Счетно-решающее устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски Социалисанчески Республик(2) Заявлено 060280 (21) 2879934/18-24с присоединением заявки Йо(1)м, к,з 6 06 С 7/44 Государствеииый коюитет СССР ио делаю изобретений и открытий(72) Автор изобретения Кузьме 71) Заявите(54 СЧЕТНО-РЕШШ ТРОЙСТВ с- чи 15 стИзобретение относится к аналоговым вычислительным машинам (ШВМ) и может быть использовано для реализации разнообразных функций аргумента, заданного механическим перемещением, а также для исследования электрических полей в непрерывных электропроводящих средах, н частности для нахождения точек экстремального значения потенциала, положение которых занисит от величины токов, образующих исследуемое электрическое поле.Известны потенциометрические формирователи электрических сигналов, в которых выходное напряжение зависит от положения контактного механического устройства 15 и (25.Им присущи значительные габариты и вес, дискретность выходного сигнала (эа счет витков обмотки пртенциометра), жесткие требования к источнику опорного напряжения, низкое быстродействие, ограниченный срок службы.Известны также индукционные счетно-решающие устройства, особенно на основе вращающихся (поноротных) трансформаторон. Чаще всего эти у ройства реализуют синусные или косинусные функции (35 и 4). Они характеризуются большим весоми габаритами, повыаенной потребляемоймощностью, узким кругом решаемых задач, что препятствует их широкому использованию в малогабаритной подвижной аппаратуре.Известны также электромеханичекие преобразователи на основе датков Холла, н которых угловое перещение преобразуется в электрическийсигнал по закону синуса или косину-.са 5 .В целом он обладает теми же недостатками, что и вращающийся трансформатор, хотя и выигрывает несколько в габаритах и весе.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее управляемые источники тока (транзисто ры), подключенные к непрерынномуэлектропроводящему слою определеннойконфигурации. Управляемые источникитока подключены к генератору управЛяющих сигналов, к которому подключено также устройстно развертки управ.ляющего сигнала (измеритель его величины). В этом устройстне реализуется функциональная зависимость между управляющим сигналом и местополо жением точки на электропронодящем881775 50 На чертеже приведена структурная схема устройства.55К электропроводящему слою 1 заданной конфигурации подклЬчены управляемые источники тока 2 и 3, посредством которых в определенной области 4 электрапровадящего слоя 1 создается подвижный экстремум потенциала. Ге нератар 5 управляющего сигнала подключен к управляемым генераторам така 2 и 3 и к блоку б развертки управляющего сигнала, к которому подключен формирователь 7 импульсов. 5 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 злектропроводящем 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 управляющего 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 устройства 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 устройства.Цель достигается тем, чта счетно- решающее устройство, содержащее электропроводящий слой заданной конфигурации с подключенными к нему первыми выходами управляемых 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 электраправадящим слоем и с шиной нулевого по-. тенциала, содержит формирователь импульсов , кампаратор напряжений и дифференциальный зонд, входы которого подключены к электроправодящему слою, а выходы соединены соответственно са входами кампаратора напряжений, выход которого через формирователь импульсов подключен к управляющему входу блока развертки управляющего сигнала. 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 В области 4 злектроправодящего слоя 1 подключен дифференциальный зонд 8, соединенный са входами кампаратора 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, вызывая перераспределение тока между ними. Эта перераспределение тока приводит к изменению (перемещению) точки экстремального потенциала, находящейся в области 4, При своем перемещении эта тачка , праходя между двумя входами дифференциального зонда 8, вызывает изменение полярности напряжения между ними. Измекение полярности напряжения, падвадимого ко входам кампаратара 9 напряжений приводит к изменению его состояния па выходу. Эта изменение (скачок напряжения или тока) запускает формирователь 7 импульсов, который воздействует на блок б развертки управляющего сигнала, например, осциллографили аналога-цифровой преобразователь(АЦП) . До этага воздействия блок бразвертки Формирует информативныйсигнал (аналоговый или цифровой) атекущей величине управляющего сигнала, В момент воздействия работа блока б развертки прерывается и на ега выходе фиксируется информация а величине управляющего сигнала, саатветствующей заданному местоположению дифференциального занда 8, Таким образам, если известна функциональнаязависимость между управляющим сигналам и местоположением точки зкстремума потенциала в области 4, па которой перемещается дифференциальныйзонд 8, та данное устройство является электромеханическим вычислителем,реализующим эту функциональную зависимость, причем значение Функции атаргумента - перемещения мажет бытьполучено как в аналоговой форме,так и в цифровой. Характер же Функциональной зависимости определяетсяформой электрапранадящего 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 сопротивлений и емкостей электраправадящего слоя, быстродействием компаратара напряжений, блока развертки. Предлагаемое счетно-решающее устройства для вычисления касинусных Функций позволяет сократить время вычисления в 50-100 раз. Изобретение может быть использовано в различных датчиках угла павара881775 10 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 9976/75 Тираж 748 Подписное Филиал ППП фПатентф, г.ужгород,ул.Проектная, 4 та вала (в радиолокационных системах,технических работах, рулевых системахлетательных аппаратов), в датчикахпрямолинейного перемещения (измерители ускорения, давления, программируемые станки-автоматы), Целесообразноего использование при исследованиизлектропроводящих сред (двумерных итрехмерных), где решается задача нахождения экстремальных значений потенциала и закона его перемещенияпри воздействии внешних источниковтока. 15Счетно-решающее устройство, содержащее электропроводящий слой заданной конфигурации с подключенными к нему первыми выходами управляемых источников тока, выход генератора уп равляющего сигнала подключен к информационному входу блока развертки управляющего сигнала и к входам управляемых источников тока, вторые выходы которых соединены с электропрово 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 формировательимпульсов, компаратор напряжениИ идифференциальный зонд, входы которого подключены к электродроводящемуслою, 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 экспертизе1. Смолов В.В. Аналоговые вычислительные машины. М., "Высшая школаф,1972, с. 230.2. Шаталов А.С. Гринберг Л.С.Шаталов Ю.А. Функциональные формирователи электрических сигналов. М.,"Энергия ф, 1974, с. 59 208.3. Авторское. свидетельство СССРМ 117852, кЛ. С 06 С 7/22, 1959.4, Казаков В.А. Вычислительныеустройства машин непрерывного действия. М., фМашиностроение", 1965,с. 428.5, Авторское свидетельство СССРР 441571, кл. С 06 С 7/22, 1974.б. Патент США Р 3524998,кл. 307-299, 1970 прототип).