Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11479
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_409006.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=409006&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB409006A
[]
СПЕЦИФИКАЦИЯ
409,006 Усовершенствования в вычислительных приборах для расчетов, связанных со статистикой.
Мы, Li MEN INDUSTRY RESEARCH As SOCIATION, юридическое лицо, организованное в соответствии с
законодательством Великобритании, из Научно-исследовательского института, Ламбег, графство Антрим,
Северная Ирландия, и Джор Н. А. Лт. Ксандер-М. Ил. Атти В., и Роберт Иосп Х. Б. Рукс Кейг, оба из
организации-учредителя Ассоциации и оба британские субъекты, настоящим заявляем, что характер данного
изобретения заключается в следующем:
Данное изобретение относится к вычислительной машине, снабженной несколькими сумматорами с
устройством для дифференциальной настройки в соответствии с определенным принципом.
1
.5 Таким образом, получаются различные итоговые значения, относящиеся к различным характеристикам,
связанным с данным набором данных, и с помощью нескольких простых вычислений с использованием этих
итоговых значений можно оценить несколько статистических констант.
Наука статистики хорошо развита, и формулы для вычисления показателей, выражающих степень вариации,
вероятную точность средних значений и так далее, хорошо известны. Включаются только простые
арифметические вычисления: сложение, вычитание, возведение в квадрат и извлечение квадратного корня,
но поскольку количество цифр в наборе может быть большим, работа может быть трудоемкой и медленной.
До сих пор эти вычисления выполнялись канцелярским путем, используя систему таблиц в столбцах.
Известны усовершенствованные методы, в которых вычисления ограничиваются относительно небольшими
целыми числами, и могут использоваться такие вспомогательные средства, как логарифмические линейки,
вычислительные машины и таблицы. Однако, несмотря на это, трудозатраты на получение результата могут
быть значительными и ограничивают время, затрачиваемое на расчеты.
Основная цель нашего изобретения — устранить необходимость в полной или значительной части
канцелярской работы, связанной с вычислением наиболее распространенных и важных статистических
констант, а именно, среднего арифметического и стандартного отклонения. Стандартное отклонение, которое
иногда также называют стандартной ошибкой, выражает степень вариации среди набора значений или
наблюдений. Когда эти значения известны, другие важные характеристики значений могут быть получены из
них по известной формуле, например, вероятные ошибки среднего значения, вероятные ошибки отдельного
наблюдения, количество наблюдений, необходимых для того, чтобы среднее значение имело определенную
точность, и так далее. Такие вычисления часто требуются, например, в связи с биологическими или
метеорологическими наблюдениями, а также часто необходимы в связи с измерениями свойств материалов
очень изменчивого характера, примером которых могут служить текстильные материалы. В таких случаях
статистические вычисления необходимы для получения показателя регулярности материала в отношении
измеряемого свойства, а также для определения значимости разницы, показанной между средними
значениями различных образцы, независимо от того, являются ли они реальными или лишь кажущимися, и,
возможно, это связано с отбором проб или недостаточными измерениями.
Изобретенная нами машина может управляться вручную, вращая градуированную головку с помощью
прикрепленной рукоятки, используя биологические, метеорологические или другие данные, собранные из
различных источников, или серию цифр, представляющих повторные измерения какого-либо свойства. Кроме
того, если позволяет тип измерения, вычислительная машина может быть напрямую соединена с
испытательной машиной, при этом результаты обрабатываются вычислительной машиной без какой-либо
канцелярской работы, кроме записи показаний счетчиков и нескольких простых арифметических вычислений.
Если представить последовательность из N значений переменной X, X, X, X, то среднее
арифметическое M определяется уравнением $= 1 X=( x + X + X).
Это можно более кратко записать, используя символ S для обозначения «суммы всех величин, подобных»,
XM = 1 S (X).
Простейшей мерой разброса ряда значений переменной является фактический диапазон, т.е. разница между
максимальным значением m и минимальным значением 1 ( 00 Дата подачи заявки на патент: 21 октября 1932
г. № 29440/32.
Полный текст слева: 28 июня, 1, стр. 33.
Окончательная версия принята к публикации: 23 апреля 1934 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
2
409,006 Значения. В некоторых случаях это широко использовалось, но обычно это наихудший из возможных
показателей для любых серьезных целей. Мера дисперсии необходима на основе всех наблюдений, а не на
нескольких экстремальных значениях. Одной из таких мер является среднее отклонение (СО), которое
представляет собой арифметическое среднее отклонений всех значений переменной от некоторого среднего,
взятого без учета знака. Пусть отклонения от арифметического среднего обозначаются x, тогда СО ≠ (x).
