DE1773034C - Meßeinrichtung fur Geber Stellungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eir.e selbsttätige Meßeinrichtung für die Stellung von mehreren magnetischen Meßwertgebern, die vorzugsweise durch mechanische Meßfühler zur Abtastung der Abmessungen von Werkstücken eingestellt werden und ihre Stellung in elektrische Signale umsetzen, wie sie vorzugsweise in Fertigungsstraßen mit einer Anzahl von verschiedenen Arbeitsstationen, und zwar wenigstens in einer dieser Arbeitsstationen, verwendet wird.

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

einen mehr oder weniger vollständigen Fabrikations- entsprechenden vorbestimmten Soll-Zählerstand er-

prozeß. reicht hat oder nicht und steuert mittels der Resultat-

Ein wesentlicher Schritt in einem solchen Ferti- spannung eine entsprechende Amplicudenkorrektur.

gungsprozeß ist die Messung der Werkstück-Abmes- Eine Kontrollschaltung für die genaue 90°-Phasen-

sungen. Sie· soll während der normalen Aufenthalts- 5 verschiebung zwischen den Geber-Speisesparnungen

dauer des Werkstücks in einer Arbeitsstation beendet als zweite Voraussetzung für ein exaktes magne«isches

sein, so duß der Fortgang der Fertigung nicht unter- Drehfeld und somit richtige Phasenmessungen prüft

brachen wird. nach der Phasenmessung b.ider Speisespannungen,

Üblicherweise wird das Werkstück in einer Meß- ob der zweite Zähler den ihrem 90°-SoH-Phasenwinstation durch mechanische Meßfühler abgetastet, die io kel entsprechenden vorbestimmten Zählerstand ermit mechanisch-elektrischen Wandlern verbunden reicht hat oder nicht und steuert mittels der Resultatsind, die ihrerseits das vom Meßfühler abgetastete spannung über einen variablen Verzögerungskreis Maß des Werkstückes in entsprechende elektrische eine entsprechende Phasenkorrektur.
Signale umwandeln. Eine elektronische Schaltung Jeder Meßwert des zweiten Zählers ist also eit« verwendet diese Signale zur Anzeige des Meßwertes 15 Maß für die augenblickliche Stellung des betreffenden und leitet sie gegebenenfalls zu weiterer Auswertung Meßfühlers bzw. des Rotors des zugehörigen Gebers, weiter. Aufeinanderfolgende Meßwerte desselben Gebers

Unter den verschiedenen Arten von mechanisch- lassen Stellungsänderungti, des Meßfühlers erkennen

elektrischen Wandlern werden die magnetischen Um- und ermöglichen so, die Aumessungen des Werk-

seteer bevorzugt verwendet, die eine Drehung oder ao Stücks zu ermitteln.

lineare Verschiebung durch eine entsprechende An- Eine Schalteinrichtung verbindet nacheinander die dt.· rung der Gegeninduktivität zwischen einer oder einzelnen Geber für die verschiedenen Werkstückabmehreren erregten Primärwicklungen und einer oder messungen sowie den 45°-Kontrollgeber und die beimehreren Sekundärwicklungen in ein elektrisches den Speisespannungen mit der Meßschaltung. Dies Signal umwandeln. Bei einer typischen Ausführung 35 bedeutet, daß die Meßwerte für einen bestimmten eines magnetischen Umsetzers als Drehgeber ist der Geber nur in größeren Zugabständen im zweiten bewegliche Rotor mechanisch mit einem Meßfühler Zähler bzw. im Zwischenspeicher zur Verfügung so verbunden, daß dessen linearer, das Werkstück stehen können. Ein weiterer Nachteil dieser bekannabtastender Bewegung eine proportionale Rotordre- ten Meßeinrichtung ist, daß zwei Zähler benötigt hung entspricht. Auf dem feststehenden Stator ist 30 werden.

z. B. die durch eine geeignete periodische (Vorzugs- Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber

weise Sinus-) Spannung erregte Primärwicklung an- die Aufgabe zugrunde, die Wiederholungsfrequenz

gebracht und erzeugt in ihm ein geeignetes magneti- der jedem Geber zugeordneten Messungen wesentlich

sches Drehfeld, so daß in der Sekundärwicklung auf zu erhöhen bei gleichzeitiger Verringerung des tech-

dem Rotor eine Spannung induziert wird, deren 35 nischen Aufwandes und Erhöhung der Genauigkeit.

Phasenwinkel gegenüber der Pnmärspannung eine Diese Aufgabe wird bei einer Meßeinrichtung der

Funktion der Rotordrehung ist. Die vom Meßfühler genannten Art durch die Kombination folgender

abgetastete und vom Drehgeber in eine Phasendiffe- Merkmale erreicht:

renz umgewandelte Stellung des Werkstücks wird als _{} d} . . _{ständi von hochfrequenten} Recht-Maßzahl ermittelt und angezeigt durch eine elektro- 4» _k/ ^ Q₅J_{310n gespe}ister Zähler, von nischc Schaltung zur Messung der der Linearbewe- _desseif _vorbestimmten Zählimpulsen die zwei um 90° gi-T-2 des Meßfühlers proportionalen Phasenverschie- p_{hasenverschobe}nen (Sinus-, Kosinus-) Speisespan-

"2" , ... ., _o . . .. .. ._. „ nungen für die Magnetgeber abgeleitet werden, zähit

