DE749270C - Vorrichtung zur Bestimmung des Mittelwertes von Kurven - Google Patents

Description

• Vo-rrichtung zur Bestimmung des l#&ttelwertes von Kurven Eine Bestimmung des genauen Mittelwertes und der quadratischen Streuung von Kurven, deren einzelne Werte um einen mittleren Wert schwanken und die auf einem Träger, ins, besondere einem Registrierstreifen, dargestellt sind, macht vielfach Schwierigkeiten und erfordert besonders: bei langen Kurven oder Diagrammen sehr- viel Zeit und Rechnung, Durch die Erfindung soll ein Gerät geschaffen werden, das- sowohl den Mittelwert als auch die Streuung einer Kurve selbsttätig beirn Nachfahren der Kurve bestimmt.
• Es ist bereit& ein Gerät zur Bestimmung der mittleren Ordinaten beliebiger Abschnitte von registrierten Kurven bekanntgeworden (Zeitschrift für Instrumentenkunde, September 1905, S.:26.i bis :273), das aus' einem Antrieb und Zähl-,verk für den Vorschub des Kurventrägers und einem mit dem Antrieb gekuppelten mechanischen Linearintegrator besteht, dessen Eingangsglied- für den Fhinktionswert (Integrand) über ein Getriebe mit einem Fahrstift verbunden ist# der an der aus# zuwertenden Kurve von Hand nachgeführt wird. Gemäß der Erfindung ist bei einer solchen Vorrichtung mit dem Antrieb ein weiterer quadratischer Integrator zwecks Ermittlung der Streuung der Kurvenwerte gekuppelt.
• Z-,v,-cl,zmäßi-- sind die Integratoren auf einer längs verschiebbaren Welle angeordnet, deren Längsverscliiehting in Abhängigkeit vom Kurvenverlauf erfolgt, vorzugsweise mittels ,einer auswechselbaren I#,'-urveiibahn, die dem jeweiligen Maßstab des Kurvenblattes entspricht und auf der der Fuß der Welle beim .Nachfahren der Kurve gleitet. Zur Erleichterung des Nachfahrens der Kurve kann ein Schieber dienen, auf dem die auswechselbare Kurvenbahn und auch ein auf der Kurve laufender Zeiger angeordnet sind.
• Zur näher-en Erläuterunc, der Erfindung möge das Ausführungsbeispiel dienen, das sich bei sciner Benutzung, z. B. zur fortlaufenden Prüfung elektrischer Fernmeldeadern, bereits ausgezeichnet bewährt hat.
• Auf einer Welle i sitzen gemeinsam und fL-st zwei Kegel 2 und 3. Auf dem Mantel des Kegels:2 läuft eine Scheibe als Antrieb des Zählwerks 4 zur Anzeige der Umlaufzahl ni. Das Reibrad des Zählwerks ist mittels dei Feder 5 an den Kegelmantel angedrückt. In gleicherWeise gehört das Zählwerk 4 mit der Feder 5' zum Kegel 3 und zeigt die Umlaufzahl ii, an. Das Kurvenblatt 6 wird über einen Tisch 7 mit Hilfe einer in einem Schlitz des Tisches laufenden Vorschubwalze 8 transportiert. An. dem Tisch 7 ist die Ablauftrommel 9 und die Auflauftrommel io be- festigt. Es empfiehlt sich, die Auflauftrommel io mit einem nicht mit dargestellten Federwerk zu kuppeln -. das das Kurvenblatt 6 unter Spannung hält und auf die Trommel io aufwickelt. Die Vorschubwalze 8 besteht beispielsweise aus einer mit Stiften versehenen Scheibe, deren Stift-, in die in Diagrammstreifen übliche Randlochung eingreifen und den Längsvorschub des Kurvenblattes (% b-ewirkeii. An Stelle der mit Stiften verschenen Vorschubwalze 8 können aber auch Friktionswalzen und ähnlicheVorrichtungen verwendet werden. Wesentlich ist, daß die Antriehswelle i i für diese Vorschubvorrichtung mit der in ihrer Achsrichtung verschiebharen Welle i starr gekuppelt ist und z. B. mittels des Räderwerks 1--, 13 und 14 von. dem Motor 15, vorzugsweise einem kleinen Elektromotor, angetrieb#n wird. Es erscheint denkbar, an Stelle mit der starren Kupplung auch auf andere Weise für einen Synchronlauf der Wellen i und i i zu sorgen. Auf der Welle i i sitzt noch das Zählwerk 16, das die Umlaufzahl iv anzeigt. Der Fuß der Welle i gleitet auf der Kurvenbahn 17, die auswechselbar auf dem Schieber 18 befestigt ist, an, dem über dem Meßtisch 7 der Zeiger ig sitzt. Der Schieb-er 18 ist mittels Rollenpaaren 2o senkrecht zur Vorschubrichtung des Kurvenblattes 6 leicht beweglich geführt.
• Das Gerät wird folgendermaßen benutzt: Nach Ein,schaltung des Motors 15 wird die auf dem Blatt 6 befindliche Kurve mittels des Zeigers ig nachgefahren und dadurch über die Kurvenbähn 17 die umlaufende Welle i auf und, ab geschoben. je nach der Stellung d,-s Zeigers ig auf dem Kurvenblatt 6 und damit je nach dem Durchmesser der Kegel 2 und 3, auf denen die Zählwerke 4 und 5 gerad-c laufen, werden diese Zählwerke langsamer oder schneller angetrieben. Der Kegel 2 hat eine Gerade als Erzeugende, so daß die Umlaufzahl ni ein Maß für den Mittelwert der Kurve ist. Der Kegel 3 hat eine quadratische Kurve als Erzeugende, so daß die Umlaufzahlen n., ein Maß für die Streuungen der Einzelwerte der Kurven sind, beispielsweise in bcztig auf eine Gerade, die sich in einem bestimmten Abstand vom Mittelwert der Kurve befindet. Um die Streuung der Kurve als solche in bezug auf ihren -Mittelwert zu be- kommen, ist es nur nötig, von jeder Streuung das Ouadrat des Mittelwertes abzusetzen.
• Die Auswertung der Kurven mit Hilfe des Gerätes geschieht nun folgendermaßen: Um die Streuung und den Mittelwert aus den an den Zählwerken abgelesenen- Werten zu erhalten, ist es zunächst nötig, die Rechnungen mit dein Durchmesser der Kcgelräder durchzuführen. Gefordert sind der Durchmesser JV, auf dem Kegel mit linearer Erzeugender, der dem Mittelwert der Kurve entspricht, und der Durchmesser N, des Kegels mit quadratischer Erzeugender, der der Streuung der Meßwerte entspricht.
• Es ist ni die Anzahl der Umdrehungen des Zählwerkes 4 am Linearintegrator, n., die Anzahl der Umdrehungen des Zählwer#z-es 4# am quadratischen Integrator, n die Anzahl der Umdrehungen des Zählwerkes 16 für die Messung der Abszissenlänge, ei eine Konstante, die durch die Abmessungen aller Antriebsräder bestimmt ist.
• Als'L\Iaß für den Mittelwert der Kurve und die Streuung ergeben sich für die jem-eiligcn Radien der Kegelräder an den Berührungsstellen: Die Streuung s2 in bezug auf denr Mittelwert errechnet sich dann S2 = N2 - Ni.
• Als Maß für den, Mittelwert Ni und die Streuung s sind nunmehr die gewünschten Größen als jeweilige Durchmesser der Kegelräder an den Berührungsstellen der Reibräder bekannt. Diese Werte können nun in den Maßstab. in d-em die Kurve aufgezeichnet ist, übertragen werden. Zur Vereinfachung dieser übertragung auf die Kurve kann an der Welle i eine Skala angehracht sein, so daß bei jeder Lage der Welle der zugehörige Radius des Kegelrades 2 abgelesen werden kann, auf dein in der betreffenden Stellung das Zählwerk 4 gerade läuft. Esi braucht daher nur die Welle i an der Skala, auf den berechneten Radius ii-., eingestellt zu werden. Die Stellung des Stiftes ig auf dem Kurvenblatt 6 zeigt dann den Mittelwert der Kurve an. Zur Bestimmung der Streuung wird auf der Skala der Wert AT.,+s eingestellt und der Wert im Maßstab der Kurve abgelesen. Die Differenz dieser beiden Ablesungen mit den errechneten Werten M, und N, + s ergibt dann die Streuung der Kurve.
• Da nicht in allen Fällen der Maßstab der aufgenommenen Kurven linear ist, müssen die Schwankungen der Kurve entsprechend berücksichtigt werden, so daß eine Kurvenbahn 17 mit einem linearen Anstieg nicht immer verwendet werden kann. Mit dem be- schriebenen Gerät können jedoch Kurven in jedem beliebigen Maßstab integriert werden.. Es ist dazu lediglich eine entsprechende Form der Kurvenbahn 17 erforderlich.
• Bei dem in der Zeichnung dargestellten Gerät sind zwei Kegel auf der auf und ab schiebbaren Welle angeordnet. Falls außer dem Mittelwert und der Streuung einer Kurve noch weitere Werte aus dem Kurvenverlauf ermittelt werden sollen, lassen sich entsprechende weitere Kegel mit Zähl-werIzen auf ihr anbringen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Bestimmung des Mittehvertes von Kurven, die auf einem Träger, insbesondere einem Registrierstreifen, dargestellt sind und mittels dieses Trägers an einem Fahrstift vorüberbewegt werden, bestehend ans einem Antrieb und Zählwerk für den Vorschub des Kurventrägers und einem mit dem Antrieb gekuppelten mechanischen Linearintegrator, dessen EingangsgIied,' für den Funktionswert (Integrand) über ein Getriebe mit dem Fahrstift verbunden ist, der an der auszuwertenden Kurve von, Hand nachgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Antrieb, ein weiterer, quadratischer Integrator (3) zwecks Ermittlung der Streuun,-- der Kurvenwerte gekupel pelt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Integratoren (2, 3) auf einer längs verschiebbaren Welle (i) angeordnet sind, deren Längsverschiebung mittels einer auslivechselbaren Kurvenbahn (17) gesteuert wird, die dem jeweiligen Maßstab des Kurvenblattes (6) entspricht. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der längs verschiebbaren Welle (i) Kegel (2, 3) angeordnet sind, an welche ReiW scheiben federnd angedrückt werden, die den zugehörigen Zählwerken (4 bzw. 4#) zugeordnet sind. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 3 mit einem senkrecht zur Vorschubrichtung des Kurvenblattes leicht beweglieh angeordneten Schieber, an dem der zum Nachfahren der Kurve auf dem Kurvenblatt dienende Zeiger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an, dein Schieber (18) die die Welle (i) steuernde Kurvenbahn (1;7) angebracht ist. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, gekennzeichnet durch eine neben der Welle (i) angebrachte Skala, in der bei jeder Stellung der Welle (i) der Radius desjenigen Kreises auf dem Kegel (2 bzw. 3) abgelesen -werden kann, auf dem das Zählrad gerade läuft. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungs-Z, verfahren folgende Druckschriften in Betracht III S#_zOgen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 268 5 17, 368.251, 373 317, 451 75, 629 621; USA.-Patentschriften Nr. 1 050 148, 1 089 ioi; Zeitschrift »The Engeneers«, Bd. i6o, 1935, S. 56 bis 58 und 82 bis 84; Zeitschrift für Instrumentenkunde, Bd. 25, igo5, S. 261 bis 273.