DE1474208A1 - Spurablesevorrichtung - Google Patents

Description

• #")'purableaevorricshtung"

  Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bestimmung der Lage von Punkten auf Karten und insbesondere auf Spurablesevorrichtungen der ürt, wie sie zur Umwandlung einer Information von analoger in digitale Darstellung ver-wendet werden.
• Bei bekannten arten von Spurableaevorriohtungen ist es er- forderlich, dass das Papier, üblicherweise ein photographisches Papier, bei dem die Information in Form von Versuhiebun aufgetragen ist, auf eine aweckmäesige Angabe bezogen worden kann, indem das Papier relativ zu einen testen Angabeapunktverschoben wird,oder indem eine andere Vorrichtung# a.B. eil Schieber, auf den die gewünschte Äagabenntelle vorgesehen irrt, räumlich Uber da@ Papier. vereohobea werden. Damit der Bedit- de dieses Verfahren anwenden kann und die gewünschte Genauigkeit erzielt, ist viel Übung erforderlich, da eine solche Anordnung verhältnismässig kompliziert ist. Ferner weist jedes dieser Verfahren den zusätzlichen Nachieil auf, dass eine dauernde Aufzeichnung nicht an der Stelle erhalten wird, analer die Messung durchgeführt wurM Vorliegende Erfindung ¢xgibt eine verbesserte Spurablesevorrichtung an, deren Bedienung keine besondere clbung erfordert, und gleichzeitig ergibt das verfahren eine dauernde Aufseiohnung auf der Spur an der Stelle, an der eine Messung durchgeführt wurde.
• Gemäss der Erfindung weist eine Einrichtung zur Bestimmung der Zage eines Punktes auf einer Karte elektrische Stromleiter auf, die um einen alert versetzt sind, der durch den Bereich von Stellen bestimmt ist, an denen der i,unkt liegen kann, ferner eine Impedanz, die die elektrischen Leiter miteinander verbindet, eine Vorrichtung zur Teilung der Impe- danz, in@tiem eine elektrische Verbindung durch die Karte an einer ausgewählten Stelle hergestellt wird, und eine Vorrichtung veränderlicher Impedanz zur Erzielung eines Ab- gleiches zwischen der Vorrichtung zum Aufteilen der Impedanz und den beiden Stromleitern, wobei der Äbgleich die Lage des ausgewählten Punktes bestimmt. Die Vorrichtung zur Teilung der Impedanz, die die Stromleiter miteinander verbindet, kann einen Schreibstift oder dgl. aufweisen. Eine derartige Vorriohtungcann von den das Gerät Bedienenden ähnlich wie ein Bleistift odir ein Federhalter in die Hand genommen werden und ist somit einfach zu halten, und der Vorgang des Aus». wählen» des Neespunktes ist eine natürliche Bewegung und erfordert keine oder nur geringe Übung. Wenn ein Messpunkt einer Spur oder einer anderen :helle auf einer harte von dem Schreibstift erreicht worden ist, ist eine permanente Aufzeichnung des Messpunktes auf der Spur in Form eines Loches, wie.z.B. eines Nadelstiches, das durch den Schreibstift verursacht wird, vorhanden.
• Yorteilhafterweise ist ein Gerüst vorgesehen, das groeee . Papierrollen aufnimmt, die die Karten darstellen und eine Vorrichtung zum Aufspulen des Papiers von einem Ende den Gerüstes zum anderen enthalten. Ein transparenter Träger ist vorzugsweise unterhalb des Papieres eingesetzt, wo- durch eine Beleuchtung durch undurchsichtige Aufzeichnungen möglich ist. Ein tietalistreifen, der die vorerwähnte Impe- danz zwischen den Stromleitern darstellt, kann zweokuäneigerweise zwischen das Papier und den transparenten Träger einge- setzt werden und es können Führungen vorgesehen sein, um eine gewünschte Beziehung zwislchen dem Papier und den Metallstreifen aufrecht zu erhalten. Die Begrenzungen den Metallstreifens werden durch die Beleuchtung, auf die vor- stehend hingewiesen wurde, festgelegt. Die Aufzeichnungen oder andere Karten können flach auf den Glasträger durch Druckkissen suf.jeder Seite des Metallstreifens, der sxeokmässigerweise Gewichte enthalten kann, aufgelegt. Anderer- seits kann das Gerüst mit zwei querliegenden Metallplatten versehen sein, die auf jeder Seite des Metallstreifens an- geordnet sind, über dem das Papier aufgespult wird, und in diesem Falle sind Magneten vorgesehen, um die Aufzeichnungen flach auf dem Glas oder einem anderen transparenten Material zu halten.

  Eine Brregenpannung, die entweder durch eine Wechselstrom-

  oder Gleichstromquelle erzeugt wird, wird zwischen die

  Enden des Metallstreifens gelegt, und es besteht somit

  dort zwischen den Enden eine gleichförmige Steiges der

  Potentialdifferenz. Die Messung der Potentialdifferenz

  an einer beliebigen Stelle kann somit auf die #ersebiebung

  der Stelle von der Seite des Streifens bei lullpotential

  bezogen werden, die sweckrässigerweise eine Aagal«.inie

  für alle durchgeführten Messungen bildet. Indem die Auf-

  seichnung über einen derartigen Metallstreiten gelegt

  und die Aufzeichnung durahstoseen wird, wird :in ]Punkt der

  Poteatialdifferens-erhalten, die proportional der Versohie.-

  bung des Punktes ist, und diese Potentialdifferenz ist daran

  in Bezug zu einer digitalen Zahl gesetzt. Aus diese= Grunde

  enthält die Vorrichtung veränderbarer Impedanz eine Reihe

  von Schaltern, deren jeder zwischen die beiden Stromleiter

  gelegt ist, sowie Impedanndu, die entsprechend mit den

  Schaltern verbunden und so angeordnet sind, dann die Arbeite.

  weise der Schalter einen Abgleiah zwischen der lorriohtung

  zur Aufteilung der Impedanz und den beiden Stromleitern er-

  gibt, wobei die Anordnung so gewählt ist, dann der lustand

  einen jeden Schalters entweder den

  oder "Null"-Zu- -

  etand in der digitalen Schreibweise auf Ziaärbabe dar-

  stellt. Diese Impedanzen, die sweakmässigerweise Wider.

  stände sein können, können parallel über einen Null-Detektor

  mit des.Sohreibstift verbunden sein, wobei- jeder Sehalter

  so angeordnet ist, dass er den zugeordneten Widerstand mit

  einem der beiden Stromleiter verbindet,die somit den "Nuli#-

  und "Eins"-Zustaad in der Aufzeichnung darstellen.

