УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/44 

Изобретение относится к области аналоговычислительной техники и предназначено для моделирования на электропроводной бумаге задач теории поля, онисываемых дифференциальным уравнением эллиптического типа.

Известные интеграторы для моделирования задач теории поля на электропроводной бумаге предназначены в основном для построения потенциальной сетки линий равного напряжения или линий равного тока.

Методы измерения, применяемые в этих устройствах, таковы, что гальванометр, катодная трубка или цифровой индикатор показывают последовательное увеличение или уменьшение заданного значения искомой функции, когда фактически требуется знать только момент соответствия в пределах заданной точности или знак его отклонения. Этот недостаток значительно замедляет построение эквипотенциальной сетки и, кроме того, делает невозможным использование известных устройств для лекционных целей в аудиториях, где требуется одновременное наблюдение большим количеством слушателей за показаниями индикатора.

Целью изобретения является сосредоточение индикации измерительного устройства на трех разноцветных точках, автоматически фиксирующих момент совпадения заданной величины искомой функции или знак ее отклонения. Такое устройство позволяет оператору быстро построить потенциальную сетку исследуемой задачи. Кроме того процесс решения можно демонстрировать сколь угодно большой аудитории, так как свечение разноцветных ламп па световом табло хорошо обозревается слушателями.

В предлагаемом устройстве цели достигаются применением в измерительном устройстве в качестве нуль-органа балансного усилителя постоянного тока, выход которого подключен к токосъемнику измерительного потенциометра и измерительному зонду. Два выхода усилителя, напряжения па которых

5 соответствуют увеличению или уменьшению измеряемой величины от заданной, подключены на входы двух ндентичных 1Н1версных усилителей постоянного тока (УПТ). К выходам УПТ подключены лампы накаливания. Таким образом, разбаланс усп,лителя нуль0органа в ту или иную CTOpoisy приведет к зажиганию соответствующей лампы, например зеленого цвета - меньше, красного цвета - больше искомого значения. Соответствие искомой велнчины заданному зпаченню фиксируется лампой накаливания белого цвета. Лампа белого цвета получает нитание от УПТ, на вход которого нодается напряжение от автономного псточгннча питания через электропроводную бумагу модели и измерительный зонд. При отсутствии контакта зонда с моделью или наличии свечения одной из цветных ламп, лампа белого цвета не горит.

Отсчетное положение токосъемника измерительного потенциометра индицируется цифровыми лампами «Никси, напряжение на соответствующие электроды которых подается с переключателя, связанного с токосъемником потенциометра.

На чертеже представлена функциопальная схема устройства.

К источнику питания /, состоящему из выпрямителей, выходы которых гальванически не связаны друг с другом, подключен измерительный потенциометр 2 и модель задачи , из электропроводной бумаги. С осью потенциометра 2 спарен переключатель 4 цифровых ламп 5. Выход балансного усилителя 6 постоянного тока соединен с токосъемником потенциометра 2 и измерительным зондом 7. Один выход УПТ 6 подключен ко входу УПТ 8, другой выход УПТ 6 - ко входу УПТ 9. Вход УПТ 10 соединен с измерительным зондом 7 через резистор II. К выходу УПТ 8 подключены лампа накаливания 12, а также диод 13 и резистор 14 для подачи запирающего напряжения на промежуточный каскад УПТ W. К выходу УПТ 9 подключены лампа накаливания 15, диод 16 и резистор 17 для подачи запирающего напряженния на УПТ 10. К одной из щин .модели подключен автономный источник питания 18. К выходу УПТ 10 подключена лампа накаливания 19. Отвод от общей точки соединения резисторов 14 и 17 подключен на вход УПТ W.

Работа устройства заключается в следующем.

На потенциометре 2 устанавливается заданное значение потенциала, измерительный зонд 7 касается модели 3 из электропроводной бумаги в месте, предполол ительно соответствующем искомому значению. В случае рассогласования с зонда 7 подается потенциал на вход балансного усилителя 6, на одном из выходов которого, соответствующем меньщему значению напряжения компенсации, возникает напряжение, которое поступает на вход инверсного УПТ 8. Выходной транзистор этого усилителя открывается, и ток через лампу 12 возрастает до максимума - лампа засветится. Если возникает напряжение больще ко.мпенсационного, то со второго выхода УПТ 6 оно поступит на вход УПТ 10, и загорится лампа 15.

Напряжение, снимаемое с автономного источника 18, через электропроводную бумагу .модели 5 поступает на зонд 7 в случае наличия контакта между ними. С зонда 7 через развязывающий резистор // контактное напряжение иодается на вход УПТ 10, идентичного УПТ 8 и УПТ 9. На выходе УПТ 10 включена лампа накаливания 19 (например, белого цвета), свечение которой соответствует совпадению измеряемого на модели напряжения заданному значению на потенциометре 2. Наличие цепи между источником питания 18 и контактом между моделью 3 и зондом 7 предотвращает ложную индикацию лампы 19.

В момент свечения лампы 12 или лампы 15 с выходов УПТ 8 и УПТ 9 через развязывающие вентили-диоды 13 или 16 иоступает запирающее напряжение на нромежуточный каскад УПТ 10, запирается его выходной

транзистор, и лампа 19 гаснет. Схема может определять как точку на модели по заданному значению потенциала, так и значение потенциала в данной точке.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования задач теории поля, содержащее балансный усилитель, источник питания и подключенную к нему

модель из электропроводной бумаги, индикаторные лампы, диоды и резисторы, отличающееся тем, что, с целью упрощения и увеличения скорости моделирования; оно содержит три усилителя постоянного тока, к выхода.м

которых подключены три индикаторные лампы, соединенные с источником питания, причем входы двух усилителей постоянного тока подключены к выходу балансного усилителя, а их выходы соединены с соответствующими

цепочками из последовательно соединенных диода и резистора, общая точка резисторов подключена на первый вход третьего усилителя постоянного тока, второй вход которого через резистор соединен с измерительным

зондом, подключенным к выходу балансного усилителя.

il

fiCOiWrl

i