Квадратор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (n>813464

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0203.79 (21) 2732179/18-24 с присоединением заявки ¹â€”

Р1 М К„з

6 06 6 7/20

Государственный «омитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень ИЯ 10 (Я) УДК б81 ° 335.8 (088. 8) Дата опубликования описания 200381 (72) Авторы изобретения

Ю. С. Мальцев, В. Д. й!евченко, Е. П. Разгуляев и M. М. Чернин (71) Заявитель (54) КВАДРАТОР

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Известны квадраторы, содержащие нагреватель и датчик температуры, находящийся в тепловом контакте с нагревателем (lj.

Недостатки таких квадраторов состо. ят в низкой чувствительности и ограниченном динамическом диапазоне входных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому является квадратор, содержащий нагреватель, датчик температуры и охладитель, установленные в тепловом контакте между собой (2) .

Недостатки данного устройства со- 15 стоят в низкой точности квадратирования, что объясняется нелинейностью характеристик известных термоэлектрических охладителей.

Цель изобретения — повышение точ- 20 ности квадратирования.

Поставленная цель достигается тем, что квадратор, содержащий нагреватель, датчик температуры и термоэлектрический охладитель, установленные в тепловом контакте между собой, дополнительно снабжен усилителем и импульсным модулятором, причем вход усилителя соединен с выходом датчика температуры, выход усилителя — со 30

2 входом импульсного модулятора, выход которого соединен с цепью питания термоэлектрического охладителя.

На чертеже показана схема квадратора.

Квадратор содержит нагреватель 1, датчик температуры 2, термоэлектрический охладитель 3, усилитель 4, импульсный модулятор 5. Импульсный .модулятор 5 может быть выполнен в виде широтно-импульсного или частотно-импульсного модулятора .

Кзадратор работает следующим образом (рассматривается случай выполнения импульсного модулятора 5 в виде широтно-импульсного модулятора).

Входной электрический сигнал поступает на нагреватель 2 и выделяет на нем тепловую мбщность ц 2 р ф

Н g. где R — сопротивление нагревателя 1.

Выделяемая тепловая. мощность р„ вызывает повышение температуры нагревателя 1, что приводит к изменению сигнала датчика 2 температуры. Сигнал датчика 2 температуры усиливается усилителем 4 и поступает на вход импульсного модулятора 5, на входе

813464 оторо го формируются импульсы постоянной амплитуды и постоянной частотьЯ длительность которых пропорциональна величине выходного сигнала усилителя 4, а, следовательно, и ве личине выходного сигнала датчика 2 температуры. Эти импульсы поступают в цепь питания термоэлектрического .охладителя 3, который выделяет охлаждающую мощность охл:

Рохл=К3 т

Ььв и где k — коэффициент пропорциональности; — const — амплитуда выходного тока импульсного модулятора 5; 15

const — частота импульсов выходного тока импульсного модулятора 5;

Т вЂ” длительность импульсов выil ходного тока импульсного 20 модулятора 5.

Охлаждающаяся мощность РОи снижает температуру нагревателя до тех пор, пока сигнал датчика температуры не станет равным нутпо, т. е. в состоянии 25 равновесия .Р = Рохл; н L

ИЛИ .— «И Т % о

R . Ьь1х и

ОЬХ вЂ” К1И „Г f <. = обозначив КЙЗ f =К вью 35 получим tj = К Т

Таким образом, длительность выходных импульсов квадратора прямо пропорциональна квадрату входного на- 40 пряжения.

Преимущества предлагаемого устройства в сравнении с известным устройством состоят в следующем.

Работа известного устройства описы-45 вается следующими выражениями:

p0xA=p где Рохл = ki

i: — в2еличина тока питания охладителя или Ugg = k i

Иэ приведенных выражений видно, что квадратичная зависимость между входным и выходным сигналом известного. устройства сохраняется при ус ловии линейной зависимости между током питания охладителя и охлаждающей мощностью. Однако реальные термоэлектрические охладители не обеспечивают строгой линейной зависимости между током питания и величиной охлаждающей мощности, что приводит к возникновению погрешности квадратирования при работе в широком диапазоне входных сигналов. Это объясняется тем, что в термоэлектрическом охладителе выделяется не -только охлаждающая мощность, линейно зависящая от тока питания, но и тепловая мощность, зависящая от квадратора тока питания и сопротивления охладителя.

В предложенном устройстве термоэлектрический охладитель работает в одной точке вольтамперной характеристики при амплитуде тока 7 = co иst, следовательно, падение напряжения на охладителе U = co nst. Поэтому нелинейность вольтамперных характеристик охладителя не вносит погрешностей в результат квадратирования, этим и обеспечивается повышение точности квадратирования.

Наличие отрицательной обратной связи между выходом квадратора и его входом приводит к повышению быстродействия устройства, так как отрицательная обратная связь уменьшает постоянную времени замкнутой системы регулирования. Это снижает такие динамические погрешности предложенного квадратора.

Формула изобретения

Квадратор, содержащий нагреватель, термоэлектрический охладитель и дат чик температуры, установленные в тепловом контакте между собой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности он снабжен усилителем и импульсным модулятором, причем вход усилителя соединен с выходом датчика температуры, выход усилителя соединен с входом импульсного модулятора, выход которого соединен с цепью питания термоэлектрического охладителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Попов В. С. Металлические подогреваемые сопротивления в электроизмерительной технике и автоматике.

М., "Наука", 1964, с. 115-127, рис. 11.

14.

2; Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2587583/24, кл. G 06 G 7/20 (прототип).

813464

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 776/64

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Иванова

Редактор Н. Воловик Техред H.Ковалева КорректорС. Р1екмар