1
- Изобретение относится к приборам для обработки и анализа непрерывных кривых. В настоящее время при обработке графичеких зависимостей широкое применение находит настольный портативный прибор для интегри К)ван11Я графиков - шшниграф, аналогичные же при1боры для дифференпироваиия графиков отсутствуют.
Известны оптико-механические устройства для математической обработки графиков, содержащее опорную направляющую планку, в продольном пазу которой nf подшипниках установлена каретка, и тангенсный механизм, вьшолпенный в виде радиального стержня, соединенного посредством иси с верхней частью карегки; пенг() оси размещен на рабочей кромке масштабной линейки, снабженной подвижны индекс;ом и установленной на верхней Г()|) части опорной планки.
Предлагаемое устройство отличается от изв стных тем, что в него введен оптический дискримина-аюр, выполненный в виде прямоугольной призмы со срезанным верхним ребром, которая установлена в нанрав. ляющих, закрепленных на скользящем зажиме, кинематически связанном через йоперечный стержень и дополнительный скользящий зажим с радиальным стержнем тангенсного механизма. При этом узел оптического дискриминатора снабжен лупой, которая установлена на оси, закрепленной на корпусе оптического дискриминатора.
Это позволяет упростить пропесс ДН1 ференцировапия графиков и увеличить точность работы устройства.
Предлагаемое устройство схематически изображеио на фиг,1; на фиг.2 показан оптический дискриминатор в действии.
Устройство содержит опорную планку 1, в продольном назу 2 которой на подщипниках 3 установлена каретка 4, тшп-енс- ный механизм, выполненный в виде радиального стержня 5, соединенного посредством оси 6 с кареткой 4, и масщтаЙ1ую линейку 7, снабженную нодвижным индексом 8. Kf«Me того, устройство содержит оптический дискриминатор 9, выполненный в виде трехгранной прзизмы 10 с частично срезанным верхним ребром, которая установлена в направляющих 11, закреп- ленньос яа скользящем зажиме 12, котор кинематически связан через поперечный стержень 13 и другой скользящий 14 с радиальным стержнем 5 тангенсного мех низма, причем оптический дискриминатор снабжен лупой 15, которая осью 16 связана с корпусом оптического дискриминатора 9. Констрзгктивно устройство вьшолнено из опорной направляющей планки 1, кото рая является статическим {неподвижным элементом прибора. В центре планки 1 имеется направляющий продольный паз.2 По пазу перемещается свободно плавающ каретка 4. Опорным элементом каретки являются подшипники 3, два из которых имеют пружинный поджим. На каретке закреплена -MaciuTaeHasj линейка 7 с : делениями и подвижным индексом 8. На верхней стороне каретки укреплена ось 6, центр которой совпадает с геометрическим полюсом Р. Полюс является центром вращения радиального стержня 5 Центр оси (полюс Р) совпадает с внещн обрезом масштабной линейки 7. Радиальный стержень-5 имеет возмож ность поворота вокруг оси 6 на угол ,, . На радиальном стержне 5 под углом 90 укреплен поперечный стержень 13 при помощи скользящего зажима 14, который позволяет произво- дить перемещение этого стержня вдоль радиального стерЖ1Ю 5. Конструкция скользящего зажима 14 обеспечивает фиксирование поперечного стержня 13 по углом J 9О° к радиальному стерж ню 5, На поперечном стержне 13 закреплен оптический дискриминатор 9, кот рый имеет возможность перемешаться вдоль поперечного стержня 13. Оптичес- j КИМ дискриминатором 9 (разделителем) служит прямоугольная призма 1О, верхн ребро которой частично срезано. Крепление прямоугольной призмы 10 обеспечивает положение призмы, при котором осъГПП, проходящая через верх нее ее ребро, при любом положении :оптического дискриминатора 9 перпендикулярна к радиальному стержню 5. На оптическом дискриминаторе 9 укреплена лупа 15, имеющая возможность повора чиваться BOKjiyr оси 16 и занимать два положения. При рабочем положении лупа 15 размещена над прямоугольной призмой, при нерабочем смещена в сторону. На фиг. 1 показан случай, когда лупа смещена в сторону. Устройство работает следующим образом. Аналогично планиграфу оно устанавливается на чертеж (график). При этом направляющая планка 1 должна быть параллельна оси абсцисс графика, а центр вращения радиального стержня 5 и передний срез масштабной линейки 7 должны совпадать с осью абсцисс. При перемещении каретки 4 вдоль планки 1 это совпадение должно сохраняться на всем протяжении оси абсцисс. Движением каретки 4, поворотом ради- ального стержня 5 и перемещением попв речного стержня 13 призма 10 оптичес-. кого дискриминатора 9 устанавливается на исследуемый участок графика так, чтобы кривая, проходящая под призмой 10, не имела разрьта (фиг. 1 и фиг. 2,6). Это положение соответствует случаю, при ко, тором радиальный стержень 5 перпендикулярен к нормали для данного участка графика; в этом случае нормаль |у совпадает с осью fflfl , и следовательно, радиальный стержень 5 параллелен касательной на исследуемом участке графика. Тангенс наклона этой касательной может быт1 определен при помощи тангенсного механизма, как отношение отрезка Л к заранее выбранному в соответствии с необходимым масштабом и отмеченному при помощи индекса 8 отрезку &Х масштабной линейке. Сохраняя значение ОО постоянным для всех участков кривой, получим значение 4}f Дпя различных участков в выбранной масштабе. Из определения производной имеем AJ о л.то При /1JC - можно записать ЛХ-уК; где К - некоторое постоянное число. В этом случае К У . Это значение координаты производной пере- носят параллельно оси абсцисс до пересе чения с абсциссой исследуемого участка, отмечают точку К. Так определяют и фиксируют производные для всех исследуе. мых участков графика. Отмеченные графически значения производных соединяют и получают график первой производной (} Если масштаб величины А выбрать так, чтобы , результат ди1|х{)еренцирования будет в ыражен в масштабе графика При значениях К -0,1; О,О1; O.OOl масштаб по оси ординат отличается в 10, 1ОО или 10ОО раз от масштаба построения исследуемого графика но оси ординат. Результаты графического дифференциро . вания нисходящих ветвей кривых строятся на этом же графике, но очевидно, что их значения необходимо брать с отрицате ным знаком. Величина производной, которую можно получить посредством устройства, лежит в пределах от О при Ьо С О до мак симальных величин, определяемых практическим значением, которые можно отло жить по оси ординат. Дгш графиков, нане сенных на стандартных листах миллимет ровой бумаги, максимальные значения 0 составляют около 85. Действие олт1иеского дискриминатора заключается в том, что нри наложении прямоугольной нризмы 10 с частично сре занным верхнем ребром на кривую (фиг.2 а) наблюдается разрыв кривой в случае, если ребро призмы Ю, совпадающее с осью Г11-1Ъ f не будет нормально кривой на исследуемом участке. В случае совпадения ребра призмы 1 О и оси Г Г1/ с нормалью, М М к кривой разрыва не наблюдается. Величина разрыва , 11(;х1)дя из I еоме миже-| бьич. оценена рических посгроемий, как d() Z высота ripH3Mfji 10, / - показатель преломления, - угол между положением нормал и pefjjja призмы 1О. Оптический дискр(1мина|Ор 9 очень чувствителен к точности установки. Разр шаюшая способность глаза позволяет различить интервал между точками не менее 0,1 мм. При оценке поперечного разрыва линий точность совмещения линий значи- тельно возрастает и достигает значений О,О1-О, О2 мм. Принимая для дискриминатора Ct -10мм, Д, 1,5 и 2, О, О2 мм, получают значение угла (У 20, что дает относительную ошибку в определении угла наклона касательной для углов, близких к 0 /Si-45°, менее 1%. Точность установки иожет быть при необходимости значительно повышена, если при установке оптического дискриминатора 9 на кривой использовать лупу 15, которая повышает остроту зрения и позволяет значительно уменьшить значение разрешаемой величины j , а следовательно, и значение /,/, Максимальная кривизна дифферент. мого графика jP нри иснользовании оптического дискриминатора 9 ограничиваемся размерами призмы (ее основанием с/ ), для оптического дискриминатора 9 спрямоугольной призмой 1О Д . / с/ . Длн обеспечения возможности диффйренцирования графиков с большей кривизной часть верхнего ребра призмы 10 срезана, что позволяет ди({х}1еренцировс1ть участки кривой с -1/. Конструкция нрибора позволяет диффе- ренцир вать один и тот );;е график нри положении радикального стерлшя 5 в различных четвертях (Г и Q) относительно полюса V, что даеч возможность выявить ошибки в кинематических звеньях, имеющих разли ные знаки ouui6oK в четвертях, и устранит, их в процессе юстировки или учесть при рабиге. II р е д М е г и а о б р е т е н и я Oiri ико-механическ1 е устройство для дИl лje|Je iциpuвaния Графиков, содержащее (люрную направляющую планку, в продольном назу когорий на нодшинниках установлена карегка, и тангенсный механизм, выполненный в виде радиально1 о стер ,кня, соединенного нocpeдcтвo оси с кареткой, центр оси размещен }ш рабочей кромке масипабной линейки, снабженной подвижнык индексом и установленной на верхней торцовой части опорной нланки, отличающееся тем, что, с целью у1фои1ения процесса диф(|)еренцирования и увеличения точности
7:8
работы устройства, в него введен оптичес-,скольз5пцем зажиме, кинематически связанкий дискриминатор, выполненный в виде;ном через поперечный стержень и допол-
прямоугольной призмы, которая установ-нительный скользящий зажим с радиальным
лена в направляющих, закрепленных настержнем тангенсного механизма.
4S2OO2
s/
.
:::Шоо2
л, , ,... .,. - 
а
