DE1798261C3 - Circuit arrangement for a statistical surface testing device - Google Patents
Circuit arrangement for a statistical surface testing deviceInfo
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Description
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lung des Meßergebnisses R1 „,,,„,, der Mittelwert er- gliedes aufgebaute Spannung den Spitzen des Raurechnet werden soll, der natürlich kleiner als der heitsprofilverlaufs noch folgen kann. Das zweite Zeit-Maximalwert der fünf Meßstrecken ist und der bei glied bildet also einen Spannungszug, der im wesentder Variation der Meßstelle weniger streut (Vornorm liehen die Einhüllende des Spannungszugs am Aus-DIN 4768). Dieser Methode haftet aber der Nachteil 5 gang des Welligkeitstrenners darstellt. Anschaulich an, daß mit mechanischen oder elektrischen Mitteln kann man sich die Wirkung des zweiten Zeitgliedes eine exakte Unterteilung der Meßstrecke vorgenom- auch so vorstellen, daß das Signal am Ausgang des men werden muß. Der dafür notwendige mechanische Welligkeitstrenners für eine Teilperiode der Gesamtoder schaltungstechnische Autwand ist erheblich. meßzeit und damit für eine Teilstrecke des Gesamt-Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe io meßweges integriert wird, wobei die Teilintegrationszugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Bildung zeit bzw. die Größe der Teilintegrationsstrecke von eines die Oberfläche charakterisierenden Parameters der Größe der Zeitkonstanten des zweiten Zeitgliedes fimm.j ähnlich dem ParameterA2, d.h. also eines am abhängt. Im Verlaufe der Messung kann man sich Ende der Messung vorliegenden Festhaltewertes und diese Teilmeßstrecke durch den abgetasteten Profilzug nicht etwa eines schwankenden Verlaufswertes, zu 15 hindurchgefahren denken.Development of the measurement result R 1 ",,," ,, the mean value of the built-up voltage is to be calculated from the peaks of the roughness, which of course can still follow smaller than the normal profile course. The second maximum time value of the five measuring sections is and the at member thus forms a tension train, which is less scattering in the main variation of the measuring point (pre-standard borrowed the envelope of the tension train on Aus-DIN 4768). However, this method has the disadvantage that the ripple separator is a gear. Clearly to the fact that with mechanical or electrical means one can imagine the effect of the second timing element an exact subdivision of the measuring section vorgenom- also imagine that the signal at the output of the men must be. The mechanical ripple separator necessary for this for a partial period of the total or circuit-related Autwand is considerable. measuring time and thus for a section of the overall The invention is the task io measuring path is integrated, whereby the partial integration basis, a circuit arrangement for forming time or the size of the partial integration path of a surface characterizing parameter of the size of the time constant of the second timing element fi mm .j similar to the parameter A 2 , ie one depends on the. In the course of the measurement, one can imagine the retention value present at the end of the measurement and this partial measurement section not driven through by the scanned profile line as a fluctuating course value.
schaffen, die einfacher als ein Ä,-Meßgerät aufgebaut Das dritte Zeitglied wird von dem Integrationsglied ist und insbesondere die umständliche Unterteilung gebildet. Dieses integriert den am Ausgang des zweider Meßstrecke in aneinandergrenzenden Teilmeß- ten Zeitgliedes auftretenden Spp.nnungsverlauf über strecken vermeidet. Der durch Anwendung geeigneter die Meßzeit hinweg. Der am Ende der Meßzeit am Rechenschaltungen nach statistischen Regeln einfach 20 Kondensator des Integrationsgliedes anstehende Span ■ lind sicher zu ermittelnde Parameter Rmllle, soll den nungswert stellt den gesuchten P-rameter Rmi,.,, dar. Einfluß einzelner Riefen erfassen, die Auswirkung Er wird als Festhaltewert über die Anzeigeröhre aneinzelner tiefer Riefen aber nicht überbetonen. gezeigt.The third timing element is formed by the integration element and in particular forms the cumbersome subdivision. This integrates the voltage curve occurring at the output of the two measuring section in adjacent partial measured timing elements over sections. The more appropriate by using the measurement time. At the end of the measuring time on computational circuits in accordance with statistical rules just 20 capacitor of the integration element pending clamping ■ lind safe mllle to be determined parameters R, to detect the voltage value represents the desired P-parameters R mi,. ,, represents. Influence of individual grooves, the effect However, it is not overemphasized as a fixed value on the indicator tube at individual deep grooves. shown.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- " Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung erlöst, daß die Zeitkonstante des /?C-G!iedes minde- 25 laubt es also, durch die Kombination von drei in der ttens dreimal größer als die Zcitkonstante des Weilig- genannten Weise aufeinander abgestimmten Zeitkonkeitstrenners. aber nur so groß ist, daß die am Kon- stantenejiedern einen dem Parameter/?, der Vornorm densator des flC-Gliedes aufgebaute Spannung DIN 4768 ähnlichen, in seiner Aussagekraft dieser Schwankungen der Spannungsamplituden am Aus- Rauheitsmeßgröße mindestens gleichwertigen Raugang des Welligkeitstrenners noch folgen kann, und 30 heitsparameter auf einfache Weise, insbesondere ohne daß zwischen das RC-G\\cd r.nd das Gitter der An- umständliche und aufwendige Meßstreckenunterteizeigeröhre ein Integrationsglied mit einem Konden- lung, sicher und zuverlässig zu ermitteln, sator geschaltet ist, der von dem schwankenden Span- Die Erfindung ist im "folgenden an Hand eines nungswert am Kondensator des ftC-Gliedes über bevorzugten Ausführungsbeispieis näher erläutert, einen Widerstand mit einer Zeitkonstanten aufladbar 35 In F i g. 1 wird die Schaltungsanordnung im Prinzip ist. die mehr als das lüfache der Meßzeit beträgt, und und in F 1 g. 2 der an den einzelnen Stellen der F i g. 1 dessen Ladespannung zur Anzeige des Parameters anliegende Potentialverlauf gezeigt. An C1 liegt wegen Rmittet an dem Gitter der Anzeigeröhre anliegt. der Niveaudiode D1 das mit dem Rauheitsprofil äqui-Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung valente Spannungssignal so an, daß es mit den Spitzen sind also drei Zeitkonstantenglieder hintereinander-40 die Bezugsbasis 7 für die folgende Analogrechengeschaltet, die in bestimmter Weise aufgebaut und schaltung tangiert, und der Widerstand R, ist so behinsichtlich ihrer Zeitkonstanlen aufeinander und auf messen, daß der Profilverlauf sich gut an die Bezugsdie Gesamtmeßzeit abgestimmt sind. basis anschmiegen kann, weil damit ciie Welligkeits-Das erste Zeitglied ist der an sich bekannte Wellig- anteiie gut unterdrückt werden. Die Zeitkonstante keitstrenner. der die auf die Oberflächenrauhigkeit 45 T1 = R1- C1 liegt in der Größenordnung der bei der Zurückzuführenden Komponenten des Meßkopfsignals Oberflächenprüfung üblichen Filterglieder, die hier durchläßt, während er die Frc'iuenzkomponenten des cut-off genannt werden. Die Diode D2 lädt von C1 aus Meßkopfsignals unterdrückt, Jie auf eine Welligkeit C2 auf die schwankende, der Riefenampliüulc cn!- der untersuchten Oberfläche zurückgehen. sprechende Spannung auf, mit einer Zeitkonstante Das zweite Zeitglied ist da·, mit dem Welligkeits- 50 T2 - C2 · R2, die mehr als 3mal größer sein soll als die trenner über eine Diode gekoppelte RC-G\\ed, dessen Zeitkonstante T1, damit sie den Schwankungen der Kondensator über die Diode aufgeladen wird und sich Spannungsamplituden gut folgen kann. Von diesem über den Parallelwiderstand mit der Zeitkonstanten schwankenden Spannungswert wird über den Widerdieses Zeitgliedes entlädt, sobald das Eingangssignal stand R3 der Kondensator C3 langsam aufgeladen. Die kleiner als die Kondensatorlaciespannung wird. Steigt 55 Zeitkonstante T3 — R3- C3 soll mehl als lOmal der die Spannung am Ausgang des Welligkeitstrenners an. Meßzeit sein, damit die Aufladung zeitproportional folgt die Ladespannung des Kondensators entspre- erfolgen kann .nd der Einfluß der Ladespannung auf chend dem geringen Durchlasswiderstand der Diode das Meßergebnis auch ohne Korrektur der Ladekennrasch an. Sinkt dagegen die pannung am Ausgang linie unter 5% bleibt. Nach Ablauf der Meßzeit zeigt des Welligkeitstrenners, ist de Kondensator an einer 60 C3 einen Wert an, der der mittleren Riefenamplitude Entladung über die Diode uni die dieser Diode vor- entspricht und der auf das Gitter der ersten Röhre (·, ausgehenden Schaltungsgliedi r in Anbetracht des gegeben wird, so daß an dem niederohmigen Ausgang hohen Sperrwiderstandes der Diode gehindert. Die dieser Röhrenkathode der Meßwert Rt mmei zur AnEntladung des Kondensators irfolgt vielmehr im we- zeige an dem Instrument 1 zur Verfügung steht, sentlichen nur über den Paralelwiderstand mit einer 65 Von dem Kondensator C, wird über den Konden-Zeitkonstanten, die mindestens dreimal größer als die sator C5, der wesentlich kleiner als C1 sein soll, das Zeitkonstante des Welliekeitstrenners, jedoch nur so schwankende Potential vom Gleichspannungsanteil groß ist, daß die am Kondensator des zweiten Zeit- befreit, auf den Ableitwiderstand Ä. gegeben, der soAccording to the invention, this object is achieved in that the time constant of the /? CG! Iedes at least allows it to be, by combining three, three times greater than the time constant of the above-mentioned manner on each other but is only so large that the voltage built up at the constant of each of the parameters / ?, the pre-standard capacitor of the flC element, DIN 4768, is at least equivalent in its expressiveness to these fluctuations in the voltage amplitudes on the roughness measurement variable can still follow, and 30 unit parameters in a simple manner, in particular without an integrating element with a condenser connected between the RC-G \\ cd r is that of the fluctuating span Explained in more detail on the capacitor of the ftC element via preferred exemplary embodiments, a resistor can be charged with a time constant 35 in FIG. 1 is the circuit arrangement in principle. which is more than airborne the measuring time, and and in F 1 g. 2 of the at the individual points of F i g. 1 shows its charging voltage for displaying the parameter pending potential curve. Because of R, C 1 lies in the middle of the grid of the display tube. the level diode D 1 the equivalent voltage signal with the roughness profile in the circuit arrangement according to the invention in such a way that the peaks are thus three time constant elements connected in series-40 the reference base 7 for the following analog arithmetic, which is constructed and connected in a certain way, and the resistance R, is measured with respect to their time constants in such a way that the profile progression is well matched to the reference total measurement time. The first timing element is the well-known wave component that is well suppressed. The time constant keitstrenner. the on the surface roughness 45 T 1 = R 1 -C 1 is in the order of magnitude of the filter elements customary for the components of the measuring head signal to be returned to the surface test, which let through here, while it is called the frequency components of the cut-off. The diode D 2 charges from C 1 from the measuring head signal is suppressed, but due to a ripple C 2 on the fluctuating, the groove amplitude cn! - of the examined surface. Speaking voltage on, with a time constant The second timing element is there ·, with the ripple 50 T 2 - C 2 · R 2 , which should be more than 3 times larger than the isolator coupled via a diode RC-G \\ ed, its Time constant T 1 so that it is charged with the fluctuations in the capacitor via the diode and can easily follow the voltage amplitudes. From this voltage value, which fluctuates with the time constant via the parallel resistor, the capacitor C 3 is slowly charged via the counter of this timing element as soon as the input signal is R 3. Which becomes smaller than the capacitor discharge voltage. If the time constant T 3 - R 3 - C 3 rises more than 10 times the voltage at the output of the ripple separator should rise. Measurement time, so that the charging follows the charging voltage of the capacitor in proportion to the time, and the influence of the charging voltage on the low forward resistance of the diode quickly affects the measurement result even without correction of the charging characteristic. On the other hand, if the voltage at the output line falls below 5%. After the measuring time has elapsed, the ripple separator shows the capacitor at a 60 C 3 shows a value that corresponds to the mean groove amplitude discharge across the diode and the circuit element r in the said tube cathode of the measured value Rt m m e i is given consideration of the, so that high at the low impedance output blocking resistance of the diode prevented. for AnEntladung the capacitor irfolgt rather essen- show stands on the instrument 1 available sentlichen only via the Paralelwiderstand with a 65 from the capacitor C, the time constant of the ripple separator, however, the potential of the DC voltage component is only so fluctuating that the potential of the DC voltage component is at least three times greater than the capacitor C 5 , which should be significantly smaller than C 1, over the capacitor time constant the freed on the capacitor of the second time, given to the leakage resistance Ä., the so
bemessen sein muß, daß die Zeitkonstante C5 ■ R1 gleich der Zeitkonstante T1 ist. Von C5 aus werden über die Dioden D4, Z)5 mit den dazugehörigen Widerständen A7, A8 die Kondensatoren Ct und C7 auf den Mittelwert der Spannlingsschwankung aufgeladen (mittlere Abweichung der Riefenamplituden von ihrem Mittelwert), deren Werte auf ein Gegentaktröhren-Voltmeter (Röhre V2, V3) gegeben werden, so daß am Instrument 2 der Wert abgelesen werden kann. Die Zeitkonstante /?„ · C, und R, · C, = der Zeitkonstante T3. must be dimensioned so that the time constant C 5 ■ R 1 is equal to the time constant T 1 . From C 5 via the diodes D 4 , Z) 5 with the associated resistors A 7 , A 8, the capacitors C t and C 7 are charged to the mean value of the clamping part fluctuation (mean deviation of the groove amplitudes from their mean value), their values to a Push-pull tube voltmeter (tube V 2 , V 3 ) are given so that the value can be read off on instrument 2. The time constant /? „· C, and R, · C, = the time constant T 3 .
