Верньер для электрических конденсаторов

ОПИСАНИЕ верньера для электрических конденсаторов. К авторскому свидетельству А. Л. Плинаруса, заявленному 31 июля 1934 года (спр, о перв, Ма 151889). О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года, С - емкость С - емкость РС - емкость С+ С, - емкость С+ С, - емкость начальная (вместе с емкостью схемы; ротор выведен),всего ротора (полная),ротора при повороте его на угол а,суммарная при введенном роторе,суммарная при повороте ротора на угол а. Высшая частота 3 о"Л -(ротор выведен) Общеупотребительные в радиотехнике переменные конденсаторы с прямо- частотной гиперболической формой пластин имеют ряд недостатков: принципиальных, электрических, конструктивных и производственных, как-то:а) невыполнимость точного расчета, так как очертание пластин зависит от начальной емкости, которая предварительному подсчету не поддается;б) невозможность широкой стандартизации, так как для каждого значения перекрытия частоты и начальной емкости требуется специальное очертание пластин;в) большая начальная емкость;г) большой общий габарит;д) неудовлетворительная жесткость пластин вследствие значительного пролета между центром и краем со стороны максимальной емкости;е) преувеличенный расход металла, обусловленный предыдущими двумя пунктами; Можно написать соотношениеа- или С,= С -рРезонансные частоты контура выразятся так (Л и С в см),ж) трудности производства, вызванные несимметричной формой и рядом других особенностей.Предлагаемая конструкция верньера для электрических конденсаторов представляет один из возможных вариантовеосуществления прямочастотной характеристики при форме пластин в виде полукругов. При этом сохраняется универсальный стандарт (полукруглого) очертания пластин для любой величины начальной емкости,На чертеже фиг, 1 изображает нормальный конденсатор с полукруглыми пластинами; фиг,2 - схематически устройство предлагаемого верньера для электрических конденсаторов; фиг. 3 и 4 - соответствующие диаграммы.Для теоретического обоснования предложения для нормального конденсатора с полукруглыми пластинами (фиг, 1) вводятся следующие обозначения:Рейка в крайнем левом положенииКулиса легла на ось ординатКривошип повернут на 180Ротор полностью вве- ден Частота низшаяУ(180) = У Ув Г с- у. -Частота высшая у, =у, - у+гя(ротор введен полностью) Частота при повороте ротора на угол а З 101 о 1- 2-,. ус, с,+с)Для отношения частот получится выражение: Л,/с, сДля отношения высшей частоты к низшей вводится обозначение коэфициент перекрытия": очевидно, что (1+ 1 - 1 К Для отношения частоты , к низшей вводится обозначение коэфициент настройкиф: К - " - . (1) 1 с 1+(К - ц - "Таков окончательный вид электрической формулы (абсолютное значение частоты при любом угле поворота ротора а можно найти, перенеся в правую часть и подставляя его найденное выше значение).Для осуществления условия, что линейное изменение угла поворота рукоятки настройки (частоты контура) ме. няет емкость конденсатора обратно пропорционально корню из угла поворота ротора, применяется система: рейка - кулиса - кривошип (фиг. 2).При этом рейка перемещаетсялинейыо (при вращении рукоятки настрой. ки), кривошип укреплен на оси ротора, кулиса служит кинематической связью между ними, Центр качания кулисы - в начале координат. Координаты центра вращения кривошипа (и ротора конден. сатора) равны длине кривошипа; Рейка движется параллельно оси абсцисс на высоте центра вращения кривошипа: У= Р.Частота контура отсчитывается вдоль рейки на прямой, проходящей через центр вращения кривошипа.Частота контура определяется относительным положением кривошипа, кулисы и рейки, а именно; Рейка отвела кулису в крайнее правое положен ивКривошип в начале окружностиРотор весь выведен е н2Частота ,при любом другом угле поворота кривошипа и ротора должна (по условию) быть пропорциональна линейному перемещению рейки из крайнего левого положения (80=) вправо на отрезок1:Л = - Л+ КДля координат пальца кривошипа в любом его положениих = Й (1 + соя а);у = Л (1+ з 1 и а)здляа= -- ,4 1 К+ 10,62)2 К 2 40 1+З К- =2)Таблица 1 Кинематическая ф ла Значение угла а Электрическая ф-ла о + 2 1 Кулиса в крайнем правом положении Ля = - Ротор введен4на /4, Кулиса пересе.Из подобия треугольников следует:1 Рх у 1+ сов 1 -у1+ аи а,11 + 51 п 2Кроме того из предыдущего вытекает:Р , - Х 1 А.н 2 1 н 2 1 Окончательно формула для кинема. тического выражения коэфициента настройки будет иметь вид: Уа К - 1 1+ соя а.К = - =1 (П) а у2 1+5 па Выбранная кинематическая система удовлетворит поставленным условиям в том случае, если для любых значений а от 0 до 180 формулаи формула (11) дадут тождественный результат (табл. 1).Для предельных значений угла а обе формулы дают тождественную величину коэфициента настройки - Кпри любых значениях перекрытия К, = О. Ротор весь вь- веден Для промежуточных значений а электрическая и кинематическая формула могут дать тождественный результат только при некотором критическом значении перекрытия, которое найдется сопоставлением обеих формул;(К+ 1) К б з+ Кф, К = 2,0 бб к+з)я к 32 1ке 3 Р 2,0 бО Решая графически (с точностью до 1/.) каждое из этих уравнений, можно найти для всех трех случаев очень близкий результат, который практически может быть округленССК" 2 или 1+ - ," =4 или=3, Такое соотношение емкостей довольно часто встречается на практике у аппаратов для коротких и ультракоротких волнК =1+ - , -- , =1+О а =- - ,. Ротор введен полностью ККулиса легла на ось ординат у =Ьй В этом случае кинематическая формула приобретает вид: Уя К - 1 й(1+сова)+япа (1 - 1)К= - = 1+2 Й+ 51 п я,Однако можно добиться совпадения обеих формул со значительно большей точностью и для любых значений перекрытия, если отказаться от выбранных постоянных координат центра вращения кривошипа (Хо = Уо = Й) и подбирать взаимное расположение центра вращеОчевидно в частном случае: Ь == 1 она переходит в формулу (П).Для определения пирометров Ь и 1 следует произвести опять сравнение электрической и кинематической формулы для некоторых особых значений угла а (табл. П).Для предельных значений а обе формулы также совпадают. Любые два из трех промежуточных значений могут быть использованы для нахождения 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: двух неизвестных пирометров Ь и 1, зависящих от К, 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 А - В перемещается ось качания кулисы в зависимости от величины перекрытия К.Таблица 2 Значение угла я Электрическая ф-ла Кинематическая ф-ла К,=К Ко -4 КгКг 1 (К 1 Цг а = , Кулиса пересекает центр вращения кривошипа ф= агс 1 с 1 -Направление к кривошипа с к Г 2 К, =1 9 Кг- - Ф=агс с с сов(1) а=6. Кралле нат. Н абсци лиса легла паьно оси ордирмально - к оси с и рейке. 2 К -вом Правило пользования графиком следующее:а) по заданному К вычисляется ве; личина угла ф (формула во 2 м столбце таблицы И, изображенная графическина фиг, 3);б) откладывают этот угол в пер квадранте (фиг. 41;в) из найденной точки на окружности проводят через центр прямую до пересечения с кривой Л - В.г) Координаты этой точки пересечения и определят искомые координаты оси качания кулисы. К, + сов 6 К+1 К - 1Точный подсчет показывает, что в пределах изменения К, ограниченных, примерно, значениями К=1,1 и К=Э, внесенная кинематической системой погрешность в линейную зависимость ча. стоты 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,