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Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Messen der Parameter von Schaltungselementen der Fernmeldetechnik, die während dieser Messung von einem seine Eigenschaften periodisch wechselnden Strom gespeist werden
Die in der Fernmeldetechnik verwendeten Schaltungselemente (Zweipole, Vierpole usw. ) müssen zur objektiven Beurteilung ihrer Parameter mit einem Medium geprüft werden, das den im normalen Betrieb vorkommenden Gegebenheiten möglichst genau entspricht, aber reproduzierbar ist und alle auftretenden Möglichkeiten erfasst. So werden also Schaltungselemente, die beispielsweise einer
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Eigenschaften laufend, jedoch in gleichbleibender Weise und über den ganzen in Frage kommenden Bereich periodisch ändert, wobei dann das Verhalten dieses Schaltungselementes beobachtet wird.
Eine von mehreren möglichen Messmethoden sieht für eine derartige Messung ein elektrisches Messinstrument vor, das eine gewisse Trägheit besitzt. Bei einem nicht hinreichend trägen Gerät besteht dabei die Möglichkeit, diese Eigenschaft durch zusätzliche Hilfseinrichtungen zu verändern. Von der
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Mittel-, Effektiv-oder andere Werte abgelesen.
Es gibt nun Schaltungselemente mit mehreren Parametern, die sich unter dem Einfluss des Messstromes gleichzeitig ändern, so dass alle interessierenden Parameter gleichzeitig zu untersuchen sind und das Gesamtergebnis in Abhängigkeit von den Einzelmesswerten der jeweiligen Parameter gebildet und ausgegeben werden muss. Die Erfindung betrifft eine solche Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Messen der Parameter von Schaltungselementen der Fernmeldetechnik, die während dieser Messung von einem Strom gespeist werden, welcher periodisch seine Eigenschaften, z. B. die Spannung, die Stromstärke oder die Frequenz, ändert. Der eine Parameter ist hiebei die Messwertschwankung, die sich aus der zeitlichen Änderung der Eigenschaften des Prüflings unter Einwirkung des Speisestromes ergibt.
Dieser Wert ist jedoch nur messbar, wenn das Messgerät gerade nur so träge ist, dass es sich während einer Messung bei mehreren periodischen Änderungen der Eigenschaften des Speisestromes auf einen Mittelwert einstellt, ihn aber nicht einzuhalten vermag. Dann pendelt der Zeiger des Gerätes um den Mittelwert zwischen zwei gleich bleibenden Grenzwerten, die je nach Prüfling unterschiedlich weit voneinander entfernt sind. Der andere Parameter ist der Messwert, um den der Zeiger des Messinstrumentes aus seiner Null-Stellung ausgelenkt wird.
Beim Vorliegen derartiger Bedingungen wird in einigen Fällen gefordert, den elektrischen Messwert eines Schaltungselementes so zu bestimmen, dass nicht der Mittelwert der Schwankungen als die gesuchte Grösse abgelesen wird, sondern ein Wert, der auch noch von den Grenzen der Schwankungen abhängig ist, der beispielsweise in der Mitte zwischen dem Mittelwert und dem unteren Grenzwert liegt.
Es ist bekannt, solch eine Messung manuell vorzunehmen. Das geschieht in der Weise, dass der Prüfende das zu untersuchende Schaltungselement, wie üblich, einerseits an die Stromquelle und anderseits an das Messgerät anschliesst, nach der Einschwingzeit den oberen und bzw. oder den unteren Grenzwert der Schwankungen abliest und dann, je nach der Messanweisung, einen der Grenzwerte oder
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vielleicht einen zwischen den Grenzwerten liegenden Wert dem Schaltungselement zuordnet. Daraufhin kann der Prüfling bei Bedarf beispielsweise in eine bestimmte Güteklasse einsortiert werden. Dieses Messverfahren ist langwierig, erfordert sorgfältig arbeitendes Personal, und verhindert trotzdem keine Fehler bei der Ablesung der Messwerte bei einer Mittelwertbildung oder beim Sortieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die eine Messung der genannten Art selbsttätig durchführt, d. h. den Messwert eines Schaltungselementes selbsttätig unter Berücksichtigung der Messwertschwankungen bestimmt, so dass z. B. anschliessend die untersuchten Schaltungselemente selbsttätig sortiert werden können.
Zur Messung analoger Werte von elektrischen Grössen und zur Ausgabe dieser Werte in digitaler Form, die eine selbsttätige Zählung und gegebenenfalls Steuerung ermöglicht, wird häufig ein Lichtstrahl-Messinstrument verwendet. So ist beispielsweise beschrieben, wie ein derartiges Lichtmarken-Messinstrument nach der Einstellung auf einen Analogwert beim Rücklauf des Lichtstrahl-Zeigers in die Ausgangsstellung durch Unterbrechen des Lichtstrahls mittels kleiner Spiegel digitale Impulse erzeugt, die entsprechende Zähler steuern und bei Bedarf aufgezeichnet werden. Das beschriebene Messinstrument ist zwar in der Lage, analog gemessene Werte digital auszugeben, mit ihm ist es aber nicht möglich, Messwertschwankungen zu berücksichtigen.
Es ist bekannt, zu einem Mittelwert über eine Momentanwerterfassung zu kommen. Mehrere Messstellen liefern dabei über Messgrössenumformer analoge Spannungen. Ein Messstellenumschalter schaltet diese Spannungen zeitlich nacheinander auf einen Analog-Digital-Umsetzer, der den Wert als Zahl darstellt. In einer getrennten Grenzwertkontrolleinrichtung kann dann der Messwert mit einem oder mehreren vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden. Grenzwertüberschreitungen können dann mit Datum, Uhrzeit und Messstellennummer ausgedruckt werden. Zur Mittelwertbildung werden die Momentanwerte in einen Speicher übernommen. Am Messperiodenende wird aus der Summe der Momentanwerte und der Zahl der Abtastungen der arithmetische Mittelwert der Messwerte gebildet.
Diese Schaltungsanordnung ist hauptsächlich zur Messung mehrerer Messobjekte gleichzeitig geeignet ; für das Messen eines einzigen Schaltungselementes, das anschliessend in eine bestimmte Gruppe gleichartiger Schaltungselemente einsortiert werden soll, ist sie nicht gedacht. Ausserdem lässt sich hier nur der Mittelwert mehrerer Messobjekte feststellen, nicht aber ein Wert, der an einer andern Stelle, beispielsweise zwischen oder an den Grenzen der Messwertschankungen, liegt.
Die Erfindung löst die ihr gestellte Aufgabe dadurch, dass die Skala des Messinstrumentes aus zwei Reihen von Messwertmeldern besteht, von denen die Melder der einen Reihe auf das Berühren und bzw. oder überstreichen durch den Instrumentenzeiger bei der Feststellung der Grenzen der Messwertschwankungen, und die Melder der andem Reihe beim Rücklaufen des Zeigers für die digitale Messwertausgabe ansprechbar sind, wobei der ersten Reihe von Messwertmeldern eine Messeinrichtung zugeordnet ist, die auf Grund der von diesen Messwertmeldern gebildeten Impulsen den Einsatzpunkt dieser digitalen Messwertausgabe in einer vor der Messung festgelegten Abhängigkeit von den Grenzen der Messwertschwankungen angibt.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung hat den Vorteil, dass damit das Messen von Schaltungselementen vollkommen selbsttätig vorgenommen wird und dass man das erzielte Messergebnis in einer Form erhält, die eine selbsttätige Weiterbehandlung des gemessenen Schaltungselementes, beispielsweise von einer Sortiereinrichtung, erlaubt.
Bei dieser Messung werden die Schwankungen des Messwertes um den Mittelwert dadurch berücksichtigt, dass die Grenzen dieser Schwankungen mit Hilfe von Messwertmeldern (Grenzwertmeldern) festgestellt werden. Die Grenzwertmelder können dann Steuereinrichtungen betätigen, die bestimmte Messwertmelder der zweiten Skaleneinteilung sperren, freigeben oder betätigen, um die Lage des Anfangswertes bei einer digitalen Ausgabe anzugeben.
Durch die Abhängigkeit des digital abzulesenden Messwertes von den Grenzwertmeldem der ersten Skaleneinteilung ist es möglich, die Lage dieses Messwertes in einfacher Weise nach Bedarf zu verändern.
Das hat den Vorteil, dass nicht für jede Änderung der Bezeichnungen zwischen Messwert und den Grenzen der Messwertschwankungen ein anderes Gerät erforderlich ist.
Weitere Vorteile sind aus dem nachstehend beschriebenen Beispiel der Erfindung zu ersehen.
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grossen Anzahl von Photoelementen, beispielsweise hundert, auszurüsten und nur jene zu einer Messung heranzuziehen, die gerade benötigt werden. Man kann aber auch nur die benötigten Photoelemente steckbar an der benötigten Stelle auf der Skala anordnen. In der Zeichnung sind nur die Photoelemente gezeigt, die für die beschriebene Messanordnung interessant sind.
Je nach Messaufgabe wird die gesamte Skala mit Hilfe der Photoelemente in so viel Bereiche unterteilt, wie es die Messgenauigkeit erfordert.
Entsprechend der Erfindung bilden die Photoelemente-a bis f-die erste Skaleneinteilung, während die Photoelemente --g bis m-die zweite Skaleneinteilung darstellen. Die Photoelemente --o und n--begrenzen die Skala am unteren bzw. am oberen Ende. Obgleich die beiden Skaleneinteilungen beliebig zueinander stehen können, ist für dieses Beispiel eine Einteilung in gleich grosse Bereiche so gewählt, dass jeweils zwei Photoelemente der beiden Skaleneinteilungen paarweise
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--Ml-verbunden, während die Photoelemente-g bis m-über die Impulsverstärker-VI- an die Messeinrichtung --M2-- angeschlossen sind. Beide Messeinrichtungen --M1 und M2-werden von zwei Zeitgliedern--Tl und T2--gesteuert.
Ist nun ein zu messendes Schaltungselement in die Prüflingsaufnahme-P-eingeführt, und an die zugehörigen Geräte angeschlossen, dann wird der Generator-G--in Betrieb genommen und das Verzögerungsglied--T3--, das eine hohe Zeitkonstante besitzt, wirksam geschaltet. Wegen der Trägheit des Lichtstrahl-Messinstrumentes--Lm--, die noch durch das Verzögerungsglied--T3-- erhöht wird, hält das Zeitghed--Tl--zunächst beide Messeinrichtungen--Ml und M2--im Ruhezustand fest. Der Lichtstrahl stellt sich im Verlauf von beispielsweise fünf periodischen Frequenzänderungen etwa auf einen Mittelwert ein.
Beim Verlassen der Ausgangsstellung hat das Photoelement --o-- angesprochen und die Steuereinrichtung--St--durch einen Impuls über den Impulsverstärker --V3-- von dieser Tatsache benachrichtigt. Daraufhin hat die Steuereinrichtung die Laufzeit des Zeitgliedes-Tl-in Gang gesetzt, so dass nun die Einschwingvorgänge keine weiteren Photodioden zunächst beeinflussen können. Lediglich die Photodiode--n--könnte bei zu hohen Werten ansprechen und über einen
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vom Lichtstrahl nicht überstrichen wurde.
Nach Ablauf der von dem Zeitglied--Tl--abgemessenen Zeit wird die Messeinrichtung - zur Aufnahme von von den Photoelementen ankommenden Impulsen aufnahmebereit geschaltet. Gleichzeitig wird das Zeitglied-tin Gang gesetzt, um die Ansprechbarkeit der Photoelemente--a bis f--auf einige wenige Frequenzdurchgänge des Generators-G--zu begrenzen. Während dieser Zeit schwankt der Lichtstrahl je nach den Eigenschaften des untersuchten Schaltungselementes mehr oder weniger um den Mittelwert. Dabei kann keine, eine oder mehrere Photoelemente--a bis f--berührt oder überstrichen werden, was von der Messeinrichtun --M1-festgestellt und gespeichert wird.
Nach Ablauf der vom Zeitglied--T2--abgemessenen Zeit wird das Verzögerungsglied --T3-- ausgeschaltet und das Messwerk--Mw--vom Prüfling getrennt, so dass der Lichtstrahl mit erhöhter Geschwindigkeit in seine Ausgangsstellung zurücklaufen kann. Dabei überstreicht er eine Anzahl von Photoelementen-g bis m--, die nacheinander je einen Impuls über die Impulsverstärker --V1-- zur Messeinrichtun --M2-- abgeben. Der schnelle Rücklauf hat den Vorteil, dass für diesen Vorgang nur eine kurze Zeit benötigt wird. Darüber hinaus entstehen beim schnellen Überstreichen der Photoelemente-g bis m-Impulse mit steilen Flanken, die für die weitere Verarbeitung günstiger geformte Signale liefern.
Es werden jedoch nicht alle auf diese Weise erzielten Impulse von der bei Beendigung der Messung der Messwertschwankungen freigegebenen Messeinrichtun --M2-- an die Steuereinrichtung - weitergegeben, sondern nur diejenigen, die in einem bestimmten Verhältnis zu den
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Grenzwerten der Messwertschwankungen stehen.
Für das vorliegende Beispiel sei angenommen, dass nur der Messwert berücksichtigt werden soll, der unterhalb des Bereiches der Messwertschwankungen liegt. Zu diesem Zweck hat die Messeinrichtung --M1-- den Messwertmelder der zweiten Skaleneinteilung abgeschaltet, der mit dem angesprochenen Photoelement der ersten Skaleneinteilung gemeinsam ein Paar bildet. Dadurch kann dieses Fotoelement nicht mehr ansprechen, so dass nur die Impulse der noch verbleibenden Photoelemente zur Ausgabe des Digitalwertes herangezogen werden. Wenn also beispielsweise der Lichtstrahl bei seinen Schwankungen die Photodioden--d und e--aktiviert hatte, sprechen jetzt nicht mehr die Dioden--h und i--an, so dass nur noch Impulse von den Dioden--j, k, l und m-abgegeben werden.
Es ist aber auch eine andere Abhängigkeit des ersten abgegebenen Digitalwertes von den Messwertschwankungen möglich.
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B.M2-vorgesehen werden.
Nach dem erneuten überlaufen des Lichtstrahles über das Photoelement --0-- wird von der
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die Entnahme des Prüflings aus der Einrichtung-P-und, falls eine Sortiereinrichtung angeschaltet ist, seine Einordnung in eine entsprechende Gruppe von Schaltungselementen. Die Sortierung kann dabei nicht nur nach der Grösse des digitalen Wertes vorgenommen werden, sondern auch nach der Schwankungsbreite um den Mittelwert.
Die Auswerteeinrichtung-Aw-kann ausserdem noch eine Reihe weiterer Signalanlagen steuern, die beispielsweise bei defekten Schaltungselementen Alarm geben, oder auch mit Lampen die Gruppe anzeigen, in die das gemessene Schaltungselement einsortiert worden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Messen der Parameter von Schaltungselementen der Fernmeldetechnik, die während dieser Messung von einem Strom gespeist werden, welcher periodisch seine Eigenschaften, z. B. die Spannung, die Stromstärke oder die Frequenz ändert, wobei der ausgegebene Messwert vom Zeigerausschlag eines Messinstrumentes und von den Messwertschwankungen des Zeigers um einen Mittelwert abhängig ist, und das für die Messung verwendete Messinstrument eine Skala mit elektrischen, über Verstärker Schaltmittel betätigenden Messwertmeldern bestückt ist,
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Messwertmeldern (a... m) besteht, von denen die Melder der einen Reihe (Grenzwertmelder a... f) auf das Berühren und bzw.
oder überstreichen durch den Instrumentenzeiger bei der Feststellung der Grenzen der Messwertschwankungen, und die Melder der andern Reihe (g... m) beim Rücklaufen des Zeigers für die digitale Messwertausgabe ansprechbar sind, wobei der ersten Reihe von Messwertmeldern (a... f) eine Messeinrichtung (M1) zugeordnet ist, die auf Grund der von diesen Messwertmeldern (a... f) gebildeten Impulse den Einsatzpunkt dieser digitalen Messwertausgabe in einer vor der Messung festgelegten Abhängigkeit von den Grenzen der Messwertschwankungen angibt.
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