Интегрирующее устройство для моделирования скрь[той теплоты плавления и отвердевания

247632

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.Х11.1967 (¹ 1203716/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04Х1!.1969. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 28.Х1.1969

Кл, 42m4, 7118

Комитет по делом изобретеиий и открытиЯ при Совете Миииетрое

СССР

МПК С 06g

УДК 681.332.35:681.332. .65 (088.8) Авторы изобретения

Э. С. Козлов, О. С. Львов и В. С. Пункевич

Заявитель

ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СКРЫТОЙ ТЕПЛОТЫ ПЛАВЛЕНИЯ И ОТВЕРДЕВАНИЯ

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

Известно интегрирующее устройство для моделирования скрытой теплоты плавления и 01вердевания, 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) 1, магазина емкостей 2, бесконтактного ключа 3 и пороговой схемы 4.

Узловая точка сетки сопротивлений электромодели 5 подсоединена ко входу усилителя 1.

Выход усилителя одновременно подсоединен к пороговой схеме 4 и конденсатору 2. Другой вывод конденсатора связан через ключевые транзисторы б и 7 со входом усилителя 1. Выход пороговой схемы 4 соединен с обмоткой трансформатора 8 питания ключа 8 через диод

9 и с транзистором 10 через делитель из сопротивлений 11 и 12.

Моделирование скрытой теплоты 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 моделировании должен соответствовать температуре плавления, выходное напряжение усилителя изменяется в некотором интервале, определяемом верхним н 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 напряжение для открывания электронного ключа 8, когда выходное напряжение усилителя находится внутри интервала, определяемого пороговыми уровнями. Когда выходное напряжение оказывается вне порогового интервала, электронный. ключ 8 отсоединяет конденсатор от узловой точки.

30 Таким образом, при переходе напряжения в

247632 узловой точке электромодели через 0 вольт выходное напряжение усилителя изменяется в пределах ЛУ,„,. При этом к узловой точке подключается емкость обратной связи. Перез-ряд емкости производится током, втекающим в узловую точку модели или вытекающим из нее, причем величина электр ческого заряда, полученного конденсатором 18, равна Л У,„„ Р, ;(С. Напряжение в узловой точке во время заряда конденсатора практически не изменяется вследствие достаточно большого коэффициента усиления усилителя. Потребление тока без изменения напряжения прп его переходе через нулевой уровень эквивалентен поглощению теплоты при расплавлении тела.

1S

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

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

Входной ток усилителя при больших входHbIx напряжениях ограничивается диодно-резисторным ограничителем.

Верхний уровень фиксации выходного напряжения равен 0 в в результате подключени» эмиттера выходного транзистора к нулевой шине. Нижний уровень фиксации 10,5 в обеспечивает диод 14, подключенньш к источнику напряжения 10 в.

Пороговая схема выполнена на транзисторах 15 и 1б, резисторах 20 и диодах 14, 21, 22 и 28.

Пороговая схема раоотает следующим образомм.

Когда выходное напряжение усилителя находится внутри интервала 0 — 10 в, диоды 14, 21 и 22 закрыты, транзистор 15 открыт, транзистор Iб открыт его выходным током. Нулевой выходной уровень транзистора Iб откры. вает диод 9, пропускающий высокую частоту (1000 кгц) через обмотку трансформатора электронного кпюча 8, который подключаег магазин емкостей 2 к узловой точке сетки сопротиьлений электромодели 5.

Если выходное напряжение усилителя 1 приближается к 0 в, диод 22 открывается, запирая транзистор 16. Если выходное напряжение усилителя достигает 10 в, диод 21 открывается, а транзисторы 15 и Iб закрываются. При закрывании транзистора 16 его выходной уровень закрывает диод 9 цепи питания ключа 8. При этом последний отсоединяет магазин емкостей

2 от узловой то ки сетки сопротивлений электром одел и 5.

Одновременно с закрыванием ключа 8 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 8 выполнен на двух транзисторах б и 7 с малыми обратными токами.

Для гальванической развязки цепи ключа ог других цепей он питается током частотой

iG0 кгц через выпрямитель на элементах 18, 28 и 24 и трансформатор 8.

Предмет изобретения

Интегрирующее устройство для моделирования скрытой теплоты плавления и отвердевания, содержащее усилитель постоянного тока с конденсатором в цепи обратной связи, вход которого соединен с узловой точкой сетки сопротивлений электромодели, отлияпюп1ееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит электронный ключ, включенный между входом усилителя и интегрирующим конденсатором, и пороговую схему, вход которой подсоединен к выходу усилителя, а выход — к цепи управлени» ключом.

247632

ОЮ 1

I

1

1

1

I

I

1

4- g

Составитель Л. Дмитриева

Техред Т. П. Курилко Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкина

Редактор Т. Зенбицкая

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3082/14 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва 7К-35, Раушская наб., д. 4i5