ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК G06G7/20 

1

Известны функциональные преобразователи для возведения в квадрат и извлечения квадратного корня, содержащие терморезисторный измерительный мост, в одну диагональ

которого включен источник постоянного OQOpного напряжения, а другая диагональ подключена ко входу усилителя, общий зажим которого соединен с шиной нулевого потенциала, подключенной к источнику света, к фоторезистору, к одному из полюсов источника входного напряжения и к одному из входных зажимов устройства, и двухполюсный переключатель.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем терморезистивный слой терморезистора одного плеча измерительного моста размещен в непосредственном тепловом контакте с фоторезистором, оптически связанным с источником света, другой выходной зажим устройства соединен с выходным зажимом усилителя и с одним из подвижных контактов переключателя, другой подвижный контакт переключателя подключен к другому п люсу источника входного напряжения, а неподвижные контакты переключателя попарно соединены с источником света и фоторезисюром.

Это позволило повысить точность выполнения операций возведения в квадрат и извлечения квадратного корня и обеспечить нечувствительность устройства к роду входного напряжения.

Схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит терморезисторный измерительный мост 1, в одну диагональ которого включен источник 2 постоянного опорного напряжения, другая диагональ подключена ко входу усилителя 3, общий зажим которого соедипен с шиной нулевого потенциала, подключенпой к источнику света 4, к фоторезистору 5, к одному из полюсов источника 6 входного напряжения и к одному из выходных зажимов устройства, и двухполюсный переключатель 7, причем ерморезистивный

терморезистора одного плеча измерительного моста размещен в непосредственном тепловом контакте с фоторезистором 5, оптически связанным с источником света 4, другой выходной зажим устройства соединен с выходным

зажимом усилителя 5 и с одним из подвижных контактов переключателя 7, другой подвижный контакт переключателя 7 подключен к другому полюсу источника 6 входного напряжения, а неподвижные контакты переключателя 7 попарно соединены с источником света 4 и фоторезистором 5. Устройство работает следующим образом. Выполнение операции возведения в квадрат осуществляется так: при изменении напряжения на источнике 6 входного напряжения соответственно изменяется тепловая адощность, рассеиваемая на фоторезисторе 5, что влечсг за собой изменение температуры самого фото,резистора 5.

С изменением температуры фоторезистора 5 соответственно изменяется температура терморезистора тсрморезисторного измерительного моста, находящегося в тепловом контакте с фоторезистором 5. Изменение сопротивления терморезистора вызывает разбаланснровку терморезисторпого измерительного мосга. Напряжение разбалансировкИ подается на вход усилителя 3, который своим выходным напряжением изменяет яркость источника свега 4 гак, чтобы мощность, рассеиваемая на фоторезисторе, оставалась постоянной вследствие изменения сопротивления фоторезистора под действием источника света 4.

Элекрлческая мощность, потребляемая фоторезистором в установившемся тепловом режиме, равна тепловой мощности рассеяния. Следовательно, при постоянной температуре фоторезистора электрическая мощность, потребляемая им, также постоянна.

Между напряжением 6вых на источнике света 4 и сопротивлением фоторезистора для данных условий, существует определенная функциональная зависимость:

вых /().

Подставляя вместо его значение, получим и - f

- I J .

Ьвх - напряжение на фоторезисторе 5,

Р - мощность, рассеиваемая на фоторезисторе 5, Кф - сопротивление фоторезистора 5.

Если обозначить - /( const, то получим следующее соотнощение

/Лых Г(%х),

где /С - постоянный для данной мощности коэффициент пропорциональности.

Выполнение операции извлечения квадратного корня осуществляется следующим образом.

При изменении входного напряжения вх соответственно изменяется яркость источника света 4, что влечет за собой изменение сопротивления фоторезистора 5. С изменением сопротивления фоторезистора 5 соответственно изменяется ток через фоторезистор 5 и, следовательно, и мощность рассеяния на нем. При изменении мощности изменяется и температура фоторезистора 5, а следовательно, и температура терморезистора терморезисторпого измерительного моста, находящегося в тепловом контакте с фоторезистором 5.

Изменение сопротивления терморезистора вызывает разбалансировку термоизмерительного моста /. Напряжение разбалансировки

подается на вход усилителя 3, выходное папряжение которого подается па фоторезистор 5 так, чтобы мощность, рассеиваемая на нем, оставалась постоянной. Электрическая мощность, потребляемая фоторезистором 5 в установивщемсяе тепловом режиме, равна тепловой мощности рассеяния. Следовательно, при постоянной температуре фоторезистора 5 электрическая мощность, потребляемая им, будет также постоянной.

Р f X QJJgJ

Ф

Отсюда сопротивление фоторезистора будет иметь вид

п вых

ф

где ф - сопротивление фоторезистора; вых - выходное напряжение;

Р - МОЩНОСТЬ, выделяющаяся на фоторезисторе.

Между напряжением UBX на источнике света 4 и сопротивлением фоторезистора ДЛ5 данных условий существует определенная функциональная зависимость:

/(вх).

Поэтому можно написать

/72 вых

f()

Р

Отсюда t/Bbrx KP/(t/Bx).

Обозначим Y Р К, так как P const,

где К - постоянный для дайной мощности коэффициент пропорциональности. Тогда К

Пр.едмет из,обретения

Функциональный преобразователь для возведения в квадрат и извлечения квадратного

корня, содержащий терморезисторный измерительный мост, в одну диагональ которого включен источник постоянного опорного напряжения, а другая диагональ подключена ко входу усилителя, общий зажим которого соедипен с шиной нулевого потенциала, подключенной к источнику света, к фоторезистору, к одному из. полюсов источника входпого папряжения и к одному из выходных зажимов устройства, и двухполюсный переключатель,

отличающийся тем, что, с целью повышения точности выполнения операций возведения в квадрат и извлечения квадратного корня и обеспечения нечувствительности к роду входпого напряжения, в нем терморезистивный

слой терморезистора одного плеча измерительного моста размещен в непосредственном тепловом контакте с фоторезистором, оптически связанном с источником света, другой выходной зажим устройства соединен с выходным зажимом усилителя и с одним из под

вижных контактов переключателя, другой подвижный контакт переключателя подключен к другому полюсу источника входного напряжения, а неподвижные контакты переключателя попарно соединены с источником света и фоторезистором.