патенты / 17682

= "/";
. . .
741588-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
РћРџРРЎРђРќРР• РЗОБРЕТЕНРРЇ GB741588A
[]
РЅРІ Рђ ПАТЕНТНАЯ СПЕЦРР¤РРљРђР¦РРЇ Дата подачи заявки Рё подачи полной спецификации: 24 РЅРѕСЏР±СЂСЏ 1953 Рі. : 24, 1953. 741,588 в„– 32585,53. 741,588 32585,53. 8 Заявление подано РІ Соединенных Штатах Америки 26 РЅРѕСЏР±СЂСЏ 1952 РіРѕРґР°. 8 26, 1952. Полная спецификация опубликована: 7 декабря 1955 Рі. : 7, 1955. ( { ( :- 39 (1), ( 14:15 :1 3:44). ( { ( :- 39 ( 1), ( 14:15 :1 3:44). ПОЛНАЯ СПЕЦРР¤РРљРђР¦РРЇ Масс-спектрометр РњС‹, , корпорация штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки, зарегистрированная РїРѕ адресу 1104, , 2, , , настоящим заявляем РѕР± изобретении, РІ отношении которого РјС‹ РїСЂРѕСЃРёРј получить патент может быть предоставлено нам, Р° метод, СЃ помощью которого это должно быть выполнено, должен быть РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕ описан РІ следующем заявлении: , , , , 1104, , 2, , , , , , :- Настоящее изобретение относится Рє масс-спектрометрам Рё, более конкретно, Рє масс-спектрометрам, предназначенным для простого определения масс различных РёРѕРЅРѕРІ путем измерения времени, необходимого ионам для прохождения заданного расстояния. Рзобретение также относится Рє способам определения массы различных РёРѕРЅРѕРІ. массы различных РёРѕРЅРѕРІ. , , . Р’ некоторых типах масс-спектрометров. . импульсы РёРѕРЅРѕРІ используются для определения масс различных газов или паров РІ неизвестной смеси Рё относительного содержания газов Рё паров РІ смеси. Рмпульсы РёРѕРЅРѕРІ ускоряются силой для перемещения РЅР° заданное расстояние. Благодаря этой силе РёРѕРЅС‹ относительно легкой массы достигают большей скорости, чем РёРѕРЅС‹ тяжелой массы, Рё РїСЂРѕС…РѕРґСЏС‚ заданное расстояние раньше, чем РёРѕРЅС‹ тяжелой массы. Указывая относительное время, Р·Р° которое РёРѕРЅС‹ различной массы РїСЂРѕС…РѕРґСЏС‚ заданное расстояние, массы РёРѕРЅРѕРІ РёРѕРЅС‹ можно определить. indicat3 . До СЃРёС… РїРѕСЂ импульсы РёРѕРЅРѕРІ формировались путем приложения импульсов напряжения Рє электродам, управляющим движением РёРѕРЅРѕРІ, Р·Р° счет приложения импульсов напряжения Рє электродам, ускоряющим РёРѕРЅС‹. , - . работе времяпролетных масс-спектрометров присуща определенная нестабильность. Эта нестабильность РЅРµ позволила реализовать РІСЃРµ возможности времяпролетных масс-спектрометров РїРѕ различению масс различных РёРѕРЅРѕРІ РІ широком диапазоне значений. массы. -- - . lЦена 3/-1. Настоящее изобретение направлено РЅР° создание масс-спектрометра, который включает РІ себя источник РёРѕРЅРѕРІ для создания импульсов РёРѕРЅРѕРІ путем ионизации молекул газа через периодические интервалы. Масс-спектрометр включает РІ себя 50 ускоряющих РёРѕРЅС‹ электродов, РЅР° которые для ускорения подается постоянное напряжение. РёРѕРЅС‹ РЅР° заранее определенное расстояние Рё произвести разделение РёРѕРЅРѕРІ РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ РёС… массы. Путем подачи постоянного напряжения РЅР° 55 электродов, контролирующих движение РёРѕРЅРѕРІ, обеспечивается относительно стабильная работа масс-спектрометра, так что относительно резкий Получено разграничение между ионами различной массы. Поскольку РЅР° ускоряющие РёРѕРЅС‹ электроды подается постоянное напряжение, существенно упрощается Рё электрическая система, входящая РІ состав масс-спектрометра. 3/-1 - 50 55 , 60 - , . Р’ самом широком аспекте изобретение предлагает СЃРїРѕСЃРѕР± создания пучка РёРѕРЅРѕРІ РІ сгустках, особенно применимый РІ масс-спектрометрии, который включает создание РІ ограниченной области вблизи СЌРјРёСЃСЃРёРѕРЅРЅРѕРіРѕ катода электрического поля, РІ том смысле, что РѕРЅ формирует поток РёР· 70 электронов РёР· указанный катод РІ течение коротких, относительно удаленных РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР° интервалов времени генерирует РІ указанной области электрическое поле противоположного направления для предотвращения образования указанного потока между указанными интервалами, РІРІРѕРґРёС‚ ионизируемые частицы РІ указанную область Рё применяет постоянное электрическое поле Рє образующимся ионам РїСЂРё этом указанные РёРѕРЅС‹ периодически экстрагируются РёР· указанной области. 65 , 70 - , 75 , . Рзобретение также обеспечивает масс-спектрометр времяпролетного типа, который включает РІ себя источник РёРѕРЅРѕРІ, РІ котором сгустки РёРѕРЅРѕРІ создаются вышеуказанным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј. 80 -- . Предпочтительно, источник РёРѕРЅРѕРІ включает РІ себя электронно-эмиссионный катод, управляющий электрод 85, обычно удерживаемый РІ потенциально отрицательном положении РїРѕ отношению Рє указанному катоду, импульсную схему для подачи РЅР° указанный электрод коротких импульсов напряжения, переводящих указанный электрод РІ положительный потенциал РїРѕ отношению Рє катодному средству. определение 90 Цена 25 СЂ 741,588 ионизационной камеры, через которую РїСЂРѕС…РѕРґРёС‚ поток электронов РѕС‚ указанного катода, Рё имеющей выход для РёРѕРЅРѕРІ для извлечения РёР· него РёРѕРЅРѕРІ, Р° также средства для создания постоянного электрического поля для ускорения РёРѕРЅРѕРІ через указанный выход РёР· указанной камеры. - 85 , 90 25 741,588 , , . Теперь изобретение будет описано РЅР° примере СЃРѕ ссылкой РЅР° прилагаемые чертежи, РЅР° которых: Фиг. 1 представляет СЃРѕР±РѕР№ несколько схематический РІРёРґ, частично РІ блочной форме Рё частично РІ перспективе, иллюстрирующий механические Рё электрические особенности, которые вместе составляют РѕРґРёРЅ вариант осуществления изобретения. изобретение; Рё Фиг.2 представляет СЃРѕР±РѕР№ несколько схематический РІРёРґ, частично РІ РІРёРґРµ блока Рё частично РІ вертикальном разрезе, иллюстрирующий модификацию изобретения для обнаружения РёРѕРЅРѕРІ определенной массы. , : 1 , , ; 2 , , . Р’ варианте осуществления изобретения, показанном РЅР° фиг. 1, предусмотрена нить 10, изготовленная РёР· подходящего материала, такого как вольфрам. Нить имеет форму клина РІ РїРѕ существу вертикальной плоскости, как показано РЅР° фиг. 1, Рё имеет относительно большую ширину, такую как как 2,5 СЃРј. Управляющий электрод 12 расположен РЅР° относительно небольшом расстоянии РѕС‚ нити 10 Рё снабжен горизонтальной прорезью 14, совмещенной СЃ кончиком нити 10 РїРѕ всей ширине нити. 1, 10 1 , 2 5 12 10 14 10 . Ускорительный электрод 16, имеющий прорезь 18, РїРѕ существу соответствующую РїРѕ форме Рё положению прорези 14, расположен РїРѕ существу параллельно электроду 12. Электрод 16 отделен РѕС‚ электрода 12 относительно небольшим расстоянием, например 2 миллиметра. Коллектор 20 расположен РЅР° умеренном расстоянии, например 1 или 2 сантиметра, РѕС‚ электрода 16 Рё РїРѕ существу параллельно электроду. 16 18 14 12 16 12 , 2 20 , 1 2 , 16 . Опорная пластина 22, имеющая относительно ограниченную длину, например 1 сантиметр, расположена РІ промежуточном положении между электродом 16 Рё коллектором 20. Опорная пластина 22 РїРѕ существу перпендикулярна электроду 16 Рё коллектору 20 Рё находится немного позади воображаемая линия, идущая РѕС‚ кончика нити 10 через прорези 14 Рё 18 Рє коллектору 20. 22 1 16 20 22 16 20 10 14 18 20. Управляющий электрод 24, изготовленный РёР· подходящей проволочной сетки, расположен РїРѕ существу параллельно РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластине 22 Рё РЅР° относительно близком расстоянии, например 2 миллиметра, РѕС‚ РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластины. Электрод 24 расположен немного впереди воображаемой линии, описанной выше. Планки 26 РїСЂРѕС…РѕРґСЏС‚ РІР±РѕРє РѕС‚ РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластины 22 Рє электроду 24, образуя отсек СЃ электродом 16 Рё коллектором 20. 24 22 , 2 , 24 26 22 24 16 20. Вертикальная прорезь 28 предусмотрена РІ РѕРґРЅРѕР№ РёР· планок 26 РІ положении, РїРѕ существу совмещенном СЃ воображаемой линией, раскрытой выше. Прорезь 28 сообщается СЃ трубопроводом 30, который РїСЂРѕС…РѕРґРёС‚ РѕС‚ резервуара 32, приспособленного для удержания молекул различных газов или паров, составляющих неизвестный смесь. 28 26 28 30 32 . Электрод 34, изготовленный РёР· подходящей проволочной сетки, отделен РѕС‚ электрода 24 РЅР° 70 относительно небольшом расстоянии, например 2 миллиметра, Рё расположен РїРѕ существу параллельно электроду 24. Электрод 36, РІ СЃРІРѕСЋ очередь, расположен РЅР° относительно большом расстоянии. , например, 40 сантиметров, 75 РѕС‚ электрода 34. Электрод 36 также изготовлен РёР· подходящей проволочной сетки Рё расположен РїРѕ существу параллельно электроду 34. 34 24 70 , 2 , 24 36 , 40 , 75 34 36 34. Детектор располагается перед электродом 80 36 РЅР° умеренном расстоянии, например, 3 сантиметра РѕС‚ электрода. Например, детектор может представлять СЃРѕР±РѕР№ коллектор 38 или умножитель электронов, подобный тому, который раскрыт РЅР° странице 831 журнала «Радиотехника 85В». В» (Третье издание, 1947 Рі.) профессора Фредерика Р­. Термана Рндикатор времени, такой как электронно-лучевой осциллограф 40, подключен Рє коллектору 38 через усилители 41 для индикации относительного времени РІ 90, РєРѕРіРґР° сигналы производятся коллектором. 80 36 , 3 , , 38 831 " 85 " ( , 1947) , 40, 38 41 90 . Выходной терминал схемы формирования импульса 42 также соединен СЃ входным терминалом осциллографа 40, так что развертка луча РІ осциллографе 95 будет инициироваться каждый раз, РєРѕРіРґР° схема 42 генерирует импульс. 42 40 95 42. Относительно высокое положительное напряжение, например 275 вольт, прикладывается Рє нити 10 через сопротивление 43 РѕС‚ подходящего источника питания 100 44. Положительное напряжение РїРѕСЂСЏРґРєР° 250 вольт Рё 375 вольт соответственно прикладывается Рє электродам 12 Рё 16 через подходящие сопротивления 46 Рё 48 РѕС‚ источника питания 44. РќР° коллектор 20 через сопротивление 50 также подается напряжение 375 вольт 105. , 275 , 10 43 100 44 250 375 12 16 46 48 44 375 105 20 50. Положительное напряжение 400 Рё 350 вольт подается РЅР° РѕРїРѕСЂРЅСѓСЋ пластину 22 Рё электрод 24 через соответствующие сопротивления 52 Рё 110 54 соответственно РѕС‚ источника питания 42. 400 350 22 24 52 110 54, , 42. Положительное напряжение примерно 50 вольт прикладывается Рє коллектору 38 через подходящее сопротивление 56, так что электроны, вторично испускаемые РёР· коллектора РІ результате попадания РёРѕРЅРѕРІ, Р±СѓРґСѓС‚ притягиваться обратно Рє коллектору. Электроды 34 Рё 36 напрямую заземлены. 50 38 56 115 34 36 . Поскольку напряжение РЅР° управляющем электроде 12 ниже, чем напряжение РЅР° нити 120 10, электроны, испускаемые нитью, РЅРµ РјРѕРіСѓС‚ пройти РјРёРјРѕ электрода 12 РІ область между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом 24 РёР·-Р·Р° силы, приложенной Рє электроны, чтобы предотвратить РёС… перемещение 125 РІ область между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом 24, молекулы газа или пара, введенные РІ область РёР· приемника 32, РЅРµ РјРѕРіСѓС‚ быть ионизированы 130 РёР·-Р·Р° разницы примерно РІ 350 вольт между потенциалами, приложенными Рє электроды. 12 120 10, 12 22 24 125 22 24, 32 130 350 . Поскольку РѕР±Р° электрода 34 Рё 36 имеют, РїРѕ существу, потенциал земли, никакая сила 70 РЅРµ действует РЅР° РёРѕРЅС‹ РІ этой области. Это заставляет РёРѕРЅС‹ проходить через область практически СЃ той же скоростью, которая достигается РёРјРё РїСЂРё движении РјРёРјРѕ электрод 34. РџСЂРѕР№РґСЏ РјРёРјРѕ электрода 75, 36, РёРѕРЅС‹ сталкиваются СЃ коллектором 38 Рё создают сигналы, интенсивность которых зависит (частично) РѕС‚ относительного содержания различных газов или паров РІ неизвестной смеси. Сигналы, создаваемые коллектором 80 38 усиливаются усилителями 41 Рё визуально отображаются РЅР° осциллографе 40. Определяя относительное время появления сигналов РЅР° осциллографе, можно 85 определить массы различных РёРѕРЅРѕРІ. Относительное содержание РёРѕРЅРѕРІ также можно определить РїРѕ амплитуды различных сигналов. 34 36 , 70 - 34 75 36, 38 ( ) 80 38 41 40 , 85 . Раскрытый выше масс-спектрометр имеет несколько важных преимуществ. Поскольку нить накаливания 10 имеет значительную ширину, относительно большое количество электронов ускоряется РІ область между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом 24 РІ течение короткого периода времени, РІ течение которого импульс напряжения 95 прикладывается Рє электроду 12. Р’ результате, относительно большое количество РёРѕРЅРѕРІ мгновенно образуется РІ результате столкновения электронов СЃ молекулами газа, введенными РІ область между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 100 Рё электродом 24. Эффективность, СЃ которой РёРѕРЅС‹ вырабатываемый РёР· молекул газа, компенсирует ограничение количества молекул газа, которые вводятся РІ область между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё 105 электродом 24 РІРѕ время потока электронов РІ эту область. Число молекул, доступных РІ области между пластиной 22 Р° электрод 24 ограничен, так как электроны РїСЂРѕС…РѕРґСЏС‚ через эту область примерно Р·Р° 110 всего лишь 0,01 микросекунды. 90 10 , 22 24 95 12 , 22 100 24 22 105 24 22 24 110 0 01 . Поскольку опорная пластина 22 Рё электрод 24 имеют ограниченную длину, РѕРЅРё РЅРµ СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ вызвать какое-либо материальное отклонение электронов, проходящих между РЅРёРјРё. Действие 115 пластины 22 Рё электрода 24 РїРѕ отклонению электронов РѕС‚ РїСЂСЏРјРѕРіРѕ пути дополнительно ограничено. РёР·-Р·Р° умеренной разницы напряжений между пластиной Рё электродом. Отклонение электронов РѕС‚ 120 РїРѕ РїСЂСЏРјРѕРјСѓ пути также ограничено РёР·-Р·Р° промежуточного напряжения РЅР° электроде 16 Рё коллекторе 20 относительно напряжений РЅР° пластине 22 Рё электроде 24. . 22 24 , 115 22 24 120 16 20 22 24. Поскольку опорная пластина 22 Рё электроды 125, электроды 24 Рё 34 поддерживаются практически РїСЂРё постоянном потенциале, РѕРЅРё обеспечивают относительно стабильную работу спектрометра РІРѕ время ускорения РёРѕРЅРѕРІ РІ области между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё 130 РІ заданные моменты времени. Рмпульсы напряжения, имеющие относительно короткую длительность, например 0,01 микросекунды, Рё величину РїРѕСЂСЏРґРєР° +50 вольт, подаются РЅР° электрод 12. Рмпульсы напряжения подаются РЅР° электрод 12 через разделительную емкость 58 РѕС‚ схемы формирования импульсов 42. 22 125 24 34 22 '130 , 0.01 + 50 12 12 58 42. РџСЂРё подаче каждого импульса напряжения РЅР° электрод 12 напряжение РЅР° электроде становится больше, чем напряжение РЅР° нити 10. Это РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє тому, что электроны, испускаемые нитью накала, ускоряются РїРѕ направлению Рє электроду 12. Электроны движутся РјРёРјРѕ электрода 12 РїСЂРё наложения импульса напряжения РЅР° электрод дополнительно ускоряются РІ области между электродами 12 Рё 16. Электроны ускоряются РІ этой области, поскольку электрод 16 находится РїРѕРґ более высоким потенциалом, чем электрод 12, даже РІ то время, РєРѕРіРґР° прикладывается импульс напряжения. Рє электроду 12. 