Über die Diode D3 wird der Kondensator C8 auf den an C1 liegenden Maximalwert aufgeladen, weil der Kondensator C8 nicht durch einen Widerstand bedämpft ist. Dieser Wert wird auch gespeichert, dem Gitter der Röhre VA zugeleitet und an deren Kathode mit Hilfe des Instrumentes I3 der Maximalwert Rt mar. angezeigt.The capacitor C 8 is charged to the maximum value at C 1 via the diode D 3 because the capacitor C 8 is not attenuated by a resistor. This value is also stored, fed to the grid of the tube V A and the maximum value Rt mar at its cathode with the aid of the instrument I 3. displayed.
In F i g. 2 stellt Punkt 1 den Spannungszug an der mit 1 bezeichneten Stelle der F i g. 1 dar, der dem Istprofil der geprüften Oberfläche äquivalent ist und mit Hilfe der Niveaudiode D1 an die Bezugslinie 7 angeklammert ist.In Fig. 2 represents point 1 the tension at the point indicated by 1 in FIG. 1, which is equivalent to the actual profile of the tested surface and is attached to the reference line 7 with the aid of the level diode D 1.
Punkt 2 zeigt den mittleren Potentialverlauf in Integrationsglied Rt C2.Point 2 shows the mean potential profile in integration element R t C 2 .
Punkt 3 stellt den vom mittleren Potentialverlauf irr
Zeitintegralverfahren abgeleiteten Integralwert dar.
Punkte 4 und 5 sind Integralwertc der Schwankuni des Potentials 1.Point 3 represents the integral value derived from the mean potential curve in the time integral method.
Points 4 and 5 are integral values of the fluctuation of potential 1.
Punkt 6 zeigt die Aufladung auf die SpitzenspannungPoint 6 shows the charging to the peak voltage
Die als Beispiel beschriebene Schaltungsanordnung ermöglicht die Bildung des Parameters Rmutei. der al; ίο Mittelwert aller Riefenamplituden der zu prüfender Oberfläche einen statistisch definierten Meßwert zui Beschreibung des Profilverlaufs darstellt. Durch seint statistischen Eigenschaften ist er den bekannten geo metrisch definierten Parametern überlegen. Es ist eir Meßwert, der das Profil gut charakterisiert und al: Kontrollgröße verwendet werden kann, insbesondert wenn zusätzlich noch die mittlere (quadratische) odei durchschnittliche (arithmetische) Abweichung dei Riefenamplituden von ihrem Mittelwert und der Maxi malwert der Riefenamplituden erfaßt wird. Ein be sonderer Vorteil wird erreicht, wenn alle diese Para meter von dem Oberflächenprüfgerät gleichzeitig er mittelt und gespeichert werden.The circuit arrangement described as an example enables the formation of the parameter R m ut e i. the al; ίο The mean value of all groove amplitudes of the surface to be tested represents a statistically defined measured value for the description of the profile course. Its statistical properties make it superior to the known geometrically defined parameters. It is a measured value that characterizes the profile well and can be used as a control variable, especially if the mean (quadratic) or average (arithmetic) deviation of the score amplitudes from their mean value and the maximum value of the score amplitudes are also recorded. A special advantage is achieved if all these parameters are determined and stored by the surface testing device at the same time.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19681798261 DE1798261C3 (en) | 1968-09-18 | 1968-09-18 | Circuit arrangement for a statistical surface testing device |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19681798261 DE1798261C3 (en) | 1968-09-18 | 1968-09-18 | Circuit arrangement for a statistical surface testing device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE1798261A1 DE1798261A1 (en) | 1971-12-30 |
DE1798261B2 DE1798261B2 (en) | 1972-08-31 |
DE1798261C3 true DE1798261C3 (en) | 1975-01-30 |
Family
ID=5708852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19681798261 Expired DE1798261C3 (en) | 1968-09-18 | 1968-09-18 | Circuit arrangement for a statistical surface testing device |
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Country | Link |
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DE (1) | DE1798261C3 (en) |
-
1968
- 1968-09-18 DE DE19681798261 patent/DE1798261C3/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1798261A1 (en) | 1971-12-30 |
DE1798261B2 (en) | 1972-08-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |