DE1423145B2 - Elektrische messeinrichtung zur selbsttaetigen ermittlung der statischtischen varianz von messgroessen - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Konsumenten und ganz allgemein bei der Qualitäts-Meßeinrichtung zur selbsttätigen Ermittlung der verbesserung der erzeugten Güter,
statistischen Varianz von Meßgrößen, mit einem Trotz dieser großen Bedeutung der statistischen

Meßumformer zur Erzeugung eines sich propor- Produktionskontrolle waren der praktischen Antional zum Meßwert ändernden Ausgangssignals, 5 Wendung dieser statistischen Verfahren bisher vermit einem ersten Integrierkreis zur Bildung des zeit- hältnismäßig enge Grenzen gesetzt, und zwar aus liehen Mittelwertes über dem Ausgangssignal und zwei Gründen: Die verhältnismäßig mühsamen Vermit einem zweiten Integrierkreis, einer Quadrier- fahren der Zusammenstellung, Messung und Berechschaltung und einer Subtraktionsschaltung. nung haben bisher eine Beschränkung der Meßvvert-

Die statistische Varianz ist ein Maß für die io daten auf einen sehr geringen Teil der Gesamtpro-Streuung einer Größe um einen bestimmten Wert; duktion erforderlich gemacht. Es lagen deshalb bei diese Varianz ist sehr wertvoll bei statistischen einem möglichen Verfahren der Probenzusammen-Untersuchungen. Durch das Ziehen der Quadrat- stellung die Proben zeitlich so weit auseinander, daß wurzel läßt sich die Varianz in die bekanntere echte Streuungserscheinungen durch Qualitäts-Größe »Sigma« (σ) überführen, welche als Normal- 15 niveauverschiebungen verdeckt werden konnten, abweichung bezeichnet wird. Die Normalabweichung Wenn bei dem zweiten möglichen Verfahren eine läßt sich definieren als der quadratische Mittelwert umfassende Probenzusammenstellung vorgenomaus den Differenzen' bestimmter, bei einer großen men wurde, dann war die Zeit zwischen zwei aufein-Gruppe vor. ähnlichen Erscheinungen gemessener anderfolgenden statistischen Tests so groß, daß oft Größen und dem arithmetischen Mittelwert all die- 20 Abweichungstendenzen nicht rechtzeitig festgestellt ser Größen. Die Varianz kann deshalb durch fol- werden konnten und der zu kontrollierende Prozeß gende Formel ausgedrückt werden: deshalb vollständig außer Kontrolle geriet. Außer-

_ dem waren die Endresultate in jedem Fall erst einige

Varianz = σ² = ^^~ ^)² n\ Zeit nach der Zusammenstellung der Proben zu er-

,V 25 halten, so daß im Falle einer ernstlichen Qualitäts

abweichung bei einer Massenproduktion oft eine

wobei α die Normabweichung, X den jeweiligen große Stückzahl weggeworfen oder nachgearbeitet Meßwert der an einer bestimmten Erscheinung inter- werden mußte. Kurz gesagt, die nach den bisherigen essierenden Größe und X den Mittelwert dieser Verfahren gewonnenen Informationen waren nicht Größe bei einer Vielzahl von ähnlichen Erscheinun- 30 ausreichend und kamen zu spät,
gen darstellt, d. h. die arithmetische Summe aller Es sind bereits repetierende Analogrechner beMeßwerte dividiert durch die Gesamtzähl der Er- kannt, bei,denen jeder Zählvorgang sich etwa 50-scheinungen; Σ bedeutet, daß alle Werte von bis 25mal.^rpro Sekunde wiederholt, damit die Lö- (X—X)'² zueinander addiert werden, u.nd N ist die sungsfunktion flimmerfrei auf einer Kathodenstrahl-Gesamtzahl der Erscheinungen. Die Gleichung (1) 35 röhre sichtbar gemacht werden kann. Dabei ist die läßt sich in die praktischere Form überführen: Darstellungsperiode identisch mit der Betriebsperiode des Funktionsvorganges, damit eine unge- ΣX² /ΣΧ\² störte Darstellung erzielt werden kann. Dieser be-

^σ2 = —~τ I —~r~ J (2) kannte Rechner ist als Simulator nicht verwendbar.

^ ' 40 Würde die entgegengehaltene Anordnung im Sinne

vorliegender Erfindung verwendet werden, wäre das

In dieser Form ist die Berechnung der Varianz Ergebnis die stets konstante Lösungsfunktion des einfacher, und zwar sowohl bei Anwendung gewöhn- Gerätes selbst. Bei einer Änderung dieser Funktion licher Verfahren von Hand als bei Anwendung des und der entsprechenden Anzeige würde somit eine erfindungsgemäßen automatischen Verfahrens. 45 Anzeige für den geänderten Wert des Gerätes, nicht

In modernen Herstellprozessen ist die Bestim- aber für einen statistischen, zu messenden Wert ermung statistischer Größen, wie z. B. der Varianz halten.

oder der Größe σ, von so großer Bedeutung bei der Des weiteren ist ein Mittelwertumformer bekannt,

Qualitätskontrolle, daß man schon bisher viel Zeit, der zwei identische Integratoren aufweist, deren Geld und Mühe aufgewandt hat, um Proben zu- 50 jeder die zu messende Eingangsgröße e (t) zugeführt sammenzustellen, diese Proben zu messen .und erhält. Jeder dieser Integratoren kann sofort auf Null danach zu klassifizieren, Daten aufzuzeichnen' und zurückgesetzt werden, wenn er einen Impuls von die notwendigen Berechnungen durchzuführen. In einem Impulsgenerator aufnimmt. Die Ausgänge der der Regel haben sich diese Aufwendungen durch die Integratoren sind an eine Gleichrichter-Brückengewonnenen Resultate mehr als gerechtfertigt erwie- 55 schaltung gelegt. Die Wirkungsweise der bekannten sen, nämlich deshalb, weil die Herstellungsprozesse Anordnung ist so groß, daß zum Zeitpunkt /₀ der unter eine statistische Kontrolle gebracht wurden. Integrator 2 die Eingangsspannung e (t)° integriert, Die statistischen Methoden waren gar nicht hoch daß zum Zeitpunkt I₁ der zweite Integrator 1 mit der genug einzuschätzen bei der Wahl der besten Roh- Integration des Signals e (t)¹ beginnt, daß zum Zeitstoffe, bei der vergleichenden Wertung wahlweise zur 60 punkt /., der Integrator 2 augenblicklich auf 0 und Verfügung stehender Herstellungsverfahren, bei der zum Zeitpunkt t₃ der Integrator 1 ebenfalls auf 0 Abschätzung der Einwirkung äußerer Umstände auf zurückgesetzt wird. Diese Anordnung gestattet die die Arbeitsweise der Beschäftigten, bei der Bestim- Berechnung des Mittelwertes, d. h. nur eines Faktors mung der möglichen Präzision bei verschiedenen bei der Ermittlung der Varianz.

