Гармонический анализатор Советский патент 1943 года по МПК G01R23/16 G06G3/00 

Изобретение касается гap oничecкoгo анализатора с применением Обычной механической схемы множительного механизма для операций снятия ординаты и выработки три.гонометрнческих функций (sin а и cos а) кратных значений углового аргумента кривой.

В предлагаемом гармоническом анализаторе для интегрирования вырабатываемых но угловому аргу ченту значений, снимаемых с множительного механизма, применен иитегратор.

На фиг. 1 изображен схематически перспективны вид гармонического анализатора; на фиг, 2 - л1иож1гге.1ьного механизма; на фиг. 3 - схема пepe eнleния пост пате. кул;1сы; на фиг. 4 - схема интегратора.

Анализатор (фиг. ) состоит из MCTL-JICX основных механизмов: операционного барабана, интегратора, поступательной кулисы с набором зубчатых колес и т.п-южительного .мехаш зма.

Оисрационнын барабан / представляет собою инлиндр, укрепленный на валике 2 и нриводимый во Bpr.iu -Hiie приводом с обычной спиральной пружиноГ.

На конце валика 2 укреп.чеиа коническая шестерня 5, сцепленная с равной ей конической шестерне -.. сидян1е на зcpтикaльнo : валу 5 диска б интегратора. На же Л сидят зубчатые пестерпн 7, входящие в зацепление с OAHOII i3 смеш-нхх зубчатьлх н естерен S, которая при иомогци 1итыря или 30 перемещает поступательну О у,тису 9, соединенную стержнелг 10 с ;улисо 1 // множите;1ьного механизма.

Множительный механизм состоит из трех ку, //,, /2 и 13. соединени1 1Х между общим камнем 14. Кулиеа //, перемещаемая непосредственно поступательной кулисой 9, движется возврат Ю-поступательно. Кулиса 12, враща ощаяся вокруг оси 15, соединена пр помощи щтыря с тяго11 16, снабженной винтом /7 с .

Гайка выполнена с наружной сторо 1ы в форме П1естерни 18, vOTOрая сцеплена с передвижной зубчато рейко 19, снабженной указателем 20. С кулисой 13 скреплена зубчатая peiiKa 21, сцепляющаяся с н Сстерней 22, которая, в очередь, сцеплена с зубчатой рейкой 23. Эта рейка соединена с другой зубчатой рейкой 23. Эта рейка соеди ена с

№ 62684- 2 -

другой зубчатой рейкой 24, с которой сцеплена шестерня 25, снабженная внутри гайкой с винтовой нарезкой.

Интегратор, составляющий центральную часть прибора, состоит из диска 6, обоймы 26 с шариками, винта 27, входящего в гайку шестерни 25, и валика 28, снабженного шкалой с нониусом.

Если обозначим элементарный угол поворота диска 6 (фиг. 4) через dQ, угол поворота валика при этом через Лр, радиус валика через R и расстояние обоймы 26 от центра диска 6 через Z, при условии отсутствия проскальзывания получим:

ZdQ,

интегрируя, получим: Т - о - -j

причем, если заставить обойму 26 двигаться по закону: Z /(0), то

1 Г ®

ср- р 3-jj- Г (в)в, -г. е. угол поворота валика 28 будет про« J0

порционален значению интеграла заданной функции /(в).

Для работы па приборе приводят во вращение барабан /, на котором предварительно нанесен график / (а).

Если при вращении барабана У конец указателя 20 все время скользит по грасЬику, то перемещение рейки 19 будет соответствовать величине /(а). Это перемещение посредством рейкн 19, зубчатой шестерни 18 и винта 17 вызывает перемещение тяги J6, которая в т раз меньше перемещения рейки 19 вследствие наличия винтовой передачи. С другой стороны, при повороте барабана на угол а па тот же угол повернутся конические шестерни 3 и 4 н вал 5. Сцепленная с зубчатой шестерней 7 сменная зубчатая шестерня 8 повернется на угол та, где/П - передаточное число между шестернями 7 и S. Кулиса 9 насажена на штырь 29 или 30 в зависимости от того, нужно ли интегрировать величину cos о или sin а. Следовательно, перемещение кулисы 9 {фиг. 3) при вращении зубчатой шестерни 8 будет определяться по формуле y rcosna (при соединении со штырем 29) или y rsinna (при соединении со штырем 30).

Это перемещение передается непосредственно кулисе // множительного механизма.

Одновременно перемещение кудисы // и 12 вызывает перемещение кулисного камня 14 (фиг. 2). Из сравнения двух подобных треугольников ОАБ и ОДЕ получается л: ,, . Эта формула показывает, что

перемещение двух кулис есть произведение величины XiX-2 в масштабе

Следовательно, в данном случае кулиса 12 множительно -о механизма будет перемещаться по закону:

1111

f(}rcosft или -- 77Г / W sin п ,

т. е. будет давать произведение /(a)cosfta или /(a)sinna в масштабе

г тК

X,,

Это перемещение посредством рейки 21, шестерни 22, реек 23 и 24, шестерни 25 с гайкой и винта 27 будет благодаря винтовой передаче перемещать обойму 26 на величину, в раз меньшую. Следовательно, обойма 26 будет двигаться по закону:

-j f (а.) cos п (f. или (a.)sin/xa.

Таким образом диск 6 интегратора вращается пропорционально углу а, а обойма 26 интегратора перемещается пропорционально /(а)cos/га или f (а) sin и а с коэффициентом пропорциональности Следовательно, валик 28 интегратора будет вращаться по закону

Гг С

f (а.) cos п а. dj. или тт- | j ( sin п а. d У..

Порядок работы на гарлюк-ичсском анализаторе следующи На барабане / укрепляют график амализируедю; фупкцпи, устанавливают надлежащую сменную зубчатую шестерню 8, замечают начальные показания шкалы валика 28 и приводят барабан / зо вращение. Оператор за все время вращения барабана с графиком ведет рейку 19 так, чтобы конец указателя 20 не сходил с графика анализируемой функции. Когда барабан / сделает полный оборот, его останавливают и закренляют рейку 19 в положении, при которо-м острие указателя находится против оси абсцисс. Затем барабан от руки возвращают в исходное положение, т. е. сообщают ему обратный поворот на 350° и читают новое показание на шкале валика 28; разность между начальными и конечными показаниями будет соответст1зовать искомой величине. Для определения истинной величины коэффицнента ряда най.т,енную разность показаний шкалы валика 28 нужно умножить на указанный вьпне масштаб прибора

Для обеспечения нормальной работы множительного ме.ханизма в целях избежания заклинивания масщтабы прибора должны быть выбраны так, чтобы при любых условиях работы наибольший угол отклонения кулисы 12 не превыщал 45°.

Предмет изобретения

Гармонический анализатор с применением обычной MexannMecKoii схемы для операций снятия ординаты и выработки тригонометрических функций (sina и cosa) кратных значений углового аргумента кривой и множительного механизма, отличающийся тем, что для интегрирования вырабатываемых по угловому аргументу значений, снимаемых с множительного механизма, применен интегратор.

- 3 -№ 62684

тКд

mKqR

фиг.1

е:&

Фиг.э ... ,/.

л У iS г-- - „

77W

11,

t ,Уо

«i I ф /.«

-10

Е /

гI u:j (

т,ч7 г- I