12, 10 12 12 12 16 16 12 12. РР·-Р·Р° ускорений, сообщаемых электронам РІ области между нитью 10 Рё электродом 12 Рё РІ области между электродами 12 Рё 16, электроны обладают значительной энергией, РєРѕРіРґР° РѕРЅРё РїСЂРѕС…РѕРґСЏС‚ через область между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом. 24 РџСЂРѕР№РґСЏ через эту область, электроны сталкиваются СЃ коллектором 20. 10 12 12 16, 22 24 20. РљРѕРіРґР° электроны движутся через область между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом 24, некоторые РёР· РЅРёС… ударяются Рѕ молекулы газа, введенные РІ эту область РёР· приемника 32. Поскольку между нитью накала 10 Рё электродом 16 РёРј сообщаются значительные ускорения, РѕРЅРё ударяют РїРѕ молекулам газа СЃ достаточной силой, чтобы вызвать ионизацию молекул РЅР° электроны Рё положительные РёРѕРЅС‹. Большинство РёРѕРЅРѕРІ имеют РѕРґРёРЅ положительный заряд, РЅРѕ некоторые РёРѕРЅС‹ имеют более РѕРґРЅРѕРіРѕ заряда РёР·-Р·Р° потери РґРІСѓС… или более электронов. РёР· молекул газа. 22 24 32 10 16, . Поскольку опорная пластина 22 имеет положительный потенциал РїРѕ отношению Рє напряжению РЅР° электроде 24, Рє ионам прикладывается сила отталкивания, перемещающая РёС… Рє электроду 24. Эта сила отталкивания имеет лишь умеренную величину РёР·-Р·Р° разницы РІ 50 вольт. между потенциалами, приложенными Рє РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластине 22 Рё электроду 24. Эта сила отталкивания придает большее ускорение ионам относительно легкой массы, чем ионам тяжелой массы. Таким образом, легкие РёРѕРЅС‹ достигают большей скорости, чем тяжелые РёРѕРЅС‹. 22 24, 24 50 22 24 . После того, как РёРѕРЅС‹ прошли РјРёРјРѕ электрода 24, РЅР° РЅРёС… действует сила, значительно превышающая ту, которая действует РЅР° РЅРёС… РІ области между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом 24. Такая значительная сила воздействует РЅР° РёРѕРЅС‹ РІ области между электроды 24 Рё 34 между 741,588, 741,588 электродом 24 Рё РІ области между электродами 24 Рё 34. Благодаря стабильной работе масс-спектрометра РІ эти периоды ускорения РёРѕРЅРѕРІ РёРѕРЅС‹ разделяются более резко РїРѕ массе, чем РїРѕ времени. Сейчас используются бортовые масс-спектрометры. Это относительно четкое разграничение между ионами разной массы позволяет отличать РёРѕРЅС‹ соседних масс РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР° РІ широком диапазоне значений. 24 22 24 24 34 741,588 741,588 24 24 34 -- . Наложение определенных напряжений РЅР° РѕРїРѕСЂРЅСѓСЋ пластину 22 Рё электроды 24 Рё 34 обеспечивает компенсацию различий РІ расположении Рё случайном движении РёРѕРЅРѕРІ РІ момент РёС… образования. Различия РІ расположении РёРѕРЅРѕРІ возникают потому, что конечной ширины электронного луча. Конечная ширина электронного луча создается Р·Р° счет коллимирующего действия, которое оказывается РЅР° электронах щелями 14 Рё 18 Рё которое может быть обеспечено подходящим магнитным полем (РЅРµ показано). Разница РІ хаотическое движение отдельных РёРѕРЅРѕРІ вызвано тепловой Рё РґСЂСѓРіРѕР№ энергией РёРѕРЅРѕРІ. РР·-Р·Р° различий РІ хаотическом движении РёРѕРЅРѕРІ некоторые РёРѕРЅС‹ РјРѕРіСѓС‚ двигаться Рє пластине 22 РІ тот момент, РєРѕРіРґР° РѕРЅРё образуются РёР· молекул газа. Рё РґСЂСѓРіРёРµ РёРѕРЅС‹ РјРѕРіСѓС‚ двигаться Рє электроду 24. 22 24 34 14 18 ( ) , 22 24. Компенсация различий РІ расположении Рё хаотическом движении отдельных РёРѕРЅРѕРІ обеспечивается Р·Р° счет умеренного ускорения, приложенного Рє ионам РІ области между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом 24, Рё значительного ускорения, приложенного Рє ионам РІ области между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом 24. электроды 24 Рё 34. Компенсационное действие, оказываемое РЅР° РёРѕРЅС‹ РІ этих областях, полностью раскрыто РІ нашей одновременно рассматриваемой заявке в„– 20291/52 (серийный в„– 727,683). Такое компенсационное действие обеспечивается, даже если РЅР° РѕРїРѕСЂРЅСѓСЋ пластину 22 Рё электроды 24 приложено постоянное напряжение. Рё 34 вместо импульсов напряжения, раскрытых РІ одновременно рассматриваемой заявке. 22 24 24 34 20291/52 ( 727,683) 22 24 34 - . Относительно короткое время 0,01 микросекунды для потока электронов через щели 14 Рё 18 также способствует созданию относительно резких выходных сигналов. Острые выходные сигналы производятся, поскольку период 0,01 микросекунды значительно меньше времени, необходимого для РёРѕРЅРѕРІ. каждой массы РІ импульсе, который необходимо собрать. Было обнаружено, что период времени, необходимый для СЃР±РѕСЂР° РёРѕРЅРѕРІ каждой массы РІ импульсе, который должен быть собран, составляет приблизительно 0,05 микросекунд. РРѕРЅС‹ каждой массы РІ импульсе собираются РІ разное время РѕС‚ РёРѕРЅС‹ всех остальных масс РІ импульсе РёР·-Р·Р° разделения РёРѕРЅРѕРІ РїРѕ признаку РёС… массы РІРѕ время движения 5 Рє коллектору 38. 0 01 14 18 0 01 0 05 5 38. Р’ масс-спектрометре, составляющем данное изобретение, импульсное напряжение прикладывается только Рє электроду 12. Р’ этом отношении масс-спектрометр, описанный выше, отличается РѕС‚ РґСЂСѓРіРёС… времяпролетных масс-спектрометров, используемых РІ настоящее время 70. Эти спектрометры требуют первоначального воздействия импульсов напряжения РЅР° электроды, управляющие движением электронов, Рё последующее наложение импульсов напряжения РЅР° электроды, управляющие движением 75 РёРѕРЅРѕРІ. Поскольку импульс напряжения подается только РЅР° электрод 12 РІ масс-спектрометре, составляющем данное изобретение, схема формирования импульса 58 показана РІ блоке Форма РЅР° СЂРёСЃ. 1 может быть относительно простой 80. Поскольку импульс подается схемой формирования импульса 42 только РЅР° электрод 12, период времени, необходимый для прохождения электронов РІ область между РѕРїРѕСЂРЅРѕР№ пластиной 22 Рё электродом 24, может быть арифметически определен 85 аппроксимировано. Период времени, необходимый ионам каждой массы для прохождения Рє коллектору 38, также может быть арифметически аппроксимирован. Путем сложения РґРІСѓС… периодов времени можно 90 получить аппроксимацию относительного времени между формированием импульса напряжения. схемой 42 Рё появлением РЅР° осциллографе 40 сигнала, создаваемого ионами определенной массы 95. РќР° СЂРёСЃ. 2 показана система различения РёРѕРЅРѕРІ определенной массы Рё всех остальных РёРѕРЅРѕРІ. Система включает РІ себя сеть задержки 80, имеющую входная клемма, соединенная СЃ выходной клеммой схемы 42 формирования импульса 100 Рё имеющая выходную клемму, соединенную СЃ РІС…РѕРґРЅРѕР№ клеммой электронно-лучевого осциллографа 82. Сеть работает для задержки импульса, создаваемого схемой 42, РЅР° период времени, соответствующий 105 Затем сеть подает импульс РЅР° осциллограф 82, который обеспечивает индикацию только РІ то время, РєРѕРіРґР° Рє нему подается импульс 110 РёР· сети. , 12 -- 70 75 12 , 58 1 80 42 12, 22 24 85 38 , 90 42 40 95 2, 80 100 42 82 42 105 38 82, 110 . Таким образом, осциллограф 82 обеспечивает индикацию только наличия или отсутствия РёРѕРЅРѕРІ определенной массы РІ каждом РёРѕРЅРЅРѕРј импульсе. Такая индикация важна 115, РєРѕРіРґР° масс-спектрометр используется СЃ РґСЂСѓРіРёРјРё компонентами для формирования течеискателя, поскольку индикация осциллографом 82 определенного газа, такого как гелий, указывает РЅР° наличие утечки РІ испытуемом оборудовании 120. , 82 115 82 120 .
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-16 11:36:30
: GB741588A-">
: :

741590-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
РћРџРРЎРђРќРР• РЗОБРЕТЕНРРЇ GB741590A
[]
Рє. 'Рќ . ' : -: - : -: - СПЕЦРР¤РРљРђР¦РРЇ - - 741,590 Дата подачи заявки Рё подачи полной спецификации: 28 декабря 1949 Рі. 741,590 : 28, 1949. в„– 33165/49. 33165/49. Полная спецификация опубликована: 7 декабря 1955 Рі. : 7, 1955. Рндекс РїСЂРё приемке: -классы 37, Р“ 2 Рђ 1, Р“ 2 Р‘( 2:6), Р“ 2 РЎ( 1:2), Р“ 3 Рђ( 5 :6), Р“ 4 Рђ 2; 38(3), , (:2), 1 1, 12 (:); Рё 40 (6), Р– 1 Рђ(Р»:4), Р– 1 Рќ(7:11). :- 37, 2 1, 2 ( 2: 6), 2 ( 1: 2), 3 ( 5: 6), 4 2; 38 ( 3), , (: 2), 1 1, 12 (: ); 40 ( 6), 1 (: 4), 1 ( 7: 11). ПОЛНАЯ СПЕЦРР¤РРљРђР¦РРЇ Усовершенствования вычислительного РїСЂРёР±РѕСЂР° или относящиеся Рє нему РњС‹, , корпорация, учрежденная РІ соответствии СЃ законодательством штата РќСЊСЋ-Йорк, Соединенные Штаты Америки, РїРѕ адресу 63, Бедфорд Р РѕСѓРґ, Плезантвилл, РќСЊСЋ-Йорк, Соединенные Штаты Америки, настоящим объявляем сущность этого изобретения Рё то, каким образом РѕРЅРѕ должно быть реализовано, которые Р±СѓРґСѓС‚ РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕ описаны Рё подтверждены РІ следующем заявлении: Это изобретение относится Рє компьютеру класса непрерывно действующих вычислительных инструментов, известных как генераторы функций. , , , , 63, , , , , , : . Целью настоящего изобретения является создание механизма Рё СЃРїРѕСЃРѕР±Р° преобразования векторной величины РІ ее двумерные координаты путем тригонометрического решения прямоугольного треугольника. Это включает РІ себя РїСЂРё решении каждой РёР· РґРІСѓС… координат нахождение СЃРёРЅСѓСЃР°. или РєРѕСЃРёРЅСѓСЃ данного угла Рё умножение этого СЃРёРЅСѓСЃР° или РєРѕСЃРёРЅСѓСЃР° РЅР° заданный коэффициент. - , , . Другой целью настоящего изобретения является создание механизмов Рё СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРІ электрического преобразования РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ угла РІ СЃРёРЅСѓСЃ или РєРѕСЃРёРЅСѓСЃ этого угла Рё умножения результата РЅР° вторую РІС…РѕРґРЅСѓСЋ величину РІ форме электрической величины, результата или вывод устройства предоставляется РІ форме, которая может быть СѓРґРѕР±РЅРѕ интегрирована. , . Еще РѕРґРЅРѕР№ целью настоящего изобретения является создание механизмов Рё СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРІ для нахождения любой желаемой функции угла Рё умножения этой функции РЅР° РѕРґРёРЅ или РґРІР° коэффициента. . Эти цели достигаются Р·Р° счет создания функционального генератора для генерации функций = , = или = (), РіРґРµ имеются РґРІР° переменных РІС…РѕРґР°, Рё , 3 . Рё РіРґРµ — постоянная входная величина, или для создания функций = , = или = 1 (), РіРґРµ , Рё — входные величины Рё каждая независимая переменная. = , = , = () , , 3 , = , = , = 1 () , , . Такой генератор функций можно использовать для решения задач, включающих РґРІРµ независимые переменные, таких как решение прямоугольного треугольника, РєРѕРіРґР° заданы гипотенуза Рё РѕРґРёРЅ острый СѓРіРѕР». Таким образом, РѕРЅ может быть полезен РІРѕ РјРЅРѕРіРёС… областях, например, РІ навигации Рё РІ оборудование управления огнем. РћРЅРѕ особенно полезно РїСЂРё разрешении РїСЂСЏРјРѕР№ линии, имеющей величину Рё направление, РІ РґРІРµ взаимно перпендикулярные координаты РІ ее плоскости Рё может применяться, например, для разрешения скорости транспортного средства РІ любом направлении. земной поверхности РІ ее координатные скорости РІ направлениях север-СЋРі Рё восток-запад. , , , , , ' - . Такой генератор функций также можно использовать для решения задач, включающих три независимых переменных, как, например, РїСЂРё разрешении вектора скорости самолета РЅР° его составляющую север-СЋРі или восток-запад СЃ поправкой РЅР° геоидальную форму линии. Земля Это имеет РѕСЃРѕР±РѕРµ значение РІ полярной навигации. РџСЂРё решении такой задачи скорость самолета РїРѕ РєСѓСЂСЃСѓ будет умножена РЅР° СЃРёРЅСѓСЃ или РєРѕСЃРёРЅСѓСЃ угла азимута РєСѓСЂСЃР° Рё РЅР° функцию высоты. Рнтегрированное произведение будет представлять СЃРѕР±РѕР№ текущая широта или долгота самолета СЃ поправкой РЅР° отклонение формы Земли РѕС‚ сферичности. , , - - , ' . Функциональный генератор состоит РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј РёР· электростатического переменного конденсатора Рё преобразователя для производства постоянного электрического тока, величина которого пропорциональна настройке конденсатора, Р° также частоте Рё величине напряжения переменного тока, подаваемого РЅР° конденсатор. . Настоящее изобретение использует РІ качестве входных данных. - . частота электрического переменного тока, величина напряжения того же переменного тока Рё механический СѓРіРѕР», Рё создает РЅР° выходе РґСЂСѓРіСѓСЋ электрическую величину. РљРѕРіРґР° желательны РґРІР° выхода, представляющие РѕР±Рµ взаимно перпендикулярные координатные величины, требуются РґРІР° таких устройства. РћРґРЅР° утилита это изобретение соперничает СЃ этим условием - просто. , , , - , - ,. автоматический Рё непрерывный: решение вышеописанной навигационной задачи, РєРѕРіРґР° входными данными являются частота Рё СѓРіРѕР» или напряжение, частота Рё СѓРіРѕР», СЃ представлением выходных данных РІ СѓРґРѕР±РЅРѕР№ для использования электрической форме, легко интегрированный РїСЂРё необходимости. , : : ' - , , , , , . Решение получается, используя РІ качестве подвижной части - только вал регулировки РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ угла. - . Выход этого изобретения, который может быть электрическим напряжением или током, может быть использован для подачи питания РЅР° интегратор, который может быть любого РёР· нескольких типов, так что, если проблема, которую необходимо решить, состоит РІ разрешении движение транспортного средства РїРѕ земной поверхности РЅР° северную Рё восточную составляющие, общее пройденное расстояние РїРѕ широте или долготе будет определяться выходными данными интегратора либо РІ милях, либо РІ градусах широты или долготы, либо РІ текущем положении РІ Р’ градусах, РІ то время как мгновенная скорость перемещения РїРѕ широте или долготе представляет СЃРѕР±РѕР№ входные данные для интегратора. Существует СЂСЏРґ вычислительных механизмов для нахождения СЃРёРЅСѓСЃР° или РєРѕСЃРёРЅСѓСЃР° угла Рё для умножения РґРІСѓС… величин, таких как СЃРёРЅСѓСЃ-косинусный потенциометр, двухфазный электромагнитный решатель, шарико-дисковый РїСЂРёРІРѕРґ СЃ регулируемой скоростью, штифтовые кулачки Рё дифференциалы, Р° также различные конструкции РёР· РґРІСѓС… -мерных Рё трехмерных кулачков СЃ кулисным механизмом или РґСЂСѓРіРёРјРё ведомыми устройствами. Некоторые РёР· этих механизмов включают РІ себя движение механических связей, РґСЂСѓРіРёРµ являются РіСЂРѕРјРѕР·РґРєРёРјРё Рё РґРѕСЂРѕРіРёРјРё или РёС… нелегко адаптировать Рє используемым здесь входным Рё выходным данным. Настоящее изобретение требует очень небольшого количества простых компонентов, которые можно легко спроектировать для получения результатов очень высокой точности Рё которые имеют РјРёРЅРёРјСѓРј движущихся частей. -, - , , ' , , , , , _for , - , - , - , - , , - - , , , , . Эти компоненты включают РІ себя, главным образом, только конденсатор для формирования синусоидальной, РєРѕСЃРёРЅСѓСЃРЅРѕР№ или РґСЂСѓРіРѕР№ функции Рё преобразователь, состоящий РёР· четырех термоэмиссионных РґРёРѕРґРѕРІ. Точная суть изобретения будет более понятна РёР· РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕРіРѕ описания, взятого вместе СЃ прилагаемыми чертежами. РІ котором: , , , , , -: Фигура 1 представляет СЃРѕР±РѕР№ принципиальную схему РѕРґРЅРѕРіРѕ варианта осуществления компьютера. Фигура 2 представляет СЃРѕР±РѕР№ РІРёРґ спереди синусоидального конденсатора, адаптированного для использования РІ компьютере настоящего изобретения. 