Pneumatische Rechenmeßeinrichtung Bei einer bekannten pneumatischen
Rechenmeßeinrichtung zur Bestimmung des Produktes oder des Verhältnisses von Druckwerten
wird eine Kraftwaage benutzt, die unter der Wirkung von drei Druckkörpern mit Hilfe
eines Steuersystems im Gleichgewicht gehalten wird. Zwei Druckkörper wirken dabei
unmittelbar auf die Kraftwaage ein, von denen der eine sich gegen eine Feder abstützt,
deren Federkonstante mittels des dritten Druckkörpers eingestellt werden kann. Eine
solche Einrichtung ist in F i g. 1
schematisch dargestellt. Auf die Kraftwaage
1, die an der Stelle 2 gelagert ist, wirken die Bälge 3 und 4, denen
der Druck pl bzw. p, zugeführt wird. Der Balg 3 ist mit einer Ringfeder
5 versehen und stützt sich gegen eine Blattfeder 6 ab, deren Federkonstante
mit Hilfe des Balges 7 verändert werden kann. Dem B alg 7 wird der
Druck pf zugeführt. Die Auslenkung der Kraftwaage wird über den pneumatischen
Ab-
griff 8 (Düse-Praliplatten-System) in einen Druckwert umgewandelt,
in einem vom Betriebsdruck p, gespeisten pneumatischen Verstärker 9 verstärkt
und der Ausgangsdruck als Druck p, dein Balg 4 zugeführt. In der angegebenen
Schaltung ist der Ausgangsdruck p2 annähernd proportional dem Produkt aus
p, und pf. Diese Beziehung gilt jedoch, wie die aufgenommenen Kennlinienfelder
zeigen, nur in einem eng begrenzten Druckbereich. Bei exakter Betrachtung muß für
das Gerät die Gleichung p2 = pl - f(pf) zugrunde gelegt werden.
Hierbei ist f eine von pf nicht linear abhängige, gekrümmt verlaufende Funktion.Pneumatic arithmetic measuring device In a known pneumatic arithmetic measuring device for determining the product or the ratio of pressure values, a force balance is used which is kept in equilibrium under the action of three pressure bodies with the aid of a control system. Two pressure bodies act directly on the force balance, one of which is supported against a spring, the spring constant of which can be adjusted by means of the third pressure body. Such a device is shown in FIG. 1 shown schematically. The bellows 3 and 4, which are supplied with the pressure p1 and p, respectively, act on the force balance 1, which is mounted at the point 2. The bellows 3 is provided with an annular spring 5 and is supported against a leaf spring 6 , the spring constant of which can be changed with the aid of the bellows 7. The pressure pf is fed to the ball 7. The deflection of the force balance is the pneumatic waste handle 8 (nozzle Praliplatten system) into a pressure value is converted into a p on the operating pressure, powered pneumatic amplifier 9 amplifies and the output pressure as a pressure p, supplied your bladder. 4 In the circuit shown, the output pressure p2 is approximately proportional to the product of p and pf. However, as the recorded characteristic curves show, this relationship only applies in a narrowly limited pressure range. If you look closely, the equation p2 = pl - f (pf) must be used as a basis for the device. Here, f is a function that does not depend linearly on pf and runs in a curved manner.
Es ist außerdem eine Rechenmeßeinrichtung zur Darstellung des Verhältnisses
von vier Druckwerten nach der Gleichung Pl: P2 = P3: P4 bekannt, die mit zwei zusammengeschalteten
Kraftwaagen gleicher Ausführung arbeitet, auf die sich je zwei, also insgesamt
vier Druckkörper abstützen. Die Drehpunkte beider Waagebalken können über ein Gestänge
mit Hilfe eines weiteren Druckkörpers verstellt -werden, der vom Steuerabgriff des
einen Waagebalkens betätigt wird. Ein oder zwei der Druckkörper, deren Druck das
Rechenergebnis darstellt, werden vom Steuerabgriff des anderen Waagebalkens ausgesteuert.
Die bekannte Rechenmeßeinrichtung hat den Nachteil, daß bei der Verstellung der
Drehpunkte der Waagebalken starke Reibungskräfte zu überwinden sind, die von den
Stützen hervorgerufen werden, welche die vier Kräfte auf die Waagebalken übertragen.
Infolge dieser Reibungskräfte sind Meßungenauigkeiten unvermeidlich. Außerdem ist
eine relativ aufwendige Mechanik für die Verschiebung der Drehpunkte erforderlich.
