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Vorrichtung zur unmittelbaren Bestimmung des mittleren Wertes von irgend einer Erscheinung während einer beliebigen Zeit ohne Zuhilfenahme der graphischen
Darstellung, welche die Veränderungen dieser Erscheinung veranschaulicht.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur unmittelbaren Bestimmung des mittleren Wertes irgend einer Erscheinung während einer beliebigen Zeit ohne Zuhilfenahme der graphischen Darstellung, welche die Veränderungen dieser Erscheinung veranschaulicht, wobei die Veränderungen der Erscheinung in bekannter Weise auf eine geeignete Mess-oder Anzeigevorrichtung wirken.
Besitzt man eine Mess-oder Anzeigevorrichtung, welche für die Veränderung der zu untersuchenden Erscheinung empfindlich ist, beispielsweise ein Barometer oder Manometer, wenn man Drücke untersuchen will, oder ein Thermometer, wenn man Temperaturen untersuchen will oder ein Voltmeter oder Amperemeter. wenn man elektrische Ströme untersuchen will, so lässt man gewöhnlich einen Registricrstift der betreffenden Vorrichtung auf ein Papierband einwirken, wodurch die den Veränderungen der zu untersuchenden Erscheinung entsprechende Kurve aufgerechnet wird.
Wenn man nun den mittleren Wert der beobachteten Erscheinung in der Zeit, solange die Beobachtung gedauert hat, ermitteln will, was meistens bei den industriellen l'ntersuchungen notwendig ist, misst man eine Anzahl von Ordinaten der erhaltenen Kurve, summiert die Ordinaten und dividiert die Summe durch die Anzahl der gemessenen Ordinaten. Der so erhaltene Quotient ergibt den Wert der mittleren Ordinate, d. h. den mittleren Wert der untersuchten Erscheinung.
Dieses bekannte allgemein angewendete Verfahren zur Bestimmung des mittleren Wertes einer Erscheinung während einer gewissen Zeit ist umständlich, indem man zuerst in den Besitz einer graphischen Darstellung der Veränderungen der Erscheinung kommen, hierauf eine Messung von einer grösseren oder geringeren Anzahl von Ordinaten vornehmen, alsdann die Summe der Ordinaten nehmen und endlich diese Summe durch die Anzahl der gemessenen Ordinaten dividieren muss.
Durch die Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Umständlichkeiten vermieden und ermöglicht, den mittleren Wert der Erscheinung zu finden, welcher Wert der mittleren Ordinate der graphischen Darstellung entspricht, ohne dass die letztere zu Hilfe genommen wird.
Das Prinzip, auf dem die Vorrichtung gemäss der Erfindung beruht, besteht darin, dass die Messvorrichtung nicht mehr auf einen Registrierstift, sondern auf ein bewegliches Organ wirkt, welches Verrückungen ausgesetzt wird, die den Verstellungen genau entsprechen, die der Registrerstift erleiden würde und wobei das bewegliche Organ unter Vermittlung eines Relais die Einrückung eines Tourenzählers bewirkt, wobei das Relais derart eingerichtet ist, dass der Tourenzähler während einer bestimmten, als Basis angenommenen Zeit eine solche Zahl von Touren ausführt, welche dem Wert entspricht, den die zu untersuchende Erscheinung während dieser Zeit behält.
Anstatt eine graphische Darstellung aufzuzeichnen und hierauf die Ordinate zu messen, welche dem mittleren Wert entspricht, den die Erscheinung während eines als Basis angenommenen Zeitabschnittes besitzt, wird eine Zahl angezeigt, die diesem mittleren Wert entspricht. Mit anderen Worten, wenn die Anzahl der Touren, die dem Werte Cl der untersuchten Erscheinung entspricht, N1 ist und wenn die Erscheinung diesen Wert während einer Zeit T == X < beibehält, wobei t den als Basis für das Mass der fraglichen Werte genommenen Zeitabschnitt bedeutet, so wird der Tourenzähler während dieser Zeit K. X NI Touren machen.
Wenn hierauf die Erscheinung zu dem Wert Q2 übergeht, dem die Tourenzahl N2 entspricht und wenn die
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Erscheinung diesen Wert während einer Zeit In = M X < beibehält, so wird der Tourenzähler während dieser Zeit M X N2 Touren machen, welche Tourenzahl sich selbsttätig der vorherigen h'nzufügt und 80 geht es weiter.
Aus dem Gesagten geht hervor, dass, wenn man beim Beginn einer Operation die vom Tourenzähler angegebene Zahl kennt, als welche der Einfachheit wegen 0 angenommen sei, und am Schlusse der Operation wieder die Zahl abliest, welche mit N bezeichnet werden soll, diese Zahl der Summe der gemessenen Werte entspricht. Andererseits kennt man, nachdem die Dauer T
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Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung ist in der Zeichnung eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung dargestellt, bei welcher das bewegliche, von der Mess-oder Anzeigevorrichtung in Tätigkeit gesetzte Glied die Einrückung des Tourenzählers unter Vermittlung eines elektromagnetischen Relais regelt. Das bewegliche Organ soll mit Übertrager bezeichnet werden.
In Fig. 1 ist 1 der Übertrager und 2 der Tourenzähler. Der Übertrager 1 verstellt sich, indem er sich einem Zylinder 3 nähert und von demselben entfernt, wobei dieser Zylinder von einem Motor 4 aus mit bestimmter, den vorliegenden Verhältnissen angepasster Geschwindigkeit angetrieben wird und die entsprechend gewählte Transmission 5,6 diese Geschwindigkeit sichert. Die Oberfläche des Zylinders 3 ist teilweise elektrisch leitend und teilweise (im Teile/, Fig. 2 und 3) nicht leitend. Angenommen, man wolle Ordinaten von 10 verschiedenen Werten summieren. so erhält die leitende Oberfläche des Zylinders 3 die in Fig. 2 in Seitenansicht und in Fig. 3 bei
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Aus diesen Figuren ist ersichtlich, dass man von einer Basis Cl, deren Länge z.
B. dem Zylinderumfange gleich ist, ausgehend, leitende Streifen ('2, C3...... CIO von succesive abnehmender Länge angesetzt hat, welche bestimmt sind, mit der entsprechend geformten Schleiffeder 7 des Übertragers 1 zusammenzuwirken.
Macht der Zylinder 3 während der Zeit t eine Tour, so wird die Schleiffeder 7 mit der leitenden Oberfläche des Zylinders längere oder kürzere Zeit in Berührung bleiben, je nachdem der Übertrager 1 die Schleiffeder dem einen oder dem andern der leitenden Streifen ('1¯ (' gegenüberstellt.
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emer Schloiffeder 8 und eines Kontaktringes 9 mit einem Pole einer Stromquelle 10 verbunden, während die Schleiffeder 7 an den andern Pol dieser Stromquelle angeschlossen ist, so wird der Stromkreis der Stromquelle während jeder Tour des Zylinders 3 durch längere oder kürzere Zeit geschlossen, je nach der Stellung, welche der Übertrager 1 dem Zylinder gegenüber einnimmt.
Dieses sich während der Zeitabschnitte t vollziehende Stromdurchfliessen von veränderlicher Dauer wird dazu vl-rwertet, um die Tourenzahl zu erzielen, welche der Tourenzähler 2 in der glci 'hen Zahl machen soll.
Zu diesem Zwecke muss eine entsprechende Kuppelung vorhanden sein, weiche z. B. nachstehende Einrichtung haben kann :
In den Stromkreis der Elektrizitätsquelle 10 ist die Bewicklung 11 eines Elektromagnetes 1 : 2 eingeschaltet, welcher, wenn er erregt wird, den Anker 13 anzieht. Dieser sitzt an einem um den Drehpunkt 7J beweglichen Hebel 14, welcher mittelst Schlag, nach Art eines Hammers, auf das Ende eines zweiten um 17 drehbaren Hebel 16 wirkt, durch dessen Ende 18 die Stellung eines Cbertmgungsrades 19 bestimmt wird, welches den Zweck hat. entweder in das Antriebsrad 20 des Tourenzahlers 2 einzugreifen oder dieses Rad freizugeben.
Die Welle 21 des Rades 19 wird vom Motor 4 aus durch einen geeigneten Transmissionsmechanismus 22 beständig angetrieben und kann auch die Aus-und Einrückvorrichtung der Länge nach verstellt werden.
Aus dem vorstehend Gesagten ist ersichtlich, dass, wenn der Übertrager 1 die der Ordinate Cl entsprechende Lage einnimmt, für welche der ganze Umfang des Zylinders 3 leitend ist, der Tourenzähler 2 beständig laufen wird, so lange der Übertrager 1 in der angegebenen Lage bleibt.
Ist der Übertrager in der der Ordinate C entsprechenden Lage, für welche nur des Umfanges des Zylinders. 3 leitend ist, so wird der Tourenzähler 2, während der ganzen Zeit. durch welche der Übertrager 1 in dieser Lage bleibt, bei jeder Tour des Zylinders 3 nur während eines Zehntels der Zeit laufen, welche der Zylinder zu einer Tour braucht.
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Zum leichteren Verständnis der Vorrichtung gemäss der Erfindung soll im Nachstehenden an Hand der Fig. 4 ein Beispiel näher erläutert werden.
Angenommen wird, dass es sich um die Untersuchung einer Erscheinung handle, deren Veränderungen während der Beobachtungsdauer von 6 Stunden durch die Kurve A-B-C-D-E-F-G (Fig. 4) veranschaulicht werden. Diese Kurve würde von dem Ende 7 des beweglichen Organes 1 aufgezeichnet, wenn an die Stelle des Kontaktes ein Registrierstift vorgesehen wäre, wenn sich das Organ 1 anstatt auf dem Zylinder 3 auf einem Papierband y, 0, x verstellen würde und das Papierband eine derartige Geschwindigkeit hätte, dass die Länge 0-VI in sechs Stunden an dem vorderen Ende 7 des beweglichen Organs 1 vorbeigehen würde. Ferner wird vorausgesetzt, dass der Zylinder 3 in einer Stunde 12 Umdrehungen und somit in 5 Minuten eine Umdrehung macht.
Bei diesen Voraussetzungen und bei einem Vergleich des Abschnittes A-B der Kurve (Fig. 4) ersieht man, dass die Erscheinung während der ersten Beobachtungsstunde ungefähr in den 10 ersten Minuten einen Wert beibehält, welcher der Berührung des äusseren Endes 7 des beweglichen Organes 1 mit dem Streifen C'des Zylinders 3 entspricht. Wenn V die Tourenzahl des Apparates 2 für diese Stellung des Organes 1 und für eine Umdrehung des Zylinders 3 ist, so macht der Apparat 2 während dieser 10 Minuten 2 X NI Touren. Aus der Kurve des gewählten Beispiels ist ersichtlich, dass das Organ 1 während der ersten Beobachtungsstunde 10 Minuten
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Streifen C6 und 10 Minuten mit dem Streifen in Berührung steht.
Während der ersten Beobachtungsstunde macht somit der Zähler 2
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Die Zweige B-C', C-D, D-E, E-F und F-G der Kurve ergeben, dass der Zähler in den folgenden Stunden folgende Tourenzahlen ausführt.
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Während der sechs Stunden macht der Apparat 2 N Touren.
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als wenn man auf der Kurve A-B-C-D-E-F-G gemessen hätte, vorausgesetzt, dass von einer Registriervorrichtung ebensoviel Ordinaten aufgezeichnet worden wären, als die Kurve durch eine der Koordinaten (1), (2)....... (10) hindurchgeht, entsprechend dem mittleren Wert, den die Erscheinung während der ganzen Zeit beibehält, in der das bewegliche Organ 1 auf den Streifen Cl, < .......
C !" ruht.
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<tb> Auf <SEP> d. <SEP> Abschnitt <SEP> A-B <SEP> entsprechend <SEP> d. <SEP> 1. <SEP> Stunde <SEP> : <SEP> 6 <SEP> Ordinaten
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> B-C <SEP> # <SEP> # <SEP> 2. <SEP> # <SEP> 2 <SEP> #
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> C-D <SEP> # <SEP> # <SEP> 3. <SEP> # <SEP> 3 <SEP> #
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> D-E <SEP> # <SEP> # <SEP> 4. <SEP> # <SEP> 3 <SEP> #
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> E-F <SEP> # <SEP> # <SEP> 5. <SEP> # <SEP> 1 <SEP> #
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> F-G <SEP> # <SEP> # <SEP> 6. <SEP> # <SEP> 4 <SEP> #
<tb>
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Zu bemerken ist, dass die Verbindung zwischen dem Übertrager 1 und dem Tourenzähler. 2 auch durch irgend welche andere Mittel als durch die vorstehend beschriebenen geschehen kann.
So können der Übertrager und der Zylinder 3 statt auf elektromagnetische auf rein mechanische Weise auf die Einrückvorrichtung des Tourenzählers 2 wirken, um diese Einrückvorrichtung in der gleichen Weise zu beeinflussen wie der Elektromagnet 11-12.
Auch könnte man bei Beibehaltung der Einrichtung des Zylinders 3 als elektrischer Umschalter, was viele Vorteile bietet, den Stromkreis dazu benützen, um das Durchströmen irgend eines Fluidums zu beeinflussen.
Kurz gesagt, können die elektro-mechanischen oder rein mechanischen Einzelheiten der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung je nach den vorliegenden Verhältnissen mannigfach variiert werden ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu treten, welcher im Nachstehenden festgelegt ist :
Ein durch den Registrierapparat verstelltes Übertragungsorgan verstellt sich mit Bezug auf ein sich fortgesetzt bewegendes Organ (Walze, Sektor, Band etc.), mit welchem es zusammenwirkt, wobei die wechselseitigen Stellungen der beiden Organe mittels einer Aus-und Einrückvorrichtung das Laufen eines Tourenzählers veranlassen, u. z.
in solcher Weise, dass während einer als Basis gewählten bestimmten Zeit der Tourenzähler eine Anzahl von Touren oder Tourbruchteilen ausführt, welcher mit der der Stellung des Cbertragungsorganes entsprechenden Ordinate übereinstimmen.
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vielen Fällen angewendet werden, nämlich in allen jenen Fällen, wo es wünschenswert ist, den mittleren Wert der Ordinate eines Diagramms zu kennen, ohne dieses selbst zu Rate ziehen zu müssen.
Unter diesen Anwendungen ist insbesondere die Planimetrie zu nennen. Hat man nämlich den mittleren Wert der Ordinate bestimmt, so findet man, da die Abszisse aus der zur Bestimmung verwendeten Zeit T bekannt ist, die Grösse der gesuchten Fläche aus dem Produkte m X T, ohne sich mit dem Diagramme beschäftigen zu müssen.
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auch in jenen Fällen Anwendung findet. wo statt eines vom Registrierapparate in Tätigkeit gesetzten Übertragers 1 mehrere solche Organe vorhanden sind, z. B. eines der zu messenden Ordinate, wobei diese Organe in dem Momente in Tätigkeit treten, wo der Registrierapparat auf dem Diagramme die betreffende Ordinate angibt und ausser Tätigkeit tritt, sobald die Angabe einer anderen Ordinate beginnt.
Um das Verständnis des Gesagten zu erleichtern, sei beigefügt, dass bei der durch die Zeichnung beispielsweise dargestellten Ausführungsform ein erster Übertrager vorhanden sein müsste, welcher den Tourenzähler 2 zu NI Touren während der Zeit t veranlasst, ein zweiter Cber- trager, welcher den Tourenzähler zu N2 Touren während der Zeit t veranlasst u. s. f.
und endlich cm zehnter Übertrager, unter dessen Einwirkung der Tourenzähler während der gleichen Zeit t
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Organs (, 3) zu stande kommt, welch letzteres eine ununterbrochen und gleichförmig bewegte Fläche bildet, mit welcher der Übertrager (1) immer in Berührung steht und welche derart eingerichtet ist, dass die Dauer der Verkupplung des Zählers (2) mit dem Motor (4) während einer bestimmten als Basis angenommenen Zeit geregelt wird, wobei der Zähler (2) gemäss der von dem Übertrager (1) auf der Oberfläche des die Dauer der Kupplung regelnden Organs (3) angegenommenen Stellung eine Tourenzahl ausführt, welche dem Wert entspricht. den die Erscheinung während dieser Zeit beibehält.