DE1122721B

DE1122721B - Square root transmitter

Info

Publication number: DE1122721B
Application number: DES54230A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Onno Onnen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-07-11
Filing date: 1957-07-11
Publication date: 1962-01-25

Description

Radizierender Transmitter Die Erfindung bezieht sich auf einen radizierenden Transmitter mit zwei vorzugsweise gleich langen und durch ein Gelenk verbundenen Hebeln, deren eines Ende ortsfest, jedoch drehbar gelagert ist und deren anderes Ende frei auf einer den ortsfesten Drehpunkt schneidenden Geraden verschiebbar ist mit einem auf Relatiwerschiebungen ansprechenden Indikator, der gegebenenfalls über Verstärkereinrichtungen eine Hilfskraft steuert.Root Extracting Transmitter The invention relates to a root extracting transmitter Transmitter with two preferably equally long and connected by a joint Levers, one end of which is fixed, but rotatably mounted and the other The end is freely displaceable on a straight line intersecting the stationary fulcrum with an indicator which responds to relative shifts and which, if necessary, has Amplifier devices controls an auxiliary worker.

Bei einer solchen Anordnung ist die Verschiebung des freien Endes, von der Strecklage der Hebel aus gerechnet, proportional dem Quadrat des Weges, den der Gelenkpunkt, wiederum von der Strecklage aus, hierbei zurücklegt. Voraussetzung ist dabei, daß der Weg des Gelenkpunktes ein bestimmtes Maß, verglichen mit der Hebellänge, nicht überschreitet. Für praktische Fälle genügt es, den Weg des Gelenkpunktes auf etwa 10 % der Hebellänge zu begrenzen. With such an arrangement, the displacement of the free end is calculated from the extended position of the levers, proportional to the square of the path, which the articulation point covers, again from the extended position. pre-condition is that the path of the hinge point is a certain amount compared to the Lever length, does not exceed. For practical cases it is sufficient to follow the path of the hinge point to about 10% of the lever length.

Es ist eine Recheneinrichtung mit drei Druckbälgen bekannt, die an einem um die Mittelachse drehbaren Ring als Kraftvergleichseinrichtung angreifen. Die Auslenkung des Ringes wird durch einen Indikator abgetastet und die Druckkraft eines Balges zur Kompensation des Ausschlages nachgesteuert. Abgesehen davon, daß für eine Radizierung oder Quadrierung hier drei Bälge erforderlich sind, ist die Anordnung auch mechanisch komplizierter aufgebaut. It is a computing device with three pressure bellows is known to attack a ring rotatable about the central axis as a force comparison device. The deflection of the ring is scanned by an indicator and the pressure force a bellows to compensate for the deflection. Besides that three bellows are required for a square root or square is the Arrangement also mechanically more complicated.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem freien Ende und einem entsprechend der zu radizierenden Größe verschiebbaren Glied dadurch mindestens annähernd konstant gehalten ist, daß der Indikator eine in Richtung senkrecht zu der Geraden durch die Hebelendpunkte auf den Gelenkpunkt wirkende Hilfskraft steuert. The invention is characterized in that the distance between the free end and one that can be moved according to the size to be square rooted Member is kept at least approximately constant in that the indicator is a in the direction perpendicular to the straight line through the lever end points to the hinge point acting auxiliary controls.

Eine solche Radiziereinrichtung hat gegenüber den bekannten Anordnungen den Vorteil höherer Genauigkeit der Anzeige, besonders in der Nähe des Nullpunktes der zu radizierenden Größe. Compared to the known arrangements, such a square root eraser has the advantage of higher accuracy of the display, especially in the vicinity of the zero point the size to be rooted.

Die gleiche Anordnung läßt sich auch zur Quadrierung eines Meßwertes verwenden, wenn die Wirkungsstelle des Indikators mit der der Hilfskraft in zweckmäßiger Weise vertauscht wird. Hierbei hält der Indikator den Abstand des vom Meßwert verstellten Gliedes vom Gelenkpunkt konstant, während die Hilfskraft den freien Endpunkt des Hebels verschiebt. The same arrangement can also be used for squaring a measured value use when the point of action of the indicator is more appropriate with that of the assistant Way is swapped. In doing so, the indicator keeps the distance from that which has been adjusted by the measured value Limb constant from the hinge point, while the auxiliary power the free end point of the Lever moves.