Bei der neuen Rechenmeßeinrichtung werden ebenfalls zwei zusammengeschaltete Kraftwaagen
gleicher Ausführung mit je zwei Druckkörpern verwendet, die unmittelbar auf
die Waagebalken wirken. Die Waagebalken werden durch zwei pneumatische Steuerabgriffe
im Gleichgewicht gehalten, von denen der eine das Kraftverhältnis der beiden Kraftwaagen
einstellt und der andere mit einem oder zwei der Druckkörper verbunden ist, deren
Druck das Rechenergebnis darstellt. Der Erfindung liegt jedoch die Aufgabe zugrunde,
Reibungskräfte bei der Verstellung des Kraftverhältnisses zu vermeiden. Daher wird
an Stelle einer Verschiebung der Drehpunkte der Waagebalken von der Maßnahme nach
der eingangs beschriebenen Einrichtung Gebrauch gemacht, die Federkonstanten zweier
Federn an den Kraftwaagen zu verstellen.There is also a computing measuring device for displaying the ratio of four pressure values according to the equation Pl: P2 = P3: P4, which works with two interconnected force balances of the same design, on each of which two, i.e. a total of four, pressure bodies are supported. The pivot points of both balance beams can be adjusted via a linkage with the aid of a further pressure body, which is actuated by the control tap of one balance beam. One or two of the pressure bodies, the pressure of which represents the calculation result, are controlled by the control tap on the other balance beam. The known arithmetic measuring device has the disadvantage that, when adjusting the pivot points of the balance beams, strong frictional forces have to be overcome, which are caused by the supports which transmit the four forces to the balance beams. As a result of these frictional forces, measurement inaccuracies are inevitable. In addition, a relatively complex mechanism is required for moving the pivot points. In the new computing measuring device, two interconnected force balances of the same design are also used, each with two pressure bodies, which act directly on the balance beam. The balance beams are kept in equilibrium by two pneumatic control taps, one of which sets the force ratio of the two force balances and the other is connected to one or two of the pressure bodies, the pressure of which represents the calculation result. However, the invention is based on the object of avoiding frictional forces when adjusting the force ratio. Therefore, instead of shifting the pivot points of the balance beam, use is made of the measure according to the device described at the beginning of adjusting the spring constants of two springs on the force balances.
Gemäß der Erfindung ist der beide Kraftwaagen steuernde Abgriff mit
zwei Druckkörpern verbunden, mittels derer in an sich bekannter Weise die Federkonstanten
zweier Federn einstellbar sind, gegen die sich jeweils einer der beiden unmittelbar
auf die Waagebalken wirkenden Druckkörper abstützt.According to the invention, the tap controlling both force balances is included
two pressure bodies connected, by means of which the spring constants in a manner known per se
two springs are adjustable, against each of which one of the two is directly
supported on the balance beam acting pressure body.
Ein Ausführungsbeispiel für ein gemäß der Erfindung arbeitendes Gerät
ist in F i g. 2 der Zeichnung schematisch dargestellt. Auf die Kraftwaage
I, deren Drehpunkt mit D, bezeichnet ist, wirken die Bälge B, und B.. Dem
BalgB1 wird der Druckp, und dem Balg B, der Druck P2 zugeführt. Der Balg B, stützt
sich gegen eine Blattfeder G, ab, die vom Balg B, über einen Hebel H,. gespannt
wird. Dem Balg Bf wird der Druck pf zugeführt. Auf die Kraftwaage II, die um den
Punkt D2 drehbar ist, wirken die Bälge B und B , wobei der Balg B,
sich wieder gegen eine Biaifeder'Gjl abstützt, die über den Hebel H2 vom
Balg
Bf' gespannt wird. Die Bälge Bi und B, sind in bekannter Weise von einer Ringfeder
umgeben. Außerdem sind noch Justier- und Nullpunktsfedern fl, bis f4 angedeutet.
Das untere Ende beider Kraftwaagen ist als Prallplatte ausgebildet und steht einer
Düse 10 bzw. 11 gegenüber. Sobald die entsprechende Kraftwaage nicht
im Gleichgewicht ist, wird die zugehörige CY Düse ausgesteuert und über den nachge-C)
schalteten, vom Betriebsdruck P, gespeisten Verstärker 12 bzw. 13 ein der
Auslenkung entsprechender Ausgangsdruck erzeugt. Der Ausgang des an die Düse
10 angeschlossenen Verstärkers 12 speist nun die Bälge Bf bzw. Bf' der beiden
Kraftwaagen, während der Ausgangsdruck des der Düse 11 nachgeschalteten Verstärkers
13 den Balg B4 mit Druck versorgt. Werden den Bälgen Bl, BV B, entsprechende
Druckwerte pl, P21 p3 zugeführt, so stellt sich über den Verstärker
13 irn Balg B4 ein Druck P4 ein, für den die Beziehung gilt:
In dieser Beziehung ist der Druck pi nicht enthalten, der nach der früher
angegebenen Funktion einen nichtlinearen Verlauf zeigt. Bei gleicher Justierung
der beiden Kraftwaagen ist die oben angegebene Beziehung zwischen den Druckwerten
p, bis P4 in einem relativ großen Druckbereich linear.An embodiment of a device operating according to the invention is shown in FIG. 2 of the drawing shown schematically. The bellows B and B act on the force balance I, the pivot point of which is denoted by D .. The pressure p is fed to the bellows B1 and the pressure P2 to the bellows B. The bellows B is supported against a leaf spring G, which is supported by the bellows B via a lever H. is tensioned. The pressure pf is supplied to the bellows Bf. The bellows B and B act on the force balance II, which can be rotated around the point D2 , whereby the bellows B is again supported against a biaid spring 'Gjl which is tensioned by the bellows Bf' via the lever H2. The bellows Bi and B are surrounded in a known manner by an annular spring. In addition, adjustment and zero point springs fl, to f4 are indicated. The lower end of both force scales is designed as a baffle plate and faces a nozzle 10 and 11, respectively. As soon as the corresponding force balance is not in equilibrium, the associated CY nozzle is actuated and an output pressure corresponding to the deflection is generated via the downstream amplifier 12 or 13, which is fed by the operating pressure P. The output of the amplifier 12 connected to the nozzle 10 now feeds the bellows Bf or Bf 'of the two force balances, while the output pressure of the amplifier 13 connected downstream of the nozzle 11 supplies the bellows B4 with pressure. If corresponding pressure values pl, P21, p3 are fed to the bellows B1, BV B, then a pressure P4 is established in the bellows B4 via the amplifier 13, for which the relationship applies: In this regard, the pressure pi is not showing a non-linear profile after the previously specified function. With the same adjustment of the two force balances, the relationship given above between the pressure values p 1 to P 4 is linear in a relatively large pressure range.
Die neue Recheneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß handelsübliche
Einzelgeräte benutzt und in der erfindungsgemäßen Weise zusammenceschaltet werden
können. Die Anordnung läßt sich z. B. zum Dividieren, Multiplizieren, Quadrieren
und Radizieren verwenden, was nachstehend noch kurz erläutert werden soll. Die oben
angegebene Gleichung zwischen den Druckwerten pl bis P4 kann auch nach einer anderen
Druckgröße, z. B. p" aufgelöst werden. In diesem Fall wird der Ausgang
des Verstärkers 13 mit dem Balg B, verbunden.The new computing device is characterized by the fact that commercially available individual devices can be used and interconnected in the manner according to the invention. The arrangement can be z. B. for dividing, multiplying, squaring and square root, which will be explained briefly below. The above equation between the pressure values p1 to P4 can also be used for a different pressure variable, e.g. B. p " . In this case the output of the amplifier 13 is connected to the bellows B.
Sollen zwei Faktoren miteinander multipliziert werden, so ist der
eine Balg, z. B. B13 mit einem konstanten Druck zu speisen. Aus der obengenannten
Gleichung ergibt sich dann
Mit k ist hierbei der konstantzuhaltende Druck im Balg B, bezeichnet. Für
die Division zweier Größen, z. B. der Druckwerte p. und p, wird dem BalgB,
der konstante Druckwertp2=k zugeführt. 5o Im Ausgang des Verstärkers13, der den
Bal-B t2 4 speist, tritt dann der Quotient der Drücke p3 und p" auf,
d. h.
Soff eine Druckgröße, z. B. p., quadriert werden, so wird dieser Druck dem
Balg B, und dem Balg B2 zugeführt. Der Balg B, erhält wieder einen konstanten Druck
(pl=k), und wenn in der früher genannten Gleichungp,=p, gesetzt wird, ergibt sich
Um einen Wert, z. B. den Druck P2 zu radizieren, wird der Druck P4 im Ausgang des
Verstärkers 13
dem Balg B4 und dem Balg Bi zugeführt. Mt Pl#P4 und
p. = k ergibt sich der Ausdruck
d. h *, iin Ausgang des Verstärkers 13 tritt ein Druck auf,
der der Quadratwurzel aus dem Druck im Balg B, proportional ist, wenn dem Balg B,
ein konstanter Druckwert (p = k) zugeführt wird. Statt dessen kann
natürlich auch der Druck p. konstantgehalten und dem Balg B, der Druck zugeführt
werden, der zu radizieren ist. Bei allen Beispielen kann mit dem konstanten Druck
der Meßbereich der Recheneinrichtung in geeigneter Weise gewählt werden.If two factors are to be multiplied, one of the bellows, e.g. B. to feed B13 with a constant pressure. From the above equation then follows The pressure in bellows B to be kept constant is denoted by k. For the division of two quantities, e.g. B. the pressure values p. and p, the constant pressure value p2 = k is fed to the bellows B. 5o The quotient of the pressures p3 and p "then appears at the output of the amplifier 13, which feeds the Bal-B t2 4, i.e. Soff a print size, e.g. B. p., Are squared, this pressure is supplied to bellows B and B2. The bellows B, receives a constant pressure again (pl = k), and if p, = p, is set in the equation mentioned earlier, the result is To get a value, e.g. B. to square the pressure P2, the pressure P4 in the output of the amplifier 13 is supplied to the bellows B4 and the bellows Bi. Mt Pl # P4 and p. = k results in the expression d. h *, iin the output of the amplifier 13 occurs a pressure which is proportional to the square root of the pressure in the bellows B, if the bellows B, a constant pressure value (p = k) is supplied. Instead, of course, the pressure p. kept constant and the bellows B, the pressure to be extracted. In all examples, the measuring range of the computing device can be selected in a suitable manner with the constant pressure.