Этот показатель вычисляется довольно просто, но не удобен для алгебраического подхода.
Наилучшей мерой дисперсии является «стандартное отклонение» (SD), которое представляет собой
квадратный корень из среднего арифметического всех отклонений от среднего арифметического значений
переменной и может быть записано следующим образом:
S D N=VN Sc X 2).
Эти соотношения строго применимы только тогда, когда значения переменной следуют так называемому
нормальному распределению, и количество рассматриваемых переменных достаточно велико. Эти условия
предполагаются при выполнении любых из этих вычислений, как бы они ни проводились, и в этих
обстоятельствах может быть использовано эмпирическое правило, которое имеет вид S.D = 1 253 M D ( 1).
Кроме того, можно показать (и это приём, используемый для упрощения вычислений), что стандартное
отклонение относительно среднего арифметического просто связано со стандартным отклонением
относительно любого произвольного значения переменной. Пусть A — произвольное значение, и пусть ?
/ обозначим отклонения X от A, т.е. 7 y=X-A 40 Тогда среднеквадратичное отклонение s от произвольного
значения A равно:
С/С и З).
Пусть M-A=d. Тогда можно показать, что SD = S 2t 1 ( 2).
Предметом настоящего изобретения является устройство, с помощью которого из суммарных значений,
зарегистрированных на суммирующих счетчиках, получают среднее арифметическое и стандартное
отклонение. Используемый принцип основан на двух последних правилах, упомянутых выше, и на формуле,
выведенной ниже, для получения суммы отклонений от указанной суммы -55, то есть отклонений выше
некоторого произвольного значения меньше среднего арифметического. На прилагаемой диаграмме пусть
кривая соединяет концы ряда вертикальных линий, расположенных на равном расстоянии друг от друга,
каждая из которых представляет на некотором масштабе значение переменной. Или, например, кривая может
представлять собой непрерывную запись значения некоторой измеримой характеристики образца.
Линия HK проведена в точке X = 31, где 65 — среднее арифметическое, полученное путем измерения
площади OBCDEFL и деления на OL. Выбирается некоторое произвольное значение X = A, где M = A + A.
Среднее отклонение относительно этого произвольного значения равно 70 — среднему значению отклонений
x и jy, взятому без учета знака.
Среднее отклонение относительно произвольного значения A (M D) можно получить из суммы отклонений,
превышающих это значение, следующим образом: X M.D' = (S (x) + S y) N 1-i (площадь BOD + площадь DEF).
N 1 (площадь BOD + площадь BDFLO + площадь BDEFLO).
N 1 N 1 i (площадь BCD + площадь BDFLO (площадь BCDEFLO-площадь BOD)).
N 1 = Ni 1 ( 2 площадь BCD + площадь BDFLO площадь BODEFLO).
___ 1 N ( 2 S (X) + N A S (X)) 409,{)06 окружность, концентричная с валом, и эти канавки соединены
аналогичной канавкой, наклоненной к радиусу.
Рычаг счетчика соединен звеном со свободным концом короткого рычага 60, закрепленного на другом конце
на штифте, регулируемом в пазу неподвижного кронштейна. На боковой стороне свободного конца рычага
находится штифт, который входит в зацепление с канавками на диске. Относительные положения 65
регулируются таким образом, что вращение диска с канавками перемещает штифт на рычаге вниз по
диагональному пазу во внутреннюю канавку и перемещает рычаг счетчика, а при возвращении вала в его
нулевое положение относительно неподвижного упора рычаг возвращается в исходное положение, и счетчик
регистрирует дополнительную единицу, которая представляет собой обработку одной переменной или одного
теста, в зависимости от случая. 75 Рядом с диском с канавками находится другое колесо, свободно
установленное на валу, которое имеет очень мелкие зубья храпового механизма, образованные по всей
окружности. Рычаг, закрепленный на диске с канавками, несет легкую пружинную собачку 80, с помощью
которой храповое колесо вращается вместе с диском с канавками, но не может вернуться вместе с диском с
канавками. Диск удерживается второй легкой пружинной собачкой, установленной на неподвижном
кронштейне, таким образом, чтобы входить в зацепление с зубьями. На боковой стороне этого храпового
колеса расположено несколько точно и равномерно расположенных штифтов, которые входят в зацепление
со звездообразным колесом на валу счетчика. Этот счетчик регистрирует дополнительную единицу за каждое
движение циферблата через определенное количество единиц; Дробные значения, не добавленные за один
оборот, добавляются при следующей операции. Таким образом, показания этого счетчика дают сумму
значений переменной, и это значение, разделенное на количество переменных первого счетчика, дает
среднее арифметическое. Точность зависит от тонкости зубьев храпового механизма и количества этих
зубьев, которые поворачиваются, чтобы добавить единицу ко второму счетчику. Один полный оборот рабочей
рукоятки может добавить 10 или более единиц в зависимости от близости штифтов на боковой стороне колеса
храпового механизма. Небольшая часть общей суммы, не зарегистрированная от последней переменной, не
имеет значения, поскольку количество переменных обычно очень велико, и влияние на среднее значение
очень мало. На конце вала расположен второй рифленый диск, аналогичный первому.
Он свободно поддерживается на валу, но может быть зафиксирован зажимным винтом в любом желаемом
положении на диске меньшего диаметра 115 метров, закрепленном на валу. Положение для этой настройки
считывается со шкалы, нанесенной на ободок рифленого диска, аналогичной шкале на концевом циферблате,
относительно фиксированной линии, нанесенной на конец радиальной шкалы 120. Когда N достаточно
велико, N можно подставить вместо (N 1), и формула может быть упрощена до вида: M.D 1 = 22 S (x)+AM, и из
( 1) среднеквадратичное отклонение S относительно произвольного значения A равно: S = 1 253 M Da ( 4).
и, следовательно, согласно (2), реальное стандартное отклонение S D относительно среднего
арифметического равно:
СД == VI 2532 M D 2-cd 2 (5).
Конкретной частью данного изобретения является машина, снабженная суммирующими i 5 счетчиками,
позволяющими получить: (1) общее количество обработанных переменных N; (2) сумму всех переменных
S(X), так что деление второго значения на первое дает истинное среднее арифметическое (M); (3) количество
переменных, имеющих значения больше произвольного значения A, меньшего, чем среднее арифметическое;
(4) сумму отклонений, превышающих произвольное значение A, которая равна S(x).
Таким образом, все факторы, необходимые для получения стандартного отклонения из соотношений (3) и (4),
известны. Показания третьего счетчика для этой цели не требуются, но их можно использовать для других
целей. Таким образом, если требуется информация о минимальных значениях, произвольное значение A
выбирается таким образом, чтобы оно имело очень низкое значение, а N минус показание третьего счетчика
даст количество переменных, меньших этого очень низкого значения.
Существует ряд альтернативных способов реализации изобретения в отношении механических устройств для
управления сумматорными счетчиками, и следующая конструкция описана в качестве примера; с небольшими
изменениями ее можно заставить работать по часовой стрелке или против часовой стрелки.
Машина выполнена с валом на шарикоподшипниках, на одном конце которого, снаружи корпуса, установлен
циферблат, способный вращаться примерно на 2700 градусов.
Циферблат имеет градуировку от 0 до 100 по этой части окружности и снабжен ручкой. При желании вал
может выступать за пределы циферблата для возможности соединения с испытательным стендом.
Также к валу прикреплен диск, имеющий две канавки с одной стороны около круга = 2 S (x) _d ( 3).
Рычаг X409,:06 на неподвижном диске, простирающемся до окружности рифленого диска. Два диска
вращаются относительно друг друга до тех пор, пока шкала не покажет произвольное значение выбранной
переменной, после чего они зажимаются вместе. Счетчик управляется с этого рифленого диска рычагами
аналогично тому, как это описано для первого счетчика, и добавляет единицу сложения каждые i O раз, когда
переменная превышает это произвольное значение, установленное на шкале.
Вровень с уже упомянутым валом расположен второй вал, свободно установленный на шарикоподшипниках и
слабо соединенный с первым, так что между ними может быть любой желаемый люфт. К этому валу
прикреплен радиальный рычаг, который входит в зацепление со штифтом на боковой стороне диска с
регулируемой настройкой и канавками, расположенного со стороны, удаленной от пластины.
Когда циферблат перемещается на величину, равную значению, установленному на шкале, рычаг начинает
вращать второй вал. На валу установлен второй рычаг, несущий легкий пружинный фиксатор, который входит
в зацепление с зубьями второго храпового колеса, идентичного первому, и, таким образом, вращает это
колесо на величину, равную превышению значения переменной над произвольно выбранным значением. Эти
превышения суммируются на счетчике, работающем аналогично второму счетчику. Возвращение этого
храпового колеса предотвращается вторым пружинным фиксатором, установленным на неподвижном
кронштейне, но пружинный фиксатор на подвижном рычаге возвращается в исходное положение за счет
зацепления радиального рычага со вторым штифтом, установленным на рычаге, закрепленном на главном
валу.
