ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР-СИНТЕЗАТОР Советский патент 1950 года по МПК G06G3/00 

Изобретение относится к области приборостроения и касается гармонического анализатора-синтезатора, предназначенного для гармонического анализа периодических кривых, а также для синтеза периодических функций.

Особенность описываемого гармонического анализатора-синтезатора по сравнению с известными состоит в том, что в качестве измерительных систем применен ряд пластинок, сидящих на общем валу в виде коромысла весов, имеющих по обе стороны от оси передвигаемые грузы, устанавливаемые на пластинке в соответствии с анализируемой кривой и уравновешиваемые одной измеряющей пластинкой, положение груза на которой в момент равновесия и определяет числовое значение коэффициента соответствующей гармоники.

Ряд одинаковых прямоугольных пластинок с нанесенными на них равноотстоящими делениями, свободно насажены при помощи колец на горизонтальный валик круглого сечения. Число пластинок может быть различно. Кроме них, имеется еще одна дополнительная пластинка с такими же делениями, как и на предыдущих пластинках, являющаяся измеряющей пластинкой. На каждой из пластинок, за исключением измеряющей пластинки, помещаются с обеих сторон валика по два одинаковых груза (вес каждого Р), которые могут быть перемещены вдоль пластинок в любое положение и закреплены при помощи винтовых зажимов. На измеряющей пластинке размещены грузы (вес каждого Q), закрепляемые также при помощи зажимов. В исходных положениях грузы придвинуты вплотную к кольцам пластинок, находятся на одинаковых расстояниях от оси валика и поэтому взаимно уравновешиваются. Валик установлен в разъемных подшипниках; при необходимости он может быть освобожден; на нем насажено требуемое число пластинок.

Подшипники покоятся на стойках, укрепленных на плите. К стойкам прикреплены неподвижно два поперечных стержня, поддерживающие два боковых продольных стержня, расположенных на одинаковых расстояниях параллельно оси валика. Таким образом, стержни поперечные и продольные образуют прямоугольную раму, внутри которой помещается валик с насаженными пластинками. Продольные стержни имеют прямоугольное сечение, в них выполнены пазы, в которые продеты Z-образные задвижки, размещающиеся против каждой прямоугольной пластинки с обеих сторон. Если какая либо пара Z-образных задвижек продвинута внутрь рамы, то соответствующая пластинка покоится обоими концами на задвижках, если же задвижки раздвинуты, то пластинка полностью освобождается от этих опор, вследствие чего ее можно поворачивать вокруг вала на любой угол, Между кольцами пластинок и поверхностью валика помещены прокладки, создающие трение между соприкасающимися поверхностями, благодаря чему пластинки могут быть повернуты вокруг валика под воздействием небольшого вращающего момента. Каждую пластинку после поворота вокруг валика крепят к последнему винтом, проходящим в нарезке кольца.

С валиком неподвижно соединен маховичек к которому с внешней стороны прикреплен диск с градусным и радиальным делениями, находящийся вблизи соответствующей стойки. К последней неподвижно прикреплен указатель, острие которого, направленное на соответствующее деление диска, дает возможность определить угол поворота валика. Для горизонтирования анализатора-синтезатора плита снабжена тремя установочными винтами.

При необходимости определения составляющих гармоник по формулам Бесселя

где К - порядок определения гармоники;

2 - число взятых эквивалентных ординат периодической кривой;

- взятые ординаты (или результата отдельных наблюдений);

λ - индекс, по которому производится суммирование, перемещает грузы весом Р вдоль прямоугольных пластинок на расстояние y₁, y₂, … y_n. Пусть пластинки образуют с горизонтальной плоскостью углы

Перемещая по дополнительной пластинке груз весом Q можно найти такую длину L, что груз весом Q уравновесит все грузы весом Р, причем дополнительная пластинка будет размещена горизонтально.

Если число стержней с грузами весом Р на концах равно 2v, то при равновесии, очевидно, должно иметь место равенство

Выбрав вес Q груза таким, чтобы он равнялся полусумме всех грузов весом Р т.е., чтобы

и, обозначив соответствующую длину L через получают:

Если затем повернуть все систему стержней с грузами весом Р в отрицательную сторону отсчета углов на 90°, не меняя горизонтального положения дополнительной пластинки, то можно найти такую длину плеча силы при которой будет опять иметь место равновесие всей системы. В этом случав аналогично:

Если допустить, что первая пластинка повернута на угол вторая на угол , третья на угол и т.д., т.е., что где

Тогда равенства (2) и (3) принимают следующий вид, если обозначить расстояние и при множителе в равенстве (4) через

Так как согласно формулам Бесселя

то получаем

Таким образом, расстояния L и L′ дают искомые величины Ак и Вк.

Гармонический анализатор-синтезатор, отличающийся тем, что в качестве измерительных систем применен ряд пластинок, сидящих на общем валу в виде коромысла весов, имеющих по обе стороны от оси передвигаемые грузы, устанавливаемые на пластинке в соответствии с анализируемой кривой и уравновешиваемые одной измерявшей пластинкой, положение груза на которой в момент равновесия и определяет числовое значение коэффициента соответствующей гармоники.