DE1548215B2

DE1548215B2 -

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Publication number: DE1548215B2
Application number: DE19661548215
Authority: DE
Priority date: 1966-05-04
Filing date: 1966-05-04
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DE1548215A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung der relativen Meßwertabweichung eines Prüflings von einem vorgegebenen Vergleichssollwert, insbesondere zur Überwachung der relativen Dickenabweichungen von Folien od. dgl., unter Verwendung eines oder mehrerer elektromechanischer Wandler zur Abtastung der jeweiligen Meßgröße (Istwert) des Prüflings und eines elektro-mechanischen Wandlers zur Abtastung der Vergleichsgröße (Sollwert) eines Meisterstücks od. dgl., wobei die Empfindlichkeit der Wandler abhängig ist von deren elektrischen Erregung.The invention relates to an arrangement for measuring the relative measured value deviation of a DUT from a specified comparison setpoint, in particular for monitoring the relative Thickness deviations of foils or the like, using one or more electromechanical Converter for scanning the respective measured variable (actual value) of the test object and an electro-mechanical one Converter for scanning the comparative value (setpoint) of a masterpiece or the like, whereby the The sensitivity of the transducers depends on their electrical excitation.

Es ist in der Technik der Längenmessung unter Verwendung von elektromechanischen Wandlern, z. B. induktiven Feinmeßtastern, erforderlich, den Sollwert, die Meßwertvergrößerung und die Toleranzgrenzen einzustellen. Bei einer bekannten Verfahrensweise werden die Sollwerte eingestellt über feste Signalspannungen, die an einem Potentiometer einstellbar sind. Eine weitere bekannte Verfahrensweise besteht darin, daß die Meßspannung eines zweiten Wandlers, der ein Meisterstück oder irgendeine andere feste Bezugsgröße antastet, als Sollwert dem ersten Meßwandler entgegengeschaltet wird. Schließlich besteht eine weitere bekannte Verfahrensweise darin, daß die elektrischen Eigenschaften des Wandlers durch elektrische Mittel, z. B. einen einstellbaren Kondensator, so verändert werden, daß die mechanisch-elektrische Kennlinie verschoben wird und die dem Sollwert entsprechende Signalspannung an einer anderen Stelle des Meßbereichs erzeugt wird.It is in the technique of length measurement using electromechanical transducers, z. B. inductive precision probes, required the setpoint, the measured value magnification and the tolerance limits to adjust. In a known procedure, the setpoints are set via Fixed signal voltages that can be set on a potentiometer. Another known practice is that the measurement voltage of a second transducer, which is a masterpiece or some another fixed reference value is probed, as the setpoint value is connected to the first transducer. Finally, another known procedure is that the electrical properties of the Converter by electrical means, e.g. B. an adjustable capacitor, can be changed so that the mechanical-electrical characteristic is shifted and the signal voltage corresponding to the setpoint is generated at another point in the measuring range.

Bei diesen bekannten Verfahrensweisen und den dafür bekannten Anordnungen wird die Meßwertübersetzung oder Empfindlichkeit üblicherweise von Hand eingestellt an Stufenschaltern oder auch automatisch in Stufen, abhängig vom Meßwert. Dabei werden als Einstellmittel vorzugsweise Widerstände oder Leitwerte verändert, die in geeigneter Weise im Signalfluß angeordnet sind. Bei den bekannten Anordnungen wird die Lage der Toleranzgrenzen relativ zum Sollwert und zueinander nach zwei Verfahrensweisen eingestellt, die wiederum auf Verändern von elektrischen Mitteln wie Widerständen, Kondensatoren und Induktivitäten beruhen. Es werden einerseits die Toleranzgrenzen innerhalb eines festen Meßbereichs verschoben, z. B. in gleichen Abständen verteilt im Anzeigebereich. Dabei wird ihr Abstand untereinander in bezug auf die Meßgröße durch Verändern der Meßwertübersetzung eingestellt und ihre Lage in bezug auf den Sollwert durch das bereits genannte Verschieben des Sollwerts verändert.In these known procedures and the arrangements known for them, the measured value translation or sensitivity usually set manually on multiple switches or automatically in steps, depending on the measured value. Resistances are preferably used as setting means or conductance values changed, which are arranged in a suitable manner in the signal flow. In the known arrangements the position of the tolerance limits relative to the nominal value and to each other according to two procedures set, which in turn is based on changing electrical means such as resistors, capacitors and inductances are based. On the one hand, the tolerance limits are within a fixed measuring range moved, e.g. B. evenly spaced in the display area. Thereby their distance from one another set in relation to the measured variable by changing the measured value translation and their The position in relation to the setpoint is changed by the aforementioned shifting of the setpoint.

In der Längenmeßtechnik tritt nun häufig die Aufgabe auf, in einem Arbeitsgang verschiedene Maße mit unterschiedlichen Meßwertübersetzungen, Sollwerten und Toleranzen nacheinander von dem Meßgerät auswerten zu können. Es ist dabei bereits bekanntgeworden, das Meßgerät zu programmieren und für jede Messung die richtigen Sollwertempfindlichkeits- und Toleranzkombinationen abzurufen. Diese bekannten Anordnungen gestatten es, eine begrenzte Zahl von Sollwertempfindlichkeits-Toleranzkombinationen zu verwenden und ermöglichen schon die selbsttätige Überwachung von Meßwerten, die einer begrenzten Zahl diskreter Sollwerte fähig sind. Es haben jedoch sämtliche geschilderte bekannten Verfahren bzw. Anordnungen den entscheidenden Nachteil, daß sie auf eine stufenförmige Nach- oderIn length measurement technology, the task now often arises of different dimensions in one operation with different measured value translations, target values and tolerances one after the other from the measuring device to be able to evaluate. It has already become known to program the measuring device and to call up the correct setpoint sensitivity and tolerance combinations for each measurement. These known arrangements allow a limited number of target value sensitivity tolerance combinations to use and already enable the automatic monitoring of measured values that are capable of a limited number of discrete setpoints. However, all of the known ones described have Process or arrangements have the decisive disadvantage that they are based on a step-shaped post or

Einstellung der Wandler-Kenndaten beschränkt sind ^l; und daß für diese stufenförmige Nach- oder Einstellung ein relativ großer Aufwand erforderlich ist. Zum anderen ist es mit Hilfe der bekannten Einrichtungen 5 und Verfahren nicht möglich, eine selbsttätige Überwachung von Prüflingen durchzuführen, deren Sollwerte in einem weiten Bereich kontinuierlich verteilt sind und deren Empfindlichkeit oder deren Toleranzgrenzen in direkter Beziehung zu diesen Sollwerten ίο stehen.Setting the converter characteristics are limited ^l; and that a relatively large effort is required for this step-like readjustment or setting. On the other hand, it is not possible with the aid of the known devices 5 and methods to carry out an automatic monitoring of test objects whose setpoints are continuously distributed over a wide range and whose sensitivity or their tolerance limits are directly related to these setpoints ίο.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der 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. Dabei soll der geschilderte größere Aufwand der bekannten An-Ordnungen vermieden werden. Es soll ein Signal erzeugt werden, das nur von der relativen Längenabweichung des gemessenen Prüflings abhängt. Die Meßwertanzeige und die Toleranzgrenzen sollen auf die relative Meßwertabweichung vom Sollwert bezogen werden.The invention is based on the object of creating an arrangement of the type specified at the beginning, in which an automatic monitoring of test objects, their setpoint values continuously in a wide range are distributed, is made possible and the sensitivities and the location of tolerance limits can be set automatically and continuously depending on the setpoint. It should the described greater effort of the known arrangements can be avoided. It is supposed to generate a signal that only depends on the relative length deviation of the measured test object. The measured value display and the tolerance limits should refer to the relative measured value deviation from the target value will.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß sämtlichen Wandlern zur Erzeugung gleicher Empfindlichkeit die gleiche elektrische Erregung zugeführt wird und daß der Vergleichswandler mit dem die Erregung liefernden Schaltungselement in einem Regelkreis derart angeordnet ist, daß das Ausgangssignal des Vergleichswandlers unabhängig von der Meßgröße konstant gehalten wird.This is achieved according to the invention in that all converters for generating the same Sensitivity the same electrical excitation is supplied and that the comparison transducer with the the excitation supplying circuit element is arranged in a control loop such that the output signal of the comparison transducer is kept constant regardless of the measured variable.

Dadurch wird erreicht, daß die Signalspannungen der Wandler die Abweichung von der Sollänge, die dem Vergleichswandler aufgegeben wird, mit einer Empfindlichkeit oder Meßwertübersetzung angeben, die von der Sollänge abhängt. Dabei kann dann die Sollänge jeden beliebigen Wert im Meßbereich der elektromechanischen Wandler annehmen. Es wird dadurch der Vorteil erzielt, daß für jede beliebige Sollänge und eine zweite von der Sollänge geringfügig abweichende Meßlänge 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 Warngrenzen zur automatischen Toleranzüberwachung für alle Sollängen an der gleichen Stelle liegen können. Dies ist ganz besonders wichtig bei einer Anwendung der Anordnung nach der Erfindung für.die Überwachung von Bearbeitungsmaschinen für 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 Abhängigkeit bei vollständig kontinuierlicher Einstellung auf die jeweilige Sollänge von besonderer Bedeutung.It is thereby achieved that the signal voltages of the transducers the deviation from the nominal length, the is given to the comparison transducer, specify with a sensitivity or measured value translation, which depends on the desired length. The nominal length can then be any value in the measuring range of the adopt electromechanical converter. It has the advantage that for any Nominal length and a second measuring length which differs slightly from the nominal length, the generated output signal is always proportional to the relative difference in length, so that for the same relative deviations the display of the measurement result is always the same and the warning limits influenced by the measurement result to the automatic Tolerance monitoring for all nominal lengths can be in the same place. This is whole particularly important when using the arrangement according to the invention for the monitoring of Processing machines for foils and in particular for printing machines. In terms of automation such processing machines is the automatic setting achieved by the invention Sensitivity and tolerance limits and the relative dependence achieved with completely continuous Adjustment to the respective nominal length is of particular importance.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das die Erregung liefernde Schaltungselement ein durch das Ausgangssignal des Vergleichswandlers steuerbarer Oszillator. Zweckmäßig werden dabei elektromechanische Wandler mit gleicher Weg-Spannungs-Kennlinie verwendet.According to one embodiment of the invention, the circuit element providing the excitation is a through the output signal of the comparator converter controllable oscillator. Electromechanical ones are expedient Converters with the same displacement-voltage characteristic are used.

Ein besonders zweckmäßiger und einfacher Aufbau der Anordnung nach der Erfindung wird nach einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung da-A particularly useful and simple structure of the arrangement according to the invention is after a further embodiment of this invention there-

durch erreicht, daß ein sowohl mit dem Ausgangsverstärker des Vergleichswandlers als auch mit einer Konstantspannungsquelle verbundener amplitudensteuerbarer Oszillator beim Abweichen der Ausgangsspannung des Verstärkers von der vorgegebenen Konstantspannung derart nachgesteuert wird, daß die Ausgangsspannung stets gleich der Konstantspannung der Konstantspannungsquelle ist,"und daß von dem Oszillator allen elektromechanischen Wandlern die gleiche Erregung zugeführt wird sowie das Anzeigeinstrument zwischen dem Ausgang des Verstärkers des Meßwertwandlers und dem Ausgang der Konstantspannungsquelle geschaltet ist. Der Vergleichswandler liefert somit für alle möglichen Solllängen stets eine feste der Konstantspannung gleiche Ausgängsspannung. Ebenso ist die Ausgangsspannung der übrigen Meßstellen oder Wandler dann gleich dieser Spannung, wenn die gemessenen Längen gleich der Sollänge sind. Da die Empfindlichkeit der elektromechanischen Wandler proportional zur elekfrischen Erregung ist, ist für kleine Abweichungen der gemessenen Länge von der Sollänge die Abweichung der zugehörigen Ausgangsspannung von der Konstantspannung proportional zur relativen Längenabweichung. Es wird also mit dieser Anordnung der bereits eingangs geschilderte Vorteil erzielt, daß für jede beliebige Sollänge und eine zweite von der Solllänge geringfügig abweichende Meßlänge die Ausgangsspannung stets proportional zum relativen Längenunterschied ist, so daß für gleiche relative Abweichungen die Anzeige des Meßergebnisses stets gleich ist.achieved by that one with both the output amplifier of the comparison converter and with a Constant voltage source connected to an amplitude controllable oscillator when the output voltage deviates of the amplifier is readjusted from the given constant voltage in such a way that that the output voltage is always equal to the constant voltage of the constant voltage source, "and that the same excitation is supplied from the oscillator to all electromechanical transducers as well the display instrument between the output of the amplifier of the transducer and the output the constant voltage source is switched. The comparison converter therefore delivers for all possible nominal lengths always a fixed output voltage equal to the constant voltage. The same is true of the output voltage of the other measuring points or transducers then equal this voltage if the measured lengths are equal to the nominal length. Since the sensitivity of the electromechanical transducer is proportional to the electrical Is excitation, is the deviation for small deviations in the measured length from the nominal length the associated output voltage from the constant voltage proportional to the relative length deviation. So it is achieved with this arrangement of the advantage already described that for any desired desired length and a second measuring length which differs slightly from the desired length is the output voltage is always proportional to the relative difference in length, so that for the same relative deviations the display of the measurement result is always the same.

