DD250034A3

DD250034A3 - Verfahren und vorrichtung zur fehlerkompensation des grundfeldeinflusses

Info

Publication number: DD250034A3
Application number: DD27754685A
Authority: DD
Inventors: Eckhard Meussling
Original assignee: Schiffbau Stammbetrieb K
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1987-09-30
Also published as: DE3602914A1

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung zur Fehlerkompensation des Grundfeldeinflusses wird angewendet bei der Laengenmessung von strangfoermigem, axial bewegtem Material mittels auf das Material aufgebrachter Magnetmarkierungen. Das Ziel einer hoeheren Genauigkeit und Sicherheit bei der Laengenmessung und damit erreichbarem hoeheren Automatisierungsgrad der Messanlage wird erreicht durch eine Fehlerkompensation in Abhaengigkeit vom Signal auf dem Material. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess so geloest, dass von zwei Sonden der Abstand zwischen zwei Nulldurchgaengen des Magnetmarkensignals erfasst und Abweichungen des Abstandes erkannt werden und diese Abweichungen durch eine veraenderte Arbeitspunkteinstellung der Sonden kompensiert werden. Die Kompensation tritt jedoch erst in Kraft, wenn das Signal einer weiteren Sonde einen festgelegten Schwellwert erreicht hat. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kompensation von Fehlern, hervorgerufen durch den Einfluß des magnetischen Grundfeldes, die eine Qualitätsminderung der Erkennung des Magnetmarkenbildes auf strangförmigem axial bewegtem Material bewirken.

Charakteristik des Standes der Technik

Es ist bekannt, zur Längenmessung von strangförmigem axial bewegtem Material auf demselben Magnetmarkierungen zu setzen, welche anschließend gelesen und ausgewertet werden. Ein hohes magnetisches Grundfeld bewirkt eine Verschiebung der Symmetrie des Magnetsignals in bezug auf die Nullinie, so daß entweder der positive oder der negative Gleichanteil der Signalkurve überwiegt. Bei Längenmessungen auf der Grundlage der Erkennung der Nulldurchgänge der Magnetmarken kommt es daraufhin zu nicht vernachlässigbaren Fehlern.

Um die Fehler des Grundfeldeinflusses zu kompensieren, sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden.

Nach US-PS 4467280 ist eine Anordnung zur Längenmessung von länglichem magnetisierbarem Material bekannt. Die Anordnung besteht aus einem Setzkopf und drei Sonden, welche das Signal auf dem Material erfassen. Die Signale der ersten und der dritten Sonde werden voneinander subtrahiert und somit eine resultierende Kurve gebildet.

Auf diese Art und Weise erfolgt eine Fehlerkompensation durch die Eliminierung des Gleichanteils beider Sondensignale.

Dieser Art der Grundfeldkompensation setzt vorverarbeitete Sondensignale voraus. Das wiederum bedingt einen hohen schaltungstechnischen Aufwand.

Eine Überschreitung des Sondenaussteuerbereiches birgt die Gefahr in sich, daß bei der Bildung der resultierenden Kurve die Kompensation des Grundfeldes verfälscht wird.

Da die Sonden selbst nicht kompensiert werden, ist ihre Funktion eingeschränkt, sobald das Grundfeld gegenüber dem Signalpegel zu groß wird.

Aufgrund der genannten Nachteile ist diese Lösung nicht im vorliegenden Fall anwendbar.

Weiterhin ist nach DD-WP 149966 ein Salbstinduktionsfreies modifiziertes Förster-Magnetometer bekannt. Diese Lösung verwendet symmetrische Dreieckimpulse zur Erregung der Sonde. Zur Kompensation des Gleichfeldeinflusses wird die Sekundärwicklung der Sonde genutzt. Dabei fließt ein steigender Gleichstrom durch die Sekundärwicklung, der in der Sonde ein Kompensationsfeld aufbaut, das dem Erdfeld entgegenwirkt und sich mit diesem überlagert, so daß die Sonde im richtigen Arbeitspunkt gehalten wird.

Mit dieser Lösung kann lediglich der Erdfeldeinfluß, der auf die Sonde wirkt, kompensiert werden.

Veränderungen am Magnetmarkenbild auf dem Material können damit nicht erfaßt bzw. beseitigt werden. Das aber ist ausschlaggebend für die Qualität einer Längenmessung des Materials. Weiterhin gibt es keine Möglichkeit dßr Digitalisierung der Anordnung, so daß sie nicht für Automatisierungszwecke geeignet ist.

Die analoge Verarbeitung bedingt außerdem eine enge Bauteiltolerierung, einen nicht zu vernachlässigenden Temperatureinfluß, welcher einer extra Kompensation bedarf und es ist ein Abgleich der Schaltung notwendig. Andere äußere Einflüsse, wie hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Materials oder Spleißdurchlauf bei Trossen, die eine Qualitätsminderung des Magnetmarkenbildes bewirken, können mit dieser Anordnung ebenfalls nicht erfaßt werden. Damit ist die Lösung für den der Erfindung zugrundeliegenden Anwendungsfall nicht geeignet.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Genauigkeit und Sicherheit der Längenmessung von axial bewegtem Material zu verbessern und damit einen höheren Automatisierungsgrad der Meßanlage zu erreichen.

