DE824865C - Rechengeraet zur Umwandlung von Koordinaten mit optischen und elektrischen Hilfsmitteln - Google Patents

Description

• Rechengerät zur Umwandlung von Koordinaten mit optischen und elektrischen Hilfsmitteln Die Erfindung bezieht sich auf Rechengeräte' zur Umwandlung von polaren in karthesische Koordinaten oder umgekehrt mit Hilfe eines von einer Lichtduelle ausgehenden, in zwei um r8o° phasenverschobene Lichtstromstöße zerlegten Strahles, wobei der eine Strahlengang hintereinander angeordneten lichtdurchlässigen verstellbaren Kurvenblenden ausgesetzt ist, deren Durchlaßbreiten Funktionen der zu bestimmenden Entfernung und je eines Höhen- und Seitenwinkels in bezug auf ein karthesisches Koordinatensystem sind, während im anderen Strahlengang eine der .r- bzw. y- bzw. z-Koordinate zugeordnete Blende liegt. Dabei sind Mittel zur Herstellung von Gleichlicht auf eine nach Wiedervereinigung der beiden Lichtströme beleuchtete Photozelle durch Verstellen der letztgenannten Blende vorgesehen. Gemäß der Erfindung wird dabei die der karthesischen Koordinate zugeordnete Blende auf folgende Weise selbsttätig verstellt. Es ist eine zweite Photozelle angeordnet, welche einem nach Frequenz und Phase der beiden Hauptstrahlen gleichen Hilfslichtstrahl ausgesetzt ist und es sind Mittel vorgesehen, welche über elektrische Vergleichseinrichtungen bei Überwiegen des einen Hauptstrahles gegenüber dem anderen Hauptstrahl eine Verstellbewegung der dem karthesischen System zugeordneten Blende in der einen und beim Überwiegen dies zweiten Strahles gegenüber dem ersten in der anderen Richtung selbsttätig durchführen.
• Eine solche Einrichtung ist beispielsweise zur Einstellung von großen Fernrohren auf bestimmte Punkte im Raum, etwa zur Vermessung von Berggipfeln u. dgl., geeignet.
• Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt Abb. i eine perspektivische Ansicht der für die Koordinatentransformationen notwendigen Größen, Abb. 2 eine Draufsicht auf ein optisches Rechengerät, Abb.3 eine Seitenansicht der Zerhackerscheibe zu Abb. 2, Abb. 4 bis 7 Seitenansichten der Kurvenscheibenblenden zu Abb. 2, Abb. 8 den Verlauf der Lichtströme bei dem gleichen Gerät, Abb. 9 und io Prinzipschaltbilder einer Ausführungsform.
• Für die Koqrdinatetransformation gilt:

  x= r#cosyg#coso

  r = Yx2 +Y a -1- z$. y = r # sin 99 . cos Q

  z = r # sin a.

