DE1541857B1

DE1541857B1 - METHOD AND DEVICE FOR INDEPENDENT SERIAL MEASUREMENT OF PARAMETERS OF TWO AND FOUR POLES

Info

Publication number: DE1541857B1
Application number: DE19661541857
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl-Ing Martin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-12-23
Filing date: 1966-12-23
Publication date: 1972-03-23

Description

Aus dem Aufsatz »Digitales Messen von Integralwerten«, VDI-Berichte Nr. 78, 1964, S. 39 bis 46, ist es bekannt, zu einem Mittelwert über eine Momentanwerterfassung zu kommen. Mehrere Meßstellen liefern dabei über Meßgrößenumformer analoge Spannungen. Ein Meßstellenumschalter schaltet diese Spannungen zeitlich nacheinander auf einen Analog-Digitalumsetzer, der den Wert als Zahl darstellt. In einer getrennten Grenzwertkontrolleinrichtung kann der Meßwert mit einem oder mehreren vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden. Grenzwertüberschreitungen können dann mit Datum, Uhrzeit und Meßstellennummer ausgedruckt werden. Zur Mittelwertbildung werden die Momentanwerte in einen Speicher übernommen. Am Meßperiodenende wird aus der Summe der Momentanwerte und der Zahl der Abtastungen der arithmetische Mittelwert der Meßwerte gebildet. Diese Schaltunganordnung ist hauptsächlich zur Messung mehrerer Meßobjekte gleichzeitig geeignet; für das Messen eines einzigen Schaltmittels, das anschließend in eine bestimmte Gruppe gleichartiger Schaltmittel einsortiert werden soll, ist sie nicht gedacht. Außerdem läßt sich hiermit nur der Mittelwert mehrerer Meßobjekte feststellen, nicht aber ein Wert, der an einer anderen Stelle, beispielsweise zwischen oder an den Grenzen der Meßwertschwankungen, liegt. From the article "Digital measurement of integral values", VDI reports No. 78, 1964, pp. 39 to 46, it is known to obtain an average value via instantaneous value acquisition get. Several measuring points supply analog voltages via transducers. A measuring point switch switches these voltages one after the other to one Analog-to-digital converter that represents the value as a number. In a separate limit value control device the measured value can be compared with one or more specified limit values. Exceeding limit values can then with date, time and measuring point number can be printed out. The instantaneous values are stored in a memory for averaging accepted. At the end of the measuring period, the sum of the instantaneous values and the number becomes of the scans, the arithmetic mean of the measured values is formed. This circuit arrangement is mainly suitable for measuring several objects to be measured at the same time; for the Measure a single switching device, which is then similar to a specific group Switching means is to be sorted, it is not intended. In addition, can only determine the mean value of several objects to be measured, but not a value, at another point, for example between or at the limits of the measured value fluctuations, lies.

Es ist auch ein Meßgerät bekannt, beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 3 271 677, bei dem eine Skala aus einer Reihe von Fotozellen gebildet wird. A measuring device is also known, for example from the USA patent 3 271 677, in which a scale is formed from a series of photocells.

Der von einem Spiegel entsprechend dem Analogwert abgelenkte Lichtstrahl aktiviert dabei alle Fotozellen, die zwischen dem Anfang der Skala und dem zuletzt erreichten Bereich zwischen zwei Skalenwerten liegen. Durch eine Relaisschaltung ist erreicht, daß der genannte Bereich des Analogwertes zwischen zwei Fotozellen von einer Glühlampe angezeigt wird. Auch dieses Meßgerät ist nicht in der Lage, die Grenzen der Meßwertschwankungen bei einer Wobbelmessung bei der Ausgabe von Meßwerten zu berücksichtigen.The light beam deflected by a mirror according to the analog value activates all photocells between the beginning of the scale and the last reached range between two scale values. Through a relay circuit it is reached that the mentioned range of the analog value between two photocells indicated by an incandescent lamp. This measuring device is also not able to the limits of the measured value fluctuations in a wobble measurement when outputting To take measured values into account.

Die Erfindung verwendet ein Meßgerät, bei dem mehrere, die Skala in mehrere Bereiche unterteilende, beim Überstreichen durch den Instrumentenzeiger elektrische Impulse auslösende, parallel in zwei Reihen angeordnete Einzelelemente vorgesehen sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Wobbelmessungen der Zeit und Vierpole die Einzelelemente der ersten Reihe nach Beendigung der Einschwingzeit des Meßwerks zur Feststellung der Meßwertschwankungen während des Meßdurchgangs auf eine erste Auswerteeinrichtung geschaltet wird, daß anschließend die zweite Reihe von Einzelelementen zur digitalen Meßwertausgabe während des Zeigerücklaufs an eine zweite Auswerteeinrichtung geschaltet wird und daß der Einsatzpunkt dieser letztgenannten Meßwertausgabe in einer jeweils vorgewählten Abhängigkeit von den Grenzen der genannten Meßwertschwankungen erfolgt. The invention uses a measuring device in which several, the scale dividing into several areas when swiped by the instrument pointer Individual elements that trigger electrical impulses and are arranged in parallel in two rows are provided, and is characterized in that for the wobble measurements Time and quadrupole are the individual elements of the first row after the settling time has ended of the measuring mechanism to determine the measured value fluctuations during the measurement run is switched to a first evaluation device that then the second Row of individual elements for digital output of measured values while the pointer is moving backwards is switched to a second evaluation device and that the point of use of this last-mentioned output of measured values in a respectively preselected dependency on the Limits of the mentioned measured value fluctuations takes place.

Bei dieser Messung werden die Schwankungen des Meßwertes um einen Mittelwert dadurch berücksichtigt, daß die Grenzen dieser Schwankungen mit Hilfe von Einzelelementen festgestellt werden. Die Einzelelemente können dann Steuereinrichtungen betätigen, die bestimmte Einzelelemente der zweiten Skaleneinteilung sperren, freigeben oder betätigen, um den Einsatzpunkt bei einer digitalen Meßwertausgabe anzugeben. With this measurement, the fluctuations in the measured value by one Average taken into account by using the limits of these fluctuations can be determined by individual elements. The individual elements can then control devices press, which lock certain individual elements of the second scale division, release Press or to indicate the starting point for a digital output of measured values.

Durch die Abhängigkeit des digital abzulesenden Meßwertes von den Einzelelementen der ersten Skaleneinteilung ist es möglich, die Lage des Einsatzpunktes in einfacher Weise nach Bedarf zu verändern. Das hat den Vorteil, daß nicht für jede Änderung der Beziehungen zwischen Meßwert und den Grenzen der Meßwertschwankungen ein anderes Gerät erforderlich ist. Due to the dependence of the measured value to be read digitally on the Individual elements of the first scale division it is possible to determine the position of the point of use easily changed as needed. That has the advantage that not for any change in the relationship between the measured value and the limits of the measured value fluctuations another device is required.

Weitere Vorteile sind aus dem nachstehend beschriebenen Beispiel der Erfindung zu ersehen. Further advantages are from the example described below the invention can be seen.

Das zu messende Schaltmittel und die zugehörigen Aufnahmeeinrichtungen sind in der Zeichnung mit dem BuchstabenP bezeichnet. Es sei angenommen, daß dieses Schaltmittel ein Filter oder ein anderer Vierpol ist, dessen elektrische Ausgangswerte U2 bei einer sich ändernden Eingangsfrequenz U1 gemessen werden sollen. Dementsprechend ist der Eingang dieses Filters mit einem Wechselstromgenerator G verbunden, der periodisch von einem unteren bis zu einem oberen Grenzwert seine Frequenz ändert. The switching means to be measured and the associated Reception facilities are indicated in the drawing by the letter P. Assume that this Switching means is a filter or another quadrupole whose electrical output values U2 are to be measured at a changing input frequency U1. Accordingly the input of this filter is connected to an alternator G, the periodically changes its frequency from a lower to an upper limit value.

Die Ausgänge dieses zu prüfenden Filters sind über eine anschaltbare Dämpfungsvorrichtung T3 an ein Meßwerk Mw eines Lichtstrahl-Meßinstrumentes Lm angeschlossen. Mit dem Meßwerk Mw ist ein Spiegel Sp gekoppelt, der jede Auslenkung des Meßwerkes mitmacht und entsprechend das Licht einer Lampe Lp, das über eine Linse auf den Spiegel Sp geworfen wird, zu einer Skala Sk weiterleitet. The outputs of this filter to be tested can be connected via a Damping device T3 connected to a measuring mechanism Mw of a light beam measuring instrument Lm. With the measuring mechanism Mw a mirror Sp is coupled, which each deflection of the measuring mechanism participates and accordingly the light of a lamp Lp, which through a lens on the Mirror Sp is thrown, forwards to a scale Sk.

Die Skala Sk ist mit einer Reihe von Fotoelementen a bis o und nachgeschalteten Impulsverstärkern V1, V2 und V3 bestückt. Dabei ist es möglich, die Skala gleichmäßig mit einer großen Anzahl von Foto elementen, beispielsweise hundert, auszurüsten und nur die zu einer Messung heranzuziehen, die gerade benötigt werden. Man kann aber auch nur die benötigten Fotoelemente steckbar an der benötigten Stelle auf der Skala anordnen. In der Zeichnung sind nur die Foto elemente gezeigt, die für die beschriebene Meßanordnung interessant sind. The scale Sk has a number of photo elements a to o and downstream Pulse amplifiers V1, V2 and V3 equipped. It is possible to use the scale evenly to equip with a large number of photo elements, for example a hundred and only use those for a measurement that are currently needed. One can but only the required photo elements can be plugged into the required location on the scale. In the drawing only the photo elements are shown that are for the measuring arrangement described are of interest.

Je nach Meßaufgabe wird die gesamte Skala mit Hilfe der Fotoelemente in so viel Bereiche unterteilt, wie es die Meßgenauigkeit erfordert. Depending on the measuring task, the entire scale is made with the help of the photo elements divided into as many areas as the measurement accuracy requires.

Entsprechend der Erfindung bilden die Fotoelemente a bis f die erste Skaleneinteilung, während die Foto elemente g bis m die zweite Skaleneinteilung darstellen. Die Fotoelemente o und n begrenzen die Skala am unteren bzw. am oberen Ende. Obgleich die beiden Skaleneinteilungen beliebig zueinander stehen können, ist für dieses Beispiel eine Einteilung in gleich große Bereiche so gewählt, daß jeweils zwei Foto elemente der beiden Skaleneinteilungen paarweise angeordnet sind. Die als Grenzwertmelder dienenden Fotodioden a bis f, die die Grenzen der Meßwertschwankungen feststellen, sind mit der Auswerteeinrichtung M 1 verbunden, während die Fotoelemente g bis m an die Auswerteeinrichtung M 2 angeschlossen sind. Beide Auswerteeinrichtungen M 1 und M2 werden von zwei Zeitgliedern T 1 und T 2 gesteuert. According to the invention, the photo elements a to f form the first Scale division, while the photo elements g to m use the second scale division represent. The photo elements o and n limit the scale at the bottom and the top, respectively End. Although the two scale divisions can be related to each other as desired, For this example, a division into areas of equal size is chosen so that two photo elements of the two graduations are arranged in pairs. The photodiodes a to f serving as limit indicators, which set the limits of the measured value fluctuations determine are connected to the evaluation device M 1, while the photo elements g to m are connected to the evaluation device M 2. Both evaluation devices M 1 and M2 are controlled by two timing elements T 1 and T 2.

Ist nun ein zu messendes Netzwerk in die Prüflingsaufnahme eingeführt und an die zugehörigen Geräte angeschlossen, dann wird der Generator G in Betrieb genommen und die Dämpfungsvorrichtung T3, die eine hohe Zeitkonstante besitzt, wirksam geschaltet. Wegen der Trägheit des Lichtstrahl-Meßinstrumentes L m, die noch durch die Dämpfungsvorrichtung T 3 erhöht wird, hält das Zeitglied T 1 zunächst beide Auswerteeinrichtungen Ml und M2 im Ruhezustand fest. Der Lichtstrahl stellt sich im Verlauf von beispielsweise fünf periodischen Frequenzänderungen etwa auf einen Mittelwert ein. A network to be measured has now been introduced into the device under test and connected to the associated devices, then the generator G is in operation taken and the damping device T3, which has a high time constant, is effective switched. Because of the inertia of the light beam measuring instrument L m, which is still through the damping device T 3 is increased, the timer T 1 initially holds both Evaluation devices Ml and M2 fixed in the idle state. The ray of light arises in the course of, for example, five periodic frequency changes to approximately one Mean a.

Beim Verlassen der Ausgangsstellung hat das Fotoelement o angesprochen und die Steuereinrichtung St durch einen Impuls von dieser Tatsache benachrichtigt. Daraufhin hat die Steuereinrichtung die Laufzeit des Zeitgliedes T 1 in Gang gesetzt, so daß nun die Einschwingvorgänge keine weiteren Fotodiode zunächst beeinflussen können. Lediglich die Fotodiode n könnte bei zu hohen Werten ansprechen und die Steuereinrichtung St zu einer Fehlermeldung veranlassen. Eine Fehlermeldung wird ebenfalls gegeben, wenn trotz des Beginns der Messung das Fotoelement o vom Lichtstrahl nicht überstrichen wurde. When leaving the starting position, the photo element o responded and notifies the control device St of this fact by a pulse. The control device then set the running time of the timer T 1 in motion, so that the transient processes do not initially affect any further photodiodes can. Only the photodiode n could respond if the values are too high and cause the control device St to issue an error message. An error message is also given if, despite the start of the measurement, the photo element o from Light beam was not swept over.

Nach Ablauf der von dem Zeitglied T 1 abgemessenen Zeit wird die AuswerteeinrichtungM1 zur Aufnahme von von den Fotoelementen ankommenden Impulsen aufnahmebereit geschaltet. Gleichzeitig wird das Zeitglied T2 in Gang gesetzt, um die Ansprechbarkeit der Fotoelemente a bis f auf einige wenige Frequenzdurchgänge des Generators G zu begrenzen. Während dieser Zeit schwankt der Lichtstrahl je nach den Eigenschaften des untersuchten Netzwerks mehr oder weniger um den Mittelwert. After the time measured by the timer T 1 has elapsed, the Evaluation device M1 for recording incoming pulses from the photo elements switched to ready for recording. At the same time, the timer T2 is set in motion to the responsiveness of the photo elements a to f to a few frequency crossings of the generator G to limit. During this time the light beam fluctuates depending on the the properties of the examined network more or less around the mean value.

Dabei kann keines, eines oder mehrere der Fotoelemente a bis f berührt oder überstrichen werden, was von der Meßeinrichtung M 1 festgestellt und gespeichert wird.None, one or more of the photo elements a to f can touch or are swept over what is determined and stored by the measuring device M 1 will.

Nach Ablauf der vom Zeitglied T 2 abgemessenen Zeit wird die Dämpfungsvorrichtung T3 ausgeschaltet und das Meßwerk Mw vom Prüfling getrennt, so daß der Lichtstrahl mit erhöhter Geschwindigkeit in seine Ausgangsstellung zurücklaufen kann. Der schnelle Rücklauf hat den Vorteil, daß für diesen Vorgang nur eine kurze Zeit benötigt wird. Darüber hinaus entstehen beim schnellen Überstreichen der Fotoelementeg bis nl Impulse mit steilen Flanken, die für die weitere Verarbeitung günstiger geformte Signale liefern. After the time measured by the timer T 2 has elapsed, the damping device T3 switched off and the measuring mechanism Mw separated from the test object, so that the light beam can run back to its starting position at increased speed. The fast one Return has the advantage that only a short time is required for this process. In addition, up to nl pulses are generated when the photo elements are swept over quickly with steep edges, the signals shaped more favorably for further processing deliver.

Es werden jedoch nicht alle auf diese Weise erzielten Impulse von der bei Beendigung der Messung der Meßwertschwankungen freigegebenen Auswerteeinrichtung M 2 an die Steuereinrichtung St weitergegeben, sondern nur diejenigen, die in einem bestimmten Verhältnis zu den Grenzwerten der Meßwertschwankungen stehen. However, not all of the impulses obtained in this way are from the evaluation device released at the end of the measurement of the measured value fluctuations M 2 passed to the control device St, but only those in a a certain relationship to the limit values of the measured value fluctuations.

Für das vorliegende Beispiel sei angenommen, daß nur der Meßwert zu berücksichtigen ist, der unterhalb des Bereiches der Meßwertschwankungen liegt. Zu diesem Zweck hat die AuswerteeinrichtungM1 den Grenzwertmelder der zweiten Skaleneinteilung abgeschaltet, der mit dem angesprochenen Foto element der ersten Skaleneinteilung gemeinsam ein Paar bildet. Dadurch kann dieses Fotoelement nicht mehr ansprechen, so daß nur die Impulse der noch verbleibenden Fotoelemente zur Ausgabe des Digitalwertes herangezogen werden. Wenn also beispielsweise der Lichtstrahl bei seinen Schwankungen die Fotodioden d und e aktiviert hatte, sprechen jetzt nicht mehr die Dioden h und i an, so daß nur noch Impulse von den Dioden, k, I und m abgegeben werden. For the present example it is assumed that only the measured value to consider is the one below of the range of the measured value fluctuations. For this purpose, the evaluation device M1 has the limit indicator of the second scale division switched off, the one with the mentioned photo element of the first scale division form a couple together. As a result, this photo element can no longer respond, so that only the impulses of the remaining photo elements are used to output the digital value can be used. So if, for example, the light beam with its fluctuations the photodiodes d and e had activated, the diodes h and no longer speak i on, so that only pulses from the diodes, k, I and m are emitted.

Es ist aber auch eine andere Abhängigkeit des ersten abgegebenen Digitalwertes von den Meßwertschwankungen möglich. So kann z. B. der obere, der untere oder ein dazwischenliegender Grenzwert zur Abgabe des ersten Digitalimpulses durch eine entsprechende Umschaltung an der Auswerteeinrichtung M 1 bzw. M 2 vorgesehen werden. But there is also another dependency on the first given Digital value from the measured value fluctuations possible. So z. B. the upper, the lower or an intermediate limit value for the delivery of the first digital pulse provided by a corresponding switchover on the evaluation device M 1 or M 2 will.

Nach einem erneuten Überlaufen des Lichtstrahls über das Fotoelement o wird von der SteuereinrichtungSt die gesamte Meßeinrichtung stillgesetzt und entsprechend der Zahl der aufgenommenen digitalen Impulse eine Betätigungseinrichtung Aw betätigt. After the light beam has passed over the photo element again o the entire measuring device is shut down by the control device St and accordingly the number of recorded digital pulses an actuating device Aw is operated.

Diese steuert ihrerseits die Entnahme des Prüflings aus der Einrichtung P und, falls eine Sortiereinrichtung angeschaltet ist, seine Einordnung in eine entsprechende Gruppe von Schaltelementen. Die Sortierung kann dabei nicht nur nach der Größe des digitalen Wertes vorgenommen werden, sondern auch nach der Schwankungsbreite um den Mittelwert.This in turn controls the removal of the test item from the facility P and, if a sorting device is switched on, its classification in a corresponding group of switching elements. The sorting can not only be according to the size of the digital value can be made, but also according to the fluctuation range around the mean.

Die Betätigungseinrichtung Aw kann außerdem noch eine Reihe weiterer Signalanlagen steuern, die beispielsweise bei defekten Schaltelementen Alarm geben, oder auch mit Lampen die Gruppe anzeigen, in die das gemessene Schaltelement einsortiert worden ist. The actuator Aw can also have a number of other Control signal systems that, for example, give an alarm in the event of defective switching elements, or with lamps to display the group into which the measured switching element is sorted has been.

Claims

Claims: 1. Method for automatic series measurement of the Parameters of time and four-pole and for controlling classifying or sorting devices with a measuring instrument with digital output of measured values analogously measured at the multiple, dividing the scale into multiple areas, when swept through the instrument pointer triggering electrical impulses, arranged in parallel in two rows Individual elements are provided that denotes that for the wobble measurement the time and four-pole the individual elements of the first row (a to f) after completion the settling time of the measuring mechanism (Lm) to determine the measured value fluctuations during of the measurement passage is switched to a first evaluation device (M1) that then the second row of individual elements for digital output of measured values during the pointer return is switched to a second evaluation device (M2) and that the point of use this last-mentioned measured value output in a respectively preselected dependency takes place from the limits of the mentioned measured value fluctuations.

2. The method according to claim 1, characterized in that the instrument pointer is a light beam and the individual elements (a to o) respond to this light beam - possibly pluggable - photo elements.

3. The method according to claim 1, characterized in that the two Rows of individual elements (a to f and g to 1) by arranging the individual elements in pairs to match.

4. The method according to claim 1, characterized in that the between the limits of the measured value fluctuations (e.g. d, e) in the digital The measured value output during the pointer rollback cannot be counted.

5. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that a first time circuit (T 1) is present, which only after expiry some (e.g. five) sweeps of the supply current lasting transient processes and the achieved setting of the instrument pointer to a middle one Measured value of the individual elements of the first row (a to f) for the duration of a few more Wobble passages of the feed stream makes it responsive, while the individual elements the second row (g to m) are not yet switched on.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that a second Time circuit (T2) is available after the disconnection of the individual elements of the first Row (a to f) and, after saving your response results (mol), the individual elements the second row (g to m) makes it accessible.

7. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a damping device (T3) is present, which the Measuring instrument (Lm) connected upstream when starting the first time circuit (T 1) and switched to ineffective when the time measured by the second time circuit (T2) has elapsed is so that the beam of light of the measuring instrument at increased speed in the rest position runs back.

The invention relates to a method and a device for implementation of the procedure for the automatic series measurement of the parameters of two and four poles and for controlling classifying or sorting devices with a measuring instrument with digital output of measured values analogously, in which several, the scale dividing into several areas when swiped by the instrument pointer Individual elements that trigger electrical impulses and are arranged in parallel in two rows are provided.

To assess time or quadrupole it is often necessary to to investigate their behavior as a function of the applied frequency.

It is known to make such a measurement manually. This happens in such a way that the examiner connects the switching device to be measured to the measuring device, after a certain time the upper and / or lower limit of the fluctuations of the pointer deflection during at least one complete change of the applied Read frequency from one extreme to the other and then, depending on the Measurement instruction, one of the limit values or perhaps one between the limit values assigned value to the switching means.

The test item can then be placed in a certain quality class if necessary be sorted. This measuring process is tedious and requires careful work Staff and still does not prevent errors when reading the measured values at a Averaging or sorting.

It is known for series measurements, for example from the »magazine für Instrumentenkunde «, 70 (1962) 4, pp. 81 to 85, a measuring device with digital output of measured values to use analogously measured values in which the scale consists of two rows of mirrors consists, which when passing a light pointer the light alternately on two Reflect photocells. These then alternately trigger impulses that other devices, among other things also control a sorting device. However, such a measuring device is unable to take measurements as a function of changing frequencies (wobble measurements) as the measured value output shows the significant measured value fluctuations for the test object does not evaluate.

The object of the invention is therefore to make this known measuring system so expand so that it is suitable for a series wobble measurement of time and quadrupole which is a subsequent automatic sorting of the measured switching means permitted.