Электрическое счетное устройство Советский патент 1932 года по МПК G06M3/00 

Уже известны электрические счетные устройства, в основе которых лежит использование соотношения между силой тока и сопротивлением электрической цепи, подбираемой таким образом, что изменение силы тока в ней происходит в какой-то математической зависимости от ее сопротивления. Изобретение заключается в конструктивной форме выполнения прибора, предназначенного для подобных вычислений, в частности для разложения и сложения векторов.

Векторы некоторых величин, например скорости, могут быть выражены в виде электрического тока, сила которого пропорциональна рассматриваемой величине. Так как проекция вектора F (фиг. 1) на произвольную ось Оу равна 1/cosa, а на перпендикулярную ей ось Ох - Vsina то задача сводится к получению в некоторой цепи тока, сила которого пропорциональна Fi:o5a или Vsina..

На фиг. 2 показана схема для производства этого измерения. К зажимам 1 и 2 подводится напряжение, пропорциональное рассматриваемому вектору. Измерительный прибор 3 будет непосред твенно показывать его величину. Пусть Го представляет некоторое сопротивление, например реостат. Сила тока в ответвленной цепи 5 - 4 - 7, где 4 - измерительный прибор, проградуированный в тех же единицах, как и 3, например, в единицах скорости, зависит от положения движка 5. Если сопротивление Го мало по сравнению с rj (сопротивление всей неразветвленной части цепи, включая внутреннее сопротивление источника тока) и по сравнению с Г5 (сопротивление ответвления), то, пренебрегая погрешностью, силу тока в ответвлении можно считать изменяющейся пропорционально г, то-есть сопротивлению шунтированного участка. Движок 5 можно заставить скользить так, что его расстояние от конечной точки 7 всегда будет пропорционально косинусу угла поворота рукоятки, управляющей его движением.

На фиг. 3 по.казан принцип „косинусного потенциометра. Стержень ОЛ длиной / закреплен в точке О. При повороте его из начального положения на угол я расстояния его конца от осей Ох и Оу равны соответственно Icosa и Isina.

Для осуществления рассматриваемой здесь задачи необходим, следовательно, механизм, в котором поворот на некоторый угол превращался бы в прямолинейное движение движков (или движка) по закону косинуса или синуса.

Сделанное допущение о пропорциональности тока в ответвлении косинусу или синусу угла поворота не вполне точно, так как: 1) при перемещении движка 5 (фиг. 2} изменяется сопротивление всей цепи между зажимами 1 и 2, а следовательно и ток в не разветвленной части цепи; 2) ток в ответвлении не вполне пропорционален сопротивлению. На фиг. 4 представлена в упрощенном виде схема фиг. 2 с той разницей, что обмотка потенциометра продлена до точки 8, то-есть показаны условия для измерений при любом угле а (при и движок 5 совпадает с точкой 7, при « 180°-с точкой 8). Для рассмотре;ния влияния перемещения движка 5 на сопротивление цепи и на силу тока : в ответвлении достаточно участка 6 - 7 или 7-8; так как половину сопротивления потенциометра (- о) можно всегда рассматривать как постоянную величину, слагающуюся с сопротивлением остальной не разветвленной части цепи Гь Обозначая сопротивление между точками б и 7 через К, имеем ,4- -г 4 I J о+Г1 /-4-о Гз Г -{-Гз Г1, Г;, Гг,-{-Г Так как по условию r,i го cos сх; з 0 (1 - os а), то обозначая cos а к, р(1-«) (-) fl , имеем R ;,- -КГо Гр Гр + О («-«) s + Величина / изменяется в пределах )« 1-я-Тл.Сила тока в ответвлении определяется из следующего: -|- 4 - 5 5 А./ Д i3 /ji . Г, КГ,- КГ, отсюда /,„ Получаемая при этом некоторая ощибка в измерениях тока в главной цепи и в ответвлении устраняется следующим образом (фиг. 5). Два потенциометра, „косинусный 6 - 8 и „синусный включены последовательно. Сопротивления их одинаковы и равны 2ло. В каждом из ответвлений имеется по добавочному потенциометру (14-15 и 16-17) того же сопротивления. Движки 18 и 19 потенциометроб в ответвлении механически соединены соответственно с движками 5 и 10 потенциометров главной цепи и положения их совпадают по фазе. Сопротивления участков потенциометров б-8 и 9-12 равны: 3 (1 - COS а) (1 - к) л, r.i TO cos а ffr,, Гб - Гй (1 - 5Ш а) (1 - m) г„ 1 г Го sin я т/-„| В потенциометрах 14 -15 и 16 - 17 зашунтированы накоротко участки сопротивлением кто и отго. Сопротивления ответвлений равны соответственно: Г-, Га -J- 2Л„ КГо Гс - Гю Га -{- 2Го - тГо Гс - тго , где Гс обозначает постоянную величину г -|- 2г„ - добавочное сопротибление. Силы токов в ответвлениях выражаются через ток уо так: . ip кгр Га + Гс - КГо + КГц 0 т Го ОО + ШГо Гс тГо-|;; ШГоГо Отсюда видно, что токи 4 и /ю при постоянном /о прямо пропорциональны к и m (то - есть cos я и sm а), что и требуется. Благодаря добавочным приспособлениям в ответвлениях устраняется и другая ошибка в наблюдениях а: сопротивление всей цепи 1 - 2 остается постоянным, следовательно ток г не зависит от изменения угла а. Сопротивление участка б-7 равно /, -/-3 О-«) + 4г, 1- (1-«)Го + Гс КГ„ Го (г,: К - Г„ ) ь-2г 2 Го /Аналогично находится сопротивле участка 9-11 ктка 9-11 2 Гв -+- (1 4- Ш) Го Г1/-,0 1,|1 тги л- - тг„ г,, тг„ - m Л) -(1-т)г„ + Го г, - ОТ Го Л, -{- тгп г,- m г„ 2 Го ( г,. - СТ- Го ) Сумма найденных переменных соп тивлений г IP ,- Н Г„ Г„ г. AI I К2 ,:-r() |2;v Го ( ) 2л - Го постоянной величи В случае, когда г„ - О, /,. 2г, Ь 2 9 AI Предмет изобретения. 1. Электрическое счетное устройс для произведения математических рас тов над какими - либо величинами, за симость которых может быть выраж в виде зависимости между электричес током и сопротивлением цепи, зак чающееся в том, что к главной це сила тока в которой пропорциональна одной из рассматриваемых величин, присоединено посредством потенциометра ответвление, сила тока в котором дает результат производимых вычислений, в качестве индикатора в каковом устройстве применен измерительный прибор, включенный в это ответвление, отличающееся тем, что, с целью достижения точной пропорциональности тока в ответвлении измеряемой величины, применено регулируемое сопротивление 14- 15, равное сопротивлению потенциометра б - 8 главной цепи, выполненное таким образом, что движок его 18 механически связан с движком 5 потенциометра 6 - 8 так, что перемещения их однозначны, а величины сопротивлений замкнутого накоротко участка реостата 14-15 и участка 5-7 главной цепи остаются равными друг другу, а сопротивление всей цепи сохраняется постоянным, помощью дополнительной ответвительной цепи с потенциометром от 9-12 и 16-17, аналогичной цепи 6-8 и 14-15, и с помощью того, что движки потенциометров обеих цепей соединены между собой посредством одного из известных механических устройств таким образом, что сопротивления участков б-7и9-11 всегда равны корню квадратному из суммы квадратов сопротивлений участков 5-7 и 10-11. 2. Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся тем, что вместо потенциометра 9-12 применено регулируемое сопротивление, включенное в главную цепь и снабженное движком, так Metaнически связанным с движками системы реостатов 5-7 и 14-15, чтобы при всех положениях движка потенциометра б-8 сопротивление главной цепи сохранялось постоянным.

фиг. I

фиг 5

/6x0 ..JL..../. t.

i : J и /;./% 7 )

фиг 2

.3 ,

.5

Х

фиг 4

л : г I

к 14 11/5