In der Zeichnung ist an Hand eines Blockschaltbilds ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung dargestellt.In the drawing, an exemplary embodiment of the arrangement is shown on the basis of a block diagram of the invention shown.

In dem Blockschaltbild stellt 1 die Vergleichs- -meßstelle mit dem Vergleichswandler in Gestalt eines induktiven Feinmeßtasters zur Sollängenmessung dar. Mit Hilfe der Meßstelle 2 mit dem Meßwertwandler, ebenfalls einem induktiven Feinmeßtaster, wird die jeweilige Istlänge zur Vergleichsmessung gemessen. Die Ausgangssignale des Vergleichswandlers 1 und des Meßwertwandlers 2 werden jeweils über einen zugehörigen Meßverstärker 3 bzw. 4 mit phasenempfindlicher Gleichrichtung geleitet. 5 bezeichnet den amplitudensteuerbaren Oszillator. Die Konstantspannungsquelle 6 liefert die Konstantspannung. Mit 7 ist ein Anzeigeinstrument bezeichnet, das zwischen dem Ausgang des Verstärkers 4 des Meßwertwandlers 2 und dem Ausgang der Konstantspannungsquelle 6 eingeschaltet ist.In the block diagram, 1 represents the comparison measuring point with the comparison transducer in the form of a inductive precision probe for nominal length measurement. Using measuring point 2 with the transducer, also an inductive precision probe, the respective actual length is measured for comparison measurement. The output signals of the comparison transducer 1 and the transducer 2 are each via a associated measuring amplifier 3 or 4 with phase-sensitive rectification. 5 designated the amplitude controllable oscillator. The constant voltage source 6 supplies the constant voltage. With 7 is a display instrument, which is between the output of the amplifier 4 of the transducer 2 and the output of the constant voltage source 6 is switched on.

Der Feinmeßtaster 1 der Vergleichsmeßstelle, der zugehörige Verstärker 3, der amplitudensteuerbare Oszillator 5 und die Konstantspannungsquelle 6 stellen einen Regelkreis dar, der die zur Vergleichsmeßstelle gehörende Ausgangsspannung U1 des Verstärkers 3 stets auf die Konstantspannung Uc der Konstantspannungsquelle 6 regelt.The precision probe 1 of the comparison measuring point, the associated amplifier 3, the amplitude-controllable oscillator 5 and the constant voltage source 6 represent a control circuit which always regulates the output voltage U 1 of the amplifier 3 belonging to the comparison measuring point to the constant voltage Uc of the constant voltage source 6.

