DE1296388B - Geraet zum Auswerten von Diagrammen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum automatischen findungsgemäßen Gerätes besteht in einer die An-

Auswerten von Diagrammen durch fotoelektrische zahl der auszuführenden Lichtabtastungen besthn-

Abtastung derselben mit einem mehrere in gleichen menden Vorwählschaltung.

Abständen angeordnete Objektive tragenden Revol- Diese Ausführungsformen betreffen bei den bisher

ver mit jedem Objektiv zugeordneten Skalen zur Ab- 5 bekannten Geräten an sich übliche Maßnahmen,

leitung eines Zählsignals, einem zur Abtastung des In den Zeichnungen ist ein Gerät der beschriebe-

Diagramms vorgesehenen fotoelektrischen Wandler, nen Art in einer beispielsweise gewählten Ausfüh-

einem zweiten fotoelektrischen Wandler zur Ab- rungsform schematisch veranschaulicht. Es zeigt

tastung der Skalen und zur Ableitung eines den Ab- F i g. 1 schematisch im Schnitt die wesentlichen messungen des Diagramms entsprechenden elektri- io Funktionen eines Geräts zur Auswertung kreisförmi-

schen Signals, einem mit dem ersten fotoelektrischen ger Diagramme,

Wandler verbundenen Detektor, der den Durchgang F i g. 2 schematisch im Schaubild das gleiche Gerät,

der optischen Achse der Objektive durch die Ordina- F i g. 3 eine Vorderansicht dieses Geräts gemäß

ten-Grundlinie des Diagramms anzeigt, und einem Linie A-A der F i g. 4, Zähler und einem Anzeigeorgan, die mit dem zweiten 15 F i g. 4 eine Seitenansicht dieses Geräts,

fotoelektrischen Wandler verbunden sind. F i g. 5 eine Betriebsschaltung des Geräts,

Ein solches Gerät ist allgemein verwendbar zum F i g. 6 schematisch eine weitere Ausführungsform

Auswerten graphischer Darstellungen, insbesondere des Geräts für die Auswertung ebener linearer Dia-

zur Messung von Aufzeichnungen, die auf Mengen-, gramme und

Druck- und Temperaturdiagrammen erhalten werden, 20 F i g. 7 schematisch eine dritte Ausführungsform

um hieraus den Momentanwert, den Mittelwert und des Geräts für die Auswertung linearer Diagramme

den Gesamtwert durch ein Integrierverfahren zu be- mit kurvenförmiger Skala.

stimmen. Bei dem in F i g. 1 wiedergegebenen, zur Auswer-Es sind bereits verschiedene Geräte zum Auswerten tung kreisförmiger Diagramme bestimmten Gerät umvon Diagrammen od. dgl. bekannt. Ein bekanntes 35 faßt die lichtelektrische Zähleinrichtung eine Erreger-Gerät dient dazu, heiße Objekte zu messen, die ihre lampe 1 einen zylindrischen Kondensator 2, eine eine eigene Strahlung aussenden. Dieses Gerät ist jedoch durchsichtige Gradeinteilung besitzende Skala 3, die nicht zur Untersuchung von Objekten geeignet, die auf der Schale 4 der Optik angeordnet ist, und ein keine eigene Strahlung aussenden, sondern beleuchtet Objektiv 5, das ein vergrößertes Bild der Maßeinteiwerden müssen. Es sind noch weitere Geräte zum 30 lung der Skala 3 auf einen der Spalte 6 des lichtelekautomatischen Auswerten von Diagrammen bekannt, irischen Anzeigers 7 überträgt. Wie F i g. 2 und 5 entweiche mit fotoelektrischer Abtastung arbeiten. Bei nommen werden kann, besitzt bei der hier beschriediesen Geräten wird im allgemeinen eine Mittelung benen Ausführungsform die Skala 3 drei gegeneinüber mehrere aufeinanderfolgende Messungen, d.h. ander versetzte Bereiche3α, 36 und 3c und dient über alle Messungen, die hervorgehoben wurden, 35 einzig der lichtelektrischen Zählung und ist konstrukwenn das zu messende Objekt einen bestimmten Be- tiv an die Meßoptik gebunden, die ihrerseits synreich durchschreitet, durchgeführt. Dabei wird aus chron mit dem kreisförmigen Diagramm während der dieser Mitteilung keine Integration erhalten, so daß Analyse betrieben wird.

nicht die Möglichkeit besteht, eine durch eine auf Die Meßoptik, d. h. das System zur Abtastung einem gleichmäßigen Untergrund befindliche Linie 40 eines Kreisdiagramms, besitzt längs einer optischen begrenzte Fläche zu messen, wodurch deren Meß- Achse eine auf dieser gelegene, Licht aussendende genauigkeit relativ gering ist. In einer anderen Form Lampe 8 und einen Spiegel 9, der eben und kreisist eine Vorrichtung bekannt, durch die eine automa- förmig ist und mit seinem Mittelpunkt auf der Achse tische Auswertung von Diagrammen durchgeführt 23 der umlaufenden Schale 4 liegt, wobei die äußere werden kann, welche in Form von schwarzen Linien 45 umlaufende abgeschrägte Stirnkante des Spiegels 9 auf weißem Grund liegen. Bei dieser Vorrichtung sind an einer Stelle mit der Achse 10 des Objektivs 11 der auch die Strichstärke des Diagramms berücksichti- Meßoptik zusammenfällt. Diese Anordnung gestattet, gende Maßnahmen vorgesehen. Jedoch ist der Auf- den von der Lampe 8 ausgesandten einfallenden bau des Geräts sehr umfangreich und die Art der Meßlichtstrahl 12 auf die Hälfte des Objektivs 11 Beleuchtung kompliziert, so daß leicht Meßfehler auf- 50 reflektieren zu lassen. Wie F i g. 3 und 4 entnommen treten können. werden kann, sind auf der umlaufenden Schale 4 der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßoptik sechs Objektive 11 angeordnet. Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das Von dem Analysediagramm aus wird der Meßtrotz einfachen Aufbaues eine äußerst genaue Aus- strahl 12 an das Objektiv 11 zurückgegeben. Der Wertung verschiedenartigster Diagramme zu liefern 55 Nutzteil dieses Lichts durchquert das Objektiv 11 ermöglicht. Diese Aufgabe ist bei dem eingangs be- stets in der Richtung der optischen Achse, und der zeichneten Gerät dadurch gelöst, daß erfindungsge- von dem Spiegel 9 nicht abgedeckte Lichtanteil gemäß für das von einer Lichtquelle ausgesandte und langt längs der Bahn 13 zu einem Farbtrennfilter 14 von dem Diagramm reflektierte Licht ein gemein- (hier einem Zweifachfilter), das bei jedem Abtastvorsames Objektiv vorgesehen ist. 60 gang der Optik nur das Signal der betreffenden zu Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungs- messenden Farbkurve durchlaufen läßt. Dieses Lichtgemäßen Gerätes besteht darin, daß ein Farbtrenn- signal passiert anschließend eine erste Blende 15 filter in der Lichtbahn vorgesehen ist. und wird sodann durch einen Kondensor 16 ver-Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des er- größert, um schließlich über eine zweite, zum Schutz findungsgemäßen Gerätes besteht in einer mit einem 65 vorgesehene Blende 17 eine feste Zählstelle mit auf Lichtvervielfacher verbundenen, die Stärke des der lichtempfindlichen Fläche des Anzeigers 18 vorStrichs auf dem Diagramm korrigierenden Schaltung. bestimmtem Flächeninhalt zu treffen. Der umlaufen-Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des er- den Schale 4 der Optik ist über ein Untersetzungsge-

öffnungen des Geräts automatisch den Beginn der Analyse aus.

Der Ablauf einer Analyse geschieht etwa wie folgt: Die Lampe 8 belichtet durch Reflexion an dem Spie-5 gel 9 über das Objektiv 11 und den Schlitzindex 21 den Analysebereich des Diagramms. Die Form des Schlitzes des Index 21 ist zuvor durch den auf dem Diagramm zu messenden Flächenbereich definiert worden; in vorliegendem Fall bildet dieser Schlitz

triebe 20 (F i g. 3 eine drehbare Diagrammträgerplatte 19 zugeordnet.

Alle vorgenannten Geräteteile sind von einem brückenartigen Gestell 26 (F i g. 3 und 4) abgestützt, das durch ein schweres steifes mechanisches Stück gebildet ist. Dieses Gestell ist im Innern eines nicht dargestellten Metallgehäuses angeordnet, das ebenfalls das Gestell des elektronischen Zählers, des Vorwählers und des Abtasters umfaßt, wobei das Gestell

39 für die Elektronik (F i g. 5) einen Teil des Licht- io eine Kurve, welche die Achse der Oktikschale 4 zum vervielfachers bildet, und ferner einen Spannungs- Mittelpunkt hat. Der reflektierte Lichtstrahl durchregier für die Lampe 8, eine Batterie und deren Lade- dringt dann wiederum das Objektiv 11 und wird angerät sowie einen statischen Wechselstromgenerator schließend durch das Farbtrennfilter 14 gefiltert; das beinhaltet, der die Stromspeisung der Zähleinrich- resultierende Lichtsignal durchdringt dann die waagetung vornimmt und Störungen und Ausfälle vermei- 15 rechte kreisförmige Blende 15, die den auf dem Diaden läßt, die beim Lichtnetz eintreten und deren gramm analysierten Flächenbereich bestimmt. Dieses kaum spürbaren Unterbrechungen und plötzlichen Signal durchläuft dann den Kondensor 16, um dann Spannungsabfälle bei einem solchen Gerät schädlich auf dem lichtelektrischen Anzeiger 18 eine leuchsind. tende Stelle ausreichenden Flächeninhalts hervorzu-

An Hand des Ausführungsbeispiels der F i g. 1, 2 ao rufen.

und 5 soll nun die Wirkungsweise des Geräts be- Gleichzeitig und synchron mit der Bewegung des schrieben werden. Die drehbare Diagrammträger- Diagramms und der Meßoptik überträgt der lichtplatte 19 ist bewegungsschlüssig mit der umlaufen- elektrische Zähler von der Erregerlampe 1 aus in den, die Meßoptik tragenden Schale 4 über ein dop- Form elektrischer Impulse die transparenten Maßpeltes Untersetzungsgetriebe 20 verbunden. Das Dia- as striche der kreisförmigen Skala 3, die in dem Lichtgramm vollführt während der Analyse einen Um- feld vorbeiwandern, um über das Objektiv 5 deren lauf für eine vollständige Analyse, während die vergrößertes Bild auf einen der Spalte 6 des Zähl-Schale 4 in der gleichen Zeit 400mal umläuft. Auf anzeigers 7 zu projizieren, wobei die Fotodioden des Grund dessen, daß die Schale 4 sechs Objektive 11 Zählers 7 gegenüber dem Objektiv 5 hinter den Spalenthält, erhält man somit 2400 Ordinatenmessungen 30 ten 6 liegen.

bei einem vollständigen Umlauf des Diagramms. Ein Der Mechanismus der Anzeigen des lichtelek-Schlitzindex 21 (F i g. 2 und 4) dient dem Aufbringen irischen Zählers, die von den Maßstrichen der Skala des Diagramms auf der Platte 19 genau in einer aus erzeugt werden, die ihrerseits auf gegeneinander Ebene in dem durch den Meßstrahl 12 und 13 über- versetzten Bereichen der Skala eingebracht sind und strichenen Bereich. Die Unbeweglichkeit des Dia- 35 beim Durchlauf eines Strichs des Diagramms wähgramms gegenüber der Platte 19 wird mittels einer rend der Analyse unterbrochen werden, arbeitet auf Stahlscheibe 41 erzielt, die man nach Auflegen des folgende Art und Weise (Fig. 5): Die von den drei Diagramms auf den axialen Zapfen der Platte 19 Fotodioden 27 abgegebenen, entsprechend verstärkaufsetzt und die vier feste Punkte der Platte 19 in das ten Signale laufen auf drei Inverterstufen 28, deren Diagramm einzutreiben zwingt. Die Stahlscheibe 41 40 Ausgänge an drei Stromtore 29 geschaltet sind, die bleibt anschließend auf der Platte 19 für den Aus- gemeinsam durch die beiden Schaltungszellen 30 und wertevorgang magnetisch gehalten. An der Platte 19 31 eines drei Eingänge besitzenden bistabilen Multistellt eine elastische Reibung 22 (F i g. 3) ständig das vibrators gesteuert werden. Der eine Wechselstromeventuelle Spiel an der Achse der Platte 19 nach; eingang ist für das öffnen der Stromtore durch die die Winkellage wird somit stets genau definiert er- 45 Vorderflanke des ersten Impulses der ersten Spur zielt und durch die Handhabung des Diagramms auf vorgesehen; ein weiterer Wechselstromeingang ist für der Platte nicht beeinflußt. Sämtliche sechs Objektive das Schließen der Stromtore durch das vom Licht-11 dienen bei Überstreichen des zu messenden Be- vervielfacher abgegebene Haltesignal vorgesehen. Ein reichs der Belichtung des Diagramms durch den ein- Gleichstromeingang bewirkt den endgültigen Stillfallenden Strahl 12 und dem Sammeln des zurückge- 50 stand des Zählers durch einen Nullrückstellzähler des sandten, den Strahl 13 bildenden Lichts. Die um- die Abtastzahl zählenden Zählers. Die die Stromtore laufende Schale 4 trägt ferner den Kranz 3 der mit verlassenden Impulse laufen zu den Zähldekaden 32, lichtdurchlässigen Strichen auf schwarzem Unter- und beispielsweise die Impulse des ersten Zahlengrund durch Lichtdruck hergestellten Skalen. bereichs treffen dort unmittelbar bei 33 ein, diejeni-

Wie aus F i g. 3 und 4 zu erkennen ist, bildet die 55 gen des zweiten Skalenbereichs nach Teilung durch 5 Achse 23 der Optikschale 4 gleichzeitig die schnell oder 50 bei 34 und die des dritten Skalenbereichs umlaufende Eingangswelle des Untersetzungsgetrie- nach Teilung durch 10 oder 100 bei 35. Das vom bes20, die eine Antriebsscheibe 24 trägt, die von Lichtvervielfacher 18 abgegebene Signal gelangt zu einem zur Vermeidung von Schwingungen aufge- einem Vorverstärker mit zwei zusätzlichen Tranhängten Motor 25 angetrieben wird; solche dadurch 60 sistoren, der einen hohen Eingangsscheinwiderstand vermiedenen Schwingungen würden der Genauigkeit besitzt. Der nachfolgende Verstärker ist ein Differender Analysen abträglich sein. Der Abstand zwischen tialverstärker 36, dessen einer Eingang durch das der Achse 23 der Schale 4 und der Achse der Platte Impulssignal und dessen anderer Eingang durch eine 19 entspricht genau dem Radius der Registrierfeder sich aus der Integration dieses Signals ergebende des Diagrammschreibers. Wenn das Diagramm auf 65 mittlere Spannung belegt ist. Auf diese Weise stellt die Platte 19 aufgebracht und der Lichtfleck 12, 13 sich ein Ausgangssignal nur dann ein, wenn die durch den Bedienungsmann in seinen Analyse- augenblickliche Dämpfung des Signals größer als ein Ursprung geführt ist, löst das Schließen der Eingabe- vorbestimmter Pegel der der mittleren Lichtstärke

entsprechenden mittleren Eingangsspannung ist. Dieses Signal steuert schließlich einen Stromkreis 37, der wechselweise auf die Vorderflanke oder die Rückenflanke des dem Innen- oder Außenrand des auf dem Diagramm enthaltenen Strichs entsprechenden Signals einen Impuls aussendet. Dieser Impuls wird einerseits auf einen Eingang des bistabilen Multivibrators 31 gegeben, der das Schließen der Zählstromtore steuert, und andererseits auf einen Verstärker gelenkt, der den die Abtastzahl zählenden Zähler 38 betätigt. Das Druckwerk 40 wertet das Endergebnis aus.

""Die Leistungen dieser Ausführungsform des Geräts sind ganz beachtlich, da die Verwendung einer überlegenen Elektronik zwar höhere Kosten verursacht, jedoch eine zehnmal schnellere Abtastzeit zuläßt. Diese Abtastzeit für ein aufgeschriebenes Diagramm beträgt 120 Sekunden. Die Genauigkeit der Wiedergabe von zehn aufeinanderfolgenden Messungen der gleichen Kurve eines Diagramms beträgt +V10000 zwischen den Abtastwerten. Die Genauigkeit zwisehen dem Ergebnis der mit dem Gerät erhaltenen Abtastwerte und den entsprechenden errechneten Werten beträgt ⁴Ao 000.

Claims (4)

Patentansprüche: *5

1. Gerät zum automatischen Auswerten von Diagrammen durch fotoelektrische Abtastung derselben mit einem mehrere in gleichen Abständen angeordnete Objektive tragenden Revolver mit jedem Objektiv zugeordneten Skalen zur Ableitung eines Zählsignals, einem zur Abtastung des Diagramms vorgesehenen fotoelektrischen Wandler, einem zweiten fotoelektrischen Wandler zur Abtastung der Skalen und zur Ableitung eines den Abmessungen des Diagramms entsprechenden elektrischen Signals, einem mit dem ersten fotoelektrischen Wandler verbundenen Detektor, der den Durchgang der optischen Achse der Objektive durch die Ordinaten-Grundlinie des Diagramms anzeigt, und einem Zähler und einem Anzeigeorgan, die mit dem zweiten fotoelektrischen Wandler verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß für das von einer Lichtquelle (8) ausgesandte und von dem Diagramm reflektierte Licht (12, 13) ein gemeinsames Objektiv (11) vorgesehen ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Farbtrennfilter (14) in der Lichtbahn vorgesehen ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit einem Lichtvervielfacher (18) verbundene, die Stärke des Strichs auf dem Diagramm korrigierende Schaltung.

4. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Anzahl der auszuführenden Lichtabtastungen bestimmende Vorwählschaltung (1,3, 27 bis 39).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen