DE1136500B

DE1136500B - Process for recording measurement diagrams or for observing processes in viewing devices

Info

Publication number: DE1136500B
Application number: DEH34587A
Authority: DE
Inventors: Dr Wolfgang Schaffitz; Dipl-Phys Walter Schley
Original assignee: EUGEN WILHELM HUBER DR ING
Current assignee: EUGEN WILHELM HUBER DR ING
Priority date: 1958-10-21
Filing date: 1958-10-21
Publication date: 1962-09-13
Also published as: CH365232A

Description

Verfahren zum Aufzeichnen von Meßdiagrammen bzw. zum Beobachten von Vorgängen in Sichtgeräten Die Erfindung betrifft Verfahren zum Aufzeichnen von Meßdiagrammen bzw. zum Beobachten von Vorgängen in Sichtgeräten, bei welchen Hilfsmarken in die Meßschriebe eingeblendet werden, die z.B. als Zeit- oder Winkelmarken eine zeitliche oder sonstige Zuordnung der Meßvorgänge ermöglichen sollen. Method for recording measurement diagrams or for observing Operations in Display Devices The invention relates to methods for recording measurement diagrams or for observing processes in vision devices, with which auxiliary marks in the Measurement records are displayed, e.g. as time or angle marks, a temporal or other assignment of the measurement processes should be possible.

Es ist üblich, in kontinuierlich geschriebene Meßschriebe Einzelmarken einzublenden, die den Anfangspunkt des von der Zeitmarke gegebenen Zeitmaßstabes festlegen bzw. die Zuordnung der Diagramme zu ausgezeichneten Einstellungen des untersuchten Objekts ermöglichen sollen. Es ist gleichfalls die Möglichkeit bekannt, beim Beobachten vor allem periodischer Vorgänge in Sichtgeräten Einzelmarken zur zeitlichen oder sonstigen Zuordnung einzublenden. Diese Einzelmarken werden auf die verschiedensten Weisen gesteuert, z.B. induktiv, durch Unterbrecher oder durch Fotozellenanordnungen. It is customary to use individual marks in continuously written measuring records to show the starting point of the time scale given by the timestamp define or assign the diagrams to excellent settings of the examined object should enable. It is also known that when observing especially periodic processes in vision devices for single marks to show temporal or other assignment. These single brands are on controlled in various ways, e.g. inductively, by interrupter or by Photocell arrangements.

Zwischen dem Beginn der Auslösung und dem Schreiben der Einzelmarke liegt der Auslöseverzug, dessen zeitliche Dauer sich aus den Eigenarten der speziellen Anordnung ergibt. Die Dauer dieses Auslöseverzuges, der bei genauen Messungen für rasch verlaufende Vorgänge nicht vernachlässigt werden darf, muß bekannt sein, um angeben zu können, welchem Zeitpunkt die Einzelmarke und damit der Meßschrieb zugeordnet ist.Between the start of the release and the writing of the individual mark is the release delay, the duration of which is determined by the peculiarities of the special Arrangement results. The duration of this tripping delay, which with precise measurements for rapid processes must not be neglected, must be known in order to to be able to specify the point in time at which the individual mark and thus the measurement record are assigned is.

Mit dieser Erfindung wird nun ein Verfahren angegeben, durch welches der Auslöseverzug als Fehlerquelle bei der genauen Zuordnung von Einzelmarken eliminiert wird und durch welches neue Verfahren zum Arbeiten mit Einzelmarken in Meßschrieben und in Sichtgeräten ermöglicht werden. With this invention, a method is now provided by which the trigger delay as a source of error in the precise assignment of individual marks is eliminated and by which new method for working with single marks in measurement records and in viewing devices.

Erfindungsgemäß löst bei dem Verfahren zum Aufzeichnen von Meßdiagrammen die die Hilfsmarke steuernde Vorrichtung zugleich auch die Lichtblitzeinrichtung aus. According to the invention solves in the method for recording measurement diagrams the device controlling the auxiliary mark at the same time also the light flash device the end.

Gleichzeitig mit der Einzelmarke wird also eine Lichtblitzlampe gesteuert, in deren Licht die der Einzelmarke zugeordnete, ausgezeichnete Stellung fotografiert oder bei periodischen Vorgängen durch Stroboskopeffekt direkt abgelesen wird. Zum Beispiel kann man bei Anlaufvorgängen im Licht der gleichzeitig mit der Einzelmarke ausgelösten Blitzlampe eine Uhr fotografieren oder den einer Einzelmarke zugeordneten Winkel bei konstanter Drehzahl des Untersuchungsobjekts direkt an einer umlaufenden Gradskala ablesen. A light flash lamp is controlled at the same time as the individual mark, In the light of which the excellent position assigned to the individual stamp is photographed or, in the case of periodic processes, can be read directly through the stroboscopic effect. To the For example, one can use the start-up processes in the light of the same time as the individual mark When the flash lamp is triggered, photograph a watch or the one assigned to a single brand Angle at constant speed of the examination object directly on a rotating Read off the degree scale.

Die exakte Gleichzeitigkeit von Aufleuchten der Blitzlampe und Schreiben der Einzelmarke ist bei entsprechenden Schaltungsanordnungen von vornherein gegeben und läßt sich immer durch einmalige Abstimmung sicher einstellen. The exact simultaneity of the flashing lamp lighting up and writing the individual mark is given from the outset with corresponding circuit arrangements and can always be safely adjusted by a one-time vote.

Die Erfindung erhöht mit sehr einfachen Mitteln die Meßgenauigkeit beim Aufnehmen rasch verlaufender Vorgänge. Sie ermöglicht es, Meßverfahren gewerblich einzusetzen, die bisher wegen des Eichaufwandes zu teuer und damit nur einzelnen wissenschaftlichen Untersuchungen vorbehalten oder wegen ihrer Meßunsicherheit für die quantitative Auswertung uninteressant waren (z. B. Indizieren der Arbeitsflächen schnellaufender Verbrennungsmotore über Druck-Zeit-Diagramme). Die Erfindung ermöglicht weiterhin, wie noch ausgeführt wird, bei der Messung insbesondere periodischer Vorgänge mit verstellbaren Zeit- bzw. Winkelmarken zu arbeiten. The invention increases the measurement accuracy with very simple means when recording fast-moving processes. It enables measurement methods to be used commercially to use, which was previously too expensive because of the calibration effort and thus only individual reserved for scientific investigations or because of their measurement uncertainty for the quantitative evaluation was of no interest (e.g. indexing the work surfaces high-speed combustion engines via pressure-time diagrams). The invention enables furthermore, as will be explained, in the measurement of periodic processes in particular to work with adjustable time or angle marks.

Die verstellbare Winkelmarke ermöglicht zusammen mit Sichtgeräten Meßverfahren, die exakt und gleichzeitig derart einfach sind, daß sie zum Messen in Industrie und Werkstatt eingesetzt werden können.The adjustable angle mark enables together with vision devices Measurement methods that are precise and at the same time so simple that they can be used to measure can be used in industry and workshops.

Es ist bekannt und auch naheliegend, Winkelmarken durch Verdrehen des Gebers an der Welle auf verschiedene Winkelstellungen zu legen. Die Kombination Winkelmarke-Lichtblitz erlaubt es, auf einfache Weise diese Einstellung ohne Verdrehen des Gebers durch elektrische Schaltungen vorzunehmen, da die Stellung der Marke ohne umwegige Messungen direkt nach Sicht abgelesen wird. Daraus ergeben sich mehrere Vorteile: Durch Bedienen elektrischer Schaltelemente ist die Winkelmarke schneller, müheloser und sicherer einzustellen als durch mecha- nische Verstelleinrichtungen. Vor allem aber ermöglicht die Einstellung der Winkelmarke auf elektrischem Wege neue Verfahren zur raschen, bequemen und doch sehr exakten Messung rasch verlaufender Vorgänge mit Hilfe von Elektronenstrahl-Sichtgeräten. It is known and also obvious, angle marks by twisting of the encoder on the shaft at different angular positions. The combination Angle mark light flash allows this setting to be made in a simple manner without twisting of the encoder through electrical circuits, since the position of the mark can be read directly visually without detours. Several emerge from this Advantages: By operating electrical switching elements, the angle mark is faster, more effortless and safer to adjust than with mechanical niche adjustment devices. Above all, however, it enables the angle mark to be set electrically new methods for quick, convenient and yet very precise measurements that run rapidly Operations with the help of electron beam vision devices.

