DE461061C

DE461061C - Vorrichtung zur Bestimmung der Amplitude einer beliebigen harmonischen Schwingung

Info

Publication number: DE461061C
Application number: DEM96173D
Authority: DE
Original assignee: LUDWIG MARTENS DR ING
Current assignee: LUDWIG MARTENS DR ING
Priority date: 1926-09-12
Filing date: 1926-09-12
Publication date: 1928-06-13

Description

Vorrichtung zur Bestimmung der Amplitude einer beliebigen harmonischen Schwingung. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Amplitude einer beliebigen harmonischen Schwingung, die in einer gegebenen periodischen Schwingung enthalten ist.
Zeichnet man eine solche beipielsweise im rechtwinkligen Koordinatensystem gegebene periodische Schwingung in ein polares Koordinatensystem um, unterteilt hierauf durch Polstrahlen die graphische Darstellung der periodischen Schwingung in Abschnitte, welche je einer Halbperiode der zu untersuchenden harmonischen Schwingung entsprechen, so läßt sich nachweisen, daß man mit dem im folgenden in einem Ausführungsbeispiel in Abb. r im senkrechten Schnitt, in Abb. 2 in Vorderansicht und in Abb. 3 in Draufsicht dargestellten Apparat mit großer Genauigkeit die Amplitude der ausgewählten harmonischen Schwingung bestimmen kann.
Dieser Apparat besteht aus einem Fuß C, einem Universalgelenk G mit Bohrung, in welcher eine Stange A längsverschieblich angeordnet ist. Am Ende dieser Stange A ist ein Zeiger E befestigt, der eine Lupe F mit einem durch ein Fadenkreuz festgelegten Mittel R trägt und mit dem ein Rollenlager für einen Radkörper B starr verbunden ist. Die Stange A, die Achse des Radkörpers B und das Mittel R des Zeigers liegen in der Ebene eines Polstrahles, der vom Mittelpunkt des polaren Koordinatensystems ausgeht.
An einer Stirnseite des Radkörpers B ist ein Laufkranz L ausgebildet, der auf der Zeichenebene abrollen kann und vorteilhaft mit kleinen gefrästen Zähnen verbunden ist, um ein tangentiales Gleiten des Rades auf dem Papier zu verhindern. An der anderen Stirnseite des Radkörpers B sind Teilungen aufgebracht, die mit Hilfe eines Striches N oder eines Nonius auf der Führungsplatte D, die undrehbar mit der Stange A bzw. dem Zeiger E verbunden ist, abgelesen werden können. Mit Hilfe dieser Teilungen und des Striches N können somit Bruchteile von Drehungen des Rades L abgelesen werden. Zur Feststellung der vollen Umdrehungen des Rades L dient ein Außengewinde am Radkörper B, in das ein Stift P am Dreharm O eingreift. Eine Feder drückt den Arm O und hierdurch den Stift P in die Schraubenwindungen ein. Außer zum Zählen voller Umdrehungen dient dieser Stift gleichzeitig auch zum augenblicklicher Feststellen des Rades L, wenn dieses letztere von der Zeichenebene abgehoben wird.
Diese Vorrichtung wird nun derart auf die Zeichenebene aufgesetzt, daß der Mittelpunkt der Scheibe C mit demjenigen des Koordinatensystems (Abb. d.) übereinstimmt, in welchem die zu untersuchende periodische Schwingung eingezeichnet und durch Polstrahlen S1, S2 in aufeinanderfolgende Abschnitte entsprechend einer Halbperiode der zu untersuchenden Harmonischen zerlegt ist. Man umfährt nun mit dem Mittel R des Zeigers in einer Richtung hintereinander alle auf einanderfolgenden, beispielsweise geradzahligen Kurvenabschnitte derart, daß man beispielsweise am Schnittpunkt des Strahles S, mit der Kurve beginnt, das Mittel R des Zeigers E also mit diesem Punkt in Übereinstimmung bringt und gleichzeitig das Rad I. auf die Zeichenebene auflegt. Wird nun der Zeiger bis zum Schnittpunkt des Strahles S1' mit der Kurve bewegt, so hat das Rad L eine bestimmte Drehung vollführt und wird nun mit dem Zeiger hochgehoben; es gelangt sofort zur Ruhe. Hierauf wird das Mittel des Zeigers über den Schnittpunkt des Strahles S. mit der Kurve gebracht, das Rad L abermals auf die Zeichenebene aufgelegt und der Zeiger bis zum Schnittpunkt des Strahles S,' mit der Kurve bewegt, wobei das Rad L wiederum in gleicher Richtung sich weiterdreht. Hierauf wird wieder der Zeiger hochgehoben und zum Schnittpunkt des Strahles S3 mit der Kurve gebracht usw. Sobald; sämtliche.geradzahligenKurvenabschnitte in gleicher Richtung derart umfahren sind, werden nunmehr alle aufeinanderfolgenden ungeradzahligen Kurvenabschnitte in gleicher Weise, jedoch in entgegengesetzter Richtung, umfahren. Hierbei bewegt sich das Rad L jeweils entsprechend zurück. Man kann nun aus der Stellung des Stiftes P und ferner aus derjenigen der Teilung am Radkörper B gegenüber dem Strich N die genaue Differenz der Umdrehungen feststellen.
Würden bei diesem Verfahren sämtliche Kurvenabschnitte entsprechend einer ganzen Periode der Grundschwingung umfahren, so zeigt die Rechnung, daß bei entsprechender Bemessung des Rades L und der Teilung an ihm unmittelbar die Amplitude der untersuchten Harmonischen, beispielsweise in Millimetern oder anderen Einheiten, abgelesen werden kann, wenn auch ,die graphische Darstellung der Grundschwingung in entsprechendem Maßstabe aufgezeichnet worden war.
Ersichtlich stellt die Stange A nichts anderes als eine Führung des Zeigermittels und der Radachse in Polstrahlrichtung dar; sie kann daher in jeder geeigneten anderen Gradführungsart ausgeführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Bestimmung der Amplitude einer beliebigen harmonischen Schwingung, die in einer periodischen Schwingung enthalten ist, welch letztere durch ihre graphische Darstellung in polaren Koordinaten gegebene und .durch Polstrahlen ineinander anschließende, je einer Halbperiode der zu untersuchenden harmonischen Schwingung entsprechende Abschnitte unterteilt ist, gekennzeichnet durch folgende Einrichtung: Einen über den Mittelpunkt des polaren Koordinatensystems zu setzenden Fuß mit Universalgelenk, einen auf den geradzahligen aufeinanderfolgenden Kurvenabschnitten in einer Richtung und sodann den ungeradzahligen aufeinanderfolgenden Kurvenabschnitten in entgegengesetzter Richtung entlangzuführenden Zeiger (E), ein beim Abfahren von Kurvenabschnitten auf der Zeichenebene abrollendes und auf einer mit dem Zeiger (E) verbundenen Achse lose drehbares Rad (L), dessen Drehzahl auf eine Zählvorrichtung übertragen wird, eine Führung (Stange A) für den Zeiger (E) und das Rad (L) in Polstrahlrichtung, welche mit dem Universalgelenk des Mittelfußes verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger (E) auf seiner Führung (Stange A) festsitzt und diese im Universalgelenk verschiebbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Reibbremse (P) für das Rad (L), die gleichzeitig als Zählvorrichtung der vollen Radumdrehungen dient.