  Das von einer Lichtquelle i ausgehende Strahlenbündel gelangt, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, über eine Sammellinse 2 auf ein Prisma 3, welches das Bündel in zwei gleiche, entgegengesetzt gerichtete Lichtströme A und B zerlegt, die über Umlenkprismen 4 bzw. 5 und durch die gemeinsame Zerhackerscheibe 6 (vgl. Abb. 3) geleitet werden. Im weiteren Verlauf geht der Lichtstrom A durch Glasstäbe 7, 8 und eine Kurvenscheibenblende 9 mit starrer Vorblende io sowie ein Umlenkprisma i i auf die Photozelle 12. Der Lichtstrom B ist über Glasstäbe 13 und Kurvenscheibenblenden 14, 15 und 16 mit je einer starren Vorblende io geführt und trifft nach Umlenkung durch ein Prisma ebenfalls auf die Phytozelle 12. Die Lichtströme A und B können nach Verlassen der Zerhackerscheibe als um 18o° gegeneinander phasenverschobenes Wechsellicht bezeichnet werden.
• Wie aus Abb. 8 hervorgeht, erhält die Photozelle 12 dann Licht gleichbleibender Stärke, wenn die Amplituden a und b der Lichtströme A und B gleich groß sind. Wenn die Scheiben 14, 15 und 16 entsprechend den Werten von r, cos 99 und cos ß eingestellt sind, so besteht die Aufgabe, die Scheibe 9 so nachzudrehen, daß obige Gleichheit der Lichtströme erreicht ist. Dann kann der eingangs erwähnte Wert für x = r # cos (p - cos o abgelesen werden.
• Zur Lösung dieser Aufgabe dient folgende Anordnung (vgl. Abb. 9) : Außer den beiden Hauptlichtstrahlen A und B ist ein Hilfslichtstrahl H vorgesehen, der nach Phase und Frequenz mit dem Strahl 'A gleich ist und eine Photozelle 18 beeinflußt. Die Photozelle 12 ist über einen Resonanzverstärker 20 induktiv mit den Gitterkreisen zweier im Gegentakt geschalteten Pentoden 21, 22 gekoppelt. Die Photozelle i8 ist mit einer elektrischen Kippstufenanordnung i9 bekannter Art verbunden, von der gleichzeitig gleichartige Spannungsimpulse auf die Schirmgitter der genannten Röhren gegeben werden können. In den Anodenkreisen dieser Röhren liegt je ein Stromtor 23 bzw. 24, von denen je eines einen nicht dargestellten Verstellmotor für die x-Kurvenscheibe 9 im einen bzw. anderen Drehsinn steuert. Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Wenn der Lichtstrahl A über"viegt, wird die im Takt der Lichtstrahlzerhackung auf den Resonanzverstärker 2o einwirkende Photozellenspannung verstärkt und im Gegentakt auf die Gitter der beiden Röhren 21, 22 geleitet. Die von der Photozelle 18 herrührende Spannung wird über die Kippstufe i9 den Schirmgittern der gleichen Röhren zugeleitet. Die Spannungen an den Schirmgittern schwanken im Rhythmus der Zerhackerfrequenzen und sind so bemessen, daß bei negativer Halbwelle am Gitter der Röhre 22 Durchlaß besteht. An der Anode der Röhre entsteht dadurch eine positive Spannung, die das Stromtor 24 zum Zünden bringt. Gleichzeitig ist die Spannung an der Anode der Röhre 21 negativ; das Stromtor 23 bleibt in Ruhe. Überwiegt der Lichtstrahl B, so wird in entsprechender Weise das Stromtor 23 gezündet und evtl. das Stromtor 24 über einen Kondensator zur Ruhe gebracht, falls es bisher arbeitete. Die Steuerung eines Verstellmotors für die x-Kurvenscheibe ist bereits oben erwähnt.
• Bei einer anderen Ausführungsform (Abb. io) ist wiederum ein Hilfslichtstrahl H verwendet, der die gleichen Eigenschaften wie jener nach Abb.9 aufweist. Auch die Photozelle 18 ist wieder angeordnet. Die von ihr ausgehende Spannung ist über einen Verstärker 25 auf die Stromspule 27 eines Einphasenwechselstrom-Induktionszählermotors 26 geleitet. Die von der Photozelle 12 ausgehende Spannung ist über einen Verstärker 29 und einen Übertrager 3o auf die Sl>alinuligsspule 28 des gleichen Motors geführt. Dieser ist mit dem Antrieb der Scheibe 9 gekuppelt. Er verstellt diese, je nachdem, ob der Lichtstrom A oder B überwiegt, in dem einen oder anderen Sinn, bis auf der Photozelle 12 Gleichlicht herrscht.
• Im Rahmen der Erfindung kann der Hilfslichtstrahl H auch dem Strahl B proportional sein oder es können andere an sich bekannte Vergleichsanordnungen für die von der Hilfs- und Hauptphotozelle ausgehenden Spannungen vorgesehen sein.

Claims (3)

1. PATENTANSPRCCHE: i. Rechengerät zur Umwandlung von polaren in karthesische Koordinaten oder umgekehrt mit Hilfeeines von einer Lichtquelle ausgehenden, in zwei um 18o° phasenverschobene Lichtstromstöße zerlegten Strahles, wobei der eine Strahlengang hintereinander angeordneten lichtdurchlässigen verstellbaren Kurvenblenden ausgesetzt ist, deren Durchlaßbreiten Funktionen der zu bestimmenden Entfernung und je eines Höhen-und Seitenwinkels in bezug auf ein karthesisches Koordinatensystem sind, während im anderen Strahlengang eine der x- bzw. v- bzw. z-Koordinate zugeordnete Blende liegt, wobei Mittel zur Herstellung von Gleichlicht auf eine nach Wiedervereinigung der beiden Lichtströme beleuchtete Photozelle durch Verstellen der letztgenannten Blende vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Photozelle angeordnet ist, welche einem nach Frequenz und Phase einem der beiden Hauptstrahlen gleichen Hilfslichtstrahl ausgesetzt ist und daB Mittel vorgesehen sind, welche über elektrische Vergleichseinrichtungen bei Überwiegen des ersten Hauptstrahles gegenüber dem zweiten eine V erstellbewegung der dem karthesischen System zugeordneten Blende in der einen und beim Überwiegen des zweiten Hauptstrahles gegenüber (lern ersten in der anderen Richtung selbsttätig durchführen.
2. 2. Rechengerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dall mit der Hauptphotozelle, (1 2) über einen Resonanzverstärker (20) die im Gegentakt beaufschlagten Gitter zweier Pentoden elektrisch gekoppelt sind, während der Stromkreis der Hilfsphotozelle (i8) mit den Schirmgittern dieser Röhren über eine an sich bekannte Kippstufe in Verbindung steht und daB einen Verstellmotor steuernde Stromtore im Anodenkreis der Röhren (2i, 22) vorgesehen sind.
3. 3. Rechengerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils über Verstärker mit der Hauptphotozelle (i2) die Spannungsspule (28) und mit der Hilfsphotozelle (i8) die Stromspule (27) eines als Verstellmotor dienenden Induktionszählermotors elektrisch gekoppelt ist.