-
Aus einer Grob- und einer Feinmeßvorrichtung bestehende digitale Winkelmeßeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine aus einer Grob- und einer FeinmeBvorrichtung bestehende
digitale Winkelmeßeinrichtung zur Ermittlung der Winkelstellung sich mit nach oben
begrenzter Winkelgeschwindiglieit drehender Wellen mit einem mit der Welle gekuppelten
Umformer zur Erzeugung einer Impulsfolge, deren Impulse sieb gegen Impulse einer
Bezuesimpulsfolge bei Drehung der Welle um einen rationalen Bruchteil des vollen
Drehwinkels um eine Periode der Impulsfolge stetig verschieben. und mit einer absatzweise
durch Impulse beider Folgen steuerbaren Zeitmeßvorrichtung zur Ermittlung des Abstandes
zwischen den Impulsen beider Impulsfolgen. Im besonderen befaßt sich die voiliegende
Erfindung mit Winkelmeßeinrichtungen zur absatzweisen Ermittlung der Winkelstellung
von Drehachsen optischer Zielverfolgungsinstrumente nach Art der bekannten Kinotheodolite.
-
In einer bekannten Anordnung dieser Art ist an der Welle deren Stellung
ermittelt werden soll, an einer Stclle ihres Umfanges eine Meßmarke angeordnet,
die durch eine um die Welle rotierende Abtastvorrichtung abgetastet wird. Die Abtastvorrichtungr
erzeugt eine periodische Impulsfolge, deren Frequenz lediglich von ihrer Drehzahl
und deren Periode stets dem vollen Wellendrehwinkel von 360 äquivalent ist. Bei
Drehung der Welle verschieben sich die Impulse dieser Meßimpulsfolge gegen eine
dazu gleichfrequente Bezugsimpulsfolge fester Phasenlage um einen Bruchteil der
Periodendauer, der jeweils dem Wellend rehwinkel entspricht, so daß durch Auszählung
dieser Verschiebung der Stellungswinkel der Welle bestimmbar ist.
-
Die Meßeenauisekeit solcher und ähnlicilei Vorrichtungen ist bekanntlich
beschränkt. Deshalb ist es auch bekannt, neben der erwähnten Imlpulsfolge eine zweite
Impulsfolge zu erzeugen, deren Periode einem rationalen Bruchteil von 360 unabhängig
von ihrer Frequenz siquivalent ist unci deren Vergleich mit einer entsprechenden
Bezugsimpulsiolge durch eine zweite Vergleichsvorrichtung daher einen Feinmeßwert
für die Winkelstellung liefert. Die Meßwerte beider Meßvorrichtungen, d.k. also
ein Grob- und ein Feinmeßwert, liefern in Summe den gesuchten Winkelwert, wobei
Mittel vorgesehen werden müssen, die zwecks Venneidnng von Fehlmessungen am Grobmeßsystem
eine Korrektur seiner Anzeige durch den Feinmeßwert herbeiführen.
-
Die Anwendung zweier oder häufig sogar mehrerer mit der Welle zusammenwirkender
impulserzeugender Wandlermittel zur Erzeugung von Grob- und Feinmeßimpulsfolgen
und der Einsatz entsprechender Korrektursteuermittel zwischen einem Fein- und dem
dazugehörigen
Grobmeßsystem wird häufig als umständlich empfunden, weshalb es auch bereits bekannt
ist, lediglich ein einziges Wandlermittel, das eine Feinmeßimpulsfolge erzeugt,
anzuwenden und die Vieldeutigkeit des aus dieser Folge resultierenden Winkelfeinmeßwertes
auf Cr elektronischen Seite der Vorrichtung zu beseitigen.
-
In einer bekannten Einrichtund dieser Art wird die Feinmeßimpulsfolge,
deren Periodendauer z. B. einem Winkelbereich von einem Winkelgrad entspricht, einer
Frequenzteilerstufe zugeführt und dort um den Faktor 360 untersetzt, so daß die
resultierende Jmpulsfolge eine Impulsperiode aufweist, deren Zeitintervall dem vollen
Drehwinkel von 360 entspricht.
-
Die so erzeugte Grobmeßimpulsfolge erlaubt es in Verbindung mit der
Feinmeßimpulsfolge und entsprechenden Zeiflneßmitteln den Grob- und Feinwinkelwert
zu bestimmen.
-
Die bekannten Anordnungen dieser Art sind unbrauchbar, wenn es sich
darum handelt, den Stellungswinkel einer sich drehenden Welle in rascher zeitlicher
Folge - z. B. etwa zwanzigmal in der Sekunde ztt bestimmen.
-
In solchen Fällen muß die Periodendauer der Grobmeßimpdsfolge, die
in Anordnungen dieser Art um runde zwei Zehnerpotenzen größer ist als die der Feinmeßimpulsfolge.
kleiner als der eigentliche Abstand zwischen zwei Winkelmeßvorgängen sein. Andererseits
muß auch die Periode der Feinmeßfolge mit genügender Genauigkeit auszählbar sein,
weshalb die Frequenzen von Hilfsoszillatoren, die in Verbindung mit geeigneten elektronischen
Zählvorrichtungen zur Ermittlung des Winkelfeinmeßwertes dienen, für die vorgesehenen
Impulszählvornchtungen außerordentlich unbequem werden. Auch muß in Anordnungen
dieser allgemeinen Gerätegattung bei sehr schnell bewegten
Wellen
wegen der absatzweisen Messung der Winkelstellung und wegen der endlichen Meßdauer,
die zur Ermittlung eines Winkelwertes benötigt wird, häufig dafür gesorgt werden,
daß eine Möglichkeit zur Korrektur jedes Meßwertes hinsichtlich winkelgeschwindigkeits-
und winkelbeschleunigungsabhängiger Meßfehler besteht. Diese Forderung ist bei wesentlich
verschiedenen Zeiten an der Grob- und an der Feinmeßvorrichtung sehr schwer und
nur unter Anwendung eines bedeutenden technischen Aufwands erfüllbar.
-
Es wurde nun gefunden, daß man sich unter Beachtung gewisser einfacher
Voraussetzungen an Einrichtungen, die zur Ermittlung der Winkelstellung drehbar
gelagerter Wellen, die gegebenenfalls auch mit wechselnder Drehrichtung schnell
bewegbar sein können, von diesen Einschränkungen frei machen kann, ohne auf die
an sich bequeme Anwendung von Feinmeßimpulsfolgen allein verzichten zu müssen.
-
Nunmehr setzt bei einer Einrichtung der eingangs näher bezeichneten
Art die Erfindung ein, die sich dadurch kennzeichnet, daß der Zeitmeßvorrichtung
eine Steuervorrichtung zur fortlaufenden Auslösung des Meßvorgangs in derart kurz
in bezug auf die maximale Winkelgeschwindigkeit der Welle bemessenen Zeitabständen
zugeordnet ist, daß sich die Welle zwischen zwei Meßvorgängen um höchstens ein Feinmeßintervall
dreht, und dadurch, daß die Zeitmeßvorrichtung Speichermittel zur Speicherung wenigstens
zweier zeitlich aufeinanderfolgend gemessener Feinmeßwerte, Mittel zum logischen
Vergleich dieser Werte und eine durch diese Mittel gesteuerte Grobzählvorrichtung,
deren Anzeige beim Überschreiten einer der beiden Feinmeßintervallgrenzen zwischen
zwei Messungen in an sich bekannter Weise in positiver oder negativer Zählrichtung
korrigiert ist, aufweist.
-
Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo von vornherein eine
maximale Drehgeschwindigkeit derjenigen Welle, deren Stellung zu ermitteln ist,
angebbar oder unterstellbar ist. Denn es kann in diesem Fall ohne weiteres davon
ausgegangen werden, daß die vorgeschlagene fortlaufende Messung des Feinwinkelwertes
in derart kurz bemessenen Zeitabständen durchführbar ist, daß sich zwischen zwei
Meßwerten dieser Art die Winkelstellung der Welle infolge ihrer Winkelgeschwindigkeit
nicht um mehr als höchstens eine Grobmeßeinheit, d. h. also um die Länge eines Feinmeßintervalls,
von der älteren Messung verändert hat, so daß bei passender Auslegung von dem Feinmeßzähler
zugeordneten logischen Schaltelementen stets entscheidbar ist, ob das Meßergebnis
der jüngeren Messung noch in das Intervall der älteren fällt oder ob es in dem links
oder rechts von diesem gelegenen liegt. Auch ist entscheidbar, ob sich die Welle
zwischen zwei Winkelmeßvorgängen in positiver oder negativer Richtung gedreht hat.
