Структурный анализ систем - [3]
и т. п.
Видоизменение информации могут осуществлять, например, преобразователи кодов, преобразователь информации (например, десятичной в двоичную и обратно),компьютер и т. п.
3.2. Виды вепольных систем для измерения и обнаружения
Существует класс задач, в которых необходимо измерять какие-то параметры систем или обнаруживать какие-то объекты или их части. Условно такие системы будем называть — измерительными. Модели таких систем могут иметь вепольные структуры, рассмотренные ранее (3.2), (3.3) или (3.6).
Для измерения параметров вещества В>1 или его обнаружения к нему присоединяют вещество В>2, которое может:
— генерировать поле П>1 (3.7);
— преобразовывать поле П>1 в поле П>2 (3.9);
— видоизменять поле П>» в поле П>»» (3.10).
Генерирование поля
Необходимо измерить или обнаружить объект, который обозначим как вещество В>1.Для этого к нему присоединяют вещество В>2, которое генерирует поле П>1.
В вепольном виде генерирование поля описано схемой (3.7). Слева от двойной стрелки показано, что в системе нужно обнаружить или измерить (вещество В>1), а справа — вепольная модель генерирования поля, где В>2 — вещество-генератор, которые мы рассмотрели выше.
По выделяемому полю можно легко обнаружить В>1 или измерить его характеристики.
Пример 3.5. Обнаружение затонувшего объекта
Для обозначения места затонувшего объекта В>1 к нему прикрепляют радиобуй В>2, дающий сигнал П>рад (3.8), который является радиомаяком для спасательных средств (рис. 3.1).
Где:
В>1 — затонувший объект;
В>2 — радиобуй;
П>рад — радиосигнал (радиополе — электромагнитное поле).
Рис. 5.1. Обнаружение затонувшего объекта
Преобразование поля
Необходимо обнаружить вещество В>1>. Для этого к нему присоединяют вещество В>2, на которое воздействуют полем П>1ивещество В>2>преобразует его в поле П>2. Преобразование поля описано веполем (3.9).
Примечание. Следует отметить, что если объект измерения В>1 отзывчив на имеющееся в нашем распоряжении поле П>1 и может адекватно реагировать на это поле (генерировать ответное поле П>2), то нет необходимости добавлять другое вещество В>2.
Пример 3.6. Измерение температуры
Градусник можно представить веполем (3.9).
В>1 — объект, температуру которого нужно измерить;
В>2 — градусник, «переводящий» температуру (тепловое поле П>1 или П>тем) в некоторый сигнал (поле П>2), например, электрический сигнал П>эл или оптический П>опт — столб ртути, на который мы смотрим.
Схема (3.9) в данном примере может быть уточнена. Объект, температуру которого нужно измерить В>1, генерирует поле (тепловое поле) П>1, воздействующее на вещество В>2 (градусник), показывающий температуру П>2. (3.10)
Схемой (3.9) можно представить любой датчик (сенсор), например, для измерения: давления, скорости, перемещения, положения, натяжения, расхода, влажности, уровня, радиоактивности и т. д.
Видоизменение поля
Необходимо обнаружить вещество В>1>. Для этого к нему присоединяют вещество В>2, на которое воздействуют полем П>», и вещество В>2>видоизменяет его в поле П>»»>. Видоизменение поля описано веполем (3.11). Поля П>»и П>»» одной и той же природы, они, например, могут отличаться количественно, но могут быть и друге характеристики, например полярность, фаза, цвет и т. д.
Веполем (3.11) можно представить, например, любые электрические измерения: напряжения, тока, мощности, частоты; измеритель информации и т. д.
Пример 3.7. Обнаружение пешехода
Для того чтобы в темное время суток обнаружить и не сбить пешехода (В>1), к его одежде, обуви или сумке прикрепляют светоотражающий материал (В>2). Свет фар (П>») автомобиля отражается от этого материала (В>2), и шофер видит отраженный свет (П>»»). Это можно представить веполем (3.12).
Где:
В>1 — пешеход;
В>2 — светоотражающий материал;
П>«>опт — свет фар (оптическое поле);
П>««>опт — отраженный свет (оптическое поле).
Пример 3.8. Бактерии определяют химикат
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали устройство, определяющее конкретный химикат.
В качестве индикатора использовали конкретные бактерии, которые при прикосновении с определенным химическим веществом светятся4.
В качестве живого материала использовали конкретные бактерии, расположенные в воде, находящейся в гидрогеле.
Поддержание жизнедеятельности бактерий осуществляется с помощью жидкой питательной среды, расположенной в гидрогеле5.
Устройство выполнено в виде перчаток или бандажа (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Устройство, определяющее химикат
3.3. Виды вепольных структур
Существуют следующие виды вепольных структур:
1. невепольная система (3.13), (3.14), (3.15);
2. вепольная система — простой веполь (3.16);
3. комплексный веполь:
— внутренний комплексный веполь (3.20), (2.21);
— внешний комплексный веполь (3.24), (3.25);
— комплексный веполь на внешней среде (3.28), (3.29);
— комплексный веполь на измененной внешней среде (3.32), (3.33);
4. цепной веполь (3.36);
5. двойной веполь (3.40);
6. смешанный (3.43), (3.44).
Невепольная система
Система, состоящая из одного элемента: вещества В>1 или поля П>1, описанных схемой (3.13), или двух элементов: двух веществ В>1, В>2 (3.14); вещества В>1 и поля П>1 (3.15), называется невепольной или неполной вепольной системой
