УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРУБОК ТОКА Советский патент 1969 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к области электромоделирования полей методом электрических сеток.

Известно устройство для определения линий тока, содержащее сумматоры, блок управления, цифроаналоговые преобразователи, блок интерполирования, регистрирующее устройство, блок сравнения, измерительный блок и переключатель выходов измерительного блока.

Основным недостатком известного устройства является невозможность его npaKTHj-ieского использования для построения трубок тока.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем датчик мощностей трубок тока подключен через сдвигающий регистр к выходному регистру, причем между регистром координат конечной точки сетки и сумматорами коордииат включен блок сравнения, выход которого Подан на блок управления коммутатором. Иакапливающий сумматор, входы которого связаны со сдвигающим регистром и переключателем выходов измерительного блока, подключен на выходе к блоку интерполирования и регистру потока. Ко входу сумматора диагональных составляющих -градиента потенциала подсоединены переключатель выходов изл1ерительного блока и блок интерполирования, а выход сумматора соединен с накапливающим сумматором.

Такое выполнение устройства иовыгпает ироизводительпость и точность вычислений.

Па чертеже изображена функциональная схема оиисываемого устройства.

Устройство содержит сумматоры 1 и 2 координат А и у, цифроаналоговые преобразователи 3 и 4, регистр 5 коордииат начальной точки, блок сравнения 6, регистр 7 координат конечной точки, датчик 8 начальной и конечной точек, блок 9 уиравления коммутатором, су: 1матор 10, сдвигающий регистр //, накапливающий сумматор 12, выходной регистр 13, узел иидикации 14, блок 15 интерполирования, датчик 16 мощиости трубок тока, узел уиравления 17, иереключатель 18 выходов измерительного блока устрО 1ства, дистанционный регистрирующий нрибор 19. Измерительный блок 20, состоящий из коммутатора 21 узловых точек ц цифроаналогового преобразователя 22, пепосредственно не входит в состав предлагаемого устройства, а является самостоятельным устройством сеточной электромодели.

Выходы сумматора / соединены со входом иифроаналогового иреобразователя 3, регистром 5 координат начальной точки, блоком сравиения 6 и коммутатором 21. Выходы сумматора 2 связаны с цифроаналоговым преобразоиателем 4, регистром 5 координат иаMa.iMioii , блоком сравнения 6 и коммутатором 21. Вторые (клапаиирующис) входы иреобразователс 3 и 4 иодключеиы к узлу управления 17, а выходы преобразователе и 4 -- к регистрирующему прибору Выходы регистра 5 коорд1И1ат иачалыю точки связаиы со входами сумматоров / и 2. Датчик 8 координат начальной н конечной точек соединен с регистрами 5 и 7. Ввкход блока 6 сравиеиии нодключен к блоку 9 управления ком.г тато1)ом, выходв которого связаны е сумматор)ами У и 2, коммутатором 21 и переключателем 18 выходов измерительного устройства. Выходы нерёключателя 18 соедпнены со входами сумматоров / и 2, иаканливающсго сумматора 12 и сумматора 10, а вход переключателя 18 связан с выхода.ми измерительио1-о блока 20. Выход сумматора 10 иодключей к накаиливаюидему сумматору 12; выход су.мматора 12 связан с регистром 13, выходы кото)ого иодключёиь к узлу ипдикаиии 14 и сдвигающел у регистру //. Выход сдвигающего региетра /) соедииен с накаиливаюЩ 1м сумматором 12, а его вход -- с д.атчнком 16 мощности трубок тока. Вход блока 15 питернолирования нодключен к сумматору 12, а вьгходы - к сумматорам /, 2 и 10 и к блоку 9 управления коммутаторо.м. Устройство работает следующнм образом. Датчик 6 начальной п конечной узловых точек выдаст адреса граничных точек выбранного сечення исследуемой области, ио которому онределяется велпч1И1а нотока. Код коордииат иача;1ьиой и конечной точек В1тбранного сечения иерепнсывается в регистры 5 и 7 соотвстствеиио для хранения. Координата начальной н конечной узловой точек, нериеиднкулярная выбранному сеченпю, набирается е дробио частью: 0,5 Л плп 0,5 г/.

