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Registriergerät zum Aufzeichnen zweier voneinander abhängiger Spannungen
Die Erfindung betrifft ein Registriergerät zum Aufzeichnen zweier voneinander abhängiger elektrischer Spannungen, die Funktionen der Zeit sind, mit Hilfe eines Schreiborgans auf blattförmigen Aufzeichnungsträgern in einem rechtwinkligen Koordinatensystem, dessen Ursprung, der mit der Stellung, die das Schreiborgan ohne angelegte Eingangsspannungen einnimmt, identisch ist und durch elektrische Mittel an beliebige Punkte der Schreibfläche gelegt werden kann.
Bekannte Registriergeräte zum Aufzeichnen zweier voneinander abhängiger elektrischer Spannungen, auch Zweikoordinatenschreiber genannt, benutzen als Aufzeichnungsträger Papier in quadratischem oder rechteckigem Format. Auf diesem Papier sind die für das Auswerten der aufgezeichneten Funktionen erforderlichen Massstäbe und Hilfslinien vorgedruckt. Vielfach findet auch das sogenannte Millimeterpapier Verwendung, welches ein vorgedrucktes Raster mit dem Linienabstand von 1 mm besitzt.
Da das Papier während der Lagerzeit durch Feuchtigkeitsaufnahme oder-abgabe gewissen Dehnungen oder Schrumpfungen unterliegt, ändert sich der Abstand der Rasterlinien, so dass die erreichbare Genauigkeit der Auswertung wesentlich verringert wird. Es wurde deshalb schon mit Metallfolie verstärktes Papier vorgeschlagen, was aber besonders beim Bedarf grosser Mengen auf wirtschaftliche Schwierigkeiten stösst.
Weiterhin sind Zweikoordinatenschreiber bekannt, bei denen es möglich ist, mittels Handeinstellung und Handsteuerung vor oder nach der eigentlichen Kurvenregistrierung ein Koordinatennetz auf unbedrucktes Papier aufzuzeichnen. Dabei muss das Schreiben jeder Strecke des Liniensystems von Hand ausgelöst werden. Es ist hiebei mindestens ein Schalter pro Linie zu bedienen. Das Schreiben einer Linie kann erst ausgelöst werden, wenn die vorhergehende fertig geschrieben ist. Die Bedienungsperson ist also während der gesamten Zeit der Aufzeichnung des Koordinatensystems an das Gerät gebunden und kann demzufolge keine andern notwendigen Handgriffe verrichten. Bei einer grossen Anzahl von Registrierungen ist deshalb ein hoher Zeitaufwand erforderlich.
Das Gerät kann also in der Zeiteinheit nicht voll ausgelastet werden, so dass sich bei umfangreichen Registrierprogrammen die Anschaffung weiterer Registriergeräte erforderlich macht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Registriergerät zu schaffen, bei dem das Koordinatensystem wahlweise vor oder nach dem eigentlichen Registriervorgang automatisch auf normalem Schreibpapier unter Vermeidung der üblicherweise damit verbundenen Nachteile aufgezeichnet werden kann.
Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe besteht in einem Registriergerät zum Aufzeichnen zweier voneinander abhängiger Spannungen, die Funktionen der Zeit sind, aufblattförmigem Aufzeichnungsträger mit einem Schreiborgan, das von zwei den Koordinaten x und y zugeordneten elektromechanischen Kompensationsantrieben gesteuert ist, welches dadurch gekennzeichnet ist,
dass zur automatischen Einzeichnung des Koordinatensystems jede der beiden Kompensationseinrichtungen mit einer elektromechanisch oder elektronisch arbeitenden zeitplangesteuerten Schalteinrichtung versehen ist und zum Aufzeichnen der Umrandung des Schreibfeldes mit den Eckpunkten durch je zwei in geeigneter Reihenfolge geschlossene Kontakte innerhalb der zeitplangesteuerten Schalteinrichtung die Eingänge der die Antriebsmotoren steuernden Verstärker mit dem Pluspol oder dem Minuspol der Kompensationsspannungsquellen verbunden sind und zur Einzeichnung der Koordinaten x und y durch den mittels der Schleifer an den Potentiometern eingestellten Koordinatenursprung in einer weiteren Schaltstellung jeweils ein Eingang eines Verstärkers an den Abgriff eines der beiden Potentiometer angeschlossen ist.
Dabei sind die Systemfehler des Registriergerätes im wesentlichen in diesem Koordinatennetz enthalten, so dass es bei Verwendung geeigneter Auswertgeräte möglich ist, die Registriergenauigkeit erheblich zu steigern.
An Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines elektronischen Kompensationsschreibers. Fig. 2 zeigt ein auf den Kompensationsschreiber nach Fig. 1 angewendetes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Fig. 1 wird der Messspannung, die an den Klemmen 1 liegt, eine Bezugsspannung entgegengeschaltet, die von den Schleifer 2 und 3 an dem von der Spannungsquelle 4 gespeisten Widerstand 5 abgegriffen
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wird. Die Differenz beider Spannungen wird vom Verstärker 6 verstärkt und dem Motor 7 zugeführt, der den Schleifer 2 so weit verstellt, bis die Spannungsdifferenz zu Null geworden ist. Mit dem Schleifer 2 ist die Schreibeinrichtung mechanisch verbunden. Der Nullpunkt, d. h. der Punkt, den das System bei der Eingangsspannung Null einnimmt, kann durch Bewegen des Schleifer 3 verschoben werden.
Fig. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Für beide Koordinaten, für die x-Koordinate als auch für die y-Koordinate, ist ein Kompensationssystem vorhanden. Ausser dem Schleifer 3 sind an den Enden der Widerstände 5 zwei Abgriffe 8 und 9 angebracht. Durch eine zeitplangesteuerte Schalteinrichtung 10, die sowohl rein elektronisch als auch elektromechanisch realisierbar ist, werden die Eingänge 11 der Verstärker 6 nach einem bestimmten Programm an die Abgriffe 3, 8 oder 9 gelegt.
In Fig. 3 ist das geschriebene Koordinatensystem dargestellt. Liegen die Verstärkereingänge 11 beider Systeme an den Schleifer 3, so nimmt das Schreiborgan die Nulipunktstellung 12 (Fig. 3) ein, wenn vorausgesetzt wird, dass die Eingangsspannungen des Registriergcrätes Null sind. Legt das Schaltgerät 10 als ersten Schaltvorgang den Eingang 11 des y-Verstärkers an den Abgriff 8, so verschiebt sich der Nullpunkt auf einer Geraden zum Punkt 13. Nachdem sich das System auf diesen Punkt eingestellt hat, erfolgt die Umschaltung des y-Einganges 11 auf den Abgriff 9, wodurch sich das Schreiborgan zum Punkt 14
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legt. Dadurch erreicht das Schreiborgan den Punkt 15.
Anschliessend erfolgt wieder eine Umschaltung des y-Einganges auf den Abgriff 8, wodurch sich das Schreiborgan in den Punkt 16 bewegt. Das Programm des Schaltgerätes 10 wird sinngemäss fortgesetzt, so dass das Schreiborgan in der angegebenen Reihenfolge die Punkte 17, 18, 15, 19, 20 und wieder 12 anläuft und dort nach Stillstand der Programmsteuerung stehenbleibt.
Das Schaltgerät 10 ist so eingerichtet, dass es von Hand in den Betriebszustand versetzt werden kann und nach Ablauf des Programms zur Ruhe kommt. Auf diese Weise wird nach Auslösung durch Hand automatisch ein Koordinatensystem geschrieben, das im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels aus einem vom vorher eingestellten Nullpunkt 12 ausgehenden Achsenkreuz und der Umrandung der Schreibfläche besteht. Die Lage des Nullpunktes 12 kann beliebig gewählt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Registriergerät zum Aufzeichnen zweier voneinander abhängiger Spannungen, die Funktionen der Zeit sind, auf blattförmigem Aufzeichnungsträger mit einem Schreiborgan, das von zwei den Koordinaten x und y zugeordneten elektromechanischen Kompensationsantrieben gesteuert ist, dadurch gekcnnzeichnet, dass zur automatischen Einzeichnung des Koordinatensystems jede der beiden Kompensationeinrichtungen mit einer elektromechanisch oder elektronisch arbeitenden zeitplangesteuerten Schalteinrichtung (10) versehen ist und zum Aufzeichnen der Umrandung des Schreibfeldes mit den Eckpunkten (15, 16, 17 und 18) durch je zwei in geeigneter Reihenfolge geschlossene Kontakte innerhalb der zeitplangesteuerten Schalteinrichtung (10) die Eingänge (11)
der die Antriebsmotoren (7) steuernden Verstärker (6) mit dem Pluspol oder dem Minuspol der Kompensationsspannungsquellen (4) verbunden sind und zur Einzeichnung der Koordinaten x undy durch den mittels der Schleifer (3) an den Potentiometern (5) eingestellten Koordinatenursprung (12) in einer weiteren Schaltstellung jeweils ein Eingang (11) eines Verstärkers (6) an den Abgriff eines der beiden Potentiometer (5) angeschlossen ist.