Возможны различные альтернативные конструкции. Например, второй вал может быть полым, а первый
может проходить насквозь, при этом неподвижная пластина может быть закреплена на его конце, а диск с
регулируемой настройкой и канавками должен располагаться рядом с его внутренней стороной.
Таким образом, все рабочие и установочные элементы могут быть вынесены наружу из закрытого корпуса,
покрывающего все рабочие части, оставляя лишь место для считывания показаний счетчиков.
Опять же, работа счетчиков может осуществляться с помощью зубчатой передачи. Вся конструкция должна
быть максимально легкой, статически сбалансированной и максимально свободной от трения. Не должно
быть никакой тенденции к перескакиванию храповых колес через собачки при быстрой работе машины.
При использовании в качестве ручного механизма, конечный циферблат поворачивается до значений
переменных одна за другой и возвращается к нулю между каждым поворотом. Счетчики считываются до и
после, если только не были обнулены счетчики. Разности на втором и четвертом счетчиках необходимо
умножить на коэффициент, который может быть отмечен на механизме, чтобы получить суммы в правильных
единицах. Затем выполняются вычисления соотношений (3) и (5), когда среднее арифметическое и
стандартное отклонение будут получены с достаточной степенью точности. Оценка других статистических
констант, относящихся к ряду переменных, затем сводится к простым алгебраическим вычислениям,
поскольку многие из них просто связаны со стандартным отклонением.
Машина может приводиться в движение механическим способом, например, как в испытательной машине,
когда какая-либо часть машины перемещается по шкале. В таких случаях испытательная машина 80
фиксируется в каком-либо удобном положении, а барабан или двухканавочный шкив крепятся к ее валу на
рабочем конце. К подвижной части испытательной машины 85 прикреплен выступ, к которому прикреплен
гибкий элемент, проходящий по барабану. Шнур из двух частей, каждая из которых проходит по отдельной
канавке в деревянной ручке Sy и закреплена одним концом на шкиве, образует простой и эффективный
способ соединения. Второй конец одной половины прикреплен к подвижной части испытательной машины, а
свободный конец второй прикреплен к грузу, при этом между барабаном или шкивом 95 и его приводным
элементом отсутствует проскальзывание. Шкив изготовлен такого диаметра, что обеспечивает полный оборот
шкалы на концевом циферблате в полном диапазоне шкалы испытательной машины, которая будет
использоваться. Если крепление вызывает какое-либо смещение нуля испытательной машины, это можно
восстановить с помощью Противовес, действующий на шкив. Показания счетчиков будут преобразованы в
единицы шкалы испытательной машины путем умножения на коэффициент, который может быть постоянно
нанесен на шкив.
Наибольшая точность всегда достигается при использовании максимально возможного поворота шкалы
кабини 110-градусной машины.
Предпочтительно также предусмотреть средства, позволяющие легко регулировать длину соединительных
элементов, чтобы испытательная машина и кумулятивная машина 115 показывали нулевое значение.
В испытательных машинах, работающих иным способом, например, в машинах для испытания на прочность,
банка на конце рычага может постепенно заполняться водой, песком или свинцовой дробью. В таких случаях
может быть внесена модификация, при которой по окончании испытания банка автоматически перемещается
на пружинные весы, а движение конца пружины затем используется для управления вычислительной
машиной описанным способом.
Опять же, во многих тестах весов madfline приходится останавливать стрелку на весах.
В конце теста, чтобы зафиксировать показания 13 A) 1 409,006 409,006, освобождение указателя включает в
себя еще одну ручную операцию. При подключении к вычислительной машине описанного типа это
индивидуальное считывание после каждого теста больше не требуется, и, следовательно, целесообразно
снять механизм фиксации указателя и заменить его любым эффективным средством, таким как демпфер.
для обеспечения постепенного возвращения указателя в нулевое положение.
Кроме того, для правильной работы вычислительной машины крайне важно, чтобы испытательная машина
оставалась в нулевом положении во время закрепления образца. Для этой цели предпочтительно
предусмотреть упор, предотвращающий регистрацию испытательной машины до начала испытания; этот упор
должен быть приспособлен для отключения элементом, приводящим испытательную машину в действие.
Дата: 19 октября 1932 года.
J OWDEN O'B Rl EN & SON.
