ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СКРЬ[ТОЙ ТЕПЛОТЫ ПЛАВЛЕНИЯ И ОТВЕРДЕВАНИЯ Советский патент 1969 года по МПК G06G7/186 

Данное устройство предназначено для использования в аналоговой вычислительной технике для моделирования скрытой теплоты плавлениями отвердевания при решении краевых задач с подвижной границей раздела фаз.

Известно интегрирующее устройство для моделирования скрытой теплоты нлавления и от.вердевания, содержащее усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи, вход которого соединен с узловой точкой сетки сопротивлений электромодели.

Данное устройство отличается от известного тем, что оно содержит электронный ключ, включенный между входом усилителя и интегрирующим конденсатором, и пороговую схему, вход которой подсоединен к выходу усилителя, а выход - к цепи управления ключом.

Это позволяет упростить схему устройства.

На чертеже изображена принципиальная схема интегрирующего устройства.

Устройство состоит из усилителя постоянного тока (УПТ) /, магазина емкостей 2, бесконтактного ключа 3 и пороговой схемы 4.

Узловая точка сетки сопротивлений электромоделн 5 подсоединена ко входу усилителя /. Выход усилителя одновременно подсоединен к пороговой схеме 4 и конденсатору 2. Другой вывод конденсатора связан через ключевые транзисторы 5 и 7 со входом усилителя 1. Выход пороговой схемы 4 соединен с обмоткой

трансформатора S питания ключа 5 через диод 5 и с транзистором 10 через делитель из сопротивлений и и 12.

Моделирование скрытой тенлоты происходит следующим образом.

Вход УПТ 1 с большим коэффициентом усиления соединен с узловой точкой сетки сопротивлений электромодели 5. При переходе напряжения в узловой точке через нулевой уровень, который при моделироваиии должен соответствовать температуре плавления, выходное напряжение усилителя изменяется в некотором интервале, определяемом верхним и нижним уровнями фиксации напряжений на его выходе.

Пороговая схема 4, подключенная к выходу усилителя, срабатывает при пороговых уровнях выходного напряжения внутри интервала, определяемого уровнями фиксации, причем пороговые напряжения незначительно отличаются от напряжений фиксации. Пороговая схема устроена таким образом, что выдает нанряжение для открывания электронного ключа 3, когда выходное напряжение усилнтеля находится внутри интервала, определяемого пороговыми уровнями. Когда выходное напряжение оказывается вне порогового интервала, электронный ключ 3 отсоединяет конденсатор от узловой точки.

узловой точке электромодели через О вольт выходное напряжение усилителя изменяется в пределах А /вых- При этом к узловой точкх° подключается емкость обратной связи. Перез.ряд емкости производится током, втекающим в узловую точку модели или вытекающим из иее, причем величина электрического заряда, полученного конденсатором 13, равиа X X С. Напряжение в узловой точке во время заряда конденсатора практически не измеияется вследствие достаточно большого коэффициента усиления усилителя. Потребление тока без изменения наиряжеиия ири его переходе через нулевой уровень эквивалентен поглощению теплоты нри расплавлении тела.

Вне границы фазового перехода конденсатор обратной связи отсоединен от узловой точки, а усилитель должен иметь достаточпо большое входное сопротивление в интервале рабочих напряжений в узловой точке, чтобы не вносить заметной погрешности в решение задачи.

Емкость конденсатора в цепи обратной связи можно регулировать для моделирования разных значений теплоты плавления. Для этого служит магазин емкостей 2.

Входной ток усилителя при больших входных напряжениях ограничивается диодно-резисториым ограничителем.

Верхний уровень фиксации выходного напряжения равен 00В результате иодключения эмиттера выходного транзистора к нулевой шине. Нижний уровень фиксации 10,5 в обеспечивает диод 14, подключенный к источнику напряжения 10 в.

Пороговая с.кема выполнеиа на транзистоpax 15 и 16, резисторах 20 и диодах 14, 21, 22 и 23.

Пороговая схема работает следующим образом.

Когда выходное напряжение усилителя находится внутри интервала О-10 в, диоды 14, 21 н 22 закрыты, транзистор 15 открыт, транзистор 16 открыт его выходиым током. Нулевой выходной уровень транзистора 16 открывает диод 9, пропускающий высокую частоту (1000 кгц через обмотку трансформатора 8 электронного ключа 3, который подключает магазин емкостей 2 к узловой точке сетки сопротивлений электрокодели 5.

Если выходное напряжеиие усилителя 1 приближается к О в, диод 22 открывается, запирая трапзистор 16. Если выходиое напряжение усилителя достигав 10 8, диод 21 открывается, а транзисторы 15 и 16 закрываются. При закрывании транзистора 16 его выходной уровень закрывает диод 9 цепи питания ключа 3. При этом последний отсоединяет магазин емкостей 2 от узловой точки сетки сопротивлений электр ом одел и 5.

Одиовременно с закрыванием ключа 5 выходной уровень пороговой схемы открывает транзистор 10, который соединяет свободный конец емкости обратной связи с нулевой шиной во избежание перезаряда магазина емкостей 2 за счет токов утечки.

Электронный ключ 3 выполнен на двух транзисторах 6 и 7 с малыми обратными токами.. Для гальванической развязки цепи ключа от других цепей он питается током частотой iOO кгц через выпрямитель на элементах 13, 23 и 24 и трансформатор 8.

Предмет изобретения

ИнтегрируюЕ1;ее устройство для моделирования скрытой теилоты плавления и отвердевания, содержащее усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи, вход которого соединен с узловой точкой сетки сопротивлений электромодели, отличающееся тем, что, с целью упрощеиия устройства, оио содерл ит электронный ключ, включенный между входом усилителя и интегрирующим конденсатором, и пороговую схему, вход которой подсоединен к выходу усилителя, а выход - к цепи управления ключом.