DE1548215A1

DE1548215A1 - Method and circuit arrangement for measuring the relative deviations in length in relation to a nominal length

Info

Publication number: DE1548215A1
Application number: DE19661548215
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: FEINPRUEF GmbH
Current assignee: FEINPRUEF GmbH
Priority date: 1966-05-04
Filing date: 1966-05-04
Publication date: 1969-05-14
Also published as: DE1548215B2

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der relativen Abweichungen von Langen bezogen auf eine Sollange Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der relativen Abweichungen von Längen bezogen auf eine Sollänge, insbesondere zur Uberwachung der relativen Dicken-abweichungen von Folien oder dergleichen, unter Verwendung von mechanischelektrischen Wandlern zur Erzeugung eines elektrischen Signas, das abhAngt von der Längenänderung und der elektrischen Erregung des Wandlers, wobei ein Wandler als Probemeßstelle dient und eine oder mehrere Vergleichsmeßstellen für die eigentliche Messung vorgesehen sind, sowie auf eine Schaltungsanordnung zur Durchfiihrung dieses Verfahrens. Method and circuit arrangement for measuring the relative deviations von Langen related to a Sollange The invention relates to a method for measuring the relative deviations in lengths based on a nominal length, in particular for monitoring the relative thickness deviations of foils or the like, under Use of mechanical-electrical converters to generate an electrical Signas, which depends on the change in length and the electrical excitation of the transducer, whereby a transducer serves as a sample measuring point and one or more comparison measuring points are provided for the actual measurement, as well as on a circuit arrangement to carry out this procedure.

In der Technik der Längenmessung unter Verwendung von mechanisch-elektrischen Wandlern, z. B. induktiven Feinmeß- » tastern, ist es dblich, den Sollwert für eine Messung durch einen mechanisch-elektrischen Wandler vorzugeben, der ein Meisterstiick oder irgend eine andere Bezugsgröße antastet, so daß der die eigentliche Messung ausfuhrende zweite mechanischelektrische Wandler oder Feinmeßtaster die Abweichung vom Sollwert erfa3t. Der Sollwert kann dabei eine beliebige im Meßbereich liegende Grdße annehmen. Bekannt ist es ferner, die MeßwertUbersetzung, d. h. die Empfindlichkeit von elektronischen Längenmeßeinrichtungen, von Hand oder auch durch die Meßgrdße selbsttätig in Stufen umzuschalten und so die Empfindlichkeit der jeweiligen Meßaufgabe anzupassen. Zur selbsttätigen Überwachung von Prüflingen werden auch Umschalteinrichtungen eingesetzt, die nach einem Programm zu bestimmten Sollwerten zugehörige vorwählbare Meßwertübersetzungen und Toleranzgrenzen umschalten. Diese Einrichtungen gestatten es, eine begrenzte Zahl diskreter Sollwert-Empfindlichkeits-Toleranz-Kombinationen zu verwenden, und ermöglichen die selbstthtige Überwachung von Meßwerten, die einer begrenzten Zahl diskreter Sollwerte fähig sind. Alle diese bekannten Verfahren bzw.-Einrichtungen haben den Nachteil, daL3 sie auf eine stufenförmige Nach-oder Einstellung der Empfindlichkeit beschränkt sind und hierfUr einen relativ großen Aufwand erfordern. Mit Hilfe der bekannten Einrichtungen und Verfahren ist es ferner nicht möglich, eine selbsttätige Überwachung von PrUflingen durchzufUhren, deren Sollwerte in einem weiten Bereich kontinuierlich verteilt sind. In the technique of length measurement using mechanical-electrical Converters, e.g. B. inductive precision measuring »probes, it is dblich, the setpoint for a Preset measurement by a mechanical-electrical converter, which is a masterpiece or any other reference variable, so that the actual measurement executing second mechanical-electrical converter or precision measuring probe the deviation detected by the setpoint. The setpoint can be any one within the measuring range Assume greatness. It is also known the measured value translation, d. H. the sensitivity of electronic length measuring devices, by hand or also to switch automatically in steps by the measured variable and so the sensitivity to adapt to the respective measuring task. For the automatic monitoring of test items Switching devices are also used, which are determined according to a program Switch over the associated preselectable measured value ratios and tolerance limits associated with setpoints. These devices allow a limited number of discrete target value-sensitivity-tolerance combinations to use, and enable the automatic monitoring of measured values, which one are capable of a limited number of discrete setpoints. All of these known methods or devices have the disadvantage that they rely on a gradual readjustment or setting of the sensitivity are limited and require a relatively large effort for this. With the help of known devices and methods, it is also not possible to use an automatic To carry out monitoring of test objects, their setpoints in a wide range are continuously distributed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens zu schaffen, bei dem eine selbsttätige Überwachung von Prüflingen, deren Sollwerte in einem weiten Bereich kontinuierlich verteilt sind, ermöglicht wird und die Empfindlichkeiten und die Lage von Toleranzgrenzen in Abhängigkeit vom Sollwert selbsttätig und kontinuierlich eingestellt werden können. Es soll mit Hilfe des Verfahrens ein Signal erzeugt werden, das nur von der relativen Längenabweichung des gemessenen PrUflings abhängt. Die Meßwertanzeige und die Toleranzgrenzen sollen auf die relative Meßwertabweichung vom Sollwert bezogen werden. The invention is based on the object of a method and a To create circuitry for performing this method, in which a automatic monitoring of test objects, their target values in a wide range are continuously distributed, is enabled and the sensitivities and the Position of tolerance limits automatically and continuously depending on the target value can be adjusted. A signal is to be generated with the help of the method, that only depends on the relative length deviation of the measured test specimen. the The measured value display and the tolerance limits should be based on the relative measured value deviation can be obtained from the setpoint.

Dies wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß die Probemeßstelle sowohl das Signal fUr die Solldnge bestimmt als auch die Empfindlichkeit fUr die Vergleichsmeßstellen vorgibt. Dadurch wird erreicht, daß die Signalspannungen der übrigen Meßstellen die Abweichung von der Solldnge mit einer Empfindlichkeit oder MeßwertUbersetzung angeben, die von der Sollänge abhängt, wobei die Sollänge jeden beliebigen Wert im Meßbereich der mechanischelektrischen Wandler annehmen kann. Es wird dadurch der Vorteil erzielt, daß fUr jede beliebige SollEnge und eine zweite-von der Sollänge geringfAgig abweichende Meblänge das erzeugte Ausgangssignal stets proportional zum relativen Längenunterschied ist, so daß für gleiche relative Abweichungen die Anzeige des Meßergebnisses stets gleich ist und vom Meßergebnis beeinflußte Wamgrenzen zur automatischen Toleranz-Uberwachung fUr alle Sollängen an-der gleichen Stelle liegen kdnnen. Dies ist ganz besonders wichtig bei der Anwendung des Verfahrens fUr die Uberwachung von Bearbeitungsmaschinen fUr Folien und insbesondere von Druckmaschinen. Im Hinblick auf die Automatisierung solcher Bearbeitungsmaschinen ist die durch die Erfindung erreichte selbsttätige Einstellung von Empfindlichkeit und Toleranzgrenzen und die erreichte relative AbhAngigkeit bei vollständig kontinuierlicher Einstellung auf die jeweilige Sollänge von besonderer Bedeutung.According to the invention, this is done in a method of the type specified at the outset Art achieved in that the sample measuring point both the signal for the target length as well as the sensitivity for the reference measuring points. Through this it is achieved that the signal voltages of the other measuring points the deviation of of the nominal length with a sensitivity or measured value translation which is of the nominal length depends, the nominal length being any value in the measuring range of the mechanical-electrical converter can accept. This has the advantage of that for any desired length and a second-of the nominal length Slightly deviating membrane length, the generated output signal is always proportional to the relative difference in length, so that for the same relative deviations the The display of the measurement result is always the same and the warning limits influenced by the measurement result for automatic tolerance monitoring for all nominal lengths in the same place can lie. This is particularly important when using the method For the monitoring of processing machines for foils and especially of printing machines. With regard to the automation of such processing machines, the through the invention achieved automatic adjustment of sensitivity and tolerance limits and the relative dependency achieved with a completely continuous setting of particular importance to the respective nominal length.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines steuerbaren Oszillators zur Erregung der mechanisch-elektrischen Wandler ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung gleicher Empfindlichkeit fUr alle mechanisch-elektrischen Wandler allen diesen Wandlern vom Oszillator die gleiche Erregung zugeführt wird und daR der Oszillator durch das Signal der Probemeß@@@e@le derart gesteuert wird, daß das Signal fUr alle Sollkngen in allen-Meßstellen konstant ist. Dabei werden zweckmäßig mechanisch-elektrische Wandler mit gleicher Weg-Spannungs-Kennlinie verwendet. A particularly useful embodiment of the invention using a controllable oscillator for exciting the mechanical-electrical converter characterized in that to achieve the same sensitivity for all mechanical-electrical Converter all these converters are supplied with the same excitation from the oscillator and that the oscillator is controlled by the signal from the sample measurement @@@ e @ le in such a way that that the signal for all nominal angles in all measuring points is constant. Be there Mechanical-electrical converters with the same displacement-voltage characteristic are expediently used.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des geschilderten Verfahrens nach der Erfindung. Diese Schaltungsanordnung geht von der Verwedang von Wandlern, insbesondere induktiven Wandlern, aus, deren Ausgangsspannung proportional zur Erregerspannung ist und von der zu messenden Länge abhängt, und der Verwendung eines steuerbaren Oszillators. Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator alle Wandler mit Erregung der gleichen elektrischen A versorgt und das Abweichen der Ausgangsspannung der Probemeßstelle von einer vorgegebenen Festspannung den Oszillator derart nachsteuert, daß die Aus. gangsspannung der Probemeßstelle gleich dieser konstanten ? tstspannung gehalten wird. Die Probemeßstelle liefert für alle mdglichen Sollängen somit stets eine feste der Fest-. spannung gleiche Ausgangsspannung. Ebenso ist die Ausgangsspnnung der Ubrigen Meßstellen dann gleich dieser Spannung, wenn die gemessenen Linges gleich der Sollänge zind. Da die Empfindlichkeit der mechanisch-elektrischen Wandler elektrischen proportional zur Erregung ist, ist für kleine Abweichungen der gemessenen Longe von der Sollänge die Abweichung der zugehdrigen Ausgangsspannung von der Festspannung porportional zur relativen Lkngenabweichung. Es wird also mit dieser Schaltungsanordnung der bereits eingangs geschilderte Vorteil ersielt, daß für jede beliebige Sollänge und eine zweite von der Sollänge geringfügig abweichende MeßlEnge die Ausgangsspannung stets proportional zum relativen Längenunterschied ist, so daß für gleiche relative Abweichungen die An-. neige des Meßergebnisses stets gleich ist. The invention also relates to a circuit arrangement for Implementation of the described method according to the invention. This circuit arrangement is based on the use of converters, especially inductive converters, from their Output voltage is proportional to the excitation voltage and depends on the length to be measured depends, and the use of a controllable oscillator. The circuit arrangement is characterized in that the oscillator all transducers with excitation of the same electrical A supplied and the deviation of the output voltage of the sample measuring point readjusts the oscillator from a predetermined fixed voltage in such a way that the off. output voltage of the sample measuring point equal to this constant? ttst tension held will. The sample measuring point therefore always provides a fixed one for all possible nominal lengths The festival-. voltage same output voltage. The output voltage is the same of the other measuring points then equal to this voltage if the measured linges equal the nominal length zind. Because the sensitivity of the mechanical-electrical converter electrical is proportional to the excitation, is for small deviations in the measured lunge the deviation of the corresponding output voltage from the fixed voltage from the nominal length proportional to the relative length deviation. So it is with this circuit arrangement the advantage already mentioned obtained that for any desired length and a second measuring length, which differs slightly from the nominal length, is the output voltage is always proportional to the relative difference in length, so that for the same relative Deviations the tendency of the measurement result is always the same.

Dan Verfahren nach der Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels der Schaltungsanordnung nach der Erfindung erläutert, das in Form eines Blockschaltbildes in der Zeichnung dargestellt ist. The method according to the invention is based on an exemplary embodiment the circuit arrangement according to the invention explained in the form of a block diagram is shown in the drawing.

In dom Blockschaltbild stellt 1 die Probemeßstelle in Gestalt eines induktiven Feinmeßtasters zur Sollängenmessung dar. Mit Hilfe der zweiten M*ßstelle 2, ebenfalls einem induktiven Feinmeßtaster, wird die jeweilige Itlänge zur Verglei chamessung gemessem. Die Ausgangesignale der Probemeßstelle 1 und der Vergleiohsmeßstelle 2 werden jeweils über einen zugehörigen Meßverstärker 3 bzw. 4 mit phasenempfindlicher Gleichrichtung geleitet. 5 bezeichnet den amplituden- . steuerbaren Oszillator. Die Konstantepannungsquelle 6 liefert die Festspannung. Mit 7 ist ein anzeigeinstrument bezeichnet. In the block diagram, 1 represents the sample measuring point in the form of a inductive precision probe for nominal length measurement. With the help of the second M * ßstelle 2, also an inductive precision measuring probe, the respective length is used for comparison chamessung measured. The output signals of the sample measuring point 1 and the comparison measuring point 2 are each phase-sensitive via an associated measuring amplifier 3 or 4 Rectification conducted. 5 denotes the amplitude. controllable oscillator. The constant voltage source 6 supplies the fixed voltage. With 7 is an indicating instrument designated.

Der Feinmeßtaster 1 der Probemeßstelle. der zugehdrige Verstärker 3, der amplituden-steuerbare Oszillator 5 und die Konstantspannungsquelle 6 stellen einen Regelkreis dar, der dis sur Probemeßstelle gehörende Ausgangaspannung Ul des Verstärkers 3 stets auf die Festspannung, d. h. auf die Konstantspannung Uc der Konstantspannungsquelle 6 regelt. The precision probe 1 of the sample measuring point. the associated amplifier 3, the amplitude-controllable oscillator 5 and the constant voltage source 6 a control loop, the output voltage Ul of the dis sur probemeßstelle belonging Amplifier 3 always on the fixed voltage, d. H. on the constant voltage Uc der Constant voltage source 6 regulates.

Vergrößert sich infolge Änderung der Sollknge die Auslenkung des Feinmeßtasters der Probemeßstelle 1, dann wird die Amplitude der Autgangsspannung des Oszillators 5 durch die Festspannung der Konstantspannungaquelle 6 sofort soweit herabgesetzt, bis die Einstellung Ul = UC wieder erreicht ist. If the deflection of the Precision probe of the sample measuring point 1, then the amplitude of the output voltage of the oscillator 5 by the fixed voltage of the constant voltage source 6 immediately so far until the setting Ul = UC is reached again.

Die beiden FeinmeßtasBr 1 und 2 der Probemeßstelle und der Vergleichsmeßstelle weisen die gleiche Weg-Spannungs-Kennllnie auf. Infolge der erzielten gleichen elektrischen Erregung dunch den Oszillator 5 fUr beide Meßstellen oder FeinmeRtaster 1 und 2 wird erreicht, daß bei Messung der Sollänge am FeinmeB-taster 2, also an der Vergleichsmeßstelle, die Ausgangaspnnung des sugehörigen Verstkrkers 4 U2 = Uc ist. Das Anzeigeinstrument 7 ist zwischen den Ausgang des Verstärkers 4 und den Ausgang der Konstantspannungsquelle 6 eingeachaltet, empfEngt also einerseits U2 und andererseits Uc und zeigt nur Abweichungen der zu messenden Longe von der Sollänge an.The two FeinmeßasBr 1 and 2 of the sample measuring point and the Comparison measuring point have the same displacement-voltage characteristic. As a result of achieving the same electrical Excitation by the oscillator 5 for both measuring points or precision sensors 1 and 2 it is achieved that when measuring the nominal length on precision measuring button 2, i.e. at the comparison measuring point, the output voltage of the amplifier 4 belonging to it is U2 = Uc. The display instrument 7 is between the output of the amplifier 4 and the output of the constant voltage source 6 tuned in, so it receives U2 on the one hand and Uc on the other hand and only shows deviations of the lunge to be measured from the nominal length.

Die Empfindlichkeit nimmt bei der beschriebenen Sohaltungsanordnung mit wachsender Sollknge ab, da gleichzeitig die elektrische Erregung mit Hilfe des oben gesohaltetenRegelkreises herabgesetzt wird. Für kleine Abweichungen ist die Anzeige des Instruments 7 proportional zur relativen Längenabweichung an der Vergleichameßstelle 2 gegenüber der Probemeßstelle 1. Bei der praktischen Anwendung der Schaltungsanordnung schaltet ein gemeinsam mit der Zeigerauslenkung des Instruments 7 wirkender Grenzkontakt unabhängig von der Sollänge immer bei der gleichen relativen Längenabweichung ein Warnsignal ein. Es wird somit die angestrebte selbsttätige und kontinuierliche Einstellung der Empfindlichkeit und der Lage von Toleranzgrenzen in Abhängigkeit von der Sollknge erreicht. The sensitivity increases in the described so-keeping arrangement with increasing target value, since at the same time the electrical excitation with the help of the The control loop maintained above is reduced. For small deviations the Display of the instrument 7 proportional to the relative length deviation at the comparison measuring point 2 compared to the sample measuring point 1. In the practical application of the circuit arrangement switches a limit contact which acts together with the pointer deflection of the instrument 7 regardless of the nominal length, always with the same relative length deviation Warning signal on. It thus becomes the desired automatic and continuous adjustment the sensitivity and the position of tolerance limits depending on the target value achieved.

Claims

Claims 1. Method of measuring relative deviations of lengths based on a nominal kink, in particular for monitoring the relative Thickness deviations of foils or the like, using mechanical-electrical Converters for generating an electrical signal that depends on the change in length and the electrical excitation of the transducer, with a transducer as a test point and one or more comparison measuring points are provided for the actual measurement are, characterized in that the sample measuring point (although the signal for the nominal length determined as well as the sensitivity for the comparison measuring points (2) specifies.

2. The method according to claim l using a controllable ossillator for exciting the mechanical-electrical converter, characterized in that for Achieving the same sensitivity for all transducers (1, 2) for all transducers from the oscillator (5) the same excitation is sugefuhrt and that the oscillator is caused by the signal of the test point (1) is controlled in such a way that the signal for all nominal lengths is constant in all measuring points.

3. Circuit arrangement for performing the method according to the claims 1 and 2 using converters, in particular inductive converters, their output voltage is proportional to the excitation voltage and depends on the length to be measured, and a controllable oscillator, characterized in that the oscillator (5) all Converter (1, 2) marked that the oscillator (5) wandier (1, 2) with the same electrical excitation supplied and the deviation of the output voltage of the Probe measuring point (1) from a predetermined fixed voltage (6) the oscillator in such a way readjusts that the output voltage of the sample measuring point (1) is equal to this constant Tension is held.