Устройство для задания граничных условий на сетке

. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюз Севетскнк Сфцнаюстнческна Реслублнк(23) Приоритет осударствеинцй комитет СССР по делам изобретений и открытий(54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ГРАНИЧНЫ УСЛОВИЙ НА ВС-СЕТКЕройство для ий, содержащ о тока, рези ный модулято ойство имеет аде Схема устройства ичных условий на к а чертеже. Устройство содер исторы 1, ключи 2 его напряжения 3,ого тока 4, базовы ольный резистор 6 развяэывающий ре ельный резистор 9 енсатор 10 и фильля задания грасетке приведена жит граничные реисточник задаю- усилитель постоянй резистор 5, конт задающий резистор зистор 8, измери сглаживающий конрующий конденса- ано подключение ке 12. точ тор 11. На чертеже пок устройства к цС-сИэобрет ние относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано при моде лировании технических задач на ВС-сетках. 5Известно уст з ания граничных услов е усилитель постоянног сторы, широтно-импульс р и ключ 11 Однако это устр невысокую точность.Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является устройство, которое, как и данное устройство, содержит источник 1 о задающего напряжения и ключи по числу граничных узлов ВС-сетки, одни выводы которых объединены, а другие через граничные резисторы подключены к соответствующим узлам РС-сетки 21.Однако это устройство имеет невысокую точность, так как не позволяет учитывать влияние тепло-или массо- обмена.Цель изобретения - повышение ности устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство содержит базовый, контрольный, задающий, развяэывающий и измерительный резисторы, фильтрующий конденсатор, сглаживающий конденсатори усилитель постоянного тока, входкоторого соединен с контрольным резистором н через задающий резисторподключен к источнику задающего напряжения, а выход подсоединен кбазовому резистору и через последовательно включенные развязывающий иизмерительный .резисторы-к шине нулевого потенциала, свободные выводыбазового и контрольного резисторовподключены к точке соединения ключейи к фильтрующему конденсатору, сглаживающий конденсатор включен параллельно измерительному резистору.. Устройство работает следующим образом.Пусть В-сопротивление резисторов, С- емкость конденсатора.При любом граничном токе, не выхоящем за пределы рабочего диапазонасилителя 4, на его выходе в силу 5 большой величины коэффициента усиления устанавливается такое напряжение, Мвц и такой ток через базовый резистор 5, что напряжение на втором выходе ключа 2 Ои будет практически 1 О равным О= - " О где О - напряжение на выходе йсточника 3, которое должно задаваться таким, чтобы Окд. "и ср., здесь ки - масштабный коэффициент, а 1,- температура среды 15 или концентрация в ней исследуемого комлОнента (в соответствии с задачей) . При импульсных изменениях, граничного тока усилитель 4 будет запаздывать с усТановлениам требуемого выходного 20 найряжения Овы, так как его частотные характеристики обычно хуже, чем у ключевых элементов, что поиведет к периодическим отклонениямО от заданной величины и искажениям гранич ного тока. Для устранения этого эффекта установлен фильтрующий конденсатор 11, емкость которого выбрана так что, происходит сглаживание высокочастот" ных вьбросов Оно практически не ис-, какается зависимость .этого напряжения от:времени, соответствующая изменению по времени 1(,.усредненный за период срабатывания электронного ключа граничный ток 3 гг равен 5 Цкл Оаых + О-+С ЦРя м ил6 710 где Овь,- усредненное за период значение напряжения на выходе усилителя 4, а точка над символом переменной означает дифференцирование по време 45Оюг,можно определять иэ выражения для усредненного за период тока через развязывающий резистор 8:иО. Ес. Я, Р со 50 Здесь Ос- напряжение на сглаживающем конденсаторе 10, емкость которого выбрана так, что происходит сглажиЪание пульсаций Ос практически без .искажения его низкочастотной времен ной зависимости.Таким образом, усредненный граничный.ток выражается через две достаточно гладкие величины и их производные по времени:йд м- -+)О - - С ОР 7гр Р ( Р ) и ст Р 12 иств ь в-- - С О Устройство, измеряющее или преобразующее О , должно иметь высокоомныйвход, чтббы не искажать результатырешения, при этом диференцированиеэтой переменной необходимо осуществлять с помощью достаточно инерционного блока или допОлнительно сглаживать производную, чтобы исключитьвлияние на результат высокочастотныхсоставляющих, которые при дифференцировании проявляются заметнее.Вариантом реализации схемы, оптимальным с точки зрения времени решения, частотных характеристик импульсных блоков и параметров ВС-сетки,.является устройство, рассчитанное навремЕна решения порядка несколькихсекунд. 3 этом случае достаточначастота срабатывания электронныхключей 2 в диапазоне 100-1000 гц,количество точек во времени, в которых возможно измерение решения прииспользовании сушестующей измерительной и регистрирующей аппаратуры (частота срабатывания около 10 гц) составит несколько десятков, при этомгабариты конденсатора ВС-сетки 12 снеобходимым для таких времен решения емкостями ( для сетки в несколько сот узлов емкости будут порядка1 мкф) будут сравнительно малыми.В этом случае В 1+10 кОм (точнеегзначение зависит от.условий задачи)В, Рз= Р= Р= 1 мОм, Вь выбираетсяв диайазсне 10-100 кОм в зависимостиот величины максимального граничноготока грт,гтак как Дгг,с,. ВЬ не должно выходить за пределы диапазона линейности усилителя. Например, дляусилителя постоянного тока 4 типаУ-ЗМ диапазон линейности простирается от -100 в до -100 в.При С= Сд = 10 мкф разброс результатов измерений величины О засчет остаточной высокочастотной составляющейне превышает Ог 5, а точность определения 3 составляет 1,2от максимального значения при характерном времени (машинном) моделируейого процесса 4 сек,Формула изобретения. Устройство для задания граничных условий на РС-сетке, содержащее источник задающего напряжения и ключи по числу граничных узлов РС-сетки одни выводы которых объединены, а другие через граничные резисторы подключены к соответствующим узлам РС-сетки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью Повышения точности устройства, оно содержит базовый, контрольный, задающий, развязывающий и измерительный резисторы, фильтрующий конденсатор, сглаживающий конденсатор и усилитель постоянного тока, вход которого соединен с контрольТираж 779ИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 3 атент, г. Филиал ПП ород, ул. Проектна ным резистором и через задающий резистор подключен к источнику задающего напряжения, а выход подсоединенк базовому резистору и через последовательно включенные раэвязывающий.и измерительный резисторы - к шине нулевого потенциала, свободные выводыбазового и контрольногорезисторовподключены к точке соединения ключей и к фильтрующему конденсатору, сглаживающий конденсатор включен параллельно измерительному резистору.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 424181, кл. О Об 6 7/48. 1972.2.Авторское свидетельство СГСР М 425188 , кл. 6 Об 8 7/46, 1972.