DE1915088C

DE1915088C - Flachengewichts oder Dickenmeßanlage zur Senenmessung schnell durchlaufender Meßobjekte mittels radioaktiver Strahlung

Info

Publication number: DE1915088C
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing 8520 Erlangen Scheler
Original assignee: Fneseke & Hoepfner GmbH, 8520 Er langen
Publication date: 1971-07-29

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- lungsspannung am Widerstand Λ₈ nioln mehr welter

j3 anordnung für eine mit radioaktiver Strahlung arbei· ansteigt, da die maximale Ausgangsspannung erreicht

- .tende Dicken- oder Flüohengewichtsmeßanlage, bei 1st. Die Eingangsspannung V₀ kann dabei so groß

welcher der Meßetrom einer Ionisationskammer tür werden, daß sie die Eingangsstufe des Verstärkers

\ die vom Meßgut beeinflußte radioaktive Strahlung 9 zerstört oder zumindest Veränderungen an ihr ner-

>< an einem Hochohmwiderstand einen Spannung- vorruft, die erst nach längerer Zeit wieder verschwln-

'■ abfall erzeugt, der dem Eingang eines Gleichspan- den. Hinzu kommt die Auswirkung der Elngangs-

nungsverstarkers zugeführt wird, an dessen Ausgang kapazität CV des Verstärkers V, Diese wird auf die

ein Spannungsteiler liegt, von dessen Abgrifispunkt hohe Eingangsspannung U₀ aufgeladen, die von der

■ eine Gegenspannung an den Fußpunkt des genann- xa Übersteuerung herrührt. Stellt sich später der ur-

ten Hochohmwiderstandes rUckgeführt wird, wobei sprUngliche Meßstrom / wieder ein, so muß erst die

die Flächengewichtsanlage in einen Bedienungsteil in der Kapazität C₁₁ gespeicherte Energie vernichtet

mit Ausgangsspannungsteüer für den Abgriff der werden, ehe der Mßßwert wieder angezeigt werden

Gegenspannung und in einen den Gleichspannungs- kann. Diese Totzeit sowie die weiter oben genannte

verstärker enthaltenden und mit dem Bedienungstell 15 nachteilige Auswirkung der Überspannung auf die

über Kabel verbundenen Meßgeräteteil aufgeteilt ist Verstärkereingangsstufij verhindern den Einsatz von

und die Gegenspannungsquelle mit im Bedienungs- nach diesem Schaltprinzip aufgebauten Dickenmeß-

< teil untergebracht sowie in der Gegenspannungs- anlagen zur Messung schnell aufeinanderfolgender

, Rückführung zum Meßgeräteteil ein Siebglied aus Einzelstücke.

Längswiderstand und Querkondensator angeord- 20 Zur Reduzierung der Totzeit ist es bei einer Meßnet ist. anordnung zur Anzeige von Extremwerten von Kurin Fig. 1 ist die Prinzipschaltung einer derartigen ven, die nach dem DifTerenzprinzip vermittels einer bekannten Dickenmeßanlage angegeben. Danach gegengekoppelten Veistärkerstufe und eines Intedurchsetzt die radioaktive Strahlung der Strahlen- griergliedes arbeitet, bekannt, in die integrierende quelle 5 das bewegte Meßgut M und wird von der as Gegenkopplung nichtlineare Glieder derart einzu-Ionisationskammer K, die an der Saugspannungs- fügen, daß die Gegenkopplung stärker wird, wenn quelle U_s liegt, je nach dem Grad ihrer Abschwä- das Ausgangssignal einen vorgegebenen Wert überchung im Meßgut M empfangen. Von dem Meß- schreitet.

strom / der Ionisationskammer K wird am Hoch- Eine Anwendung dieser Lehre auf eine Dickenohmwiderstand R₀ ein Spannungsabfall erzeugt, der 30 und Flächengewichtsineßanlage würde darin bedem Eingang des Verstärkers V zugeführt wird. Der stehen, daß dem oberen Spannungsteilerwiderstand R₁ Spannung an R₀ ist eine Spannung U_s gegengeschal- zwei einander entgegengeschaltete Zenerdioden partet. Sind die beiden Spannungen gleich, so beträgt allel geschaltet sind, wie dies in F i g. 1 gestrichelt die Spannung U₁, am Eingang des Verstärkers V und eingezeichnet ist.

damit auch dessen Ausgangsspannung U_u Null. Die- 35 Diese Lösung ist nur in den wenigen Fällen mögser Fall ist dann gegeben, wenn die Dicke des Meß- lieh, wo der Ausgangsspannungsteüer R₁, R₂ mit dem gutes M dem Sollwert entspricht. Ändert sich jetzt Verstärker V unmittelbar zusammengebaut ist und die Dicke des Meßgutes, so erfährt der Meßstrom / demgemäß zwischen der Gegenspannungsquelle U_g eine entsprechende Änderung, die, weil die Gegen- und dem Hochohmwiderstand R₀ keine Brummspanspannung U_K bei der Messung konstant bleibt, eine 40 nung eingestreut werden kann. Ist jedoch, wie in den entsprechende Änderung der Eingangsspannung U₁, weitaus meisten Fällen, die Flächengewichtsmeßdes Verstärkers V und damit auch seiner Ausgangs- anlage, wie eingangs angegeben, in einen den Ausspannung U₀ zur Folge hat. Diese ist demgemäß ein gangsspannungsteiler R₁, R., mit enthaltenden Bedie-Maß für die Abweichung der Dicke des Meßgutes nungsteil und einen den Verstärker V enthaltenden vom Sollwert. Die Widerstände R₁ und R₂ bilden 45 zweiten Gerätcteü aufgeteilt, so ist diese Lösung hierbei einen Ausgangsspannungsteüer, an dessen nicht gangbar. Denn in diesen Fällen muß im Gegen-Abgriffspunkt der Gegenspannungspfad U_B auge- kopplungspfad das in F i g. I ebenfalls gestrichelt anschlossen ist. Demgemäß wird die Empfindlichkeit gedeutete Siebglied aus Längswiderstand und Querder Abweichungsanzeige durch das Verhältnis der kondensator zur Brummaussiebung vorgesehen wer-Spannungsteilerwiderstände R₁ und R₂ bestimmt. 50 den. Im Falle der durchgeschalteten Zenerdioden Eine Meßanlage nach dieser bekannten Prinzip- infolge eingangsseitigi;r Übersteuerung würde sich schaltung ist nur für relativ kontinuierliche Messun- dann aber an dem Querkondensator eine relativ gen an bewegten durchgehenden Meßgutbahnen ver- hohe Spannung aufbauen. Beim Eintritt eines neuen wendbar, bei denen der Meßwert sich relativ langsam Prüflings in den Meßspalt müßte dann die ge- und nicht sprunghaft verändert, nicht aber für Mes- 55 speicherte Ladung erst wieder über den Längswidersungen, bei denen Serien einzeln mit Abstand auf- stand abfließen. Die damit hervorgerufene Totzeit cinanderfolgender Meßgutproben, wie Blechtafeln steht aber der angestrebten schnellen Anzeigebereitusw., gemessen werden sollen oder bei Sortier- schaft entgegen.

anlagen, bei denen eine Folge von Prüflingen mit Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßhoher Geschwindigkeit den Meßspalt durchläuft. 60 nahmen anzugeben, mit denen die Messung von Die in F i g. 1 gezeigte Grundschaltung arbeitet schnell aufeinanderfolgenden Einzelstücken, zwinämlich nur dann ^eiiiWandfrei, solange die Ände- sehen denen ein Zwischenraum besteht und bei denen Hingen des Meßstromes noch so klein sind, daß der die Einzelstücke unter Umständen nur kurze Zeit Verstärker V im linearen Teil seiner Kennlinie arbei- voll im Strahlenkegel des radioaktiven Strahlers vertet. Bei großen Abweichungen hingegen, insbesondere 65 bleiben, auch bei einer Dicken- oder Flächendann, wenn ein Prüfling den Meßspalt verläßt, wird gewiclitsmeßanlage möglich ist, die in einen den der Verstärker übersteuert. Die Eingangsspannung Aitsgangsspannungsteiler enthaltenden Bedienungs- Il wädist dabei sehr stark an, weil die Gegenkopp- teil und in einen dem Verstärker enthaltenden und

Claims

liber Kabel mit dem Beclienungatell verbundenen Meßgorlltelell aufgeteilt 1st, wobei die Gegenspannungsquello mit Im Bedienungstell untergebracht und In der Gegenspannungs-RUckfUhryng zum Meßgerllteteil ein Siebglied aus UingswTderstand und Querkondensator angeordnet 1st.

ErflndungsgemHß wird dies dadurch erreicht, daß mit dem Verstärker baueinhelUich ein zweiter Ausgangsspannungsteiler vereinigt ist, der aus einem nichtlinearen spannungsabhllngigon Glied aus entgegengeschalteten Zenerdloden und einem Widerstand besteht, von deren Verbindungspunkt ein besonderer Gegenkopplungspfad mit einem Widerstand zum Verstärkereingang verläuft, wobei das nichtlineare spannungsabhängige Glied derart bemessen ist, daß der Gegenkopplungsgrad bei einer Ausgangsspannung, die knapp unterhalb der maximal erreichbaren Ausgangsspannung liegt, sprungartig stark erhöht wird.

Durch die erfindungsgemüßen Maßnahmen wird erreicht, daß auch eine sprunghafte Veränderung des Meßwertes, wie dies bei der Serienmessung einer Folge von mit hoher Geschwindigkeit den Meßspalt durchlaufenden zu prüfenden Einzelstücke der Fall ist, keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit hat, da bei einseitiger Übersteuerung des Verstärkers keine Totzeit entsteht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 2 erläutert, die ein Ausführungsbeispiel unter Weglassung unwesentlicher Einzelheiten veranschaulicht.

Die Anlage ist aufgeteilt in einen Bedienungsteil, der das Anzeigeinstrument für U₁₁, die Gegenwiderstände A₁ und R., des Ausgangsspannungsteilers sowie die Gegenspannungsquelle U„ enthält, und in einen Meßgeräteteil, der die restlichen Schaltungsteile einschließlich des Verstärkers V und gegebenenfalls auch die Meßkammer K enthält. Beide Teile sind durch ein mehrpoliges Kabel verbunden, welches hier durch die gestrichelte Linie L symbolisiert ist. Bei einer solchen Anordnung wird in den Leitungsteil von der Gegenspannungsquelle U_g zum Fußpunkt des Hochohmwiderstandes R₀ aus der Umgebung in die Kabelverbindung eine Brummspannung eingestreut. Damit diese nicht auf den Verstärkereingang gelangt, muß sie — wie erwähnt — mit einem Siebglied R_s, C_s ausgesiebt werden. Um dessen Zeitkonstante auszugleichen, ist dem Spannungsteilerwiderstand R₁ die Kapazität C₁ parallel geschaltet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit dem Verstärker V baueinheitlich ein zweiter Ausgangsspannungsteiler vereinigt. Dieser besteht aus einem nichtlinearen spannungsabhängigen Glied aus den entgegengeschalteten Zenerdioden Z₁, Z₂ und dem Widerstand R_n, von deren Verbindungspunkt ein besonderer Gegenkopplungspfad mit einem Widerstand R₁ zum Verstllrkereingang verläuft.
Da bei der Erfindung der zweite Gegenkopplungs-

S spannungsteiler baueinheitlich mit dem Verstärker V vereinigt ist, kann derselbe daher keine Brummspannung aufnehmen. Deshalb ist in dem zweiten Gegenkopplungspfad eine Siebkapazitilt entbehrlich. Beim Durchschalten der Zeneidioden Z₁ und Z₁₁ infolge

ίο Überhöhter VerstUrkereingangsspannung wird daher die Gegenkopplungsspannung über den Widerstand R₄ unverzbgert an den VerstHrkereingang gebracht, und es ist beim Abklingen der Übersteuerung keine Entladung einer Kapazität erforderlich. Bei eingangs-

seitiger Übersteuerung des Verstärkers V entsteht deshalb keine Totzeit, und die Anlage ist durch Einsatz der erfindungsgemäßen Lehre für flotte Serienmessungen einzelner Prüflinge einsetzbar.

_ao Patentanspruch:

Schaltungsanordnung für eine mit radioaktiver Strahlung arbeitende Dicken- oder Flächengewichtsmeßanlage, bei welcher der Meßstrom einer Ionisationskammer für die vom Meßgut

as beeinflußte radioaktive Strahlung an einem Hochohmwiderstand einen Spannungsabfall erzeugt, der dem Eingang eines Gleichspannungsverstärkers zugeführt wird, an dessen Ausgang ein Spannungsteiler liegt, von dessen Abgriffspunkt eine Gegenspannung an den Fußpunkt des genannten Hochohmwiderstandes rückgeführt wird, wobei die Flächengewichtsanlage in einen Bedienungsteil mit Ausgangsspannungsteiler für den Abgriff der Gegenspannung und in einen den Gleichspannungsverstärker enthaltenden und mit dem Bedienungsteil über Kabel verbundenen Meßgeräteteil aufgeteilt ist und die Gegenspannungsciuelle mit im Bedienungsteil untergebracht sowie i.. der Gegenspannungs-Rückführung zum MeIi-

geräteteil ein Siebglied aus l.ängswiderstand und Querkondensator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verstärker (V) baueinheitlich ein zweiter Ausgangsspannungsteiler vereinigt ist, der aus einem nicht-

linearen spannungsabhängigen Glied aus entgegengeschalteten Zenerdioden (Z₁, Z₁) und einem Widerstand (R,) besteht, von deren Verbiniiüngspunkt ein besonderer Gegenkopplungspfad mit einem Widerstand (R₁) zum Verstärker-

eingang verläuft, wobei das nichtlineare spannungsabhängige Glied derart bemessen ist, daß der Gegenkopplungsgrad bei einer Ausgangsspannung, die knapp unterhalb der maximal erreichbaren Ausgangsspannung liegt, sprungartig stark erhöht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen