DE1548215C - Anordnung zur Messung der relativen Meßwer'abweichung eines Prüflings von einem vorgegebenen Verleichssollwert - Google Patents

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 Ver-Wendung eines oder mehrerer elektromechanischer Wandler zur Abtastung der jeweiligen Meßgröße (Istwert) des Prüflings und eines elektro-mechanrschen Wandlers zur Abtastung der Vergleichsgröße (Sollwert) eines Meisterstücks od. dgl., wobei die Empfindlichkeit der Wandler abhängig ist von deren elektrischen Erregung.

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 Signal-Spannung an einer anderen Stelle des Meßbereichs erzeugt wird.

Bei diesen bekannten Verfahrensweisen und den dafür bekannten Anordnungen wird die Meßwert-Übersetzung 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 An-Ordnungen 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 Läge in bezug auf den Sollwert durch das bereits genannte Verschieben des Sollwerts verändert.

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 Toleranzkombinationcn abzurufen. Diese bekannten Anordnungen gestatten es, eine begrenzte Zahl von Sollwcrtempfindlichkeits-Toleranzkombinationen zu verwenden und ermöglichen schon die selbsttätige Überwachung von Meßwerten, die einer begrenzten Zahl diskreter Sollwerte fähig sind.

Ils lijiben jedoch sämtliche geschilderte bekannten Verführen bzw. Anordnungen ilen entscheidenden Nachteil, daß sie auf eine stufenförmige Nach- oder Einstellung der Wandler-Kenndaten beschränkt sind und daß für diese stufenförmige Nach- oder Einstellung ein relativ großer Aufwand erforderlich ist. Zum anderen ist es mit Hilfe der bekannten Einrichtungen 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 stehen. , . . ·'

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 Anordnungen 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.

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.

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.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das die Erregung liefernde Schaltungsclement ein durch das Ausgangssignal des Vcrgleichswandlers steuerbarer Oszillator. Zweckmäßig werden dabei elektromcchunischc Wandler mit gleicher Weg-Spannungs-Kcnnlinie verwendet.

Ein besonders zweckmäßiger und einfacher Aufbau der Anordnung nach der Erfindung wird nach einer weiteren Atisfiihrungsfonu dieser Erfindung da-

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 elektrischen 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.

In der Zeichnung ist an Hand eines Blockschaltbilds ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung dargestellt.

In dem Blockschaltbild stellt 1 die Vergleichsmeßstelle 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.

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 Ul des Verstärkers 3 stets auf die Konstantspannung Uc der Konstantspannungsquelle 6 regelt.

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 Ul=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 UI und andererseits Uc und zeigt nur Abweichungen der zu messenden Länge von der Solllänge an.

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.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. 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 elektromechanischen Wandlers zur Abtastung der Vergleichsgröße (Sollwert) eines Meisterstücks od. dgl., wobei die Empfindlichkeit der Wandler abhängig ist von deren elektrischen Erregung, dadurch gekennzeichnet, daß sämtlichen Wandlern (1, 2) zur Erzeugung gleicher Empfindlichkeit die gleiche elektrische Erregung zugeführt wird und daß der Vergleichswandler (1) mit dem die Erregung liefernden Schaltungselement (5) in einem Regelkreis derart angeordnet ist, daß das Ausgangssignal des Vergleichswandlers unabhängig von der Meßgröße konstant gehalten wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Erregung liefernde Schaltungselement ein durch das Ausgangssignal des Vergleichswandlers (1) steuerbarer Oszillator

(5) ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein sowohl mit dem Ausgangsverstärker (3) des Vergleichswandlers (1) als auch mit einer Konstantspannungsquelle

(6) verbundener amplitudensteuerbarer Oszillator (5) beim Abweichen der Ausgangsspannung (U 1) des Verstärkers (3) von der vorgegebenen Konstantspannung (Uc) derart nachgesteuert wird, daß die Ausgangsspannung (U 1) stets gleich der Konstantspannung (Uc) der Konstantspannungsquelle (6) ist, und daß von dem Oszillator (5) allen elektromechanischen Wandlern (1, 2)

die gleiche Erregung zugeführt wird sowie das Anzeigeinstrument (7) zwischen dem Ausgang des Verstärkers (4) des Meßwertwandlers (2) und dem Ausgang der Konstantspannungsquelle (6) geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen