DE1938377C - Digitale Absolut Meßanordnung mit Syn chronisation des Ziffernsprungs in den Grob stellen der Anzeige - Google Patents

Description

Bekanntlich können sich In digitaler! Meßsystomen , l)dm Obergang von elnor guhl auf die folgende gleichzeitig mehrere Stellen der Ziihl lindern. Gleiches gilt uifch für cnclicrle Durstellungen von Zahlen, wie sie • beispielsweise in der modernen Meßtechnik in steigendem Umfang angewendet werden. Bei der dunlen Codierung lindern sich beispielsweise beim Übergung von der duulen 7 auf die dunlc 8 gleichzeitig vier Stellen der Symbolisierung. Tastet man einen mit einer solchen Symbolisierung versehenen Aufzeichnungstrügcr mit einem einfachen Abtastspult ab, so wird in oller Regel eine absolut gleichzeitige Änderung dor vier Stellen nicht stattfinden, da wegen vorhandener Herstellungstoleranzen die Spuren des Aufzeichnungsträgers nicht mit der erforderlichen Exaktheit zueinander ausgerichtet sind. Man ist also gezwungen, diese Eindeutigkeit durch zusätzliche Hilfsmittel herbeizuführen.

Eine hierbei gern verwendete bekannte Methode ist bei Aufzeichnungsträgern mit Code-Spuren die K-Abtastimg. Diese wird dadurch erreicht, daß jeder Aufzeichnungsspur mit Ausnahme der feinsten Spur, der nur ein Hmplanger zugeordnet ist, zwei Empfänger zugeordnet werden. Der Empfänger der feinsten Spur wird an eine logische Schaltung angeschlossen. Wird der Empfänger von einem Signal beaufschlagt, so wird in der nächst gröberen Spur einer der beiden Empfänger zur Abtastung eingeschaltet. Der eingeschaltete Empfänger gibt seine Signale wiederum in eine weitere logische Schaltung, welche die Empfänger der nächst gröberen Spur schaltet usw. In dieser Weise wird bei der momentanen Relativstellung zwischen den Empfängern und dem Aufzeichnungsträger der Wert jeder einzelnen Spur ermittelt. Durch aufeinanderfolgendes Abfragen der den einzelnen Spuren zugeordneten Empfänger erhält man die Angaben über die Relativstellung des Aufzeichnungsträgers. Das beschriebene Verfahren ist hinsichtlich der benötigten Geräte recht aufwendig.

Etwas günstiger liegen die Verhältnisse bei einer Anordnung, bei der man jeder Dekade eine eigene Steuerspur mit einem zusätzlichen Empfänger zugeordnet hat. Zwar ist durch diese Maßnahme die Zahl der Empfänger erheblich verkleinert worden, doch muß man in Kauf nehmen, daß eine zusätzliche Spur je Dekade auf dem Aufzeichnungsträger aufzubringen ist, wozu einmal zusätzlicher Platz auf dem Aufzeichnungsträger vorhanden sein muß. zum andern aber müssen alle Spuren untereinander exakt gegeneinander ausgerichtet sein, was fertigungstechnisch erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine neue digitale Absolut-Meßanordnung mit Synchronisation des ZifTernsprungs in den Grobstellen der Anzeige zu schaffen, bei denen die oben aufgezeigten Nachteile nicht vorhanden sind.

Diese Aufgabe wird crfindungsgcniäß dadurch gelöst, daß die abtastenden Empfänger jeweils mit. einem von drei möglichen Signalen beaufschlagt werden, die unterschiedliche Pegel aufweisen, derart, daß der Pegel des ersten Signals kleiner als ein erster vorgegebener Pegclwert ist, daß der Pegel des zweiten Signals größer als ein zweiter höherer vorgegebener Pegelwert ist und daß der Pegel des dritten Signals gleich einem Wert zwischen diesen beiden vorgegebenen Pegelwerten ist, daß den Ausgangssignalen tier Empfänger in einer Addierstufe ein bei der Abtastung einer feiner unterteilten Spur gewonnenes Steuersignal überlagert wird, daß die Summe der Signale einem Schwellwertschalter zugeführt wird, dessen Schwellwert so gewühlt ist, daß clus erste Signal wedor allein noch zusammen mit dem Steuersignal den Schwcllwert erreicht, daß das zweite Signul «tcts größer ist als der gewühlte Schwellwert und daß das dritte Signul nur zusammen mit dem Steuersignal diesen Schwellwerk erreicht, und daß das Ausgangssignal diesos Schwellwertschalters zur Anzeige des Grob-

Stellenwertes benutzt wird. In Ausgestaltung dieser Anordnung ist jeder der untereinander unterschiedliche Feinheit der Unterteilung aufweisenden Spuren eines zum Meßsystem gehörigen Aufzeichnungsträgers nur ein Empfänger zugeordnet, der in Kombination

J5 mit entsprechenden Mitteln aus der Aufzeichnungsspur drei unterschiedliche Signale abtasten kann, und ist diesem Empfänger eine Addierstufe nachgeschaltet, die außerdem mit dem einer feiner unterteilten Aufzeichnungsspur zugeordneten Empfänger verbun-

den ist, und ist dieser Addierstufe ein Schwellwertschalter nachgeschnllet, dessen Ausgangssignal die Anzeige des Grobstellenwertes steuert. Als Mittel zum Erzeugen dreier unterschiedlicher Abtastsignalc kann dem Empfänger ein Spalt zugeordnet sein, und

as die abzutartende Grobspur kann je Stellenwertübergang eine Teilwertstufe aufweisen. Auch kann nls Mittel zum Erzeugen dreier unterschiedlicher Abtastsignale dem Empfänger ein gestufter Spalt zugeordnet sein. Es kann von Vorteil sein, als Mittel zum Erzeugen dreier unterschiedlicher Abtastsignale dem Empfänger mindestens zwei Abtastspalte zuzuordnen, die paarweise in Richtung der Verschiebung zwischen Aufzeichnungsträger und Empfänger gegeneinander versetzt sind, derart, daß im Zusammenwirken mit den Markierungen des Aufzeich-uingsträgers gestufte Signale gewünschter Länge erzeugt werden.

Der besondere Vorteil dieser Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe ist in der Einfachheit der neuen Anordnungen begründet. Nachfolgend ist die Erfindung beispielsweise beschrieben und an Hand von Zeichnungen erläutert.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß ein Empfänger nicht nur zwei, sondern auch mehr untereinander unterschiedliche Signale aufnehmen und als elektrische Signale mit untereinander unterschiedlichen Pegeln weitergeben kann. Hat man auf einem Aufzeichnungsträger nebeneinanderliegend eine grob unterteilte und eine fein unterteilte Spur, so ergeben sich bei Verwendung von Spalten unterschiedlicher Breite bei einer Verschiebung des Aufzeichnungsträgers in Richtung der Spuren und relativ zu zwei den Spuren zugeteilten Empfängern Signale, wie sie in F i g. 1 schematisch dargestellt sind. Während bei Verschiebung das Signal aus der Abtastung der fein unterteilten Spur sich sprunghaft ändert, erfolgt die Änderung des Signals aus der Abtastung der grob unterteilten Spur über einen größeren Vcrschiebcweg, so daß sich eine relativ stark geneigte Anstiegsflanke für das Ausgangssignal des Empfängers ergibt. Legt man nun, wie oben beschrieben, zwei Pegel S₁, und S₁₁ fest, die innerhalb des vom Ausgangssignal des Empfängers iiberstrichcnen Pcgelbcreiches liegen, so kann man drei in ihrem Pegel unterschiedliche Signale oder Signalbereiche I bis ΪΙΙ definieren. Dabei gibt das Signal III den Tolcranzbereich T an, in dem an irgendeiner Stelle die Steuerung des Grobstellenwertes erfolgen muß, und zwar in Abhängigkeit vom Signal O, das aus der Abtastung

der foin unterteilten Spur resultiert und dus an der Stelle -Y₀ des Aufzeichnungsträgers seinen Pegel sprunghaft lindert,

Nun ist es bekannt, daß sich das Überschreiten eines Pegels um so exaktor festlegen IUIJt, je steiler die Anstiogsflunko des überschreitenden Signals 1st. Darüber hinaus aber soll, wie oben ausgeführt, der Sehwellwcrt des Schwellwertschalter vom Signal III nur in Kombination mit dem aus der Abtastung der feiner unterteilten Spur gewonnenen Signal erreicht werden können, Aus diesen Gründen ist ein "* von der Abtastung der grob unterteilten Spur herrührendes Signal anzustreben, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. Dabei ist es erwünscht, daß der Toleranzbereich T hier wesentlich breiter ist als in der Fig. 1. Außerdem ist der Signalpegel innerhalb dieses ToIeranzberciches exakt definiert und weist eine nahezu gleichbleibende Höhe auf.

Ein solcher Verlauf des Signals III läßt sich auf unterschiedlichen Wegen erreichen. Fig. 3 zeigt die ao wohl einfachste Realisierungsmöglichkeit. Dem der grob unterteilten Spur 10 zugeordneten fotoelektrischen Empfänger 11 ist ein Spalt 12 einer Blende 12' zugeordnet. Darüber hinaus ist dem im Bereich T liegenden Stellenwertübergang der Spur eine Teil- as wertstufe 13 zugeordnet, die durch ihre räumliche Ausdehnung den Toleranzbereich T bestimmt. Befindet sich der Teil 14 der Spur hinter dem Spj'lt 12, so kann kein Licht der Lampe 16 den fotoelektrischen Empfänger Il erreichen. Sein Ausgangssignal ist das Signal I. Befindet sich die Teilung hinter dem Spalt in der gezeigten Lage, so gibt der Empfänger 11 das Signal III ab. Erst wenn der Teil 15 der Spur sich hinter dem Spalt 12 befindet, wird der Empfänger ganz durchgesteuert und liefert das Signal II. Die Ancinanderreihung der Signale I, III und II ergibt den in Fig. 2 gezeigten erwünschten Pegelverlauf am Ausgang des Empfängers 11.

