ИНТЕГРАТОР ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ Советский патент 1970 года по МПК G06G7/44 

Изобретение относится к области электрического моделирования.

Известен интегратор для моделирования задач теории поля, содержащий модель исследуемого ноля, цифровое измерительное устройство, блок резисторов масштаба, измеритель фильтрационного расхода, коммутатор, цифровой измеритель проводимости, потеицпометрический блок делителей напряжения. Известные устройства для моделировапия разЛИЧ1НЫ.К задач иа электропроводпой бумаге обладают весьма сундественными недостатками, заключающимися в том, что измерение заданных или определение неизвестных значений потенциалов нроизводится с помощью управляемого вручную нотенциометра, что занимает много рабочего времени, а точность измерения зависит от субъективной оценки оператором положений измерительных шкал по-тенциометра и стрелки гальванометра, что снижает точпость измерений. При задании различных значений нотенциалов на модели скважин и каналов создаются иротивотоки через делители напряжения и систему питания, что затрудняет определение фильтрационных расходов. Корректировка иотенциалов на скважинах в процессе моделирования нарушает токовый баланс модели, что требует очень частой ручной корректировки нотенциалов на границе моделируемой области. Для определения частичного фильтрационного расхода на модели прпходится применять трудоемкие сиециалыные способы с дальнейшей аналитической обработкой измерений. Установка заданиых значений потенциалов с делителей на модель и установка заданных значений сопротивлений масштаба скважин осложнена большой трудоемкостью работ и ирименением многих донолн ггельных нрнборов и нрнснособлеНИИ.

Предложенный интегратор отличается тем, что, с целью повышения точности, быстрот. решенля и расширения класса решаемых задач, OI содерж 1т автоматический ком енсатор

rpailJ14Il JX условий, выпрямители,

ограничитель и автоматическое оиросное устройство, причем авто.матического комиеисатора граиичных условий соединены с вынрямителем напряжения комненсац Н и с выирямнтелем блока питания аналоговых ценей, соединенного через потеициометрмч окий 6vTOK делителей напряжения со входами диодного ограничнтеля, которого через блок резт1сторов масштаба подключены ко входу автомат ческого оиросного устройства, его выход Л соединены с коммутатором, связанны с диодиым ограничителем, блоком питания апалоговых напей, измерителем фильтрационного расхода, моделью исследуемого ноля и с

ход а.втоматического компенсатора граничных условий подключен к потенциометру цифрового измерительного устройства.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена блок-схема интегратора.

Интегратор состоит из блока / питаиия аналоговых цепей с выцрямителем 2 нсточннка питания аналоговых цепей и выпрямителем 3 напряжения компенсации, электронным автоматическим компенсатором 4 и потенциалов, стенда моделей 5 с моделируемой областью 6 из электропроводной бумаги блока потенциометрических делителей панряжеппя 7, блока 5 диодных ограшнчителей, блока 9 потенциометров масштаба скважин, опросного устройства 10 с цифровы.м индикатором //, блока 12 коммутации цепей автоматического измерительного устройства 13, состоящего из электромеханического генератора имнульсов 14, схемы совпадений 15, электронного счетчика импульсов 16, цифрового индикатора 17, триггера Шмитта 18, электродвигателя 19, нуль-фиксатора 20, измерительного потенциометра 2, электроиного нуль-индикатора 22, схемы сравнения 23, преобразователя напряжения - частота 24, звукового индикатора 25.

В схему интегратора входит устройство для автоматического измерения фильтрационного расхода 26, цифровой измеритель ироводимости 27 и блок питания автоустройств 2S.

Работа интегратора. Иа стеиде моделей 5 укрепляется модель 6 задачп из электропроводной бумаги, щины модели для реализации соответствующих гра-ничных условий подключаются к выпрямителю блока питания 2 (потенциалы ф 0 н ). Функциональные шины (значение нотенциалов ((s) иодключаются через блок 12 коммутации и блок§ диодных ограничителей к блоку 7 потенциометрических делителей наиряженмя. Модели скважин 29 нодключаются через блок 12 коммутации ценей к выходам блока 9 иотенциометроБ масштаба скважин.

Включается блок / питания аналоговых цепей. Через выпрямитель 2 питаиие иоступает на модель 6 и на блок 7 потенциометрпчоских делителей папряжений. Одновременно с вынрямптеля 3 питание напряжения компенсации ностуиает иа электронный следяший компенсатор 4 и с него на нзмернтельиый потеициометр 21.

Иаиряжение иитаНия модели па шинах ф 0 и может несколько отклоияться в процессе решения задачи за счет изменения граничных условий. Следящий электронный компенсатор автоматически поддерживает равенство иаиряжения комненсации и на1нряжения нитания модели в иределах точности измерительного устройства.

Следящий компенсатор 4 представляет собой транзистор, включенный последовательно в цепь напряжения комненсации по схеме с общим эмиттером или общей базой, на унравляющнй электрод которого нодается возникающая разность между напряжениями нитания модели и комиенсадип, которая управляет внутренним сопротивлением транзистора.

Ири помощи оиросиого устройства /О, иредставляющего собой 1елгфоииый искатель тииа

ШИ с цифровым указателем, показывающим

помер потенциометра, к которому подключено

измерительное устройство, в данный момент

измерительное устройство 13 через блок 12

коммутации подключается иоследовательно к

выходу каждого задействоваиного иотенциометра блока 7. Иа потеициометрах задаются

требуемые значения потенциалов на шнну

Ф /(5).

Иосле опроса и иастройки пстенциометрических делителей, т. е. реализации граннчного

условня ((s), устанавливаются заданные

масштабы скважии электрическим путем.

Для этого нри иомощи опросиого устройства 10 через блок 12 коммутации каждый иеременный резнстор блока 9 последовательно подключается к цифровому измерителю 27 проводимостей, с номощыо которого устанавливаются заданные величины резисторов блок а 9.

Для устранения противотоков с модели в делитель напряжения служит диодный ограничитель, состоящнй из набора диодов, своей иолярностью поиарио включенных навстречу

друг другу. Переключение диодов происходит автоматически при нередвилсении ручки потенциометра через среднюю точку, соогветствующую 50% напряжения питания. После реализации граничных условий на модели ири

помощи измерительного устройства 13 производится измерение потенциалов иа всех видах шин посредством опросного устройства 10 и иа модели 6 при помощи измерительной иглы 30.

Значение потенциала ф, снимаемое иглой 50 с любой точки модели, ко.мнепсируется автоматически иа измерительиом иотенциометре 21, токосъемиик которого вращается непрерывно и сиихроино с токосъемником электромеханического генератора 14 имнульсов, который с отсчетного начала движения токосъел1пика иотеицнометра носылает серии имнульсов иа на электронный счетчик 16 через схему совпадения 15.

Иуль-иид;икатор 22 через схему сравиеиия 23 запускает триггер Шмштта 18, он, в свою очередь, посылает импульс запуска па схему совиадения 15, которая прекращает подачу счетных имиульсов на электронный счетчик 16.

Индикатор 17, если за это время значение измеряемого нотенциала иа игле 30 не изменится, покажет пзмеряемое значенне в цифровой величине.

Когда необходимо найти заданное значение

нотенциала, нри иомощи ручки иуль-фиксатора 20 отключается электродвигатель, угол токосъемника нотенцио1мегра 21 и генератора 14 устанавливается вручную на величнну, соответствующую заданному значению в ироцен