Ein- und mehrstrahlige Elektronenstrahl-Sichtgeräte erlauben es, auch sehr rasch verlaufende periodische Vorgänge als stehende Bilder sichtbar zu machen. Dabei sind genaue Ausmessungen auf der Ordinate des Meßdiagrammes möglich, nicht oder nur sehr umständlich und ungenau jedoch auf der Abszisse, der Zeitachse, da bei stehenden Bildern eine zusätzliche Zeitmarkierung erforderlich ist. Für Zeitmarkierungen ist aber ein Sichtgerät mit wenigstens zwei Strahlen bzw. ein elektronischer Umschalter und ein elektronischer Zeitmarkengeber erforderlich. Dieser Aufwand wird verringert und das höchst schwierige Arbeiten mit mehreren exakt synchron und gleich gedehnt anzeigenden Strahlen vermieden durch Verwendung der elektrisch einstellbaren Winkelmarke. Mit ihrer Hilfe kann zu jeder Stelle der sichtbar gemachten Vorgänge der Winkel angegeben und damit bei bekannter Drehzahl die Zeit gemessen werden. Vorteilhaft wird die Marke als Dunkelmarke auf einen Vorgang gelegt und der Zündimpuls der Lichtblitzlampe oder ein anderer Spannungssprung, der unmittelbar mit der Auslösung des Blitzes praktisch verzögerungsfrei zusammenhängt, als Löschspannung genommen. Single and multi-beam electron beam vision devices allow even very rapid periodic processes become visible as still images do. Exact measurements on the ordinate of the measuring diagram are possible, not or only very cumbersome and imprecise but on the abscissa, the time axis, because an additional time stamp is required for still images. For time markers but is a display device with at least two beams or an electronic switch and an electronic timestamp is required. This effort is reduced and the extremely difficult work with several exactly synchronized and equally stretched indicating beams avoided by using the electrically adjustable angle mark. With their help, the angle can be made visible at every point specified and thus the time can be measured with a known speed. Advantageous the mark is placed as a dark mark on a process and the ignition pulse of the light flash lamp or another voltage jump that occurs immediately with the triggering of the flash related practically instantaneously, taken as the erase voltage.

Besonders bewährt hat sich das Meßverfahren mit Elektronenstrahl-Sichtgerät und elektrisch nach Sicht einstellbarer Winkelmarke zur raschen und sicheren Messung des Zündverzuges von Dieselmotoren. Dazu wird die Zeit gemessen, die vom Einspritzbeginn bis zur ersten Verbrennung verstreicht, indem die zum Einspritz- und Verbrennungsbeginn gehörenden Winkel mit der einstellbaren Winkelmarke bestimmt werden und so bei bekannter Drehzahl die Zeit sofort ermittelt wird. Bei diesen Messungen zeigt die Praxis die Vorzüge einer Zeit- bzw. Winkelmessung mit Elektronenstrahl-Sichtgerät und elektrisch einstellbarer Winkelmarke: Sicheres Einstellen und Ablesen nach Sicht, sofortige Auswertung, einfacher Aufbau, Bedienung durch angelernte Kräfte. The measuring method with an electron beam sighting device has proven particularly successful and electrically adjustable angle mark for quick and safe measurement the ignition delay of diesel engines. To do this, the time from the start of injection is measured until the first combustion elapses by starting the injection and combustion belonging angle can be determined with the adjustable angle mark and so with known Speed the time is determined immediately. With these measurements, practice shows that Advantages of time or angle measurement with electron beam viewing device and electrically adjustable angle mark: Safe setting and reading visually, instantaneous Evaluation, simple structure, operation by semi-skilled workers.

Bei Messungen mit Lichtstrahl-Oszillographen wird vorteilhaft zum Schreiben- der Zeit- bzw. Winkelmarke die auch zur Ablesung der Winkel benutzte oder eine ihr parallel geschaltete Blitzlampe zur Ausleuchtung einer Spaltblende in der optischen Ebene der Schleifenspiegel angeordnet. Die Marke erscheint im Oszillogramm als Strich senkrecht zu den Lichtzeigerschrieben, also in der bestmöglichen Form. Das Schreiben der Winkelmarke mit Hilfe der Lichtblitzlampe ermöglicht es in der Regel, daß ein weiterer Meßvorgang oszillographisch aufgenommen werden kann, da die Schleife, die bis dahin die Winkelmarkierung gegeben hat, nunmehr frei ist. When taking measurements with a light beam oscilloscope, it is advantageous to use the Writing - the time or angle mark that was also used to read the angle or a flash lamp connected in parallel to illuminate a slit diaphragm arranged in the optical plane of the loop mirror. The mark appears in the oscillogram as a line perpendicular to the light pointer, i.e. in the best possible form. Writing the angle mark with the help of the flash lamp makes it possible in the Rule that a further measurement process can be recorded oscillographically because the loop that had previously given the angle mark is now free.

Zur Auslösung von Winkelmarken werden bisher vorzugsweise Unterbrecheranordnungen eingesetzt. Interrupter arrangements have hitherto been preferred for triggering angle marks used.

Allmählich führen sich induktive Impulsgeber ein, deren Aufbau z. B. mit rotierendem Magnet und feststehender Spule sehr einfach ist und die absolut berührungsfrei arbeiten. Ihr Einsatz als Impulsgeber zur Auslösung von Winkelmarken wird aber für schnelle und exakte Messungen erst möglich durch die Sichteinstellung der Winkelmarke und durch die bequeme Verstellung der Winkelmarke durch elek- trische Maßnahmen. Denn so werden die umfangreichen Messungen umgangen, die angestellt werden müßten, um die jeweilige Verzögerung des induktiv erzeugten Impulses festzustellen. Die Zeit vom Erregen bis zum Auslösen eines derartigen Impulses ist abhängig von Leitungs- und Verstärkereigenschaften und ändert sich mit der Drehzahl. Das Einstellen und Verlegen der Winkelmarke durch elektrische Maßnahmen wäre mit einfachen Mitteln möglich durch Einschalten von veränderlichen Induktivitäten und Kapazitäten in die Leitung des Auslöseimpulses. Mit der Drehzahl ändert sich aber Form und Größe des etwa induktiv erzeugten Auslöseimpulses. Daher erwies es sich als vorteilhaft, mit dem Auslöseimpuls nur einen elektronisch erzeugten Sekundärimpuls auszulösen. Die Lage der Winkelmarke wird dadurch geändert und eingestellt, daß die Länge des annähernd rechteckigen Sekundärimpulses geregelt wird.Gradually, inductive pulse generators are introduced. B. with a rotating magnet and fixed coil is very simple and the absolute work contact-free. Their use as a pulse generator to trigger angle marks However, it is only possible for quick and exact measurements through the view setting the angle mark and the convenient adjustment of the angle mark by means of elec- tric Measures. Because this bypasses the extensive measurements that are made would have to determine the respective delay of the inductively generated pulse. The time from excitation to the triggering of such a pulse depends on Line and amplifier properties and changes with speed. The setting and relocating the angle mark by electrical measures would be with simple means possible by switching on variable inductances and capacitances in the Conducting the trigger pulse. However, the shape and size of the changes with the speed about inductively generated trigger pulse. Hence, it proved beneficial to use to trigger only an electronically generated secondary pulse after the trigger pulse. the The position of the angle mark is changed and set so that the length of the approximately rectangular secondary pulse is regulated.

Das Lichtblitzstroboskop wird dann nach Differenzieren des Sekundärimpulses durch dessen Rückflanke und damit mit wählbaren zeitlichen Abständen gegenüber der von dem Auslöseimpuls gesteuerten Vorderflanke ausgelöst.The light flash stroboscope is then after differentiating the secondary pulse by its trailing edge and thus with selectable time intervals compared to the triggered by the trigger pulse controlled leading edge.

Abb. 1 stellt die Folge der Impulse zur Steuerung der Winkelmarke dar. Spannungsverlauf 1 stellt den induktiv erzeugten Auslöseimpuls dar, 2 den Sekundärimpuls, dessen Dauer variiert werden kann, und 3 die erste Ableitung des Sekundärimpulses. Die erste Ableitung wird durch eine Gleichrichterschaltung gefiltert, so daß nur die in diesem Fall negative erste Ableitung der Rückflanke als Steuerimpuls 4 zur Steuerung des Zündimpulses 5 der Lichtblitzlampe übrigbleibt. Bei Dunkelpunktmarkierung wird dieser Zündimpuls 5 direkt als Löschspannung genommen. Fig. 1 shows the sequence of pulses for controlling the angle mark voltage curve 1 represents the inductively generated trigger pulse, 2 the secondary pulse, the duration of which can be varied, and 3 the first derivative of the secondary pulse. The first derivative is filtered by a rectifier circuit, so only the negative first derivative of the trailing edge in this case as control pulse 4 for Control of the ignition pulse 5 of the flash lamp remains. With dark point marking this ignition pulse 5 is taken directly as the extinguishing voltage.

Wie schon ausgeführt, wird die Winkelmarke etwa bei Untersuchungen an Verbrennungsmotoren auf zweierlei Weise eingestellt. Zunächst steht man am laufenden Motor, beobachtet die Gradscheibe mit der Lichtblitzlampe und legt nach Sicht die Marke auf den gewünschten Winkel, oder man beobachtet die synchronisierten Meßvorgänge in einem Oszillographen, legt die Marke auf interessierende Punkte und liest dann mit der Lichtblitzlampe an der Gradscheibe des laufenden Motors den zugehörigen Winkel ab. As already stated, the angle mark is used, for example, in examinations set on internal combustion engines in two ways. First of all, you are up to date Motor, observes the degree disc with the light flash lamp and places it according to sight Mark on the desired angle, or one observes the synchronized measuring processes in an oscilloscope, places the mark on points of interest and then reads with the light flash lamp on the degree disk of the running engine the associated Angle.

Im praktischen Versuchsbetrieb kann nun schon aus Sicherheitsgründen das Elektronenstrahl-Sichtgerät nicht direkt neben den Motor gestellt werden. Das Verfahren der Winkelmarkeneinstellung nach Sicht erfordert also eine Fernbedienung, die es ermöglicht, von verschiedenen Standpunkten aus die genaue Winkellage einzustellen. Vorteilhaft wird das Fernbedienungsgerät hierzu am Griff der Lichtblitzlampe angeordnet.In practical test operation, for safety reasons the electron beam viewer should not be placed directly next to the engine. That The process of setting the angle mark by sight therefore requires a remote control, which makes it possible to set the exact angular position from different points of view. For this purpose, the remote control device is advantageously arranged on the handle of the flash lamp.

Als Beispiel veranschaulicht Abb. 2 den Aufbau zur Messung des Zündverzuges bei Dieselmotoren. As an example, Fig. 2 illustrates the setup for measuring the ignition delay in diesel engines.

Sie stellt die verschiedenen zum Einstellen der Winkelmarke nach Sicht dienenden Vorrichtungen dar.It provides the various to set the angle mark according to sight serving devices.

Meßobjekt ist der Motor 6 mit Druckgeber 7, Nadelhubgeber8 und Schwungrad9. Auf dem Schwungrad 9 ist eine Gradeinteilung angebracht, die mit dem feststehenden Zeiger 10 korrespondiert. Weiter ist am Schwungrad ein Permanentmagnetll angeschraubt.The object to be measured is the motor 6 with pressure transducer 7, needle stroke transducer 8 and flywheel 9. On the flywheel 9 a graduation is attached to the fixed Pointer 10 corresponds. A permanent magnet is also screwed onto the flywheel.

Die Anzeigen von Nadelhubgeber 8 und Druckgeber 7 werden über Verstärker dem Elektronenstrahl-Sichtgerät 12 zugeleitet. Der Impuls zur Steuerung der Winkelmarke wird induktiv in der Spule 13 erzeugt und löst in einem Impulserzeuger 14 den Sekundärimpuls aus, dessen Länge mit dem Fernschalter 15 an der Lichtblitzlampe 16 eingestellt wird. Die erste Ableitung der Rückflanke des Rechteckimpulses steuert ein handelsübliches Lichtblitzstroboskop 17, an welches die Lichtblitzlampel6 angeschlossen ist.The displays from needle lift sensor 8 and pressure sensor 7 are amplified via amplifiers fed to the electron beam viewing device 12. The impulse to control the angle mark is generated inductively in the coil 13 and triggers the secondary pulse in a pulse generator 14 the length of which with the remote switch 15 on the light flash lamp 16 is set. The first derivative of the trailing edge of the square pulse controls a commercially available light flash stroboscope 17, to which the light flash lamp6 is connected is.

Die Winkelmarke erscheint im Elektronenstrahl-Sichtgerät als Dunkelmarke. Als Löschspannung dient die Zündspannung für die Lichtblitzlampe, die dem Stroboskop 17 entnommen wird. Im Sichtgerät erscheint der Nadelhubverlauf 18 und die Ableitung des Zylinderdruckes dp/dt als Kurve 19. Die Dunkelpunktmarke 20 - der gestrichelte Verlauf ist unterdruckt - ist gerade auf den Zündbeginn gelegt, der hier für den oberen Totpunkt angenommen ist.The angle mark appears as a dark mark in the electron beam viewing device. The ignition voltage for the flash lamp, that of the stroboscope, serves as the extinguishing voltage 17 is removed. The needle stroke profile 18 and the derivation appear in the viewing device of the cylinder pressure dp / dt as curve 19. The dark point mark 20 - the dashed one Course is suppressed - is just placed on the start of ignition, the one here for the top dead center is assumed.

Die hier beschriebenen Anordnungen haben sich in der wissenschaftlichen Versuchspraxis bewährt. The arrangements described here have evolved into scientific Tried and tested.

Die Unkompliziertheit von Prinzip, Aufbau und Handhabung machen den Einsatz dieser Maßmethoden auch für Werkstätten möglich. Insbesondere erlaubt die Anwendung der elektrisch nach Sicht einstellbaren Winkelmarke Messungen mit Elektronenstrahl-Sichtgeräten, die bisher nur mit dem wesentlichen teureren und komplizierteren Oszillographen durchgeführt werden konnten.The simplicity of the principle, structure and handling make the These measurement methods can also be used in workshops. In particular, the Use of the electrically adjustable angle mark Measurements with electron beam vision devices, which so far only with the significantly more expensive and complicated oscilloscope could be carried out.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for recording measurement diagrams or for observing processes in vision devices, with which auxiliary marks the temporal or other assignment are shown in the recording and the assignment the auxiliary marks takes place with the help of a light flash device, characterized in that that the device controlling the auxiliary mark at the same time also the light flash device triggers.

2. The method according to claim 1, characterized in that as a viewing device an electron beam oscilloscope is used, in whose diagram the Measuring mark preferably in the form of a z. B. controlled by the ignition pulse or the supply voltage of the flash lamp Dark point mark is marked.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that with periodic measuring processes the flash of light and thus the time or. Angle mark is triggered by an electrical pulse and that this is the trigger time compared to the triggering pulse with regard to the phase position by electrical means is adjustable.

4. The method according to claims 1 and 3, characterized in that that preferably two flash lamps connected in parallel for periodic measuring processes are used, one of which is used to generate the measurement mark in the diagram and the other is used for the associated reading of the angle or time scale.

5. The method according to claim 3, characterized in that for adjustment a phase shift between triggering and ignition of the light flash the triggering one electrical impulse triggers a square-wave impulse of adjustable duration, after whose first derivative the flash of light and thus the measuring mark is controlled.

6. Arrangement for performing the method according to claim 5, characterized characterized in that the adjustment of the phase shift via a remote control device takes place, in particular by means of a device on the handle of the flash lamp. ~~~~~~~~ Documents considered: German Patent No. 927175; french Patent No. 1011215; U.S. Patent No. 2082030.