  Um den Aufzeichnungsträger zu durchetoaaen, kann ein rotiere. der Schreibetift, der ein leichtes Gewicht haben und bequea zu halten sein soll, vorgesehen werden, damit der »dienende so wenig wie möglich angestrengt wird. Wenn dr Schreibetift zum Durchstossen des Aufzeichnungsträgern verwendet wrd, wird der Abwärtadruek durch die Wirkung eines flachen Gewinden J (z.B. durch eine Schraubenmutterbewegung) in eine rotierende Bewegung umgewandelt. In freigegebenen Zustand wird der Schreibstift durch eine Feder in seine normale Stellung zurückgeführt. In niedergedrückten Zustand betätigt die Rüok-$iehatelle elektrische Kontakte, die die Meaachaltung und die Megavorrichtung auslösen.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Die Figuren zeigen: Fig. 1 bin 3 Schaltanordnungen nach den Prinzipien, nach denen die erfindungsgeaäsee Einrichtung arbeitet, wo- bei diese Prinzipien in den folgenden Figuren 4 bis 6 praktisch ausgeführt sind, Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einen Seilen der Zurichtung und die Art und =seine, in der die Einrichtung gehandhabt wird, Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch bestimmte se.. ehanisehe Teile der Einrichtung, und Fig. 6 eine Schnittansicht einer Anordnung nach dem Fig. 4 und 5. Die in der Zeichnung (Fis. 5) gezeigte Einrichtung weist ein Gestell mit Seitenteilen 21 auf, die.durch Querteile 22 und eine Glasplatte 23 verbunden sind. Eine Aufseiehen.. schicht oder -bahn 24, auf der Spuren bsw. Kurven aUfgeseichnet sind (Fis. 4) ist von einem Ende den Gestelles zum anderen gespult, sodass die Teile der Spulen bzw. Zurvea, die untersucht werden sollen, über einen Netalletreifen 2 gebracht werden, der sich in Querrichtung zwischen des Seiten".. teilen 21 oberhalb der Glasplatte 23 erstreckt. Wem eis bestimmter Teil der Kurve bsw. Spur, der betrachtet werden soll, oberhalb des Streifens 2 liegt, wird die Schicht oder Bahn 24 durch Magnete 25 stationär und flach gehalten, die bei dazwischenliegender Schicht 24 durch ferrostgnetieohe Streifen 26 angesogen werden, die zwischen den Seitenteilex 21 verlaufen. Eine Lampe 27 gibt die Breite des Streifens 2 an und leuchtet durch die Schicht 24 auf jeder Seite des Streifens 2.
• wenn die Ordinate einer bestimmten Stelle auf einer der Kurven b$w. Spuren festgestellt werden soll, wird ein Punkt eines Schreibstiftes 29 gegen die Stelle auf der Kure Mitteis eines Halters 29 gepresst, indem der Schreibstift 28 federnd entgegen der Wirkung einer Druckfeder 30 (Fis. 6) angeordnet ist. Der Schreibstift weist eine epiralfarnige Wut 31 auf, in die ein Vorsprung 32 eingreift, welcher an den Halter 29 starr befestigt ist, sodass der8ohreibstift 28 sich um seine Achse dreht, wenn er nachgibt, und äbei ein kleines Loch in das Blatt 24 bohrt, sodass eia elektriseher Kontakt mit dem Streifen 2 hergestellt wird, und eine Aufzeichnung der Stelle, an der die Messung durchgefährt worden ist, erzielt wird. Das entgegengesetzte Fade des Sehrei> stiften trägt einen Kostakt 339 der in einen feder-vorgeemmten Kontakt 34 na Bade des Bewegungshubes des Schreibstiftes eingndft, wodurch die Umsetzung des #salogwertes, dargestellt durch die Ordinate der Spur bsw. Kurve, in einen digitalen Wert eingeleitet wird.
• Eine gleichförmige Steigung der Potentialdifferen: wird an dem Metallstreifen 2 dadurch erzielt, dass eine Wechsel-oder Gleichspannung an dessen Enden gelegt wird. Ein Ver- fahren, um die Potentialdifferenz, die an einer bestimmten Stelle auf der Aufzeichnung erhalten wird, d.h. an einer bestimmten Stelle zwischen den Enden des Streifens, mit einem digitalen Wert in Zusammenhane zu bringen, kann auf folgende Weise durchgeführt werden.
• Nach Fig. 1 besitzt der Metallstreifen 2 eine Gesamtlänge (L1 + Z2) en, eine Breite von W cm und eine Dicke von t en. Der Sohreibatift durchdringt den Aufzeichnungsträgerund gibt einen Kontakt mit einer beliebigen Stelle P auf dem Metall- streifen 2; wenn die Werte von R1 und R2 elektronisch in der nachstehend beschriebenen Weise eingestellt werden, big der Ausgang aus den Nulldetektor 3 gleich Null wird, iat'die Brücke, die von den Xiderständen R1, R2, R3 und R4 gebildet wird, abgeglichen.
• für diesen Zustand gilt: wobei 5 der spezifische Widerstand des Streifenmateriales ist.

  Da (Z1 + h2) konstant ist, gilt, wenn (R1 + R-) eine

  andere Konstante wird

  t

  R,- . 111

  wobei %1 eine Konstante ist.

  Um die Brücke ins 83eichgewicht zu bringen, ist en er-

  forderlich, die Werte von R1 und R2 einzustellen; dies

  wird automatisch durch die elektronische Schaltanordnung er-

  reicht. In hig. 2 können eine Reihe von Widerständen auf die

  untere Erregerschiene L oder die obere-Erregerschiene U

  z

  geschaltet werden. Wenn ein Widerstand auf Z geschaltet in",

  ist er im "Einem-Zustand. Ist der Widerstand auf U geschaltet,

  nimmt er den "Null"-Zustand ein. Die Widerstände sind, in

  binärer Ordnung vorgesehen, ihre Werte betragen

  . Die an die gleiche Schiene angeschalteten Widerstände liegen parallel, da der effektive lliderstand sich ergibt zu Die Ausdrücke alt einer vorhandenen 1 sind eingeschlossen, die mit einer Null ausgeschlossen. Die vorstehende Gleichung lautet umgeschrieben:

