ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 60
Скачиваний: 0
шение — ослабляет, что соответствует принятому условию относительно образов А и Б. Оказывается, что за некоторое конечное число тактов перцептрон удается привести в такое состояние, при котором он с достаточной надежностью распознает предъявляемые ему образы.
Обучение перцептрона можно существенно ускорить, если учитывать правильность ответов в ходе самого про цесса обучения и производить изменения коэффициентов 1. только в тех тактах, в которых перцептрон «ошибся».
Очень важно, что при обучении перцептрону не требу ется запоминать предъявляемые изображения и новые изображения «узнаются» им без сравнения со всеми ранее встречавшимися изображениями.
Аналогия между перцептроном и мозгом прослежи вается не только в стратегии обучения, не только в фор мировании представления об образе, но и в самой струк туре перцептрона. Рецепторные элементы перцептрона имитируют сетчатку глаза, а A-элементы являются ана логами нейронов центральной нервной системы. Сход ство перцептрона с мозгом проявляется в наличии порогов у A-элементов, в случайном характере связей «рецептор — A-элемент», в устойчивости работы перцептрона при
нарушении его |
структуры |
(в частности, |
при выходе |
из строя некоторых A-элементов или рецепторных эле |
|||
ментов) . |
исследовал и |
более общие |
перпептроны |
Розенблатт |
|||
с несколькими слоями A-элементов, с перекрестными связями между ними, с несколькими і?-элемептами. Все эти схемы оказались «способными» к решению более сложных задач, и в частности задач обобщения. При этом ученый ставил перед собой главным образом про блему моделирования сложных и малоизученных психо логических процессов, рассматривая перцептрон как средство изучения функций высшей нервной деятельно сти. Однако уже сейчас очевидны возможные практи ческие приложения таких машин. Они могут быть «чи тающими» автоматами, устройствами, распознающими речь, приборами для дешифровки аэрофотоснимков, автоматами, управляющими сложными системами, а также устрой ствами, распознающими образы, недоступные органам чувств человека — сигналы локаторов, источники рент геновского или инфракрасного излучения, зм іьтразвук
И т, д.
При практической реализации самоорганизующихся систем главные трудности связаны с разработкой уси лительных элементов, имеющих переменный коэффици ент усиления, а также элементов памяти. Среди электро химических преобразователей информации уже сейчас известна большая группа элементов, обладающих свой ством хранить записанную информацию и допускающих возможность считывания ее в процессе записи. К числу таких элементов относятся модулятор светового потока, дискретный интегратор, управляемая емкость и управ ляемое сопротивление.
Большим преимуществом обладает электрохимический элемент памяти, в котором усиление, как положитель ное, так и отрицательное, может электрически контро лироваться. Такой элемент памяти должен иметь под ложку, где реверсивное осаждение будет происходить от электрического сигнала. Количество отложения на подложке и есть информация, выдаваемая в любое время. Следовательно, по принципу работы — это ЭУС, опи санное на стр. 124.
Однако технология изготовления ЭУС для рассмат риваемых самоорганизующихся систем весьма специфична. Элементы памяти должны быть компактными, легкими, недорогими, простыми по изготовлению и в то же время надежными при длительной работе и хорошо защищен ными от внешних условий; последнее делает элемент более стабильным и приемлемым для использования в разнообразных логических цепях. Описанные выше электрохимические элементы памяти во многом удовлет воряют перечисленным требованиям. Дальнейшее развитие хемотроники позволит создавать компактные и надежные самоорганизующиеся системы для управления сложными процессами,
Глава 4
НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТИПЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Пузырьковые индикаторы уровня
Эта глава посвящена некоторым новым электрохимичес ким преобразователям, основанным на различных физи ческих явлениях. Начнем с тех, которые могут быть объединены в группу так называемых резистивных элек трохимических преобразователей.
Принцип действия этих приборов основан на измене нии сопротивления проводящей среды между электро дами электролитической ячейки под действием изменения измеряемой величины.
На этом принципе созданы приборы для самых раз личных областей техники. Это уровнемеры, сейсмометры, виброметры, автопилоты, гироскопы, прерыватели, меди цинские приборы и многие другие. Мы не ставим своей задачей охватить все это разнообразие и приведем лишь отдельные примеры использования указанного принципа
вприборах различного назначения.
Внаше время существует огромная потребность в
точных уровнемерах с дистанционным электрическим счи тыванием результатов измерения. Особенно остро эта потребность ощущается в ракетостроении, где произво дятся сверхточные измерения при испытаниях и запус ках.
Наиболее простые из подобных приборов представляют собой индикаторы уровня пузырькового типа, где глав ную роль играет пузырек газа, плавающий в жидкости. Положение пузырька определяет величину выходного электрического параметра прибора. Приведем некоторые типичные конструкции таких приборов.
Рассмотрим жидкостный пузырьковый прибор, реаги рующий иа отклонение объекта или устройства от гори зонтального положения. Прибор снабжен средствами те леметрической индикации изменения положения пузырька для тех случаев, когда визуальная регистрация откло-
139
пения пузырька затруднена или вообще невозможна (например, гравиметры, применяемые для геодезических работ под водой). В приборах повышенной точности, например тех же гравиметрах, весьма важно, чтобы кон струкция индикатора уровня обеспечивала отсутствие помех перемещению пузырька внутри корпуса.
Как видно из рис. 39, в корпусе 1 индикатора уровня находятся пузырек 2 газа п электроды 3—6, погруженные в жидкость с низкой электропроводностью. Для инди кации уровня используется мостовая схема, в которой
3 |
V ■ |
S S |
Рис. 39. Индикатор уровня
электроды образуют плечи моста переменного сопротив ления, а фиксированные сопротивления 7 — плечи моста постоянного сопротивления; в цепь включены источник постоянного тока 8 и гальванометр 9. Величина сопро тивления каждой пары электродов определяется толщиной слоя покрывающей их жидкости. При перемещении пу зырька толщина слоя изменяется, что вызывает разба ланс токовой цепи, фиксируемый гальванометром. Вели чина тока в гальванометре, пропорциональная смещению пузырька из первоначального положения, зависит также от направления этого смещения.
Для измерения углового отклонения движущихся систем иногда используются ртутные переключатели уров ня. Однако гораздо более чувствительными приборами для измерения углового отклонения являются жидкост ные переключатели уровня. В отличие от ртутных переключателей, действующих по наиболее простой схеме «включено—выключено», в жидкостных переключателях проводимость между электродами представляет собой ли нейную функцию наклонного смещения пузырька.
140
Чаще всего такие переключатели имеют небольшой, слегка изогнутый по верхней поверхности корпус, запол ненный электролитом, в котором плавает пузырек газа. При изменении положения пузырька меняется сопротив ление между электродами, расположенными вокруг пу зырька. При фиксированном положении пузырька сопро тивление между любой парой электродов зависит от множества факторов — размеров и формы электродов, химического состава электролита, материала и формы электродов, окружающей температуры.
Рис. 40. Указатель углового отклонения движущейся системы от горизонтали
На рис. 40 показана характерная конструкция жид костного индикатора уровня пузырькового типа. Камера 1, заполненная жидкостью с низкой электропроводностью и малой вязкостью, имеет вверху закругленную поверх ность, где расположены электроды 2 tn \3\ ^нижняя по верхность электродов соответствует форме камеры. Элек тролит не полностью заполняет камеру; остается место для пузырька 4, газа, который при равновесном поло жении прибора находится в центре камеры. Пузырек
соприкасается с |
половиной |
нижией поверхности каж |
дого электрода. |
съемное, в |
^ |
Дно камеры |
нем помещен электрод 5, |
пересеченный центральной перегородкой 6, которая не доходит до верха камеры как раз на толщину пузырька. Таким образом, перегородка и пузырек делят камеру на две равные части. Правая и левая части камеры соеди нены между собой пузырьком и отверстием 7, располо женным в нижней части перегородки. Это отверстие служит демпфером. Оно ограничивает поток вдоль дна камеры и, следовательно, контролирует скорость переме щения пузырька, являющуюся функцией площади отвер
141
стия. Возможна конструкция прибора, в котором площадь демпфирующего отверстия будет регулируемой.
Ширина пузырька ие превышает ширину камеры, поэтому при ускорении или угловом смещении прибора он может двигаться только в продольном направлении. Его движение замеряется с помощью мостовой схемы. При питании схемы моста переменным током отклонение пузырька вправо или влево от среднего положения оп ределяется фазовым отношением выходного и приклады ваемого напряжения, а при питании мостовой схемы по стоянным током — переменой полярности выхода. Для питания схемы моста лучше использовать переменный ток, так как при этом электрохимическое воздействие на поверхность электродов сводится к минимуму.
Описанный прибор используется в качестве аксельро-
метра, |
чувствительного индикатора |
угловых смещений |
||
и высокочувствительного уровнемера. |
уровня |
несколько |
||
Малогабаритный |
переключатель |
|||
иной |
конструкции |
показан на рис. 41. |
Платиновые |
|
электроды 1 и 2 размещены в стеклянном |
корпусе <?. |
|||
заподлицо с внутренней верхней поверхностью корпуса.
Чтобы чувствительность прибора |
была |
максимальной, |
||||
на |
внутренней поверхности |
корпуса |
ие |
должно |
быть |
|
никаких выступов плп шероховатостей, |
препятствующих |
|||||
'скольжению пузырька 4. Третий |
электрод 5 находится |
|||||
в |
нижней части корпуса; |
он может |
покрывать |
собой |
||
всю эту поверхность. Сопротивление между электродом 5
и |
любым из верхних электродов и есть мера величины |
н |
направления отклонения прибора от горизонтали. |
|
Максимальная длина переключателя 22 лглц радиус |
верхней искривленной поверхности 254 мм. Он измеряет отклонение от горизонтали вокруг оси, нормальной к плоскости рисунка. Прибор, чувствительный к отклоне ниям по двум осям, можно сделать из двух переключа телей, поместив их под прямым углом друг к другу. Для этой же цели можно использовать переключатель в форме сфероида с четырьмя электродами на верхней поверхности.
Установлено, что на обратимость электрохимических реакций вблизи электродных поверхностей сильно влияет наличие на электродах тонкой пленки из платинового
йодида. |
Потенциал разложения при этом повышается |
на 15 в. |
Покрытие из йодида платины может быть нане |
142