-
Nimmt man beispielsweise dazu zur Verdeutlichung der bei Einrichtungen
nach der Erfindung bestehenden Verhältnisse an, daß die Periode der erzeugten Feinmeßimpulse
einem Winkel von 1° äquivalent ist, daß diese Zeit durch eintausend Impulse an der
Zählvorrichtung der Feinmeßmittel auszählbar ist und daß (gedanklich) die Periode
der Feinmeßimpulsfolge in drei (z. B. gleiche) nebeneinanderliegende Teilintervalle
zerlegt ist, so wird ohne weiteres deutlich, daß logische Schaltelemente durch einfache
»Entweder-oder((- oder »Oder-oder«- oder »Und-oder<(-oder andere Vergleichskriterien
in der Lage sind, zu
unterscheiden, ob das jüngere Feinmeßergebnis, das ja stets
in einem der drei Teil intervalle liegen muß, aus dem älteren durch Überschreiten
der Winkelstellung der Welle über die obere oder die untere Intervallgrenze hervorgegangen
ist, sofern dafür gesorgt wird, daß die Feinmeßvorgänge in derart kurz bemessenen
zeitlichen Abständen ausgelöst werden, daß auf jeden Fall bei Berücksichtigung der
maximalen Drehgeschwindigkeit der Welle die beiden Meßwerte höchstens in benachbarte
Teilintervalle des gedanklich zerlegten Feinmeßintervalls fallen können.
-
Beispiel Ein Feinmeßintervall von 1" entspricht eintausend Zählimpulsen
an der Feinmeßzählvorrichtung. Das Feinmeßintervall ist in die drei Bereiche I:
000bis499, II: 500 bis 599, III: 600 bis 999 zerlegt. Es erfolgt die Messung des
Feinmeßwertes in entsprechend kurzen Zeitabständen. Es ist dann ohne weiteres ersichtlich,
daß zwei Meßwerte, von denen der ältere im dritten Teilintervall und der jüngere
im ersten Teilintervall gelegen ist, anzeigen, daß zwischenzeitlich die Bewegung
der Welle in Richtung wachsender Drehwinkel, z. B. also von 160 nach 161", verlaufen
ist. Andererseits zeigen zwei Winkelwerte, von denen der ältere im ersten Teilintervall
und der jüngere im dritten Teilintervall gelegen ist, unzweideutig an, daß die Welle
sich zwischenzeitlich in Richtung fallender Drehwinkel, z. B. also von 160 nach
159°, bewegt hat. Logische Schaltelemente, die zwei aufeinanderfolgende Meßergebnisse
vergleichen, sind also in der Lage, die Anzeige einer digitalen Grobmeßvorrichtung
laufend entsprechend zu korrigieren.
-
Es sei in diesem Zusammenhang noch bemerkt, daß bei der obigen Zerlegung
der zeitliche Abstand zwischen zwei Meßvorgängen so gewählt sein muß, daß dieser
kleiner als das dem Bereich II entsprechende Zählintervall ist.
-
Da andererseits immer das kleinste von drei Zeitintervallen in diesem
Sinne Berücksichtigung finden muß, kann es zweckmäßig sein, die Anordnung so zu
treffen, daß die Zerlegung des Feinmeßintervalls in drei etwa gleiche Teile durchgeführt
wird.
-
In den Figuren ist als Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung nach
der Erfindung schematisch dargestellt.
-
Die zu beschreibende Vorrichtung dient zur Ermittlung der Winkelstellung
einer Drehachse eines fotografisch registrierenden Zielverfolgungsinstruments nach
Art der bekannten Kinotheodolite. Geräte dieser Art dienen bekanntlich unter anderem
zur Ermittlung der Flugbahn schnell bewegter Objekte, z. B. zur Ermittlung der Bahn
startender Raketen od. dgl. Ihr um zwei Achsen schwenkbares Fernrohrobjektiv wird
dem zu verfolgenden Objekt nachgeführt, und die Kamera, die mit dem Objektiv gekuppelt
ist, registriert absatzweise z. B. jede Zehntelsekunde das verfolgte Objekt, wobei
gleichzeitig die Orientierungsdaten der Kamera, nämlich die Winkelstellungen beider
Drehachsen des Objektivs, registriert werden. Die Figuren erläutern eine Vorrichtung,
die zur Ermittlung der Winkelstellung einer der beiden Drehachsen zum Zeitpunkt
der jeweiligen Zielbildregistrierung benutzbar ist.
-
In Fig. 1 bezeichnet 1 die drehbar gelagerte Vertikalachse des Kinotheodolits.
Sie ist mit einem elektromechanischen Wandler 2 der z. B. in der deutschen Auslegeschrift
1098 858 beschriebenen Art gekuppelt. Der Wandler erzeugt bei Speisung mit einer
Wechselspannung an seinem Ausgang eine Wechselspannung gleicher Frequenz, deren
Phasenwinkel mit der Winkelstellung der Welle 1 veränderlich ist. Bei Drehung der
Welle um 1" verschiebt sich der Phasenwinkel der dem Wandler entnehmbaren Wechselspannung
zwischen 0 und 2 stetig, wobei der Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel und dem
Phasenwinkel linear ist. Der Phasenwinkel der Wandlerspannung ist deshalb unmittelbar
ein Feinmaß für die jeweilige Stellung der Welle 1.
-
Es bezeichnet 3 einen 1-MHz-Oszillator, dessen Ausgangswechselspannung
über die Leitung 4 dem Eingang einer Frequenzteilerstufe 5 zugeführt ist. Die Stufe
5 untersetzt die l-MHz-Spannung auf 1 kHz.
-
Die untersetzte Spannung ist über die Leitung 6 einem Verstärker 7
zugeführt. Die dem Verstärker entnehmbare Wechselspannung dient über die Leitung
8 zur passend gewählten und hier nicht weiter interessierenden Speisung des elektromechanischen
Wandlers 2.
-
Dem Ausgang des Wandlers 2 ist die Meßwechselspannung entnommen.
Sie wird über die Leitung 9 dem Eingang eines Verstärkers 10 und von dort der Leitung
11 zugefiihrt.
-
Sowohl die Speisespannung des Wandlers 2 als auch seine Ausgangsspannung
sind jeweils über Leitungen 11 bzw. 12 den Eingängen zweier Impulsformerstufen 13
und 14 zugeführt. Beide Impulsformerstufen wandeln ihre jeweilige Eingangsspannung
in dazu phasenstarre und gleichfrequente Nadelimpuisfolgen Ul, bzw. Us6 um. Die
Impulse der Impulsformerstufe 1: sind der Leitung 16 und die der Impulsformerstufe
14 der Leitung 15 zugeführt.
-
Bei Drehung der Welle 1 verschieben sich die Einzelimpulse der Impulsfolge
der Leitung 15 gegen die Impulse der Leitung 16, so daß die zeitliche Verschiebung
4 T (vgl. F i g. 2, in der Ul5 die Folge der Leitung 15 und C die Folge der Leitung
16 bezeichnet) ein Feinmaß für den Drehwinkel der Welle 1 ist. Wird die Welle um
12 verdreht, so verschieben sich die Impulse der Leitung 15 um eine volle Impulsperiode
T gegen die Impulsfolge der Leitung 16. Entsprechend kleinere (größere) Winkeldrehungen
der Welle 2 haben entsprechend kleinere (größere) Verschiebungen d T zur Folge.
Die Messung dieser zeitlichenVerschiebung ist deshalb stets einumeinVielfaches von
1" vieldeutiges Feinmaß des Wellendrehwinkels.
-
Die Impulse der Leitungen 15 und 16 sind den beiden Eingängen einer
elektronischen Torschaltung 17 zugeführt. Das Tor 17 ist in die Leitung 18, 19 eingeschaltet,
die den Ausgang des 1-MHz-Oszillators 3 mit dem Eingang einer z. B. aus bistabilen
Multivi bratoren aufgebauten elektronischen Impulszählvorrichtung 20 verbindet.
Impulse der Leitung 16 öffnen das Tor 17, während Impulse der Leitung 15 das Tor
schließen. Das Tor ist derart ausgebildet, daß nicht jeder Impuls der Leitung 16
das Tor zu öffnen vermag. Vielmehr bedarf es zur Öffnung des Tores der Zuführung
eines Vorbereitungsimpulses.
-
Gelangt ein solcher Impuls über die Leitung 21 zum Tor 17,, so wird
dieses durch den darauffolgenden Impuls der Leitung 16 geöffnet und durch den folgenden
Impuls der Leitung 15 geschlossen.
-
Aus der gewählten Anordnung ist ersichtlich, daß der Feinmeßwert
am Zähler 20, der maximal 1" entsprechen kann, einer maximalen Impulszahl des Oszillators
3 von tausend Zählimpulsen entspricht.
-
Besteht eine zeitliche Verzögerung zl T zwischen der Start- und Stoppimpulsfolge
am Tor 17, die kleiner ist als die Periodendauer, so liefert der Zähler 20 ein entsprechend
geringeres Zählergebnis.
-
Die Welle 1 wird während einer Zeitsekunde um maximal 30° verdreht,
so daß die maximale Winkelgeschwindigkeit (pO 30"/s beträgt. Der mögliche Meßbereich
des Zählers 20 ist in die drei Teilbereiche: I: 000 bis 199 200 Zählimpulse, II:
200 bis 799 =- 600 Zählimpulse, III: 800 bis 999 200 Zählimpulse, eingeteilt. Der
kleinste dieser Bereiche umfaßt deshalb zweihundert Zählimpulse am Zähler 20. Dieses
entspricht einer Zählzeit von 200 10-6 Winkelsekunden = 0,2 Millisekunden oder einem
Feinwinkelmeßwert von 0,2". Eine solche Winkeldrehung ist aber von der Welle 1 auf
Grund ihrer beschränkten Winkelgeschwindigkeit schnellstens in 6,7 Millisekunden
zurücklegbar, weshalb der zeitliche Abstand zwischen zwei Messungen kleiner - also
beispielsweise zu 5 Millisekunden - gewählt ist.
-
Die Ausgangsspannung der Frequenzteilerstufe 5 ist deshalb einer
weiteren Frequenzteilerstufe 21' zugeführt, die ihre Eingangsspannung um den Faktor
5 untersetzt. Die Leitung 21 führt deshalb eine 200-Hz-Nadelimpulsfolge. Die auf
die Leitung 21 von der aus bistabilen Multivibratoren aufgebauten Frequenzteilerstufe
21' gegebenen 200-Hz-Nadelimpulse sind über die Frequenzteilerstufe 5 phasenstarr
an die Impulse des Oszillators 3 gebunden, weshalb der zeitliche Abstand zwischen
einem Vorbereitungsimpuls der Leitung 21 und dem darauffolgenden Startimpuls der
Leitung 16 konstant ist. Die 200-Hz-Nadelimpulsfolge dient gleichzeitig zur Rückstellung
des Zählers 20 über die Leitung 22, so daß beim Auftreten eines Nadelimpulses am
Ausgang der Stufe 21' der Zähler 20 gelöscht und das Tor 17 zwecks Durchführung
einer Winkelmessung bereitgestellt wird. Der folgende Impuls der Leitung 16 öffnet
das Tor 17, die Impulse des Oszillators 3 gelangen über das Tor 17 und die Leitung
19 zum Zähler 20 und werden dort gezählt, und zwar so lange, bis ein Impuls der
Leitung 15 zum Tor 17 gelangt. Das Zählergebnis im Zähler 20 steht in Abständen
von 5 Millisekunden zur Verfügung, d. h. 200mal pro Sekunde, wobei sich zwei zeitlich
benachbarte Meßergebnisse im Ergebnis um höchstens 0,2° unterscheiden können.
-
Zur Ermittlung des zum Feinmeßwert der Zählvorrichtung 20 gehörigen
Grobmeßwertes ist den bistabilen Multivibratoren der Zählvorrichtung 20 eine Diodenmatrix
30 nachgeschaltet.
-
Sie weist die beiden Ausgänge 31 und 32 auf. Auf die Leitung 31 wird
von der Matrix stets dann eine elektrische Gleichspannung geschaltet, wenn die momentane
Zählerstellung des Zählers in der Hunderterdekade die Zahl »Zwei« durchläuft. Die
Leitung 32 führt lediglich dann eine Schaltspannung, wenn die momentane Zählerstellung
des Zählers 20 in der Hunderterdekade die Zahl »Acht« durchläuft. Die während des
jeweiligen Zählvorganges auftretenden Gleichspannungssprünge auf den Leitungen 31
und 32 werden in den Differenzierstufen 33 und 34 differenziert. Die daraus resultierenden
Nadelimpulse sind
den beiden bistabilen Multivibratoren 35 und 36
zugeführt.
-
Beide Multivibratoren werden über die Leitung 37A beim Öffnen des
Tores 17 derart gekippt, daß beispielsweise ihre linken Systernteile in ihrem nicht
stramm leitenden, ihrem »0 «-Zustand, befindlich sind. Liegt deshalb ein gemessener
Feinmeßwert jenseits des ersten Teilintervalls, so wird der Multivibrator 35 über
die Leitung 31 in seinen )L«-Zustand, in dem sein linkes Systemteil Strom führt,
übergeführt. Ähnlich liegen die Verhältnisse am Multivibrator 36, wenn der Feinmeßwert
im dritten Teilintervall des Feinmeßzeitintervalls gelegen ist. Aus dem Schaltzustand
beider Multivibratoren ergibt sich deshalb, in welchem Teilbereich das Meßergebnis
am Zähler 20 gelegen ist. In der nachfolgenden Tabelle sind die möglichen Schaltzustände
zusammengestellt:
| 35 36 |
| 1 0 0 |
| II L 0 |
| III L L |
Befindet sich also die Kippstufe 35 am Ende eines Zählvorganges im Zustand »0« und
die Stufe 36 im Zustand >)0«, so liegt das Meßergebnis im Teilbereich 1.
-
Befindet sich die Stufe 35 im Zustand »L« und die Stufe 36 im Zustand
»0«, so liegt das Meßergebnis im Teilbereich II, während schließlich am Ende eines
Zählvorganges der Zustand »L« an der Kippstufe 35 und der Zustand »L« an der Kippstufe
36 anzeigt, daß das Zählergebnis im Teilbereich III gelegen ist.
-
Den beiden Multivibratoren 35 und 36 sind über weitere Differenzierstufen
37 und 38 die beiden bistabilen Multivibratoren 39 und 40 nachgeschaltet, wobei
39 dem rechten Systemteil von 35 und 40 dem rechten System von 36 zugeordnet ist.
Beide Multivibratoren befinden sich normalerweise in einem Zustand, in dem ihr linker
Systemteil im nichtleitenden »0«-Zustand befindlich ist. Sie werden nach jeder Messung
bei Bereitstellung des Tores 17 durch den Bereitstellungsimpuls dieses Tores über
die Leitung 41 in diesen Zustand übergeführt.
-
Den Multivibratoren 35 und 40 ist über die Leitungen 61 und 64 die
elektrische »Und((-Schaltung 50 und den Multivibratoren 36 und 39 über die Leitungen
62 und 63 die elektrische >Und«-Schaltung 51 zugeordnet.
-
Beide Schaltungen liefern auf die Leitungen 52 bzw. 53 stets dann
Gleichspannungen, wenn an ihre beiden Eingänge angeschlossene Kippstufenausgänge
gleichzeitig leitenden bzw. nichtleitenden Systemteilen zugeordnet sind. Die Leitungen
52 und 53 stehen mit den Schaltvorrichtungen 54 und 55 in Verbindung, die ihrerseits
in die Leitungen 56 bzw. 57 eingeschaltet sind. Die Leitungen 56 und 57 verbinden
eine Impulsquelle 58 mit den beiden Eingängen eines vor- und rückwärts zählenden
Impulszählers 60.
-
Die erläuterte Anordnung arbeitet wie folgt: Nach Öffnung des Tores
17 gelangen in den Zähler 20 Zählimpulse des Oszillators 3, deren Anzahl dem Feinmeßwert
entspricht. Die Matrix30 schaltet die Multivibratoren 35 und 36 je nach dem Betrag
des Zählergebnisses derart, daß aus der Kombination ihrer Schaltzustände (entsprechend
der obigen Tabelle) erkennbar ist, in welchem der drei möglichen Teilbereiche das
Zählergebnis gelegen ist. Die Multi-
vibratoren 39 und 40 lassen aus ihrem Schaltzustand
in völlig analoger Weise erkennen, iff welchem der drei Teilbereiche das zeitlich
vorhergehende Meßergebnis gelegen war. Lag es beispielsweise im Teilbereich III
und das jüngere im Teilbereich 1, so schaltet die »Und «-Schaltung 51 über die Vorrichtung
54 einen (oder mehrere) Impulse der Quelle 58 auf den Eingang des Zählers 60, so
daß seine Anzeige um eine Grobmeßeinheit im positiven Sinne korrigiert wird.
-
Lag hingegen das ältere Ergebnis im Teilbereich 1 und das jüngere
im Teilbereich III, so wird über die >Und«-Schaltung 50 die Schaltvorrichtung
55 betätigt.
-
Ein Zählimpuls (oder mehrere) des Oszillators 58 wird dem Zähler 60
über die Leitung 57 zugeführt und das Zählergebnis am Grobzähler um eine Grobmeßeinheit
im negativen Sinne kotrigiert. Aufeinanderfolgende Feinmeßergebnisse am Zähler 17,
die Intervallübergängen I=II oder II=III entsprechen, lassen den Zählerstand an
der Grobmeßvorrichtung 60 ungeändert.
-
Beim Öffnen des Tores 17 wird über die Leitung 37A ein Impuls den
Speichern 35 und 36 zugeführt, der ihren Normalschaltzustand herbeiführt (bzw. ungeändert
läßt). Die Zeit zwischen einem Impuls der Leitung 37A und einem Impuls der Leitung
41 steht zur Durchführung des erforderlichen Vergleichs zwischen zwei Meßergebnissen
zur Verfügung.
-
Im übrigen ist der Zähler 60 derart ausgebildet, daß seine Anzeige
lediglich zwischen 0 und 359" variieren kann. Beim Erreichen des oberen bzw. unteren
Endes seines Zählintervalls wird über die Leitung 61 eine entsprechende Korrektur
bzw. Rück- oder Vorstellung seines Zählerstandes herbeigeführt.
-
Als Impulsquelle58 dient vorzugsweise eine vom Ausgang des Frequenzteilers
21' abnehmbare, gegen die auf der Leitung 21 bzw. 41 phasenverschobene Impulsfolge.
-
Die Zählerstände der beiden Zähler 20 und 60 ergeben deshalb 200mal
in der Sekunde in Summe die Winkelstellung der Welle 1. Wird deshalb die Kameraauslösung
des Kinotheodolits, die 10mal in der Sekunde erfolgt, z. B. mit dem Stoppimpuls
des Tores 17 synchronisiert, so entsprechen die Zählerstände beider Zähler im wesentlichen
der Winkelstellung der Welle 2 zum gleichen Zeitpunkt. Die Zählergehnisse können
deshalb zu diesem Zeitpunkt in Speicher übertragen werden, so daß sie zu einer späteren
Auswertung zur Verfügung stehen.
-
Die Speicherung der Meßergebnisse kann beispielsweise auf Lochkarten,
Magnetband, auf fotografischem Wege od. dgl. erfolgen.
-
Im übrigen sei abschließend bemerkt, daß der Ausfall zweier zeitlich
aufeinanderfolgender Feinmessungen zu einem sich in der Messung fortschleppenden
Meßfehler führen kann, während der Ausfall lediglich einer einzigen Feinmessung
bei der nächsten Messung selbsttätig korrigiert wird. Diese Selbstkorrektur ist
darauf zurückzuführen, daß bei der Einteilung des Feinmeßintervalls derTeilbereich
II mindestens doppelt so groß gewählt ist wie die Summe der Bereiche 1 und III.
-
Es kann andererseits dennoch zweckmäßig sein, Mittel zur Kontrolle
derartiger Fehler vorzusehen.
-
Hierzu kann an den Einsatz selbstkontrollierender Grobzähler, z. B.
Ringzähler, gedacht werden. Auch kann über logische Schaltelemente das richtige
Zählen des Zählers 60 in Verbindung mit dem Zähler 20 kontrolliert werden, indem
Mittel vorgesehen sind,
die eine Fehlzählung bei der Registrierung
bzw.
-
Speicherung der einzelnen Meßergebnisse markieren.
-
Weiterhin sei bemerkt, daß es nicht erforderlich ist, die Feinmeßimpulsfolge
auf dem beschriebenen Wege zu erzeugen. Vielmehr wäre es beispielsweise denkbar,
diese Impulsfolge - wie eingangs erwähnt - durch eine elektrische oder lichtelektrische
bzw. magnetische Abtastvorrichtung, die beispielsweise dreihundertsechzig durch
Rotation um die bewegte Welle auf den Umfang der Welle angebrachte Meßmarken laufend
abtastet, zu erzeugen.