Maschinen, bei der rechtzeitigen Ermittlung einer 65 Es ist auch bereits eine Vorrichtung zur automati-FchlcinstcIIiing oder eines Defekts von Maschinen, sehen Ermittlung der statistischen Varianz von Meßbei der Ermittlung echter Toleranzen, bei der Ver- großen mit einem Meßwertumformer zur Erzeugung besserung der Beziehungen zwischen Verkäufer und eines sich mit dem Meßwert proportional ändernden

3 4

Ausgangssignals χ, mit einem Tiefpaß, der ein dem '< rung ergibt und die auf Grund der fehlerhaften Mittelwert χ proportionales Ausgangssignal erzeugt, Arbeitsweise in der Maschine selbst verursacht ist, mit einer an den Integrierkreis angeschlossenen , wird der Taktgeber so eingestellt, daß die Periode Gleichrichterstufe, die zur Erzeugung der quadrati- für die Varianzberechnung vom unteren Grenzwert sehen Abweichungen (x—x)² als Quadrierstufe aus- 5 der Integrierung bei Null bis zum oberen Grenzwert gebildet sein kann, und mit einem dieser Quadrier- des Integrals reicht. Weiterhin gestattet die Einstufe nachgeschalteten Integrierkreis, an dessen Aus- richtung gemäß der Erfindung, das Gerät gegenüber gang die Varianz abgenommen werden kann, be- einer Handberechnung der Varianz entsprechend der kannt. Der im Falle dieser bekannten Anordnung Formel (2) zu eichen.

gemessene Mittelwert ist nicht der echte Mittelwert io Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungszu dem bestimmten Zeitpunkt, sondern der Mittel- gemäßen Einrichtung eignet sich besonders gut für wert, der zu einem früheren Zeitpunkt gegolten hat. die Kontrolle eines industriellen Herstellprozesses, Das Signal, das durch die bekannte Anordnung bei dem ein kontinuierlicher Fluß eines fertigen quadriert und durch sie gemittelt wird, um die oder halbfertigen Produktes an einer Meßstelle vorVarianz zu erhalten, ist somit nicht richtig, und des- 15 bei stattfindet. Dieser Fall liegt z. B. bei der Herhalb wird der berechnete Wert der Varianz ebenfalls stellung von Zigaretten, Textilien, Papier, Gummi, falsch. Ferner ist es im Falle der bekannten Anord- Kunststoffen, Nahrungsmitteln, Metall u. dgl. vor. nung nicht möglich, die Komponente der Varianz zu Eine charakteristische Größe für derartige kontinuierberechnen, die durch Schwierigkeiten in einem spe- lieh fließende Produkte läßt sich mit Hilfe eines ziellen Teil der Herstellmaschine verursacht wird. 20 Meßgerätes ermitteln, dessen Ausgangsspannung ein Es treten nämlich Änderungen bei unterschiedlich Maß für den Augenblickswert der Abweichung der hohen Frequenzen auf. Dabei kann die bekannte An- Meßgröße von einem bestimmten Sollwert ist. Die Ordnung nur die gesamte Varianz auf Grund sowohl eine Abweichung darstellende Spannung kann als von Niederfrequenzänderungen als auch von Hochfre- Eingangsgröße für die nachgeschaltete Rechenquenzänderungen anzeigen, so daß beispielsweise 25 maschine verwendet werden.

die Varianz, die durch einen Schaden innerhalb der Die Gleichung (2) für die statistische Varianz gilt Maschine verursacht wird, und die Varianz, die bekanntlich auch dann, wenn die Größe X die posidurch den Fehler des automatischen Reglers für eine tive oder negative Abweichung einer bestimmten geeignete Regelung verursacht wird, nicht auf- Größe einer Erscheinung von irgendeinem willkürgespalten werden können. . 30 liehen Wert darstellt. Dieser willkürliche Wert kann;

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu muß aber nicht der Mittelwert bei einer Gruppe von

schaffen, bei der der echte Wert der Mitteilung zum solchen ErsGneinungen sein.

exakt richtigen Zeitpunkt und damit ein eohter Wert Wenn die Größe der gemessenen Variablen X

für die Varianz erhalten werden kann. Es ist für die durch eine elektrische Spannung dargestellt wird,

erfindungsgemäße Meßeinrichtung auch erforder- 35 kann die Formel (2) in ihrer elektrischen Analog-

lich, daß der Bedienende eine Anzeige bekommt, form geschrieben werden und lautet dann folgender-

wenn rasche Änderungen eine solche Amplitude er- maßen:

reichen, daß in die Herstellmaschine eingegriffen _τ ι τ \z

werden muß. In jedem Falle ist es hierfür erforder- 1 Γ / 1 C . \

lieh, daß die Varianz, die in der Maschine selbst 40 ^{σ =} γ / ^e ^■ ^

verursacht wird, von der Varianz, die durch den 0 \ 0 /
Fehler des automatischen Reglers für eine geeignete

Regelung verursacht wird, getrennt werden. Dabei stellt e den Augenblickswert des elektri-

Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung ist dadurch sehen Signals dar, während die Zeit Γ das Analogon gekennzeichnet, daß eine von einem einstellbaren 45 zu der Zahl N der Erscheinungen ist. Die Glei-Zeitgeber periodisch betätigbare Schaltvorrichtung chung (3) gilt, wenn das die positive oder negative vorgesehen ist, in deren erster Schaltstellung der Abweichung des eine gemessene Größe darstellenerste Integrierkreis und parallel zu diesem die den Signals von einem Sollwert dargestellt wird. Quadrierstufe mit dem Ausgang des Meßumformers Dabei kann, auch hier wieder der Sollwert dem sowie der zweite Integrierkreis mit dem Ausgang der 50 Mittelwert des Signals über eine bestimmte Zeit-Quadrierstufe verbunden ist, während in deren zwei- spanne entsprechen, muß dies aber nicht tun.
ter Schaltstellung der erste Integrierkreis von dem Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Meßumformer und der zweite Integrierkreis von Varianz einer variablen Größe ermittelt, indem sie der Quadrierstufe getrennt ist, der Ausgang des diese variable Größe in eine Spannung umsetzt und ersten Integrierkreises und die Quadrierstufe mit dem 55 dann automatisch die Gleichung (3) löst. Sie arbeitet einen Eingang der Subtraktionsschaltung verbunden vollautomatisch und zeigt die berechnete Varianz sind, an deren zweitem Eingang das Ausgangssignal jeweils am Ende von aufeinanderfolgenden Berechdes zweiten Integrierkreises liegt und an deren Aus- nungsperioden an oder aber zeichnet sie laufend auf. gang ein der Varianz proportionales Signal meßbar Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet die ist. 60 statistische Überwachung eines industriellen Pro-

Mit der Einrichtung gemäß vorliegender Erfin- zesses, ohne daß von Hand Proben zusammengestellt,

dung ermöglicht die Taktgeber- und Relaisschalt- ohne daß Messungen durchgeführt werden müssen,

anordnung eine Auswahl der Rechenzeit, so daß der Die Figur zeigt ein Schaltschema der Erfindung.

Einfluß von niederfrequenten Änderungen beseitigt An die Eingangsklemme 10 wird ein elektrisches

wird, die man nicht bestimmen will. Um die Korn- 65 Signal gelegt, das der Größe, deren statistische

ponente der Varianz auf Grund der Niederfrequenz- Varianz bestimmt werden soll, proportional ist. Mit

änderung zu eliminieren und damit nur die Varianz 14 ist eine Einschaltung bezeichnet. Mit 16 ist eine

auszulassen, die sich aus einer Hochfrequenzände- Verstärkerstufe bezeichnet, 18 ist ein erster Integrier-

5J 6

kreis, der die Summe über das Eingangssignal bildet Diode 92 wird stromleitend, und eine dem Absolut- und somit den Mittelwert dieses Signals darstellt. wert nach dem negativen Signal gleiche positive Mit 20 ist ein Absolutwertkonverter bezeichnet, der Spannung erscheint am Eingang 106 der Quadriereine Quadrierstufe 22 speist. Da die gewöhnlichen stufe. Der hier beschriebene Absolutwertkonverter Quadrierstufen ein Eingangssignal mit einheitlichen 5 wird an Stelle der üblichen Brückengleichrichter verVorzeichen verlangen, braucht man den Absolut- wendet, um die Trennung des Ausgangs vom Einwertkonverter, der das Eingangssignal anpaßt, das gang zu vermeiden.

mit wechselndem Vorzeichen auftritt; wenn das Ein- Die Quadrierstufe 22 weist einen Verstärker 108 gangssignal keine wechselnde Polarität, sondern ein- mit einem Rückkopplungswiderstand 110, der den heitliche Vorzeichen besitzt, kann der Absolutwert- 10 Ausgang 112 mit dem Eingang 114 verbindet, ferner konverter entfallen. Mit 24 ist ein zweiter Integrier- eine Vielzahl von Eingangswiderständen 116 bis 124, kreis bezeichnet, der die Summe über das quadrierte die über Diodengleichrichter 126 bis 130 mit variab-Eingangssignal bildet. In der Subtraktionsschaltung len Abgriffen von Potentiometern 132 bis 138 ver- 26 wird das die Varianz darstellende Signal errech- bunden sind, auf; die Potentiometer 132 bis 138 net. Ein Abgleichpotentiometer 28 ist mit einem 15 liegen in Spannungsteilerschaltung an einer Span-Aufzeichnungsgerät 30 gekoppelt, auf dem das die nungsquelle, z. B. einer Batterie 140. Die gesamte, Varianz darstellende Signal angezeigt und registriert an den Potentiometern anstehende Spannung ist mit wird. Zeitgeberschaltungen 32 bestimmen die Auf- Hilfe eines Widerstandes 141 einstellbar. Die Dioden einanderfolge der Arbeitsvorgänge. 126 bis 130 liegen also auf fortlaufend ansteigenden

Bei der folgenden eingehenden Beschreibung wird 20 Potentialniveaus. Die effektive Verstärkung des Verdie Eichschaltung 14 zunächst nicht berücksichtigt; stärkers 108 ist proportional der Größe R₀/R_in, woes wird angenommen, daß das Eingangssignal im bei R₀ gleich dem Wert des Rückkopplungswider-Punkt 50 auftrete. Dieses Signal wird über einen Standes 110 und R_in gleich dem Eingangswiderstand Eingangswiderstand 52 und Relaiskontakte 54 a ist. Liegen am Eingang 106 der Quadrierstufe Si-Eingangsklemmen 56 des Verstärkers 58 zugeführt. 25 gnale mit niederem Spannungswert, so sind sämtliche Der Verstärker 58 arbeitet mit hoher Verstärkung Dioden 126 bis 130 auf Grund einer negativen Vor- und besitzt einen Rückkopplungswiderstand 60, der spannung nicht stromleitend, so daß der Eingangsseinen Ausgang mit seinem Eingang 56 verbindet, so widerstand R_1n gleich dem Widerstand 116 ist. Steigt daß der Eingang auf Nullpotential bleibt. Dadurch die Signalgröße über einen bestimmten Wert an, wird erreicht man, daß die Ausgangsspannung genau der 30 der Widerstand R_in annähernd gleich dem Wider-Eingangsspannung entspricht. . standswert der Parallelschaltung 116 und 118. Ein

Der Ausgang der Verstärkerst'üfe 16 liegt an weiterer Anstieg der Signalgröße führt nach und nach

einem Spannungsteiler, der aus einem Widerstand dazu, dafe die Widerstände 120, 122 und 124 eben-

64 und einem Potentiometer 66 besteht·, das Potentio- falls parallel geschaltet werden. Es spricht also bei

meter 66 ist bei 12 geerdet. Über Relaiskontakte 54 c 35 kontinuierlich veränderlicher Eingangsspannung der

und 54 d liegt der Ausgang des Verstärkers ferner Verstärker mit einer Ausgangsspannung an, welche

am Eingang 68 des Absolutwertkonverters 20 und proportional dem Produkt der Eingangsspannung mit

schließlich an einem Spannungsteiler 70, 72; der dem Reziprokwert des Eingangswiderstands ist. Der

Widerstand 72 ist ebenfalls bei 12 geerdet. Der am Eingangswiderstand ändert sich stufenweise umge-

Widerstand 72 liegende Teil der Spannung liegt über 40 kehrt proportional zur Eingangsspannung. Wenn die

einem Schalter 74 am Eingang des Integrier- Potentiometer 132 bis 138 richtig eingestellt sind,

kreises 18. unterliegt die dargestellte Quadrierstufe mit ihren

Der Integrierkreis 18 besteht nach einer bevor- vier Dioden einem maximalen Fehler von ungefähr zugten Ausführungsform aus einem Verstärker 76 4%. Vergrößert man die Zahl der Dioden und der mit einem Eingangswiderstand 78 und einem Kon- 45 zugehörigen Widerstände und Potentiometer, so steigt densator 80, welche den Ausgang 82 mit dem Ein- auch die Genauigkeit; es hat sich gezeigt, daß bei gang 84 des Verstärkers verbinden. Durch Schließen Verwendung von acht Dioden der maximale Fehler von Relaiskontakten 88 a wird ein Widerstand par- auf weniger als 1% sinkt. Die hier verwendete allel zum Kondensator 80 gelegt, so daß sich dieser Quadrierstufe hat den Vorteil, daß sie schneller anentlädt und die Integrierschaltung in ihren Ausgangs- 50 spricht und billiger ist als die mit Servopotentiozustand zurückgeführt wird. - metern arbeitenden Multipliziergeräte. Andererseits

Durch die Relaiskontakte 54 c, 54 e läßt sich der hängt sie nicht so sehr von Röhrencharakteristiken

Eingang 68 des Absolutwertkonverters 20 vom Aus- und dergleichen Größen ab wie elektronische Qua-

gang 62 der Verstärkerstufe 16 trennen und an den driergeräte.

