<Desc/Clms Page number 1>
Schaltungsanordnung zum Prüfen des Verlaufes von am Bildschirm darstellbaren Kurven beliebiger Form
Vorgänge, die in Abhängigkeit von der einen veränderlichen Grösse auch ihre andere Grösse ändern, lassen sich am Bildschirm eines Oszillographen sichtbar machen. Die erste Grösse steuert dabei die Ablenkung des Kathodenstrahl nach einer Richtung, im allgemeinen von links nach rechts, die andere nach der senkrecht zur ersten zeigenden Richtung. Die genaue Lage der Kurve auf dem Bildschirm lässt sich hiebei durch Verändern der Vorspannung der Ablenkplatten so einregeln, dass sie eine bestimmte Stellung bezüglich eines Massstabes, eines Koordinatenkreuzes oder einer sonstigen Markierung einnimmt.
EMI1.1
von Filtern oder Magnetisierungskennlinien von Magnetkernen aufzunehmen.
Dabei wird meistens ein Toleranzfeld für die einzelnen Prüflinge festgelegt, in dem die betreffenden Kurven liegen müssen.
Solange Einzelmessungen vorgenommen werden, spielt die für die einzelnen Handgriffe aufgewendete Zeit keine wesentliche Rolle. Auch ist die Fehlerwahrscheinlichkeit wegen des dafür eingesetzten hochwertigen Personals und der kleinen zu untersuchenden Stückzahl gering. Die Messung wird mit den bekannten Methoden schwierig, wenn es darauf ankommt, Reihenmessungen mit grösseren Stückzahlen, also vorzugsweise selbsttätig, vorzunehmen. Noch umständlicher wird es, wenn viele Prüflinge der gleichen Art mit gleichem Toleranzfeld, aber mit einem sich mit dem Prüfling ändernden absoluten Pegel zu untersuchen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere für Reihenmessungen der genannten Art, eine Möglichkeit aufzuzeigen, Prüflinge auf ihre Eigenschaften hin in einer möglichst kurzen Zeit mit einer grossen Sicherheit zu prüfen.
Die Erfindung betrifft also eine Schaltungsanordnung zum Prüfen des Verlaufes von am Bildschirm darstellbaren Kurven beliebiger Form auf das überschreiten der vorgegebenen Grenzen eines Toleranzfeldes hin, wobei die Kurven aller Prüflinge einer Art ein gleiches Toleranzfeld, aber unterschiedliche absolute Pegel aufweisen.
Es ist schon eine Schaltungsanordnung bekannt, beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1204862, die den richtigen Verlauf einer Messkurve mit Hilfe einer Schwellwertschaltung prüft. Wenn nach Ansprechen des Schwellwertschalters die Messspannung nur geringfügig und kurzzeitig absinkt, z. B. infolge einer Oberwelle, wird die Schaltwelle verändert, vorzugsweise in ihrem absoluten Betrag verkleinert, so dass die Unstetigkeit der Kurve den Messwert nicht verfälscht. Dieses Verfahren ist jedoch nur anwendbar für Messkurven, die nur einen einzigen Grenzwert nicht überschreiten dürfen Da ein Toleranzfeld, auf das sich die Erfindung bezieht, aber mindestens zwei Grenzlinien besitzt, die dieses Feld abschliessen, ausserdem diese Grenzlinien selbst beliebig geformte Kurven darstellen können, ist das bekannte Verfahren zur Lösung der Aufgabe der Erfindung nicht geeignet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass eine Steuereinrichtung vorhanden ist, die die am Bildschirm jeweils aufgezeichnete Kurve selbsttätig an die eine (obere) Grenze des Toleranzfeldes verschiebt, dass dieser (oberen) Grenze des Toleranzfeldes eine andere Steuereinrichtung zugeordnet ist, die während des Verschiebevorganges eine Signalgabe bei Überschreiten der andern (unteren) Grenze bis
<Desc/Clms Page number 2>
zum Erreichen der ersten (oberen) Grenze unterbindet, und dass der andern (unteren) Grenze eine weitere Steuereinrichtung zugeordnet ist, mit deren Hilfe nach Beendigung des Verschiebevorganges die Lage der Messkurve bezüglich dieser Grenze selbsttätig untersucht wird.