Der Transmitter gemäß der Erfindung ist besonders zur Radizierung von Meßwerten geeignet, die in Form von Drücken, vorzugsweise Wirkdruckwerten vorliegen. Zweckmäßig wirkt der zu radizierende Druck dabei auf einen federgefesselten Balgenkörper ein. Für die Radizierung der Wirkdruckwerte ist dabei die Anwendung des Kraftwaagenprinzips besonders vorteil- haft. Hierzu wird der Weg des freien Hebelendes mittels einer Feder in eine proportionale Kraft umgewandelt. Die Feder und der zu radizierende Druck wirken dann in entgegengesetzten Richtungen auf die Kraftvergleichseinrichtungen, deren Ausschlag von dem die Hilfskraft steuernden Indikator überwacht wird. The transmitter according to the invention is particularly useful for root extraction suitable for measured values that are available in the form of pressures, preferably differential pressure values. The pressure to be square root expediently acts on a spring-bound bellows body a. The force balance principle is used to extract the differential pressure values particularly advantageous detention. For this purpose, the path of the free end of the lever is determined by means of a Spring converted into a proportional force. The pen and the one to be square rooted Pressure then act in opposite directions on the force comparison devices, whose deflection is monitored by the indicator controlling the assistant.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing explained.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für die Anwendung einer elektrischen Hilfskraft, die von einem elektrischen Abgriff über einen Verstärker gesteuert wird. Nach Fig. 2 wirkt die zu radizierende Größe als Druck auf einen federgefesselten Balgenkörper. Fig. 3 und 4 zeigen die Anwendung des Kraftwaagenprinzips. Die Anordnung nach Fig. 3 ist dabei zur Radizierung, die nach Fig. 4 zur Quadrierung eines Druckmeßwertes geeignet. Fig. 1 shows an example of the use of an electrical auxiliary, which is controlled by an electrical tap via an amplifier. According to Fig. 2, the size to be extracted acts as a pressure on a spring-bound bellows body. 3 and 4 show the application of the force balance principle. The arrangement according to Fig. 3 is for square root extraction, that according to FIG. 4 for squaring a pressure measurement value suitable.

Nach Fig. 1 sind die Hebel 1 und 2 durch ein Gelenk 3 verbunden und an der Stelle 4 ortsfest jedoch drehbar gelagert. Das Ende 5 ist zum Beispiel in einer Führung auf der Geraden 6 verschiebbar. Außerdem ist am Hebelende 5 der eine Teil eines induktiven Indikators mit dem Magnetsystem 7 befestigt. Bei einer Verschiebung des Eisenankers 8 in Richtung der Pfeile 9 wird in bekannter Weise die Flußverteilung in den Schenkel des induktiven Indikators geändert. According to Fig. 1, the levers 1 and 2 are connected by a joint 3 and at the point 4 stationary but rotatably mounted. For example, the ending 5 is in a guide on the straight line 6 displaceable. In addition, one is at the end of the lever 5 Part of an inductive indicator attached to the magnet system 7. When there is a shift of the iron anchor 8 in the direction of arrows 9 is the flow distribution in a known manner changed into the leg of the inductive indicator.

Der Anker 8 wird von dem zu radizierenden Meßwert in Richtung der Pfeile bewegt. Über den Verstärker 10 wird bei einer Abweichung des Ankers 8 aus der Mittellage zwischen den Schenkeln des Magnetsystems der Elektromotor 11 in der einen oder der anderen Drehrichtung betätigt. Mittels eines Zahnrades 12 und einer Zahnstange 13 bewegt sich dabei der Gelenkpunkt 3 senkrecht zur Geraden 6, bis das am Ende 5 befestigte Magnetsystem 7 mit seinen Schenkeln wieder symmetrisch zum Eisenanker 8 steht. Wenn das System in die Ruhelage zurückgekehrt ist, ist der Weg s2, den der vom Meßwert verstellte Anker 8 zurückgelegt hat, proportional dem Quadrat des Weges sX, um den sich der Gelenkpunkt 3 aus der Strecklage der Hebel 1 und 2 entfernt hat.The armature 8 is from the measured value to be square rooted in the direction of Moved arrows. If the armature 8 deviates, the amplifier 10 turns off the central position between the legs of the magnetic system of the electric motor 11 in the operated one or the other direction of rotation. By means of a gear 12 and one Toothed rack 13 moves the hinge point 3 perpendicular to the straight line 6 until the at the end 5 attached magnet system 7 with its legs again symmetrical stands for iron anchor 8. When the system has returned to the rest position, that is Distance s2, which the armature 8 adjusted by the measured value has covered, proportional to the Square of the path sX by which the pivot point 3 moves from the extended position of the lever 1 and 2 removed.

An Stelle des induktiven Indikators können beliebige andere bekannte elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch wirkende Indikatoren verwendet werden. Instead of the inductive indicator, any other known electrically, pneumatically or hydraulically acting indicators can be used.

Nach Fig. 2 wird der zu radizierende Druckwert über die Leitung 15 einem Balg 14 zugeführt, dessen Ausdehnung infolge der Ringfeder 16 dem zugeführten Druck proportional ist. Am freien Ende 5 des Hebelsystems ist eine Ausströmdüse 17 befestigt, die dem als Prallplatte wirkenden Boden 18 des Balgenkörpers 14 gegenübersteht. Die Düse ist über eine flexible Leitung 19 an einen pneumatischen Verstärker 20 bekannter Bauart angeschlossen. Über den Ausgang 21 des Verstärkers wird der Balg 22 mit Druckluft beaufschlagt, der wiederum durch eine Ringfeder 23 gefesselt ist. Bei dieser Ausführung ist der sich im Balgenkörper 22 einstellende Druck dem Quadrat des Druckes im Balgenkörper 14 proportional. Nähert sich beispielsweise der Boden 18 des Balgenkörpers 14 der Düse 17, so steigt der Druck in der Düse an, und über den Verstärker wird auch der Druck im Balgenkörper 22 entsprechend erhöht. Wegen der sehr steilen Charakteristik der Düse bleibt somit der Abstand zwischen dem Boden 18 und der Düse 17 innerhalb des Aussteuerungsbereiches konstant. According to FIG. 2, the pressure value to be extracted is transmitted via line 15 a bellows 14 supplied, the expansion of which as a result of the annular spring 16 to the supplied Pressure is proportional. At the free end 5 of the lever system is an outlet nozzle 17 attached, which faces the bottom 18 of the bellows body 14, which acts as a baffle plate. The nozzle is connected to a pneumatic amplifier 20 via a flexible line 19 known design connected. The bellows is via the output 21 of the amplifier 22 pressurized with compressed air, which in turn is tied up by an annular spring 23. In this embodiment, the pressure established in the bellows body 22 is the square of the pressure in the bellows body 14 is proportional. For example, if the ground is approaching 18 of the bellows body 14 of the nozzle 17, the pressure in the nozzle rises and over the booster, the pressure in the bellows body 22 is increased accordingly. Because the very steep characteristic of the nozzle thus leaves the distance between the floor 18 and the nozzle 17 are constant within the control range.

Für die Radizierung von Drücken hat sich das Prinzip des Kraftvergleichs mit Hilfe einer Kraftwaage besonders bewährt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 greift der zu radizierende Druck über einen Balgenkörper 25 an einem im Punkt 26 drehbar gelagerten Hebel 27 der Kraftwaage an. Am Ende 28 wirkt auf den gleichen Hebel im entgegengesetzten Sinne eine Schraubenfeder 29, die am frei verschiebbaren Ende 5 des Hebelsystems befestigt ist. Dieses Ende 5 wird von einem bei 31 gelagerten Hebel 30 von verhältnismäßig großer Länge auf der Geraden 6 geführt. Der Hebelarm 27 der Kraftwaage wirkt außerdem als Prallplatte für die Düse 32, die von einem pneumatischen Verstärker 33 mit Preßluft beschickt wird. An den Ausgang des Verstärkers 33 ist der Balg 34 angeschlossen, der sich infolge der ihn umgebenden Ringfeder 35 proportional dem Druck in seinem Innern ausdehnt. Die Anordnung nach Fig. 3 ist besonders geeignet, um Wirkdrücke zu radizieren und den zugehörigen Durchflußwert unmittelbar anzuzeigen oder in einen Regler einzuführen. Der Wirkdruck wird hierbei dem Balg 25 zugeführt, und dem Balg 34 kann der dem Durchfluß proportionale Druck wert entnommen und durch ein Druckmeßgerät mit linearer Skala angezeigt werden. Bei einer Wirkdruckänderung im Balg 25 ändert sich der Druck in der Düse 32, und über den Verstärker 33 wird der Druck im Balgenkörper 34 verändert. Der Gelenkpunkt 3 verschiebt sich, und die Feder 29 wird gespannt oder entspannt, bis sie auf den Hebelarm 27 das gleiche Drehmoment, jedoch im entgegengesetzten Sinne ausübt wie der Balg 25. In dieser Lage bleibt der Hebei 27 in Ruhe. Wegen der steilen Charakteristik der Düse 32 ändert sich der Abstand des Hebelarmes von der Düse innerhalb des Aussteuerungsbereiches nur sehr wenig. Damit der beschriebene Transmitter ausreichend genau arbeitet, muß die Rückwirkung der Feder 29 auf den Balg 34 genügend klein gehalten, d. h. der Balg 34 z. B. über seine Feder 35 verhältnismäßig stark gefesselt sein. The principle of force comparison has been used to extract pressures especially proven with the help of a power balance. In the embodiment of Fig. 3, the pressure to be square root engages via a bellows body 25 at one point 26 rotatably mounted lever 27 of the force balance. In the end 28 acts on the same Lever in the opposite sense a coil spring 29, which is freely displaceable on End 5 of the lever system is attached. This end 5 is supported by one at 31 Lever 30 guided by a relatively great length on the straight line 6. The lever arm 27 of the force balance also acts as a baffle plate for the nozzle 32, which is of a pneumatic amplifier 33 is charged with compressed air. To the output of the amplifier 33, the bellows 34 is connected, which is due to the ring spring surrounding it 35 expands proportionally to the pressure inside it. The arrangement of Fig. 3 is particularly suitable for rooting effective pressures and the associated flow rate to be displayed immediately or to be introduced into a controller. The differential pressure is here supplied to the bellows 25, and the bellows 34 can be the pressure proportional to the flow value and displayed by a pressure measuring device with a linear scale. In the event of a change in the differential pressure in the bellows 25, the pressure in the nozzle 32 changes, and The pressure in the bellows body 34 is changed via the amplifier 33. The pivot point 3 shifts and the spring 29 is stretched or relaxed until it hits the Lever arm 27 exerts the same torque, but in the opposite sense as the bellows 25. In this position, the Hebei 27 remains at rest. Because of the steep characteristics the nozzle 32 changes the distance of the lever arm from the nozzle within the control range only very little. In order for the described transmitter to work with sufficient accuracy, the reaction of the spring 29 on the bellows 34 is kept sufficiently small, d. H. the Bellows 34 z. B. be relatively strongly tied up on his spring 35.

Fig. 4 zeigt praktisch die gleiche Anordnung für den Fall, daß ein Druckmeßwert quadriert werden soll. Der entsprechende Eingangsmeßwert wirkt dabei auf einen Balgenkörper26, der den Gelenkpunkt 3 des Hebelsystems verschiebt. Die Ausströmdüse 32 steht wiederum dem als Prallplatte wirkenden Hebei 27 gegenüber, jedoch wirkt nunmehr der vom Verstärker 33 abgegebene Ausgangsdruck auf den Balg 25. Dieser Druck ist dem Quadrat des Druckes im Balg 26 proportional, wenn das Drehmoment, das von der Feder 29 auf den Hebel 27 ausgeübt wird, den gleichen Wert wie das vom Balg 25 ausgeübte Drehmoment erreicht. Fig. 4 shows practically the same arrangement for the case that a Pressure reading should be squared. The corresponding input measured value is effective on a bellows body 26, which moves the pivot point 3 of the lever system. the The outlet nozzle 32 is in turn opposite the Hebei 27, which acts as a baffle plate, however, the output pressure delivered by booster 33 now acts on the bellows 25. This pressure is proportional to the square of the pressure in the bellows 26 if the torque, that is exerted by the spring 29 on the lever 27, the same value as that of Bellows 25 applied torque reached.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Square-root transmitter with two preferably levers of the same length and connected by a joint, one end of which is stationary, but is rotatably mounted and the other end freely on one of the stationary The fulcrum intersecting straight lines is displaceable, with a relative displacements appealing indicator, which, if necessary, has an assistant via booster facilities controls, characterized by the fact that the distance between the free end and a according to the size to be rooted displaceable member thereby at least is kept approximately constant that the indicator has a direction perpendicular to the straight line through the lever endpoints controls the auxiliary force acting on the pivot point.

2. Modification of the transmitter according to claim 1 for the squaring of a measured value, characterized in that the indicator shows the distance from the measured value adjusted limb of the hinge point constant and the auxiliary keeps the free End point (5) of the lever adjusted.

3. Radical transmitter according to claim 1 and 2, characterized in that that the size to be extracted as a pressure on a spring-bound bellows body (14) works.

4. Radical transmitter according to claim 1 and following, characterized characterized in that the path of the free end of the lever by means of a spring (29) in a proportional force is converted and this spring and the pressure to be square rooted attack a force comparison device in the opposite direction of action, whose deflection is monitored by the indicator controlling the assistant.

5. Square root transmitter according to claim 4 for a squaring of a pressure value, characterized in that the variable to be squared instead of the auxiliary engages in the pivot point (5) of the lever system and the auxiliary acts against it the spring (29) acts on the force comparison device. ~~~~~ Considered References: British Patent No. 698612.