Структурный анализ систем - [2]
Приведем примеры «отзывчивых» веществ и полей:
1. Ферромагнитное вещество отзывчиво на магнитное поле.
2. Тензорезистор отзывчив на деформацию, давление, напряжение, перемещение (механическое поле).
3. Материал с памятью формы отзывчив на тепловое поле.
4. Флуоресцентные и фоточувствительные вещества отзывчивы на рентгеновское излучение.
5. Поляризационная пластина отзывчива на оптическое поле.
6. Фотодиод отзывчив на оптическое поле.
7. Жидкие кристаллы отзывчивы на тепловое и электрическое поле.
8. И т. д.
Глава.2. Основные обозначения
В данном разделе представлены основные обозначения вепольного анализа.
Связь между элементами обозначается линией.
На схеме (2.1) изображены вещества В>1, В>2 связанные между собой каким-то образом (не всегда известным), а на схеме (2.2) показана связь П>1и В>1.
Действие (воздействие)обозначается стрелкой.
Воздействие инструмента В>1 на изделие В>2 может быть изображено схемой (2.3). Стрелка указывает направление действия В>1 на В>2
Схема (2.4) показывает действие поля П>1 на вещество В>1.
Может быть и обратное действиеВ>2 на В>1, показано на схеме (2.5).
или В>1 на П>1 — схема (2.6).
Взаимодействиеобозначается двухсторонней стрелкой.
Схема (2.8) описывает взаимодействие поля и вещества П>1 и В>1.
Действия могут быть неэффективными или недостаточными. Они обозначаются прерывистой линией, как показано на схеме (2.9) и (2.10).
Избыточные действия обозначаются двумя параллельными линями (стрелками). Эти действия показаны на схеме (2.11) и (2.12).
Вредные, нежелательные действия обозначаются волнистой линией. Эти действия показаны на схеме (2.13) и (2.14).
Знак перехода от исходной вепольной модели к необходимой обозначается двойной стрелкой, например как показано в (2.15).
Глава 3. Виды вепольных систем
3.1. Вепольные модели для полей
Можно представить три вида вепольных моделей:
— генерирование поля;
— преобразование поля;
— видоизменения поля.
Генерирование поля
Генерирование поля веществом представлено схемой (3.1). При помощи этой схемы могут быть описаны явления, происходящие, например, в: магните, радиоактивном веществе, радио, электрете (электрический аналог постоянного магнита), электрической батарее, веществе с запахом и т. п.
Вместо цифр у веществ и полей могут быть буквенные обозначения или смешанные, например, магнит в схеме (3.1) можно обозначить, как В>маг, П>маг или В>1, П>маг (В>маг,П>1); радиоактивное вещество — В>р. а., П>р. а; радио — В>рад, П>рад; электрет — В>эл, П>эл и т. д.
Приведем пример из области информационных систем.
Пример 3.1. Корректирующие коды
При записи, воспроизведении или передаче данных возникают ошибки под влиянием помех. Для обнаружения и исправления ошибок используют корректирующие коды.
При записи или передаче в полезные данные добавляют избыточную информацию (контрольное число), а при чтении или приеме контрольное число используют для обнаружения и исправления ошибок. При проверке определяют контрольную сумму. Она может использоваться, например, для детектирования компьютерных вирусов.
Необходимо проверить данные В>1 — левая часть схемы (3.2). При записи добавляют контрольное число В>2. По контрольной сумме П>1 определяют правильность данных В>1 (нет ли ошибки или вируса).
Где:
В>1—данные 1;
В>2 — данные 2 (избыточная информация — контрольное число);
П>1 — контрольная сумма.
Преобразование поля
Преобразование полявеществом представлено на схеме (3.3). Вещество преобразует один вид поля (энергии или информации) П>1 в другойП>2 вид. Это два качественно разных поля.
Примечание. Принято входное поле (в данном случае П>1) располагать над веществом В, а выходноеП>2 ниже вещества В.
Преобразование энергии могут осуществлять, например: генератор, двигатель, электродвигатель, измерительный элемент (датчик) и т. п.
Пример 3.2. Генератор
Генератор электрического токаВ преобразует вращательное полеП>1 (полемеханических сил), которое может быть изображено и как П>мех, в электрическое полеП>2 или П>эл. Веполь будет иметь вид (3.4).
Пример 3.3. Электродвигатель
У электродвигателя В — обратное преобразование — электрическое полеП>эл превращается в механическоеП>мехполе вращения. Веполь будет иметь вид (3.5).
Преобразование информации.
Пример 3.4. Телефон
В телефоне — звуковая информация (акустическое поле П>ак) преобразуется в электрическую П>эл, и обратное преобразование — акустического поля П>акв электрическую П>эл, эти преобразования осуществляют микрофон и наушник, соответственно; радио преобразует электромагнитные волны (электромагнитное поле П>эл. м>.) в звуковые (акустическое поле П>ак).
Видоизменение поля
Видоизменение поля веществом представлено схемой (3.6). Вещество изменяет характеристики одного и того же поля (энергии или информации) из П>1 в П>2. Вид поля качественно не меняется, поэтому поля можно изобразить как П>», П>»», тогда схему веполя (3.3) можно представить в виде (3.6).
Видоизменение энергии могут осуществлять, например, трансформатор, транзистор, усилитель, выпрямитель, преобразователь частоты, аналого-цифровой преобразователь (преобразователь аналог-код), призма, линза