Ausgang 82 des ersten Integrierkreises 18 legen. 55 Der Ausgang der Quadrierstufe liegt entweder an

Der Absolutwertkonverter 20 umfaßt zwei Dioden- einem aus einem Widerstand 142 und einem Potengleichrichter 90 und 92 und einen Verstärker 94, wcl- tiometer 144 bestehenden Spannungsteiler oder an eher als Phasendreher arbeitet; letzterer besitzt einen einem aus Widerständen 146 und 148 bestehenden Eingangswiderstand 96 und einen Rückkopplungs- Spannungsteiler, je nach der Stellung von Relaiskonwiderstand 98, der den Ausgang 101 mit dem Eingang 60 takten 54/ und 54g. Wenn die Kontakte 54/ ge- 102 verbindet. Der Verstärkungsfaktor des Verstär- schlossen sind, liegt der am Widerstand 148 liegende kers 94 ist 1. Wenn am Eingang 68 des Absolutwert- Spannungsanteil der Quadrierstufe am Eingang des konverters 20 ein positives Potential gegen Erde 12 Integrierkreises 24. Der Integrierkreis 24 ist dem liegt, ist die Diode 90 stromleitend, d. h., das Poten- Integrierkreis 18 ähnlich und besteht ebenfalls aus tial der Leitung 69 liegt am Widerstand 104 am Ein- 65 einem Verstärker 150, einem Eingangswiderstand gang 106 der Quadrierstufe 22. Ist das Potential auf 152 und einem Kondensator 154. Ein Nebenschlußder Leitung 68 dagegen negativ, sperrt die Diode 90; widerstand 156 entlädt den Kondensator 154, wenn der Verstärker 94 dreht jedoch das Signal um, die die Relaiskontakte 88 b geschlossen werden. Da-

durch wird der Integrierkreis in seinen Ausgangszustand zurückgeführt. Der Ausgang des Integrierkreises 24 liegt an einer von einem Widerstand 158 und einem Potentiometer 160 gebildeten Spannungsteilerkombination.

Zwei identische Widerstände 162 und 164 verbinden die variablen Abgriffe der Potentiometer 144 und 160, so daß das Potential auf der Leitung 166, welche an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 162 und 164 angeschlossen ist, der Differenz zwischen den an den variablen Abgriffen liegenden Spannungen entspricht. Die Spannungsdifferenz wird über Relaiskontakte 54 b zum Eingang 56 des Verstärkers 58 zurückgeleitet und liegt an dem Eingang dieses Verstärkers dann, wenn dieser von dem vorgeschalteten Meßgerät getrennt ist; dies ist der Fall, wenn das Potential der Leitung 166 die berechnete Varianz darstellt.

Zur Anzeige oder Aufzeichnung der berechneten Varianz kann jedes beliebige Aufzeichnungs- oder Registriergerät Verwendung finden. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Streifenschreiber 170; auf diesem Streifenschreiber 170 erscheint periodisch eine Anzeige des Abweichungssignals, dessen Varianz berechnet werden soll, und anschließend an die Anzeige des Abweichungssignals eine Anzeige des Varianzwertes selber. Da das Abweichungssignal eine vorzeichenbehaftete Größe ist, werden die Schwankungen des Abweichungssignals von der Mittellinie 172 des Streifens aus aufgetragen; die Varianz ist eine skalare Größe und kann daher von dem linken Rand 174 des Streifens aus aufgetragen werden. Dies ist deshalb zweckmäßig, weil die Größenschwankungen der Varianz ganz erheblich sein können. Die Aufzeichnungsvorrichtung 30 ist ein Aufzeichnungspotentiometer mit Nullabgleich. Die Abgleichspannung liefert eine Brückenschaltung, die von einer Batterie 176 gespeist wird. In einem Zweig der Brücke liegen zwei Potentiometer 178 und 180 und ein Widerstand 182 und in einem anderen Zweig ein Schiebepotentiometer 184 zusammen mit zwei Endwiderständen 186 und 188. Die Potentiometer 178 und 180 gestatten die Einstellung des Mittelabgriffes des Schiebepotentiometers im Abgleich auf seine mittlere bzw. seine linke Endlage. Die Relaiskontakte 190 a und 190 b ermöglichen einen automatischen Übergang von dem einen Abgleich in den anderen. Das aufzuzeichnende Signal liegt über eine Leitung 192 am Eingang eines Zerhackers 194. Je nach der Stellung der Relaiskontakte 190 c, 19Od, 196 a und 196 b ist die Eingangsleitung 192 des Aufzeichnungsgerätes entweder mit Erde 12 verbunden (so daß auf dem Aufzeichnungsgerät die Eingangsspannung Null verzeichnet wird) oder mit dem variablen Abgriff des Potentiometers 66, so daß auf dem Aufzeichnungsgerät die verstärkte Abweichungsspannung erscheint, oder aber mit dem Verbindungspunkt des Widerstands 64 und des Potentiometers 66, so daß auf dem Aufzeichnungsgerät die Varianz erscheint.

Wenn die Ausgangsspannung der Brückenschaltung im variablen Abgriff des Schiebepotentiometers 184 nicht ebenso groß und entgegengesetzt ist wie die Spannung auf der Leitung 192, fließt ein Strom durch die Kontakte des Zerhackers 194, so daß ein Wechselstromsignal am Eingang eines Servoverstärkers 200 auftritt. Der Ausgang dieses Servoverstärkers wiederum liegt an der den Drehsinn bestimmenden Feldwicklung 202 eines Servoabgleichmotors. Die Feldwicklung 204 des Servomotors wird aus der Netzspannungsquelle 198 gespeist. Der Ausgang des Servoverstärkers 200 besitzt je nach dem Vorzeichen des Potentials auf der Leitung 192 eine von zwei um 180° voneinander verschiedene Phasenlagen; die jeweilige Phasenlage bestimmt den Drehsinn des Motors. Der Servomotor treibt sowohl das Anzeigeelement 206 des Aufzeichnungsgerätes 170

ίο als auch den beweglichen Kontakt des Schiebepotentiometers an, so daß ein kontinuierlicher Abgleich in bekannter Weise erreicht wird.

Die Zeitgeberschaltungen 32 bestimmen die zeitliche Aufeinanderfolge der Rechenvorgänge. Eine sehr einfache Ausführungsform eines Zeitgebers ist in der Figur dargestellt. Sie besteht aus einem Synchronmotor 210, der vom Netz 198 aus gespeist wird. Dieser Motor treibt einen Ncckenschaltmechanismus; die Nocken betätigen Relais, und diese Relais übernehmen weitere Schaltvorgänge. Der Motor 210 treibt ein Paar Nocken 212 und 214. Die Nokken 212 und 214 arbeiten auf zwei Schnappschalter 216 bzw. 217, und diese Schnappschalter 216, 217 wiederum steuern die Stromzufuhr zu den Relaisspulen 196 und 190. Der Motor 210 wird über einen Schalter 218 gespeist. Mit Hilfe dieses Schalters kann der Zeitgeber in jedem beliebigen Zeitpunkt einer Rechenperiode zum Stillstand gebracht werden, so daß die notwendigen Einstell- und Testvorgänge ausgeführt werden können. Ein Transformator 220 speist einen Brückengleichrichter 222, welcher die Gleichspannung für die Relais 54 und 88 liefert.