Es sind schon anzeigende Messinstrumente bekannt, die nach dem photoelektrischen Prinzip arbeiten. Der Zeiger dieser Instrumente löst beim Passieren eines oder mehrerer Skalenpunkte oder bei Überschreiten des Toleranzbereiches einen Melde-, Steuer-oder Regelvorgang aus. Auf diese Weise werden beispielsweise Vor-oder Nebenwiderstände zum Messwerk automatisch zu-oder abgeschaltet.
Diese Messgeräte eignen sich nicht zum Prüfen des Verlaufes von am Bildschirm darstellbaren Kurven, weil mit ihnen nur analoge eindimensionale Messwerte erfassbar sind.
Es sind aber auch schon Steuereinrichtungen bekannt, die mit Kathodenstrahl-Oszillographen arbeiten. Diese Schaltungsanordnungen dienen dazu, um festzustellen, ob ein durch den Kathodenstrahl erzeugter Lichtpunkt auf dem Bildschirm die Umrisse einer Schablone oder eines zweidimensionalen Gegenstandes nicht überschreitet. Eine Kurve beliebiger Form kann aber bezüglich ihrer Lage zwischen zwei Grenzen eines Toleranzfeldes nicht untersucht werden.
Schliesslich ist auch noch eine Schaltungsanordnung bekannt, die dazu dient, die äusseren und inneren Abmessungen sowie die Flächen von symmetrischen Körpern bezüglich ihrer Exzentrizität zu untersuchen und die inneren und äusseren Durchmesser zu prüfen. Sobald der Hohlkörper die an ihn gestellten Forderungen erfüllt, wird jeweils eine der paarweise an den Toleranzgrenzen angeordneten Photozellen von einem Lichtstrahl, der von einer Glühlampe ausgeht, getroffen, während sich die andere im Lichtschatten befindet. Diese Schaltungsanordnung führt aber nur dann zu einem befriedigenden Ergebnis, wenn sowohl die Lage der Photozellen an den Toleranzgrenzen sowie die Halterung für den zu untersuchenden Gegenstand an der vorher genau festgelegten Stelle manuell einwandfrei einjustiert sind.
Bei auch nur geringer Abweichung wird ein überschreiten der Toleranzgrenzen gemeldet, obgleich der zu prüfende Körper einwandfreie Masse aufweist. Wollte man also Messkurven untersuchen, die zwar ein gleiches Toleranzfeld der Sollkurve, aber unterschiedliche absolute Pegel besitzen, was Voraussetzung der Erfindung ist, so käme man mit dieser Schaltungsanordnung ohne manuelle Einstellung bei jedem einzelnen Prüfling nicht zum Ziel.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie durch die vollselbständige Arbeitsweise jeden Messvorgang sehr schnell durchführt. Da die Fehlerwahrscheinlichkeit einer Automatik sehr gering ist, ist das Messergebnis auch zuverlässiger als das von Messpersonen, insbesondere bei Reihenmessungen. Die Tätigkeit der Messpersonen beschränkt sich jetzt ausschliesslich auf das Anschalten der Prüflinge und nach beendigter Prüfung auf das Auswerten der Prüfergebnisse.
Die angewendete Automatik gestattet es aber auch, bei einer geeigneten Aufnahmevorrichtung für die Prüflinge eine selbsttätige Sortierung entsprechend dem Messergebnis vorzunehmen. Dabei können die Prüflinge nicht nur nach der Einhaltung des Toleranzfeldes (gut-schlecht), sondern auch nach der Lage des absoluten Pegels (hoch, tief) sortiert werden.
Die Erfindung ist nicht nur für die Untersuchung von in etwa geradlinig verlaufenden Kurven verwendbar, sondern auch für Kurven beliebiger anderer Form, für die die Verwendung eines Messinstrumentes mit zwei Schwellwertschaltern oder mit andern fest einstellbaren Toleranzgrenzen kein hinreichend genaues Ergebnis liefern kann. Ausserdem gestattet es die Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung Kurven von Schaltungselementen zu prüfen, die nicht nur ein vorgegebenes beliebig geformtes Toleranzfeld aufzuweisen haben, sondern auch je nach Prüfling einen andern absoluten Pegel besitzen.
Gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Grenzen des Toleranzfeldes mit einer Anzahl von Photodioden markiert. Sobald die Messkurve eine oder mehrere dieser Dioden berührt, oder überstreicht, wird ein Signal abgegeben, das entweder bei der der ersten (oberen) Grenze zugeordneten Steuereinrichtung die Beendigung des Verschiebevorganges veranlasst, oder bei der zweiten (unteren) Grenze zugeordneten Steuereinrichtung eine Fehler-Aussage hervorruft. Durch diese Signalisierung ist es beispielsweise auch möglich, bei einer Überschreitung der Toleranzgrenze in einem bestimmten Bereich oder durch einen Kurventeil bestimmter Breite dieses nur dann als Fehler auszuwerten, wenn auch noch eine zweite Überschreitung gemeldet wird. Es kann auch der Ort der Überschreitung zu statistischen Zwecken genauer erfasst werden.
Durch die Steckbarkeit der Photodioden kann entweder der gesamte Diodenraster, welcher das Toleranzfeld begrenzt, für eine andere Messung ausgetauscht werden, oder es werden nur die einzelnen Dioden so umgesteckt, dass sich ein anderes Toleranzfeld ergibt.
Die Erfindung wird an Hand der aus drei Figuren bestehenden Zeichnungen näher erläutert. In Fig. l ist eine Messkurve-Kl-dargestellt, die im Toleranzbereich liegt. Die Kurde-kader
<Desc/Clms Page number 3>
Fig. 2 überschreitet aber die zulässigen Grenzen, der Prüfling erfüllt also nicht die an ihn gestellten Bedingungen. In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, die der selbsttätigen Prüfung eines Messkurvenverlaufes dient.
In Fig. 1 ist die obere Begrenzungslinie des Toleranzfeldes mit-E--, die untere Begrenzungslinie mit-F--bezeichnet. Die auf einem Bildschirm aufgenommene Messkurve eines einwandfreien Prüflings muss nun in dem Toleranzfeld verlaufen, wie die Kurve --K1--.
Die in Fig. 2 gezeigte Kurve--K2--überschreitet die Toleranzgrenze-F-nach unten und berührt im Punkte-a-die obere Toleranzgrenze-E--. Da es bei den aufgenommenen Kurven nicht auf den absoluten Wert des Pegels der Messkurve ankommt, wäre die Möglichkeit gegeben, durch Verschieben der Kurve nach oben die überschreitungen der unteren Toleranzgrenze --F-- zu beseitigen. Dann würde aber die Kurve mit ihrem oberen Teil die Toleranzgrenze-E--um ein entsprechendes Stück überschreiten. Der Prüfling mit der Messkurve-K2--entspricht also nicht den Bedingungen und ist folglich auszusortieren.
In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, mit deren Hilfe die Messkurve in die richtige Lage bezüglich des Toleranzfeldes gebracht wird. Das Toleranzfeld der Fig. 1 und 2 wird hier auf dem Bildschirm-B-durch Photodioden begrenzt. Dabei stellen die Dioden-l bis 8-- die obere Grenze-E-des Toleranzfeldes dar und die Dioden-9 bis 14-deren untere Grenze-F-.
Der über die Bildröhre wandernde Lichtpunkt des Kathodenstrahloszillographen wird von der Steuereinrichtung-SB-aus in seiner Auslenkung usw. gesteuert.