В блоке 9 управления коммутатором устанaвлlиiaeтcя координата обхода вдоль выбранного сечення области. В датчнке 16 MOHI,пости трубок тока набирается код задаииой мощности с/ трубок тока н;1п код исла Л трубок тока равной мощности. По кол1аиде «иуек, выдаваемой узлом уиравления, стр01ггся начальная линия тока. Код адреса начальной точки иереппеывается в сумматоры / и 2. В соответствии с кодами, иоступающиМП из сумматоров / и 2 на Пифроапалоговые преобразователп 3 и 4, двухкоордииатиый регистрнруюн1,нй нрнбор 9 отрабатывает положеппе пачально точкн и происходит печать сплшола точки начальной лннни тока. При это:.м ко.ммутатор 21 подключает к трем входным П1инам измерительного блока 20 узловые точки с координатамн лэ, г/о; ло :,, ло, у-) -I. РЬмер.пельный блок 20 имеет дифференппальный вход, обеспечпваюилнй воз.можность нзмерения нотенцналов тежду соседн1ьми узловыми точкалш: и MJ„ . Из узла управления 17 подается ко.мандана нзмерение градиентов нотепнналов. Резу;1ьтат пзмерепня в ппфровом коде через переключатель 18 подается па входы соответствующих сумматоров / или 2, где суммируется с кодом иача..льно1 1 точкн начальной лннин.

Такпл образом получают коорд1и-;аты иовой точки линнн тока. Су.ммарные Белпчнн кодов координат начальной точки п кодов прпращений нреобразуются в напряжеппя, которые передаются па следящие спстемы регистрирующего прибора 19. Прибор отрабатывает эти значения н отпечатываег символ новой точки линии тока. Для того чтобы в очереднол И1аге пргращенпе коордипат было малым, результаты замеров граднеитов потенциалов ЛС,- и Л6, подаются в дробную чаеть еумматоров /и 2. Поэтому максимально возможное смещение точки по линии тока ие превыьчает одного щага сегки.

Целая часть числа из сумматоров / и 2 поступает па кол;мутатор 21. 1-1змереиие разности иотепниалов нроизводится для точек с коорд1И1атами ,v н л--1 или у н у г, между которымн заключены координаты точки лииии тока х (у-Лу), где Лл-(Лг/)1.

Построеиие следующих точек л1И1ии тока аиалогичио ог исаипол1у зыще, т. е. результаты нового замера прпращений координат .Лбд. (AL.) суммируются с дробно) часть О коорд1 1ат последнеГ найденной точкн

тока, н р01 ЗВОДНТСЯ нечаТЬ новой ТОЧК тока.

Следовательно, ia графнке фикеируются 1очк элементарных векторов до тех пор, юка оелед 1 Й нз них пе выйдет за нределы квадрата со сторона, равпы: 1н щагу сетки.

В Ч1 сл Г ельное уетройство па сумматорах / 2 одновре. решает

V- - г Д- Л Y

п - о lU i, i

О п

Уп //о ± X А У1

юсле ряда niaroB, хотя бы в одном пз сумматоров (/ ii;in 2) зменяется ге.

т. е. когда Д ДГ; 1

часть о

или УД//; 1 , коммутатор 21 нереход Т о

в новое оложе 1е, обесиечнвая 3. разност 1оте1 1иалов в узловых точках, ближаЙ И1 х к юслед1 ей достроенной точке тока. В иовой узловой точке вновь изл еряютея иотенц алов, аходятея ТОЧК, ринадлежащ 1е лини) тока и т. д. После )оепия тока 0 ределяется велич па 1отока через сеченпе, задапное адреса.п нача.чьной i конечной узловых точек i коорд натой обхода (х :т у). Велнч на потока через любое сечеипе пропорииональна

&Udii и AUdzi -составляющие градиента вдоль диагональных осей квадратной клетки сечения.

При этом если сечение взято параллельно координате х, то результат измерения градиента берется с противоположным знаком.

Код адреса начальной точки из регистра 5 вновь переписывается в су.мматоры / и 2. Содержимое сумматоров 1 и 2 предварительно сбрасывается, а коммутатор 21 подключается к узловым точкам с координатами ху, г/о; ,, г/о; ху, i/+l; Хо4-1, г/о+1.

Измерительный блок 20 по коду рода замера и но сигналу «замер из узла управления 17 производит поочередный замер диагональных составляющих градиента. Коды градиентов Udi и АШ2 через переключатель 18 поступают на входы накапливающего сумматора J2. Если сечение взято параллельным координате х, то результат измерения градиента ДШ2 вычитается из содерл имого сумматора 12. Коммутатор 21 переходит в соседнюю узловую точку вдоль выбранного сечения, для чего блок 9 управления коммутатором выдает единицу в один из сумматоров / или 2, соответствующий координате обхода сечения х или у, тем самым увеличивая на единицу код этой координаты адреса узловой точки. Производится последовательный замер диагональных составляющих градиентов для второй узловой точки и перепись их величин в накапливающий сумматор 12 и т. д.

При равенстве адреса конечной узловой точки и кода на выходах сумматоров / и 2 блок сравнения 6 выдает запрет на суммирование единицы. После выдачи сигнала запрета сумматоры / и 2 сбрасываются, и в них переписывается адрес начальной узловой точки из регистра 5. В накапливающем сумматоре 12 возникает код величины потока через заданное сечение. При необходимости число из сумматора 12 переписывается для хранения в выходной регистр 13 и может выдаваться оттуда в узел световой индикации 14.

В случае, если задана мощность q трубки тока, то код, эквивалентный этой мощности, из сдвигающего регистра 11 в обратном коде переписывается в накапливающий сумматор 12. Если же датчиком 16 мощности трубок тока выдается число Л трубок тока равной мощности, то код потока из выходного регистра 13 переписывается в сдвигающий регистр //. Производится сдвиг числа вправо на число разрядов, равиое числу трубок тока равной мощности. Полученное число, представляющее собой величину мощности трубки тока, переписывается в обратном коде в сумматор 12. Затем начинается процесс разбиения определенной ранее мощности потока через выбранное сечение на ряд трубок тока заданной мощности или заданное количество трубок тока равной мощности.

водится замер градиентов AUdi и ЛбЛ этой начальной узловой точки и перепись их в сумматор 12. Градиеиты A6t/i и А6с/2 вычитаются из величины мощности трубки. Одновременно градиенты иереписываются в сумматор 10, в котором хранится сумма диагональных составляющих градиентов для каждого измерения.

Коммутатор 21 переходит в соседнюю узловую точку по выбранному сечению. В накапливающ11Й сумматор 12 с выхода измерительного устройства нереписываются коды диагональных составляющих градиентов иотенциалов для новой узловой точки и т. д. Если полученная в результате несколькнх измерений сумма больше, чем величина заданной мощности трубки тока, то в сумматоре 12 формируется сигнал переполнения (по измененпю

знака числа). Этот сигнал запустит блок 15 интерполирования, который выдает команду на запрет переписи «единицы в младший разряд кода коорд1П аты обхода и перепишет

- (Абс/х + АШг) в обратном коде в сумматор 12 (где п - выбранное четное число, пропорциональное двоичному коду 2 : 4 : 8... : «, определяемое точностью построения).

1

Количество вычитаний т суммы - (AUdi +

+ ) из числа, хранящегося в сумматоре 12 до снятня сигиала иереиолнения, фиксируется счетчиком блока интериолирования 15 k

(А Ud, -f- Д Lrf,) - q i - 1

- (L:di

40 n

Число /n из блока интерполирования поступает в дробную часть сумматора (/ или 2)

координаты, иараллельиой выбранному сечению, и вычитается из кода координаты. Таким образом, в сумматорах 1 и 2 координат содержится адрес начальной узловой точки граничной линии тока двух соседних трубок

тока. Код координат начальной узловой точки переписывается из сумматоров / и 2 в регистр 5.

Блок управления 17 открывает цифроаналоговые преобразователи 3 и 4, и преобразованиые ими напряжения передаются на регистрирующий прибор 19. Пачинается процесс построеиия граничной линии тока.

Если задана мощность трубки тока, то пргт разбиен1И1 мощности нотока на ряд трубок, мощность последней трубки тока М1)жет оказаться меньше заданной. В этом случае автоП р с Д М с т II 3 о б р с т с Н П я

Уст)ойство дли опреде.1СН11я трубок тока, содержащее схмматоры, блок управления, цпфроаналоговые преобразо1затели, блок интерполирования, регистрирующее устройство, блок сравнении, измерительный б/юк и переключатель выходов измерительного блока, отличающееся тем, что, с иелью иовьинения нроизводнтельности н точности вычислений, в ием датчик мош,1юстей трубок тока подключен через сдвигающий регистр к выходному регистру, причем между регистром координат конечной точки сетки и сумматорами коордииат включен блок сравнения, выход которого соединен с блоком управления коммутатором, а выходы накапливающего сумматора, входы которого связаны со сдвигающим регистром и переключателем выходов измерительного блока, подключены к блоку интерполирования и выходному регистру, причем ко входу сумматора диагональных составляющих градиента потенциала подсоединены переключатель выходов измерительного блока и блок интерполирования, а выход сумматора диагоиальпых составляющих градиента иотенииала подключен к накапливающему сумматору.

Ко дсем узлам устаойства