Компания W P Thompson & Co, расположенная в Манчестере, ранее принадлежала этой фирме.
Патентные агенты.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Im 4 ( достижения в вычислительных аппаратах для расчетов, связанных со статистикой.
Мы, LI Nr N INDUSTRY RESEAR Ce I Assoc IAT Io N, юридическое лицо, организованное в соответствии с
законодательством Великобритании, из Научно-исследовательского института Ламбег, графство Антрим,
Северная Ирландия, и Джоан Н. Александр Мэтью и Роберт Джозеф Бнукс Кейг, оба из организации,
зарегистрированной по адресу Ассоциации и зарегистрированной в Великобритании, настоящим заявляем о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к счетной машине, снабженной несколькими счетчиками со средствами
дифференциальной настройки в соответствии с определенным принципом. Таким образом, получаются
различные суммы, относящиеся к различным характеристикам, связанным с данным набором чисел, и с
помощью нескольких простых вычислений, включающих эти суммы, можно оценить несколько статистических
констант.
Наука статистики хорошо развита, и формулы для вычисления показателей, выражающих степень вариации,
вероятную точность средних значений и так далее, хорошо известны. Для этого используются только простые
арифметические вычисления: сложение, вычитание, возведение в квадрат и извлечение квадратного корня,
но поскольку количество показателей в наборе может быть большим, работа может быть трудоемкой и
медленной.
До настоящего времени эти расчеты выполнялись канцелярским путем с использованием табличной системы
в столбцах.
Известны сокращенные методы, в которых вычисления ограничиваются относительно небольшими целыми
числами, и могут использоваться вспомогательные средства, такие как логарифмические линейки,
вычислительные машины и таблицы. Однако, несмотря на это, для получения результата может
потребоваться значительная канцелярская работа, что влечет за собой дополнительные затраты времени.
Основная цель нашего изобретения — устранить необходимость во всей канцелярской работе, связанной с
вычислением наиболее распространенных и важных статистических констант, а именно, среднего
арифметического и стандартного отклонения. Стандартное отклонение, которое иногда также называют
стандартной ошибкой, выражает степень вариации среди набора значений или наблюдений: когда они
известны, другие важные характеристики набора значений могут быть получены из них по известной
формуле, например, вероятные ошибки среднего, вероятные ошибки отдельного наблюдения, количество
наблюдений, необходимых для того, чтобы среднее значение имело определенную точность, и так далее.
Такие вычисления часто требуются, например, в связи с биологическими или метеорологическими
наблюдениями, а также часто необходимы в связи с измерениями свойств материалов очень изменчивого
характера, из которых текстильные материалы могут служить конкретным примером. В таких случаях
статистические вычисления необходимы для получения показателя регулярности материала в отношении
измеряемого свойства, а также для определения значимости различия, показанного между средними
значениями разных образцов. Это реально или лишь 95% кажущихся, возможно, из-за выборки или
недостаточных измерений.
Изобретенная нами машина может управляться вручную, вращая градуированную головку с помощью
прикрепленной рукоятки, используя биологические, метеорологические или другие данные, собранные из
различных источников, или серию цифр, представляющих повторные измерения какого-либо свойства. Также,
если позволяет тип измерения, вычислительная машина может быть напрямую соединена с испытательной
машиной, когда результаты обрабатываются вычислительной машиной без какой-либо канцелярской работы,
кроме записи показаний счетчиков и нескольких простых арифметических вычислений.
Если последовательность из N значений переменной представлена как X 1, X 2, a X,.
Тогда среднее арифметическое M определяется уравнением M = k (X + X 2 + Xa XXj).
Это можно более кратко записать, используя символ S для обозначения суммы всех величин, например: M =
S(X) (1).
Простейшей мерой разброса ряда значений переменной является фактический размах, т.е. разница между
максимальным и минимальным значениями. В некоторых случаях она широко использовалась, но обычно это
наихудшая возможная мера для любой серьезной цели. Мера разброса должна основываться на всех
наблюдениях, а не на нескольких экстремальных значениях. Одной из таких мер является среднее
отклонение (СО), которое представляет собой арифметическое среднее отклонений всех значений
переменной от некоторого среднего, взятого без учета знака. Пусть отклонения от арифметического среднего
обозначаются через a, тогда СО = S(X) (2).
Этот показатель вычисляется довольно просто, но не удобен для алгебраических вычислений.
Наилучшей мерой дисперсии является «стандартное отклонение» (SD), которое представляет собой
квадратный корень из среднего арифметического квадратов всех отклонений от среднего арифметического
значений переменной и может быть записано следующим образом.
S.D =A/1 S(x 2) ( 3).
Эти соотношения строго применимы только тогда, когда значения переменной следуют так называемому
нормальному распределению, и количество рассматриваемых переменных достаточно велико. Эти условия
предполагаются при выполнении любых из этих вычислений, как бы они ни проводились, и в этих
обстоятельствах может использоваться эмпирическое правило, которое имеет вид S.D = 1 253 M D ( 4 ).
Кроме того, можно показать (и это уловка, используемая для упрощения вычислений), что стандартное
отклонение относительно среднего арифметического просто связано со стандартным отклонением
относительно любого произвольного значения переменной a. Пусть A — произвольное значение, и пусть y
обозначает отклонения X от A, т.е. yq = X - A.
Тогда среднеквадратичное отклонение s от начала координат A равно:
SV= /\/ если S(y 2) () Пусть M-A=d Тогда можно показать, что (SD) =s -d ( 6).
Предметом настоящего изобретения является устройство, с помощью которого арифметическое среднее и
среднее отклонение 65 получаются простым вычислением из сумм, зарегистрированных на счетчиках, и,
следовательно, стандартное отклонение и процентный коэффициент вариации. Применяемый принцип
основан на двух последних правилах, упомянутых выше, и на формуле, выведенной ниже, для получения
общей суммы отклонений от указанной суммы отклонений выше некоторого произвольного значения, близкого
к арифметическому среднему 75. На диаграмме, показанной на фиг. 1 прилагаемых чертежей, пусть кривая
соединяет концы ряда вертикальных линий, расположенных на равном расстоянии друг от друга, каждая из
которых представляет в некотором масштабе значение переменной 80. Линия Hi K проведена в точке X = M,
арифметическое среднее. Линия BDP проведена в точке X = A, где A — любое значение, приблизительно
равное M; В данном случае А меньше М, но это не обязательно означает, что оно меньше М. 85 Формулу
можно вывести алгебраически, и можно рассмотреть два случая.
( 1) Следуя статистическому правилу и оценивая среднее отклонение (M Da) относительно предполагаемого
среднего арифметического 90 A (M D), таким образом, из диаграммы отклонения от A определяются
значениями v и y.
Таким образом, M D (S (X) + S (y)).
= N (S (x)+(NA-lS (X) -S (x)l)).
1 = (NA + 2 S (x)-S (X)).
v = (NA + 2 S (x) NM).
(x) = 2 _ (M-A).
2 S(x) N.a _(d) 7) 409,006 409,006 и из ( 4) среднеквадратичное отклонение s относительно произвольного
значения A равно s-1 253 M,)Da.
и, следовательно, согласно (6), реальное стандартное отклонение S D относительно среднего
арифметического равно (S.D)2 = 1 2532 M D 2-_( (8).
Для того чтобы это уравнение было верным с какой-либо точностью, переменные должны подчиняться
нормальному распределению, а "d" должно быть малым.
( 2) Более общая формула, которую можно использовать с достаточной точностью, когда "d" достаточно
велико, может быть получена путем оценки среднего отклонения относительно арифметического среднего,
принимая во внимание количество переменных выше и ниже предполагаемого среднего A. Таким образом, из
диаграммы, предполагая, что распределение приблизительно нормальное, так что количество переменных
выше и ниже M равно N r Nd S(v)=S(x)-j 5 d N 2 ' S(z)-S(y) +md-r + 2 N dn+rn N M-A=d.
Nd Nd S(v) +S(z) =S(z) +S(y) + 2 d =S(x)+(NA-LS(X) -s(x)l)+Nd-nd,.
2 S(z)-nd id N 2 ( 9).
S.D = 41253 M D l 5 lS d ( 10).
На самом деле эту формулу проще вычислить, чем (8) выше, и она оказывается более точной даже при
больших значениях I, когда N может составлять почти 80 процентов от N. Если A выбрано больше M, то знаки
членов, включающих "d" в (10), становятся + вместо -.
Коэффициент вариации получают по формуле %C.V S D 100 ( 11).
Конкретной частью данного изобретения является машина, снабженная счетчиками, позволяющими получить:
(1) общее число переменных N; (2) сумму всех переменных S(X), так что деление показаний второго счетчика
на показания первого дает среднее арифметическое; (3) число переменных (n), имеющих значения больше
произвольного значения A, близкого к среднему арифметическому; (4) сумму отклонений, превышающих
произвольное значение A, S(x).