Dem Empfänger Il ist eine Addierstufe 17 nachgeschaltet, die außerdem mit dem einer feiner unterteilten Aufzeichnungsspur zugeordneten Empfänger 11' verbunden ist. Die Addierstufe ist ein Schwellwertschalter 18 nachgeschaltet, dessen Ausgangssignale die Anzeige des Grobstellenwertes steuern.

Statt des geraden Spaltes kann auch ein gestufter Spalt verwendet werden, wobei dann die Teilwertstufen in der Spur entfallen können.

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die grobe Teilung ohne Teilwertstufe airgeführt ist. Dm hier zum gewünschten Pegelverlauf zu kommen, sind dem Empfänger 11 zwei starr miteinander gekoppelte Spalte 22 und 23 zugeordnet. Ihr gegenseitiger Abstand ist so bemessen, daß sich für einen gewünschten Toleranzbereich T eine nur teilweise Aussteuerung des Empfängers 11 ergibt, weil sowohl der undurchlässige Teil 14 als auch der durchlässige Teil 15 gleichzeitig an der Signalbildung beteiligt sind.

Daß man die Bemessung des Abstandes zwischen den Spalten in bezug auf die Teilung unterschiedlich gestalten kann, ist in den Fig. 5a und 5b schematisch dargestellt. F i g. 5 a zeigt ein Ausführuncsbeispiel, bei dem der Abstand der beiden Spalte 22, 23 voneinander größer als ein Teilungsintervall C der Teilung ist. Er beträgt C · η + T, wobei /1 eine ganze Zahl ist. Anders beim in Fig. 5b gezeigten Beispiel, bei dem der Abstand zwischen den Spalten gleich Cn-T ist. Statt der gezeigten zwei Spalte können auch zwei Gruppen von Spalten angewendet werden.

wobei die Spalte innerhalb einer Gruppe jeweils um C bzw. C · n gegeneinander vorsetzt sind und die beiden Gruppen die obengenannten Abstünde C · /1 I T bzw, C · η - T aufweisen.

Zwar wurdo die Funktion der neuen Anordnungen an Hand optischer Gerllte gezeigt, doch IUHt sich das Verfahren auch bei andersartigen Geräten, z. B. mit Magnetaufzeichnung, mit Vorteil anwenden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Digitale Absolut-Meßanordnung mit Synchronisation des Zillernsprungs in den Grobstellen der Anzeige, dadurch gekennzeichnet, daß die abtastenden Empfänger jeweils mit einem von drei möglichen Signalen beaufschlagt werden, die unterschiedliche Pegel aufweisen, derart, daß der Pegel des ersten Signals kleiner als ein erster vorgegebener Pegelwert ist, daß der Pegel des zweiten Signals größer als ein zweiter

. höherer vorgegebener Pegelwert ist und daß der Pegel des dritten Signals gleich einem Wert /wischen diesen beiden vorgegebenen Pegelwerten ist, daß den Ausgangssignalen der Empfänger in einer Addierslufe ein bei der Abtastung einer feiner unterteilten Spur gewonnenes Steuersignal überlagert wird, daß die Summe der Signale einem Schwellwertschalter zugeführt wird, dessen Schwellwert so gewählt ist, daß das erste Signal weder allein noch zusammen mit dem Sleuer-. signal den Schwellwert erreicht, daß das zweite Signal stets größer ist als der gewählte Schwellwert und daß das dritte Signal nur zusammen mit dem Steuersignal diesen Schwellwert erreicht, und daß das Ausgangssignal dieses Schwellwertschalters zur Anzeige des Grobstellenwertes benutzt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der untereinander unterschiedliche Feinheit der Teilung aufweisenden Spuren eines zum Meßsystem gehörigen Aufzeichnungsträgers nur ein Empfänger (11) zugeordnet ist, der in Kombination mit entsprechenden Mitteln aus der Aufzeichnungsspur drei unterschiedliche Signale abtasten kann, daß diesem Empfänger (11) eine Addierstufe (17) nachgeschaltet ist, die außerdem mit dem einer feiner unterteilten Aufzeichnungsspur zugeordneten Empfänger (W) verbunden ist, und daß dieser Addierstufe (17) ein Schwellwertschalter (18) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal die Anzeige des Grobstellenwertes steuert.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Erzeugen dreier unterschiedlicher Abtastsignale dem Empfänger (11) ein Spult (12) zugeordnet ist und die abzutastende Grobspur (10) je Stellenwertübergang eine Teilwertstufe (13) aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Erzeugen dreier unterschiedlicher Abtastsignale dem Empfänger (11) ein gestufter Spalt zugeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Erzeugen dreier unterschiedlicher Abtastsignalc dem Empfänger (11) mindestens zwei Abtastspalte (22, 23) zugeordnet sind, die paarweise in Richtung der Ver-

liebung zwischen Aufzeichnungsträger und ipfänger gegeneinander versetzt sind, derart, ß im Zusammenwirken mit den Markierungen ä Aufzeichnungsträgers gestufte Signale geinschter Länge erzeugt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen