DE1773034B2 - Messeinrichtung fuer geberstellungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Frfindung betrifft eine selbsttätige Meßeinrichtung für die Stellung von mehreren magnetischen Meßwertgebern, die vorzugsweise durch mcchanische Meßfühler zur Abtastung der Abmessungen von Werkstücken eingestellt werden ii> lire Stellung in elektrische Signale umsetzen, wie s vorzugsweise in Fertigungsstraßen mit einer Anzahl von verschiedenen Arbeitsstationen, und zwar wenigstens

^6{> in einer dieser Arbeitsstationen, verwendet wird.

Fabrikattonsanlagen dieser Art arbeiten mit einer die einzelnen Arbeitsstationen miteinander verbindenden Förderanlage, durch die z. B. mittels einer Förderkette Förderwagen, auf denen je ein Werkstück

⁶S befestigt ist, von einer Station zur nächsten Station befördert wird. In jeder Station wird das Werkstück einem anderen Fertigungsvorgang unterworfen und durchläuft so schrittweise in der richtigen Reihenfolge

!inen mehr oder weniger vollständigen Fabrikationsprazeß.

Ein wesentlicher Schritt in einem solchen Ferttlungsprozeß ist die Messung der Werkstück-Abmessungen. Sie soll während der normalen Aufenthaltsdauer des Werkstücks in einer Arbeitsstation beendet sein, so daß der Fortgang der Fertigung nicht unterbrochen wird.

Üblicherweise wird das Werkstück in einer Meßstation durch mechanische Meßfühler abgetastet, die mit mechanLch-elektrischen Wandlern verbunden sind, die ihrerseits das vom Meßfühler abgetastete Maß des Werkstückes in entsprechende elektrische Signale umwandeln. Eine elektronische Schaltung verwendet diese Signale zur Anzeige des Meßwertes und leitet sie gegebenenfalls zu weiterer Auswertung weiter.

Unter den verschiedenen Arten von mechanischelektrischen Wandlern werden die magnetischen Umsetzer bevorzugt verwendet, die eine Drehung oder so lineare Verschiebung durch eine entsprechende Änderung der Gegeninduktivität zwischen einer oder mehreren erregten Primärwicklungen und einer oder mehreren Sekundärwicklungen in ein elektrisches Signal umwandeln. Bei einer typischen Ausführung as eines magnetischen Umsetzers als Drehgeber ist der bewegliche Rotor mechanisch mit einem Meßfühler so verbunden, daß dessen linearer, das Werkstück abtastender Bewegung eine proportionale Rotordrehung entspricht. Auf dem feststehenden Stator ist z. B. die durch eine geeignete periodische (vorzugsweise Sinus-) Spannung erregte Primärwicklung angebracht und erzeugt in ihm ein geeignetes magnetisches Drehfeld, so daß in der Sekundärwicklung auf dem Rotor eine Spannung induziert wird, deren Phasenwinkel gegenüber der Primärspannung eine Funktion der Rotoidrehung ist. Die vom Meßfühler abgetastete und vom Drehgeber in eine Phasendifferenz umgewandelte Stellung des Werkstücks wird als Maßzahl ermittelt und angezeigt durch eine elektronische Schaltung zur Messung der der Linearbewegung des Meßfühlers proportionalen Phasenverschiebung.

Es ist bereits eine Mzbeinriuiiung dieser Art, z. B. durch das USA.-Patent 3 231 885, bekannt, bei der von einem hochfrequenten Impulsgenerator ein erster Zähler ständig gespeist wird, von dessen vorbestimmten Zäblimpulsen durch zwei unterschiedliche Verzögemngskreise zwei um 90° phasen verschobene niederfrequente Sinusspannungen abgeleitet werden, die ihrerseits als gemeinsame Speisespannungen für die Stator-Primärwicklungen aller magnetischen Drehgeber dienen. F.in NuHspannungs-Dctektor ermittelt nacheinander die NuIkI urchgünge einer primären Speisespannung und der in ihrer Phase stellungsabhängigen Rotor-Sekundärspannungen der Geber und steuert jeweils zwischen beiden Nulldurchgängen die Generatorimpulse in einen zweiten Zähler als Maß für die stellungsabhängige Phasenverschiebung der Sekundärspannutig des jeweiligen Gebers. Ein Zwischenspeicher übernimmt diesen Zählerstand des zweiten Zählers und g»bt ihn an eine Anzeigeeinrichtung und bzw. oder eine Datenverarbeitungsanlage weiter. Eine Kontrollschaltung für die Amplitudengleichheit der Geber-Speisespannungen, die Voraussetzung für richtige Phasenmessungen ist, prüft nach der Messung eines besonderen 45°-KontroUgebers, nh rler zweite Zähler den diesem 45°-Phasenwitikei entsprechenden vorbestimmten Soll-Xühlerstand erreicht hat oder nicht und steuert mittels der ResuKatspannung eine entsprechende Amplitudenkorrektur. Eine Kontrollschaltung für die genaue 90°-Phasenverschiebung zwischen den Geber-Speisespannungen als zweite Voraussetzung für ein exaktes magnetische^. Drehfeld und somit richtige Phasenmessungen prüft nach der Phasenmessung beider Speisespannungen, ob der zweite Zähler den ihrem 90°-Soll-Phasenwinkel entsprechenden vorbestimmten Zählerstand erreicht hat oder nicht und steuert mittels der Resultatspannung über einen variablen Verzögerungskreis eine entsprechende Phasenkorrektur.

Jeder Meßwert des zweiten Zählers ist also ein Maß für die augenblickliche Stellung des betreffenden Meßfühlers bzw. des Rotors des zugehörigen Gebers. Aufeinanderfolgende Meßwerte desselben Gebers lassen Stellungsänderungen des M^ßfühlers erkennen und ermöglichen so, die Abmessungen des Werkstücks zu ermitteln.

Eine Schalteinrichtung verbindet nacheinander die einzelnen Geber für die verschiedenen WerkstücVabmessu-igen sowie den 45°-Kontrollgeber und die beiden Speisespannungen mit der Meßschaltung. Dies bedeutet, daß die Meßwerte für einen bestimmten Geber nur in größeren Zeitabständen im zweiten Zähler bzw. im Zwischenspeicher zur Verfügung stehen können. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Meßeinrichtung ist, daß zwei Zähler benötigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Wiederholungsfrequenz der jedem Geber zugeordneten Messungen wesentlich zu erhöhen bei gleichzeitiger Verringerung des technischen Aufwandes und Erhöhung d;r Genauigkeit.

