Электрическое счетное устройство

Класс 21 е, %31 14928 вторекое евидетелытво на ивобретени электрического счетноо устройства аявленному 20 янва799),вторскому свидетельству И. К. Фохта,1930 года (заяв, свид.6 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 января 1932 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 заклю- Фчается 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 Р(фиг.1) на произвольную ось Оу равна Рсва а на перпендикулярную ей ось Ох - Мята, то задача сводится к получению в некоторой цепи тока, сила которого пропорциональна Рсва или Ряп а.На фиг, 2 показана схема для производства этого измерения. К зажимам 1 и 2 подводится напряжение, пропорциональное рассматриваемому вектору.Измерительный прибор 3 будет непосредственно 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 г, (сопротивление всей неразветвленной части цепи, включая внутреннее сопротивление источника тока) и по сравнению с г. (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 движениемНа фиг. 3 показан принцип косинусного потенциометра", Стержень ОЛ длиной 1 закреплен в точке О. При повороте его изначального положения на угол а расстояния его конца от осей Ох и Оу равны соответственно 1 со 5 а и 1 япа.Для осуществления рассматриваемойздесь 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 ответвлениине вполне пропорционален сопротивлению.На фиг. 4 представлена в упрощенном виде схема фиг, 2 с той разницей,что обмотка потенциометра продлена доточки 8, то - есть показаны условия дляизмерений при любом угле а (при а=90и а=270 движок 5 совпадает с точкой 7,при а=180 - с точкой 8). Для рассмотре.ния.влияния перемещения движка 5 насопротивление цепи и на силу тока;в ответвлении достаточно участка б - 7или 7 - 8, так как половину сопротивления потенциометра - - = го) можнос 2 говсегда рассматривать как постояннуювеличину, слагающуюся с сопротивлением остальной не разветвленной частицепи гОбозначая сопротивление между точками б и 7 через Р, имеем1 г, г;= Гз+ ---- =гз+1+ 1 г+ГзГ 4 43Г 3 Г 4 + Гз Го + Гз гоГз +Г 4Так как по условию г 4 = г, со 5 а;гз = го (1 - со а), то обозначая сова = к,(1 - к) кго+(1 - к) гго+кггоимеем Я -го+ кг,го го+Го (к - кз)гз+ кг,Величина Р изменяется в пределахот (К) =го до Р) Сила тока в ответвлении определяется из следующего: ОС =С 4+СО Сз Гз , , С; Г; Г 4 КГОКГО оотсюда сз =Г-КГПолучаемая при этом некоторая ошибка в измерениях тока в главной цепи и в ответвлении устраняется следующим образом (фиг. 5). Два потенциометра, косинусный" б - 8 и синусный" 9 - 12 включены последовательно, Сопротивления их одинаковы и равны 2 го. В каждом из ответвлений имеется по добавочному потенциометру (14 - 15 и 16 - 17) того же сопротивления. Движки 18 и 19 потенциометров 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:гз=го (1 - сола)= (1 - к) ги Г 4=ГО СОЗа=КГиГо =го (1 - 5 спа) =(1 - т) ги г 7 =го зспа=тгВ потенциометрах 14 - 15 и 16 - 17 зашунтированы накоротко участки сопротивлением кго и тго. Сопротивления ответвлений равны соответственно.го = г+ 2 г. - кг= ги - кги гсо = г, + 2 г, -тг. = ги - тггде ги обозначает постоянную величину г, + 2 г. - добавочное сопротивление.Силы токов в ответвлениях выражаются через ток с. так:Со КГо Со КГо Со Кго с;= -Го+ КГО Ги - КГО+КГО Гисо тгосо тгоСо 7 П ГоссоГсо+ тго г - тго+ тго г.Отсюда видно, что токи си с, при постоянном с, прямо пропорциональны к и т (то-есть со 5 а и япа), что и тре. буется. Благодаря добавочным приспособлениям в ответвлениях устраняется и другая ошибка в наблюдениях а. сопротивление всей цепи 1 - 2 остается постоянным, следовательно ток с. не зависит от изменения угла а,Сопротивление участка 6 в равно1Д, =г,+ - (1 - к)г, +- + -г, гз1+ ---- (1 - к)г, +1 1Кги Ги ХГиГи КГи К Гд Ги(Г К Ги)ГсГийналогично находится сопротивлениеучастка 9 - 11 Р 2=г,.+ -- ; =(1+т)гю+1= --2 г, - г.= постоянной величине.г.В случае, когда г=О, а =2 г., тозР 1+й 2=-УГа . П р е д м е т и з о б. р е т е н и я. 1. Электрическое счетное устройство для произведения математических расчетов над какими -либо величинами, зависимость которых может быть выражена в виде зависимости между электрическим током и сопротивлением цепи, заключающееся в том, что к главной цепи,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 б - 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 б - 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 6 в и 9 - 11 всегда равны корню квадратному из суммы квадратов сопротивлений участков 5 - 7 и 10 - 11.2. Видоизменение устройства по и, 1, отличающееся тем, что вместо потенциометра 9 - 12 применено регулируемое сопротивление, включенное в главную цепь и снабженное движком, так механически связанным с движками системы реостатов 5 - 7 и 14 - 15, чтобы при всех положениях движка потенциометра б - 6 сопротивление главной цепи сохранялось постоянным,