Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3573
.pdf
могу создать вторичное шунтирующее поле для одного из бустеров, которое противодействует основному
шунтирующему полю этого бустера, когда доминирует другое поле, и усиливает указанное поле, когда оно не
доминирует, при этом указанное вторичное шунтирующее поле возбуждается разностью напряжений двух
бустеров.
Если более одного вспомогательного двигателя управляется согласованно с одним главным двигателем, то
для каждого управляемого двигателя потребуется отдельный усилитель, но для всей системы будет
использоваться только один усилитель, управляемый главным двигателем.
В процессе работы потенциалы двух ускорителей обычно равны и противоположны по знаку. 70 В таких
условиях на вспомогательном двигателе на его основной обмотке возбуждения устанавливается нормальное
напряжение возбуждения. Любое изменение скорости вспомогательного двигателя относительно скорости
основного двигателя изменит эти условия и приведет к разности напряжений между одним усилителем и
другим, вызывая либо ускорение, либо замедление вспомогательного двигателя для восстановления баланса
скоростей. 80 Относительные скорости главного и вспомогательного двигателей могут изменяться в целях
регулировки путем регулирования возбуждения усилителя, приводимого в действие от вспомогательного
двигателя. 85 В случаях, когда не требуется регулируемая скорость основного и вспомогательного
двигателей, динамо-машину, приводимую в движение основным двигателем, можно исключить, а другая
динамо-машина, приводимая в движение вспомогательным двигателем 90°, будет выступать в качестве
положительного повышающего преобразователя по отношению к цепи возбуждения вспомогательного
двигателя.
Дата: 30 мая 1924 года.
МАРКС И КЛЕРК. 95. Дата подачи заявления: 31 мая. 1924. № 13416/24.
Слева полностью: февраль. 25, 1925, Завершено: август. 27, 1925, ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
11I288,638 ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
-. Усовершенствованные средства для поддержания гармонии между скоростями электродвигателей.
Я, Фрэнк Берэмм Олт из Истон, Смолшоу, Эштон-андер-Лайн, графство Ланкастер, британский подданный,
настоящим заявляю о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено,
что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к системе электрического привода таких машин, как бумагоделательные
машины, где важно поддерживать согласованность скоростей двигателей, приводящих в движение различные
машины или секции машин.
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованных электрических средств,
чувствительных к внешним воздействиям и поддерживающих желаемую гармонию скоростей нескольких
секционных двигателей относительно основного или ведущего двигателя.
Мое изобретение включает в себя комбинацию, включающую главный двигатель и секционный двигатель,
скорость которого должна регулироваться в соответствии со скоростью главного двигателя, по меньшей мере
двух динамо-машин, напряжение которых зависит от изменений скорости и чувствительно к ним, — одна
динамо-машина питается от главного двигателя, а другая — от секционного двигателя, причем
дифференциальное воздействие между двумя динамо-машинами организовано таким образом, чтобы прямо
или косвенно влиять на цепь возбуждения секционного двигателя.
В представленном примере применения моего изобретения к приводному механизму, включающему главный
двигатель с регулируемой скоростью (не показан) и секционный двигатель S или S2 с регулируемой
скоростью, скорость которого должна регулироваться таким образом, чтобы она всегда совпадала со
скоростью главного двигателя, я предлагаю два динамо-генератора или усилителя A, B или A, B2, один из
которых A приводится в движение главным двигателем, а один B или B2 — соответствующим секционным
двигателем S или S2.
4, Имеется общий источник постоянного напряжения, обозначенный буквой G, для возбуждения
параллельных полей бустеров A, B и B2. Разность потенциалов одного бустера противодействует указанному
источнику питания G, а другого поддерживает его и воздействует на основное параллельное поле 1l
секционного двигателя.
1
может обеспечить вторичное поле шунтирования
14 для усилителя B1 или B2, который противодействует основному параллельному полю 12, когда другой
усилитель A доминирует и помогает указанному полю, когда он не доминирует, указанное вторичное
параллельное поле /A возбуждается разностью напряжений двух усилителей A и B1 или A и B.
При наличии нескольких секционных двигателей, управляемых согласованно с одним главным двигателем,
имеется отдельный усилитель, приводимый в действие каждым секционным двигателем, но только один
усилитель типа А, приводимый в действие главным двигателем, для всей системы.
В процессе работы потенциалы двух бустеров А и В1 или В2 обычно равны и противоположны по знаку.
В таких условиях двигатель секции S, или S2, имеет нормальное напряжение возбуждения на своих основных
параллельных обмотках возбуждения. Любое изменение скорости секционного двигателя относительно
скорости главного двигателя приведет к изменению этих условий и вызовет разницу напряжений между одним
повышающим и другим двигателем, что повлечет за собой либо усиление, либо ослабление полей
секционных двигателей для поддержания согласованности скоростей.
Относительные скорости главного и секционных двигателей могут изменяться в целях регулировки путем
регулирования возбуждения бустера, приводимого в действие от секционного двигателя.
R обозначает шунтирующий регулятор каждой отдельно возбуждаемой обмотки возбуждения /2. R2
обозначает шунтирующий регулятор каждой вспомогательной обмотки возбуждения /I. R4 обозначает
шунтирующий регулятор для регулировки напряжения повышающего преобразователя A.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я 95
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_238639.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=238639&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB238639A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата нанесения покрытия: дюна 2, 1924 год. № 13444/24.
,,, Сент. 26, 1924, № 22742/24, Остался один полный экземпляр: 6 марта 1925 г.
Завершено: август. 27, 1925, ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 13444, 1924 г. н.э.
Усовершенствования в устройствах для измерения коротких временных интервалов.
Я, Александр Б.М.Б., проживающий по адресу: Харденбергштрассе, Киль, Германия, гражданин Германии,
настоящим заявляю, что сущность данного изобретения заключается в следующем: устройства для
измерения коротких интервалов времени, включающие вращающийся элемент или весы, которые на
мгновение приводятся в угловое движение, т.е. вращение или колебательное движение, используемые,
например, в акустическом глубиномере, могут давать сбои в точности, независимо от того, используется ли
сплошная стрелка или зеркало для отражения светового луча, указывающего на величину углового движения,
поскольку в любом случае сопротивление воздуха, оказываемое вращающейся или колеблющейся массе,
существенно увеличивается при добавлении сплошной стрелки или зеркальной системы. Хотя этот дефект не
является серьезным при измерении очень коротких временных интервалов, его необходимо учитывать при
измерении более длительных интервалов, например, при измерении глубины с помощью эхолота на глубинах
до 1500 саженей, поскольку в этом случае вращающийся элемент или весы должны совершить несколько
оборотов или колебаний, так что вследствие увеличения сопротивления воздуха произойдет заметное
замедление вращения или колебаний, которое изменяется в зависимости от гигрометрических и
барометрических условий, температуры и т. д.
Когда необходимо измерить временные интервалы порядка 3,5, особенно желательно избегать
конструктивных особенностей, которые могут увеличить сопротивление воздуха системы, находящейся во
вращении или колебательном движении. Согласно одной из особенностей изобретения, с учетом этого
требования, вращающийся элемент или весы выполнены полностью или частично прозрачными или
полупрозрачными, включая [Prie 1/-] прозрачную или полупрозрачную часть с индикацией или делениями,
образующими шкалу, показания которой могут быть сняты с помощью неподвижной стрелки, метки или
подобного устройства либо через окуляр, либо путем проекции на окно с матовой поверхностью или на экран.
60 Таким образом, можно обойтись без подвижных указателей, зеркал, призм и тому подобных элементов,
являющихся причинами сопротивления воздуха.
Предпочтительно в качестве вращающегося элемента или баланса используется прозрачный диск, например,
стеклянный диск, который создает сравнительно небольшое сопротивление воздуха при вращении; в качестве
альтернативы вращающийся элемент или баланс может быть изготовлен из непрозрачного материала и
снабжен прозрачным стеклянным ободком с индикацией или делениями. Вращающийся элемент или баланс
также может иметь любую подходящую форму, кроме формы диска. 65 Для считывания показаний
параллельно оси диска может быть расположен источник света, например, электрическая лампа накаливания,
похожая на карманный фонарик, с конденсором для проецирования 70 луча света через градуированную или
индикационную часть диска на объектив, установленный на трубке, которая может быть закрыта с конца,
расположенного ближе к наблюдателю, матовым стеклянным диском или 75 окуляром, или с которого
изображение проецируется на подходящий проекционный экран.
В качестве альтернативы может быть предусмотрена возможность кратковременного включения индикатора
либо в момент начала измеряемого временного интервала, либо в момент его завершения, либо в оба
момента; например, включение может быть осуществлено путем образования искры или серии искр, или
путем 238,639 1 t i.
1
1 il 1 i J i 1 i i 11 t i i 1 1 i 238,6S9 направление луча света на индикатор или путем отвода заслонки или
подобного устройства.
Если такое устройство используется для измерения временных интервалов, превышающих очень короткие
промежутки времени, то вращающийся элемент или весы должны совершать несколько оборотов или
множество колебаний, поэтому необходим счетный механизм для регистрации количества оборотов или
колебаний.
Предпочтительно, предусмотрен второй диск, ось которого параллельна оси первого и который
взаимодействует с ним по принципу счетчика оборотов или счетчика колебаний, причем на втором диске у его
края нанесены цифры, которые могут перемещаться по лучу или подвергаться кратковременному освещению,
так что можно одновременно наблюдать или проецировать показания общего числа выполненных оборотов
или колебаний и доли, указанной, например, относительной градуировкой на первом диске. К тормозу, если
таковой используется для остановки первого или вращающегося диска, может быть прикреплен светофильтр,
который при срабатывании тормоза устанавливается в луч таким образом, что цвет света будет указывать,
сработал тормоз или нет, можно ли произвести измерение или необходимо ли сначала вернуть тормоз в
выключенное положение; или такой светофильтр может срабатывать одновременно с созданием
кратковременного освещения по завершении измеряемого временного интервала, независимо от того,
заторможен ли вращающийся элемент или баланс.
Вместо полупрозрачных, оба диска могут быть непрозрачными и иметь градуировку или цифры,
предназначенные для отражения света и расположенные таким образом, что только часть каждого из них
получает падающий свет, так что с помощью неподвижной указки, метки или подобного устройства можно в
любой момент времени считывать положение дисков или направлять на матовую поверхность или экран
изображения освещенных участков дисков и указки или подобного устройства.
Если требуется постоянная запись показаний, может быть предусмотрена пленочная полоска, которая
подается пошагово при каждом измерении. Предпочтительно в последнем варианте изобретения освещение
не является непрерывным; таким образом, затвор или подобное устройство может быть временно убрано, или
может быть предусмотрена лампа, которая горит только временно, при этом управление затвором или лампой
осуществляется, например, средствами, соединенными с тормозным механизмом, если таковой
предусмотрен, или с механизмом подачи пленки, или могут быть предусмотрены средства G65 для создания
искры или серии искр для обеспечения освещения только в момент, когда должна быть сделана запись.
В качестве дополнительного средства уменьшения трения, вызванного сопротивлением воздуха, операция
намотки 70, то есть натяжение пружины для привода диска или балансира, может быть осуществлена с
помощью якоря, который приспособлен для прохождения между полюсами подковообразного электрода 75.
магнит, который дополняется немагнитным материалом, образуя замкнутое кольцо. В качестве альтернативы,
к валу диска или балансира может быть прикреплен якорь, расположенный между двумя неподвижными
полюсными наконечниками, дополненный немагнитным материалом, образующим закрытый корпус. Или же
натяжение пружины может быть осуществлено без прикрепления якоря к диску, при этом якорь 85 установлен
на приводной пружине.
Таким образом, сопротивление воздуха может быть дополнительно снижено, поскольку якорь, дополненный
для образования полного кольца, имеет большую поверхность, которая создает значительное сопротивление
трению. Также снижается сопротивление подшипников, при этом следует помнить, что вес якоря,
добавленный к весу несбалансированных частей 95, увеличивает сопротивление подшипников.
Трение в точке контакта между диском и движущей пружиной может быть дополнительно уменьшено за счет
использования контактов из агата, драгоценных или полудрагоценных камней или стекла — например,
агатового шарика, приспособленного для контакта с агатовой поверхностью. Последний упомянутый способ
приведения диска в движение особенно подходит, когда диск должен совершить 105 нескольких оборотов,
поскольку пружине достаточно иметь достаточный диапазон движения, чтобы она могла свободно
перемещаться по траектории диска.
— На прилагаемых чертежах фиг. 1 показан вертикальный разрез одного из вариантов устройства
синхронизации 110, воплощающего изобретение. На рис. 2 представлен план верхней части рис. 1.
На рис. 3 представлен план рис. 1, показывающий детали внутри корпуса. На рисунках 4, 4a и 4b
представлены схемы, иллюстрирующие три из 115 различных режимов привода диска.
На рисунках 5 и 6 представлены, соответственно, схематический план и схематический вид сбоку,
показывающие вращающиеся элементы модифицированной конструкции. 120 На чертежах показано
устройство синхронизации, включающее диск 7, установленный для вращательного или колебательного
движения и состоящий из стекла или другого полупрозрачного материала, снабженного рядом с краем 125
рядом делений, образующих шкалу, обозначенную цифрой 8. В основании 9 устройства съемно установлена
лампа 10, соединенная с конденсором 11 для проецирования параллельного луча 12 через край диска 7 и
через объектив 13, установленный на трубке 14, верхний конец которой закрыт панелью 15 с матовой
поверхностью для отображения в ограниченном поле 16 изображения той части шкалы, которая находится на
пути луча; на указанной панели также имеется метка 17, с помощью которой можно прочитать показания.
Вместо панели 15 в трубку 14 можно установить трубчатый держатель 1.0 со вставленным окуляром, так что
положение диска 7 можно будет считывать непосредственно с помощью неподвижной метки или указателя.
Для точного считывания показаний может быть установлена верньерная шкала. Или же луч может
проецироваться через трубку 14 на экран, чтобы показания могли наблюдать несколько человек.
Для остановки диска 7 предусмотрен тормоз 18, управляемый электроприводом:
магнит 19. Для обеспечения надежного торможения край диска 7 может быть зазубренным, как показано на
рисунке 20, или же диск может быть снабжен зазубренным металлическим ободом.
Фильтр 22, соединенный с тормозом 18 рычагом 21, при нажатии на тормоз пересекает луч 12, обеспечивая
окрашивание освещенного изображения. В зависимости от диапазона фильтра цветная часть изображения
может состоять только из освещенного поля 23, или же поле, содержащее изображение делений на диске,
также может быть подсвечено цветом.
Тормоз можно обойти и позволить диску продолжать вращение после завершения измеряемого интервала,
если предусмотрены средства для временного освещения диска, например, для создания
последовательности искр в момент завершения интервала, так чтобы наблюдатель видел только показания,
соответствующие фактически произведенному измерению.
Когда устройство синхронизации используется для измерения относительно длительных интервалов времени,
то есть более длительных, чем самые короткие интервалы, диск 7 расположен таким образом, чтобы
совершать несколько оборотов. Для этого события, как показано на рис. 5 и 6, параллельно диску 7
установлен второй полупрозрачный диск 24, часть края которого пересекает траекторию луча 12, и этот диск
24 может пошагово вращаться, например, электромагнитным способом, при каждом полном обороте диска 7.
На ребре диска 24 нанесены цифры, обозначенные цифрой 25, причем эти цифры начинаются с нуля, так что
на панели 15 в отдельном поле 26, предназначенном для этой цели, может отображаться изображение
цифры, указывающей количество совершенных оборотов.
Как показано на рис. 4, к нижней поверхности диска 7 может быть прикреплен якорь 27, который дополнен
дугообразной частью из немагнитного материала, образуя полное кольцо 28, заключенное в подковообразный
электромагнит 29. Когда этот магнит возбуждается, он 70 притягивает якорь и вращает диск 7, так что упор 30
на диске упирается в движущую пружину 31 и оказывает на нее давление.
Или, как показано на рис. 1, на валу 32 диска 7 может быть установлен барабанообразный якорь 33,
перемещающийся между полюсами электромагнита 34, причем полюсные наконечники дополнены
элементами из немагнитного материала, образующими 80 закрытый корпус 35.
Когда устройство отсчета времени используется для измерения относительно больших интервалов времени,
пружина должна быть расположена таким образом, чтобы она освобождала путь упора 30, как только диск 7
войдет во вращение. Способы перемещения пружины в сторону уже известны.
Модифицированные конструкции, обладающие дополнительным преимуществом отсутствия 90-градусного
якоря на диске, что позволяет сделать их легче и менее подверженными сопротивлению воздуха, показаны на
рис. 4а и 4б. Как показано на рис. 4а, диск 7 имеет упор 30; как показано на рис. 4б, диск 95 образован
выступом 36, снабженным шариком 37 из агата, стекла или драгоценного или полудрагоценного камня. В
обоих вариантах исполнения движущая пружина 31 установлена в точке 38 и снабжена якорем 39, с которым
100 взаимодействует с электромагнитом 40. Для уменьшения и обеспечения постоянства трения между
пружиной 31 и диском 7 к пружине может быть прикреплено шариковое седло 41 из того же материала, что и
шарик 37.
Натяжение пружины 31 осуществляется любым подходящим способом вручную или механически.
Электромагнит удерживает пружину 30 в напряженном состоянии, а возвратная пружина 42, действующая на
диск 7, удерживает упор 30 или шарик 37 против пружины 31. Если теперь обесточить электромагнит 4A 0,
пружина 31 освободится и передаст импульс 115 на диск 7. Точка крепления 38 пружины 31 может быть
расположена таким образом, что в ненапряженном состоянии пружина не задевает упор 30 или шарик 37, как
показано пунктирными линиями 120; таким образом, диск может совершать несколько оборотов без помех со
стороны пружины. Регулируемый упор 43 ограничивает диапазон движения пружины.
Также возможно измерение длительных интервалов времени, позволяя диску 7 совершать колебательные
движения таким образом, что после получения импульса от пружинного элемента и после того, как он
переместится на угол 360 градусов, кинетическая энергия диска может быть затрачена на воздействие на
другой или тот же пружинный элемент, в результате чего диск будет приводиться в движение в
противоположном направлении. В пункте 6 таким образом осуществляются повторяющиеся колебания диска
7. Каждый удар по пружине в конце каждого оборота может использоваться для размыкания и замыкания
цепи, обеспечивающей движение механизма подачи счетного механизма. Используя экспериментально
полученные значения, отметки или деления на диске 7 могут быть выбраны таким образом, чтобы учитывать
задержки и ускорения при каждом изменении направления вращения. В этом случае, то есть когда весы
установлены для колебательного движения, целесообразно продублировать показания на диске, то есть
предусмотреть набор показаний для прямого движения и набор показаний для обратного движения, чтобы
показания можно было снимать даже при обратном угловом движении диска.
Вместо того чтобы состоять целиком из 26 стекол, диск может быть изготовлен из другого материала с
ободком из стекла, на котором нанесены обозначения.
Кроме того, вместо полупрозрачного материала диск может быть изготовлен из непрозрачного отражающего
материала и иметь маркировку, нанесенную на часть диска, предназначенную для освещения падающим
светом. С помощью неподвижной метки можно считать положение диска или освещенной части диска вместе
с меткой 36, или же изображение освещенной части вместе с меткой может быть спроецировано на матовое
стекло или на экран.
Для дальнейшего уменьшения сопротивления трения или обеспечения его постоянства, все устройство
синхронизации может быть заключено в газонепроницаемый корпус, который может быть заполнен
подходящим газом, предпочтительно водородом, давление, температура и влажность которого могут
поддерживаться постоянными. В качестве альтернативы, из корпуса можно произвести откачку воздуха.
Опять же, в устройстве синхронизации, в котором диск совершает несколько оборотов, показания не
обязательно должны подаваться на диск 7, но могут подаваться на второй диск 44, приводимый в движение
трением, зубчатой передачей или электрическим током от диска 7. Такая конструкция обеспечивает
преимущества, заключающиеся в том, что одного показания достаточно, даже если диск 7 совершает
несколько оборотов, и что требуется только одна непрерывная шкала, как показано на рис. 7. Если также
применить индикацию к диску 7, как показано на рис. 8, то можно отчетливо увидеть степень частичного
вращения, а также общее число оборотов. Вместо соединения второго диска 44 с диском 7, к диску 7 может
быть прикреплен указатель 45, перемещающийся по неподвижному циферблату 46, показывающему общее
количество оборотов и также имеющему градуировку для отображения частичных оборотов, как показано на
рис. 9.
Другие преимущества, реализуемые изобретением, заключаются в следующем: возможность использования
прибора как в качестве настольного, так и проекционного прибора; простое и эффективное средство проекции
с четким считыванием показаний; отсутствие поглощения света зеркалами, призмами и тому подобными
элементами, которые, помимо поглощения света, также действуют как воздушные тормоза; возможность
более точного считывания показаний при увеличении масштаба, поскольку увеличивается только шкала, а
стрелка не увеличивается, тогда как в предыдущих конструкциях увеличивались и шкала, и стрелка, поэтому
большей точности не достигалось; возможность считывания в одной точке общего числа оборотов и степени
частичного вращения диска; возможность вращения на 360 градусов даже в случае, когда устройство отсчета
времени не используется для измерения длительных временных интервалов; более совершенный ход, чем в
предыдущих конструкциях, поскольку система может быть сделана легче, так что трение в подшипниках
практически не влияет на движение; исключение тормозящего действия магнитного поля и тормозящего
действия, вызванного сопротивлением воздуха.
Я датировал это 31-м днем мая 1924 года.
CRUIKSITANK & AIRWEATHER.
29, Сент-Винсент Плейс, Глазго, и Чансери Лейн, 65-66, Лондон, Западная Англия, агенты заявителя.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 22742, 1924 г. н.э.
Усовершенствования в устройствах для измерения коротких временных интервалов.
Я, Александр Берим, проживающий по адресу: Харденбергштрассе, 31, Киль, Германия, гражданин Германии,
настоящим заявляю, что сущность данного изобретения заключается в следующем:11 0 Данное изобретение,
относящееся к устройствам для измерения коротких интервалов времени, представляет собой дальнейшее
развитие усовершенствований, описанных в описании моей параллельно рассматриваемой заявки на патент
№ 13444 от 1924 года. 115 Для достижения максимальной точности при работе с такими устройствами
необходимо не только минимизировать влияние трения воздуха, которое изменяется в зависимости от
плотности и влажности, но и обеспечить, чтобы мощность привода всегда оставалась неизменной при
проведении измерений, а приводной механизм мог быть активирован с минимальным усилием, поскольку при
научных измерениях энергия, доступная для активации приводного механизма, может быть значительно
меньше, чем, например, при глубинном зондировании.
Для повышения чувствительности устройства управления цепью, которая инициирует и определяет работу
измерительного прибора, цепь может быть автоматически разомкнута. Однако, когда используется
единственный контакт с якорем, прикрепленным к пружине, обнаруживается, что якорь легко наклоняется
вокруг такого контакта, расположенного по центру якоря, так что расстояние между якорем и полюсом магнита
изменяется. Однако, поскольку сейчас для достижения максимальной чувствительности при срабатывании
устройства сила магнита должна быть лишь немного больше, чем требуется для преодоления силы, с которой
пружина отталкивает якорь от магнита, и поскольку, кроме того, если требуется высокая степень
чувствительности, зазор между якорем и полюсом магнита должен быть чрезвычайно малым, и поскольку,
кроме того, при таком малом расстоянии между якорем и магнитом небольшое изменение воздушного зазора
при наклоне якоря может нарушить баланс между силой пружины и силой притяжения магнита, становится
очевидно, что любые усовершенствования, внесенные в прибор для повышения чувствительности, должны,
если вообще необходимо достичь желаемого результата, учитывать эту склонность якоря к наклону.
В качестве простого решения можно предусмотреть множество точек крепления якоря, которые расположены
таким образом, чтобы функционировать как контакты параллельно или, предпочтительно, последовательно.
На фиг. 1 прилагаемых чертежей представлено подходящее решение, отвечающее требованиям, на котором
изображена конструкция, включающая якорь, закрепленный на пружине и применяемый либо к тормозному
магниту, либо к пусковому магниту.
1 1 обозначает магнит, 2 — якорь, а 3 — пружину. Якорь наклоняется вокруг оси, параллельной, но
расположенной позади листа; пружина 3 направлена поперечно листу. Воздушный зазор между магнитом и
якорем может изменяться путем регулировки винтов 5. Контакты 4 расположены последовательно в 65
звеньях в цепи магнита 1.
Помимо трения воздуха, необходимо также поддерживать постоянным трение в подшипниках. Даже важнее,
чтобы трение в подшипниках оставалось постоянным, чем чтобы оно было малым, поскольку прибор с
постоянным трением в подшипниках позволяет проводить более точные измерения, чем прибор со
значительно меньшим, но переменным трением в подшипниках.
При использовании такого прибора с угловым смещением вращающегося элемента менее 360° и при наличии
возвратной пружины для обнуления системы перед новым измерением, трение в подшипниках оказывает
относительно небольшое влияние на скорость вращающегося элемента. Однако, если для измерения более
длительных интервалов времени вращающийся элемент совершает несколько оборотов, а движущая пружина
85 отводится от пути вращающегося элемента, то возвратную пружину следует исключить. Кроме трения
воздуха, единственным фактором, нейтрализующим энергию системы и замедляющим движение, является
трение подшипников. Это легко распознать, если заставить такой инструмент без возвратной пружины
вращаться до полной остановки, и тогда можно будет подсчитать 95 оборотов, совершенных системой как в
смазанном, так и в несмазанном состоянии. Затем было установлено, что в таком случае трение подшипника
оказывает большое влияние на скорость вращающегося элемента и длительность вращения 1(10).
Поэтому было признано желательным не допускать холостого хода вращающегося элемента, а заставлять его
совершать определенную постоянную работу, например, путем трения пружины о периферию диска 105 или о
ось. Это средство не обеспечит полного устранения нерегулярности, хотя и приведет к некоторому
улучшению, поскольку выполняемая работа не является постоянной, если коэффициент трения изменяется. 1
Такое изменение коэффициента трения может происходить, если при изменении температуры на поверхности
вращающегося элемента откладывается влага. Лучшие результаты будут достигнуты, если на систему будет
воздействовать вихретоковый тормоз 115, либо на сам вращающийся диск, если он металлический, либо на
отдельный диск, который для уменьшения веса может быть изготовлен из алюминия. Последнее решение
предлагает дополнительное преимущество 1 2, заключающееся в том, что тормозное действие зависит от
скорости, так что тормозное действие уменьшается к концу измеряемого времени и действует в том же
смысле на время вращения для отдельных 125 оборотов, стремясь к тому, чтобы продолжительность
нескольких оборотов была одинаковой.
Для возвращения диска в исходное положение после измерения, диск может быть установлен в это
положение прямым ручным способом, либо может быть использована система рычагов, приводимых в
действие вручную или электромагнитно, либо к диску или его оси может быть приложен импульс любым
желаемым образом в таком направлении, чтобы выступ на диске упирался в движущую пружину, которая
была предварительно возвращена в исходное положение. Желательно также позаботиться о том, чтобы диск
тем или иным способом удерживался в этом положении хотя бы с помощью небольшого усилия, чтобы в
момент запуска он упирался в движущую пружину, получая таким образом полный импульс и, следовательно,
равномерный импульс.
Если такой прибор будет использоваться в лекционном зале, и индикация будет осуществляться путем
проекции светового луча, целесообразно предусмотреть возможность для экспериментатора определить,
сработал ли тормоз преждевременно, если он находится не в непосредственной близости от прибора. Ранее
использовавшиеся в подобных случаях средства нецелесообразны, или же они требуют также проецирования
светового сигнала, обозначающего срабатывание тормоза, что довольно хлопотно. Предлагаемая далее
конструкция, помимо выполнения необходимых требований, обладает дополнительным преимуществом:
экспериментатор может также определить, был ли с помощью прибора измерен интервал времени, равный
или меньший, чем тот, в течение которого пружина приводит диск в движение. Такое измерение, естественно,
неточное, поскольку в этом случае пружина, находясь под напряжением, должна также останавливаться
тормозом. На практике я предусматриваю отдельный контакт, который размыкается при срабатывании
тормоза, и соединяю этот контакт параллельно со вторым контактом в цепи лампы, служащей для освещения
шкалы, цепь которой замыкается пружиной.
По погасанию лампы можно определить, сработал ли тормоз преждевременно, поскольку в этом случае оба
контакта разомкнуты, и лампа погасла. Однако при правильном измерении лампа не гаснет, поскольку в этом
случае приводная пружина сначала разжимается и замыкает контакт, так что лампа не может погаснуть, когда
тормоз размыкает относительный контакт. Однако, если при проведении измерений движущая пружина,
находясь в натянутом состоянии, останавливается тормозом, лампа гаснет, поскольку в этом случае контакт,
управляемый пружиной, не замыкается, а другой контакт размыкается тормозом. Данная конструкция
представляет собой простой и надежный способ предотвращения ошибочных измерений или указания на
факт неточности, даже когда наблюдатель не видит прибор и наблюдает только за проецируемой шкалой.
Кроме того, считывание показаний счетчика оборотов (70) невозможно в лекционном зале, если
измерительный прибор установлен на стене, и даже затруднительно в лаборатории, когда наблюдатель
находится на расстоянии от прибора.
В качестве меры по устранению этого недостатка можно также проецировать изображение счетчика оборотов.
Это не слишком сложно, поскольку для этой цели не требуется ни новый источник света, ни новый объектив
80). Для подсчета количества оборотов может быть предусмотрено включение звукового сигнала при каждом
завершенном обороте с помощью контакта, который при многократных оборотах системы 85 может быть
приведен в согласованное взаимодействие с тормозной колодкой, если она используется для обеспечения
постоянной скорости вращения. Наилучшим способом подачи такого сигнала будет звон колокола с чистым
звучанием, который легко распознать как в рабочей комнате, так и в лекционном зале.
Однако, если последовательные вращения следуют друг за другом слишком быстро, то для этого способа
подсчета вращений необходимо использовать оптический подсчет.
Кроме того, с помощью описанных средств можно измерять интервалы, превышающие интервал полного
оборота системы, если система совершает несколько колебаний, причем колебания системы ограничиваются
пружинным ограничителем, который поглощает энергию системы и передает ей равномерный импульс в
противоположном направлении точно в момент времени 10,5, благодаря чему система возвращается в
исходное положение, где движущая пружина, которая в данном случае не отводится в сторону, снова
передает новый импульс в первом направлении. Если 110 использовать описанным образом прибор,
допускающий угловое перемещение менее 360°, то прибор можно легко сконструировать таким образом,
чтобы время, которое система 115 тратит на прохождение максимального диапазона колебаний до момента
изменения направления, соответствовало точно заданной глубине воды, например, 50 саженей или 500
саженей, при этом 120 при каждом изменении направления подавался акустический или другой сигнал, так
что при проведении замеров глубина информируется на слух о глубине.
