Квадратор

(51) С 06 0 7/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ торс ком 4 Бюл.виВена Лочных.Д.Шевченко енина завод приборов 88.8) свид С 06(54)(57) 1. КВАЛРАТОР по авт.св. У 675427, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен тепловой ключ, установленный между теплопро водом и теплоизолирующей оболочкой, управляющий вход теплового ключа является входом синхронизации квадратора.1156098 ХР= вй,2. Квадратор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности от внешних воздействий, в него введены последовательно соединенные усилитель переменного тока, демодулятор и формирователь импульсов, вход Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительныхустройствах и устройствах автоматики.Цель изобретения " повышение 5чувствительности и помехозащищенностиот внешних воздействий.На чертеже приведена функциональная схема квадратора.Квадратор содержит нагреватель 1,датчик температуры 2, охладитель 3,тепловой ключ 4, теплопровод 5, кор"пус 6, усилитель 7, демодулятор 8,формирователь импульсов 9, вход 10синхронизации квадратора. 15Нагреватель 1 может быть выполненв виде резистивного элемента, нанесенного (например, методом напыления) на теплопровод 5. В качествеохладителя 3 может быть использован 20стандартный термоэлементВ качестветеплового ключа 4 может быть использован стандартный магнитоуправляемый контакт с электромагнитнымуправлением, а также он может быть 25выполнен в виде тепловой трубы суправляемой теплопроводностью. Усилитель переменного тока 7 можетбыть выполнен в виде усилителя переменного тока, настроенного на частоту З 0коммутации теплового ключа 4, Формирователь импульсов .9 может быть выполнен в виде усилителя мощностилибо импульсного модулятора (широтно-,импульсного или частотно-импульсного),35Квадратор работает следующим образом,Входной сигнал поступает на нагреватель 1 и разогревает его. Синхронизирующие импульсы,.постчпающие на 40управляющий вход теплового ключа 4,вызывают периодическое срабатываниетеплового ключа 4, осуществляющего синхронизации демодулятора соединенс входом синхронизации квадратора,вход усилителя переменного токаподключен к выходу датчика температуры, а выход формирователя импульсов подключен к входу охладителя,периодический тепловой контакт теплопровода 5 с корпусом 6, вследствие чего выходной сигнал датчика температуры 2 представляет собой изменяющийся во времени сигнал, имеющий частоту, равную частоте коммутации теплового ключа 4, причем в моменты времени, когда тепловой ключ 4 разомкнут, выходной сигнал датчика температуры 2 пропорционален температуре нагревателя 1.Регулировкой напряжения (или тока) питания охладителя 3 можно установить такое состояние, при котором выходной сигнал датчика температуры 2 не изменяется при коммутации теплового ключа 4 (переменная составляющая сигнала датчика температуры 2 равна О), Это говорит о том, что тепловой поток нагревателя полностью скомпенсирован охлаждающим потоком охладителя 3, вызванным током, протекающим через охладитель 3. При этом величина тока в цепи питания охладителя 3 пропорциональна квадрату входного сигнала Х.Телловая мощность Рт, выделяемая нагревателем 1, равна:Ъгде Х- значение напряжения входного сигнала;Й - сопротивление нагревателяОхлаждающая мощность Р , выделяоО емая охладителем 3 согласно эффекта Пельтье, равнаРри П вюи 1 где П - коэффициент пропорциональности (коэффициент Пельтье);щ- значение тока, протекающегочерез охладитель 3,ВНЯВИ Заказ 3 148/47 Тираж 710 Подписное Филиал ПОП Паданг , г.Ужгород, ул.Проектная, 4 В разомкнутом положении теплового ключа 4 практически весь тепловой поток замыкается через охладитель 3. Плотность теплового потока , , протекающего через охладитель 3, определяется по формуле где З - сечение элементов охладителя 3,т РохлВ замкнутом состоянии теплового ключа 4 плотность теплового потока где К - коэффициент, учитывающий ответвление теплового потока через замкнутый тепловой ключ 4.Модулированный тепловой поток с ,плотностями с ипреобразуется в электрические сигналы Ч и У датчиком температуры 2Н =К,д%гд д д д ь где Кд - коэффициент, характеризующий крутизну использованного датчика температуры 2;д д - приращения температурытеплопровода 5, вызванные тепловыми потокамис плотностями ог, и ;1 - коэффициент теплопроводности элементов;г. - длина элементов охладйтеля 3.В установившемся состоянии переменная составляющая электрического сигнала датчика температуры 2 равна нулю, поэтому д Ч: Ч- Ч: О т. е,К, - Ч-Ч) = , - ,1-,) =О.Следовательно, в установившемся режиме тепловая мощность Р , выделяемая входным сигналом в нагревателе 1, равна охлаждающей мощности Рхе , выделяемой в охладителе 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 так как, К = Сопят, П = СопзТ, тообозначив К= К П получим Хф .ьд=вм,Таким образом, выходной сигналквадратора пропорционален квадратувходного сигнала.Входной электрический сигнал Ххразогревает нагреватель 1, Импульсыпрямоугольной формы, поступающие навход синхронизации 10, вызываютпериодическую коммутацию тепловогоключа 4. При разомкнутом положениитеплового ключа 4 температура нагревателя 1 и теплопровода 5 пропорциональна квадрату входного сигнала,протекающего по нагревателю 1. Призамкнутом положении теплового ключа 4температура теплопровода 5 практически равна температуре окружающейсреды, что объясняется тепловым контактом теплопровода 5 с теплоизолирующей оболочкой 6, которая находится втепловом контакте с окружающей средой. Колебания температуры теплопровода 5 преобразуются датчиком температуры 2 в электрический сигнал переменного тока, частота которого зависит от частоты срабатывания. тепловогоключа 4, т.е. от частоты импульсовсинхронизации. Сигнал датчика температуры 2 после усиления усилителемпеременного тока 7 поступает на входдемодулятора 8. Сигнал постоянноготока с выхода демодулятора 8 черезформирователь импульсов 9 поступаетв цепь питания охладителя 3.Поскольку в установившемся режимевыходной сигнал датчика температуры2 практически равен нулю, в этом случае тепловой поток нагревателя 1,пропорциональный квадрату входногосигнала, полностью скомпенсированохлаждаюппщ потокомохладителя,вызванным током,протекающимс выходаформирователя импульсов 9 в цепь охладителя.Таким образом, значение тока (напряжения) в выходной цепи формирователя импульсов 9 пропорционально квадрату входного сигнала.В квадраторе информативным выходным сигналом датчика температуры 2является сигнал переменного токафиксированной частоты.