α Λ ™1 Τ⁶, f f£"^CSo^Uc^ngA^eser _f ^A?· .^Z^^B· auch gleichzeitig die Rechteckimpulse des Oszillators durch das US/L-i-atent 3 23 t 885, bekannt, bei der 45 _zwisc^_{en dem} \ _Nuii_durchgang der resultierenden von einem hochfrequenten Impulsgenerator ein erster Speisespannung und aller stellunisabhängigen Geber-Zahler sandig gespeist wird, von dessen vorbestimm- Sekundärspannungen und liefert ferner zwei vorbeten Zahhmpulsen durch zwei unterschiedliche Ver- _{stimmte z}£_hlimpu ^B _{lse zur} Synchronisierung der NuIlzogerungskrasc zwei um 90° phasenverschobene nie- _{durchgänge ur}£ _zur Amplitudenregelung beider derfrequente Sinusspannungen abgeleitet werden, die so _£· £_Μίηι|8 χ Speisespannungen;
ihrerseits als gemeinsame Speisespannungen fur die

Stator-Primärwicklungen aller magnetischen Dreh- b) jedem Geber ist ein gesonderter Nulidetektor

geber dienen. Ein Nullspannungs-Detektor ermittelt zugeordnet, der während jedes Durchlaufs des Zäh-

nacheinander die Nulldurchgänge einer primären lers den Nulldurchgang der Sekundkrspannung semes

Speisespannung und der in ihrer Phase stellungsab- 55 Gebers ermittelt und die Übertragung des jeweiligen

hängigen Rotor-Sekundärspannungen der Geber und Zählerstandes in ein jedem Geber gesondert zugeord-

steuert jeweils zwischen beiden Nulldurchgängen die netes Register mit zugehörigem Stellungsanzeiger

Generatorimpulse in einen zweiten Zähler als Maß steuert;

für die steili'ngsabhängige Phasenverschiebung der c) jede.n einzelnen Register ist ein zusätzlicher Sekundärspannung des jeweiligen Gebers. Ein Zwi- ⁶° Zähler für Vorwärts- und Rückwärtszählung mit einer schenspeicher übernimmt diesen Zählerstand des Überlaufschaltung zugeordnet, die bei der Geberbezweiten Zählers und gibt ihn an eine Anzeigeeinrich- wegung zwischen ^Twei Messungen über eine der der tung und bzw. c?er eine Datenverarbeitungsanlage Kapazitätsgrenze des Registers entsprechende Stclweiter. Eine Kontrollschaltung für die Amplituden- lung hinaus den Wechsel des Zählwertes in der höchgleichheit Her Geber-Speisespannungen, die Voraus- ⁶5 sten (4.) Stelle des Registers aus einem vorbestimmsetzung für richtige Phasenmessungen ist, prüft nach ten Bereich unterhalb dieser Kapazitätsgrenze in einen der Messung eines besonderen 45°-Kontrollgebers, vorbestimmten Bereich oberhalb derselben oder umnb der zweite Zähler den diesem 45°-Phasenwinkel gekehrt ermittelt und durch einen Zählimpuls mit

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

d) die beiden um 90° phasenverschobenen (Kosinus-, Sinus-) 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 erfolgt durch Vergleich der Scheitelspannungen mit einer Bezugsspannung und Umwandlung der Differenzspannungen in Korrekturspannungen zur Beeinflussung der den 45°-Phasensteuerungen nachgeschalteten Verstärker mittels Amplitudenkontrollschaltungen;

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,

F i g. 2 Aufriß eines Teilschnitts durch F i g. 1,

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 Fig. 5a,

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

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

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

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

Fig. 6d Schaltbild der Synchronkontrolle in Fig. 6a,

Fig. 6e Schaltbild der Amplitudenkontrolle in Fig.oa,

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

Fi g. 8 Schaltbild eines Nulldetektors (X) in Fi g. 3,

Fig. 9a Zeitdiagramm der Oszillator- und Zählerspannungen,

Fig. 9b Zeitdiagramm der Speisespannungen für die Geber und der sie erzeugenden Spannungen,

F i g. 9 c Zeitdiagramm der in der Schaltung nach F i g. 5 c wirksamen Spannungen.

In F i g. 1 ist eine typische Fertigungsstraße mit mehreren Arbeitsstationen perspektivisch skizziert, von denen jede Station einen oder mehrere Fabrikationsvorgänge durchführt. Die Fertigungsstraße enthält ein allen Stationen gemeinsames Förderbett 10, in dem eine Förderkette 11 läuft, die ihrerseits einen Förderwagen 12 mitnimmt, auf dem ein Werkstück 13 befestigt ist. Gleichzeitig bewegen sich weitere Förderwagen mit Werkstücken durch die Fertigungsstraße, jedoch ist der Einfachheit halber nur der gerade in der vorderen Station befindliche Förderwagen dargestellt. Diese Station kann, wie gezeichnet, nur als Meßstation ausgestaltet sein oder

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

ao trischer Wandler für lineare Bewegungen in der Form magnetischer Umsetzer 17,18 und 19, vorzugsweise des bekannten Schlittentyps, die nachstehend als Meßwertgeber oder kurz Geber bezeichnet werden, in elektrische Signale umgewandelt.

as F i g. 2 zeigt einen teilweisen Vertikalschnitt durch F i g. 1 an der Stelle des Meßwertgebers 17. Letzterer besteht ebenso wie die beiden anderen Geber 18 und 12 aus einer feststehenden 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 Anschlüsse 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 Spannunger

der drei Meßwertgeber 17 bis 19 dient die Gesamt schaltung nach F i g. 3. Die mit den Gebern 17 bis Ii verbundenen Meßfühler 14 bis 16 verursachen bei de! Abtastung der entsprechenden Werkstück-Koordina ten X, Y und Z diesen proportionale Phasenverschie

bungen zwischen den 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. 44 45 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Gebers 1'