  1 @1 oder 0)20 ,h (1 oder 21.2 1(1 oder 0,22

  + ,l#od r0

  rrww r# #r@rrrrri o w #wrw#irrw#wwrwwr@rww riww@rn wrw r

  R1 eff a g R

  (1 oder 0)2n '

  R

  In ähnlicher Weise liegen die Widerstände, die an die ent- gegengesetzte Schiene angeschlossen sind, parallel und der effektive Widerstand ergibt sich zu Da Widerstände entweder aufwärts oder abwärts geschaltet werden müssen, erzeugen Ausdrücke 3n mit einer 1 umgekehrt entsprechende Ausdrücke in mit einer 0. Wenn dann automatisch der Wert von :au wird, entspricht der Wert von dem Ausdruck , wobei K die Summe aller der Ausdrücke sowohl in als auch in ist.
• Eine Spannung wird an der Melle S in bezug auf die gemeinsame Zeitung Z erzeugt. Diese Spannung ergibt eich zu Wenn X die Konstante gleich der Summe aller Ausdrücke in

  ---1 --- und $ - Bist, ergibt sich, dass

  eft 2 eff

  Wenn die Spannung an der Sblle S gleich der Spannung an der Stelle P auf den Streiten ist, gilt damit kann die Verschiebung Z1 direkt durch die Zustände der Schalter SWÖ ......... S W angezeigt werden, was den binär codierten digitalen Wert der Versohieb#-ng I, entspricht. In der Praxis sind die Schalter SWF ....... SWn elektronisch gesteuert. Das Steuersystem arbeitet nach einem System fort- laufender Annäherung. Die fortlaufende Annäherung wird in bestimmten Schritten durchgeführt. Der erste Schritt besteht darin, die Widerstände so einsuetellen" dass an der Stelle S eine Spannung von erzeugt wird.
• Der Nulldetektorausgang zeigt an, ob diese Spannung grö®ser oder kleiner als die Spannung bei P ist. Wenn die Spannung bei S grösser als bei P ist, wird der Schaltzustand ge- ändert, wenn die Spannung bei S kleiner als bei P ist, wird der Schaltzustand beibehalten und während der tbrigen Schritte nicht verändert. Der zweite Schritt besteht darin, . der Spannung bei 5 hi»fauaddieren, wodurch entweder der Wert Null oder entsteht, je nach dem Ausgang den ersten Schrittes. Der Ausgang sus des Nulldetektor dient vbder entwedar zum IBsohen dieses Zuwachses von oder .zur Addierung von zum Rest der Schritte.
• Dieser Vorgang wird mit Werten von wiederholt, bis ein. Abgleich erreicht ist.
• Fig. 3 zeigt im Bleckdiagramm das elektronische System. Der Ringzähler 10 spricht auf das Schalten in Zuwachsanteilen der Spannung an. Jeder Teil des Ringzählers 10 schaltet auf das entsprechende Verklinkungsrelais 11. Nach etwa 30asec erzeugt das Ringzählerelement 10 einen Impuls, der die Verklinkung 11 aufhebt und das Relais freigibt; dieser Zar. pule muss über ein Gatter 12 laufen, das durch den Ausgang den Nulldetektors 3 gesteuert wird. Falls der Zuwachsanteil der Spannung, der S hinzuaddiert wird, nicht ausreicht, um eine Abgleichbedingung zu erreichen oder zu überschreiten., lässt das Gatter 12 den Impuls nicht durch. Dann bleibt der Zuwachsanteil dauernd hinzuaddiert.
• Hieraus ergibt sich, dass die Verschiebung der willkürlichen Stelle P von der Angabenachiene L, d.h. der Länge L1, direkt durch die Zustände der Schalter SWo......... SWn angezeigt wird. In Aneehlun$ daran wird eine digitale Information über verschiedene Rechenkreise geleitet, damit Bewertungetaktoren, Addition und Subtraktion erzielt werden. Zu dienen Zweck Bind die ächalter SW0 .......SW n mechanisch enteprelohend mit Schaltern SO ........ Sn verbunden, die selektiv h + 1 Leiter 35 mit einer gemeinsamen Spannungsquelle 36 entsprechend der Einstellung der Schalter SW 0 ..... SW n vor-. binden. Ferner ergibt sich, dass das Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung zum automatischen Messen der Verschiebung von einer vorbestimmten Angabenlinie verwendet wird, wobei zahlreiche Verfeinerungen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne dass von der :Erfindung abgewichen wird. Genäse der Erfindung können auch Messungen auf Zeitbasis automatisch dadurch durchgeführt werden, dass eine Erregerspannung vorgesehen wird, die an-die Breite des Streifens bei °W" (Fig. 1) angelegt wird, wobei diese Spannung eine andere Frequenz oder Phasenlage als die Spannung aufweist, die bereite an die Länge des Streifens (Z1@+ L2) nach Fig. 1 angelegt ist. Es ist auch eine Vorrichtung vorgesehen, um das zuslammenge-, setzte Potential an der Stelle P, nämlich an der Stelle, an der der Schreibstift den Aufzeichnungsträger durchdringt und den Metallstreifen 2 berührt, relativ zum Boden des Streifens und zu einer Seite zu bestimmen, die dann eine Angabenotelle für die Messung auf Zeitbasis bildet.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Einrichtung zur Bestimmung der Lage eines Punktes auf einer Karte oder dgl., dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Leiter @U, L) in einen Abstand voneinander versetzt sind! der durch den Bereich von Stellungen'bestimmt wird, an denen der Punkt liegen kann, dass eine Impedanz (R3, R4) die elektrischen Leiter verbindet, dass eine Vorrichtung (28) die Impedanz unterteilt, indem eine elektrische Verbindung durch die Karte an einer ausgewählten Stelle geschaffen wird, und dass eine veränderliche Impedanz (R 1, 112 ) einen Abgleieh zwischen der Vorrichtung (28) zur Unterteilung der Impedanz und den beiden Stromleitern (U, L) ergibt, wobei der Ab- gleich die Zage des ausgewählten Punktes bestimmt. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderliche Impedanz eine Reihe von Schaltern (SW 0, 8W1 . Sire) aufweist, deren jeder zwischen die beiden Leiter (U, L) eingesetzt ist, und dass Impedanzen mit den Schaltern verbunden und so angeordnet sind, dann die Arbeitsweise der Schalter einen Abgleieh zwischen der Vorrichtung (28) zur Teilung der Impedanz und der beiden Leiter ergibt, wobei die Anordnung so ausgelegt ist, dass der Z».. stand eines jeden Schalters entweder den "Eins"- Zustand oder den Null*-Zustand in binärer, digitaler Schreibweise darstellt. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenaseichnet, dass die Impedanz (R3, R4 ), die die beiden Stromleiter (U,*b) verbindet, eia widerstand ist, der aus einen Metallstreifen (2) besteht, welcher eine gleiohaässige Steigung der Potentialdifferens swisohes den beiden heit6rn ergibt. BAD OPAQINK :4. Einrichtung nach Anspruch .2 oder 3, dadurch gekenneeichnet, dass die Impedanzen ), die mit den Schaltern (Swo, SW, .... SW n) verbunden sind, in Reihe über eine Nullanzeigevorrichtung (3) mit der Vorrichtung (28) zur :Peilung der die beiden Leiter verbindenden Impedans lie- gen, und da$e jeder :ichalter so angeordnet ist, dann er die zugehörige Impedanz jeweils mit einem der beiden Stroaleiter verbindet, wodurch der Null-Zustand und der Eine-Zustand in der Schreibweise ausgedrückt werden. 5. Einrichtung nach 1'aspruch 3 oder 4, dadurch gekenn:eiohnet, dass die Karte über eine transparente Schicht (24) geführt wird, wobei der Metallstreifen (2) auf dieser Schicht (24) liegt, und dass eine Vorrichtung (27) den Streifen unterhalb der Schicht (24) beleuchtet. 6. Einrichtung nach .Anspruch 1 oder einem der folgenden! deduroh gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (28) Lur Unterteilung der Impedanz, die die Leiter verbindet, einen Schreibstift aufweist, der zum Durchdringen der Karte in der Hand gehalten wird. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet:durch eine Schreibvorrichtung mit einem Schreibstift (28), die nachgiebig gegen eine Federung in einer Halterung (29) angeordnet ist, dass eine Vorrichtung (31) innerhalb der Halterung bewirkt, dann der Schreibstift (28) um seine Achse rotiert, während er nachgiebig in der Halterung (29) gehalten wird, und dass Kontakte (33u 34) betätigt werden, wenn der Sehreibetift (28) eich um einen bestimmten Weg in die Halterung (29) .hineinbewegt hat.