Die?e Aufgabe wird bei einer Meßeinrichtung der genannten Art durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:

a) ein einziger ständig von hochfrequenten Rechteckimpulsen eines Oszillators gespeiste.· Zähler, von dessen vorbestimmten Zählimpulse.i die zwei um 90" phasenverschobenen (Sinus-, Kosinus-) Speisespannungen für die Magnetgeber abgeleitet werden, zählt auch gleichzeitig die RechteckimpuUe des Oszillators zwischen dem 1. Nulldurchgang der resultierenden Speisespannung und aller stellungsabhängigen Geber-Sekundärspannungen und liefert ferner zwei vorbestimmte Zählimpulss zur Synchronisierung der NuIldurciigänge und zur Amplitudenregelung beider (Sinus-, Kosinus-) Speisespannungen;

b) jedem Geber ist ein gesonderter Nulldetektor zugeordnet, der während jedes Durchlaufs des Zählers den Nul'durchgang der Sekundärspannung seines Gebers ermittelt und die Übertragung des jeweiligen Zählerstandes in ein jedem Geber gesondert zugeordnetes Register mit zugehörigem Stellungsanzeiger steuert;

c) jedem einzelnen Register ist ein zusätzlicher Zähler fürVorvärts- und Rückwärtszählung mit einer Überlaufschaltung zugeordnet, die bei der Geberbewegung zwischen zwei Messungen über eine der der Kapazitätsgrenze des Registers entsprechende Stellung hinaus den Wechsel des Zählwertes in der höchsten (4.) Stelle des Registers aus einem vorbestimmten Bereich unterhalb dieser Kapazitätsgren/e in einen vorbestimmten Bereich oberhalb derselben oder umgekehrt cmittelt und durch einen Zählimpuls mit

einem der Richtung dieses Wechsels entsprechenden Vorzeichen im zusätzlichen Zähler registriert;

d) die beiden um 90° phasenverschobenen (Kosinus-, Sinue Speisespannungen werden durch positive und negative 45°-Phasenverschiebung mittels zweier 45°-Phasensteuerungen aus der sinusförmigen Ausgangsspannung eines Filters gewonnen;

e) von den zwei vorbestimmten Zählimpulsen des Zählers wird eine symmetrische Rechteckspannung und aus dieser mittels des Filters eine phasengleiche Sinusspannung abgeleitet;

f) die Synchronisierung der Nulldurchgänge der Speisespannungen erfolgt durch Abtastung der letzteren im Durchgangszeitpunkt durch die vorbestimmten Zählimpulse und Umwandlung der abgetasteten Spannungen in Korrekturspannungen zur Beeinflussung der 45°-Phasensteuerungen mittels Synchronkontroll-Schaltungen·

g) die Amplitudenregelung der Speisespannungen

enthält ein allen Stationen gemeinsames Förderbett 10, in dem eine Förderkette 11 läuft, die ihrerseits ^ej^ne" Förderwagen 12 mitnimmt, auf dem ein Werkf ^uck„¹³ .^befestlS^l ist Gle.chzeUig bewegen sich wei-

^{s tere} förderwagen mit Werkstucken durch die Ferögungsstraße, jedoch ist der Einfachheit halber nur ^ gerade in der vorderen Station befindliche Fordüfwagen dargestellt. Diese Station kann, wie gezeichnet, nur als Meßstation ausgestaltet sein oder gleichzeitig auch noch andere Arbeitsvorgänge ausführen.

Das auf diesem Förderwagen 12 befestigte Werkstück 13 wird in drei den Koordinaten entsprechenden Richtungen von drei Meßfühlern 14,15 und 16

»5 abgetastet, die mittels dreier durch die Motore 20. 21 ""d ²² angetriebener Schraubenspindeln in bekannter Weise mit den betreffenden Werkstück-Oberflächen in Berührung gebracht werden. Die Stellungen dieser Meßfühler 14 bis 16 werden mittels mecMnisch-elek-

*° Irischer Wandler für lineare Bewegungen in der Form

renzspannungen in Korrekturspannungen zur Beem-

h) die Magnetgeber sind von der bekannten Schieberart für lineare Bewegung einer Wicklung.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung an Hand von Zeichnungen beschrieben. Von letzteren ist

F i g. 1 perspektivische schematische Zeichnung einer Fertigungsstraße mit mehreren Arbeitsstationen, davon eine teilweise im Schnitt mit einem Teil der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung,

Fig. 2 Aufrißeines Teilschnitts durch Fig. ί,

F i g. 3 Blockschaltung der vollständigen Meßeinrichtung,

F i g. 4 schematische Zeichnung eines magnetischen Meßwertgebers für lineare Bewegung,

F i g. 5 a Blockschaltung des Zählers mit zugehörigen Steuerungen in F i g. 3,

F i g. 5 b Blockschaltung der Entschlüsselung in F i g. 5 a,

F i g. 5 c Blockschaltung der Steuerung für die hohen Zählerstellen in F i g. 5 a,

F i g. 6 a Blockschaltung des Kosinusverstärkers mit zugehöriger Steuerung in Fig. 3,

Fig. 6b Schaltbild des Verstärkers in Fig-6a,

Fig. 6c Schaltbild der 45^C-Phasensteuerung in F i g. 6 a,

Fig. 6d Schaltbild der Synchronkontrolle in F i g. 6 a,

Fig. 6e Schaltbild der Amplitudenkontrolle in F i g. 6 a,

F i g. 7 Schaltbild des Filters in F i g. 3,

F i g- 8 Schaltbild eines Nulldetektors (X) in F i g. 3,

F i g. 9 a Zeitdiagramm der Oszillator- und Zählerspannungen,

F i g. 9 b Zeitdiagramm der Speisespannungen für die Geber und der sie erzeugenden Spannungen.

Fig. 9c Zeitdia?ramm der in der Schaltung nach F i g. 5 c wirksamen Spannungen.

In Fig. 1 ist eine typische Fertigungsstraße mit mehreren Arbeitsstationen perspektivisch skizziert, von denen jede Station einen oder mehrere Fabrikationsvorgänge durchführt. Die Fertigungsstraße besteht ebenso wie die beiden anderen Geber 18 und _{n aus dner} f_eststehenden langgestreckten Sekundärwicklung mit den Zuleitungen 40 und 41 und aus einer als beweglicher, kurzer, mit dem Meßfühler 14 verbundener Schlitten ausgebildeten zweiteiligen Primärwicklung mit den vier Zuleitungen 42, 43, 44 und 45.

Eine schematische Zeichnung dieses magnetischen Gebers 17 des handelsüblichen Schlittentyps zeigt F i g. 4. Wie beim eingangs genannten Drehgeber zur Erzeugung des magnetischen Drehfeldes sind beim Schlittengeber zur Erzeugung eines linear wandernden Magnetfeldes ebenfalls zwei räumlich versetzte Speisewicklungen mit entsprechender Phasenverschiebung, vorzugsweise von 90°, in Form der zweiteiligen beweglichen Primärwicklung erforderlich. Dementsprechend wird die eine Primärwicklung über die An-Schlüsse 42 und 43 mit einer Kosinusspannung und die zweite Primärwicklung über die Anschlüsse 44 und 45 mit einer um 90° phasenversetzten Sinusspannung gespeist. Der Sekundärwicklung kann dann übei ihre Anschlüsse 40 und 41 eine Spannung entnommen werden, deren Phasenwinkel gegenüber der Speisespannungen eine Funktion der Stellung dei Primärwicklungen gegenüber der Sekundärwicklung und somit auch ein Maß für die Stellung des zugehö rigen Meßfühlers 14 ist.

Zur Erzeugung und Auswertung der Spannungei der drei Meßwertgeber 17 bis 19 Klient die Gesamt schaltung nach F i g. 3. Die mit den Gebern 17 bis 1' verbundenen Meßfühler 14 bis 16 verursachen bei de Abtastung der entsprechenden Werkstück-Kuordina ten λ', Y und Z diesen proportionale Phasenverschie bungen zwischen der. Ausgangs- und Eingangsspan nungen der Geber. Die Kosinus- und Sinuseingangs spannungen werden den drei Gebern 17, 18 und 1 gemeinsam über die Leitungspaare 42, 43 bzw. 4* 45 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Gebers 1 gelange über die Leitungen 4(i. 41 zum Vorverstärkf für die .Y-Koordinate und von diesem über Leiruri 80 zum Nulldetektor X Letzterer stellt den Durcl gang der Ausgangsspannung des Gebers 17 durc

7 8

einen bestimmten Ws:rt, vorzugsweise Null, fest und Meßeinrichtung sei am Gebrauch z. B. des Meßfüh-

erzeugt in diesem Augenblick einen Impuls »Null A"« lers 14 und Gebers 17 kurz erläutert. Es wird ange-

auf seiner AusgangsliMtung319. In gleicher Art sind nommen, daß der Meßfühler 14 das Werkstück 13

auch die Geber 18 und 19 geschaltet. nach F i g. 1 und 2 zuerst an seiner äußersten linken

Ein O:-illator30 speist über Leitung 328 einen 5 Begrenzungsfläche berührt und anschließend zur Beelektronischen Schrittzähler 50 mit hochfrequenten ruh rung mit der ihr gegenüberliegenden rechten Be-Rechteckimpulsen. Die Kapazität des Zählers 50 ist grenzungsfläche gebracht wird. Dadurch werden die beliebig wählbar, sei aber beispielsweise i..it 10000. beiden Primärwicklungen des Gebers 17 zunächst in also dezimal vierstellig, angenommen, wonach die eine entsprechende linke und danach in eine rechte Zählung mit 1 wieder neu beginnt. Der Zähler erzeugt to Stellung gebracht, in denen die Ausgangsspannunc an der Ausgangsleitung 314 eine Rechteckspannung der Sekundärwicklung des Gebers 17 gegenüber den mit Nulldurchgängen bei den Zählerständen 0 und Kosinus- bzw. Sinusspeisespannungen der Primär-5000 (vgl. Fig. 9 b), aus der ein nachgeschalteter wicklungen und somit auch gegenüber deren resultie-Filter 32 eine sinusförmige Spannung mit denselben render Spannung, die denselben zeitlichen Verlauf Nulldurchgängen aussiebt und zwecks Erzeugung der 15 hai wie die aus der Rechteckspannung gewonnene beiden um 90 phaüenverschobenen Speisespannun- Filterspannung (vgl. Fig. 9b). entsprechend untergen für die Meßwertgeber 17 bis 19 über die Leitung schiedlich phasenverschoben ist. Während der erste 327 einem Kosinusverstärker mit Steuerungen 33 so- Nulldurchgang der Filterspannung beim Zählerstand 0 wie einem Sinusverstärker mit Steuerungen 34 zu- liegt, erfolgt derjenige der phasenverschobenen Seführt. Da die beiden Speisespannungen gegenüber der 20 kundärspannung in der ersten Stellung des Gebers 17 Ausgangsspannung des Filters 32 mit Nulldurchgän- etwas später, angenommen beim Zählerstand 7500. gen bei den Zählerständen 0 und 5000 um f 45 In diesem Augenblick ermittelt der Nulldetektor 311 bzw. 45 phasenverschoben sein sollen, liefert der (Fig· 3) den Nulldurchgang und erzeugt einen kurzen Zähler 50 an die erzeugenden Verstärkerschaltungen Null-A^-Impuls, der über die Leitung 319 mittels der 33 und 34 noch weitere Steuerimpulse, die jeweils 25 UND-Schaltung 322 die Übertragunc dieses Zählereinem Nulldurchgariig der einen Speisespannung und Standes in das Register 325 X, in den Stellungsanzeigleichzeitig einem Scheitelpunkt der anderen Speise- ger326A' und gegebenenfalls auch noch in eine Daspannung entsprechen, nämlich beim Zählerstand tenvcrarbeitungsaiilage bewirkt. So lange wie der 1250 einen Impuls über die Leitung 316 und beim Meßfühler 14 seine Stellung beibehält, wird bei jedem Zählerstand 3750 einen Impuls über die Leitung 315 30 weiteren Nulldurchgang der Sekundärspannung der-(vgl. Fig. 9b). Im weiteren Verlauf der Speisespan- selbe Zählerstand 7500 erneut in das Register 325 X nungen liegen weitere Nulldurchgänge und Scheitel- und den Stellungsanzeiger 326 X übertragen, punkte noch bei den Zählerständen 6250 und 8~50. Wenn nun der Meßfühler 14 zur Berührung mit

Der Zähler 50 ist ferner über Mehrfach-UND- dem Werkstück in der gegenüberliegenden zweiten Schaltkreise 322. 323 und 324 mit drei Registern 325 35 Stellung gebracht wird, so vergrößert sich auch die verbunden, die den Meßkoordinaten X, Y und Z zu- Phasenverschiebung der Sekundärspannung entspregeordnet sind. Die UND-Kreise 322 bis 324 werden chend, so daß ihr Nulldurchgang noch später, angedurch einen Impuls »Null λ'« bzw. »Null Y« bzw. nommen beim Zählerstand 9500, erfolgt. Der NuIl- »Null Z« über die Leitungen 319. 320 bzw. 321 zur detektor 311 arbeitet also jetzt erst bei diesem Zähler-Übertragung des augenblicklichen Zählerstandes aus 40 stand und überträgt ihn in der vorbeschriebener dem Zähler 50 in das zugehörige Register 325X bzw. Weise in das Register 325 Λ', den Stellungsanzeige! 325 7 bzw. 325 Z wirksam gemacht, wenn der züge- 326 X und das Datenverarbeitungssystem. Die Überordnete Nulldetektor 311, 312 oder 313 einen Null- tragung dieses Wertes erfolgt erneut bei jedem Zähdurchgang der dem Meßwert proportional phasenver- lerdurchlauf, solange wie die zweite Fühler- bzw schobenen Sekundärspannung seines Gebers 17, 18 45 Geberstellung unverändert bleibt. Die gesuchte X-Ab oder 19 feststellt. Da der Zähler 50 zu zählen beginnt messung des Werkstücks 13 ist dann die Differen; (Zählerstand 1), wenn die resultierende Spannung beider angenommener Meßwerte 9500 und ^500, alsc beider primären Speisespannungen (Kosinus und 200, und kann aus Ablesungen dieser beiden Anzei Sinus) durch Null geht (vgl. Fig. 9b), ist der im Re- gen des Stellungsanzeigers 326 X von einem Bediene gister festgehaltene Zählerstand beim gleichsinnigen 5° gebildet oder besser durch die angeschlossene Daten Nulldurchga^g der Sekundärspannung unmittelbar Verarbeitungsanlage berechnet werden. Wenn die Ka ein Maß für deren Phasenverschiebung und somit für pazität 10000 des Zählers 50 einem Weg des Meß die augenblickliche Stellung des betreffenden Meß- fühlers 14 von 1 Meter entspricht, dann beträgt da fühleTsl4, 15 oder 16. Der Registerinhalt bleibt bis Maß^ des Werkstücks im angenommenen Fall 20 crr zum nächsten Nulldurchgang der Sekundärspannung 55 Der in F i g. 3 strichpunktiert umrandete Schal des zugeordneten Gebers erhalten, bei dem das Re- tungsteil 31, der den Zähler 50 mit zugehörige pister wieder einen der gegebenenfalls geänderten Steuerunren umfaßt, ist in Fig. 5a genauer darge Geberstellung entsprechenden Zählenvert übernimmt. stellt. Der Zähler ist hier aufgegliedert in den eigen Wenn die Durchlauffrequenz des Zählers 50 penü- liehen Zähler 50 und eine ihm r.achgeschakete En gend hoch gewählt wird, folgt der Reaisterinhalt also ^6o schlüsselungsschaltung 55, die je nur einmal benötij ai'ch schnellen Änderungen des Meßfühlers und des werden, unabhängig von der Anzahl der verwendete Gebers mit vernachlässigbarer Verzögerung. Zur Meßfühler bzw. Geber.

Sichtanzeige der Reeisterinhalte sind den Registern THe hohen Zählerstellen sind unterteil in dr

325 Stellungsanzeiger 326 X, 326 Y und 326 Z nach- höhere Repisterstellen 52 und eine zusehörige Steue

E^scha'tet. Zwecks weiterer Auswertung der Meß- ⁶5 schaltung 56. Der Stellungsanzeiger 3?6 ist untertd

werte können die Register auch noch mit einem Da- in einen Abschnitt 53 mit den vier niedrigen und i

tenverarbeitungssystem verbunden werden. mit den d-ei hohen Stellen. Die mehrteilige, dun

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen den Nul'-JT-Impuls des Nulldetektors 311 ?p*>wt

ο 1 ν ς

UND-Schaltung 319 der Fig. 3 ist in das Register

325 X der F i g. 5 a mit einbezogen.

Das Register 325 und die zugehörigen niedrigen Stellen 53 des St "llungsanzeigers 326, die hohen Zählerstellen 52 mil Steuerung 56 und die zugehörigen hohen Stellen 54 des Stellungsanzeigers 326 müssen für jeden Meßfühler bzw. Geber, d. h. für jeden benötigten Koordinatenmeßwert X, V und Z einmal, lilso im Falle des Ausführungsbeispiels dreimal vorhanden sein.

Der durch die Rechteckimpulse des Oszillators 30 Ständig fortgeschaltete Zähler 50 mit der angenommenen Dezimal-Kapazität 10 0(K) kann entweder ein reiner Binärzähler mit einem nachgeschaUeten Binär-Dezimal-Umsetzer oder ein Binär-Dezimal-Zähler mit vier binärkodierten Dezimalstellen oder ein reiner vierstelliger Dezimalzähler sein. Dasselbe gilt für die Art der hohen Zählerstellen 52. nur können diese durch Impulse auf zwei getrennten Leitungen 58 und 59 wahlweise vorwärts oder rückwärts geschaltet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind binärdezimale Zählerstellen mit je 4 Binärstellen (sogenannten Bits) mit den Wertigkeiten 1. 2. 4 und 8 (vgl. F i g. 0 a) angenommen.

Pie vier niedrigen Stellen des Zählers 50 sind über die in F i ?. 5 a nicht mehr gezeichneten, vom Null-Ä"-Impuls gesteuerten UND-Kreise mit den entsprechenden Stellen des Registers $25 X und auch der nicht dargestellten Register 325 Y und 325 Z sowie weiter mit den niedrigen Stellen 53 des Stellungsanzeigers

326 X verbunden. Außerdem werden die niedrigen Zählersielien 50 durch eine Entschlüsselungsschaltung 55 abgefühlt, die dem Kosinusverstärker mit Steuerang 33 und dem Sinusverstärker mit Steuerung 34 die schon genannten, zur Erzeugung der Speiserpannungen für die drei Meßwertgeber 17 bis 19 nötigen Steuerspannungen liefert.

Die mit Entschlüsselung bezeichnete Blockschaltung 55 aus F i g. 5 a ist in F i g. 5 b ausführlicher gezeichnet. Sie besteht aus dem eigentlichen Entschlußler 510. der die binären Verschlüsselungen in den vier Stellen des Zählers 50 abfühlt und in Dezimaiweite umformt. Bei der angenommenen Binär-Dezimal-A.usführung des Zählers besteht jeder der vier Zifferneingänge des Entschlüßlers 510 tatsächlich aus vier den Binärkomponenten 1. 2. 4 und 8 zugeordneten Leitungen.

Wenn bei der angenommenen dezimalen Zählerkapazität 10000 der Zählerstand den Wert 0 durchläuft, erzeugt der Entschlüßler 510 auf seiner Ausuancsleitung 0 einen kurzen Impuls, der einen bistabilen Kippkreis 511. kurz Flip-Flop (abgekürzt FF) genannt, an spinem Eingang S in den Zustand 1 umschaltet, in dem die Ausgangsleitung 314 hoher 1-Signalspannung führt. Beim Zählerstand 5000 liefert der Entschlüßler 510 über seine gleichnamige Ausganqsleitung 5000 einen kurzen Tmpuls an den Eingang R des Kippkreises 511, der dadurch¹ wieder in den Zustand 0 zurückgeschaltet wird, in dem die Leitung 314 niedrige O-Signalspannu:;g führt (vgl. Fis. 9 by Die so vom Kippkreis511 erzeugte symmetrische Rechteckspannung wird, wie schon bei F i a. ? erläutert, durch die Leitung 314 dem Filter 32 zugeführt.

Der Entschlüßler 510 erzeugt auf zwei weiteren Aussanssleitungen 316 und 315 je einen kurzen Impuls! wenn der Zählerstand den Wert 1250 bzw. 3750 durchläuft. Beide Steuerspannungen gelangen, wie bei F i g. 3 beschrieben und aus F i g. 5 a ersichtlich, an den Synchronisier- bzw. Entladungseingang des Kosinusverstärkers 33 und an den Entladungs- bzw. Synchronisiereingartg des Sinusverstäfkers 34.

Die in F i g. 5 a als Blockschaltung 56 gezeichneten Steuerungen für die hohen Zählerstellen 52 sind in F i g. 5 c genauer dargestellt. Nac'h F i g. 5 a wird der beim letzten Nulldurchj-ang der Sekundärspanüung des Gebers 17 durch einen Null·.Y-impuls aus dem

ίο Zähler 50 in die höchste (4.) Stelle des Registers 325 A' übertragene Stellenwert über Leitungen 57 zur Steuerschaltung 56 weitergeleitet. Nach Fig. 5 c gelangt dieser ζ B. binär verschlüsselte Ziffernwert Hort in einen Entschlüßler 51 2, der bei einem 5 übcrschreitenden Ziffernwert eine Ausgangsspannung >5 abgibt. Dieses >5-Signal bereitet zwei UND-Kreise 515 und 519 vor. War der ZifTernwert dagegen 5 oder kleiner, so bereitet der Entschlüßler 512 über die Inverter 575 und 514 d:e UND-Kreise 516 bzw. 518

ao vor.

Der genannte Null-A'-Impuls betätigt über Leitung 319 einen monostabikn Kippkreis 520 (auch Single Shot genannt), der einen Rechteckimpuls abgibt, dessen Dauer etwa dem halben Zeitabstand zweier aufeinanderfolgender Null-X-Impulse entspricht. Über einen Inverter 513 betätigt die Rückflanke dieses Rechteckimpulses einen zweiten monostabilen Kippkreis 595. der jedoch einen nur kurzen Impuls über Leitung 596 an die zweiten Eingänge der UND-Kreise 515 und 516 legt und den jeweils vorbereiteten dieser beiden UND-Kreise betätigt (vgl. Fi g. 9 c). War nun der zuletzt in die höchste Stelle des Registers 325 X übertragene Wert >5. so hat der Entschlül.Mer 512 den UND-Kreis 515 vorbereitet, so daß letzterer eine halbe Durchlaufzeit d -s Zählers danach den Ausganpsimpuls des Kippkreises 595 zum S-Eingang eines Flip-Flops 521 durchläßt und diesen in den 1-Zustand schaltet. Die 1-Ausgangsspannung des Flip-Flops 521 bereitet daraufhin den UND-Kreis 518 vor.

Wenn dagegen der zuletzt übertragene Wert in der 4. Registerstelle < 5 war und demzufolge der UND-Kreis 516 vorbereitet ist. so läßt dieser den Ausgangsimpuls des Kippkreises 595 zum R-Eingang des Flip-Flops 521 durch, und dieser bereitet nun mit seiner O-Ausgangsspannung den UND-Kreis 519 vor.

Durch das nächste Null-.Y-Signal auf Leitung 319 kann der UND-Kreis 518 nur dann betätigt werden, wenn es gleichzeitig die Übertragung einer Ziffer <^ 5 in die höchste Registerstelle steuert, wodurch der Entschlüßler 512 über den Inverter 514 auch den Mitteleingang dieses UND-Kreises 518 betätigt. Also nu dann, wenn die höchste Registerstelle den vorbe stimmten Wert 5 zwischen zwei Messungen fallenc durchläuft, wird der UND-Kreis 518 wirksam un< legt übei seine Ausgangsleitung 58 einen Aufwärts zählungs-Tmpuls an die hohen Zählerstellcn 52, di dadurch um einen Schritt vorwärts geschaltet werder Entsprechend kann der zweite Null-.Y-Impuls ai Leitung 319 den UND-Kreis 519 nur dann betäligei wenn gleichzeitig eine Ziffer > 5 in die 4. Registe: stelle übertragen wird, wodurch der Entschlüßler 51 auch den Mitteleingang dieses UND-Kreises 519 bi tätigt. Letzterer wird demnach nur dann wirksar wenn die 4. Registersteile den Wert 5 zwischen zw Messungen steigend durchlauf* und liefert einen A' wärtszählungs-lmpuls über die Leitung 59 an d holien Zählerstellen 52. die dadurch einen Sehr rückwärts geschaltet werden.

Um Mehrdeutigkeit bei einem Meßwert 5 in der 4. Regisierstelle zu vermeiden, kann der Entsthlüßler 512 z. B. auch so ausgelegt sein, daß er nur bei Ziffernwerten kleiner als 3 und größer als 7 arbeitet.

Durch diese hohen Zählerstellen wird somit die Kapazität des Registers 325^ erhöht ohne Änderung der Kapazität bzw. Durchlaufdauer des Zählers 50, indem die Durchläufe des Inhaltes der höchsten Regis'erstelle durch einen vorbestimmten Ziffernwert (z. B. 5) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nullsignalen bzw. Messungen in Abhängigkeit von der Diirchlaufrichtung mit entgegengesetztem Vorzeichen registriert werden.

Der schon in F i g. 3 als Blockschaltung 33 gezeigte Kosinusverstärker mit Steuerung ist genauer in Fig.6a dargestellt. Diese Blockschaltung gilt sinngemäß auch für den Sinusverstärker mit Steuerung 34. Die Sinus-Ausgangsspannung des Filters 32 gelangt über Leitung 327 in tirne 45 -Phasensteuerung 63 und wird dort um ^l 45', also nacheilend, phasenverschoben, während sie gleichzeitig in einer entsprechenden 45^r-Phasensteuerung des Sinusverstärkers 34 um -45', also voreilend, phasenverschoben wird. Dadurch eilt die Ausgangsspannung des Kosinusverstärkers 33 der des Sinusverstärkers um den für diese beiden Speisespannungen der Magnetgeber erforderlichen Gesamtwinkel von 90 nach (vgl. 5 i g. 9 b).

Der eigentliche Verstärker 60 erhält außer der Kosinusspannung aus der 45"-Phasensteuerung 63 über Leitung 65 noch das Ausgangssignal einer Amplitudenkontrolle 61 über Leitung64. Die Kosinus-Ausgangsspannung des Verstärkers 60 wird über Leitung 66 je einem ersten Eingang der Amplitudenkontrofie 61 und einer Synchronkontrolle 62 zugeführt. Dem zweiten Eingang der Amplitudenkontrolle 61 leitet die Entschlüsselung55 (Fig. 5b) der Zählersteuerung 31 (Fig. 5a, 3) über die Leitung315 einen Impuls beim Zählerstand 3750 und dem zweiten Eingang der Synchronkontrolle 62 über Leitung316 einen 1250-Zählerimpuls zu.

Die SynchronkontroHe 62 vergleicht den Zeitpunkt des ersten Nulldurchgangs der Kosinusspannung mit dem des 1250-ImpuIses, die nach Fig. 6b ja zusammenfallen sollen, und erzeugt bei Abweichungen ein Korrektursignal, das über Leitung 67 die 45°-Phasensteuerung 63 entsprechend beeinflußt, so daß die NuIldurchgänge genau bei den Zählerständen 1250 und 6250 erfolgen.

Die Amplitudenkontrolle vergleicht ähnlich den Zeitpunkt des ersten Scheitelpunktes der Kosinusspannung mit dem des 3750-Tmpulses und erzeugt bei Abweichungen von ihrer Soll-Koinzidenz ein Korrektursignal, das über Leitung 64 den Verstärker 60 so steuert, daß er die Scheitelspannungen genau bei den Zählerständen 3750 und 8750 erzeugt.

Der Sinusverstärker mit Steuerung 34 (F i g. 3) entspricht weitgehend dem vorstehend beschriebenen Kosinusverstärker mit Steuerung 33 mit dem Unterschied, daß die zur Amplituclenkontrolle 61 und Synclironkontrolle 62 führenden Zählerimpiilsleitungen 315 bzw. 316 vertauscht sind und die 45^C-Phasensteuerang 63 eine gegenüber der Filterspannung auf Leitung 327 um —45° statt -f 45° phasenverschobene Sinusspannung erzeugt, die somit der Kosin'isspanming um den erforderlichen Phasenwinkel von 90^c voreilt. Auf eine genauere Darstellung des Sinusverstärkers 34 kann deshalb verzichtet werden.

Zur Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungen ist noch folgendes zu bemerken. Der Zähler 50 (Fig. 5a) ist als Binär-Dezimal-Zähler bekannter Art, also mit binär kodierten Dezimalstellen, angenommen. Die Arbeitsweise der einzelnen Binärstufen von zwei Dezimalstellen bei ihrer Fortschaltung durch die Rechteckimpulse des Oszillators 30 zeigt F i g. 9 a. Die von der rein binären Zählweise abweichende dezimale Funktion der Binärstufen jeder Stelk·, d. h. ihre Rückkehr nach Null schon nach 9 statt nach 15,

ίο wird durch bekannte d-Uberschußschaltungen erreicht.

Fig. 9b stellt nur einen Durchlauf des Zählers als Ausschnitt aus der ununterbrochen fortgesetzten Folge von Zählerdurchläufen dar. Während jedes

»5 Zählerdurchlaufes erfolgen Messungen mit allen Meßgebern (17.18,19, F i g. 1 bis 3). Sie beginnen sämtlich gleichzeitig beim Zählerstand Null und enden unterschiedlich beim jeweiligen (1.) Nulldurchgang der Sekundärspannung des betreffenden Gebers.

ao Für einen bestimmten Geber, 17 für die Y-Abmessung des Werkstücks, wurden in den beiden Meßstellungen beiderseits des Werkstücks die Zählerstände 7500 bzw. 9500 zu den Zeitpunkten der entsprechenden Null-A'-Impulse (Fig. 9c) auf Leitung

as 319 angenommen. Der erste Null-.Y-Impuls steuerte '· * die Übertragung des Zählerstandes 7500 über die • UND-Schaltung 322 (Fig. 3) in das Register 325 X

'-.- (Fi g. 5 a). Da dessen höchste (4.) Stelle demnach die ■■j·' Ziffer 4 aufnahm und diese über Leitung 57 zum Ent-"30 schlüßler 512 (Fig. 5c) der Steuerung 56 für die hohen Zählerstellen weiterleitete, erzeugte der Entschlüßler 512 eine Ausgangsspannung > 5 und bereitete mit dieser den UND-Kreis 515 vor. Dadurch schaltete der um einen halben Zählerdurchlauf gegen-

über dem Null-A'-Impuls verzögert auf der Leitung 596 auftretende Abfraeeimpuls des monostabilen Kippkreises 595 (F i g. 9 c) den Flip-Flop 521 um, so daß dessen 1-Ausgangsspannung den UND-Kreis 518 an seinem linken Eingang vorbereitete. Wenn nun beim zweiten Null-.Y-Impuls der Zählerstand 9500 in das Register 325 X übertragen wird, so erzeugt der Entschlüßler 512 wegen der höchsten Wertziffer 9 wieder eine Ausgangsspannung >5, so daß der Mitteleingang des UND-Kreises 518 durch die invertierte Spannung nicht betätigt und folglich auch kein Ausgangsimpuls auf der Leitung 58 erzeugt wird Das Signal >5 leitet wie beim ersten Null-JV-Impuls erneut eine verzögerte Vorbereitung des linken Eingangs des UND-Kreises 518 durch den Flip-Flop 521 ein.

Wird nun angenommen, daß bei einem größeren und komplizierteren Werkstück als dem in Fig. 1 und 2 dargestellten der Meßfühler 14 bzw. Geber 17 noch in derselben Richtung weiterbewegt und mil einer anderen Werkstückfläche in Berührung gebracht wird, wobei er noch über diejenige Stellung hinaus bewegt wird, die dem höchsten möglichen Meßweri 10 000 des Zählers 50 entspricht, und schließlich eine dritte Stellung mit dem Meßwert 1500 erreich (Fi g. 9 c), dann bewirkt der dritte Null-Ä'-Impuls di< Übertragung dieses Zählerstandes 1500, der eigent lieh einem Meßwert 11 500 entspricht, in das Registe 325 X. Da dessen höchste Stelle jetzt den Wert 1 auf nimmt, erzeugt der Entschlüßler512 (Fig. 5c) keim Ausgangsspannung > 5, so daß der Inverter 514 nui auch den Mitteleingang des UND-Kreises 518 be tätipt und dieser auf seiner Ausgangsleitung 58 einei Aufwärtszählungs-Impuls erzeugt, der die hohen Zäh

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13 14

!erstellen 52 um einen Schritt vorwärts schaltet. Dieser verschoben. Ein Phoiowiderstand 68 B zwischen der

Zähler 52 zusammen mit den entsprechenden Stellen Ausgangsleitung 65 und dem Übertrager 69 wird

54 des Stellungsanzeigers 326 (F i g. 5 a) zeigen alsr, durch eine über Leitung 67 von einer Korrekturspan-

an, daü die Kapazität des Registers 325 X in positiver nung gespeiste Lampe 68 A gesteuert und reguliert die

Richtung einmal überschritten wurde. 5 Phasenverschiebung laufend auf den genauen Wert

Die Arbeitsweise der hohen Zählerstellen 52 bei 45 ein.

einer Unterschreitung der Kapazität des Registers Die Blockschaliung 62 Synchronkontrnlle aus 325X ist im rechten Teil der Fig. 9c dargestellt. Fig. 6a wird genauer in Fig. 6d gezeigt. Sie prüft, Wenn der Meßfühler 14 z. B. von der dem Meßwert ob die Nulldurchgänge der über Leitung 66 vom Ver-1500 entsprechenden Meßstellung in der umgekehrten io stärker 60 zugeführten Kosinusspannung tatsächlich Richtung in eine dem Zählerstand 0500 entsprechende zu den Sollzeitpunkten erfolgen, die vom Zähler 50 Stellung bewegt wird, so erzeugt in beiden Fällen we- durch seine über Leitung 3J6 zugeführten 1250-Zählgen des 4. Stellenwertes <5 der Entschlüßler 512 impulse festgelegt sind. Sei Abweichungen erzeugt sie (Fi e. 5 c) kein Signal > 5, so daß über den Inverter auf der Ausgangsleitung 67 eine entsprechende Kor-575"und üen UND-Kreis 516 der Flip-Flop 521 ver- 15 rekturspannung für die 45 --Phasensteuerung 63. Vier zögert in den 0-Zustand geschaltet und dadurch der Transistoren 7111 bis 7114 bilden zusammen mit UND-Kreis 519 an seinem linken Eingang vorbereitet den zugehörigen Schaltelementen einen klassischen wird. Da aber in beiden Fällen am Mitteleir.gang die- Vier-Dioden-Prüfkreis, dei die Kosinusspannung auf ses UND-kreises 519 kein >5-Signal wirksam ist, er- Leitung 66 während eine·» Zählerimpuls'js 1250 auf zeugt er kein Au-gangssignal. Wenn aüc. u.-i MeIi- 20 Leitung 316 abtastet und den in diesem Augenblick fühfer 14 in derselben Richtung weiterbewegt wird herrschenden Kosinus-Spannungswert in einem Kon- und den Meßwert 0 unterschreitend eine dem Zäh- densator 617 speichert. Wenn der 1. (positive) Nulllerstand 9500 entsprechende Meßstellung erreicht durchgang der Kosinussp innung phasenverzögert ist, (Fig. 9 c). dann steuert der Null-Ä'-lmpuls den Wert 9 so wird zum Soll-Zeitpunkt desselben eine positive in die 4 Registerstelle und den Entschlüßler 512, der 25 Spannung gespeichert, dagegen bei Phasenvoreilung nun mit seinem > 5-Ausgangsimpuls den UND-Kreis eine negative Spannun«. Diese vom Kondensator 617 519 betätigt, der über Leitung 59 einen Abwärtszäh- gespeicherte Fehlerspannung wird durch die Transilungs-Impuls an die hohen Zählerstellen 52 liefert, die stören Π15 bis Γ118 verstärkt und einem Abgleichdadurch einen Schritt rückwärts geschaltet werden. potentiometer 618 zugeführt. Die diesem nachjie-Dadurch wird angezeigt, daß die Kapazität des Re- 30 schalteten Transistoren 7120 bis 7 122 steuern eine gisters 325 in negativer Richtung einmal unterschrit- der Fehlerspannung entsprechende Korrekturspanten wurde. nung (bzw. -strom) am Ausgang 67.

Dieselbe Kapazitätserweiterung durch entsprechende Die Amplitudenkontrolle 61 der Fig. fta ist in

hohe Zählerstellen 52 erfolgt auch bei den Registern Fig. 6e ausführlich gezeichnet. Ihr wird über Lei-

325 Y und 325 Z für die Meßwerte der anderen Ko- 35 lung 66 die Kosinusspannung aus dem Verstärker 60

ordinaten Y und Z. und über Leitung 315 der 3750-Zählerinipuls zuge-

E in Schaltungsheispiel für einen Verstärker 60 nach leitet. Die Transistoren 79 und 710 bilden ein Dilfe-Fig. fta zeigt Fig. 6b. Über Leitung65 wird eine renzpaar, das die Amplitude der Kosinusspannung hinsichtlich ihrer Nulldurchgänge genaue Kosinus-Be- auf der Leitung 66 mit einer an einem Potentiometer zugsspannung zugeführt. Die entsprechende, über die 4° 614 eingestellten Bezugsspannung vergleicht. Wenn Leitungen 42 und 43 an die Geberwicklungen gelie- die positive Scheitelspannung der Kosinusspannung fcrte Kosinus-Ausgangsspannung wird mittels einer die Bezugsspannung übersteigt, wird ein Kondensator über Leitung 64 von der Amplitudenkontrolle 61 ge- 615 über einen von den Transistoren 7"Il und 7 12 lieferten Korrekturspannung reguliert. Die Transisto- gebildeten Verstärket entsprechend positiv aufgcli·- ren 75, 7 6 und 77 sorgen für die Symmetrie der 45 den. Wenn die Spannung am Kondensator 615 posi-Wechselspannung. so daß der Mittelwert des durch tiver wird, so erhöht auch der aus den Transistoren die Leitung 43 fließenden Stromes Null ist. Der Tran- 714. 715 und 716 gebildete Verstärker die positive sistor 78 liefert eine Kosinusspannung entsprechend Spannung an einem Potentiometer 616. wodurch der der Steuerung durch den Transistor 73. der seiner- nachgcschaitcte Verstärker aus den Transistoren 7 17, seits von dem DifTcrenz-Transistorpaar 71. 72 pe- 50 718 und 719 höhere Spannung über Leitung 64 an steuert wird. Der durch die Leitung 43 fließende den Verstärker 60 (Fi p. ft b) liefert und dadurch desStrom kehrt über die Leitung 42 und den Widerstand sen Verstärkung verringert. Wenn umgekchn die 612 nach F.rde zurück. Vom stromproportiona'cn Schcitclspanniing kleiner a's die Bezupsspannuiig des Spannungsabfall am Widerstand612 wird durch einen Potentiometers 614 ist. dann muß die Spannung des Spannungsteiler aus den Widerständen 611 R und 613 55 Kondensator 615 wieder erniedrigt werden. Dies geein Teil abgegriffen und der Basis des Transistors 72 schicht durch kurze Lnll.'diingsimpulse. die von eim-m zugeführt. Diese Teilspannung und somit die Ampli- Transistor T 13 aus den über die Leitung 315 un Solitude den Ausgangsstromes in der Leitung 43 wird ge- Zeitpunkt der Scheitelspannung zugeführten 3750-steuert durch den Photowiderstand 611 B, der seiner- Zähierimpulsen gebildet werden. Diese Entladungen, seits entsprechend der über Leitung 65 die Lampe ^6a die jetzt nicht durch eine positive Aufladung durch 611/1 speisenden Korrekturspannung verändert wird. den Transistor T 12 kompensiert werden, haben eine

Die in Fig. 6a als Blockschaltung gezeigte 45°- niedrigere Spannung der Ausgangsleitung64 und so* Phasensteuerung 63 ist in F i g. 6 c genauer dargestellt. mit auch am Verstärke«· 60 zur Folge, wodurch des-Ihr wird über Leitung 327 eine genau sinusförmige sen Verstärkung nun vergrößert wird. Diese Ampli-Spannunp zugeführt. Diese wird mittels eines Ober- ⁶S tudenkontrolle 61 hält die Amplitude der Kosinustragers 69 und eines Kondensators um annähernd spannung normalerweise auf Bruchteile eines Prozents 4r4S° (in der im Sinusverstärker 34 verwenHf-fen, konstant,
nicht gezeichneten Ausführung um -45°) phasen- Vom Filter 32 aus Fig. 3 ist in Fig. 7 die ausfuhr-

le?

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liehe Schaltung dargestellt. Es wandelt die vom bistabilen Kippkreis 511 der Entschlüsselung 55 (F i g. 5 b) in der Zählsteuerung 31 über die Leitung 314 gelieferte symmetrische Rechteckspannung in eine Sinustpannung am Ausgang 327 um. Der Anpassung der Eingangsleitung 314 an die eigentliche Filterschaltung 620 und der Amplitudenregelung dient ein zwischengeschalteter Transistor T124 mit Zehnerdiode 619. Der Filterkreis 620 bildet ein steilflankiges Tiefpaßfilter mit maximaler Sperrwirkung im Bereich der unerwünschten ungeradzahligen Harmonischen, so daß cine Sinusspannung mit extrem niedriger Verzerrung und mit unveränderter genauer Phase an einen nachgcschalteten Verstärker aus den Transistoren T125 und T126 gelangt, der die nötige Anpassung an die über Leitung 327 gespeiste 45°-Phasensteuerung 63 (Fig. fia, c) bewirkt.

