142678. lajstromszámú szabadalom • Villamos mérőberendezés keretszerkezet statikai értékeinek meghatározására
2 142.678 A találmány behatóbb megismerését szolgálja a csatolt rajz, amelyen az 1. ábra a számítandó fix csomópontú keretet, a 2. ábra pedig az 1. ábrában ábrázolt keret mechanikai értékeinek meghatározására alkalmasan kialakított — a találmány szerinti .—- villamos mérőberendezés kapcsolását tünteti fel egy példaképem kiviteli alakban. Az 1. ábrán az- egyes csomópontokat 1—8-al, a keret alsó támaszpontjait pedig 9—12-vel számoztuk meg. Az első ábrán az egyes rudak merevségi tényezőit m-mel, a kezdeti befogási nyomatékokat pedig x-szel jelöltük. Mint látható, az 1 és 2 csomópontok közötti rúd merevségi tényezője: mi2 , a 2 és 3 csomópontok közöttié pedig m23 és így tovább. Hasonló módon az 1 csomópontban fellépő kezdeti befogási nyomatékok jelölése: Xi2 , ill. X15, a 2 csomópontban fellépőké X2 i, ill. X,3 és X 2e , és így tovább. A 2. ábrán az 1. ábrán sorszámozott csomópontok analog áramkörei ugyanazokkal a sorszámokkal vannak ellátva. Ezekben a konjugált áramkörökben felvett pozitív körüljárási irányokat nyilak jelzik. Az 1., 2., 3.,... 8. jelű áramkörben folyó áram intenzitását ai, «2, «3, , a s -cal jelöljük. Másrészt a (2) csomóponthoz csatlakozó rudaknál a következő összefüggések állanak ferin: (Palotás: „Keretszerkezetek. II". 28. sz. képlet.) x2 i = X 31 —4Em 12 («'2+0.5«!) x26 = X 26 —4Em26 («.' 2 +0.5<*'jj) x23 = X23—4Em 23 (a' 2 -H.5«' 3 ) ahol x21) x 26 , x 23 a (2) csomóponthoz csatlakozó rudak csomóponti nyomatékai (2) pontban, a \, A csomópont egyensúlyából következik, hogy x21 + 26 -h 3 = [X 21 —mi 2 (2« 2 ;«j)] + [X26 A 3. egyenlet teljesen analóg az 1. egyenlettel. Ezzel az 1. ábrán látható ,fix csomópontú keret és a 2. ábra szerinti elektromos modell között fennálló analógia be van bizonyítva. Az 1. és 3. egyenletből kiolvasható, hogy a kezdeti befogási nyomatéknak a modellen elektromotoros erő felel meg, merevségi tényezőnek pedig ellenállás. A csomópont szögelfordulásának 1., szerint a csomópont analóg áramkörében folyó áram intenzitása felel meg. A 2. egyenlet szerint a keresett csomóípontí nyomatékok elektromos mérésekkel. meghatározhatók; például x21 csomóponti nyomatéknak megfelel az A és E pontok közötti. feszültségkülönbség, amely egy voltmérővel lemérhető. Ugyanígy bármely csomóponti nyomatékot le lehet mérni. Egy tetszőleges csomópont szögelfordulása fentiek szerint a csomópont analóg áramkörébe beik-2- ábrán a rudak analóg ellenállásait 2 m-mel, a kezdeti befogási nyomatékok analog elektromotoros erőit X-el jelöltük és ezeknek az értékeknek az indexei ugyanazon rendszer alapján vannak megválasztva, ahogy azt az 1. ábra esetében láttuk. Az 1. és 2. ábrán az azonos indexű mennyiségek egymásnak megfelelnek és egymással arányosak kell, hogy legyenek, amit úgy érünk el, hogy a modellen az ellenállásokat és az elektromotoros erőket az 1. ábra szerinti keretszerkezet mechanikai értékeivel arányosan állítjuk be. A keret rúdjait állandó inercia nyomatékunak tételezzük fel,' átviteli. tényezőjük .a = 0.5 Ezért a fentebbi 5. pont szerint az analóg (2m) ellenállások egyik fele (m) • a csatoló ellenállás. A 2. ábrán a csatoló ellenállások csillaggal vannak jelölve. Bizonyítsuk be egy tetszőlegesen kiválasztott áramkörre, például a (2) áramkörre, hogy elektromos állandói között ugyanaz a matematikai összefüggés áll fenn, mint a (2) csomópontban szereplő statikai mennyiségek között. Kirchhoff. törvénye szerint a (2) áramkörre felírható a következő egyenlet: «'2 , «' 3 , <*.'„ pedig 1, 2, 3, 6 csomópontok szögelfordulásai. Az óramutató forgása irányában történő szögelfordulás számit pozitívnak. 2., Bevezetve a =*= 2E"j jelölést 2., Bevezetve a = 2E«' jelölést x21 =X 21 —m 12 (2<Vr-«.i) x26 «»X 2t! —m26 (2«2 +«Í) xM ==X,g—m„ •(>.,+«,) tátott ampermérő segítségével állapítható meg. Ezek szerint az elektromos áramkörökben, célszerűen a rajzon az áttekinthetőség kedvéért nem ábrázolt egy vagy több mérőműszert pld. feszültségmérőket vagy árammérőket alkalmazhatunk, a kapott elektromos értékek, ill. megfelelő kalibrálás esetén mindjárt a keresett statikai értékek közvetlen leolvasására: lehet azonban a találmány szerinti berendezést úgy is kialakítani, hogy azt csupán a mérőműszerek számára való csatlakozókkal látjuk el és a mérőműszereket mindig oda kapcsoljuk be, ahol éppen leolvasni szándékozunk. Szabadalmi igénypontok: 1. Villamos mérőberendezés keretszerkezet statikai értékeinek {csomóponti nyomatékok, szögelfordulások stb.) meghatározására,. azzal jellemez-X21 +X 26 +X 23 — % (m12 +m 26 +m 23 ) — («i+« 2 )m 12 — (« 2 + «„) m 2(i — (•, + «„) m 23 = O rendezve, 1., X2 i-r-X 26 +X 23 —m„ (2«2+ "1) -^m 2 .) 2«2+«e (—m23 ) 2«,+ «,} «= O. —ma6 (2«2+« 6 'l + X,,~m,,]. (2«2 +;« 8 )=0 Rendezve r' 3., X 2 i+X 26 +X 2s —m lű (2« 2 +.« 1 )—m 29 (2«2+« 6 ) —m 23 (2« 2 4-« 3 ) =0