In der eingangsseitigen Eichschaltung 14 sind zwei Batterien 230 und 232 vorgesehen, die an einem gemeinsamen Punkt mit Masse 12 verbunden sind. Die Batterien 230 und 232 liefern Spannungen B+ und B — gegenüber Erde für die verschiedenen nur schematisch dargestellten Verstärker. Ein Spannungsteiler, bestehend aus einem Widerstand 234 und einem Potentiometer 236, liegt zwischen der Klemme B— der Batterie 232 und Masse 12. Ein variabler Abgriff des Potentiometers 236 liefert eine verstellbare negative Vorspannung für den Eingang 56 des Verstärkers 58. Diese Vorspannung wird über einen Widerstand 238 angelegt. Die Einstellung wird erleichtert durch die Verwendung einer Bezugssignaleichschaltung, welche aus einem Spannungsteiler mif einem Widerstand 240, einem Rheostaten 242 und einem Potentiometer 244 besteht; diese Spannungsteilerschaltung läßt sich mittels eines Schalters 246 an die Klemme B+ oder die Klemme B— anschließen. Ein weiterer Schalter 248 dient dazu, das Eingangssignal der Klemme 10 zu trennen, wenn eine Eichspannung an dieser liegt. Wenn der Schalter 248 mit Masse 12 verbunden ist, steht die am beweglichen Abgriff des Potentiometers 244 abgegriffene Spannung am Spannungsteiler an, welcher aus den Widerständen 250 und 252 besteht. Der am Widerstand 252 anstehende Spannungsanteil herrscht am Punkt 50. Das Potentiometer 244 ist mit einer Meßskala 254 versehen. Auf dieser Skala ist der gesamte Spannungsbereich in kleine Spannungseinheiten unterteilt. Die Anzeige auf der Skala 254 ist etwa Null, wenn der Abgriff des Potentiometers 244 sich am masseseitigen Ende befindet, und beträgt 1000, wenn der Abgriff sich am anderen Ende des Potentiometers befindet.

Zu Beginn der Einstellung wird der Zeitgeber-

109 552/8

motor 210 durch Öffnen des Schalters 218 stillgesetzt, wenn die Nocken 212 und 214 die in der Figur gezeichnete Stellung einnehmen, d. h., wenn das Relais 196 erregt und das Relais 190 entregt ist. Das Relais 54 ist unter diesen Umständen durch die Kontakte 19Oe des Relais 190 erregt, während das Relais 8 infolge der öffnung der Kontakte 196 c entregt ist. Die Relaiskontakte 54 a bis 54g befinden sich also nicht in ihren normalerweise offenen oder geschlossenen Stellungen, sondern direkt in ihrer entgegengesetzten Stellung. Der Schalter 248 wird in seine Position 2 gebracht und die Meßskala auf Null eingestellt, damit ein Nulleingang am Verstärker 58 über die Relaiskontakte 54 a erhalten wird. Sodann wird das Potentiometer 236 derart eingestellt, daß der Ausgang des Verstärkers 58 auf der Leitung 62 Null wird.

Die Spannung zwischen dem Punkt 106 und dem Punkt 260 wird durch das Quadrierkreisvorspannungspotentiometer 141 auf einen beliebigen Wert gebracht, der zu einem späteren Zeitpunkt wiederhergestellt werden kann, etwa dann, wenn die Spannungsquelle 140 etwa infolge Alterung der Batterie sich verändert haben sollte. Mit Hilfe der Potentiometerskala 254 wird der Ausgang des Verstärkers 58 auf den Leitungen 62 und 68 sodann auf einen beliebigen Wert gebracht, welcher die Prüfung der Quadrierkreisfunktion gestattet. Zweckmäßig dimensioniert man den Quadrierkreis so, daß bei richtiger Einstellung der Ausgang auf der Leitung 112 gleich einem Zehntel des Quadrats des an der Absolutwertkonvertereingangsleitung 68 gelegenen Eingangssignals ist. Die Potentiometer 132 bis 138 werden sodann in Übereinstimmung mit Messungen willkürlich gewählter Potentiale auf der Eingangsleitung 68 und Messungen der Ausgangspotentiale des Quadrierkreises auf der Leitung 112 derart eingestellt, daß die beste Annäherung an die ideale quadratische Funktion erreicht wird, welche bei der vorliegenden Zahl von Dioden möglich ist.

Nunmehr müssen die verschiedenen Schaltkreise an die Funktion des elektrischen Signals durch Eichung angepaßt werden; das Signal wird von dem zugehörigen Meßgerät geliefert. Die Eichung erleichtert man sich durch die mit der Skalenteilung 254 versehene Eichschaltung. Die Funktion des Meßinstruments wird zweckmäßig auf diese Eichschaltung übertragen und in Einheiten der Skalenteilung ausgedrückt. Es wird hier ein Beispiel eines Eichvorganges beschrieben. Das Meßinstrument liefert ein Gleichspannungssignal, dessen Polarität und Größe von der Abweichung der gemessenen Größe von einem Bezugspunkt abhängt. Ferner wird angenommen, daß auf dem Anzeigegerät 170 die Abweichung der gemessenen Größe von dem Bezugspunkt in Prozenten des Bezugswertes ausgedrückt werden soll. Demgemäß sollte auch die Normabweichung σ in Prozenten ausgedrückt und die Varianz als Quadrat dieser Größe aufgetragen werden.

Es wird ausgegangen von der Annahme, daß der mittlere und der linke Abgleichpunkt für den Fall, daß die Spannung an der Abgleichbrücke Null ist, auf den Potentiometern 178 und 180 richtig eingestellt sind. Man braucht nun von dem Meßgerät ein Abweichungssignal, welches eine bekannte, prozentuale Abweichung der gemessenen Größe von dem Bezugswert darstellt.. Dieses elektrische Signal wird an die Eingangsklemme 10 gelegt und gelangt in die Einrichtung nach der Erfindung, wenn der Schalter 248 seine Position 1 einnimmt. Das Potentiometer 244 wird entsprechend dem Skalenwert Null eingestellt. Nach der Verstärkung in der Verstärkungsstufe 16 erscheint dieses Signal an dem Widerstand 64 und dem Potentiometer 66, dessen variabler Abgriff mit dem Eingang 192 des Aufzeichnungsgeräts über die Relaiskontakte 196 b und 190 c in Verbindung steht. Soll die Skala auf dem Aufzeichnungsgerät 170 derart geeicht werden, daß ihr linker Rand einer Abweichung von minus 10% und ihr rechter Rand einer Abweichung von plus 10⁰/o entspricht und daß das zugeführte Signal einer Abweichung von 10% entspricht, dann muß das Potentiometer 66 nunmehr so lange verstellt werden, bis das Anzeigeelement des Aufzeichnungsgeräts mit dem linken oder rechten Rand der zugehörigen Skala zusammenfällt. Es kann nun die Abweichungsspannungsfunktion auf die Eichskala 254 übertragen werden. Man bringt hierzu den Schalter 248 in seine Stellung 2, stellt die Skala 254 auf den Skalenwert 1000 ein und justiert den Rheostaten 242 so lange, bis das Anzeigeelement 206 wieder am linken oder rechten Rand der ihm zugeordneten Skala steht, je nach der Position des Schalters 246. Die Skaleneinstellung 1000 entspricht also einer 10%igen Abweichung. Ein Teilstrich auf der Skala entspricht somit einer Abweichung von 0,01%. Zweckmäßig mißt man die Spannung im Punkt 50. welche der Skaleneinstellung 1000 entspricht, mittels eines Röhrenvoltmeters, um die endgültige Eichung zu erleichtern.

Zur Einstellung der gewünschten Varianzspanne auf der Skala 170 des Aufzeichnungsgeräts wird der Schalter 74 geöffnet, so daß der Integrierkreis 18 abgeschaltet wird. Auf diese Weise wird der zweite Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung (3) willkürlich Null, so daß der aufgezeichnete Wert der Varianz einfach gleich dem zeitlichen Integral über das quadrierte Abweichungssignal multipliziert mit einer Konstanten ist. Es wird nun auf dem Potentiometer 254 ein Abweichungssignal eingestellt, welches der Quadratwurzel aus der gewünschten Varianzspanne äquivalent ist. Wenn z.B. die Spanne auf der Varianzskala 20 Varianzeinheiten beträgt, so braucht man ein Abweichungssignal, welches einer Abweichung von ]/2ü oder 4,472% entspricht. Bei der gewünschten Teilung der Skala 254 muß man also das Potentiometer auf 447,2 Skaleneinheiten einstellen. Die. Einstellung der Varianzspanne findet bei geschlossenem Schalter 218, d. h. bei laufendem Zeitgeber statt. Der Schaltvorgang ist dabei folgender:

Beide Nocken 212 und 214 rotieren mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit und werden von einem Synchronmotor 210 angetrieben. Bei einer bestimmten Winkelstellung des Nockens 214 schließt der Schalter 217, und das Relais 190 wird erregt. Das Relais 196 ist dabei über den Schalter 216 noch erregt. Die Relais 54 und 88 sind entregt, da die Kontakte 19Oe, 190/ und 196 c offen sind. Dies ist die Stellung bei der Varianzablesung. Die Einstellung kann aber erst erfolgen, wenn eine Integrationsperiode abgeschlossen ist. Während der nachfolgen- den Varianzableseperiode öffnet der Nocken 212 nach einer Verdrehung den Schalter 216, so daß das Relais 196 entregt wird. Kurz darauf wird nach weiterer Verdrehung des Nockens 214 auch das Re-

11 12

lais 190 entregt. Beide Relais 190 und 196 sind also Der Integrierkreis 24 liefert jedoch eine Ausgangsnun entregt, während die Relais 54 und 88 erregt spannung am Widerstand 158 und am Potentiometer sind. Der Eingang des Aufzeichnungsgeräts ist über 160. Diese Spannung ist proportional dem Quadrat die Leitung 192 und die Kontakte 190 c und 196 a der Abweichungsspannung, während der Integrageerdet. Der Arm des Potentiometers 180 im Brük- 5 tionsperiode. Mit Hilfe des Potentiometers 160 werkenkreis ist ebenfalls über die Kontakte 1906 ge- den nun die Konstanten der verschiedenen Kreise erdet. Der Servomotor stellt also den Arm des der Rechenmaschine auf einen Wert l/T eingestellt, Schiebepotentiometers 184 auf den mittleren Ab- so daß das Potential der Leitung 166 den ersten gleichspunkt ein. Die Relaiskontakte 88 α und 886 Ausdruck der Gleichung (3) darstellt. Dies ist dann schließen die Kondensatoren 80 und 154 der Inte- io der Fall, wenn das in den Verstärker 58 zurückgrierkreise 18 und 24 kurz und führen die Integrier- geführte Signal einen solchen Wert besitzt, daß es kreise damit in ihren Ausgangszustand zurück. auf dem Anzeigegerät 170 die richtige Varianz-Die eigentliche Rechenperiode beginnt, wenn der anzeige liefert, in diesem Fall als 20 Varianzeinhei-Nocken 212 den Schalter 216 schließt und das Re- ten rechts von der Varianzbezugslinie 174.
lais 196 erregt. Die Kontakte 196 a trennen dann i₅ Hat man die richtige Einstellung der Varianz des die Eingangsleitung 192 des Aufzeichnungsgeräts die Varianzspanne bestimmenden Potentiometers von Masse, und die Kontakte 196 ft verbinden diese 160 erzielt, wird das Potentiometer 144 eingestellt, mit dem variablen Abgriff des Potentiometers 66. Hierzu läßt man den Zeitgeber eine weitere Periode Die Kontakte 196 c entregen das Relais 88. Da das durchlaufen, schließt aber nun den Schalter 74 der Relais 190 entregt ist, sind die Kontakte 190a offen, ₂o Integrierstufe, d.h., man sorgt dafür, daß die Inte- und die Kontakte 190 b verbinden den variablen grierstufe 18 das zeitliche Integral über das AbAbgriff des Potentiometers 180 mit Masse. Das am weichungssignal bildet. Während der nächsten Punkt 50 auftretende Signal, welches in diesem Bei- Varianzablesungsperiode wird daher das Ausgangsspiel eine Abweichung von 4,472 % darstellt, wird in signal der Integrierstufe 18 dem Absolutwertkonder Verstärkerstufe 16 verstärkt und auf dem In- 25 verier 20 und der Quartierstufe 22 zugeführt, so daß strument 170 aufgezeichnet. Da der Schalter 74 offen die Spannung an dem Potentiometer 144 im Ausgang ist, wird dem Integrierkreis 18 kein Signal zugeführt. des Quadrierkreises nicht wie bei dem zuvor be-Das auf der Leitung 68 erscheinende Signal wird schriebenen Eichvorgang Null ist, sondern proporquadriert und das quadrierte Signal von dem Inte- tional dem zweiten Ausdruck der Gleichung (3). Da grierkreis 24 integriert. 30 die Eingangsspannung während der Integrations-Die Integrationsperiode endet, sobald; der Nocken periode ein, konstantes gleichgerichtetes Signal ist, 214 den Schalter 217 schließt und damit das Relais ist der zweite Ausdruck der Gleichung in diesem 190 erregt. Durch Stellungswechsel det Kontakte Fall der Größe nach gleich dem ersten Ausdruck, so 190 α und 190 b geht die Masseverbindung vom Ab- daß die Varianzanzeige Null wird. Wenn man also griff des Potentiometers 180 auf den Abgriff des ₃₅ das Potentiometer 144 so einstellt, daß eine Varianz-Potentiometers 178 über. Die Kontakte 190 c öffnen, anzeige Null, von der Linie 174 des Aufzeichnungsund die Kontakte 190 d verbinden die Eingangs- geräts 170 aus gerechnet, erhalten wird, so bedeutet leitung 192 des Aufzeichnungsgeräts nunmehr mit dies, daß der konstante Faktor im zweiten Ausdruck dem Verbindungspunkt der Widerstände 64 und 66. der Gleichung auf den Wert l/T gebracht wird.
Durch Öffnen der Kontakte 190 e wird das Relais 54 ₄₀ Die Eichung ist nunmehr so vorgenommen, daß entregt. Ein Öffnen der Kontakte 190/ bewirkt, daß auf dem Aufzeichnungsgerät 170 Abweichungen von das Relais 88 auch dann entregt bleibt, wenn die minus lO°/o bis plus 10 ⁰Zo angezeigt und daß Va-Kontakte 196 c während der Varianzablesungs- rianzwerte von 0 bis 20 Varianzeinheiten aufgezeichperiode schließen. Der Schalter 218 kann in diesem net werden können. Die Bezugslinie für die Varianz-Augenblick geöffnet werden, so daß die Periode des ₄₅ spanne von 20 Varianzeinheiten kann durch VerZeitgebers unterbrochen wird, so lange, bis die stellung des Potentiometers 178 verschoben werden. Varianzspanne eingestellt ist. Die Relaiskontakte Will man z. B. auf dem Aufzeichnungsgerät 170 eine 54 α sind nun offen, so daß das Eingangssignal im Varianzskala haben, welche von 10 bis 30 Varianz-Punkt 50 von dem Verstärker 58 getrennt ist. Der einheiten geht, so läßt man die Rechenmaschine eine Eingang 56 des Verstärkers 58 ist jetzt mit .der 50 weitere Periode durchlaufen, hält dabei den Schalter Leistung 166 über Kontakte 54 b verbunden.' Die 74 offen und führt ein Abweichungssignal von Kontakte 54 c sind offen, so daß der Ausgang des 4,472% ein. Das Potentiometer 178 wird während Verstärkers 58 von der Eingangsleitung 68 des Ab- der Varianzablesung so verstellt, daß man auf der solutwertkonverters getrennt ist. Die Leitung 68 ist von 10 bis 30 Einheiten laufenden Skala eine statt mit dem Ausgang des Integrierkreises 18 über 55 Varianz von 20 abliest, die Anzeige also nicht mehr Kontakte 54 e verbunden. Das mittlere Ausgangs- auf dem rechten Rand der Skala liegt wie bei dem signal des Integrierkreises 18 ist jedoch in diesem zuvor beschriebenen Eichvorgang. Natürlich können Augenblick Null, da ja der Schalter 74 während der die Skala und der zugehörige Streifen des Aufzeich-Integrierperiode geöffnet war. Die Kontakte 54/ sind nungsgerätes so ausgebildet sein, daß die Quadratoffen, bewirken also eine Unterbrechung zum Ein- 60 wurzel der Varianz abgelesen werden kann, daß sich gang des Integrierkreises 24 hin. Die Kontakte 54 g also ein Wert direkt in Einheiten von σ ablesen läßt, sind geschlossen und verbinden den Ausgang 112 Wenn die Rechenmaschine mit außergewöhnlicher der Quadrierstufe mit dem aus dem Widerstand 142 Genauigkeit arbeiten soll oder aber wenn die Va- und dem Potentiometer 154 bestehenden Spannungs- rianzablesung in Übereinstimmung mit den Resulteiler. Die Quadrierstufe gibt aber nun keine Aus- 65 taten einer von Hand nach bestimmten Normvorgangsspannung ab. Das Fehlen eines Signals am Schriften vorgenommenen Varianzbestimmung gePotentiometer 144 führt also dazu, daß der zweite bracht werden soll, ist eine Kompensation der EinAusdruck in der Varianzgleichung (3) Null wird. stellung der Rechenmaschine erforderlich. Um eine

solche Kompensation durchführen zu können, errechnet man die Varianz für eine bestimmte Stückzahl oder im Falle kontinuierlich arbeitender Produktion für eine bestimmte Durchlaufmenge einmal nach dem herkömmlichen Verfahren und sodann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung. Die erforderliche Kompensation wird ausgedrückt durch ein neues Spannungsniveau, welches an dem Eichpotentiometer 244 erforderlich ist. Berücksichtigt man, daß die ursprüngliche Eichung auf einem Spannungswert E_a beruhte, welche zwischen Punkt 50 und Masse 12 gemessen werden konnte, wenn sich der Schalter 248 in der Position 2 befand und das Potentiometer 254 auf 1000 Skaleneinheiten eingestellt war, so erhalt man einen neuen Spannungswert E_b, bei welchem die Diskrepanz zwischen den nach verschiedenen Verfahren ermittelten Varianzen durch die Formel

kompensiert wird, wobei ο I die in der Rechenmaschine ermittelte Varianz und al die nach dem herkömmlichen Verfahren ermittelte Varianz ist. Die neue Eichspannung E_b erhält man durch Nachstellen des Rheostaten 242; anschließend müssen das die Varianzspannung bestimmende Potentiometer 160 und das Potentiometer 144 nach dem hier beschriebenen Verfahren noch einmal eingestellt werden.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung im normalen Betrieb ist folgende: Es wird angenommen, daß die Eichung richtig-erfolgt ist, daß die Skala 244 auf den Skalenwert Null eingestellt ist, daß sich der Schalter 248 in der Stelhing 1 befindet und daß den Klemmen 10 und 12 von einem Meßgerät ein Signal zugeführt wird, welches den Wert einer variablen Größe darstellt. Nehmen wir weiter an, daß der Zeitgeber 210 läuft und sich gerade in einem Punkt befindet, in dem die Relais 190 und 196 entregt sind. Es sind also die beiden Relais 54 und 88 erregt. Das von dem Meßgerät kommende Signal gelangt über den Eingangswiderstand 52 und Relaiskontakte 54 a in den Verstärker 58. Die verstärkte Spannung e, welche den Wert der gemessenen Größe darstellt, erscheint auf der Leitung 62. Die Einrichtung ist jedoch unwirksam, da wir uns in dem Punkt befinden, in dem die Integrierkreise in ihre Ausgangszustände zurückgeführt werden. Der Wert von e wird nicht aufgezeichnet, da die Eingangsleitung 192 des Aufzeichnungsgeräts über die Relaiskontakte 190 c und 196 a geerdet ist. Der Arm des Potentiometers 180 des Brückenkreises ist über die Relaiskontakte 19Oi) ebenfalls geerdet. Der Stift des Aufzeichnungsgeräts zeichnet also eine Gerade, wie bei 264 angedeutet. Die Relaiskontakte 88 a legen den Widerstand 86 parallel zum Kondensator 80, so daß dieser entladen und der Integrierkreis 18 in seinen Ausgangszustand zurückgeführt wird. In ähnlicher Weise bewirken die Kontakte 88 b eine Rückführung des Integrierkreises 24 in seinen Ausgangszustand.

Diese Periode endet, sobald der Nocken 212 den Schalter 216 schließt, wodurch das Relais 196 erregt wird. Durch öffnen der Kontakte 196c wird das Relais 88 entregt, dessen Kontakte 88 a und 88 b öffnen, und die Integrierkreise 18 und 24 werden wirksam. Durch öffnen der Kontakte 196 a wird der Eingang des Aufzeichnungsgeräts 192 von Masse getrennt und über Kontakte 196 b mit dem beweglichen Abgriff des Potentiometers 66 verbunden. Die verstärkte Spannung e stellt den Wert der gemessenen Größe dar; diese Spannung tritt auch an der Leitung 62 auf und wird auf dem Anzeigegerät 170 aufgezeichnet. An der Leitung 82 des Integrierkreises 18 bildet sich eine dem Integral von e proportionale Spannung aus, die aber zunächst nicht weitergeleitet, sondern gespeichert wird. Auf der Leitung 112 am Ausgang der Quadrierstufe erscheint eine über den

ίο Absolutwertverstärker 20 übertragene, der Größe eproportionale Spannung, und auf der Leitung 262 am Ausgang des Integrierkreises 24 eine dem Integral von e- proportionale Spannung, die ebenfalls zunächst nicht weitergeleitet, sondern gespeichert wird.

Die e-Anzeige- und Integrationsperiode endet, wenn der Nocken 214 den Schalter 217 schließt, so daß das Relais 190 erregt wird. Durch Öffnen der Kontakte 1906 wird dann der bewegliche Abgriff des Potentiometers 180 von Masse getrennt und dafür der bewegliche Abgriff des Potentiometers 178 über Kontakte 190 a geerdet. Durch Öffnen der Kontakte 190 c wird die Eingangsleitung 192 des Aufzeichnungsgeräts von dem Arm des Potentiometers 66 getrennt und mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes 64 und des Potentiometers 66 verbunden. Durch Öffnen der Kontakte 54 α wird das vom Meßgerät kommende Signal vom Eingang des Verstärkers 58 weggenommen, und über die Kontakte 54 b wird der Eingang des Verstärkers mit der Leitung 166 verbunden, welche von der Subtraktionsschaltung 26 kommt. Die Kontakte 54 c und 54 d werden geöffnet, so daß der Eingang des Absolutwertkonverters 20 und des Integrierkreises 18 vom Ausgang des Verstärkers 58 getrennt werden. Durch das Schließen der Kontakte 54 e wird der Eingang 68 des Absolutwertkonverters 20 mit dem Ausgang 82 des Integrierkreises 18 verbunden, an dem eine dem Integral von e proportionale Spannung liegt. Diese Spannung wird durch den Absolutwertkonverter und die Quadrierstufe 22 in ein Signal umgewandelt, welches dem Integral von e- proportional ist. Dieses Signal erscheint auf der Leitung 112 am Ausgang der Quadrierstufe. Die Kontakte 54/ sind offen, so daß die Leitung 112 vom Eingang des Integrierkreises 24 getrennt ist. Es liegt aber noch eine dem zeitlichen Integral über e- proportionale Spannung an der Leitung 262 am Ausgang des Integrierkreises 24. Durch die Kontakte 54g liegt die Spannung auf der Leitung 112 an dem Spannungsteiler 142, 144 an. Das am beweglichen Abgriff des Potentiometers 160 liegende Potential stellt den ersten Ausdruck der Gleichung (3) dar. Gleichzeitig stellt das Potential am beweglichen Abgriff des Potentiometers 144 den zweiten Ausdruck dieser Gleichung dar. Das Potential der Leitung 166 ist gleich der Differenz zwischen diesen beiden Potentialen und entspricht der errechneten Varianz. Dieses Signal liegt über Relaiskontakte 54 b am Eingang 56 des Verstärkers 58; es wird verstärkt und auf dem Aufzeichnungsgerät 170 registriert. Der Zeitgeber gibt einige Sekunden Zeit, bis die Varianz in Form einer kurzen vertikalen Linie registriert ist, worauf eine neue Periode beginnt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrische Meßeinrichtung zur selbsttätigen Ermittlung der statistischen Varianz von Meßgrößen mit einem Meßumformer zur Erzeugung

eines sich proportional zum Meßwert ändernden Ausgangssignals, mit einem ersten Integrierkreis zur Bildung des zeitlichen Mittelwertes über dem Ausgangssignal und mit einem zweiten Integrierkreis, einer Quadrierluft und einer Subtraktionsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem einstellbaren Zeitgeber (210, 212, 214) periodisch betätigbare Schaltvorrichtung (32) vorgesehen ist, in deren erster Schaltstellung der erste Integrierkreis (18) und parallel zu diesem die Quadrierstufe (22) mit dem Ausgang (62) des Meßumformers (16) sowie der zweite Integrierkreis (24) mit dem Ausgang (114) der Quadrierstufe (22) verbunden ist, während in deren zweiter Schaltstellung der erste Integrierkreis (18) von dem Meßumformer (16) und der zweite Integrierkreis (24) von der Quadrierstufe (22) getrennt ist, der Ausgang (68) des ersten Integrierkreises (18) über die Quadrierstufe (22) mit dem einen Eingang (144) der Subtraktionsschaltung (26) verbunden ist, an deren zweitem Eingang (162) das Ausgangssignal des zweiten Integrierkreises (24) liegt und an deren Ausgang (166) ein der Varianz proportionales Signal meßbar ist.

2. Elektrische Meßeinrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Integrierkreis (18, 24) jeweils einen Verstärker (76, 150) und einen Speicherkondensator (80, 154) aufweisen, welcher den Eingang mit dem Ausgang des jeweiligen Verstärkers verbindet, und daß die Schaltvorrichtung für die Kondensatoren (80, 154) Entladeschalter (88 a, 88 b) besitzt, die eine Entladung herbeiführen, wenn die Schaltvorrichtung aus ihrem zweiten in ihren ersten Zustand übergeführt wird.

3. Elektrische Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quadrierstufe (22) einen Verstärker (108) mit Gegenkopplung aufweist, dessen Ausgangssignal dem Eingangssignal wieder zugeführt wird, und daß eine Vielzahl von zueinander parallelen Impedanzen (118 bis 124) an den Eingang des Verstärkers (108) gelegt sind, wobei in Reihe zu jeder Impedanz eine nur in einer Richtung gleitende Diode (126 bis 130) liegt, und daß durch eine aus Potentiometern bestehende Spannungsteilerschaltung (132 bis 138) von einer Spannungsquelle (140) verschiedene Potentiale abgreifbar sind, die für die Dioden fortlaufend ansteigende Vorspannungen darstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 552/8