Счетно-решающее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскиз

Социалистмческик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ THlbCTSY (б1) Дополнительное it авт. саид-ву (22) Заявлено 060280 (21) 2879934/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15,11,81, Бюллетень Н9 42

Дата опубликования описания 151181 (511М. К .з

G 06 G 7/44

Государствеииый коюитет

СССР ио делаю изобретений и открытий (53) Ю (681. ЗМ (088. 8) (72) Автор изобретения

В.П. Кузьменко (71) Заявитель (54 ) СЧЕТНО-РЕШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговым вычислительным машинам (ABN) и .может быть использовано для реализации разнообразных функций аргумента, заданного механическим перемещением, а также для исследования электрических полей в непрерывных электропроводящих средах, в частности для нахождения точек экстремального значения потенциала, положение которых зависит от величины токов, образующих исследуемое электрическое поле.

Известны потенциометрические формирователи электрических сигналов, в которых выходное напряжение зависит от положения контактного механического устройства f15 и (25.

Им присущи значительные габариты и вес, дискретность выходного сигнала (эа счет витков обмотки пртенцио- 20 метра), жесткие требования к источнику опорного напряжения, низкое быстродействие, ограниченный срок службы.

Известны также индукционные счетно-решающие устройства, особенно на основе вращающихся (поворотных) трансформаторов. Чаще всего эти устройства реализуют синусные или косинусные функции (35 и 4). 30

Они характеризуются большим весом и габаритами, повьиаенной потребляемой мощностью, узким кругом решаемых задач, что препятствует их широкому использованию в малогабаритной подвижной аппаратуре.

Известны также электромеханические преобразователи на основе датчиков Холла, в которых угловое перемещение преобразуется в электрический сигнал по закону синуса или косину-. са (55.

В целом он обладает теми же недостатками, что и вращающийся трансформатор, хотя и выигрывает несколько в габаритах и весе.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее управляемые источники тока (транзисторы), подключенные к непрерывному электропроводящему слою определенной конфигурации. Управляемые источники тока подключены к генератору управЛяющих сигналов, к которому подключено также устройство развертки управляющего сигнала (измеритель его величины). В этом устройстве реализуется функциональная зависимость между управляющим сигналом и местоположением точки на электропроводящем

881775

На чертеже приведена структурная схема устройства.

5S

К электропроводящему слою 1 заданной конфигурации подклЬчены управляемые источники тока 2 и 3, посредством которых в определенной области 4 электропроводящего слоя 1 создается подвижный экстремум потенциала. Ге- 60 нератор 5 управляющего сигнала подключен к управляемым генераторам тока 2 и 3 и к блоку 6 развертки управляющего сигнала, к которому подключен формирователь 7 импульсов. g5 слое, имеющей экстремальное значение потенциала. Это местоположение определяется путем измерения потенциала в множестве точек электропроводящего

:слоя с помощью вольтметра и последующим выбором той точки, в которой существует экстремум потенциала (61.

Однако это является недостатком при исследовании электрических полей в электропронодящем слое, где реализуются условия образования экстремальных значений потенциала в отдельных точках слоя. По той же причине затруднительным при такой структуре устройства является и решение другой задачи — отыскание такой величины упранляющего сигнала, которая соответствует расположению экстремума потенциала в заданной точке определенной области слоя, в которой существует конкретная функциональная зависимость между положением экстремума потенциала и величиной управляющего сигнала. Это устройстно не позволяет уменьшить время поиска точек экстремума потенциала при заданном управдяющем сигнале и время вычисления (измерения) величины управляющего сигнала при заданном местоположении точки на электропроводящем слое.

Цель изобретения — увеличение быстродействия устройстна.

Цель достигается тем, что счетнорешающее устройство, содержащее электропроводящий слой заданной конфигурации с подключенными к нему первыми выходами упранляемых источников тока, выход генератора управляющего сигнала подключен к информационному входу блока развертки управляющего сигнала и к входам управляемых источников тока, вторые выходы которых соединены с электропроводящим слоем и с шиной нулевого потенциала, содержит формиронатель импульсов, компаратор напряжений и дифференциальный зонд, входы которого подключены к электропроводящему слою, а выходы соединены соответственно со входами компаратора напряжений, выход которого через формирователь импульсон подключен к упранляющему входу блока развертки управляющего сигнала.

t0

В области 4 злектропронодящего слоя

1 подключен дифференциальный зонд

8, соединенный со входами компаратора напряжений 9, выход которого подключен к входу формирователя 7 импульсов.

Счетно-решающее устройство работает следующим образом.

Управляющий сигнал, например,линейно-изменяющееся напряжение, с генератора 5 управляющих сигналов поступает на управляемые генераторы 2 и 3 тока, нызывая перераспределение тока между ними. Это перераспределение тока приводит к изменению (перемещению) точки экстремального потенциала, находящейся н области 4. При своем перемещении эта точка, проходя между двумя входами дифференциального зонда 8, вызывает изменение полярности напряжения между ними. Измекение полярности напряжения, поднодимого ко входам компаратора 9 напряжений приводит к изменению его состояния по выходу. Это изменение (скачок напряжения или тока) запускает формирователь 7 импульсов, который ноздействует на блок 6 развертки управляющего сигнала, например, осциллограф или аналого-цифровой преобразователь (АЦП). До этого воздействия блок 6 развертки формирует информативный сигнал (аналоговый или цифровой) о текущей величине управляющего сигнала. В момент воздействия работа блока 6 развертки прерывается и на его выходе фиксируется информация о величине управляющего сигнала, соотнетствующей заданному местоположению дифференциального зонда 8. Таким образом, если известна функциональная зависимость между управляющим сигналом и местоположением точки зкстремума потенциала н области 4, по которой перемещается дифференциальный зонд 8, то данное устройство является электромеханическим вычислителем, реализующим эту функциональную зависимость, причем значение функции от аргумента — перемещения может быть получено как н аналоговой форме, так и н цифровой. Характер же функциональной зависимости определяется формой электропронодящего слоя 1, расположением области 4, местоположением точек подключения управляемых источников тока 2 и 3. Быстродействие (частота отсчета) определяется рабочими токами управляемых генераторов тока, величиной распределенных сопротинлений и емкостей электропроводящеro слоя, быстродействием ком— паратора напряжений, блока развертки.

Предлагаемое счетно-решающее устройство для вычисления косинусных функций позволяет сократить время вычисления н 50-100 раз.

Изобретение может быть использовано в различных датчиках угла поворо881775

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9976/75 Тираж 748 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная, 4 та вала (в радиолокационных системах, технических работах, рулевых системах летательных аппаратов), в датчиках прямолинейного перемещения (измерители ускорения, давления, программируемые станки-автоматы). Целесообразно его использование при исследовании злектропроводящих сред (двумерных и трехмерных), где решается задача нахождения экстремальных значений потенциала и закона его перемещения при воздействии внешних источников тока.

Счетно-решающее устройство, содержащее электропроводящий слой заданной конфигурации с подключенными к нему первыми выходами управляемых источников тока, выход генератора уп- Щ равляющего сигнала подключен к информационному входу блока развертки управляющего сигнала и к входам управляемых источников тока, вторые выходы которых соединены с электропрово- я5 дящим слоем и .с шиной нулевого потенциала, о т л и ч .а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит формирователь импульсов, компаратор напряжений и дифференциальный зонд, входы которого подключены к электропроводящему слою, а выходы соединены соответственно со входами компаратора напряжений, выход которого через формирователь импульсов подключен к управляющему входу блока развертки управляющего сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины. М., "Высшая школа", 1972, с. 230.

2. Шаталов A.Ñ. Гринберг Л.С.

Шаталов Ю.А. Функциональные формирователи электрических сигналов. М., "Энергия", 1974, с. 59 208.

3. Авторское. свидетельство СССР

9 117852, кл. G 06 G 7/22, 1959.

4. Казаков В.A. Вычислительные устройства машин непрерывного действия. М., "Машиностроение", 1965, с. 428.

5. Авторское свидетельство СССР

9 441571, кл. G 06 G 7/22, 1974.

6. Патент США Р 3524998, кл. 307-299, 1970 (прототип).