Wesen der Erfindung

— Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kompensation von Fehlern, hervorgerufen durch den Einfluß des magnetischen Grundfeldes und durch andere äußere Einflüsse in Abhängigkeit vom Signal auf dem Material durchzuführen. Erfindungsgemäß ermitteln von drei nulldurchgangserfassenden Sonden die erste und dritte Sonde den Abstand zwischen zwei Nulldurchgängen der Magnetmarken. Abweichungen des konstanten Abstandes werden erkannt und über eine veränderte Arbeitspunkteinstellung aller drei Sonden kompensiert. Die Kompensation tritt jedoch erst in Kraft, wenn das Signal der zweiten Sonde einen festgelegten Schwellenwert erreicht hat.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden die Signale der drei Sonden auf je ein Flip-Flop geführt. Die Ausgänge des ersten und des zweiten Flip-Flop liegen am Eingang eines Umschalters an und der Ausgang des ersten gemeinsam mit dem des dritten Flip-Flop an einem Äquivalenzgatter. Das Äquivalenzgatter ist über zwei in Reihe geschaltete logische Gatter an den Takt-Eingang eines Zählers geschaltet, wobei das zweite Gatter einen Takt freigibt.

AmZählrichtungseingang des Zählers liegt der Ausgang des Umschalters an. Vom Zähler wird über einen D/A-Wandlerein Kompensationsstrom an die drei Sonden geliefert. Der Übertrag des Zählers ist gemeinsam mit einem Startsignal auf die Eingänge eines weiteren Flipflops geführt, dessen Ausgang auf das erste logische Gatter und einen Eingang des Umschalters zurückgeführt ist.

Die Schaltung realisiert die Lieferung eines Kompensationsstromes an die Sonden zur Veränderung des Arbeitspunktes derselben für den Fall, daß die Signale der ersten und dritten Sonde gleiches Potential besitzen. Die Kompensation wird abgebrochen, sobald wieder ein unterschiedliches Potential vorhanden ist. Über den Umschalter ist eine Startmarkenerkennung möglich. Dazu wird auf den Kompensationsbetrieb der Schaltung erst umgeschaltet, wenn das Signal der zweiten Sonde einen festgelegten Schwellenwert erreicht hat.

Ausführungsbeispiel

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1: Vorrichtung zur Durchführung der Kompensation

Der Einfluß des magnetischen Grundfeldes bewirkt eine Verschiebung der Symmetrie des auf das Material aufgebrachten Magnetsignals. Das äußert sich in einer Verringerung oder Vergrößerung der Abstände zwischen zwei Nulldurchgängen des Signals. Drei das Signal erfassende Sonden (S 1, S2, S3) sind in konstantem Abstand zueinander längs des Materials angeordnet, wobei der Abstand zwischen der ersten und der dritten Sonde (S 1 und S3) genau dem Abstand zwischen zwei gleichgearteten Nulldurchängen des unbeeinflußten Signals entspricht. Die zweite Sonde (S2) liegt genau in der Mitte der beiden anderen Sonden (S 1 und S3). Somit erfassen alle drei Sonden (S1,S2, S3) die Nulldurchgänge der Magnetmarken. Veränderungen im Abstand zwischen zwei Nulldurchgängen erfassen die Sonden (S 1) und (S3), d.h. daß das Signal von (S3) einen positiven oder negativen Pegel besitzt, wenn (S 1) einen Nulldurchgang erfaßt bzw. es besitzen beide Sondensignale den gleichen Pegel. Diese Abweichungen werden erfindungsgemäß so kompensiert, daß in Abhängigkeit des Potentials von (S 1) ein Kompensationsstrom (Ik) an alle drei Sonden (S1,S2, S3) geliefert wird, der eine Arbeitspunktveränderung der Sonden bewirkt, solange bis der Abstand der Nulldurchgänge wieder den unbeeinflußten Wert erreicht.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Kompensationsverfahrens besteht aus drei gemeinsam von einem Takt (T 1) angesteuerte Flipflops (1; 2; 3), auf die je ein Sondensignal (S1; S2; S3) geführt ist. Die Ausgänge des ersten und zweiten Flipflops (1,2) sind auf einen Umschalter (10) geführt und der Ausgang des dritten Flipflops (3) zusammen mit dem des ersten Flipflops (1) auf ein Äquivalenzgatter (4). Dieses ist über zwei in Reihe geschaltete logische Gatter (5 und 6) an den Takt-Eingang eines Zählers (7) gelegt, dessen Zählriehtungseingang mit dem Ausgang des Umschalters (10) belegt ist. Über das zweite Gatter (6) wird ein Taktimpuls (T2) auf den Zähler (7) gesteuert. Der Zählausgang des Zählers (7) liefert über einen D/AWandler (9) den Kompensationsstrom I_K an die Sonden (S1,S2, S3). Der Übertrag des Zählers (7) ist über ein weiteres Flipflop (8) an den Eingang des ersten logischen Gatters (5) als auch den Eingang des Umschalters (10) geführt. Die Funktionsweise der Schaltung ist folgendermaßen:

Zunächst ist der Zähler (7) über den Umschalter (10) und das Flipflop (2) mit dem Sondensignal (S2) verbunden, das die Signalrichtungfestlegt. Am Zähler (7) liegt ständig ein Zähltakt an. Es wird ein Kompensationsstrom (I_K) an die Sonde (S 2) gelegt, der das Ausgangssignaf der Sonde (S2) auf Null hält. Der Strom (I_K) entspricht dem an (S2) anliegenden Signal. Erreicht (S2) einen festgelegten Schwellenwert, gibt der Zähler (7) einen Übertrag (Ü) aus, der das Flipflop (8) umschaltet. Der Umschalter (10) legt dasSöndensignal (S1)an den Zählrichtungseingang des Zählers (7). Das Flipflop (8) aktiviert das logische Gatter (5). Damit ist die Startmarkenerkennung abgeschlossen und die Kompensation tritt in Kraft.

Jetzt bestimmt das Sondensignal (S 1) die Zählrichtung des Zählers (7). Besitzen (S 1) und (S3) gleichen Signalpegel, öffnet sich das Äquivalenzgatter (4) und über die Gatter (5) und (6) wird das Taktsignal (T2) am Takteingang des Zählers (7) wirksam, so daß dieser in Richtung des Signals (S 1) zählt. Das Ausgangssignal des Zählers (7) wird vom D/A-Wandler (9) in den Kompensationsstrom (I_K) umgewandelt, welcher den Arbeitspunkt der drei Sonden (S 1,S2, S3) solange ändert, bis der Pegel der Sonden (SD und (S3) wieder unterschiedlich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung kann zur Kompensation des Grundfeldeinflusses auf Magnetmarken, die auf magnetisierbarem Material aufgebracht sind, verwendet werden. Insbesondere findet die Erfindung im Fischereibetrieb bei der Messung der Länge von Kurrleinen Anwendung. Eine zuverlässige Kurrleinenlängenmeßanlage ist die Grundlage für eine Erhöhung des Automatisierungsgrades der Windenanlage.

Weiterhin ermöglicht die Anwendung der Erfindung eine Kompensation von Fehlern, die durch Spleißdurchlauf und hohe Geschwindigkeit der Trosse hervorgerufen werden. Die Vorrichtung ermöglicht durch die Startmarkenerkennung ein einwandfreies Funktionieren der Kompensation nach ungewolltem Aussetzen der Markierung, z. B. nach Spleißdurchlauf oder nach Stoppen der Kurrleinenwinde.

Claims

1.. Verfahren zur Fehlerkompensation des Grundfeldeinflusses, welcher eine Qualitätsminderung bei der Erkennung von Magnetmarkierungen auf strangförmigen axial bewegtem Material bewirkt und wobei eine aus drei Sonden bestehende Signalerfassungseinheit die Nulldurchgänge der gesetzten Magnetmarken erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Sonde (S 1) und eine dritte Sonde (S3) den Abstand zwischen zwei Nulldurchgängen erfassen sowie Abweichungen des Abstandes erkennen und daß diese Abweichungen kompensiert werden über eine veränderte Arbeitspunkteinstellung der drei Sonden (S 1/S2, S3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensation erst in Kraft tritt, wenn das Sondensignal der zweiten Sonde (S2) einen festgelegten Schwellwert erreicht hat.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale dreier Sonden (S 1, S2, S3) jeweils auf je ein Flipflop (1, 2, 3) geführt sind, die gemeinsam von einem Taktimpuls (T 1) getaktet werden, daß die Ausgänge des ersten und zweiten Flipflops (1,2) auf einen Umschalter (10) und der Ausgang des dritten Flipflop (3) gemeinsam mit dem des ersten (1) auf ein Äquivalenzgatter (4) geführt sind, welches über zwei in Reihe geschaltete logische Gatter (5 und 6) an den Takt-Eingang eines Zählers (7) gelegt ist, dessen Zählerrichtungseingang mit dem Ausgang des Umschalters (10) belegt ist und daß weiterhin über das zweite logische Gatter (6) ein Taktimpuls (T2) auf den Zähler (7) gesteuert ist, daß der Zählausgang des Zählers 7 über einen D/A-Wandler (9) den Kompensationsstrom (I_K) an die drei Sonden (S 1, S2, S3) liefert und daß außerdem der Übertrag (Ü) des Zählers (7) über ein weiteres Flip-Flop (8) an den Eingang des ersten Gatters (5) und den Eingang des Umschalters (10) geführt ist.