Für den vorliegenden Fall sei angenommen, dass die Messkurve den Frequenzgang eines Prüflings darstellen soll. Mit steigender Frequenz wird der Lichtpunkt also auf dem Bildschirm-B-von links nach rechts verschoben. Das Bildschirmfeld-B--ist dabei nur so gross gezeichnet, dass die Grenzen dieses Feldes auch die Grenzen der horizontalen und der vertikalen Auslenkung des Lichtstrahles darstellen. Nach Erreichen der höchsten zu berücksichtigenden Frequenz wird die Bewegungsrichtung des Lichtpunktes umgekehrt, so dass er die Kurve mit geringer werdender Frequenz in umgekehrter Richtung durchläuft, bis er am linken Rand des Bildschirmes wieder angekommen ist und es erfolgt eine erneute Steigerung der angelegten Frequenz usw.
Die Erfindung ist natürlich nicht nur für Frequenzgang-Prüfungen geeignet, sondern auch für eine Prüfung mit allen andern variablen Grössen, beispielsweise der Zeit, welche in eine entsprechende Form gebracht, die Verschiebung des Lichtpunktes von links nach rechts und zurück (horizontal) bewirken. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des Prüflings wird dann der Lichtpunkt senkrecht zu der beschriebenen Bewegungsrichtung (vertikal) ausgelenkt. Die zuletzt genannte Auslenkung lässt sich in ihrer Lage auf dem Bildschirm durch Verschiebung der Nullinie normalerweise mit Hilfe eines Drehknopfes verändern.
Die Steuerung-SB-ist jedoch so aufgebaut, dass diese Änderung auch mit Hilfe eines Stellmotors --M-- oder einer entsprechenden elektronischen Schiebeschaltung möglich ist.
Soll nun eine Frequenzgangprüfung an einem Prüfling vorgenommen werden, so wird dieser in die
EMI3.1
Signals ist in Fig. 3 gestrichelt gezeichnet.
Die beschriebene Schaltungsanordnung ist so eingerichtet, dass der absolute Pegel der Messkurve an das obere Toleranzfeld-E-verschoben wird. Nach dem Start des Messvorganges wird der Messpegel zuerst z. B. im Schnellgang an die untere Toleranzgrenze-F-bzw. an die zur Feststellung des Vorhandenseins der Messkurve auf dem Bildschirm-B-vorgesehene Fanggrenze-C-- (Dioden - 15 und 16--) verschoben, um dann nach jedem Durchlaufen des Frequenzspektrums um jeweils eine kleine Stufe hochgeregelt zu werden. Dadurch tastet sich die Messkurve so an die obere Toleranzgrenze-E-heran, bis das Maximum dieser Kurve eine der Photodioden--l bis 8-trifft.
Die Photodiode gibt über den ihr zugeordneten Verstärker --V1 bis V8-einen Impuls an die Steuereinrichtung--OG--. Diese Steuereinrichtung setzt über die Steuereinrichtung--SB--den den Pegel verändernden Stellmotor --M-- still. Gleichzeitig gibt die Steuereinrichtung-OG-die Kontrolleinrichtung für die untere Grenze des Toleranzfeldes-UG-frei, so dass jetzt auch von den Photodioden-9 bis 14-gegebenenfalls eintreffende Impulse aufgenommen und ausgewertet werden können.
Wird in einem nachfolgenden Zeitraum, der ein oder mehrere Durchläufe des Frequenzspektrums
<Desc/Clms Page number 4>
lang sein kann, keine der Photodioden-9 bis 14-berührt, so wird die aufgezeichnete Kurve als im Toleranzfeld liegend ausgewertet und ein entsprechendes Signal an die Leitung--al-gelegt. Dieses Signal betätigt eine optische oder akustische Anzeigeeinrichtung. Es kann aber auch eine Sortiereinrichtung in bekannter Weise veranlassen, den Prüfling selbsttätig zu den als gut befundenen, schon geprüften Schaltmitteln einzuordnen.
Wird jedoch eine Photodiode der unteren Toleranzgrenze-F-vom Lichtpunkt berührt, so wird über einen der Verstärker --V9 bis Vein Impuls an die Kontrolleinrichtung-UG-- gegeben. Daraufhin wird über die Leitung-al-sowie an die Sortiereinrichtung ein anderes Signal gegeben, das diesen Prüfling als unbrauchbar kennzeichnet.
Die beschriebene Prüfeinrichtung kann aber auch so abgewandelt werden, dass bei beispielsweise einzelnen ganz schmalen Spitzen der Messkurve, die beispielsweise die obere Toleranzgrenze überschreiten, mit Hilfe einer weiteren Reihe von Photodioden der Prüfling zu den bedingt tauglichen eingereiht wird.
Die Photodioden sind steckbar ausgebildet, so dass für eine nächste Messung das Toleranzfeld anders aufgebaut werden kann. Die Steckbarkeit wird dadurch erreicht, dass das gesamte Toleranzfeld auf einem festen Rahmen angeordnet ist und mit diesem zusammen ausgewechselt werden kann.
Es ist aber auch möglich, die Photodioden einzeln auf einem entsprechend ausgebildeten Raster umsteckbar zu machen.
Das beschriebene Beispiel der Erfindung sieht vor, den absoluten Pegel der Messkurve von einem niedrigeren Wert ausgehend hochzuregeln. Es ist aber auch möglich, die Schaltungsanordnung so auszubilden, dass der Wert des absoluten Pegels der vorangegangenen Messung als Ausgangswert für den nächsten Prüfling dient. Dabei kann es aber vorkommen, dass die Messkurve zu Beginn der Prüfung zwar nicht die untere Grenze des Toleranzfeldes schneidet, dafür aber die obere Grenze-E--. Es muss also zunächst der absolute Pegel so weit abgesenkt werden, dass keine der Photodioden-l bis 8-- berührt wird. Von dieser Stelle aus erfolgt dann in der beschriebenen Weise eine stufenweise Verschiebung bis zur oberen Grenze des Toleranzfeldes.
Dabei kann auch von der Möglichkeit Gebrauch gemacht werden, den Stellmotor zunächst im schnellen Lauf arbeiten zu lassen und erst in der Nähe des Endpunktes auf langsamen Lauf umzuschalten.
In der beschriebenen Schaltungsanordnung ist Vorkehrung dafür getroffen, dass nach Ausführung des ersten Messschrittes, nämlich nach der Verschiebung der Messkurvenspitze an die Grenze des oberen Toleranzfeldes--E--, eine erneute Ingangsetzung des Stellmotors--M--solange durch das Zeitglied-T-verhindert wird, bis ein voller Durchlauf des Lichtpunktes durch die Messkurve gewährleistet ist. Danach erst wird der Lichtpunkt auf die Nullachse gelenkt, wobei durch Betätigung der Steuereinrichtung-SB-keine weiteren Impulse mehr von den Photodiodenverstärkern-VI bis V14-verarbeitet werden, bis der untersuchte Prüfling durch einen andern ersetzt ist.
Die Sortierung der Prüflinge kann auch noch zusätzlich nach andern Gesichtspunkten vorgenommen werden. Die jeweils zuletzt eingenommene Stellung des Stellmotors ist ein Mass dafür, auf welchen absoluten Pegel die Messkurve gebracht worden ist.
Falls diese Einstellungsdaten noch zusätzlich der Sortiereinrichtung zugeführt werden, kann auch dieser Wert als Gesichtspunkt für die Sortierung mit ausgenutzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum Prüfen des Verlaufes von am Bildschirm eines Kathodenstrahl-Oszillographen darstellbaren Kurven beliebiger Form auf das überschreiten der vorgegebenen
EMI4.1