Устройство для моделирования двухмерных полей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬС 7 ВУ ГП, 56 О 239 Союз Советских Сваиалистичесмих Республик.т Ст 066 7/ с присоединением заявки Юо Гасударствеииыи ком Совета Министров С 23) Приорите публиковано ата опублпк 3) УДК 681.333(088.8 05.77. Бюллетень Мо ия описания 27.06.7 о делам изобретений и открытий. Я. Бабин, В. А. Бер Научно-исследо вателпри Саратовскомим. ов, Н, ф. Демидов и Л. А. Шех скии институт механики и физикигосударственном университете Г, Чернышевского 54) УСТРОЙСТВО МОДЕЛ И РО ПОЛЕЙЯ ДВУХМЕРНЫХ нала поля, стержневои з ератор напряжения и щих градиента потен нд, коордииндикаторы нала поля моделироопределять В связи с помощью,расширен е точност Изобретение относится к области математического моделирования и может найти применение в вычислительной технике в виде самостоятельного прибора или в составе аналоговых и аналого-цифровых комплексов, предназначенных для решения широкого круга задач математической физики.Известно устройство для моделирования двухмерных потенциальных полей, содержащее электростатическую модель с вертикаль ными электродами, зонд с сосредоточенным зарядом, схему измерения наведенного тока, состоящую из соединенных последовательно блока граничных условий, усилителя наведенного тока и индикатора, координатор и генера тор, который используется для возбуждения механических колебаний зонда 1,В этом устройстве зонд вибрирует в одном направлении, поэтому наведенный ток несет информацию только об одной составляющей 20 градиента потенциала исследуемого поля.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования двухмерных полей, содержащее электростатическую модель, вертикальные и 25 горизонтальные электроды которой соединены с соответствующими входами блока граничных условий, первый выход блока связан с входом усилителя наведенного тока, первый выход которого соединен с входом индикато ра потенц онатор, генсоставляю Ц2.Такое устройство не позволяетвать распределенные источники нпотенциал моделируемого поля.этим круг задач, решаемых с егоограничен.Цель изобретения - ие области применения и повышени и моделирования.Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устроиство для моделирования двухмерных полей содержит электромеханический узел вращения зонда, датчик импульсов, два синхронных детектора, сумматор и усилитель емкостного тока, вход которого подключен к второму выходу блока граничных условий, а выход чсрсз сумматор, подключенный другим входом к выходу генератора напряжения, соединен со стержневым зондом, механически соединенным с электромеханическим узлом вращения зонда, связанным с координатором и датчиком импульсов, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих синхронных детекторов, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам усилителя наведенного тока, а выходы соединены с входами соответствующих ин 5602395 10 15 дикаторов составляющих градиента потенциала поля.На чертеже представлена блок-схема устройства для моделирования двухмерных полей,Устройство содержит узел 1 вращения, на выходном валу которого закреплен стержневой зонд 2 и датчик импульсов 3, Узел вращения вместе с зондом и датчиком импульсов расположены на координаторе 4, Электроды 5 модели через блок 6 граничных условий подключены к усилителю 7 наведенного тока, выход которого соединен с двумя синхронными детекторами 8 и 9, связанными по цепям опорных сигналов с датчиком импульсов 3, Соединенные последовательно зонд 2, модель 5, блок 6 граничных условий, усилитель 10 емкостного тока и сумматор 11 образуют замкнутый контур стабилизации заряда, питаемый от генератора напряжения 12, подключенного к одному из входов сумматора,Устройство работает следующим образом.Зонд 2, на который подается переменное напряжение, вращается вокруг исследуемой точки по окружности малого радиуса. При этом на электродах модели 5 наводится ток, в котором содержится информация как о потенциале, так и компонентах градиента потенциала моделируемого поля в данной точке. датчик 3 вырабатывает две последовательности импульсов, фиксирующих моменты пересечения зондом координатных осей ОХ и ОУ, Эти импульсы являются опорными напряжениями для синхронных детекторов 8 и 9. С помощью селективного усилителя 7, настроенного на частоту генератора 12, и синхронных детекторов 8 и 9 выделяются и измеряются составляющие наведенного тока индикаторами 13, 14, 15, пропорциональные соответственно потенциалу и компонентам градиента потенциала исследуемого поля.Блок 6 граничных условий помимо суммирования наведенных токов формирует напряжение, пропорциональное емкостному току, текущему с зонда на электроды модели. Это напряжение через усилитель, 10 подается на один из входов сумматора 11 в противофазе с напряжением генератора 12.При любом изменении емкости зонд-модель напряжение на выходе сумматора 11 изменяется так, что емкостной ток и заряд на зонде остаются неизменными. Тем самым полностью исключается нежелательное влияние указанной емкости на результаты измерений. 20 25 30 35 40 45 50 Применение вращающегося стержневого зонда с соответствующей схемой выделения полезного сигнала полностью решает поставленную задачу: потенциал и компоненты поля определяются одновременно, Возбуждение зонда через стабилизирующий контур на порядок повышает точность моделирования по сравнению с известным. Все это создает благоприятные условия для использования предложенного устройства в составе вычислительных комплексов. Формула изобретения Устройство для моделирования двухмерных полей, содержащее электростатическую модель, вертикальные и горизонтальные электроды которой соединены с соответствующими входами блока граничных условий, первый выход которого соединен с входом усилителя наведенного тока, первый выход которого соединен с входом индикатора потенциала поля, стержневой зонд, координатор, генератор напряжения и индикаторы составляющих градиента потенциала поля, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности моделирования, оно содержит электромеханический узел вращения зонда, датчик импульсов, два синхронных детектора, сумматор и усилитель емкостного тока, вход которого подключен к второму выходу блока граничных условий, а выход через сумматор, подключенный другим входом к выходу генератора напряжения, соединен со стержневым зондом, механически соединенным с электромеханическим узлом вращения зонда, связанным с координатором и датчиком импульсов, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих синхронных детекторов, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам усилителя наведенного тока, а выходы соединены с входами соответствующих индикаторов составляющих градиента потенциала поля.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Герштейн Г, М. и Федонин Г. К. Моделирующая установка с вибрирующим заряженным зондом для исследования двумерных полей. КТФ, т. 32, 1962, с, 112.2. Авт. св, Мо 329540, кл. б 060 7/48, 1971.Корректор Н, Аук Редактор Т. Рыбалова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1379/18 Изд. Ю 501 Тираж 815 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5