Если измерительный прибор с колебательной системой будет использоваться для измерения более
длительных интервалов времени, то предпочтительно приводить дополнительные силы в конце каждого
колебания или в начале каждого нового колебания, так чтобы система поддерживалась в непрерывном
колебании, предпочтительно таким образом, чтобы каждое колебание занимало одинаковую
продолжительность. Снятие таких сил может быть легко осуществлено путем воздействия на контакт в
соответствующих крайних положениях диапазона колебаний. При использовании множества колебаний для
измерения времени необходимо иметь возможность считывать число колебаний на приборе, что при
медленных колебаниях при определенных условиях может быть выполнено невооруженным глазом; однако
при быстрых колебаниях, которые делают подсчет невозможным и могут привести к ошибкам, особенно
вблизи точки изменения направления колебаний, подсчет с помощью оптического или акустического сигнала,
подаваемого только один раз при каждом полном колебании, позволяет избежать таких ошибок.
Однако еще лучше, если подсчет будет производиться с помощью счетного механизма, функционально
соединенного с колебательной системой.
При проведении измерений в научных целях часто возникает необходимость точно измерить чрезвычайно
короткие интервалы времени, составляющие, например, всего одну тысячную секунды. Кроме того, при
проведении научных и практических исследований может быть крайне важно с предельной точностью
определить одновременность операций.
Тот факт, что при измерении очень коротких интервалов тормозится не только вращающаяся система, но и
приводная пружина, сам по себе приводит к неточности измерения, помимо недостатка, заключающегося в
быстром износе тормозной колодки. В качестве удобного решения можно сократить время, в течение которого
системе передается движущая сила, до времени, необходимого для срабатывания тормоза, или, наоборот,
увеличить время, необходимое для срабатывания тормоза, так чтобы оно превышало время, в течение
которого передается движущая сила. Доступен широкий выбор средств для замедления действия тормоза.
Наилучший способ — придать тормозу определенную массу и использовать пружину, слабую по отношению к
этой массе, чтобы движение тормоза было медленным. Или же тормоз может перемещаться по пути длиной
5,5 мм до тех пор, пока тормозная колодка не упрется во вращающийся диск. В этих двух случаях в
соответствии с передовой практикой будет перемещать тормозную колодку по параллельной направляющей,
чтобы траекторию движения тормоза можно было регулировать по желанию, что позволит корректировать
показания устройства измерения времени и обеспечит, чтобы тормозная колодка не ударялась о периферию
диска в неподходящий момент.
Прежде всего, предпочтительно сконструировать тормоз таким образом, чтобы, особенно при измерениях в
нулевой момент времени, время срабатывания тормоза можно было регулировать без изменения настройки
чувствительности. Помимо изменения траектории движения тормоза, можно изменять его массу, или же
использовать набор масс, положение которых можно регулировать.
На рис. 8 в качестве примера показана конструкция, позволяющая изменять время срабатывания тормоза без
изменения его чувствительности.
1 обозначает тормозной магнит; 2 — тормозной сигнал; 3 — вращающийся диск; 4 — пружину; 5 — ось
вращения тормозной системы; и 6 — три 80-градусных рычага, отходящих от оси вращения 5 и каждый из
которых несет подвижный груз 7. Время, необходимое для срабатывания тормоза, может изменяться путем
перемещения грузов на соответствующих рычагах. Груз весом 85 фунтов (около 29 кг) служит для
балансировки системы и крепится к одному из рычагов.
Необходимо использовать шкалу, на которой нулевая отметка находится в том положении, в котором должна
находиться стрелка, чтобы обозначить 90-градусное нулевое время при проведении измерения.
Очевидно, что это положение не совпадает с положением, указанным стрелкой системы перед началом
измерения, когда пружина привода находится под нагрузкой. 95 В качестве контрольного параметра на той же
шкале ставится вторая нулевая отметка, указывающая на исходное положение. Если использовать
измерительное устройство с такой шкалой для определения одновременности операций, можно с абсолютной
точностью определить, какая операция началась раньше, а какая позже. Если, например, операция,
воздействующая на тормоз, произошла раньше, чем операция, приводящая систему в движение, стрелка I
0,05 окажется на отрицательной стороне нулевой отметки измерительной шкалы и укажет на то, что эта
операция произошла первой. Для определения того, насколько преждевременной была эта операция, можно
предусмотреть дополнительный набор масштабных отметок 110, при этом нулевая отметка должна совпадать
с нулевой отметкой основной шкалы, а сама шкала должна быть направлена в противоположную сторону от
основной шкалы. На рис. 5 показана схема, где 115 — нулевая отметка, указывающая на начальное
Соседние файлы в папке патенты