Vergrößert sich infolge Änderung der Sollänge die Auslenkung des Feinmeßtasters der Vergleichsmeßstelle 1, dann wird die Amplitude der Ausgangsspannung des Oszillators 5 durch die Konstantspannung der Konstantspannungsquelle 6 sofort so weit herabgesetzt, bis die Einstellung Ul = Uc wieder erreicht ist. Die beiden Feinmeßtaster 1 der Vergleichsmeßstelle und 2 der eigentlichen Meßstelle weisen die gleiche Weg-Spannungs-Kennlinie auf. Infolge der erzielten gleichen elektrischen Erregung durch den Oszillator 5 für beide Meßstellen, Wandler oder Feinmeßtaster 1 und 2 wird erreicht, daß bei Messung der Sollänge am Feinmeßtaster 2, also am Meßwertwandler, die .Ausgangsspannung des zugehörigen Verstärkers 4 U 2 = Uc ist. Da das Anzeigeinstrument 7 zwischen den Ausgang des Verstärkers 4 des Meßwandlers 2 und den Ausgang der Konstantspannungsquelle 6 eingeschaltet ist, empfängt es einerseits U 2 und andererseits Uc und zeigt nur Abweichungen der zu messenden Länge von der Solllänge an.If the deflection of the precision probe of the comparison measuring point 1 increases as a result of a change in the nominal length, then the amplitude of the output voltage of the oscillator 5 is immediately reduced by the constant voltage of the constant voltage source 6 until the setting Ul = Uc is reached again. The two precision probes 1 of the comparison measuring point and 2 of the actual measuring point have the same displacement-voltage characteristic. As a result of the same electrical excitation achieved by the oscillator 5 for both measuring points, transducers or precision probes 1 and 2, it is achieved that when measuring the target length on precision probe 2, i.e. on the transducer, the output voltage of the associated amplifier 4 is U 2 = Uc . Since the display instrument 7 is connected between the output of the amplifier 4 of the transducer 2 and the output of the constant voltage source 6, it receives U 2 on the one hand and Uc on the other hand and only shows deviations of the length to be measured from the target length.

Die Empfindlichkeit nimmt bei der beschriebenen Schaltungsanordnung mit wachsender Sollänge ab, da gleichzeitig die elektrische Erregung mit Hilfe des oben geschalteten Regelkreises herabgesetzt wird. Für kleine Abweichungen ist die Anzeige des Instruments 7 proportional zur relativen Längenabweichung am Meßwertwandler 2 gegenüber dem Vergleichswandler 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 Sollänge erreicht.In the circuit arrangement described, the sensitivity decreases with increasing nominal length, because at the same time the electrical excitation is reduced with the help of the control circuit connected above. For small deviations, the display of the instrument 7 is proportional to the relative length deviation at the transducer 2 compared to the comparison transducer 1. In practical use the circuit arrangement switches on a jointly acting with the pointer deflection of the instrument 7 Limit contact, regardless of the nominal length, always with the same relative length deviation Warning signal on. It thus becomes the desired automatic and continuous adjustment of the sensitivity and the location of tolerance limits depending on the target length.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for measuring the relative measured value deviation of a test object from a given one Reference value for comparison, especially for monitoring the relative thickness deviations of foils or the like, using one or more electromechanical transducers for scanning the respective measured variable (actual value) of the test item and an electromechanical converter for scanning the comparison value (target value) of a masterpiece or the like, whereby the sensitivity the converter is dependent on their electrical excitation, characterized by that all transducers (1, 2) to generate the same sensitivity have the same electrical Excitation is supplied and that the comparison transducer (1) with the one delivering the excitation Circuit element (5) is arranged in a control loop such that the output signal of the Comparison transducer is kept constant regardless of the measured variable.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the supplying the excitation Circuit element an oscillator controllable by the output signal of the comparison transducer (1)

(5) is.

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that a with both the Output amplifier (3) of the comparison converter (1) as well as with a constant voltage source

(6) connected amplitude controllable oscillator (5) if the output voltage (U 1) of the amplifier (3) deviates from the given constant voltage (Uc) is readjusted in such a way that the output voltage (U 1) is always equal to the constant voltage (Uc) of the constant voltage source ( 6), and that of the oscillator (5) all electromechanical converters (1, 2)

the same excitation is supplied as well as the indicating instrument (7) between the output of the The amplifier (4) of the transducer (2) and the output of the constant voltage source (6) are connected is.

1 sheet of drawings