Устройство для электромагнитного моделирования физических полей Советский патент 1980 года по МПК G06G7/48 

(54) УСТРО СТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

.1

Изобретение относится к средствам аналоговой вьлчислительной техники и предназначено для электромагнитного моделирования физических полейи вы- j полиения измерений магнитных потенциалов в моделируемых областях.

Известно устройство для моделирования трехмерных поступательно-циркуляционных потоковЦ, содержащее |Q блок питания,измерительный блок, контролирукнцие и измерительные датчики, блок трансформаторов,блок задания пе-. ременного однородного магнитного поля.

Наиболее близким техническим.ре- j шением к изобретению является устройство для электромагнитного моделирования физических полей 2, содержащее контролирующие и измерительные датчики, соединенные через коммута- 20 торы с регистрирукяцими блоками, блок питания, блок регулирования магнитного потока, усилители, фазовращатели, блок контроля циркуляции.

Недостатком известньзх устройств 25 является недостаточная точность моделирования.

С целью повышения точности в устройстве для электромагнитного моделирования физических полей,содержащем 30

генератор магнитного поля, блок питания, выходы которого подключены ко входам блока переменных емкостей, измерительные датчики, выполненные в виде соленоидов, выходы которых через коммутатор соединены со входами измерительного блока, генератор магнитного поля выполнен в виде групп витков соленоида, закрепленных на жестких прямоугольных диэлектрических каркасах, плоскости которых подвижны относительно друг друга, причем на жестких прямоугольных диэлектрических каркасах установлены направлйющие элементы, в которых расположены соленоиды измерительных датчиков, оси которых совпадают с плоскостями групп витков сол еноида, выходы соленоидов измерительных датчиков через гибкие диэлектрические нити связаны с соответствующими жесткими прямоугольными диэлектрическими каркасами, группы витков соленоидов подключены к выходам блока переменных емкостей.

Техническая реализация устройства для электромагнитного моделирования физических полей представлена на чертеже .

Устройство содержит блок питания 1, представляющий собой генератор ультразвуковой частоты, на выход которого включены параллельно блок переменных емкостей. 2 и обмотка соленоида, витков группы 3которой закреЛлены на жестких прямоугольных диэлектрических каркасах 4, плоскости кoтopыk подвижны «относительно дрУг друга. Измерительные датчики 5, представляющие собой соленоиды, длина которых на 2-3 порядка больше диаметра витков, установлены в направляквдих элементах б (например трубках из диэлектрика), которые располагаются в плоскостях витков 3. Направляющие элементы 6 позволяют датчикам 5- двигаться лишь в плоскости витков, т.е. потенциал обоих торцов датчика остается одинаковым, независимо от перемещение витков 3 на каркасе 4, что исключает необходимость предварительной: тарировки датчиков при изменении положения каркасов 4 относительно друг друга; Торцы датчиков подпружинены .гибкими диэлектрическими нитями 7, представляющими собой в данном случае резиновые растяжки, закрепленные на торце Датчика 5 и каркасе 4. Датчики 5 включёны на входы коммутатора 8, выход коммутатора включен на измерительный блок 9. В случае необходимости в область модели неоднородного поля помещается модель обтекаемого тела 10. Монтаж цепей питания, промежутков между витками 3 и между датчиками 5 и коммутатором 8 и Измерительным блоком 9 выполнен бифилярной проводкой.

Работа устройства пройэводйтся следующим образом. Жесткие каркасы 4 с витками. 3.соленоида выставляются таким образом, чтобы внутри сЬленоида магнитное поле витков 3 с током было геометрически подобно мбдёлируемоМу физическому полю. Критерием установки; служит расстояние между плоскостями витков, п ропорциойальн оё и-зменению напряженности магнитного поля, индуцируемого витками 3. Так Как геометрическая форма соленоида измениласьблоком 2, колебательный контур настраивается в резонансный режим.

Контроль осуществляется измерительньм блоком 9 по максимальному показанию одного измерительного датчика 5, расп.олагаемого перпендикулярно плоскости витка, Внутри обмотки помещается м|(Дель обтекаемого тела 10, 5 передвигаются в направляющих элементах 6 .или вместе с ними в плОскОстях витков до тех пор, пока первые торцы датчиков 5 не коснутся поверхности модели 10, где они фиксируются нитями 7. Датчики 5 через коммутатор -8 вкЛю 1аются на измерительный блок 9, и вроизводятся необходимые измерения.

748449

.Так как датчики расположены по изо потёнцйальньм поверхностям поля, то .без модели они дают нулевые показатели, а с моделью - приращение потен.циала в поле вызванных скоростей об-ращенного движением твердого тела, в Неоднородном потоке. Показания датчиков позволяют определить значение скоростей и давлений на поверхности рела и в потоке, коэффициент боковой силы и момента, рассчитать коэффициенты присоединенной массы и момента инерции, обусловленные неоднородностью потока. Эти .данн.ые необходим для расчета гидродинамических характеристик транспортных

средств (например корпусов судов) при изменении режимов движения, ускорении, повороте или при их движении в неоднородной среде.

Предложенное устройство позволяет уменьшить время подготовки и проведения электромагнитного моделирования в 5-10 раз при увеличении точности и исклк)ченйиг случайных погрешностей.

:.-:

Формула изобретения

Устройство для электромагнитного

.моделирования физических полей, содержащее генератор магнитного поля, Ьлок питания, выходы которого подключены ко входам блока переменных емкостей, измерительные датчики, выполненные в виде соленоидов, выходы которых через коммутатор соединены со входами измерительного блока, от ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, генератор магнитного поля выполнен в виде групп

витков соленоида, закрепленных на жестких прямоугольных диэлектрических каркасах, плоскости которых подвижны относительно друг друга, причем на жестких прямоугольных диэлектрйческих каркасах установлены направляющие элементы, в которых расположены соленоиды измерительных датчиков , оси которых совпадают с плоскостями групп витков соленоида, выходы соленоидов измерительных датчиков через гибкие диэлектрические нити связаны с соответствующими жесткими прямоугольными диэлектрическими каркасами, группы витков соленоидов

подключены к выходам блока переменных емкостей.

Источники информ.ации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР -487400, кл. G 06 G 7/44, 1973.