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Vorrichtung zum Quadrieren und Wurzelziehen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Quadrieren oder Wurzelziehen aus gegebenen Größen.
Sie hat die Aufgabe, mit möglichst einfachen Mitteln zu arbeiten. Erfindungsgemäß
wird eine selbstabgleichende Brücke verwendet, die in zwei gegenüberliegenden Außenzweigen
nur gemeinsam verstellbare Widerstände, in einem d.az-%i-ischenliegenden Außenzweig
aber einen für sich verstellbaren Widerstand hat.
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Soll quadriert werden, dann wird die zu quadrierende Größe, die in
einem Widerstand abgebildet wird, mit den gemeinsam einstellbaren Widerständen eingestellt;
in dem Brückenzweig liegt ein Steuerrelais für einen Abgleichmotor, der den für
sich einstellbaren Widerstand abgleicht lind gleichzeitig eine Registriervorrichtung
(Zeiger, "Zählwerk, Druck- oder Lochgerät usw.) betätigt. Dieser letzte Widerstand
ist, sobald der Abgleichmotor stillsteht, das Gleichgewicht der Brücke also hergestellt
ist, dem Quadrat der vorgegebenen Größe proportional.
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Soll die Quadratwurzel gezogen werden, dann wird die Eingangsgröße
mit dem für sich einstell baren Widerstand vorgegeben, und der Abgleichmotor, der
von den im Brückenzweig liegenden Steuerrelais gesteuert wird, betätigt die Einstellvorrichtung
für die gemeinsam verstellbaren Widerstände. Jeder dieser Widerstände ist nach Herstellung
des Brückengleichgewichtes der Quadratwurzel der vorgegebenen Größe proportional.
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Insbesondere eignet sich die Erfindung zur Bildung der geometrischen
Summe von zwei Größen, vorzugsweise zur Ermittlung des Scheinverbrauchs bei gegebenem
Wirk- und Blindverbrauch. In diesem Falle werden drei selbstabgleichende Brücken
verwendet, von denen die beiden ersten die Ouadrate der Eingangsgrößen bilden, während
die letztere die Quadratwurzel aus der Summe
dieser Quadrate zieht.
Die Summe dieser Quadrate kann in einfacher Weise dadurch vorgegeben werden, daß
man die die Quadrate abbildenden Widerstände in dem betreffenden Außenzweig der
Brücke hintereinanderschaltet.
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Soll z. B. für mehrere Speisepunkte eines Stromverbrauchergebietes
der resultierende Scheinverbrauch ermittelt werden, dann müssen zunächst die Wirkverbrauchsgrößen
und die Blindverbrauchsgrößen für sich summiert werden. Um dies durchführen zu können,
werden den genannten drei selbstabgleichenden Brücken noch zwei weitere selbstabgleichende
Brücken vorgeschaltet. Bei jeder dieser Brücken werden in einem Außenzweig die die
Wirkverbrauchsgrößen wiedergebenden Widerstände in Reihe geschaltet. Der im benachbarten
Außenzweig liegende Widerstand mit Selbstabgleichung bildet dann die Summe dieser
Wirkverbrauchsgrößen nach. Sind negative Summanden vorhanden, dann wird der zugehörige
Widerstand in dem Außenzweig des selbstabgleichenden Widerstandes und mit diesem
in Reihe geschaltet. Entsprechendes gilt für die Blindverbrauchsgrößen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Angenommen, ein größeres Stromverbrauchergebiet werde an mehreren
räumlich getrennten Speisepunkten gespeist. An den einzelnen Speisepunkten wird
periodisch wie bei den bekannten registrierenden Maximumzählern der Wirkverbrauch
auf Streifen 6, der Blindverbrauch auf Streifen 7 abgelocht. Es soll nun der Summenscheinverbrauch
bzw. das Maximum dieses Verbrauchs für das ganze Gebiet ermittelt werden. Zu diesem
Zweck werden die Lochstreifen 6 .und 7 an eine zentrale Auswertestelle gegeben,
dort werden sie an Tastern 8 vorbeigeleitet, so daß stets gleichzeitige Lochungen
gemeinsam abgetastet werden. Die gelochten Werte -,verden in Geräten 14 bis 17 für
den Wirkverbrauch und in Geräten 2q bis 27 für den Blindverbrauch in Widerständen
abgebildet, die gruppenweise in den Außenzweig von Brücken I und II hintereinandergeschaltet
sind. In den Außenzweigen B der Brücke liegen abgleichbare Widerstände i 1, 21,
deren Abgleichvorrichtungen durch Motoren 100, 20o angetrieben werden können. Die
Motoren werden mittels Schalter 10, 20 von in den Brückenzweigen eingeschalteten
Relais 1, 2 gesteuert. In den beider. anderen Außenzweigen der Brücke liegen Widerstände
18, i9 bzw. 28, 29. Mit + und - sind die Anschlüsse an eine Gleichstromspannungsquelle
angedeutet.
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Auf der Welle der Abgleichvorrichtung ioo sitzen noch zwei weitere
Abgleicharme für Widerstände 12, 13, die in gegenüberliegenden Außenzweigen E, F
einer Brücke III eingeschaltet sind. In einem dazwischenliegenden Außenzweig G liegt
ein ebenfalls abgleichbarer Widerstand 31. Die Abgleicharme sind jeweils isoliert.
Die Isolation ist der Einfachheit halber durch isolierende Kupplungen 9 angedeutet.
In dem Brückenzweig H liegt ein Relais 3, das über einen Schalter 30 einen
Motor 300 für den Antrieb des Widerstandes 31 .steuert. Die Brücke ,4 ist
ebenso geschaltet. Dort sind die entsprechenden Teile mit 22, 23, 41, 4. und 4oo
bezeichnet. In den restlichen Außenzweigen J liegen Widerstände 33, 43. Von dem
Motor 300 wird auch ein Abgleichwiderstand 32 und von dem Motor 4oo ein Abgleichwiderstand
42 in dem Außenzweig K einer weiteren Brücke V betätigt. Die Widerstände 32, 42
sind hintereinandergeschaltet. In zwei gegenüberliegenden Außenzweigen
L, H der gleichen Brücke liegen gemeinsame, von einem Motor 5oo verstellbare
Widerstände 51, 52. In dem Brückenzweig N ist ein Steuerrelais 5 eingeschaltet,
das einen Schalter 50 für einen Motor 5oo zur Verstellung der letztgenannten Widerstände
betätigt. Der Motor 500 treibt auch noch eine Lochvorrichtung 54 an, die das Endergebnis,
also den Summenscheinverbrauch, auf einem Streifen 56 ablocht. In dem restlichen
Zweig 0 der Brücke V liegt ein Widerstand 53.
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Die Anordnung arbeitet in der Weise, daß durch den Widerstand i
i der Summenwirkv erbrauch der Streifen 6 abgebildet wird. Gleichzeitig wird
ein entsprechender Widerstand durch 12 und 13 in den Brückenzweigen E und F der
Brücke III vorgegeben. Nach Einschalten der Brücke I läuft der Motor ioo so lange,
bis der Widerstand il der Summe der Widerstände 14 bis 17 entspricht, dann hat die
Brücke Gleichgewicht, das Relais i ist stromlos, und der Motor ioo wird durch den
Schalter io abgeschaltet. Genau das gleiche spielt sich bei den Brücken II und IV
ab. Nur daß hier die Blindverbrauchssumme gebildet und durch die Widerstände 22,
23 der Brücke IV vorgegeben wird. Nach bekannten Gesetzen ist nach Abgleichung des
Widerstandes 31 auf Brückengleichgewicht dieser dem Quadrat des abgegriffenen Teils
des Widerstandes 12 bzw. 13 proportional, falls der Widerstand 33 konstant gehalten
wird. Die selbsttätige Einsteuerung des Widerstandes 31 bewirkt das Relais über
den Schalter 30. Infolgedessen wird auch der Widerstand 32 der Brücke 5 auf einen
dem Quadrat der Wirkverbrauchssumme proportionalen Wert eingestellt. Analog ergibt
sich eine Einstellung des Widerstandes 42 proportional dem Quadrat der Blindverbrauchssumme.
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Die Widerstände 51, 52 _ sind nach bekannten Gesetzen und nach Gleichgewichtsabgleich
der Brücke V der Wurzel aus der Summe der Widerstände 32, 42 proportional,
entsprechen also dem Summenscheinverbrauch. Für die selbsttätige Einstellung des
Brückengleichgewichtes der Brücke V sorgt das Relais 5 mit dem Schalter 5o und der
Motor 5oo. Es wird also die Lochvorrichtung 54. entsprechend dem Summenscheinverbrauch
eingestellt, und so ergibt sich auf dem Streifen 56 die zu den gleichzeitigen Lochungen
der Streifen 6 und 7 entsprechende Registrierung für den Summenscheinverbrauch.
An Hand des Streifens 56 kann nun mit bekannten Mitteln das Maximum dieses Verbrauchs
ermittelt werden.
Man kann die einzelnen Brücken I bis V je in besonderen
Kästen anordnen und die Wellenverbindungen durch mechanische Kupplungen lösbar herstellen.
Jedoch lassen sich statt mechanischer Kupplungen auch elektrische Wellen oder Fernsteuerarten
bekannter Art verwenden. Die einzelnen Brückenkästen brauchen dann nur durch elektrische
Stecker entsprechend verbunden zu werden. Unter Umständen empfiehlt es sich auch
die Widerstandskästen 14 bis 17 und 24 bis 27 als getrennte Bauelemente herzustellen
und durch Stecker miteinander zu kuppeln, damit die Zahl oder Summanden für den
Wirk- .und Blindverbrauch willkürlich geändert werden kann. Eine solche Auswechselbarkeit
dieser Widerstandskästen oder wenigstens der in ihnen enthaltenen Widerstandsgruppen
empfiehlt sich besonders dann, wenn die in den Streifen 6 und 7 abgelochten Werte
erst nach Multiplikation mit bestimmten Faktoren in W idergtänden nachgebildet werden
sollen und diese Faktoren mehr oder weniger häufig geändert werden müssen.
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Am besten wird man die gemeinsam verstellten Widerstände jeder Brücke
gleich groß machen, um einheitliche Bauelemente zu erhalten. Notwendig ist dies
aber nicht, sondern es genügt, wenn die für die Brücke notwendige Proportionalität
gewahrt bleibt. Im letzteren Falle kann dann zwischen gemeinsam verstellten Widerständen
einer Brücke auch ein Übersetzungsgetriebe eingeschaltet werden, das diese Proportionalität
berücksichtigt.