Верньер для электрических конденсаторов Советский патент 1936 года по МПК H01G5/01 H01G5/06 

Можно написать соотношение

или Сд Ср -

с„

Резонансные частоты контура выразятся aк (L и С в см).

Высшая частота

10

3 10

Л

УГс

(ротор выведен)

Низшая частота

3

/«

21.УцСо+Cj,)

(ротор введен полностью) Частота при повороте ротора на угол а

до

10

л

(CH-Ca)

Для отношения частот получится ражение:

/« lAEl±S г

fn

i/ izLS

г/

С„+С„А

1+г

л

подставляя сюда значение Q, имеем

lAl+s.

г П г

/1 +

Tt

Для отношения высшей частоты к низшей вводится обозначение „коэфициент перекрытия:

-Ч-/

1 + 5очевидно, что

И - Ш- -Для отношения частоты /, к низшей

вводится обозначение „коэфициент настройки :К

J. /«

. . (I)

Да у- -

/1+()Таков окончательный вид электрической формулы (абсолютное значение частоты при любом угле поворота ротора я можно найти, перенеся в правую часть / и подставляя его найденное выше

значение).

Для осуществления условия, что линейное изменение угла поворота рукоятки настройки (частоты контура) меняет емкость конденсатора обратно пропорционально корню из угла поворота ротора, применяется система: рейка- кулиса-кривошип (фиг. 2).

При этом рейка перемешается линейуо (при вращении рукоятки настройки), кривошип укреплен на оси ротора, кулиса служит кинематической связью между ними. Центр качания кулисы- В начале координат. Координаты центра вращен(1я кривошипа (и ротора конденсатора) равны длине кривошипа:

RРейка движется параллельно оси абсцисс на высоте центра вращения кривошипа: YQ R.

Частота контура отсчитывается вдоль рейки на прямой, проходящей через центр вращения кривошипа.

Частота контура определяется относительным положением кривошипа, кулисы и рейки, а Именно:

Рейка в крайнем левом положении

Кулиса легла на ось ординат

Кривошип повернут на 180°

Ротор полностью введен

Рейка отвела кулису в крайнее правое положение

Кривошип в начале окружности

Ротор весь выведен

Отсюда:

/.-/«

R Частота Д при любом другом угле поворота кривошипа и ротора должна (по условию) быть пропорциональна линейному перемещен 1Ю рейки из крайнего левого положения (fi80 /J вправо на отрезок

V:f,f.+ V.

Для координат пальца кривошипа в любом его положении

л: /(+cos а); j/ / a4sina) Из подобия треугольников следует: V R 1 + COS а V jR-y R 1 sin 3 Следовательно Л /я+ / Г 1 1 1 + COS Д I 1+sin.jКроме того из предыдущего вытекает: J К Л-Л 1 ГЛ Л -1 - -J/„2 Л Окончательно формула для кинематического выражения коэфициента настройки будет иметь вид: и - - 1 К-1 1 а - Т - 1 -|-sin а Выбранная кинематическая система удовлетворит поставленным условиям в том случае, если для любых значений а от 0° до 180° формула (I) и формула (II) дадут тождественный результат (табл. I). Для предельных значений угла а обе формулы дают тождественную величину коэфициента настройки-Ку при любых значениях перекрытия /С

Таблица I Для промежуточных значений а электрическая и кинематическая формула могут дать тождественный результат только при некотором критическом значении перекрытия, которое найдется сопоставлением обеих формул: для а -4(Л:+1)2 к 2,066 16 3 + для а: (К+ЗГ- К . ,nm 32 «. 2,060 для а - г (.62)2 ; /С 2,063. l+3/C2 540 Решая графически (с точностью доР/о) каждое из этих уравнений, можно найти для всех трех случаев очень близкий результат, который практически может быть округлен или 1+ 4или 3. -о-о Такое соотношение емкостей довольно часто встречается на практике у аппаратов для коротких и ультракоротких волн

Электрическая ф-ла

Значение угла а

Направление кулисы и направление кривошипа совпадают

- lAJAi.

ч - Ротор введен - v i+K на V2 1 - У 1+3 я -- Ротор введен на V4 К т: Ротор введен полностью

Кинематическая ф-ла

К . 2

./с+з

К /с+10,62 К. - 11,62 / 1+ -4-1+0

.

Кулиса легла на ось ординат

.Однако можно добиться совпадения обеих формул со значительно большей точностью и для любых значений перекрытия, если отказаться от выбранных постоянных координат центра вращения кривошипа (XQ YQ R) и подбирать взаимное расположение центра вращеВ этом случае кинематическая формула приобретает вид:

I К- г /г (1 + cos а) + sin а (1-/)

fГ 12 I/z+sina

J V,

Очевидно в частном случае: Л 1 1 она переходит в формулу (II).

Для определения пирометров h и 1 следует произвести опять сравнение электрической и кинематической формулы для некоторых особых значений угла а (табл. II).

Для предельных значений « обе формулы также совпадают. Любые два из трех промежуточных значений могут быть использованы для нахождения

к. -1.

ния кривошипа и центра качания кулисы в зависимости от заданного перекрытия к. Оставляя центр качания кулисы в начале координат, вводим обозначение искомых новых координат центра вращения кривошипа:

YO hR

.... (Ill)

двух неизвестных пирометров А и 1, зависящих от /С- Третье значение может служить для проверки результата.

Проделав эти вычисления, возможно изобразить искомую зависимость в виде кривой А-В (фиг. 4). Здесь центр вращения кривошипа закреплен в начале координат, а по кривой Л-В перемещается ось качания кулисы в зависимости от величины перекрытия К.

Правило пользования графиком следующее:

а)по заданному К вычисляется величина угла (формула во 2-м столбце таблицы II, изображенная графически на фиг. 3);

б)откладывают этот угол в первом квадранте (фиг. А

в)из найденной точки на окружности проводят через центр прямую до пересечения с кривой А-В.

г)Координаты этой точки пересечения и определят искомые координаты оси качания кулисы.

5

Таблица 2

Точный подсчетЪоказывает, что в пределах изменения К, ограниченных, примерно, значениями ,1 и , внесенная кинематической системой погрешность в линейную зависимость частоты не превышает+0,5%, т. е. выше точности конструктивного выполнения.

Эти пределы как раз и соответствуют наиболее часто встречающимся на практике значениям К, так как для более широкого диапазона обычно применяются сменные или переключающиеся катушки.

Предмет изобретения.

Верньер для электрических конден:аторов, отличающийся тем, что, с фидания конденсатору с пластинками t виде полукругов прямочастотной хаФиг. , l-f-lу fO о А иг4 § оЪ а рактеристики, ось конденсатора соединена кривошипом и кулисой с перемещаемой рукояткой настройки поступательно рейкой так, чтобы емкость конденсатора изменялась обратно пропорционально корню квадратному из угла поворота ротора. /I-I-1 90

в Ю

( 2 Фиг 2 f Уб |-I- -М4 ФигЗ. 1