Устройство для решения обратнойзадачи теплопроводности

Устройство для решения обратнойзадачи теплопроводности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (»)830433

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

J (22)Заявлено 18.07. 79 (21) 2799562/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки № (23) П риоритет

G 06 G 7/56

Веударстаенный комитет

CCCP ае делам изобретений н открытий

Опубликовано 15. 05. 81. Вюллетень №18

Ф

Дата опубликования описания 25.05,81 (53) УДК 681, .333(088.8) (72) Автор изобретения

Ю,М.Мацевитый

Институт проблем машиностроения АН Украи (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для решения обратной задачи теплопроводности при большой интенсивности теплообмена на поверхности тела, т. е. когда внешнее термическое сопротивление мало, а, следовательно, коэффициент теплоотдачи достигает очень больших значений.

Известно устройство для решения обратных задач теории поля, содержащее делитель напряжения, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, управляемые стабилизаторы тока, сеточную модель, блок срав15 нения, интегратор, блок памяти (1 ), Однако такое устройство не может быть применено для определения коэффициентов теплоотдачи большой величи20 ны так как сопротивление, моделирующее внешнее термическое сопротивление, т. е. величину обратную коэффициенту теплоотдачи, оказывается бес2 конечно малым, и его индикация не представляется возможной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому. является устройство для решения задач теплопроводности содержащее пассивную модель, блок питания, следящие системы, усилители, сумматоры, блок сумматорощовычитателей, делитель напряжения и регулируемые резисторы 2).

Недостатком этого устройства является невозможность индикации сопротивления, моделирующего внешнее термическое сопротивление, что приводит к снижению точности решения поставленной задачи.

Цель изобретения — повышение точности решения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для решения обратной задачи теплопроводности,. содержащее сеточную модель, узловая точка которой подключена к одному входу ф едовательно составляет сопротивлеФ ние R „ моделирующее термическое сопротивлением!Оф. С изменением R< меняется ток, идущий с блока 2 через резистор 10 и управляемый резистор

11 в граничную точку модели 1, а следовательно, изменяется распредеение потенциалов в сеточной модели, меняется импульс рассогласования и т. д.. Регулирование происходит до тех пор, пока импульс рассогласования не становится равным нулю, что означает конец решения обратной задачи теплопроводности. Для того, чтобы определить термическое сопротивлением/а(Ф, а затем и коэффициент д-, напряжение с эталонного резистора IO пропорциональное току, поступающему в граничную точку модели 1,.подается на дифференциальный усйлитель 6, .суммарное падение напряжения на резисторах 10 и 11 — на дифференциальный усилитель 7. Сигналы с выходов усилителей 6 и 7 поступают на входы бло" ка 5 деления, а потенциал пропорциональный 1/сС с выхода блока 5 деления — на вход сумматора 8, на второй вход которого подается сигнал из блока 2 пропорциональный внут„еннему термическому сопротивлению выделяемого слоя исследуемого тела К/А, где Д вЂ” толщина слоя„ — коэффициент тенлопроводности материала те- ла. В результате на выходе сумматора

8 формируется сигнал, пропорциональный внешнему термическому сопротивлению l/ Q = 1/с . — д А (где с(-исФ тинное значение коэффициента теплоотдачи, которое подлежит определению; некоторое фиктивное значение коэффициента теплоотдачи ), который подается на вход блока 4 деления.

На второй вход блока 4 деления подается напряжение пропорциональное единице, в результате чего на выходе блока 4 деления формируется сигнал, пропорциональный искомому коэффициенту теплоотдачи с ., характеризующему интенсивность теплообмена.

Предлагаемое устройство повышает точность решения обра1ных задач теплопроводности при большой интенсивности теплообмена.

3 830433 блока сравнения, другой вход которо- л го подключен к первому выходу блока делителей напряжения и сумматор, введены дифференциальные усилители, управляемый резистор, эталонный резистор, интегратор и блоки деления, выход первого из которых подключен к первому входу сумматора, выход кото- л рого соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого подключен к второму выходу блока делителей напряжения, третий выход которого соединен с первым выводом управляемого резистора и первым входом первого дифференциального усилителя, выход которого подключен к первому входу второго блока деления, второй вход которого соединен с выходом второго дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с вторым выводом управляемого резистора и с первым выводом эталонного резистора, второй вывод которого подключен к вторым входам дифференциальных усилителей и к граничному узлу сеточной модели, выход блока сравнения через интегратор соединен с управляющим входом управляемого резистора, четвертый выход блока делителей напря— жения подключен к второму входу сумматора, выход первого блока деления является выходом устройства.

На.чертеже представлена блок-схема устройства. устройство для решения Обратной,5 задачи теплопроводности состоит из сеточной модели 1, блока 2 делителей. напряжения, .блока 3 сравнения, второго 4 и первого 5 блоков деления, второго 6 и первого 7 дифференциальных усилителей, сумматора 8 интегратора9, эталонного резистора 10 и управляемого резистора 11.

Устройство работает следующим образом. 45

55

Формула изобретения

Сигнал из узловой точки сеточной модели 1 поступает на вход блока 3 сравнения, на второй вход которого с блока 2 делителей напряжения подае ся напряжение, пропорциональное значению температуры в соответствующей точке моделируемого тела, С выхода блока 3 сравнения сигнал рассогласования поступает на вход интегратора

9, выходной сигнал которого управляет величиной управляемого сопротивления 11, которое вместе с эталонным резистором 10, включенным с ним посУстройство для решения обратной задачи теплопроводности, содержащее

5 83043 сеточную модель, узловая точка которой подключена к одному входу блока сравнения, другой вход которого подключен к первому выходу блока делителей напряжения и сумматор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности решения, в него введены дифференциальные усилители, управляемый резистор, эталонный резистор, интегратор и блока де- 1ф ления, выход первого иэ которых подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого подключен к второму 1S выходу блока делителей напряжения, третий выход которого соединен с первым выводом управляемого резистора и первым входом первого дифференциального усилителя, выход которого . 20 подключен к первому входу второго блока деления, второй вход которого соединен с выходом второго дифферен3 6 циального усилителя, первый вход которого соединен с вторым выводом управляемого резистора и с первым выводом эталонного резистора, второй вывод которого подключен к вторъм входам дифференциальных усилителей и к граничному узлу сеточной. модели, выход блока сравнения через интегратор соединен с управляющим входом управляемого резистора, четвертый выход блока делителей напряжения подключен к второму входу сумматора, выход первого блока деления является выходом устройства.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 459782, кл. G 06 G 7/46, !973.

2. Авторское свидетельство СССР

И 297970, кл. 6 06 6 7/46, I969 (прототип).

3454/59

Тираж 745 Подписное

Филиал ППП Патент г.ужгород,ул.Проектная,4