Заявитель:

Институт автоматики электрометрии Сибирского отделени
А. К. Пудовкин
Институт автоматики электрометрии Сибирского отделени

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ ВЕЛИЧИН

Номер патента: 265579


3

265579

4

Кь,

= 1,

и*

к-=ж=

ах—]/~х3 — bl.

На фиг. 1 изображена конструкция устройства; на фиг. 2 — схема его работы.
На некоторое основание 1 нанесены координатные линии ОХ и ОУ. В точке
пересечения этих линий установлена ось 2, подвижная 5 относительно основания.
На оси закреплена контактная втулка 2, в которой расположен каркас первого
¡потенциометра 4, Параллельно координатной линии ОУ закреплены направляющая 5 и
потенциометр 6. На направляю- ю щей расположена сдвоенная контактная .втулка 7,
несущая на себе токосъемные контакты второго и третьего потенциометров.
Перпендикулярно потенциометру 6 в контактной втулке размещен третий
потенциометр 8, подвиж- 15 ный относительно этой ¡втулки. На втулке закреплен
также токосъемный контакт 9 потенциометра 6. Кроме того, первый потенциометр 4
и третий потенциометр 8 соединены между собой с ¡помощью шарнирного сочленения
10. 20
Симметрично относительно вертикальной координатной линии ОХ установлен
полукруглый потенциометр 11, контактный движок 12 которого жестко прикреплен к
оси 2. Все потенциометры имеют измерительные приборы 25 13—16.
Каждый потенциометр устройства соответствует одной из четырех составляющих
комплексной .величины.    30
Потенциометр 4 служит для определения модуля X вектора X (фиг. 2),
¡потенциометр 6 — для определения вещественной составляющей ах комплексного
числа Х=ах+]Ьх вдоль координатной линии ОУ, .потенциометр 8 — для
35 определения мнимой составляющей Ъх вдоль вертикальной оси ОХ, потенциометр И
— для определения аргумента 0, т. е. угла между вектором X и вещественной осью
ОУ.
40
Как известно, в прямоугольной системе координат комплексное число описывается
полностью соотношениями, существующими для прямоугольного треугольника. Из
чертежа видно, что три пластинчатых -потенциометра при 45 любом задании сторон
и угла 0 образуют прямоугольный треугольник, причем .первый потенциометр (его
отсчитываемая часть — та сторона относительно токосъемной втулки, куда
подключен измерительный прибор 13) мо- 50 жет -менять свою длину, а также угол
с координатной линией ОУ. У второго и третьего потенциометров отсчитываемые
части в процессе работы изменяют -свою длину .в координатах ОХ и ОУ. Стороны и
угол 0 треугольна- 55 ка, образованного отсчитываемыми частями потенциометров,
изменяют механическим перемещением последних. На входные клеммы потенциометров
подается постоянное ¡напряжение ия. Оно может быть одинаковым по вели- 60 чине
для .всех потенциометров. Когда напряжения -питания -различны, следует
учитывать масштабные коэффициенты при градуировке приборов или -при пересчете
параметров комплексной величины.    65
Для упрощения условимся, что напряжение питания Vп всех ¡потенциометров, а
также их сопротивление одно и то же.
Так как все потенциометры линейные, то перемещение каркасов относительно
контактных втулок (потенциометры 4, 5) и контактных движков относительно
каркасов (потенциометры 6, 10) соответственно пропорциональны модулю X,
вещественной составляющей ах, мнимой составляющей Ьх и аргументу 0.
Для потенциометров выходные напряжения 0\, и¡,, 11 з, и4 могут быть определены
по известным формулам (фиг. 2):
£/. = -Г-иХ-,    из=^-ил^ ЬХ1
ЛЛ1    ^Пз
иг=-^Цп = ах; ¿/4=-£-£/„ = 0.
■“2    ^Л*
Здесь Ьщ, ЬП2, Ьщ, ¿П4 — длина -потенциометров, а Ь1, Ь2> Ьг, ¿4 — длина
отсчитываемой части потенциометров.
Отсюда, зная составляющие и2 (ах) иН3 (Ьх), можно определить и1 {х) —
£/.= 7*-¿/п+ /-£-£/„.
¿-гг.
Точно таким же образом находят другие параметры комплексной величины.
Примем все коэффициенты пропорциональности равными единице:
**=£=1>
Ках =-jf- = U х и*
На уровне математических -символов определим, какими функциональными
возможностями обладает предложенное устройство.
Зная ах и Ьх, можно определит X согласно формуле
х = V а1 + ь1-
По ах и Ьх определить аргумент 0:
0 = аг-с1^—.
ах
-По X и 0 -определить ах:
ах = Х соэ 0.
По X и 0 определить b х:
bx = X sin 0.
По X и Ьх определить ах:
По X и ах определить Ьх:
bx = yrх* = а?. По X и ах-определить -cos©:
л в)*
cos 0= —.
X
По X и Ьх определить sin0: sin 0 = — .


265579

5
По 0 и ах определить X:
✓v - «
COS0
По 0 и ах определить Ьх:    5
bx=--axig<3.
Предмет изобретения
10
Устройство для моделирования и определения параметров комплексных величин,
содержащее линейные потенциометры, отличающееся тем, чго, с целью расширения
его функциональных возможностей, оно содержит плоское 15 основание с
нанесенными на него прямоуголь-6 ными осями координат, в точке
пересечения которых установлена ось с закрепленной на ней контактной втулкой,
внутри которой помещен первый линейный потенциометр, верхний конец каркаса
которого через двойной шарнир сочленен со вторым линейным потенциометром,
расположенным в укрепленной на направляющей двойной контактной втулке,
совмещающей токосъемные контакты второго потенциометра и третьего, каркас
которого, в свою очередь, закреплен в направлении, перпендикулярном второму
потенциометру, причем четвертый полукруглый потенциометр установлен на
основании симметрично вертикальной оси, а его контактный движок укреплен на ос«
первого потенциометра.