C5 gelangt über die Leitunpen 40, 41 zum Vorverstärke für die Jf-Koordinate und von diesem übe.- Leitun 80 zum Nulldetektor X. Letzterer stellt den Durch gang der Ausgangsspannung des Gebers 17 durcl

7 (0 8

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

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

auf seiner Ausgangsleitung 319. In gleicher Art sind nommen, daß der Meßfühler 14 das Werkstück 13

auch ."ic Geber 18 und 19 geschaltet. nach F i g. 1 und 2 zuerst ari seiner äußersten linken

Ein Oszillator 30 speist über Leitung 328 einen 5 Begrenzungsfläche berührt und anschließend zur Be-

clektronischen Schrittzähler 50 mit hochfrequenten rührung mit der ihr gegenüberliegenden rechten Be-

Rechteckimpulsen. Die Kapazität der Zählers 50 ist grenzungsfläche gebracht wird. Dadurch werden die

beliebig wählbar, sei aber beispielsweise mit 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 io Stellung gebracht, in denen die Ausgangsspannung

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. 9b), aus der ein nachgeschalteter wicklungen und somit auch gegenüber deren resultie-

Filter32 eine sinusförmige Spannung mit denselben render Spannung, die denselben zeitlichen Verlauf

Nulldurchgängen aussiebt und zwecks Erzeugung der 15 hat wie die aus der Rechteckspannung gewonnene

beiden um 90° phasenverschobenen Speisespannun- Filterspannung (vgl. Fig.9b), entsprechend unter-

gen 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 Se-

führt. Da die beiden Speisespannungen gegenüber der ao 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 +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-*-Impuls, der über die Leitung 319 mittels der

33 und 34 noch weitere Steuerimpulse, die jeweils »5 UND-Schaltung 322 die Übertragung dieses Zähler-

ein~in Nulldurchgang der einen Speisespannung und Standes in das Register 325 *, in den Stellungsanzei-

gleichzeitig einem Scheitelpunkt der anderen Speise- ger326* und gegebenenfalls auch noch in eine Da-

spannung~ entsprechen, nämlich beim Zählerstand tenverarbeitungsaniage 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 Register325*

nungen liegen weitere Nulldurchgänge und Scheitel- und den Stellungsanzeiger 326* übertragen,

punkte noch bei den Zählerständen 6250 und 8750. 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 a-ch die verbunden, die den Meßkoordinaten *, 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 *« bzw. »Null Y« bzw. nommen beim Zählerstand 9500, erfolgt. Der NuH- »Null Z« über die Leitungen 319, 320 bzw. 321 zur detektor 311 arbeitet also jetzt erst bei diesem Zähler-Übertragung des augenblicklichen Zählerstandes aus 4° stand und überträgt ihn in der vorbeschriebenen dem Zähler 50 in das zugehörige Register 325* bzw. Weise in das Register 325 *, den Stellungsanzeiger 325 Y bzw. 325 Z wirksam gemacht, wenn der züge- 326* 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 *-Ab- oder 19 feststellt. Da der Zähler 50 zu zählen beginnt messung des Werkstücks 13 ist dann die Differenz (Zählerstand 1), wenn die resultierende Spannung beider angenommener Meßwerte 9500 und 7500, 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* von einem Bedienei gister festgehaltene Zählerstand beim gleichsinnigen 5° gebildet oder besser durch die angeschlossene Daten-Nulldurchgang 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 Meßdie augenblickliche Stellung des betreffenden Meß- fühlers 14 von 1 Meter entspricht, dann beträgt da; fühlers 14, 15 oder 16. Der Registerinhalt bleibt bis Maß* des Werkstücks im angenommenen Fall 20 cm 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 zugehörigei gister wieder einen der gegebenenfalls geänderten Steuerungen umfaßt, ist in F i g. 5 a genauer darge Geberstellung entsprechenden Zählerwert übernimmt. stellt. Der Zähler ist hier aufgegliedert in den eigent Wenn die Durchlauffrequenz des Zählers 50 gcnü- liehen Zähler 50 und eine ihm nachgesohaltete Ent gend hoch gewählt wird, folgt der Registerinhalt also ^6o schlüsselungsschaltung 55, die je nur einmal benötig auch schnellen Änderungen des Meßfühlers und des werden, unabhängig von der Anzahl der verwendete] Gebers mit vernachlässigbarer Verzögerung. Zur Meßfühler bzw. Geber.

Sichtanzeige der Registerinhalte sind den Registern Die hohen Zählerstellen sind unterteilt in dre

325 Stellungsanzeiger 326*, 326 V und 326 Z nach- höhere Registerstellen 52 und eine zugehörige Steuer

geschaltet. Zwecks weiterer Auswertung der Meß- ⁶5 schaltung 56. Der Stellungsanzeiger 326 ist unterteil

werte können die Register auch noch mit einem Da- in einen Abschnitt 53 mit den vier niedrieen und 5·

tenverarbeitungssystem verbunden werden. mit den drei hohen Stellen. Die mehrteilige, durd

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen den Null-X-lmpuls des Nulldetektors 311 gesteuert

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UND-Schaltung 319 der F i g. 3 ist in das Register F i g. 3 beschrieben und aus F i g. 5 a ersichtlich, an

325 X der F i g. 5 a mit einbezogen. den Synchronisier- bzw. Entladungseingang des Ko-

Das Register 325 und die zugehörigen niedrigen sinusverstärkers 33 und an den Entladungs- bzw. Syn-

