DE1423145C - Elektrische Meßeinrichtung zur selbst tatigen Ermittlung der statistischen Varianz von Meßgroßen - Google Patents

Description

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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 Meßwert-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 von 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 — σ^Δ — ' ^x ~~ ^x> n\ Zeit nach der Zusammenstellung der Proben zu er-

,V 35 halten, so daß im Falle einer ernstlichen Qualitätsabweichung bei einer Massenproduktion oft eine

wobei π 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 Ύ 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 Gesamtzahl der Er- kannt, bei denen jeder Zählvorgang sich etwa 50-scheinungen; Σ bedeutet, daß alle Werte von bis 25mal pro Sekunde wiederholt, damit die Lö- (X-X)- zueinander addiert werden, -imd 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-

Σ X² I Σ X Y störte Darstellung erzielt werden kann. Dieser be-

^a<l = - ~~ (■ 7, I (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

erfindungsgemäßerr automatischen Verfahrens. 45 Anzeige für den geänderten Wert des Gerätes, nicht

In modernen Herstellprozessen ist die Bestim- aber für einen statistischen, zu messenden Wert er-

mung statistischer Größen, wie z. B. der Varianz halten.

oder der Größen, 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 sammcnzustellen, 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 erwic- 55 schaltung gelegt. Die Wirkungsweise der bekannten sen, nämlich deshalb, weil die Herstcllungsprozessc Anordnung ist so groß, daß zum Zeitpunkt /,, der unter eine statistische Kontrolle gebracht wurden. Integrator 2 die Eingangsspannung e (t)ⁿ integriert, Die statistischen Methoden waren gar nicht hoch daß zum Zeitpunkt Z₁ 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! augenblicklich auf 0 und Verfügung stellender Herstellungsverfahren, bei der zum Zeitpunkt/₃ 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.

Maschinun, bei der rechtzeitigen Ermittlung einer 65 Es ist auch bereits eine Vorrichtung zur automati-

Fehleinstellung oder eines Defekts von Maschinen, sehen Ermittlung der statistischen Varianz von Meß-

bei der firmittlung echter Toleranzen, bei der Ver- großen mit einem Meßwertumformer zur Erzeugung

besserung der Beziehungen zwischen Verkäufer und eines sich mit dem Meßwert proportional ändernden

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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, ao 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 «5 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 picht der Mittelwert bei einer Gruppe von schaffen, bei der der echte Wert der Mitteilung zum solchen Erscheinungen sein.

exakt richtigen Zeitpunkt und damit ein "echter 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 _T / τ werden muß. In jedem Falle ist es hierfür erforder- 1 /^₂. / 1 C a lieh, daß die Varianz, die in der Maschine selbst 40 ° ⁼ ψ J ^{e dt} ~ i _T J ^ed 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 T das Analogon gekennzeichnet, daß eine von einem einstellbaren 45 zu der Zahl N der Erscheinungen ist. Die G'ei-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-

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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 .s 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- i₀ 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 _2O 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_in 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 Verstärkerstufe 16 liegt an weiterer. Anstieg der Signalgröße führt nach und nach

einem Spannungsteiler, der aus einem Widerstand dazu, daß 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 °/o. 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, wel- tiometer 144 bestehenden Spannungsteiler oder an eher als Phasendrehcr 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 54 g. 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 konvcrters 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 Relaiskontaktc 88 b geschlossen werden. Da-

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durch wird der IiUegrierkreis in seinen Ausgangs- den Feldwicklung 202 eines Servoabgleichmotors.

zustand zurückgeführt. Der Ausgang des Integrier- Die Feldwicklung 204 des Servomotors wird aus der ·

kreises 24 liegt an einer von einem Widerstand 158 Netzspannungsquelle 198 gespeist. Der Ausgang des

und einem Potentiometer 160 gebildeten Spannungs- Servoverstärkers 200 besitzt je nach dem Vor-

teilerkombinalion. . 5 zeichen des Potentials auf der Leitung 192 eine von

Zwei identische Widerstände 162 und 164 ver- zwei um 180° voneinander verschiedene Phasenbinden die variablen Abgriffe der Potentiometer 144 lagen; die jeweilige Phasenlage bestimmt den Dreh- und 160, so daß das Potential auf der Leitung 166, sinn des Motors. Der Servomotor treibt sowohl das welche an den Verbindungspunkt der beiden Wider- Anzeigeelement 206 des Aufzeichnungsgerätes 170 stände 162 und 164 angeschlossen ist, der Differenz io als auch den beweglichen Kontakt des Schiebezwischen den an den variablen Abgriffen liegenden potentiometers an, so daß ein kontinuierlicher Ab-Spannungen entspricht. Die Spannungsdifferenz wird gleich in bekannter Weise erreicht wird, über Relaiskontakte 54 ft zum Eingang 56 des Ver- Die Zeilgeberschaltimgen 32 bestimmen die zcitstärkers 58 zurückgeleitet und liegt an dem Eingang liehe Aufeinanderfolge der Rechenvorgänge. Eine dieses Verstärkers dann, wenn dieser von dem vor- 15 sehr einfache Ausführungsform eines Zeitgebers ist geschalteten Meßgerät getrennt ist; dies ist der Fall, in der Figur dargestellt. Sie besteht aus einem Synwenn das Potential der Leitung 166 die berechnete chronmotor 210, der vom Netz 198 aus gespeist Varianz darstellt. wird. Dieser Motor treibt einen Nockciischaltmecha-

Zur Anzeige oder Aufzeichnung der berechneten nismus; die Nocken betätigen Relais, und diese ReVarianz kann jedes beliebige Aufzeichnungs- oder 20 lais übernehmen weitere Schallvorgänge. Der Motor Registriergerät Verwendung finden. In dem hier dar- 210 treibt ein Paar Nocken 212 und 214. Die Nokgestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ken 212 und 214 arbeiten auf zwei Schnappschalter einen Streifenschreiber 170; auf diesem Streifen- 216 bzw. 217, und diese Schnappschalter 216, 217 schreiber 170 erscheint periodisch eine Anzeige des wiederum steuern die Stromzufuhr zu den Relaisspu-Abweichungssignals, dessen Varianz berechnet wer- 25 len 196 und 190. Der Motor 210 wird über einen den soll, und anschließend an die Anzeige des Ab- Schalter 218 gespeist. Mit Hilfe dieses Schalters kann weichungssignals eine Anzeige des Varianzwertes der Zeilgeber in jedem beliebigen Zeitpunkt einer selber. Da das Abweichungssignal eine Vorzeichen- Rechenperiode zum Stillstand gebracht werden, so behaftete Größe ist, werden die Schwankungen des daß die notwendigen Einstell- und Testvorgänge Abweichungssignals von der Mittellinie 172 des 30 ausgeführt werden können. Ein Transformator 220 Streifens aus aufgetragen; die Varianz ist eine speist einen Brückengleichrichtcr 222, welcher die skalare Größe und kann daher von dem' linken Rand Gleichspannung für die Relais 54 und 88 liefert. 174 des Streifens aus aufgetragen werde.11. Dies ist In der eingangsseitigen Eichschaltung 14 sind zwei deshalb zweckmäßig, weil die Größenschwankungen Batterien 230 und 232 vorgesehen, die an einem geder Varianz ganz erheblich sein können. Die Auf- 35 meinsamen Punkt mit Masse 12 verbunden sind. Die Zeichnungsvorrichtung 30 ist ein Aufzeichnungs- Batterien 230 und 232 liefern Spannungen 13 + und potentiometer mit Nullabgleich. Die Abgleichspan- ß— gegenüber Erde für die verschiedenen nur schenung liefert eine Brückenschaltung, die von einer malisch dargestellten Verstärker. Ein Spannungs-Batterie 176 gespeist wird. In einem Zweig der teiler, bestehend aus einem Widerstand 234 und Brücke liegen zwei Potentiometer 178 und 180 und 40 einem Potentiometer 236, liegt zwischen der ein Widerstand 182 und in einem anderen Zweig ein Klemme B— der Batterie 232 und Masse 12. Ein Schiebepotentiometer 184 zusammen mit zwei End- variabler Abgriff des Potentiometers 236 liefert eine widerständen 186 und 188. Die Potentiometer 178 verstellbare negative Vorspannung für den Eingang und 180 gestatten die Einstellung des Mittelabgriifes 56 des Verstärkers 58. Diese Vorspannung wird über des Schiebepotentiometers im Abgleich auf seine 45 einen Widerstand 238 angelegt. Die Einstellung wird mittlere bzw. seine linke Endlage. Die Relaiskontakte erleichtert durch die Verwendung einer Bezugs-190ii und 190b ermöglichen einen automatischen signaleichschaltung, welche aus einem Spannungs-Übergang von dem einen Abgleich in den anderen. teiler mit einem Widerstand 240, einem Rheostateii Das aufzuzeichnende Signal liegt über eine Leitung 242 und einem Potentiometer 244 besteht; diese 192 am Eingang eines Zerhackers 194. Je nach der 50 Spannungsteilerschaltung läßt sich 'mittels eines Stellung der Relaiskontakte 190c, 19Of/, 196fl'"und Schalters 246 an die Klemme /M oder die Klemme 196b ist die Eingangsleitung 192 des Aufzeichnungs- 13 — anschließen. Ein weiterer Schalter 248 dient gerätes entweder mit Erde 12 verbunden (so daß auf dazu, das Eingangssignal der Klemme 10 zu trennen, dem Aufzeichnungsgerät die Eingangsspannung Null wenn eine Eichspannung an dieser liegt. Wenn der verzeichnet wird) oder mit dem variablen Abgriff 55 Schalter 248 mit Masse 12 verbunden ist, steht die des Potentiometers 66, so daß auf dem Aufzeich- am beweglichen Abgrilf des Potentiometers 244 abnungsgerät die verstärkte Abweichungsspannung er- gegriffene Spannung am Spannungsteiler an, welcher scheint, oder aber mit dem Verbindungspunkt des aus den Widerständen 250 und 252 besteht. Der am Widerstands 64 und des Potentiometers 66, so daß Widerstand 252 anstehende Spannungsanleil herrscht auf dem Aufzeichnungsgerät die Varianz erscheint. 60 am Punkt 50. Das Potentiometer 244 ist mit einer

Wenn die Ausgangsspannung der Brückenschal- Meßskala 254 versehen. Auf dieser Skala ist der ge-

tung im variablen Abgriff des Schiebepotentiometers samte Spannungsbereich in kleine Spannungsein-

184 nicht ebenso groß und entgegengesetzt ist wie heiten unterteilt. Die Anzeige auf der Skala 254 ist

die Spannung auf der Leitung 192, fließt ein Strom etwa Null, wenn der Abgriff des Potentiometers 244

durch die Kontakte des Zerhackers 194, so daß ein 65 sich am masseseiligen Ende befindet, und beträgt

Wechselstromsignal am Eingang eines Scrvoverstär- ]()()(), wenn der Abgrilf sich am anderen Ende des

kers 200 auftritt. Der Ausgang dieses Servoverstär- Potentiometers befindet,

kers wiederum liegt an der den Drehsinn bestimmen- Zu Beginn der Einstellung wird der Zeitgeber-·

ίο

motor 210 durch ölliicn 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 190c des Relais 190 erregt, während das Relais 8 infolge der öffnung der Kontakte 196r entregt ist. Die Relaiskontakte 54« bis 54# befinden sich also nicht in ihren normalerweise offenen oder

an die Eingangsklemme 10 gelegt und gelangt in die Hinrichtung 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/? und 190c in Verbin-

nunmehr so lange verstellt werden, bis das Anzeigeelement des Aufzeichnungsgeräts mit dem linken oder rechten Rand der zugehörigen Skala zusammenfällt. Es kann nun die Abwcichungsspannungs-

geschlossenen Stellungen, sondern direkt in ihrer ent- io dung steht. Soll die Skala auf dem Aufzeichnungsgcgengesetzten Stellung. Der Schalter 248 wird in gerät 170 derart geeicht werden, daß ihr linker Rand seine Position 2 gebracht und die Meßskala auf Null einer Abweichung von minus H)¹Vo und ihr rechter eingestellt, damit ein Nulleingang am Verstärker 58 Rand einer Abweichung von plus K)¹Vu entspricht über die Relaiskontakte 54« erhalten wird. Sodann und daß das zugeführte Signal einer Abweichung von wird das Potentiometer 236 derart eingestellt, daß 15 10% entspricht, dann muß das Potentiometer 66 der Ausgang des Verstärkers 58 auf der Leitung 62
Null wird.

