Арифметическое устройство

Р 1 52694 Юа 1 аз Советских Сациалистичесних республик(23) ПриоритетОпубликовано 30.08Дата опубликования асударстеенныи комитет Совета Министров 3) УДК 681,142(088.8) Бюллетень3псанпя 10.12.76 ло делам изобретений и открытий72) Авторы изобретен Р. Д. Моцонашвили и Е, П. Хлебин нститут кибернетики АН Грузинской СС(71) Заявител О., " , .3 11 Р ттю . 1цъс 9 54) АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ы на вращающейся . Их поверхности отнаправлены противоементы фотоэлектриразмещены в поле то устройство также сс задач. сеи которых уста си магнит и два з ажения параллель оложно, причем еского преобразов тражения зеркал ешает ограниченн 1 ОВЛЕ сркала 11 Ы Ифотоэл ателя 2. Эый кл Изобретение относится к области аналоговой вычислительной и измерительной техники.Известны арифметические устройства фотоэлектрического типа.Одно из известных арифметических устройств состоит из двух делителей напряжения, каждый из которых представляет собой соединенные последовательно резистор и фоторезпстор. Первый и второй делители включены между шиной нулевого потенциала и входными напряжениями Е, и Ее соответственно, Средняя точка второго делителя напряжения соединена с одним входом дифференциального усилителя, на другой вход которого подается напряжение Еа. Выходное напряжение с дифференциального усилителя попадает на источник света с линейной характеристикой, Последний вместе с фоторезисторами представляет собой единую оптически связанную систему. Средняя точка первого делителя является выходом схемы. Выходное напряжение пропорционально произведению Е 1 и Еа и обратно пропорционально напряжению Ее, что ограничивает класс решаемых задач 1.Другое устройство, предназначенное для деления электрических величин, содержит осветительную лампу и фотоэлектрический преобразователь с двумя фотоэлементами, а также продольную и поперечную пару электромагнитных катушек, в точке пересечения магнитных Наиболее близким техническим решением 10 к изобретению является множительно-делительное устройство, содержащее электромагнит и постоянный магнит, соответствующие цилиндрические полюсы которых расположены соосно и закрыты полыми каркасами с сиг нальными обмотками на концах. Одна из этихобмоток включена между шиной нулевого потенциала и нагрузочным резистором, соединенным с выходом устройства, а другие сигнальные обмотки - между соответствующими 20 входами устройства и шиной нулевого потенциала. В каждом каркасе выполнено отверстие, с одной стороны которого установлен источник света, а с другой - дифференциальный фоторезистор, причем средний вывод одного 25 из фоторезисторов связан с выходом устройства, фоторезисторы соединены параллельно и включены в мостовую схему сравнения, в противолежащие плечи которой подключены соответствующие источники постоянного напряже ния, соединенные разноименными выходами сшиной нулевого потенциала 3, Однако круг решаемых задач для этого устройства ограничен выражениемС 1 С 2вых -УзЦель изобретения - расширение класса решаемых устройством задач.Это достигается тем, что электромагнитвыполнен с тремя полюсами, крайние из которых снабжены обмотками возбуждения,включенными между шиной нулевого потенциала и средним выводом соответствующих фоторезисторов.На чертеже представлена схема предлагаемого арифметического устройства.Устройство содержит электромагнит 1 соскобой 2 и тремя полюсами (кернами) 3, обмотки 4, 5 возбуждения на двух крайних полюсах, подвижные катушки (сигнальные обмотки) 6 - 11, расположенные на полых подвижных каркасах 12, 13 и 14, в которых выполнены отверстия 15, 16, 17, центрирующие гофрированные шайбы 18 - 23, постоянный магнит 24 с кольцевыми зазорами, дифференциальные фоторезисторы 25, 26, 27, источники28 постоянного напряжения, источники 29, 30,31 света, нагрузочный резистор 32, входньеклеммы 33 - 37 и выходную клемму 38.Для размещения подвижных катушек 6 - 11 30в кольцевых зазорах магнитов подвижные каркасы 12 - 14 крепятся на гофрированных центрирующих шайбах 18 - 23. Это обеспечиваетмалые продольные колебания подвижной системы и исключает поперечные. Источники 3529 - 31 через отверстия 15 - 17 освещают дифференциальные фоторезисторы 25 - 27,Фоторезисторы 25 - 27 крайними выводамисоединены между собой, образуя мостовуюсхему сравнения. В ее противолежащие плечи 40включены источники 28 постоянного напряжения, средний вывод которых заземлен. Средние выводы фоторезисторов 25 и 27 соединены с обмотками возбуждения 4, 5 электромагнита 1 соответственно, а фоторезистор 26 - с 45нагрузочным резистором 32 и выходной клеммой 38. Нагрузочный резистор 32 включен последовательно с подвижной катушкой 10, Одни выводы катушек 6 - 11 соединены с клеммами 33 - 38, а вторые концы - с шиной нулевого потенциала (заземлены) .Устройство содержит три компенсационныесхемы, В двух из них сигнал обратной связиподается на параметрический вход, в третьей - на пассивный, 55Работает устройство следующим образом.При подключении входных напряжений кклеммам 36, 33, 38, 35, 34 через подвижные катушки 9, 6, 11, 8, 7 текут токи 11, сг, сз, 14, сз соответственно. В результате протекания тока 60с через катушку 9 на каркас 12 действует продольная сила. Это приводит к смещению каркаса 12 и перераспределению освещенностифоторезистора 25. Электрический мост, образованный дифференциальным фоторезистором 25 65йг(В 1 - тВ,) с, = АВ,сУгз (В, - тВ,) с, = й,В,с.йз(В, +В,) с, = 14 В,свых,(1) (2) (3) где В 1 и Вг - магнитные индукции, обусловленные протеканием токов через обмотки 4 и 5 соответственно;т - коэффициент, учитывающий влияние индукции Вг на подвижную катушку 6, а также индукции В, на катушку 8; Й, - Йз - коэффициенты пропорциональности, определяемые параметрами подвижных катушек 6 - 11. Определив из уравнений (1) и (2) значения В и Вг и подставив их в уравнение (3) для выходного тока, получимсззсз 1 сз 1 + з з 1 (4)сзз(1 +сп) йг сг К 14 / При включении в цепи токов с 1 - 15 резисторов Я - Р 6 на выходной клемме 38 действует напряжение т с ЙВА Сз Ргз 11 4 ссзсз Вых )ВСсз (1 + с) 1 СзгС 2 РзСс 414(5) и источниками 28 постоянного напряжения, разбалансируется, При этом через обмотку 4 возбуждения электромагнита 1 протекает ток такой величины, при котором в кольцевом зазоре устанавливается индукция магнитного поля, вызывающая уравновешивание каркаса 12. Аналогично, при протекании тока сз через подвижную катушку 11 на каркас 14 действует продольная сила, приводящая к его смещению. Освещенность фоторезистора 27 при этом пере- распределяется, Электрический мост, образованный фоторезистором 27 и источниками 28 постоянного напряжения, разбалансируется. Б обмотке 5 возбуждения появляется такой ток электромагнита 1, при котором возникает индукция в кольцевом зазоре, приводящая к уравновешивающему действию на каркас 14.Магнитные потоки, появляющиеся при протекании токов через обмотки 4, 5 возбуждения, замыкаются через центральный керн, В результате образуется магнитная индукция в кольцевом зазоре этого керна. При протекании тока сз через подвижную катушку 7 происходит продольное смещение каркаса 13. Освещенность фоторезистора 26 при этом перераспределяется. Электрический мост, образованный фоторезистором 26, разбалансируется. Это вызывает протекание тока через подвижную катушку 10. Величина этого тока такова, что возникшая сила, действующая на подвижную катушку 10 в магнитном поле зазора постоянного магнита 24, оказывает уравновешивающее воздействие на каркас 13.Если электромагнит 1 выполнен симметрично относительно центрального керна, условия компенсации продольных сил, действующих на каркасы 12 - 14, описьсвасотся следующими уравнениямиПодобрав резисторы Р, - Л так, чтобы выполнялись условияЙа - ьК ьзйю - КЙз Кв 5 - Йьв 1+ф) запишем выражение (5) в виде2 4 /Таким образом, устройство реализует операцию умножения входного напряжения на сумму двух членов, каждый член которого представляет отношение двух входных напряжений. Г 1 ри выполнении указанных операций устраняются погрешности, обусловленные нелинейной зависимостью магнитной индукции от тока возбуждения.Для уменьшения статической ошибки допускается включение усилителей обратной связи в разрыв цепей средних точек фоторезисторов 25 - 27.Формула изобретенияАрифметическое устройство, содержащее электромагнит и постоянный магнит, соответствующие цилиндрические полюсы которых расположены соосно и закрыты полыми каркасами, на концах которых размещены сигнальные обмотки, одна из которых включена между шиной нулевого потенциала и нагрузочным резистором, соединенным с выходом усгроиства, а другие сигнальные обмотки включены между соответствующими входами устройства и шиной нулевого потенциала, в каждом кар касе выполнено отверстие, с одной стороны которого установлен источник света, а с другой - дифференциальный фоторезистор, причем средний вывод одного из фоторезисторов соединен с выходом устройства, фоторезисторы соеди иены параллельно и включены в мостовуюсхему сравнения, в противолежащие плечи которой включены соответствующие источники постоянного напряжения, соединенные разноименными выходами с шиной нулевого потен циала, отличающееся тем, что, с цельюрасширения класса решаемых задач, в нем электромагнит выполнен с тремя полюсами, крайние из которых снабжены обмотками возбуждения, включенными между шиной нулево го потенциала и средним выводом соответствующих фоторезисторов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США кл. 239 в 1,3423579, 2 з 1969.2. Авт. св.,368613, кл. 6 06 д 7/16, 1971.3. Авт. св.,265576, кл. й 06 о 7/16, 1969.оставитель Ю. Козло корректор Н Аук дактор И. Грузова Техред 3. Тараненко одписное ов Типография, пр. Сапунова, 2 аказ 2314 Л 0 Изд.1650 ЦНИИПИ Государственного к по делам изобр 13035, Москва, Ж