Stellen 53 des Stellungsanzeigers 326, die hohen Zäh- chronisiereingang des Sinusverstärkers 34.

lerstellen 52 mit Steuerung 56 und die zugehörigen 5 Die in F i g. 5 a als Blockschaltung 56 gezeichneten

hohen Stellen 54 des Stellungsanzeigers 326 müssen Steuerungen für die hohen Zählerstellen 52 sind in

für jeden Meßfühler bzw. Geber, d. h. für jeden be- Fig. 5c genauer dargestellt. Nach Fig. 5a wird der

nötigten Koordinatenmeßwert X, Y und Z einmal, beim letzten Nulldurchgang der Sekundärspannung

also im Falle des Ausführungsbeispiels dreimal vor- des Gebers 17 durch einen Null-AMmpuls aus dem

handen sein. m Zähler 50 in die höchste (4.) Stelle des Registers

Der durch die Rechteckimpulse des Oszillators 30 325 λ" übertragene Stellenwert über Leitungen 57 zur

ständig fortgeschaltete Zähler 50 mit der angenom- Steuerschaltung56 weitergeleitet. Nach Fig. 5c gemenen Dezimal-Kapazität 10000 kann entweder ein .langt dieser z. B. binär verschlüsselte Zifferiwert dort

reiner Binärzähler mit einem nachgeschalteten Binär- in einen Entschlüßler 512, der bei einem 5 überschrei-

Dezimal-Umsetzer oder ein Binär-Dezimal-Zähler mit 15 tenden Ziffernwert eine Ausgangsspannung >5 ab-

vier binärkodierten Dezimalstellen oder ein reiner gibt. Dieses > 5-Signal bereitet zwei UND-Kreise 515

vierstelliger Dezimalzähler sein. Dasselbe gilt für die und 519 vor. War der Ziffernwert dagegen 5 oder

Art der hohen Zählerstellen 52, nur können diese kleiner, so bereitet der Entschlüßler 512 über die

durch Impulse auf zwei getrennten Leitungen 58 und Inverter 575 und 514 die UND-Kreise 516 bzw. 518

59 wahlweise vorwärts oder rückwärts geschaltet wer- ao vor.

den. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind binär- Der genannte Null-Ä'-Impuls betätigt über Leitung

dezimale Zählerstellen mit je 4 Binärstellen (söge- 319 einen monostabilen Kippkreis 520 (auch Single

nannten Bits) mit den Wertigkeiten 1, 2, 4 und 8 (vgl. Shot genannt), der einen Rechteckimpuls abgibt, des-

F i g. 9 a) angenommen. sen Dauer etwa dem halben Zeitabstand zweier auf-

Die vier niedrigen Stellen des Zählers 50 sind über as einanderfolgender Null-AMmpulse entspricht. Über die in Fig. 5a nicht mehr gezeichneten, vom Null-λ*- einen Inverter 513 betätigt die Rückflanke dieses Impuls gesteuerten UND-Kreise mit den entsprechen- Rechteckimpulses einen zweiten monostabilen Kippden Stellen des Registers 325 X und auch der nicht kreis 595, der jedoch einen nur kurzen Impuls über dargestellten Register 325 Y und 325Z sowie weiter Leitung 596 an die zweiten Eingänge der UND-Kreise mit den niedrigen Stellen 53 des Stellungsanzeigers 30 515 und 516 legt und den jeweils vorbereiteten dieser 326 X verbunden. Außerdem werden die niedrigen beiden UND-Kreise betätigt (vgl. Fig. 9c). War nun Zählerstellen 50 durch eine Entschlüsselungsschal- der zuletzt in die höchste Stelle des Registers 325 X tung 55 abgefühlt, die dem Kosinusverstärker mit übertragene Wert > 5, so hat der Entschlüßler 512 Steuerung 33 und dem Sinusverstärker mit Steuerung den UND-Kreis 515 vorbereitet, so daß letzterer eine 34 die schon genannten, zur Erzeugung der Speise- 35 halbe Durchlaufzeit des Zählers danach den Ausspannungen für die drei Meßwertgeber 17 bis 19 nöti- gangsimpuls des Kippkreises 595 zum 5-Eingang eines gen Steuerspannunfecn liefert. Flip-Flops 521 durchläßt und diesen in den 1-Zu-

Die mit Entschlüsselung bezeichnete Blockschal- stand schaltet. Die 1-Ausgangsspannung des Fliptung 55 aus Fi g. 5 a ist in Fi g. 5 b ausführlicher ge- Flops 521 bereitet daraufhin den UND-Kreis 518 vor. zeichnet. Sie besteht aus dem eigentlichen Entschluß- 4° Wenn dagegen der zuletzt übertragene Wert in der ler 510, der die binären Verschlüsselungen in den vier 4. Registerstelle <£ 5 war und demzufolge der UND-Stellen des Zählers 50 abfühlt und in Dezimalwerte Kreis 516 vorbereitet ist, so läßt dieser den Ausgangsumformt. Bei der angenommenen Binär-Dezimal- impuls des Kippkreises 595 zum Ä-Eingang des Flip-Ausführung des Zählers besteht jeder der vier Ziffern- Flops 521 durch, und dieser bereitet nun mit seinei eingänge des Entschlüßlers 510 tatsächlich aus vier *5 O-Ausgangsspannung den UND-Kreis 519 vor.
den Binärkomponenten 1, 2, 4 und 8 zugeordneten Durch das nächste Null-A'-Signal auf Leitung 319 Leitungen. kann der UND-Kreis 518 nur dann betätigt werden