Die Spannung zwischen dem Punkt 106 und dem Punkt 260 wird durch das Quadrieikreisvorspan-

nungspotentiometer 141 auf einen beliebigen Wert 20 funktion auf die Eichskala 254 übertragen werden, gebracht, der zu einem späteren Zeitpunkt wieder- Man bringt hierzu den Schalter 248 in seine Stelhergestellt werden kann, etwa dann, wenn die Span- lung 2, stellt die Skala 254 auf den Skalenwert 1000 inmgsquellc 140 etwa infolge Alterung der Batterie ein und justiert den Rheostaten 242 so lange, bis das sich verändert haben sollte. Mit Hilfe der Potentio- Anzeigeelement 206 wieder am linken oder rechten meterskala 254 wird der Ausgang des Verstärkers 58 25 Rand der ihm zugeordneten Skala steht, je nach der auf den Leitungen 62 und 68 sodann auf einen be- Position des Schalters 246. Die Skaleneinstellung liebigen Wert gebracht, welcher die Prüfung der 1000 entspricht also einer 10%igen Abweichung. Ouadrierkreisfunktion gestattet. Zweckmäßig ilinien- Ein Teilstrich auf der Skala entspricht somit einer sioniert man den Quadrierkreis so, daß bei richtiger Abweichung von 0,01.¹Vo. Zweckmäßig mißt man die Einstellung der Ausgang auf der Leitung 112 gleich 30 Spannung im Punkt 50, welche der Skaleneinstellung einem Zehntel des Quadrats des an der Absolutwert- |()()() entspricht, mittels eines Röhrenvoltmeters, um konvertereingangsleitung 68 gelegeiren" Eingangs- die endgültige Eichung zu erleichtern,
signals ist. Die Potentiometer 132 bis 138 werden Zur Einstellung der gewünschten Varianzspanne

sodann in Übereinstimmung mit Messungen Willkür- auf der Skala 170 des Aufzeichnungsgeräts wird der lieh gewählter Potentiale auf der Eingangsleitung 68 35 Schalter 74 geöffnet, so daß der Integrierkreis 18 abiincl Messungen der Ausgangspotcntiale des Qua- geschaltet 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 40 das quadrierte Abweiclumgssignal 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 leichtert man sich durch die mit der Skalenteilung 45 Varianzskala 20 Varianzeinheiten beträgt, so braucht 254 versehene Eichschaltung. Die Funktion des _man ein Abweichungssignal, welches einer Ab-Meüinstruments wird zweckmäßig auf diese Eich- weichung von 1/2Ü oder 4,472% entspricht. Bei der schaltung übertragen und in Einheiten der Skalen- gewünschten Teilung der Skala 254 muß man also teilung ausgedrückt. Es wird hier ein Beispiel eines Jas Potentiometer auf 447,2 Skaleneinheiten einstel-Eichvorganges beschrieben. Das Meßinstrument 50 |_Cn. Die Einstellung der Varianzspanne findet bei liefert ein Gleichspannungssignal, dessen Polarität geschlossenem Schalter 218, d. h. bei laufendem und Größe von der Abweichung der gemessenen Zeitgeber statt. Der Schaltvorgang ist dabei fol-GriifJe von einem Bezugspunkt abhängt. Ferner gender:

wird angenommen, daß auf dem Anzeigegerät 170 Beide Nocken 212 und 214 rotieren mit der

die Abweichung der gemessenen Größe von dem Be- 55 gleichen Winkelgeschwindigkeit und werden von zugspunkt in Prozenten des Bezugswertes ausge- einem Synchronmotor 210 angetrieben. Bei einer be-

clrierkreises 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 er-

cliückt werden soll. Demgemäß sollte auch die Normabweichung π in Prozenten ausgedrückt und die Varianz als Quadrat dieser Größe aufgetragen weiden.

Is wird ausgegangen von der Annahme, daß der initiiere und der linke Abgleichpunkt für den Fall, daß die Spannung an der Abgleichbrückc Null isl, auf den Potentiometern 178 und 180 richtig eingestimmten Winkelstellung des Nockens 214 schließt
der Schalter 217, und das Relais 190 wird erregt.
Das Relais 196 ist dabei über den Schalter 216 noch
^6ü erregt. Die Relais 54 und 88 sind entiegt, da die
Kontakte 190c, 190/ und 196c olren sind. Dies ist
die Stellung bei der Varianzablesung. Die Einstellung
kann aber erst erfolgen, wenn eine Integiatioiisperiode abgeschlossen ist. Während der nachfolgen-

stelll sind. Man braucht nun von dem Meßgerät ein <>5 den Varianzableseperiode öffnet der Nocken 212

Abweiehuiigssignal, welches eine bekannte, prozcn- nach einer Verdrehung den Schalter 216, so daß

Hülle Abweichung der gemessenen Größe von dem das Relais 196 entregt wird. Kurz darauf wird nach

Bezugswcrt darstellt.. Dieses elektrische Signal wird weiterer Verdrehung des Nockens 214 auch das Re-

lais 190 entregt. Beide Relais 190 und 196 sind also nun entregt, während die Relais 54 und 88 erregt sind. Der Eingang des Aufzeichnungsgeräts ist über die Leitung 192 und die Kontakte 19Or und 196« geerdet. Der Arm des Potentiometers 180 im Briikkenkreis ist ebenfalls über die Kontakte 190 b geerdet. Der Servomotor stellt also den Arm des Schiebepotentiometers 184 auf den mittleren Abgleichspunkt ein. Die Relaiskontakte 88« und 88 b schließen die Kondensatoren 80 und 154 der Integrierkreise 18 und 24 kurz und führen die Integrierkreise damit in ihren Ausgangszustand zurück.

Die eigentliche Rechenperiode beginnt, wenn der Nocken 212 den Schalter 216 schließt und das Relais 196 erregt. Die Kontakte 196« trennen dann die Eingangsleitung 192 des Aufzeichiningsgeräts von Masse, und die Kontakte 196ft verbinden diese mit dem variablen Abgriff des Potentiometers 66. Die Kontakte 196e entregen das Relais 88. Da das Relais 190 entregt ist, sind die Kontakte 190« offen, und die Kontakte 190ö verbinden den variablen AbgrilT des Potentiometers 180 mit Masse. Das am Punkt 50 auftretende Signal, welches in diesem Beispiel eine Abweichung von 4,472% darstellt, wird in der Verstärkerstufe 16 verstärkt und auf dem Instrument 170 aufgezeichnet. Da der Schalter 74 offen ist, wird dem Integrierkreis 18 kein Signal zugeführt. Das auf der Leitung 68 erscheinende Signal wird quadriert und das quadrierte Signal von dem Integrierkreis 24 integriert.

Die Integrationsperiode endet, sobald der Nocken 214 den Schalter 217 schließt und damit das Fielais 190 erregt. Durch Stellungswechsel der^ Kontakte 190« und 190/; geht die Masseverbinduiig* vom Abgriff des Potentiometers 180 auf den Abgrill' des Potentiometers 178 über. Die Kontakte 19Or öffnen, und die Kontakte 190 d verbinden die Eingangsleitung 192 des Aufzeichnungsgeräts nunmehr mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 64 und 66. Durch Öffnen der Kontakte 19Oe wird das Relais 54 entregt. Ein Ölrnen der Kontakte 190/ bewirkt, daß das Relais 88 auch dann entregt bleibt, wenn die Kontakte 196 c während der Varianzablesungsperiode schließen. Der Schalter 218 kann in diesem Augenblick geöffnet werden, so daß die Periode des Zeitgebers unterbrochen wird, so lange, bis die Varianzspanne eingestellt ist. Die Relaiskontakte 54« sind nun offen, so daß das Eingangssignal im Punkt 50 von dem Verstärker 58 getrennt ist. Der Eingang 56 des Verstärkers 58 ist jetzt mit der Leistung 166 über Kontakte 54ft verbunden. Die Kontakte 54 c sind offen, so daß der Ausgang des Verstärkers 58 von der Eingangsleitung 68 des Ab-.solutwertkonverters getrennt ist. Die Leitung 68 ist statt mit dem Ausgang des Integrierkreises 18 über Kontakte 54t; verbunden. Das mittlere Ausgangssignal des Iiilegrierkreises 18 ist jedoch in diesem Augenblick Null, da ja der Schalter 74 während der Integrierperiode geölinet war. Die Kontakte 54/ sind ofTen, bewirken also eine Unterbrechimg zum Eingang des Iiitegiierkreises 24 hin. Die Kontakte 54;/ sind geschlossen und verbinden den Ausgang 112 der Quadrierstufe mit dem aus dem Widerstand 142 und dem Potentiometer 154 bestehenden Spannungsteiler. Die Quadrierstufc gibt aber nun keine Ausgangsspannung ab. Das Fehlen eines Signals am Potentiometer 144 führt also dazu, daß der zweite Ausdruck in der Varianzgleichuiig (3) Null wird.

Der Integrierkreis 24 liefert jedoch eine Ausgangsspannung am Widerstand 158 und am Potentiometer 160. Diese Spannung ist proportional dem Quadrat der Abweichungsspannung, während der Integrationsperiode. Mit Hilfe des Potentiometers 160 werden nun die Konstanten der verschiedenen Kreise der Rechenmaschine auf einen Wert 1/7 eingestellt, so daß das' Potential der Leitung 166 den ersten Ausdruck der Gleichung (3) darstellt. Dies ist dann der Fall, wenn das in den Verstärker 58 zurückgeführte Signal einen solchen Wert besitzt, daß es. auf dem Anzeigegerät 170 die richtige Varianzanzeige liefert, in diesem Fall als 20 Varianzeinheiten rechts von der Varianzbezugslinie 174.

Hat man die richtige Einstellung der Varianz des die Varianzspanne bestimmenden Potentiometers 160 erzielt, wird das Potentiometer 144 eingestellt. Hierzu läßt man den Zeitgeber eine weitere Periode durchlaufen, schließt aber nun den Schalter 74 der Integrierstufe, d. Ii., man sorgt dafür, daß die Integrierstiife 18 das zeitliche Integral über das Abweichungssignal bildet. Während der nächsten Varianzablesungsperiode wird daher das Ausgangssignal der Integrierstufe 18 dem Absolutwertkonverter 20 und der Quadrierstufe 22 zugeführt, so daß die Spannung an dem Potentiometer 144 im Ausgang des Quadrierkreises nicht wie bei dem zuvor beschriebenen Eichvorgang Null ist, sondern proportional dem zweiten Ausdruck der Gleichung (3). Da die Eingangsspannung während der Integrationsperiode ein konstantes gleichgerichtetes Signal ist, ist der zweite Ausdruck der Gleichung in diesem Fall der Größe nach gleich dem ersten Ausdruck, so daß die Varianzanzeige Null wird. Wenn man also das Potentiometer 144 so einstellt, daß eine Varianzanzeige Null, von der Linie 174 des Aufzeichnungsgeräts 170 aus gerechnet, erhalten wird, so bedeutet dies, daß der konstante Faktor im zweiten Ausdruck der Gleichung auf den Wert 1/7 gebracht wird.

Die Eichung ist nunmehr so vorgenommen, daß auf dem Aufzeichnungsgerät 170 Abweichungen von minus H)¹Vo bis plus K)¹Vu angezeigt und daß Varianzwerte von 0 bis 20 Varianzeinheiten aufgezeichnet werden können. Die Bezugslinie für die Varianzspanne von 20 Varianzeinheiten kann durch Verstellung des Potentiometers 178 verschoben werden. Will man z. B. auf dem Aufzeichnungsgerät 170 eine Varianzskala haben, welche von K) bis 30 Varianzeinheiten geht, so läßt man die Rechenmaschine eine weitere Periode durchlaufen, hält dabei den Schalter 74 offen und führt ein Abweichungssignal von 4,472% ein. Das Potentiometer 178 wird während der Varianzablesung so verstellt, daß man auf der von 10 bis 30 Einheiten laufenden Skala eine Varianz von 20 abliest, die Anzeige also nicht mehr auf dem rechten Rand der Skala liegt wie bei dem zuvor beschriebenen Eichvorgang. Natürlich können die Skala und der zugehörige Streifen des Aufzeichnungsgerätes so ausgebildet sein, daß die Quadratwurzel der Varianz abgelesen werden kann, daß sich also ein Wert direkt in Einheiten von <> ablesen läßt. Wenn die Rechenmaschine mit außergewöhnlicher Genauigkeit arbeiten soll oiler aber wenn die Varianzablesung in Übereinstimmung mit ilen Resultaten einer von Hand nach bestimmten Nomivorschriftcn vorgenommenen Varianzbestimniung gebracht weiden soll, ist eine Kompensation der Einstellung 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 Durchlaufmciige 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 Spannimgswert E₁₁ 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 erhält man einen neuen Spannungswert E₁,, bei welchem die Diskrepanz zwischen den nach verschiedenen Verfahren ermittelten Varianzen durch die Formel

E₁, = E_n

I öl
¹ öl

kompensiert wird, wobei o,², die in der Rechenmaschine ermittelte Varianz und al die nach dem herkömmlichen Verfahren ermittelte Varianz ist. Die neue Eichspannung E₁, erhält man durch Nachstellen des Rhcostaten 242; anschließend müssen das die Varianzspaniumg bestimmende Potentiometer 160 und das Potentiometer 144 nach dem hier beschriebenen Verfahren noch einmal eingestellt werden.

Die Wirkungsweise der crfindungsgemäßen Einrichtung im normalen Betrieb ist folgende: Es wird angenommen, daß die Eichung richtig-crfolgt ist, daß die Skala 244 auf den Skalenwert Null eingestellt ist, daß sich der Schalter 248 in der Siebung 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 19f> entregt sind. Es sind also die beiden Relais 54 und 88 erregt. Das von dem Meßgerät kommende Signal gelangt über den Eingangswiderstand 52 und Rclaiskontakte 54« 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 Ausgangs-.zustände zurückgeführt werden. Der Wert von c wird nicht aufgezeichnet, da die Eingangsleitung 192 des Aufzcichnungsgeräts über die Relaiskontakte 190c und 196« geerdet ist. Der Arm des Potentiometers 180 des Brückenkreises ist über die- Relaiskontaktc 190Λ ebenfalls geerdet. Der Stift des Aufzeichnungsgeräts zeichnet also eine Gerade, wie bei 264 angedeutet. Die Relaiskontaktc 88« 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/) 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« und 88/; ölfnen, und die Integrierkreise 18 und 24 werden wirksam. Durch öffnen der Kontakte 196« wird der Eingang des Aufzeichmmgsgcräts 192 von Masse getrennt und über Konta! e 196b 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 wcitergeleitet, sondern gespeichert wird. Auf der Leitung 112 am Ausgang der Quadrierstufc erscheint eine über den

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

Die c-Anzcige- und Integrationsperiode endet, wenn der Nocken 214 den Schalter 217 schließt, so daß das Relais 190 erregt wird. Durch Öffnen der Kontakte 190/; wird dann der bewegliche Abgriff des Potentiometers 180 von Masse getrennt und dafür der bewegliche Abgriff des Potentiometers 178 über Kontakte 190« geerdet. Durch öffnen der Kontakte 190c 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« 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 Subtraktionsschallung 26 kommt. Die Kontakte 54c und 54«¹ werden geöffnet? so daß der Eingang des Absolutwerlkonvertcrs 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 c proportionale Spannung liegt. Diese Spannung wird durch den Absolutwertkonverter und die Quadrierstufe 22 in ein Signal umgewandelt, welches dem Integral von e² proportional ist. Dieses Signal erscheint auf der Leitung 112 am Ausgang der Quadrierstufc. 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 e² 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 ft 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 (3)

1. Patentansprüche:

   I. 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 Quadrierschaltung 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 dre 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 Integrier- 15" kreis (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. 2. Elektrische Meßeinrichtung nach Anspruch 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 (88a, 88Zj) besitzt, die eine Entladung herbeiführen, wenn die Schaltvorrichtung aus ihrem zweiten in ihren ersten Zustand übergeführt wird.
3. 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 209 633/2-1