Система для оптимального решения задачи определения параметров линейных неоднородных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН 9) (11 6 Г 15/20 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТОРСКОМУ Св ЬСТВ ьство СС 1980. тво СССР 1982ым иами блоГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Харьковский ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт радиоэлектроники им. акад. М.К. Янгеля(56) 1. Авторское свидетел СРВ 902021, кл С 06 Р 15/202. Авторское свидетельсР 1051544, кл. С 06 Р 15/20(54)(57) СИСТЕМА ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГОРЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ,содержащая преобразователь параметра в напряжение, датчик линейныхперемещений, измерительный элемент,блок задания перемещения измерительного элемента, два блока вычитания, схему сравнения, источникопорных напряжений элементы И, ИЛИ,элементы .задержки, блок отображения,блок регистрации, блок сравнена,блок регистровой памяти, первый ивторой информационные выходы которого соединены соответственно спервым и вторым входами первогоблока вычитания, выход которого соединен.с первым входом первого элемента И, третий информационный выход блока регистровой памяти соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединенс первым информационным входом блока регистровой памяти, четвертый информационный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, пятый информационный выход подключен к первому входу третьего элемента И, шестой информационный выход подключен к первому входувторого блока вычитания, первыевходы четвертого и пятого элемен".тов И соединены с первыми входомуправления вводом начальных условий системы первые входы шестогои седьмого элементов И соединены свторым входом управления вводомначальных условий системы, входпуска подключен к пусковому входуисточника опорных напряжений,выход которого подключен к первомувходу схемы сравнения, выход датчика линейных перемещений соединенс вторыми входами четвертого ишестого элементов И, выходы которыхподключены соответственно к второму и третьему информационным входам блока регистровой памяти, о тл и ч а ю щ, а я с я тем, что, сцелью повышения быстродействия иточности определения параметров, вней седьмой информационный выходблока. регистровой памяти подключенк первому входу восьмого элемента И,выход которого соединен с первымвходом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом блока деления,выход которого через первый элементзадержки соединен с четвертпятым информационными входка регистровой памяти и с первыминформационным входом блока заданияперемещения измерительного элемента, выход которого соединен с вхо 1 дом преобразователя параметра в напряжение, выход которого подключен к вторым входам пятого и седьмого. элементов И и к первому входу девятого элемента И, выходы которых подключены соответственно к шестому, седьмому и восьмому информационным входам блока регистровой памяти, восьмой информационный выход которого соединен с первым входом десятого элемента И и с вторым входом блока вычитания,выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен с входом блока сравнения, выход которого соединен с вторыми входами. второго, третьего, девятого и десятого элементов И и с 167 б 17первым и вторым управляющими входа ми сдвига блока регистровой памя ти, выход десятого элемента И сое-, динен с первым информационным входом блока регистрации, выход второго элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход третьего элемента И через второй элемент задержки соединен с вторыми информационными входами блока задания перемещения измерительного элемента и блока регистрации, девятый ин.формационный выход блока регистровой памяти соединен с информационным входом источника опорных напряжений, второй вход восьмого элемента И соединен с входом пус" ка системы.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис 0 20 25 30 пользовано для измерения параметров, а также идентификации характеристик линейных неоднородных материалов с наперед заданной точностью например для измерения удельного сопротивления и восстановления функциональной зависимости удельного сопротивления полупроводникового монокристалла от его длины для последующего раскроя,Известно устройство для поиска оптимального решения задачи одномерного раскроя, содержащее блок ввода параметров, блоки коммутации, аналоговые сумматоры, блок сравнения, элемент И, генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, шифратор 11 .Это устройство решает задачу оптимального раскроя полупроводниковых монокристаллов на сортовые заготовки, однако координаты точек раскроя должны быть предварительно определены.Наиболее близким к предлагаемому по .технической сущности является устройство, содержащее измерительный элемент, датчик линейных перемещений, блок согласования, блок выделения экстремальных значений напряжений, элементы И, блок памяти, блок вычитания, блоки умножения, блоки деления, блоки логарифмирования, блоки сравнения, блок удвоения, блок опорного напряжения, блок регистрации. При этом используется четырехзондовый способ измерения, что дает возможность определять координаты раскроя линейных неоднородных материалов с учетом разброса удельного сопротивления по поперечному сечению и объему 2.Это устройство требует больших временных затрат, так как предварительно производятся измерения и поиск экстремальных значенийудельного сопротивления на торцовых поверхностях, а потом расчет коорди-, нат точек раскроя. Очень часто для создания общей картины по линейному неоднородному материалу для последующего раскроя требуется произвести измерения удельного сопротивления на образующей слитков в точках, где разность удельных сопротивлений меньше заданной погрешности.Целью изобретения является повышение быстродействия и точности определения параметров.5 0 20 15 40 55 3 1Поставленная цель достигается тем,что в системе, содержащей преобразователь параметра в напряжение, датчик линейных перемещений, измерительный элемент, блок задания перемещения измерительного элемента, два блока вычитания, схему сравнения, источник опорных напряжений, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, блок отображения, блок регистрации, блок сравнения, блок регистровой памяти, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, третий информационный выход блока регистровой памяти соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым информационным входом блока регистровой памяти, четвертый информационный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, пятый информационный выход подключен к первому входу третьего элемента И, шестой информационный выход подключен к первому входу второго блока вычитания, первые входы четвертого и пятого элементов И соединены с первым входом управле ния вводом начальных условий системы, первые входы шестого и седьмого элементов И соединены с вторым входом управления вводом начальных условий системы, вход пуска систе" мы подключен к пусковому входу источника опорных напряжений, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, выход датчика линейных перемещений соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему информационным входам блокарегистровой памяти, седьмой инфор"мационный выход блока регистровойпамяти подключен к первому входувосьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен свходом блока деления, выход которого через первый элемент задержки соединен с четвертым и пятыминформационными входами блока регистровой памяти и с первым информационным входом блока задания пе 167 б 17 4 ремещения измерительного элементавыход которого соединен с входомпреобразователя параметра в напря-.жение, выход которого подключен квторым входам пятого и седьмогоэлементов И и к первому входу девятого элемента И, выходы которыхподключены соответственно к шестому, седьмому и восьмому информационным входам блока регистровойпамяти, восьмой информационный выход которого соединен с первым входом десятого элемента И и с вторымвходом блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом схемысравнения, выход которой соединенс входом блока, выход которого соединен с вторыми входами второго,третьего, девятого и десятого элементов И и с первым и вторым управляющими входами сдвига блока регистровой памяти, выход десятого элемента И соединен с первым информационным входом блока регистрации, выход второго элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход третьего элемента И через второй элемент задержки соединен с вторыми информационными входами блока задания перемещения измерительного элемента и блока регистрации, девятый информационный выход блока реистровой памяти соединен с информационным входом источника опорных напряжений, второй вход восьмого элемента И соединен с входом пуска системы.На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемой системы; на фиг. 2 - схема блока памяти.Система содержит блок 1 регистровой памяти, блок 2 деления, блок 3 задания перемещения измерительного элемента, преобразователь 4 параметра (удельного сопротивления) в напряжение, датчик 5 линейных перемещений, блоки 6 и 7 вычитания,. схемы 8 сравнения блок 9 сравнения, источник 1 О опорных найряжений, элементы 11 и 12 задержки, элемент ИЛИ 13, элементы И 14 - 23, блок 24 регистрации, входы 25, 26 и 27. 25 30 35 45 50 Рассмотрим работу устройства при восстановлении зависимости удельного сопротивленияполупроводникового монокристалла от его длины 8 с заданной точностью Р, 1167617 6В исходном состоянии в блоке 1 памяти записаны нули, Измерительный .элемент (головка) вместе с датчиком 5 линейных перемещений находится в крайнем левом положении на 5 полупроводниковом образце. На выходе преобразователя 4 параметра. в напряжение присутствует напряжение У , соответствующее измеренному удельному сопротивлению, а 10 на выходе датчика 5 - напряжение Б , соответствующее измеренному)1 Чрасстоянию от начала отсчета, Измеренные напряжения поступают на входы элементов И 14 и 17 соответ ственно. При нажатии кнопки на вход 25 поступает сигнал, и инФормация об измеренных значениях заносится соответственно в ячейку и в первый регистр первой цепочки последова тельно соединенных регистров блока 1 памяти. Затем измерительная головка вместе с датчиком 5 линейных перемещений переводится в крайнее правое положение на полупроводни ковом монокристалле. На выходах преобразователя 4 и датчика 5 линейных перемещений формируются соответственно напряжения Б и У , со) пи л гоак ф ответствующие измерейным значениям удельного сопротивления и расстоянию от начала отсчета. Эти напряжения поступают на входы элементов И 16 и 15. При нажатии кнопки на входе 26 информация об измеренном значении максимального расстояния заносится в ячейку блока 1 памяти, с выходов которого сигналы, соответствующие максимальному и минимальному расстоянию подаются на входы блока 7 вычитания, на выходе которого образуется разностный сигнал, поступающий на вход элемента И 20, на второй вход которого подается сигнал в обратном коде с инверсносного выхода блока 1 памяти. Так как в исходном состоянии в этой ячейке блока 1 памяти записан нуль, то разностный сигнал проходит через элемент 20 и заносится в ячейку блока 50 1 памяти. Таким образом, на вход элемента 20 с инверсного блока 1 памяти поступает запрет на прохождение разностного сигнала. С прямого выхода блока 1 памяти разност ный сигнал подается на вход элемента И 23. Значение же Б ,записывается в первый регистр первой це-почки последовательно соединенных регистров, а значение У ранеемазаписанное в этом регистре, сдвига-. ется во второй регистр. Сигналы с выходов этих регистров поступают на входы блока 6 вычитания. С выхода блока 6 вычитания разност(в)ный сигнал У подается на вход схемы 8 . Таким образом , устройство готово к работе в автоматическом режиме .При нажатии кнопки на вход 2 7 поступает сигнал пуска, который поступает на вход источника 1 О опорных напряжений , Н а его выходеформируется сигнал Ц, соответствующий требуемой точности восстановления функциональной зависимостиЭтот сигнал подается на вход схемы 8 сравнения, в которой он сравнивается с сигналом, поступающим на другой вход. Разностный сигнал о)Н - Б подается на вход блока 9, В зависимости от знака сигнала возможны различные режимы дальнейшей работы устройства.(о)Пусть Б - У 0. При наличии сигнала пуска на вход элемента 23 также подается разрешающий сигнал, тогда напряжение Учерез этот элемент и элемент ИЛИ 13 поступает на вход блока 2, который, действуя, например, по принципу дихотомии, вырабатывает сигнал 1) - Цр соЭ ответствующий новому положению измерительной головки, Этот сигнал, пройдя элемент 11 задержки, запоминается в первом и втором регистрах второй цепочки из последовательно соединенных регистров, а также подаетсяна блок 3, который переводит измерительную головку в новоеположение. На выходе преобразователя 4 формируетсянапряжениесоответствующее измеренному значению удельного сопротивления 3)Этот сигнал, пройдя открытый положи-,тельным потенциалом с выхода блока 9 элемент И 18, заносится вовторой регистр первой цепочки последовательно соединенных регистровблока 1 памяти. Записанная во втором регистре информация о значении )шсдвигается в третий регистр этой же цепочки. Сигналы Ур,) и Ур 1 с выходов первого и второго регистров поступают на входы. блока 6 вычитания, С выхода блока 6 вычитания разностный сигнал подается91 погрешности, то производится деление отрезка выше изложенной последовательности, а если меньше, то найдена вторая точка и переходим к рассмотрейию отрезка, находящегося слева от данного, В результате образец будет разбит на такие отрезки, для которых модуль разности удельных сопротивлений на их концах будет меньше наперед заданной величины погрешности. Все значения проведенных измерений удельного сопро,тивления запоминаются в устройстве и при надобности используются, что повышает быстродействие за счет сок(1 б 7617 10 ращения числа измеренйй и уменьшаетизнос зондов измерительной головки.Полученная функциональная зависимость удельного сопротивления отдлины полупроводникового образцас разбивкой последнего на отрезки снаперед заданной погрешностью используется при оптимизации решениязадачи одномерного раскроя.10Блок памяти, изображенный нафиг. 2, состоит из трех эапоминающих ячеек и двух цепочек, каждая из которых состоит из соединенных пос ледовательно регистров,11 б 7617 Рог. г Составитель А. Жеренедактор Л. Алексеенко Техред А.Бабинец ректор Е.Сирохман 710нного комитета СССРтений и открытийРаушская наб., д.4 438/48 Тираз ВНИИПИ Государств по делам иэобр 113035, Москва, Ж-Э