Электромодулирующее устройство для решения пространственных контактных задач

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМОДУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНТАКТНЫХ ЗАДАЧ(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого(72) Авторы Тариков Георгий Петрович Комраков Владимир Викторович Пархоменко Виктор Николаевич Акулова Елена Михайловна(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого(57) Электромоделирующее устройство для решения пространственных контактных задач,содержащее источник питания, соединенный с распределителем, подключенным к токопроводящему элементу, электродвигатели для перемещения токопроводящего элемента,зонд, установленный над токопроводящим элементом и подключенный посредством усилителя электрического сигнала и аналого-цифрового преобразователя к блоку индикации,отличающееся тем, что устройство содержит контроллер, вход которого соединен с портом компьютера, а выходы соединены с электродвигателями.(56) 1. Тариков Г.П., Бородачев Н.М. Устройство для решения задач физический полей А.с. 434426 // Бюл. изобр. - 1974. -24. 2. Тариков Г.П., Комраков В.В., Станкевич П.Ф. Электромоделирующее устройство для решения пространственных контактных задач Патент 7456 // Афцыйны бюл. Нац. Цэнтра нтэлектуал. уласнасц. Опубл. 30.08.2011. -4. - С. 220. Фиг. 1 Полезная модель относится к аналоговой вычислительной технике и может быть применена для решения пространственных контактных задач, часто встречающихся в инженерной практике. 83992012.08.30 Известна конструкция электромоделирующего устройства для решения пространственных контактных задач, содержащая источник питания, токопроводящий элемент, перемещаемый в горизонтальной плоскости с помощью электродвигателей и механической передачи, зонд, установленный над токопроводящим элементом и подключенный к измерительному устройству 1. Рассматриваемое устройство обладает следующим недостатком. Управление электродвигателями, перемещающими токопроводящий элемент, осуществляется оператором, что в значительной степени уменьшает точность позиционирования зонда над токопроводящим элементом в результате влияния человеческого фактора и увеличивает время на проведение экспериментальных исследований. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является устройство для решения пространственных контактных задач 2, содержащее источник питания, распределитель, защитный экран, установленный вокруг токопроводящего элемента и зонда, усилитель электрического сигнала, аналогоцифровой преобразователь и персональный компьютер, который используется в качестве блока индикации, двигатели для перемещения токопроводящего элемента. Рассматриваемое устройство обладает тем недостатком, что в процессе проведения измерений в различных точках токопроводящего элемента оператору необходимо вручную включать и выключать реверсивные электродвигатели постоянного тока, с помощью которых перемещается токопроводящий элемент, что связано со значительными затратами времени на проведение эксперимента и возможностью допущения ошибок со стороны оператора при значительном количестве измерений (порядка 1000). Задачей предлагаемой полезной модели является сокращение времени проведения экспериментальных исследований и предупреждение возможных ошибок оператора. Поставленная задача решается тем, что в известной конструкции электромоделирующего устройства для решения пространственных контактных задач, содержащей источник питания, соединенный с распределителем, подключенным к токопроводящему элементу,электродвигатели для перемещения токопроводящего элемента, зонд, установленный над токопроводящим элементом и подключенный посредством усилителя электрического сигнала и аналого-цифрового преобразователя к блоку индикации, согласно полезной модели, устройство содержит контроллер, вход которого соединен с -портом компьютера, а выходы соединены с электродвигателями. Использование контроллера позволяет управлять электродвигателями с помощью-порта компьютера. Наряду с этим персональный компьютер с усилителем электрического сигнала и аналого-цифровым преобразователем используется для измерения плотности заряда на поверхности токопроводящего элемента. Все это позволяет автоматизировать процесс проведения экспериментальных исследований и тем самым значительно сократить время на их проведение и исключить влияние человеческого фактора на их результаты. На фиг. 1 показана блок-схема электромоделирующего устройства для решения пространственных контактных задач, на фиг. 2 показана траектория движения токопроводящего элемента относительно зонда. Электромоделирующее устройство содержит источник питания 1, выход которого подключен к распределителю 2. Каждый выход распределителя 2 подключен к отдельной токопроводящей пластине токопроводящего элемента 3, зонд 4 установлен над токопроводящим элементом 3 и соединен с персональным компьютером 5 посредством усилителя электрического сигнала 6 и аналого-цифрового преобразователя 7. Токопроводящий элемент 3 и зонд 4 защищены экраном 8. Контроллер 9, вход которого подключен к компьютеру 5, а выходы подключены к электродвигателям 10, перемещающими токопроводящий элемент 3. 83992012.08.30 Электромоделирующее устройство для решения пространственных контактных задач работает следующим образом. Электрический сигнал звуковой частоты подается от источника питания 1 на распределитель 2. Распределителем 2 устанавливаются величины электрических напряжений,подаваемых от его выходов на токопроводящий элемент 3. Электрический потенциал, измеряемый зондом 4 в исследуемых точках электрического поля токопроводящего элемента, подается на усилитель 6 и аналого-цифровой преобразователь 7, оцифровывающий электрический сигнал звуковой частоты, значение которого сохраняется на жестком диске персонального компьютера 5. Используя значения потенциала, определяют значения плотности электрических зарядов (,) в исследуемых точках токопроводящего элемента,являющегося аналогом площадки контакта. Управляющие сигналы с -порта компьютера подаются на контроллер 9, который обеспечивает работу электродвигателей в соответствии с этими сигналами. При этом токопроводящий элемент перемещается относительно неподвижного зонда по траектории,показанной на фиг. 2 пунктирными и штрихпунктирными линиями. Измерение плотности заряда на поверхности токопроводящего элемента и запись полученных результатов на жесткий диск персонального компьютера 5 осуществляется на участках траектории, показанных штрих-пунктирными линиями. Таким образом, заявляемое электромоделирующее устройство позволяет проводить экспериментальные исследования в автоматическом режиме, что значительно сокращает время на их проведение и исключает влияние человеческого фактора на результаты экспериментов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3