Jeder einem der Geber 17 bis 19 (F i g. 3) nachgeers lien Vorver-

schaltetc Nulldetektor 311 bis 313 ist
geschaltet. Die Sekundärspannung z.
17 wird zunächst durch einen hoch wc

stärker 38 verstärkt und über die _

Nulldektektor311 zugeführt. Diese Eingangsspanining wird zunächst durch die Transistoren 7127 bis 7130 verstärkt. Ihnen folgen vier gleiche Verstärker- und Begrenzerstufen mit den Transistoren T131 bis T134, welche die ursprüngliche Sinusspannung in eine

"-'--'---«-"!lhät und umwan-, 'und T136 ... Kippkreis 81,

der genau im /Leitpunkt des positiven Nulidurcrmangs der ursprünglichen Sekundärspannung auf der Aus-

^'"■" ^{v T}*"*-»"ic erzeugt.

p
aukolickliche

Stellung des Gebers 17 ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Meßeinrichtung für die Stellungen von mehreren magnetischen Meßwertgebern, die Vorzugsweise durch mechanische Meßfühler zur Abtastung der Abmessungen von Werkstücken eingestellt sverden und ihre Stellung in elektrische Signale umsetzen, mit einem ersten Zähler, der von einem hochfrequenten Impulsgenerator standig gespeist wird und von dessen vorbestimmten Zählimpulsen durch zwei unterschiedliche Verzöge run«skreise zwei um 90° phasenverschobene niederfrequente Sinusspannungen abgeleitet werden, die als gemeinsame Speisespannungen für die Primärwicklungen aller magnetischen Drehgeber dienen, mit einem Nullspannungs-Detekfor, der nacheinandei die Nulldurchgänge einer primären Speisespannung und der in ihrer Phase stellungsabhängigen Sekundärspannungen der Geber ermittelt und jeweils zwischen beiden NuH-durchgängen die Generatui impulse in einen zweiten Zähler steuert als Maß für die stellungsabhängige Phasenverschiebung der Sekundärspannung des jeweiligen Gebers mit einem Zwisch i.-p.ieher, der diesen Zählerstand des zweiten Zählers übernimmt 'ind an eine Anzeigeeinrichtung und bzw. oder tine Df "enverarbeitungsanlage weitergibt, mit einer Kontrollschaltung für die Amplitudenglcichheit dei Geber-Speisespannungen, die nach der Messung eines 45°-tContro)igebers prüft, ob der zweit«. Zähler den diesem 45 -Phasenwinkel entsprechenden vorbestimmten Soll-Zählerstand erreicht hat oder nicht und mittels der Resultatspannung eine entsprechende Amplitudenkorrektur steuert, und mit einer Kontrollschaltung für die ^-Phasenverschiebung zwischen den Geber-Speisespannungen, die nach der Amplitudenmessung beider Speisespannungen prüft, ob der zweite Zähler den ihrem 90°-Soll-Phasenwinkel entsprechenden vorbestimmten Zählerstand erreicht hat oder nicht und mittels der Resultatspannung über einen variablen Verzögerungskreis eine entsprechende Phasenkorrektur steuert, gekennzeichnet durch die Kornbination folgender Merkmale:

   a) ein einziger ständig von hochfrequenten Rechteckimpulsen eines Oszillators (30) gespeister Zähler (50). von dessen vorbestimmten Zanlimpulsen (0, 5000) die zwei um 90 ~ phasenverschobenen (Sinus-, Kosinus-) Speisespannungen für die Magnetgeber (17, 18. 19) abgeleitet werden, ?ählt auch pieichzeitig die Rechteckimpulse dc«. Oszillators (30) zwischen dem 1. Nulldurchgani» der rcsultierenden Speisespannung (aus dem Filter 32) und aller stellungsabhängigen Geber-Sekundärspannungen und liefert femer zwei vorbestimmte Zählimpulse (1250, 3750) zur Synchronisierung der Nuildurchgänge und zur Amplitudenregelung beider (Sinus-, Kosinus-) Speisespannungen;

   b) jedem Geber (17,18,19) ist ein gesonderter Nulldetektor (311,312,313) zugeordnet, der während jedes Durchlaufs des Zählers (50) den Nulldurchgang der Sekundärspannung seines Gebers ermittelt und die Übertragung des jeweiligen Zählerstandes in ein jedem Geber gesondert zugeordnetes Register (325 #, 325 Y, 325Z) mit zugehö

   rigem Stellungsanzeiger (326*, 3267,
   steuert;

   c) jedem einzelnen Register (325X, 325 Y, 325Z) ist; ein zusätzlicher Zähler (52) für Vorwärts· und Rückwärtszählung mit einer Überlaufschaltung (56) zugeordnet, die bei der Geberbewegimg zwischen zwei Messungen über eine der der Kapazitätsgrenze (z.B. 101)00 bzw. 0) des Registers entsprechende Stellung hinaus den Wechsel des Zählwertes in der Wachsten (4.) Stelle des Registers aus einem vorbestimmten Bereich (>5 bzw. >7) unterhalb diieser Kapazitätsgisnze(O) in einen vorbestimmten Bereich «5 bzw. <3) oberhalb derselben oder umgekehrt ermittelt und durch einen Zähliimpuls mit einem der Richtung dieses Wechsels! entsprechenden Vorzeichen im zusätzlichen Zäh!ler(52) registriert;

   d) die beiden um 90° phasenverschobenen (Kosinus-, Sinus-) Speisespannungen werden durch positive und negative 45³-Phasenverschiebung mitteis zweier 45°-Phasensteuerungen (63) aus der sinucförmigen Ausgangsspannung eines Filters (32) gewonnen;

   e) von den zwei vorbestimmten Zählimpulsen (0, 5000) des Zählers (50) wird eine symmetrische Rechteckspannung und aus dieser mittels des Filters (32) eine phasengleiche Sinusspannung abgeleitet;

   f) die Synchronisierung der Nulldurchgänge der Speisespannungen erfolgt durch Abtastung der letzteren im Durchgangszeitpunkt durch die vorbestimmten Zählimpulse (1250, 3750) und Umwandlung der abgetasteten Spannungen in Korrekturspannungen zur Beeinflussung der 45°- Phasensteuerungen (63) mittels Synchronkontrollschaltungen (62);

   g) die Amplitudenregelung tier Speisespannungen erfolgt durch Verpleich der Scheitelspannungen mit einer Bezugsspannung und Umwandlung der Differenzspannungen in Korrekturspannungen zur Beeinflussung der den 45°-Phasensteuerungen (63) nachgeschalteten Verstärker (60) mittels Amplitudenkontrollschaltungen (61);

   h) die Magnetgeber (17. 18, 19) sind von der bekannten Schieberart für lineare Bewegung einer Wicklung.