0,995, что обеспечивает устойчйную работу схемы.

Использонание данного изобретения позволяет упростить обработку сигнала, необходимую для получения усредненного значения граничного тока, и повысить ее точность, так как в предлагаемом устройстве усредненное значение граничного тока равно линейной комбинации сигналов на выходах источника задающего напряжения и второго решающего усилителя, а его опре, деление не связано с дифференцироваg{) нием, которое н аналоговой технике производится со значительной погрешностью, 3 "кл

Ток через компенсирующий конденсатор 13

1с,З= С|Э (()кл — 3 Пист =

С (1 К, ) (), В6

Для исключения производной U„„из формулы для определения граничного тока достаточно, чтобы I, ="I с1З СН

Из этого условия вытекает, что коэффициент передачи первого решающего усилителя должен быть равен

R С

В7 Cia

Если коэффициент передачи второго решающего усилителя К вЂ” 1, то заряд шунтирующего конденсатора 15 не меняется, что недет к отсутстнию в ныФормула изобретени я

Устройство для задания граничных условий на RC-сетке, содержащее 44643

15

Составитель И.Дубинина

Техред М. Петко Корректор М. Демчик

Редактор Л.Ьеселовская

Заказ 3818/15 Тираж 751 Подпи сно е

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 усилитель постоянного тока, вход ко. торого соединен с контрольным резистором и через задающий резистор подключен к источнику задающего напряжения, а выход подсоединен к базовому резистору и через последовательно включенные развязывающий и измерительный резисторы — к шине . нулевого потенциала, свободные выводы базового и контрольного резисторов подключены к общему выводу ключей и к фильтрующему конденсатору, выводы ключей через граничные резисторы подключены к соответствующим узлам RC ñåòêè, одна обкладка сглаживающего конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала, отличающееcя тем,что, с целью повышения точности, устройство содержит первый и второй решающие усилители, шунтирующий и компенсирующий конденсаторы, одна обкладка которого через первый решающий усилитель подключена к выходу источника задающего напряжения, первый вход которого соединен с другой обкладкой сглаживающего конденсатора и выходом второго решающего усилителя, параллельно которому включен шунтирующий конденсатор, вход второго решающего усилителя соединен с выводами развязывающего и измерительного резистора, выход источника задающего напряжения соединен с его вторым входом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9425188, кл. G 06 G 7/46, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 92151983/18-24, кл. G 06 G 7/46, 1977.