Таким образом, все факторы, необходимые для уравнения (10) для расчета стандартного отклонения,
получаются из показаний счетчиков на машине. Выбрав произвольное значение A очень низким, третий
счетчик можно использовать для указания количества переменных, превышающих это значение, и, таким
образом, вычитая из показаний первого счетчика, можно получить количество переменных, имеющих
значения ниже некоторого фиксированного низкого значения. Это иногда является полезным критерием,
например, когда переменные представляют собой испытания на прочность на разрыв текстильной пряжи.
М.Д = 1 (С (в) + С (з)) Н 7 409,006 Согласно изобретению, устройство включает вал, приспособленный для
вращения при каждом срабатывании устройства от нулевой точки на угловое расстояние, соответствующее
одной цифре, показанию или измерению набора, втулку, окружающую указанный вал и способную быть
прикрепленной к нему, рычаг, закрепленный на втулке и взаимодействующий с рабочим механизмом первого
счетчика и перемещающий его на одну единицу за каждое срабатывание устройства, колесо, свободно
закрепленное на втулке и несущее множество штифтов, взаимодействующих с рабочим механизмом второго
счетчика, второй рычаг, установленный на втулке и несущий пружинный фиксатор, взаимодействующий с
зубьями храпового механизма по периферии колеса, и второй фиксатор, установленный на раме для
предотвращения вращения колеса в противоположном направлении, благодаря чему второй счетчик
регистрирует общую сумму перемещений, подсчитанных первым счетчиком, из которой можно вычислить
значение среднего арифметического цифр, показаний или измерений в наборе.
Существует несколько способов реализации изобретения в отношении механических устройств для
управления счетчиками, и следует понимать, что в изобретение могут быть внесены различные модификации
этих устройств без выхода за его рамки. Путем незначительных изменений в конструкции его можно заставить
работать по часовой стрелке или против часовой стрелки; подшипники могут быть простыми или опираться на
шариковые или роликовые подшипники. Машина может быть изготовлена различных размеров, например,
только с двумя счетчиками для получения среднего арифметического значения; с четырьмя счетчиками, как
описано выше, для получения стандартного отклонения или с тремя счетчиками для получения среднего
значения и количества испытаний ниже определенного низкого предварительного значения.
определено значение i.
Устройство для осуществления изобретения будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг. 2а представляет собой центральный продольный разрез машины без облегчения.
Рис. 2b представляет собой поперечный разрез по линии XX. Рис. 2a, вид в сторону рабочего конца.
Рис. 2c представляет собой поперечный разрез по линии YY1. Рис. 2a, вид в сторону от рабочего конца.
На рис. 3 показана вычислительная машина, прикрепленная к прибору для измерения прочности пряжи.
На рисунках 4a, 4b, 4c и 4d представлены детальные изображения.
На рис. 3 и рис. 5 показаны детали крепления конца пружинного баланса. Рабочий вал XA установлен на
шарикоподшипниках, и на одном из его концов снаружи корпуса закреплена круглая пластина B, к которой
прикреплена рукоятка C. Вал проходит через втулку D, к которой прикреплен полый градуированный
циферблат E. На конце кронштейна F' установлен неподвижный указатель или нониус F для установки
значений на шкале E. Нониус B' прикреплен к краю диска B для цели, которая будет описана позже.
Циферблат E и пластина B могут быть скреплены винтом G, когда вал и втулка действуют как единый вал. К
втулке D прикреплены рычаги II, K и L, а к валу за внутренним концом втулки прикреплен рычаг M.
Рычаг H имеет штифт h на внешнем конце, который входит в зацепление с раздвоенным рычагом 3'80 на
первом счетчике C'. Таким образом, при вращении втулки D рычаг 11 перемещается на величину,
необходимую для того, чтобы счетчик прибавил одну единицу, а при возвращении циферблата E в нулевое
положение рычаг 85 возвращается в исходное положение, готовое к следующему действию рукоятки. Два
упора a зафиксированы, как показано на рис. 2c, чтобы предотвратить слишком сильное перемещение
раздвоенного рычага в любом направлении и, следовательно, выход из зацепления 90 со штифтом h на
рычаге 11. Таким образом, счетчик cl регистрирует общее количество настроек, сделанных на циферблате.