1 2 . Р РёСЃСѓРЅРѕРє 3 представляет СЃРѕР±РѕР№ РІРёРґ СЃР±РѕРєСѓ синусоидального конденсатора, показанного РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 2. 3 2. Р РёСЃСѓРЅРѕРє 4 иллюстрирует метод расчета синусоидального конденсатора. 4 . Фигура 5 представляет СЃРѕР±РѕР№ принципиальную схему РґСЂСѓРіРѕРіРѕ варианта осуществления компьютера. 5 . РќР° СЂРёСЃ. 6 схематически показано РѕРґРЅРѕ расположение нагрузки, питаемой РѕС‚ РѕРґРЅРѕР№ точки выпрямительного моста, РЅР° СЂРёСЃ. 7 схематически показано РґСЂСѓРіРѕРµ расположение нагрузки, питаемой РѕС‚ РґРІСѓС… точек -выпрямительного моста. 6 , , 7 , - . РћРґРёРЅ вариант реализации показан РЅР° фиг. 1, РЅР° котором дифференциальный, переменный, электростатический, синусоидальный конденсатор 11 СЃ воздушным диэлектриком состоит РёР· подвижного набора роторных пластин 12, РѕРґРЅРѕРіРѕ фиксированного набора статорных пластин 13 Рё второго фиксированного набора статорных пластин 14. Р’С…РѕРґ переменного напряжения, схематически обозначенный генератором 42, подается РЅР° ротор 12, Р° выходной сигнал, полученный РѕС‚ РґРІСѓС… наборов статорных пластин, подается РЅР° диодный РјРѕСЃС‚ 16. Этот конденсатор называется «дифференциальным», потому что РЅР° самом деле РѕРЅ представляет СЃРѕР±РѕР№ РґРІР° конденсатора. , -емкость РѕРґРЅРѕР№ РёР· РЅРёС… уменьшается, РєРѕРіРґР° другая увеличивается, Рё разница между этими РґРІСѓРјСЏ емкостями РІ любой момент времени. 1, , , , , 11 12, 13 14 - , 42, 12 16, , "" , - _of . или «дифференциальная» емкость эффективно используется. Выходной сигнал компьютера пропорционален этому дифференциалу. РћРґРЅР° емкость существует между 12 Рё статором 13, Р° вторая емкость существует между тем же ротором 12 Рё статором 14. "" , 12 13, 12 14. Механическая конструкция этого конденсатора такова, что его дифференциальная емкость пропорциональна СЃРёРЅСѓСЃСѓ его углового положения, то есть СЃРёРЅСѓСЃ РЎ 1, -РЎ 2 ( 1), РіРґРµ РЎ - емкость между ротором 12 Рё статором 13, РЎ - это емкость между ротором 12 Рё статором 14, Р° Рћ - СѓРіРѕР» регулировки вала ротора конденсатора. Это дополнительно проиллюстрировано РЅР° рисунках 2 Рё 3, РЅР° которых показан РІРёРґ спереди Рё СЃР±РѕРєСѓ такого синусоидального конденсатора. Набор пластин ротора представлен одиночная пластина 17 примерно эллиптической формы. , 1, - 2 ( 1) , 12 13, - 12 14, 2 3 - , 17, . прикреплен Рє валу 18, СЃ помощью которого ротор может вращаться. Вал 18 имеет указатель 19, расположенный РІ направлении наименьшего размера ротора, для считывания РЅР° шкале 21 угла установки ротора РїСЂРё использовании конденсатора. для расчета СЃРёРЅСѓСЃР° угла ноль шкалы располагается, как показано, между РґРІСѓРјСЏ наборами пластин статора, Р° для расчета РєРѕСЃРёРЅСѓСЃР° угла ноль смещается РЅР° 900 РѕС‚ этой точки, Рё такой конденсатор, РІ остальном идентичный СЃ синусоидальным конденсатором здесь называется косинусным конденсатором. Следует понимать, что приведенные здесь описания синусоидальных конденсаторов РІ равной степени применимы Рё Рє РєРѕСЃРёРЅСѓСЃРЅРѕРјСѓ типу, Р·Р° исключением этой разницы РІ нуле входных угловых данных. Вал опирается РЅР° РґРІР° изолирующих блока, 22 Рё 23, которые механически поддерживают его РЅР° пластинах статора, одновременно изолируя его электрически 741,590 Теперь, выбирая любое СѓРґРѕР±РЅРѕРµ соотношение между Рё 2 для & = 0, например 3/1, можно спроектировать ротор, симметричный относительно своей длинной РѕСЃРё. , которое удовлетворяет уравнению (5) Дальнейшее уточнение конструкции СЃ учетом окантовки Рё РґСЂСѓРіРёС… мешающих эффектов легче всего осуществить методом РїСЂРѕР± Рё РїСЂРѕР±, РЅРѕ требуемые поправки Р±СѓРґСѓС‚ небольшими. 18 18 - 19 , 21 - - 900 , , , , 22 23, 741,590 , , 2 & = 0, 3/1, , , ( 5) , . Очевидно, что конструкция ротора переменного конденсатора, используемого РІ этом изобретении, РЅРµ обязательно должна быть ограничена такой формой, чтобы определить СѓРіРѕР» смещения конденсатора РІ РІРёРґРµ СЃРёРЅСѓСЃР° или РєРѕСЃРёРЅСѓСЃР°. Вместо этого СѓРіРѕР» смещения можно определить РІ терминах любого РґСЂСѓРіРѕРіРѕ функция, требуемая для предполагаемого использования РІ соответствии СЃ теми же общими процедурами проектирования, изложенными выше, РІ пределах ограничений механического проектирования. , . Например, если должна использоваться такая функция, как касательная, полезное перемещение должно быть ограничено величиной менее 900 РІ каждом квадранте, поскольку РїСЂРё значениях этой функции, близких Рє бесконечности, физические размеры Рё взаимное расположение частей конденсатора станут практически невозможными. , 900 . Возвращаясь Рє СЂРёСЃ. 1, генератор 42 переменного тока подает переменное зарядное напряжение РЅР° дифференциальный конденсатор 11. Этот генератор предпочтительно должен подавать напряжение прямоугольной или РґСЂСѓРіРѕР№ формы СЃ плоской вершиной Рё плоским РґРЅРѕРј, РЅРѕ может подавать переменное напряжение любой формы РїСЂРё условии, что форма фиксирована, Р° размах напряжения определен Рё находится РїРѕРґ контролем. Частота выходного напряжения этого генератора включает РѕРґРЅСѓ РІС…РѕРґРЅСѓСЋ величину; его величина напряжения может использоваться РІ качестве второй РІС…РѕРґРЅРѕР№ величины. 1, 42 11 - - , -- ; . Генератор 42 заряжает ротор 12 поочередно положительно Рё отрицательно СЃ количеством заряда = , РіРґРµ — общая емкость ротора 12 Рё РѕР±РѕРёС… статоров 13 Рё 14, Р° — потенциал, РґРѕ которого заряжается пропорциональный заряд, прикладываемый индукцией. Рє каждой РёР· статорных пластин 13 Рё 14 РІ пропорции РёС… соответствующих емкостей Рё , причем каждая получает практически весь СЃРІРѕР№ заряд, положительный или отрицательный, РІ течение любого положительного или отрицательного полупериода, поскольку емкости Рё сопротивления созданы так, что время константы малы РїРѕ сравнению СЃ длительностью полупериода. Таким образом, общее количество положительного или отрицательного заряда, подаваемого через статорный набор 13 или 14 РЅР° диодный РјРѕСЃС‚ 16 Р·Р° РѕРґРЅСѓ секунду, будет равно количеству Р·Р° полупериод, умноженному РЅР° количество циклов Р·Р° РѕРґРёРЅ период. секунда, или частота РЅР° выходе генератора 42. 42 12 =,, 12 13 14, 13 14 , , , , 13 14 16 , 42. Положительные заряды РЅР° статоре 13 Р±СѓРґСѓС‚ течь через РґРёРѕРґ 43 РЅР° землю, РєРѕРіРґР° напряжение выше напряжения сработавшей батареи смещения 52, Р° отрицательные заряды РЅР° статоре 14 также Р±СѓРґСѓС‚ течь РЅР° землю через РґРёРѕРґ 44, РєРѕРіРґР° РёС… отрицательный потенциал превышает потенциал батареи 53. Отрицательные заряды РЅР° пластинах 13 перетекут через РґРёРѕРґ 46 РІ конденсатор 48, другая пластина которого заземлена, Р° положительные заряды РЅР° пластинах 14 перетекут через РґРёРѕРґ 47 РІ тот же конденсатор 48. РћС‚ РЅРёС… отходят РґРІР° комплекта статорных пластин 13 Рё 14 РЅР° фиг. 1, обозначены РЅР° фиг. 2 Рё 3 РґРІСѓРјСЏ полукруглыми пластинами 24, составляющими первый набор, Рё РґРІСѓРјСЏ полукруглыми пластинами 26, составляющими второй комплект. Эти статорные пластины предпочтительно изготавливаются больше, чем ротор, чтобы минимизировать краевые эффекты. Р’СЃРµ пластины первого набора статора соединены СЃ РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРј 27, РІСЃРµ пластины второго набора - СЃ РїСЂРѕРІРѕРґРѕРј 28, Р° ротор - СЃ РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРј 29. 13 43 52 14 44 53 13 46 48, 14 47, 48 13 14 1, 2 3 - 24 , - 26 27, 28 29. Форма пластины ротора может быть рассчитана РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ соотношения, выраженного выше РІ соотношении (1), если пренебречь краевыми эффектами. РќР° СЂРёСЃ. 4, 31 Рё 32 показаны РґРІРµ пластины статора, которые расположены очень близко РґСЂСѓРі Рє РґСЂСѓРіСѓ РїРѕ линии 33. ( 1) 4, 31 32 33. Пластина 34 ротора повернута РЅР° позиции 36 Рё показана ориентированной РІ направлении своего наименьшего размера 37 РїРѕРґ углом Рє линии соединения 33, так что между ротором Рё пластиной 31 существует большая пропускная способность, чем между ротором Рё пластиной 32 РІ соответствии СЃРѕ скважиной. -известное соотношение ( 2) 4, РіРґРµ – электростатическая емкость, – диэлектрическая проницаемость, – толщина диэлектрика Рё – эффективная площадь диэлектрика. 34 36 37 33 31 32 - ( 2) 4, , , . принимается как площадь той части ротора, которая РЅР° СЂРёСЃ. 4 перекрывает пластину статора. Для расчета емкости между ротором Рё пластиной статора 31 эта площадь равна площади, заключенной над линией 33, обозначенной как , Рё для расчета мощности между Площадь ротора Рё статора 32 равна площади, указанной РїРѕРґ линией 33 как . Соотношение (1), тогда можно записать , - = 4 , РіРґРµ представляет СЃРѕР±РѕР№ размерную константу . 4 31 33 , 32 33 ( 1) , - = 4 . Дифференцирующим уравнением ( 3) получается выражение ,- ,= ( 4). ( 3) ,- ,= ( 4) . РќР° СЂРёСЃ. 4 вращение ротора РїРѕ часовой стрелке РґРѕ совпадения линии 41 СЃ линией 33, представляющее СЃРѕР±РѕР№ смещение РЅР° СѓРіРѕР» 0, увеличивает площадь , охватывающую статор 32, РЅР° 1 12 , РіРґРµ - радиус РѕС‚ центра 36. РґРѕ точки 39, РјРёРЅСѓСЃ - ,' , РіРґРµ — радиус РѕС‚ центра 36 РґРѕ точки 38. Аналогичным образом площадь уменьшится РЅР° ту же величину, так что уравнение (4) станет , - = 2. = 2 ' -,2, 9 = или '-2 2 = ( 5) -741,59 ( 1 РёР· батарей СЃ фиксированным смещением 52 Рё 53 - действует для управления работой РґРёРѕРґС‹ РїРѕ предпочтительной части РёС… характеристики. 4, 41 33, 0, 32 1 12 , , 36 39, - ,' , 36 38 , , ( 4) , - = 2 = 2 ' -,2, 9 = '-2 2 = ( 5) -741,59 ( 1 52 53 - . Количество заряда, перетекающего РІ конденсатор 48 РІ секунду РёР· статора 13, будет ,=, , (6), Р° РёР· статора 14 Q2 = 3 ГВ (7). Разница будет РёР· уравнения (1) = { 2)- 7 ( 8) РўРѕ есть перевес отрицательного заряда (СЃ пластин 13) РІ точке 49 моста 16 над положительным зарядом (СЃ пластин 14) РІ секунду равен -РїСЂСЏРјРѕ пропорциональна СЃРёРЅСѓСЃСѓ угла, РїРѕРґ которым установлен вал конденсатора 11, умноженному РЅР° напряжение Рё частоту. Теперь, если потенциал точки 49 поддерживать РЅР° некотором фиксированном РѕРїРѕСЂРЅРѕРј потенциале, преобладание положительного или отрицательного заряда РІ этой точке утечет. настолько быстро, насколько это возможно, Рё скорость потока, или постоянный электрический ток, будет РїСЂСЏРјРѕР№ мерой вышеуказанного углового положения. 48 13 ,=, , ( 6) 14, 2 = 3 ( 7) , ( 1) = { 2)- 7 ( 8) , ( 13) 49 16 ( 14) - 11 49 , , , . РўРѕ есть ,= , (9) РіРґРµ - ток, текущий через РґРёРѕРґ 46 РѕС‚ конденсатора 48 Р·Р° счет заряда , РѕС‚ обкладок 13, Р° - константа пропорциональности. , ,= , ( 9) , 46 48 , 13, - . Аналогично , : (10) 2 представляет СЃРѕР±РѕР№ ток, текущий через РґРёРѕРґ 47 Рє конденсатору 48, благодаря заряду , РѕС‚ пластины 14. Эти уравнения представляют СЃРѕР±РѕР№ просто формулировку РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ определения тока как количества заряд, который течет РІ единицу времени. , : ( 10) 2 47 48 - , 14 . Поскольку предполагалось, что точка 49 поддерживается РїСЂРё фиксированном потенциале, ток , подаваемый через -РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 50, должен равняться разнице токов , Рё , или РёР· (8), (9)- Рё ( 10) ^ 2 = = ()-1)= ( 11) Вывод -50 подключен Рє нагрузке 51, которая может быть любого типа, которая может подавать ток, такой как , Рё обозначать его величина, РїСЂРё этом предпочтительно РЅРµ требуя подачи Рє нему какой-либо мощности через вывод 50 Рё предпочтительно также обеспечивая индикацию интеграла РїРѕ времени тока. 49 - , , - 50 , , ( 8), ( 9)- ( 10) ^ 2 = = ()-1)= ( 11) -50 51 , ' , - 50 ,. Можно сконструировать несколько форм такого парня, Рё РІ целях иллюстрации форма может состоять РёР· усилителя СЃ очень высоким коэффициентом усиления, двигателя-генератора, тахометра Рё счетчика, как показано РЅР° СЂРёСЃ. 6. Здесь входные клеммы 49 Рё 61. такие же, как Рё Сѓ , клеммы СЃ одинаковыми номерами РЅР° СЂРёСЃ. 1. - , , --, - 6 49 61 - 1. Клемма 49 поддерживается РїРѕ существу РїРѕРґ потенциалом земли Р·Р° счет отрицательной обратной СЃРІСЏР·Рё, подаваемой через контур, включающий двигатель 182, генератор 63 Рё резистор 64. Величина тока, подаваемого через этот контур, пропорционально 60 пропорциональна скорости генератора 63, что указывается тахометром 66. Рё который, следовательно, также указывает произведение РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ напряжения, РІС…РѕРґРЅРѕР№ частоты Рё -СЃРёРЅСѓСЃР° угла конденсатора. Рнтеграл РїРѕ времени этого продукта 65 канала указывается накопленными показаниями счетчика 67, дающего обороты вала 68, соединяющего двигатель СЃ генератором. 49 182, 63 64 60 63, 66, , , - 65 67 68 . РљРѕРіРґР° настоящее изобретение применяется для создания резольвера, такого как тот, который может быть использован РІ воздушной навигации, СЃ частотой , пропорциональной скорости транспортного средства, Рё углом конденсатора , представляющим СѓРіРѕР» азимута РєСѓСЂСЃР°, ток будет представлять СЃРѕР±РѕР№ составляющая скорости РІ направлении восток-запад, если конденсатор представляет СЃРѕР±РѕР№ синусоидальный преобразователь, Рё будет представлять составляющую скорости - РІ направлении север-СЋРі, если конденсатор представляет СЃРѕР±РѕР№ косинусоидальный преобразователь. Рнтеграл тока , РІ Р’ каждом случае РєСѓСЂСЃ будет равен общему расстоянию, пройденному РІ направлениях восток-запад Рё север-СЋРі соответственно. 70 , , , 75 - , - - , 80 - - . Поскольку выходная электрическая величина этого изобретения фактически пропорциональна напряжению 8 , Р° также частоте РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ генератора, РІ приведенном выше примере РІ качестве РѕРґРЅРѕРіРѕ РёР· входных данных можно использовать напряжение вместо частоты. , напряжение или частота, РјРѕРіСѓС‚ поддерживаться постоянными, или РёС… можно регулировать вручную, чтобы обеспечить СѓРґРѕР±РЅСѓСЋ оперативную калибровку, или РёС… можно использовать РІ качестве входных данных геоидальной поправки, как упоминалось ранее. 8 , , , , , . Ссылаясь РЅР° СЂРёСЃ. 1, нагрузка 51 может быть сконструирована, как показано РЅР° СЂРёСЃ. 6, РіРґРµ входные клеммы 49 Рё 61 такие же, как клеммы РЅР° СЂРёСЃ. 1, имеющие идентичные ссылочные обозначения. Предположим, что РІРѕ время работы потенциал РЅР° этих клеммах составляет 100 немного меняется, так что потенциал клеммы 49, СЂРёСЃ. 6, имеет тенденцию слегка повышаться. РўРѕРіРґР° это уменьшение смещения сетки 148 относительно ее катода 152 приведет Рє увеличению анодного тока через трубку 149. Таким образом, 105 увеличивается ток, протекающий через трубку 149. , однако, РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє уменьшению потенциала, приложенного Рє аноду 157, РІ результате увеличения падения напряжения РЅР° анодном резисторе 158. Это уменьшение анодного потенциала также РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє уменьшению потенциала 110, приложенного Рє сетке 161, так что смещение эта сетка РїРѕ отношению Рє ее катоду 156 увеличивается, что РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє уменьшению анодного тока РІ этой трубке. Однако анодный ток трубки 151 протекает через резистор 153, 115, включенный РІ катодную цепь трубки 149, так что уменьшение тока уменьшает падение потенциала, возникающее РЅР° этом резисторе Рё, следовательно, уменьшающее потенциал катода. увеличение потенциала сетки, Рё нет необходимости увеличивать потенциал сетки для увеличения выходной мощности трубки. 1, 51 95 6, 49 61 1 100 49, 6, 148 152 149 105 , , 157 158 110 161 156 151, , 153 115 149 152 120 -741,590 741,590 , . РќР° первый взгляд может показаться парадоксальным, что увеличение РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала, подаваемого РЅР° клеммы 49 Рё 61, может привести Рє увеличению выходного сигнала без сопутствующего увеличения потенциала РІ сети 148, РЅРѕ параметры схемы РјРѕРіСѓС‚ быть выбраны таким образом для описанной выше взаимосвязанной сети. что потенциал катода 152 РЅРµ только может быть изменен РІ противоположном направлении, чтобы заставить потенциал сетки оставаться постоянным РІ разумном рабочем диапазоне, РЅРѕ даже может быть получена сверхкомпенсация, если это желательно, РІ результате чего потенциал сетки фактически уменьшается РїРѕ мере увеличения РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала такая ситуация, конечно, возникает только РґРѕ насыщения трубок 149 Рё 151, Рё СЃ практической точки зрения нет необходимости поддерживать потенциал сетки РЅР° абсолютном нуле, Р° необходимо только, чтобы его изменение потенциала было незначительны РїРѕ сравнению СЃ РґСЂСѓРіРёРјРё факторами, которые РјРѕРіСѓС‚ привести Рє ошибкам интегрирования, таким как дрейф лампы Рё С‚.Рї. Аналогично, каскады 149 Рё 151 РЅРµ обязательно должны состоять РёР· отдельных ламп, как показано, Р° РјРѕРіСѓС‚ состоять РёР· РґРІСѓС… триодных секций РІ РѕРґРЅРѕР№ оболочке. , 49 61 148 152 - , , 149 151 , 149 151 . Выход лампы 151, полученный Р·Р° счет падения потенциала, возникающего РЅР° анодном резисторе 164, подается РЅР° РІС…РѕРґ лампы 166 через сеть, состоящую РёР· резисторов 167 Рё 169 Рё конденсатора 168. Выход лампы 166, РІ СЃРІРѕСЋ очередь, представляет СЃРѕР±РѕР№ сопротивление, связанное СЃ РІС…РѕРґРѕРј конечный каскад 171, катод которого 172 подключен так, что РЅР° него подается небольшой потенциал переменного тока РѕС‚ источника 173 переменного тока, так что смещение РЅР° этой трубке колеблется между пределами, которые определяются сигнальным потенциалом, приложенным Рє сетке 174. 151 164 166 167 169 168 166 171 172 173 - 174. РўРѕРіРґР° РІ анодной цепи этой лампы будет возникать колебательный ток, средние значения которого определяются сигнальным потенциалом, приложенным Рє РІС…РѕРґСѓ трубки. Этот колебательный потенциал вызывается протеканием через исполнительную катушку 176 реле 177, которое дополнительно включает пару практически неподвижных контактов 178 Рё 179 Рё пружинный СЏРєРѕСЂСЊ 181, приводимый РІ действие током, протекающим РІ катушке 176. 176 177 178 179 181 176. Параметры схемы таковы, Р° СЏРєРѕСЂСЊ 181 настолько поджат пружиной 69, что РїСЂРё наличии определенного РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала РЅР° трубку 171 колебания ее анодного тока таковы, что заставляют СЏРєРѕСЂСЊ 181 зацеплять контакты 178 Рё 179 РЅР° одинаковое расстояние. промежутки времени, РїРѕРєР° анодный ток колеблется РѕС‚ максимума РґРѕ РјРёРЅРёРјСѓРјР° РІ результате переменного потенциала, приложенного Рє катоду 172. 181 69 171, 181 178 179 172. Однако РєРѕРіРґР° потенциал сигнала увеличивается, средний анодный ток также увеличивается, Рё СЏРєРѕСЂСЊ 181 будет вынужден зацеплять контакт 178, например, РЅР° больший период времени РІРѕ время циклического изменения, чем РѕРЅ зацепляет контакт 179, Рё наоборот, РєРѕРіРґР° потенциал сигнала уменьшается, СЏРєРѕСЂСЊ 181 зацепляет контакт 179 РЅР° более длительный период времени, чем РѕРЅ зацепляет контакт 178, причем относительные периоды времени зависят РѕС‚ значения потенциала сигнала. , , 181 178, , 179 181 179 178 . Это действие управляет направлением Рё скоростью вращения двигателя 182 следующим образом: Двигатель 182 представляет СЃРѕР±РѕР№ двухфазный двигатель СЃ катушками возбуждения 183 Рё 184, намотанными РЅР° 900 РІ противофазе РґСЂСѓРі относительно РґСЂСѓРіР°. Если эти катушки возбуждения питаются переменным током. энергия Рё ток РІ РѕРґРЅРѕР№ катушке опережают РґСЂСѓРіСѓСЋ РЅР° 90В°, двигатель будет вращаться РІ РѕРґРЅРѕРј направлении, тогда как, если ток РІРѕ второй катушке опережать то, что РІ первой РЅР° 900В°, двигатель будет вращаться РІ противоположном направлении. 182 : 182 183 184 900 90 900 . РљРѕРіРґР° СЏРєРѕСЂСЊ 181 контактирует СЃ контактом 179, переменный ток подается РѕС‚ источника 186 Рє катушке возбуждения 183 РїРѕ цепи, которая включает РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 87, СЏРєРѕСЂСЊ 181, контакт 179, РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 188, катушку возбуждения 183 Рё РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 190 обратно Рє источнику 186. РЎ РґСЂСѓРіРѕР№ стороны, цепь, которая подает энергию РЅР° катушку возбуждения 184, включает РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 87, СЏРєРѕСЂСЊ 181, контакт 179, РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 188, конденсатор 187, катушку возбуждения 184 Рё РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє. 181 179, 186 183 87, 181, 179, 188, 183 190 186 , 184 87, 181, 179, 188, 187, 184 Поскольку конденсатор 187 включен РІ цепь, питающую катушку возбуждения. 187 184 ток через эту катушку РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє подаче РЅР° катушку 183 РЅР° 900 РћРј, Р° крутящий момент, приложенный Рє двигателю, таков, что заставляет его вращаться, скажем, против часовой стрелки. РљРѕРіРґР°, однако, СЏРєРѕСЂСЊ 181 зацепляется СЃ контактом 178, будет очевидно, что соединения РІ цепи перепутаны, конденсатор 187 теперь включен РІ цепь, которая питает катушку возбуждения. 184 183 900 - , , 181 178 , 187 183 Рё катушка возбуждения 184 подключена непосредственно Рє источнику. Таким образом, этот ток, текущий через катушку возбуждения 183, теперь РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє току, протекающему через катушку возбуждения 184, Р° крутящий момент, приложенный Рє двигателю, таков, что заставляет его вращаться РїРѕ часовой стрелке. . 183 184 183, , 184 . Если СЏРєРѕСЂСЊ 181 подвергается быстрой вибрации, скажем, СЃРѕ скоростью шестьдесят циклов РІ секунду, Рё этот СЏРєРѕСЂСЊ зацепляет контакты 178 Рё 179 РЅР° точно равные промежутки времени, двигатель 182 будет стремиться вращаться сначала РІ РѕРґРЅРѕРј направлении, Р° затем РІ РґСЂСѓРіРѕРј РїРѕРґ действием равного Рё противоположного крутящего момента. импульсы Поскольку двигатель обладает некоторой инерцией Рё быстро прикладываются равные Рё противоположные импульсы крутящего момента, вращение РЅРµ РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚. 181 , , 178 179 , 182 . Однако, если СЏРєРѕСЂСЊ 181 зацепляет РѕРґРёРЅ РёР· контактов 178 Рё 179 РЅР° более длительный интервал, чем РґСЂСѓРіРѕР№, возникнет результирующий крутящий момент, развиваемый двигателем 182, который будет стремиться вращать его РІ том или РёРЅРѕРј направлении СЃРѕ скоростью. который определяется относительным временем взаимодействия контактов 178 Рё 179 Рё, следовательно, относительным дисбалансом противоположных моментов 1, развиваемых РІ двигателе. Таким образом, будет очевидно, что изменяющийся сигнал, поступающий РЅР° трубку 171, будет вызывать вращение РЅР° двигатель 182 РІ том или РёРЅРѕРј направлении СЃРѕ скоростью, которая приблизительно пропорциональна этому РІС…РѕРґРЅРѕРјСѓ сигналу. , 181 178 179 , 182 178 179 1 - , , 171 182 . Двигатель 182 вращает вал 68, который соединен СЃ тахометром 66, счетчиком 67 Рё генератором 63. Последний подает ток РІ точку 49 через резистор 64 сопротивления , так что ток будет подаваться РЅР° клемму 49 такой полярности, чтобы нейтрализовать небольшая тенденция этой клеммы Рє изменению потенциала . Схема памяти, состоящая РёР· резистора 194 Рё конденсатора 193, устраняет эффект кратковременных помех Рё предотвращает любую тенденцию Рє колебанию. 182 68 66, 67 63 49 64 , , 49 194 193 - . Второй вариант осуществления этого изобретения показан РЅР° фиг.5, РІ котором используется переменное напряжение. 5 . переключение РЅР° потребляющую нагрузку вместо отбора постоянного тока. Генератор 42, дифференциальный конденсатор 11 Рё диодный РјРѕСЃС‚ 16 имеют ту же структуру Рё работу, что описаны. - - 42, 11, 16 . 2
РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ СЂРёСЃ. 1. Аналогично, выходы статорных пластин 13 Рё 14 состоят РёР· количества электричества, пропорционального произведению напряжения Рё частоты РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ прямоугольного сигнала Рё расчетной функции угла РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ конденсатора, Рё РІ результате чего токи Рё протекают РІ клемму 49 Рё РёР· нее, РїСЂРё этом РЅР° этой клемме обычно поддерживается постоянное РѕРїРѕСЂРЅРѕРµ напряжение Р·Р° счет введения разностного тока РѕС‚ какого-либо источника РІ использующей нагрузке. Однако сигнал РЅР° нагрузку РЅРµ берется РёР· клемму 49, РЅРѕ для обеспечения большей стабильности РѕРЅР° берется РёР· клемм 54 Рё 56, которые являются клеммами РґРёРѕРґРЅРѕРіРѕ моста, Рє которым подключен синусоидальный конденсатор 11. РќР° этих клеммах обычно РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґСЏС‚ прямоугольные колебания РІ небольшом диапазоне напряжения, Рё РєРѕРіРґР° РјРѕСЃС‚ находится РІ балансе, эти напряжения Р±СѓРґСѓС‚ равны. Эти напряжения подаются РЅР° дифференциальный усилитель переменного тока 57, выход которого подключен Рё управляет нагрузкой 58, которая может представлять СЃРѕР±РѕР№ интегратор любого желаемого типа. Усилитель также обычно подает ток требуется терминалом 49 РЅР° балансе. ,-1 , 13 14 , , 49, , 49, 54 56, - 11 , 57, 58 49 . Ртак, эта операция выполняется следующим образом: : Предположим, что батареи фиксированного смещения 52 Рё 53. 52 53. имеют потенциалы Рµ Рё Рµ, вольт, Рё что , 2 =. РўРѕРіРґР°, РєРѕРіРґР° статор 13 положителен, РѕРЅ должен быть более положительным, чем потенциал , прежде чем ток потечет через трубку 43 РЅР° землю, Рё РєРѕРіРґР° это Статор отрицательный, РѕРЅ должен быть более отрицательным, чем потенциал земли, прежде чем ток потечет через трубку 46 РѕС‚ клеммы 49 Рё конденсатора 48, заставляя клемму 54 колебаться между потенциалом земли Рё вольтами. Аналогичным образом клемма 56 будет колебаться между потенциалом земли Рё -, Вольты Таким образом, эти РґРІР° диапазона потенциалов Р±СѓРґСѓС‚ равны Рµ Рё Рµ соответственно, Рё если сделать Рµ равным Рµ, дифференциальный РІС…РѕРґ усилителя 57 будет равен нулю. Если, однако, какие-либо входные данные изменяются, токи или 2 изменяются, разница уже РЅРµ будет равна току Р’, Р° РёР·-Р·Р° падения резистора 59 потенциал точки 49 отойдет РѕС‚ своего РѕРїРѕСЂРЅРѕРіРѕ значения 70, увеличив РѕРґРЅРѕ выходное напряжение Рё соответственно уменьшив РґСЂСѓРіРѕРµ РЅР° клеммах 54 Рё 56, подключенных Рє РІС…РѕРґСѓ Р’. Таким образом, РЅР° РІС…РѕРґРµ усилителя 57 появится дифференциальное напряжение, РІ результате чего выходной сигнал усилителя будет меняться Рё будет вырабатываться больший или меньший ток , РІ зависимости РѕС‚ ситуации, восстанавливая баланс Рё уменьшая его дифференциальное РІС…РѕРґРЅРѕРµ напряжение. примерно РґРѕ нуля. Рзменение 80 выходного сигнала усилителя, которое, как указано уравнением (11), является функцией РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ напряжения, его частоты Рё положения вала ротора, затем может быть использовано для управления нагрузкой 58 любым желаемым образом РІ зависимости РѕС‚ 85 приложений, РІ которых применяется изобретение. , , ,, , 2 =, 13 , 43 , 46 49 48, 54 56 - -, , , , - 57 , , - , 2, , 59 49 70 , 54 56 57 75 , ,, , 80 ( 11) , 58 85 . РћРґРЅР° РёР· успешно работающих форм усилителя 57 Рё нагрузки 58 показана РЅР° СЂРёСЃ. 7. Здесь входные клеммы 54 Рё 56 Рё токовые выходные клеммы 49 Рё 61 соответствуют 90 клеммам РЅР° СЂРёСЃ. 5, имеющим те же ссылочные обозначения. Принципиальное различие между С