Wenn bei der angenommenen dezimalen Zähler- wenn es gleichzeitig die Übertragung einer Ziffer ^ f kapazität 10000 der Zählerstand den Wert 0 durch- in die höchste Registerstelle steuert, wodurch der Entläuft, erzeugt der Entschlüßler 510 auf seiner Aus- 5<> schlüßler 512 über den Inverter 514 auch den Mittelgangsleitung 0 einen kurzen Impuls, der einen bi- eingang dieses UND-Kreises 518 betätigt. Also nui stabilen Kippkreis 511, kurz Flip-Flop (abgekürzt FF) dann, wenn die höchste Registerstelle den vorbe genannt, an seinem Eingang 5 in den Zustand 1 um- stimmten Wert 5 zwischen zwei Messungen fallenc schaltet, in dem die Ausgangsleitung 314 hoher durchläuft, wird der UND-Kreis 518 wirksam un: 1-Signalspannung führt. Beim Zählerstand 5000 lie- 55 legt über seine Ausgangsleitung 58 einen Aufwärts fert der Entschlüßler 510 über seine gleichnamige zählungs-Impuls an die hohen Zählerstellen 52, dii Ausgangsleitung 5000 einen kurzen Impuls an den dadurch um einen Schritt vorwärts geschaltet werden Eingang R des Kippkreises 511, der dadurch wieder Entsprechend kann der zweite Nuil-AMmpuls au in den Zustand 0 zurückgeschaltet wird, in dem Leitung 319 den UND-Kreis 519 nur dann betätigen die Leitung 314 niedrige O-Signalspannung führt (vgl. ^6o wenn gleichzeitig eine Ziffer > 5 in die 4. Register Fig. 9b). Die so vom Kippkreis511 erzeugte sym- stelle übertragen wird, wodurch der Entschlüßler 51: metrische Rechteckspannung wird, wie schon bei auch den Mitteleingang dieses UND-Kreises 519 be Fi g. 3 erläutert, durch die Leitung 314 dem Filter 32 tätigt. Letzterer wird demnach nur dann wirksam zußt führt. wenn die 4. Registerstelle den Wert 5 zwischen zwe

Der Entschlüßler 510 erzeugt auf zwei weiteren 65 Messungen steigend durchläuft und liefert einen At

Ausgangsleitungen 316 und 315 je einen kurzen Im- wärtszählungs-Impüls über die Leitung 59 an di

puls, wenn der Zählerstand den Wert 1250 bzw. 3750 hohen Zählerstellen 52, die dadurch einen Schrii

durchläuft. Beide Steuerspannungen gelangen, wie bei rückwärts geschaltet werden.

11 12

Um Mehrdeutigkeit bei einem Meßwert 5 in der ist noch folgendes zu bemerken. Der Zähler 50

4. Registerstelle zu vermeiden, kann der Entschlüßler (Fig. 5a) ist als Binär-Dezimal-Zähler bekannter

512 z. B. auch so ausgelegt sein, daß er nur hei Zif- Art, also mit binär kodierten Dezimalstellen, ange-

fernwerten kleiner als 3 und größer als 7 arbeitet. nommen. Die Arbeitsweise der einzelnen Binärstufen

Durch diese hohen Zählerstellen wird somit die 5 von zwei Dezimalstellen bei ihrer Fortschaltung durch

Kapazität des Registers 325A¹ erhöht ohne Änderung die Rechteckimpulse des Oszillators 30 zJfjt Fi g. 9 a.

der Kapazität bzw. Durchlaufdauer des Zählers 50, Die von der rein binären Zählweise abweichende

indem die Durchlaufe des Inhaltes der höchsten Re- dezimale Funktion der Binärstufen jeder Stelle, d. h.

gisterstelle durch einen vorbestimmten Ziffernwert ihre Rückkehr nach Null schon nach 9 statt nach 15,

(z. B. 5) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Null- io wird durch bekannte 6-Überschußschaltungen er-

signalen bzw. Messungen in Abhängigkeit von der reicht.

Durchlaufrichtung mit entgegengesetztem Vorzeichen f ig. 9b stellt nur einen Durchlauf des Zählers als

registriert werden. Ausschnitt aus der ununterbrochen fortgesetzten

Der schon in F i g. 3 als Blockschaltung 33 gezeigte Folge von Zählerdurchläufen dar. Während jedes

Kosinusverstärker mit Steuerung ist genauer in F i g. 6 a 15 Zählerdurchlaufes erfolgen Messungen mit allen Meß-

danestellt. Diese Blockschaltung gilt sinngemäß auch gebern (17,18,19, F i g. 1 bis 3). Sie beginnen sämt-

für den Sinusverstärker mit Steuerung 34. Die Sinus- lieh gleichzeitig beim Zählerstand Null und enden

Ausgangsspannung des Filters 32 gelangt über Leitung unterschiedlich beim jeweiligen (1.) Nulldurchgang

327 in eine 45°-Phasensteuerung 63 und wird dort der Sekundärspannung des betreffenden Gebers,

um +45°, also nacheilend, phasenverschoben, wäh- ao Für einen bestimmten Geber, 17 für die AVAb-

rend sie gleichzeitig in einer entsprechenden 45°- messung des Werkstücks, wurden in den beiden Meß-

Phasensteuerung des Sinusverstärkers 34 um —45°, Stellungen beiderseits des, Werkstücks die Zähler-

also voreilend, phasenverschoben wird. Dadurch eilt stände 7500 bzw. 9500 zu den Zeitpunkten der ent-

die Ausgangsspannu^g des Kosinusverstärkers 33 der sprechenden Null-AMmpulse (F i g. 9 c) auf Leitung

des Sinusverstärkers um den für diese beiden Speise- as 319 angenommen. Der erste Null-AMmpuls steuerte

Spannungen der Magnetgeber erforderlichen Gesamt- die Übertragung des Zählerstandes 7500 über die

winkel von 90° nach (vgl. Fig. 9b). UND-Schaltung 322 (Fig. 3) in das Register 325X

Der eigentliche Verstärker 60 erhält außer' der (F i g. 5 a). Da dessen höchste (4.) Stelle demnach die Kosinusspannung aus der 45°-Phasensteuerung 63 Ziffer 4 aufnahm und diese über Leitung 57 zum Entüber Leitung 65 noch das Ausgangssignal einer 30 schlüßler 512 (Fig. 5c) der Steuerung 56 für die Amplitudenkontrolle 61 über Leitung 64. Die Kosinus- hohen Zählerstellen weiterleitete, erzeugte der Ent-Ausgangsspannung des Verstärkers 60 wird über Lei- schlüßler 512 eine Ausgangsspannung > 5 und bereitung 66 je einem ersten Eingang der Amplitudenkon- tete mit dieser den UND-Kreis 515 vor. Dadurch trolle 61 und einer Synchronkontrolle 62 zugeführt. schaltete dej um einen halben Zählerdurchlauf gegen-Dem zweiten Eingang der Amplitudenkontrolle 61 35 über dem Null-AMmpuls verzögert auf der Leitung leitet die Entschlüsselung 55 (F i g. 5 b) der Zähler- 596 auftretende Abfrageimpuls des monostabilen steuerung 31 (F i g. 5 a, 3) über die Leitung 315 einen Kippkreises 595 (F i g. 9 c) den Flip-Flop 521 um, so Impuls beim Zählerstand 3750 und dem zweiten Ein- daß dessen l-Ausgangsspannu'.-j den UND-Kreis 518 gang der Synchronkontrolle62 über Leitung316 einen an seinem linken Eingang vorbereitete. Wenn nun 1250-Zählerimpuls zu. 40 beim zweiten Null-AMmpuls der Zählerstand 9500 in

Die Synchronkontrolle 62 vergleicht den Zeitpunkt das Register 325A!^ übertragen wird, so erzeugt der des ersten Nulldurchgangs der Kosinusspannung mit Entschlüßler 512 wegen der höchsten Wertziffer 9 dem des 1250-Impulses, die nach Fig. 6b ja zusam- wieder eine Ausgangsspannung >5, so daß der MH-menfallen sollen, und erzeugt bei Abweichungen ein teleingang des UND-Kreises 518 durch ei., invertierte Korrektursignal, das über Leitung 67 die 45°-Phasen- 45 Spannung nicht betätigt und folglich auch kein Aussteuerung 63 entsprechend beeinflußt, so daß die Null- gangsitnpuls auf der Leitung 58 erzeugt wird. Das durchgänge genau bei den Zählerständen 1250 und Signal >5 leitet wie beim ersten Null-AMmpuls er-6250 erfolgen. neut eine verzögerte Vorbereitung des linken Ein-

Die Amplitudenkontrolle vergleicht ähnlich den gangs des UND-Kreises 518 durch den Flip-Flop 521

Zeitpunkt des ersten Scheitelpunktes der Kosinus- 5° ein.

spannung mit dem des 3750-Impulses und erzeugt bei Wird nun angenommen, daß bei einem größerei

Abweichungen von ihrer Soll-Koinzidenz ein Korrek- und komplizierteren Werkstück als dem in Fig.:

tursignal, das über Leitung 64 den Verstärker 60 so und 2 dargestellten der Meßfühler 14 bzw. Geber 1'

steuert, daß er die Scheitelspannungen genau bei den noch in derselben Richtung weiterbewegt und mi

Zählerständen 3750 und 8750 erzeugt. 55 einer anderen Werkstückfläche in Berührung gebrach

Der Sinusverstärker mit Steuerung 34 (F i g. 3) ent- wird, wobei er noch über diejenige Stellung hinaus

spricht weitgehend dem vorstehend beschriebenen bewegt wird, die dem höchsten möglichen Meßwei

Kosinusverstärker mit Steuerung 33 mit dem Unter- 10000 des Zählers 50 entspricht, und schließlich ein

schied, daß die zur Amplitudenkontrolle 61 und Syn- dritte Stellung mit dem Meßwert 1500 erreiel

chronkontrolle 62 führenden Zählerimpulsleitungen ^6o (F i g. 9 c), dann bewirkt der dritte Null-AMmpuls di

315 bzw. 316 vertauscht sind und die 45°-Phasen- Übertragung dieses Zählerstandes 1500, der eigen

Steuerung 63 eine gegenüber der Filterspannung auf Hch einem Meßwert 11 500 entspricht, in das Regisu

Leitung 327 um -45° statt +45° phasenverschobene 325#. Da dessen höchste Stelle jetzt den Wert 1 au

Sinusspannung erzeugt, die somit der Kosinusspan- nimmt, erzeugt der Entschlüßler 512 (Fig. 5c) keir

nung um den erforderlichen Phasenwinkel von 90° ⁶5 Ausgangsspannung > 5, so daß der Inverter 514 ην

voreilt. Auf eine genauere Darstellung des Sinusver- auch den Mitteleingang des UND-Kreises 518 b

stärkers 34 kann deshalb verzichtet werden. tätipt und dieser auf seiner Ausgangsleitung 58 eint

Zur Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungen Aufwärtszählungs-Impuls erzeugt, der die hohen Zä

13 14

!erstellen 52 um einen Schritt vorwärts schaltet. Dieser verschoben. Ein Photowiderstand 68 ß zwischen der

Zähler 52 zusammen mit den entsprechenden Stellen Ausgangsleitung 65 und dem Übertrager f>y wird

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

an, daß die Kapazität des Registers 325 X in positiver nung gespeiste Lampe 68/1 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 Blockschaltung 62 Synchronkontrolle aus

325* 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 Zahler 50

Stellung bewegt wird, so erzeugt in beiden Fällen we- durch seine über Leitung 316 zugeführten 1250-Zahl-

geu des 4. Ste'lonwertes <5 der Entschlüßler 512 impulse festgelegt sind. Bei Abweichungen erzeugt sie

(Fig. 5c) kein Signal >5, so daß über den Inverter auf der Ausgangsleitung67 eine entsprechende Kor-

575 und den 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 Fill bis Γ114 bilden zusammen mit

UND-Kreis 519 an seinem linken Eingang vorbereitet den zugehörigen Schaltelementen einen klassischen

wird. Da aber in beiden Fällen am Mitteleingang die- Vier-Dioden-Prü^'.reis, der die Kosinusspannung au!

ses UND-Kreises 519 kein >5-Signal wirksam ist, er- Leitung 66 während eines Zahlerimpulses 1250 auf

zeugt er kein Ausgangssignal. Wenn aber der Meß- ao Leitung 316 abtastet und den in diesem Augenblick

fühler 14 in derselben Richtung weiterbewegt wird herrschenden Kosinus-Spannungswert in einem Kon-

und den Meßwert 0 unterschreitend eine dem Zäh- densator617 speichert. Wenn der 1. (positive) NuIl-

leistand 9500 entsprechende Meßstellung erreicht durchgang der Kosinusspannung phasenverzögert ist.

(Fig. 9:), dann steuert der Null-X-Impuls den Wert 9 so wird zum Soll-Zeitpunkt desselben eine positive

in die 4. Registerstelle und den Entschlüßler 512, der as Spannung gespeichert, dagegen bei Phasenvoreilung

nun mit seinem > 5-Ausgangsimpuls den UND-Kreis eine negative Spannung. Diese vom Kondensator 617

519 betätigt, der über Leitung 59 einen Abwärtszäh- gespeicherte Fehlerspannung wird durch die Transi-

lungs-Impuls an die hohen Zählerstellen 52 liefert, die stören Γ115 bis 7118 verstärkt und einem Abgleich-

dadurch einen Schritt rückwärts geschaltet werden. potentiometer 618 zugeführt. Die diesem nachge-

Dadurch wird angezeigt, daß die Kapazität des Re- 30 schalteten Transistoren Γ120 bis Γ122 steuern eine

gisters 325 in negativer Richtung einmal untersc'nrit- der Fehlerspannung entsprechende Korrekturspan-

ten wurde. nung (bzw. -strom) am Ausgang 67.

Dieselbe Kapazitätserweiterung durch entsprechende Die Amplitudenkontrolle 61 der Fig. 6 a 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 tung66 die Kosinusspannung aus dem Verstärker 60

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

Ein Schaltungsbeispiel für einen Verstärker 60 nach leitet. Die Transistoren T 9 und TlO bilden ein Diffe-F i g. 6 a zeigt F i g. 6 b. Über Leitung 65 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 40 614 eingestellten Bezugsspannung vergleicht. Wenn Leitungen 42 und 43 an die Geberwicklungen gelie- die positive Scheitelspannung der Kosinusspannung ferte 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 TIl und T12 lieferten Korrekturspannung reguliert. Die Transisto- gebildeten Verstärker entsprechend positiv aufgelaren T 5, T 6 und T 7 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- T14, T15 und T16 gebildete Verstärker die positive sistorT8 liefert eine Kosinusspannung entsprechend Spannung an einem Potentiometer 616, wodurch der der Steuerung durch den Transistor T 3, der seiner- nachgeschaltete Verstärker aus den Transistoren T17, seits von dem Differenz-Transistorpaar Tl, T2 ge- 5° T18 und T19 höhere Spannung über Leitung 64 an steuert wird. Der durch die Leitung 43 fließende den Verstärker 60 (F i g. 6 b) liefert und dadurch desStrom kehrt über die Leitung 42 und den Widerstand sen Verstärkung verringert. Wenn umgekehrt die 612 nach Erde zurück. Vom stromproportionalen Scheitelspannung kleiner als die Bezugsspannung des Spannungsabfall am Widerstand 612 wird durch einen Potentiometers 614 ist, dann muß die Spannung des Spannungsteiler aus den Widerständen 611B und 613 55 Kondensator 615 wieder erniedrigt werden. Dies geein Teil abgegriffen und der Basis des Transistors T2 schieht durch kurze Entladungsimpulse, die von einem zugeführt. Diese Teilspannung und somit die Ampli- Transistor T13 aus den über die Leitung 315 im Solitude des Ausgangsstromes in der Leitung 43 wird ge- Zeitpunkt der Scheitelspannung zugeführten 3750-steuert durch den Photowiderstand 611B, der seiner- Zählerimpulsen gebildet werden. Diese Entladungen, seits entsprechend der über Leitung 65 die Lampe ^6o die jetzt nicht durch eine positive Aufladung durch 611/1 speisenden Korrekturspannung verändert wird. den Transistor T12 kompensiert werden, haben eine

Die in Fig. 6a als Blockschaltung gezeigte 45°- niedrigere Spannung der Ausgangsleitung 64 und so-Phasensteuerung 63 ist in F i g. 6 c genauer dargestellt. mit auch am Verstärker 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 Über- ⁶5 tudenkontrolle 61 hält die Amplitude der Kosinustragers 69 und eines Kondensators um annähernd spannung normalerweise auf Bruchteile eines Prozents -1-45° (in der im Sinusverstärker 34 verwendeten, konstant,
nicht gezeichneten Ausführung um —45°) phasen- Vom Filter 32 aus Fi g. 3 ist in Fi g. 7 die ausführ-

IO

liehe Schaltung dargestellt. Es wandelt die vom bistabilen Kippkreis 511 der Entschlüsselung 55 (F i g. 5 b) in der Zählersteuerung 31 über die Leitung 314 gelieferte symmetrische Rechteckspannung in eine Sinusspannungani Ausgang 327 um. Der Anpassung der liingangsleitung 314 an die eigentliche Fiherschaltung 620 und der Amplitudenregelung dient ein zwischengeschalteter Transistor 7124 mit Zehnerdiode 619. Der Filterkreis 620 bildet ein.steilflankiges Tiefpaßfilter mit maximaler Sperrwirkung im Bereich der unerwünschten ungeradzahligen Harmonischen, so daß eine Sinusspannung mit extrem niedriger Verzerrung und mit unveränderter genauer Phase an einen nachgeschalteten Verstärker aus den Transistoren 7Ί25 und 7126 gelangt, der die nötige Anpassung an die über Leitung 327 gespeiste 45 -Phasensteuerung 63 (F i g. 6 a, c) bewirkt.

Jeder einem der Geber 17 bis 19 (Fig. 3) nachge-

schaltete Nulldetektor 311 bis 313 ist gemäß Fig.! geschaltet. Die Sekundärspannung z. B. des Geber 17 wird zunächst durch einen hochwertigen Vorver stärker 38 verstärkt und über die Leitung 8Ü den Nulldektektor311 zugeführt. Diese Eingangsspannuii; wird zunächst durch die Transistoren Γ127 bis TI3< verstärkt. Ihnen folgen vier gleiche Verstärker- um Begrenzerstufen mit den Transistoren Γ131 bis 7 134 welche die ursprüngliche Sinusspannung in ein.

ίο Rechteckspannung mit extremer Flankensteilheit unc somit sehr genau fixierten Nulldurchgängen umwan

.dein. Zwei weitere Transistoren T137 und T13< speisen schließlich einen monostabilen Kippkreis 81

der genau im Zeitpunkt des positiven NuüJurchgani:

der ursprünglichen Sckund'arspannung auf der Aus gangsleitung 319 einen kurzen Null-A'-Impuls erzeugl dessen Phasenlage ein Maß für die augenblicklich. 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 werden 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 Verzögerungskreise zwei um 90° phasenverschobene niederfrequente Sinusspannungen abgeleitet werden, die als gemeinsame Speisespannungen für die Primärwicklungen aller magnetischen Drehgeber dienen mit einem Nullspannungs-Detektor, der nacheinander die Nulldurchgänge einer primären Speisespannung und der in ihrer Phase stellungsabhängigen Sekundärspannungen der Geber ermittelt und jeweils zwischen beiden Nulldurchgängen die Generatorimpulse in einen zweiten Zähler steuert als Maß für die stellungsabhängige Phasenverschiebung der Sekundärspannung des jeweiligen Gebers mit einem Zwischenspeieher, der diesen Zählerstand des zweiten Zählers übernimmt und an eine Anzeigeeinrichtung und bzw. oder eine Datenverarbeitungsanlage weitergibt, mit einer Kontrollschaltung für die Amplitudengleichheit der Geber-Spei^cespannungen, die nach der Messung eines 45°-Kontrollgebers prüft, ob der zweite 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 90°-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 Zählimpulsen (0, 5000) die zwei um 90° phasenverschobenen (Sinus-, Kosinus-) Speisespannungen für die Magnetgeber (17, 18, 19) abgeleitet werden, zählt auch gleichzeitig die Rechteckimpulse des Oszillators (30) zwischen dem 1. Nulldurchgang der resultierenden Speisespannung (aus dem Filter 32) und aller stellungsabhängigen Geber-Sekundärspannungen und liefert ferner zwei vorbestimmte Zählimpulse (1250, 3750) zur Synchronisierung der Nulldurchgänge 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 jeoem Geber gesondert zugeordnetes Register (325*, 325 Y, 325Z) mit zugehö

   rigem Stellungsanzeiger (326 X, 326 Y, 326Z) steuert;

   c) jedem einzelnen Register (325 X, 325 Y, 325Z) ist ein zusätzlicher Zähler (52) für Vorwärts- und Rückwärtszählung mit einer Überlaufschajtung (56) zugeordnet, die bei der Geberbewegung zwischen zwei Messungen über eine der der Kapazitätsgrenze (z.B. 10000 bzw. 0) des Registers entsprechende Stellung hinaus den Wechsel des Zählwertes in der höchsten (4.) Stelle des Registers am einem vorbestimmten Bereich (>5 bzw. >7) unterhalb dieser Kapazitätsgrenze (0) in einen vorbestimmten Bereich (<5 bzw. <3) oberhalb derselben oder umgekehrt ermittelt und durch einen Zählimpuls mit einem der Richtung dieses Wechsels entsprechenden Vorzeichen im zusätzlichen Zähler (52) registriert;

   d) die beiden um 90° phasenverschobenen (Kosinus-, Sinus-) Speisespannungen werden durch positive und negative 45°-Phasenverschiebung mittels zweier 45°-Phasensteuerungen (63) aus der sinusförmigen 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 Nulldurchgängü 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 der Speisespannungen erfolgt durch Vergleich 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.