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Vorrichtung zur harmonischen Analyse und Synthese Es sind harmonische
Analysatoren bekannt, bei denen in gleichen Abszissenabs.tänden liegende Werte der
zu analysierenden Funktion durch statische Momente dargestellt werden, die mittels
Verschiebung von Gewichten an im Winkel zueinander einstellbaren Hebelarmen erzeugt
werden. Die Fourier-Koeffizienten werden dann durch Auswägen des Momentes. .erhalten,
das an der gemeinsamen Achse der unter bestimmten Winkeln gegeneinander aasgelenkten
Hebel auftritt.
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Für die wirtscbaftliche Anwendbarkeit eines nach diesem Grundgedanken
arbeitenden Analysators ist Voraussetzung, daß die Einstellung der Hebelauslenkungen
auf vorgegebene, von Koeffizient zu Koeffizient wechselnde Werte genau und rasch
vorgenommen werden kann.
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Um eine sehr genaue und rasche Einstellung der Hebelarme in die vorgeschriebienen
-Aaslenkungen vornehmen zu können, sind erfindungsgemäß diese Hebel an ihrem einen
Ende zu beispielsweise halbkreisförmigen Scheiben erweitert, die mit Lächern oder
Nuten versehen. sind, die auf einem um den Hebeldrehpunkt geschlagenen Kreise in
gleichen, durch die Theorie der harmonischen Analyse gegebenen Winkelabständen liegeu.
Durch diese Löcher oder Nuten ist nach Aaslenkung der Hebel um die jeweils von der
Theorie geforderten Winkel :ein in besonderen, mit der Achse fest verbundenen Stützen
geführter Bolzen durchsteckbar, wodurch die Hebel in dieser Lage gegenüber den Stützen
und damit gegenüber "der Achse fixiert sind.
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In der Abbildung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Mit i sind die mit halbkreisförmigen Scheiben versehenen Hebel bezeichnet,
die die verschiebbaren Gewichte 2 tragen. Die Achse 3 ruht auf Schneiden oder Kugellagern
in
Böcken 5. An den Enden der Achse 3 ist je eine Stütze 6 fest mit der Achse 3 verbunden.
Die Stützen besitzen je ein Loch 7, das in gleichem Abstand wie die Löcher oder
Nuten .l der Hebelscheiben von der Achse 3 angeordnet ist.
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Durch diese Löcher 7 wird nach Au@slenkung der Hebel i um die von
der Theorie geforderten Winkel gegen die Lotrichtung der Bolzen S durchgesteckt,
wodurch die Hebel in dieser Lage gegenüber den Stützen 6 und damit gegenüber der
Achse 3 fixiert sind. In Abb.3 sind nur drei der an sich in größerer Zahl vorhandenen
Hebel im ausgelenkt.en Zustande dargestellt. Das an der Achse 3 auftretende, dem
gesuchten Fourier-Koeffizienten proportionale Gesamtmoment wird nun nach Lösung
einer bei Waagen üblichen, in der Zeichnung fortgelassenen Arretierungsvorrichtung
in der Weise ausgewogen, daß ein Gewicht 9 auf einem mit einer der Stützen 6 fest
verbundenen Laufgewichtsbalken io so lange verschoben wird, bis der mit der Achse
3 verbundene Zeiger i i sich über den Nullpunkt der Skala i2 einstellt. Da das Verhältnis
des Gewichtes 9 zu den unter sich gleichen Hebelgewichten a einen festen Wert hat,
ist das Gesamtmoment dem Abstand des Gewichtes 9 vom Nullpunkt des Laufgewicht:sbalkens
io proportional. Das Moment kann dabei positiv oder negativ sein. Positiven Werten
entspricht die eine Hälfte des Laufgewichtsbalkens, negativen die andere.
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Die Einstellung der bei der Bestimmung der verschiedenen Harmonischen
erforderlichen Hebelauslenkungen kann man entweder einzeln von Hand oder mittels
geeigneter, nach einer Zylinderfläche gekrümmter Schablonen 13 vornehmen,
die treppenförmig gestaltet sind und für jede Harmonische eine andere Treppenform
haben. Die Auslenkung der Hebel mit Hilfe dieser Schablonen erfolgt dabei in der
Weise, daß die Schablonen koaxial zur Achse 3 über die halbkreisförmigen Hebelscheiben
beispielsweise mit Hilfe einer Halte- und Führungsvorrichtung 1q. fortbewegt werden,
wobei die treppenförmigen Absätze der Schablonen die Nasen 15 mitnehmen.
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Das Gerät ist ebenso wie die obenerwähnten bekannten auch zur Fourier-Syntliese,
d. h. zum Aufbau einer Funktion aus vorgegebenen Fourier-Koeffizienten geeignet;
dabei müssen die Fourier-Koeffizienten als Hebellängen eingestellt werden.
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Der Zeitaufwand für eine Analyse oder Synthese ist schon bei Bedienung
des Apparates ohne Schablonen sehr gering und wird noch durch die Verwendung der
Schablonen wesentlich herabgesetzt. Die Genauigkeit ist, "wie an einer Probeausführung
des Erfindungsgegenstandes festgestellt wurde, nur von der zuverlässigen Einstellung
der Verschiebegewichte auf den Hebeln abhängig, da bei der Auslenkung der Hebel
zur Bildung der einzelnen Sinus- und. Cosinusprodu@l.-te und deren anschließenden
Summierung infolge der sehr exakt ausführbaren Lochung oder Nutung der halbkreisförmigen
Hebelscheiben individuelle Fehlerquellen ausgeschlossen sind. Irrtümer in der Auslenkung
der einzelnen Hebel, die beim Übergang von einem Koeffizienten zu einem anderen
nach einem hestimmten Gesetz geändert «-erden muß, sind durch die Verwendung von
Schablonen unmöglich gemacht. Das Gerät kann daher leicht von ungeschulten Kräften
bedient werden.