На конце рычага K находится легкая пружинная собачка b W, зацепляющаяся с мелкими зубьями храпового
механизма 95, расположенными по периферии колеса N, которое свободно опирается на втулку D. Вращение
рычага K в направлении вперед поворачивает колесо N на равную величину, но вращение колеса 100 в
противоположном направлении предотвращается второй легкой пружинной собачкой b 2, закрепленной на
неподвижном кронштейне b. На боковой стороне колеса N расположен ряд точно и равномерно
расположенных штифтов 105 P, которые зацепляются со звездообразным колесом P на.
Вал второго счетчика 02. Этот счетчик 02 регистрирует дополнительную единицу за каждое движение
градуированного циферблата E на определенное количество из 110 делений; дроби, не сложенные за один
оборот, складываются при следующей операции. Таким образом, показания счетчика дают сумму
последовательных оборотов циферблата E.
Поскольку при каждой операции циферблат E поворачивается на 1/5 на величину, представляющую значение
переменной в наборе цифр, показание второго счетчика 02, деленное на первый C', дает значение среднего
арифметического переменных. Циферблат 120 может поворачиваться чуть более чем на 2700, и эта часть
разделена на 100 частей; а если использовать нониус на F, настройку можно производить с точностью до
одной десятой малого деления.
Второй вал R свободно установлен на 12 шарикоподшипниках, выровненных с валом A, и слабо соединен с
последним, так что между ними может быть любая желаемая точная величина люфта. На конце второго вала
R закреплен радиальный рычаг S, который перемещается вперед и назад с помощью штифтов 1 и 1n на
рычагах L и M. Рычаг M также имеет закрепленный около своего конца второй штифт mn', который входит в
зацепление с раздвоенным рычагом на счетчике C'. Величина люфта устанавливается путем удержания
циферблата E в нулевом положении (против неподвижного упора) и вращения пластины B (против часовой
стрелки в данной конструкции, которая работает по часовой стрелке) до тех пор, пока желаемое значение не
будет считано по градуированной шкале и нониусу, прикрепленным к пластине B, когда винт с накатанной
головкой G затянут. В результате этой операции рычаг M поворачивается относительно рычага L, как
показано на рис. 2e, и при нажатии на рукоятку C происходит поворот, равный Настройка механизма возврата
в исходное положение должна быть произведена до того, как штифт на рычаге M войдет в зацепление с
рычагом S и начнет вращать вал R и приводить в действие счетчик CU. Штифт 1 на рычаге L входит в
зацепление с рычагом S при возврате в исходное положение и, таким образом, возвращает второй вал R в его
нулевое положение.
Рычаг М на конце вала А входит в зацепление с рабочим механизмом счетчика С' и перемещает его на одну
единицу тогда и только тогда, когда значение конкретной цифры превышает заданное произвольное
значение.
Движение вала R вращает рычаг V, на конце которого находится легкая пружинная защелка b W, приводящая
в движение колесо W, снабженное Dins is, предназначенное для зацепления со звездообразным колесом P на
валу счетчика C'. Работа счетчика C' от рычага V идентична описанной ранее работе счетчика C' от рычага K.
Неподвижная пружинная защелка be предотвращает вращение этого колеса против часовой стрелки при
обнулении показаний счетчика. Таким образом, счетчик C' показывает сумму значений переменных,
превышающих выбранное значение, равную перемещению пластины B относительно градуированной шкалы
d M 11 E. Счетчик C' добавляет одну единицу за каждое вращение второго вала по часовой стрелке и, таким
образом, регистрирует количество переменных, имеющих значения выше выбранного значения. Все
движущиеся части статически сбалансированы, максимально облегчены и свободны от трения.
При использовании в качестве ручного станка, как описано выше, выбирается произвольное среднее
значение, и пластина B устанавливается, как описано, градуированный циферблат E вращается с помощью
рукоятки для регистрации значений переменных относительно неподвижной стрелки или нониуса,
возвращаясь к нулю между каждой настройкой. Четыре счетчика C', C', C', C' считываются до начала и после
завершения операций, и отмечаются различия. Затем различия на втором и четвертом счетчиках C' и C'
необходимо умножить на необходимый коэффициент (в зависимости от конструктивных особенностей),
который будет указан на станке, чтобы получить суммы в правильных единицах измерения.
Все факторы, необходимые для расчета среднего значения, стандартного отклонения и процентного
коэффициента вариации по формулам (1), (10) и (11), становятся доступными.
Таким образом, среднее значение M S(X) C 2 xf актора.
N г X-считывание Cl Общее число N = считывание Cl.
Число N, деленное на произвольное среднее значение (A) = показание C 3.
Сумма значений, превышающих A = S(x) = значение C 04 x множитель.
Соседние файлы в папке патенты