DE1949492A1

DE1949492A1 - Beruehrungslose Laengenmessvorrichtung

Info

Publication number: DE1949492A1
Application number: DE19691949492
Authority: DE
Inventors: Clark Robert Carl
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-10-02
Filing date: 1969-10-01
Publication date: 1970-04-16
Also published as: FR2019712A1; DE1949492B2; GB1287956A; DE1949492C3; US3532887A

Description

Paienianwcxlie

Br.-Ing. Wilhelm Reiche! Dipl-Jng. Woligang Beichel

6 Frankfurt a. M. 1 _rnAri

Parksiraße 13 . . 6047

GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.Y. V.St.A,

Berührungslose Längenmeßvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine berührungslose Längenmeßvorrichtung zum Messen der Abmessungen einer sich bewegenden warmen Metallplatte in einem Walzwerk. Bei der Herstellung von Metallplatten ist es sehr häufig notwendig, die Metallplatte um 90° zu drehen, wodurch die Längsseite der Metallplatte zu der Breitseite wird, und dieses Verfahren wird im allgemeinen Breitseitenwalzen genannt. Damit man sicher ist, daß die Länge der gedrehten Metallplatte nicht die Aufnahmefähigkeit des Walzwerkes überschreitet, und damit man sicher ist, daß die Länge der Metallplatte die gewünschte Plattenbreite abgibt, wobei nicht mehr Abfall entsteht als .für das vorauszusehende Schrumpfen (durch das Kühlen) und durch Bandfehler erforderlich ist, ist eine Längenmessung notwendig, bevor die Metallplatte gedreht wird. Da sich die Plattenlänge bei der Bearbeitung ändert,muß eine Längenmeßvorrichtung eine ununterbrochene Überwachung während des ganzen Arbeitsvorganges vorsehen. Wegen der nun allgemein verwendeten Rechner und der Datenverarbeitung, wegen genauerer Messungen und größerer Geschwindigkeit bei der Herstellung sind bessere Geräte zur Durchführung der Messungen notwendig geworden. Es ist erforderlich, daß eine Meßvorriohtung der oben angegebenen

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Art solide konstruiert ist, damit sie unter den widrigen Verhältnissen, die normalerweise in Walzwerken vorliegen, zuverlässig arbeitet. Es sind einfache Berührungslängenmeßvorrichtungen vorhanden, jedoch arbeiten diese Meßvorrichtungen sehr langsam und häufig auch ungenau, und sie werden durch die Wärme, die von den warmen Metallplatten abgestrahlt wird, beschädigt. Um die Nachteile der Berührungslängenmeßvorrichtungen zu überwinden, wurden berührungslose Längenmeßvorrichtungen⁸ entwickelt. In einer dieser berührungslos en Längenmeßvorrichtungen wird eine Reihe von Punktionsplatten verwendet, die aus rostfreiem Stahl bestehen und in die eine Heihe von Linien eingraviert ist, die in einem Punkt zusammenlaufen. Fotozellen, die derart angeordnet sind, daß sie einen Lichtstrahl, der von einer Lichtquelle abgegeben und von einer Oberfläche der rostfreien Stahlplatten reflektiert wird, aufnehmen, erzeugen ein Signal, welches durch das Vorbeilaufen einer eingravierten mit anderen Linien zusammenlaufenden Linie auf den rostfreien Stahlplatten unterbrochen wird. Die rostfreien Stahlplatten selbst sind auf einer drehbaren Trommel befestigt,und bei einer Drehung erzeugt eine !fotozelle impulsförmige Signale, die, wenn sie in geeigneter Weise durch eine Längsbewegung der Fotozelle gemessen sind, anzeigen, welche Abmessungen die Metallplatte aufweist, dadurch daß die Zahl der Impulse in einem Zähler gezählt wird. Die Einstellung der Platten auf einer sich drehenden Trommel erfordert eine sehr genaue Einstellung und Eichung. Die Oberfläche der Platten muß so gut reflektieren, daß die Fotozelle richtig arbeitet, wobei auch für diesen Vorgang enge Herstellungstoleranzen erforderlich sind. - - -

Gemäß der Erfindung werden diese Erfordernisse durch Verwendung einer logischen Schaltung bei einer berührungslosen Langenmeßvorrichtung vermindert. Die Meßvorrichtung enthält eine Abtastvorrichtung, die infrarote Strahlen an eine Fotozelle reflektiert, die auf die infrarote Strahlung des zu messenden Gegenstandes anspricht, indem sie ein elektrisches Signal er-

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zeugt. Eine Schaltung erzeugt ein gepulstes Ausgangssignal, welches von einem Generator für digitale Funktionen linearisiert wird,- wodurch das elektrische Signal, welches von der Abtastvorrichtung erzeugt worden ist, in dimensionsmäßig gleiche Schritte pro Grad des Abtastwinkels aufgeteilt wird. Die sich ergebenden elektrischen Impulse werden dann in einem Zähler als Funktion der Abmessung der warmen Metallplatte, die gemessen werden soll, gezählt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Ansicht des Aufbaus einer Längen— meßvorrichtung zusammen mit den Darstellungen einiger weiterer Teile,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Grundfunktionen, die beim Betrieb von berührungslosen Meßvorrichtungen erforderlich sind, ■

Fig. 3 eine übertriebene Ansicht des Abtastzyklus, durch die die Unterschiede in der Schrittlänge bei gleichwinkligen Abtastschritten dargestellt sind,

Fig. 4 ein Kurvenblatt, an Hand dessen die Merkmale der Linearisierungskompensation der Abtastschritte dargestellt sind,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Linearisierungsschaltung zur Erzeugung eines meßbaren gepulsten Ausgangssignales, welches einem Zähler und einem Sichtgerät zugeführt wird, und

Fig. 6 die sich aus den Sekundärfiguren 6A bis 6G zusammensetzt, ein Schaltbild der elektrischen Linearisierungsschaltung nach Fig. 5.

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In Pig. 1 ist eine warme Metallplatte 11 schematisch dargestellt, die in einem Warmmetallwalzwerk bearbeitet wird. In diesem Walzwerk ist eine berührungslose Längenmeßvorrichtung über einem Rolltisch 13 angebracht, der Stützrollen 15 aufweist. Eine drehbare vieleckige Trommel 17, die mehrere am Umfang angebrachte spiegelnde Flächen 19 aufweist, wird auf einer Welle 23 durch einen Motor (nicht dargestellt) im Uhrzeigersinn, so wie es durch einen Pfeil 21 dargestellt ist, gedreht. Bei der Längenmeßvorrichtung ist die Drehachse der Trommel 17 senkrecht zur Bewegung der Platte 11 angeordnet, so daß die sich ändernde Stellung jeder spiegelnden Fläche gegenüber dem Holltisch 13 eine"'Abtastung der Platte 11 _r die sich auf dem Rolltisch befindet, von ihrer einen Seite zu ihrer anderen Seite in Längsrichtung durch den Spiegel hervorruft. Bei einer Meßvorrichtung zur Messung der Breite würde die Achse der Trommel 17 in Richtung der Bewegung der Platte verlaufen. Das Blickfeld,, welches durch die umlaufenden spiegelnden Flächen 19 an einen Lichtabtaster 25 reflektiert wird, hat eine Winkelabmessung von 15° zu beiden Seiten der vertikalen Mittellinie der Trommel. Dies läßt sich durch eine Drehung der Welle von nur 7,5° zu beiden Seiten der Mittellinie erreichen. Der Abtaster 25 spricht auf die infrarote Strahlung an, die yon der warmen Metallplatte 11 erzeugt wird, und er stellt folglich das "Vorhandensein einer warmen Metall-platte während jeweils eines Durchlaufes fest, wenn sich die Metallplatte in dem Bereich des Abtasters des Rolltisehes 13 befindet, und er erzeugt dann ein elektrisches Ausgangssignal. Ein zweiter Lichtabtaster 37 wird von einem Lichtstrahl von einer Lichtquelle 29 erregt, der von den spiegelnden Flächen 19 reflektiert wird, wenn diese spiegelnden Flächen jeweils eine bestimmte Stellung auf dem Umlaufweg um die Welle 23 ■: einnehme«, v/obfei «arn?.-der Lichtabtaster 27 einen Impuls er- ztußtr Φ-^; _'^r\' -/x-i'i.-r >';y:ü<Hieint_t alf» eine Abtestung- durch das Bii:i:-':U ■':;; ■".--: - Γ ;. '■ ■ λ.';1- -. J'·; :^:; 2 '· Vorgc?l;.O !UKOiI wll'd _e '" Wi¹DIl til 3Π·» ί¹'■-"■«■■ --■/■:-ν- ■ ■ - -'·■-!-ί-;.;;; .'-ν■·- ;:.-^;; ■*>::· > ίβ__α I _&loht _p die Strahlung:

BAi O^GSNAL

tiert wird, dann wird durch den Lichtabtaster 27 durch Licht, welches von der Lichtquelle 29 abgestrahlt wird und von einer spiegelnden Fläche 19 der Trommel 17 reflektiert wird, ein:... Impuls erzeugt. Wenn sich die Trommel nun dreht und eine 15°-Abtastung vorgenommen worden ist, dann wird durch einen Punkt auf einer Linie 33 der Teil "sieh warmes Metall" des Abtastzyklus eingeleitet. Bei einer Drehung um weitere 15° wird durch die Abtastung die senkrechte Mittelli^nie 35. des AVtastzyklus erreicht. Eine weitere Drehung um 15° bringt die äußerste Grenze, bis zu der der Lichtabtaster 25 irgendeine Strahlung aufnehmen kann, die von einer warmen Metallplatte 11 erzeugt wird, die sich auf dem Rolltisch innerhalb eines bestimmten Bereiches befindet. Eine Drehung um weitere 15° tritt auf, bevor ein weiterer Impuls durch den Lichtabtaster 27 erzeugt wird, dadurch daß Licht von der Lichtquelle 29 durch eine nachfolgende spiegelnde Fläche 19 auf der Trommel 17 reflektiert wird, wodurch dann ein weiterer Abtastungsdurchlauf ^: erzeugt wird. Folglich bilden vier 15 -Winkelschritte einen , Abtastdurchlauf, von denen zwei besonders wichtig sind, da sie . den "sehenden" Abtastwinkel bilden. j

Gemäß Fig. 2 wird der Abtastimpuls, der von dem Lichtabtaster j 27 abgegeben wird, durch einen Verstärker 51 verstärkt und i dann einem Abtastschritt- und -eünstellgenerator 53 zugeführt, der wiederum den Impuls einer Zyklussteuerschaltung 54 und einem Meßwertüberwacher 57 zuführt. Der Abtastschritt- und .· -äinstellgenerator 53 enthält einen veränderlichen Oszillator, j der Impulse erzeugt und diese einem Zählgatter 55 zuführt. Die erzeugten Impulse werden dazu verwendet, den Abtastdurchlauf, j der durch das reflektierte Bild des warmen MetaIls.erzeugt wird, in eine Reihe von Schritten zu unterteilen, und sie müssen folglich mit dem Abtastdurchlauf der Trommel synchronisiert sein. Zu diesem Zweck wird der Abtasteinstellimpuls verwendet. Die Gesamtzahl der Impulse wird in einem Zähler in dem Abtastschritt- und -ß'instellgenerator 53 schließlich aufgenommen. Wenn dieser Zähler voll ist, d.h., wenn das letzte dem

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Zähler zugeführte Signal seinen Zustand ändert, wird ein Impuls erzeugt und es wird sein zeitliches Auftreten mit dem Auftreten des Abtasteinstellimpulses verglichen, der von dem Lichtabtaster 29 über den Verstärker 51 abgegeben wird. Der Oszillator in dem Abtastschritt- und -einstellgenerator arbeitet mit hoher Frequenz, wenn sich der Zähler füllt, bevor der Abtasteinstellimpuls auftritt, und er wird durch die Zyklussteuerschaltung 54 gesperrt. Wenn jedoch der Abtasteinstellimpuls zuerst auftritt, dann arbeitet der Oszillator mit niedriger Frequenz, und ein Beschleunigungssignal, welches durch die Zyklussteuerschaltung erzeugt wird, verursacht, daß der veränderliche Oszillator seine Ausgangsfrequenz erhöht. Sobald ein warmes Metall in dem Bereich des "sieh warmes Metall"-Abtastwinkels, der durch die Linien 33 und 37 in Fig. 1 eingeschlossen ist, festgestellt wird, wird die Strahlung des warmen Metalls von den spiegelnden Flächen in die Aufnahmelinse, des.Lichtabtasters 25 reflektiert, der daraufhin ein Anzeigesignal für warmes Metall erzeugt. Dieses Anzeigesignal· wird in einem Verstärker 61 verstärkt und dem Zählgatter 55, der Zyklussteuerschaltung 54 und dem Meßwertüberwacher 57 zugeführt. Dem Zyklussteuerschalter 54 wird; ein äußeres Auslösesignal, welches von einer Bedienungsperson durch das Schließen eines Druckknopfes erzeugt wird, oder ein Signal, welches von einem Rechner oder einem ähnlichen Gerät abgeleitet ist., zugeführt, welches zusätzlich zu dem Abtasteinstellimpuls, welcher von dem Abtastschritt- und -einstellgenerator erzeugt wird, und dem Anzeigesignal für warmea Metall des Verstärkers 61 die Zyklussteuerechaltung 54 ein binäres EINS-Signal erzeugen läßt, welches dem Zählgatter 55 zugeführt wird. Wenn-dem Zählgatter 55 ein binäres EINS-Signal, welches ein Anzeigesignal für warmes Metall darstellt, und Impuls« des Abtastschritt- und -einstellgenerators 53, sowie ein binäres' EINS-Signal der Zyklussteuerschaltung 54 zugeführt sind, dann erzeugt das Zählgatter 55 Impulse, die, wenn sie einer Zählschaltung 63 zugeführt werden, in das gesuchte Längenmaß umgewandelt werden, das die Länge der warmen Metallplatte 11

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darstellt, welche sich auf dem Rolltisch 13 gemäß Pig« 1 befindet. Der Meßwertuberwacher 57 führt zwei Funktionen aus, wenn das Anzeigesignal für warmes Metall und der -Abtast einst ellimpuls ihm zugeführt werden: 1) Der Meßwertuberwacher erzeugt ein Signal und führt dies einer Zyklussteuerschaltung zu, wenn das warme Metall sich in einem bestimmten Einstellbereich befindet; d«h, wenn sich das warme Metall in einem Raum innerhalb des sichtbaren "sieh warmes MetaIl"-Abtastwinkels von 30° befindet. 2) Der Meßwertuberwacher 57 verursacht} dai3 die Zyklussteuerschaltung 54 den Zähler zurückstellt und eine Zählung von neuem beginnt, wenn warmes Metall mehr als einmal in einem Abtastzyklus abgetastet wird. Wenn mit änderen Worten aus irgendeinem Grund die Strahlung während einea Abt. a st zyklus unterbrochen wird,■dann stellt der .Meßwert-überwacher den Zähler 59 wieder zurück, und die Längenmeßung wird wieder von vorne begonnen. Wenn eine Messung durchgeführt worden ist, dann ermöglicht die Zyklussteuerschaltung 54 das Zählen von zwölf aufeinanderfolgenden Abtastungen oder einer Umdrehung der Trommel 17, wodurch ein vollständiger Umlauf ausgeführt wird. Das Signal der Zyklussteuerschaltung 54 kann auch durch das äußere Auslösesignal 67 angesteuert werden, oder es wird in der Zyklussteuerschaltung automatisch ausgelöst, wenn bei der Abtastung während mehrerer Abtastdurchläufe kein warmes Metall abgetastet wird, mit anderen Worten, wenn kein Anzeigesignal für warmes Metall während mehrerer Umarehungen der Abtasttrommel der Zyklussteuerschaltung 54 zugeführt wird. Das Signa-1 wird dann während mehrerer Zyklen wiederholt. Der Meßwertuberwacher 57 kann bestimmte unzulässige Meßbedingungen feststellen: 1) Der Abtaster sieht warmes Metall jenseits des Abtastbereiches von .30°j der durch dieLinien 33 und 37 in Pig. 1 eingeschlossen ist; 2) Der Abtaster sieht kein v/armes Metall im Mittelpunkt des Abtustbereichea_f "ct.b.. uc-r aii.'btuiiti der" Linie 35 in Rig» 1; ί; Der Abtaster· " ieht ^r^hr ?i:' «initial inrieriu-ili eipes 'Abt;>;.;t^v¹Vj *«^ 'r^ir^f ^ivri:. · '^r-UT.^rjt'Usiner dieser /-usriiinur. V^LYe-Ki *. L·--- ;_;..i,^^./;; ..---.-.■. ,-'-;

steuerschaltung und die Meßschaltung zurück, weil wegen der
Arbeitsweise des Meßwertüberwachers die Zyklussteuerschaltung
eine Messung nicht beendet, bis.der Abtaster zwölf aufeinanderfolgende zulässige Abtastungen sieht. Wenn die Messung vollständig ist, dann sperrt die Zyklussteuersehaltung den Meßwertüberwacher und schließt "das Zählgatter bis eine andere
Messung begonnen wird. Der Zähler 59 nimmt die aufeinanderfolgenden Impulse der Zählschaltung 63 auf und am Ende eines
Zyklus, d.h. nach zwölf aufeinanderfolgenden Abtastumläufenwird durch ein Sichtgerät 63 der Inhalt des Zählers 59 angezeigt. Die Linearisierung der Abtastschritte, die durch die : sich drehende Trommel erzeugt werden, läßt sich am besten an ; Hand von Fig. 3 erklären, bei der der 30°-Bereich des "sieh
war^mes Metall"-Bereiches während einer Abtastung in acht
gleiche Teilabschnitte A bis H während einer Abtastdrehung
geteilt ist. Jeder Teilabschnitt überstreicht einen Winkel von i 3f75° während der Abtastung. Die Teilabschnitte werden auf eine : gerade Auftrefflinie projiziert, die die obere Oberfläche der I Metallplatte 11darstellt, und welche eine geradlinige Tangente
an der Mittellinie des abgetasteten Bogehs 70 bildet* Wenn ' \ man sich die Projektion in Fig. 3 ansieht, dann sieht man, daß j die äußeren Teilabschniite A und H größer sind als die in der j Mitte liegenden Teilabschnitte D und E für einen Abtastdurchlauf, der in viele kleine Teilabschnitte aufgeteilt ist* Die ' äußeren Teilabschnitte sind etwa 1,07 mal so groß wie die in j der Mitte liegenden Teilabschnitte. Folglich wäre ohne irgendeine Kompensation die Abtastlinearität bestenfalls etwa 3 1/2% j der gesamten Abtastbreite. Der Abtasfcschritt muß deshalb linea- ^: risiert werden, und mit Hilfe des Oszillators in dem Abtast- _f schritt- und -einstellgenerator 53 wird die lineare "sieh
warmes Metall"-Abtastung über das Zählgatter 55 in 2048 Ab- j tastschritte oder 1024 Abtastschritte während 15° aufgeteilt.
Da die Srundtaktperiode so ausgewählt ist, daß ein linearer
Schritt an den äußeren Enden einer "sieh warmes Metall"-Ab- '
tastung auftritt, der durch die Abschnitte A und H in Fig. 3 j dargestellt iat, sind die inneren Schritte'D und E etwas kürzer j

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als ein Impuls. In Wirklichkeit ist ein Abtastwinkel in viel mehr Schritte aufgeteilt, als es in Fig. 3 dargestellt ist, . so daß dann, wenn sich ein Abtastdurchlauf von dem äußeren Rand des Abschnittes H zu der Mittellinie 35 hinbewegt, ein Taktimpuls der Schrittausgangssignale des Oszillators in dem Abtastschritt- und -einstellgenerator 53 weggelassen wird, Jedesmal dann, wenn die aufgelaufene Abtaststellung etwa einen kalben Schritt zu groß ist, wodurch bei der nächsten Zählung die Stellung etwa eine halbe Zählerstellung zu gering ist. Die zu großen Schritte .bringen die aufgelaufene Zählungv zurück auf einen Wert, der einen halben Schritt zu groß ist, wodurch ein weiterer Impuls weggelassen wird. Gemäß Pig. 3 müssen mehr Impulse nahe der Mittellinie eines.. Abtästumlaufes weggelassen werden, als es notwendig ist, wenn die Abtastung sich den äußeren Bändern nähert.

Fig. 4 zeigt mehrere Kurven, die die Ausgangssignale verschiedener Schaltungen und Bauteile der Längenmeßvorrichtung darstellen. Die Kurve 4A stellt den Abtasteinstellimpuls dar, der von dem Lichtabtaster 29 erzeugt wird und sich am Ausgang des Verstärkers 51 ergibt. Die Kurve 4B stellt das Ausgangssignal des Oszillators des Abtastschritt- und -einstellgenerators 53 dar, der pro 15°'Abtastumlauf insgesamt 1065 Impulse erzeugt, was zu insgesamt 4260 Impulsen pro Abtastumlauf führt. Der Linearisierungs- oder Impulsausfallfunktion sind ein Abtastumlauf von 15° oder (1024 Zählstellen des Einstellzyklus zugrunde gelegt. Der Impulsausfall wird durch einen Funktionsgenerator in dem Abtastschritt- μ^ -ßinstellgenerator 53 ausgeführt, der mit Hilfe einer Multiplexschaltung jeweils einen Taktimpuls in jeweils 41 ausgewählten Einstellungen ausfallen läßt, wie es weiter unten in mehr Einzelheiten beschrieben ist. Der Funktionsgenerator gibt deshalb jeweils 1024 Schritte für jeweils 15° des Abtastumlaufs ab. In Kurve 4B ist die analoge Darstellung der linearisierten Einstellausgangssignale des Funktionsgenerators dargestellt. Auf der linken Seite erzeugt der*Funktionsgenerator 1024 Impulse in den ersten 15° des Ab-

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tastumlaufes,und er fährt dann fort bis zu der Mitte des "sieh warmes Metall"-Bereiches Impulse zu erzeugen, und er erzeugt bis zu diesem Zeitpunkt 2048 Impulse. Wenn der gesamte Winkel von 30° des "sieh warmes Metall"-Bereiches überstriqhen worden ist, sind 3072 Impulse erzeugt worden, und bis zum Ende der letzten 15° des Abtastumlaufes sind 4095 Impulse erzeugt, woraufhin ein neuer Zyklus auf der linken Seite begonnen wird. Es werden in jedem der 15 -Abschnitte des Zyklusumlaufes 41 Impulse weggelassen.

Pur eine richtige Arbeitsweise der LängenmeJ3vorrichtung muß jedoch die Linearisierung der Abtastschritte symmetrisch um Jk die Mittellinie des Abtastwinkels vorgenommen werden. Die Multiplexschaltung in dem Abtastschritt- und -Einstellgenerator 53 invertiert die EingangesignaIe für den Zähler, die in der Kurve 40 dargestellt sind, wobei eine symmetrische Kurve den vorliegenden Zählerstand darstellt, bevor eine Abwandlung durch den Funktionsgenerator von der Multiplexschaltung abgeleitet wird.

In Fig. 5. ist ein Teil des Abtastschritt- und -Einstellgenerators 53 dargestellt, der die Funktionen erzeugt, die zur .Linearisierung der Abtastschritte benötigt werden. Impulse des veränderlichen Oszillators (nicht dargestellt) werden einem Eingang einer UND-Schaltung 81 und einem Impulseingang P1 eines * Schieberegisters 83 zugeführt. Wenn das Schieberegister 83 auf den Wert EIITS eingestellt ist, dann wird sein Ausgangssignal einem zweiten Eingang der UND-Schaltung 81 zugeführt, die dann - in zwei binäre EINS-SignaIe an ihren Eingängen anliegen, einen Impuls an ihrem Ausgang 87 abgibt, der dem Eingang eines Zählers 89 zugeführt wird. Der Zähler 89 weist zwölf Stufen aus bistabilen Kippschaltungen auf, die entsprechend der zugeführten Impulse eingestellt und rückgestellt werden, wobei eine solche Wirkungsweise dem Fachmann gut bekannt ist. Die Ausgangssignale der ersten elf Stufen, und zwar der Stufe 0 bis Stufe 10 werden einer Eingangsschaltung der Multiplex-Schal-

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tung 91 zugeführt. Die normalen Ausgangssigna le der Stufe 10 des Zählers 89 werden einem Torschaltungsverstärker 93,und die invertierten Ausgangssignale der Stufe 10 des Zählers 89 werden einem Torschaltungsverstärker 95 zugeführt. Die Ausgangssignale all der anderen Stufen des Zählers 89 werden dem Ein-' gang der Multiplexschaltung 91 über Leitungen 101 bis 120 zugeführt. Beispielsweise werden die normalen Ausgangssignale der Stufen 0, 1 und 2 einer UND-Schaltung 99 über die Leitungen 101, 102 und 106 zugeführt. Die invertierten Ausgangssignale der Stufen O, 1 und 2 werden einer UND-Schaltung 121 über die Leitungen 104, 105 und 103 zugeführt. Die normalen Ausgangssignale der Stufen 0 und 1 und die invertierten Ausgangssignale der Stufe 2 des Zählers 89 werden einer UND-Schaltung 123 über die Leitungen 101, 102 und 103 zugeführt. Die invertierten AusgangesignaIe der Stufe 0 und der Stufe 1 und die normalen AusgangsSignaIe der Stufe 2 des Zählers 89 werden einer UND-Schaltung 125 über die Leitungen 104, 105 und'.,* 106 zugeführt. Die Punktion der UND-Schaltungen 99, 121, 123 und 125 besteht darin, ein logisches Schalten für die Mul"fciplex-Eingangsschaltung vorzusehen. Der Multiplex-Eingangsschaltung 127 werden die normalen AusgangsSignaIe der Stufen 3 bis des Zählers über die Leitungen 107, 109, 1.11, 113, 115, 117 und 119 zugeführt, während ihr die invertierten Ausgangssignale der Stufen 3 bis 9 des Zählers 89 über die Leitungen 108, 110, 112, 114, 116, 118 und 120 zugeführt werden. Kombinationen von Signalen auf diesen Leitungen 101 bis 120 rufen Ausgangssignale hervor, die in der Multiplex-Eingangsschaltung 127 erzeugt werden und an ißren Ausgangsleitungen 131 bis 146 anliegen, die mit der logischen Schaltung 147 des Funktionsgenerators 85 verbunden sind. Normalerweise erzeugt das als bistabile Kippschaltung ausgebildete Schieberegister 83 ein binäres EINS-Signal an seinem Ausgang 84, welches einer ersten Eingangsklemme der UMD-Schaltung 81 zugeführt wird. Wenn die Impulse des Oszillators dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 81 zugeführt· werden, dann gibt diese UND-Schaltung diese Impulse an ihren Ausgang 87 weiter, der mit dem Eingang des Zählers 89

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verbunden ist,, und zwar so* länge, wie das binäre EINS-Signal . an dem ersten Eingang der UND-Schaltung 81 anliegt. Wenn jedoch ein binäres NULL-Signal dem Eingang OSO der bistabilen Kippschaltung 83 zugeführt wird, das sich aus einer bestimmten Kombination von binären EINS- und binären NULL-Signalen ergibt, die von den Ausgängen 1-31- bis 146 der Multiplex- . schaltung 91 abgeleitet und der logischen Schaltung 147 zugeführt werden, dann gibt die bistabile Kippschaltung 83 ein binäres NULL-Signal ab, welches dann, wenn es dem ersten Eingang der UND-Schaltung 81 zugeführt wird,' bewirkt, daß diese Schaltung den Durchgang von Impulsen zu dem Zähler 89 verhindert. Die bistabile Kippschaltung ist jedoch so geschaltet, daß sie sich wieder auf ein binäres EINS-Signal zurückstellt, sobald der erste.Impuls nicht durchgelassen worden ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Schaltung während mehrerer aufeinanderfolgender Impulse des Oszillators beschrieben. Ein erster Impuls des Oszillators (nicht dargestellt) wird dem einen Eingang der UND-Schaltung 81 zugeführt, und wenn man ' annimmt, daß ein binäres EINS-Signal dem anderen Eingang der Schaltung 81 zugeführt wird, dann wird dieser Impuls an den Eingang des Zählers 89 weitergegeben, wodurch sich dessen gespeicherter Inhalt ändert, was wiederum eine Änderung der Signale in den Leitungen 101 bis 120, 151 und 153 der Multiplexschaltung 9-1 bewirkt. Die sich auf den"Ausgangsleitungen 131 bis 146 der Multiplexschaltung 91 ergebenden Signale führen dazu, daß die logische Schaltung 147 des Punktionsgenerators 85 ein binäres NULL-Signal erzeugt, welches dem Eingang OSO der bistabilen Kippschaltung 83 zugeführt wird. Das binäre NULL-Signal steuert die bistabile Kippschaltung 83 derart an, daß an ihrem Ausgang ein binäres NULL-Signal entsteht, welches der UND-Schaltung 81 zugeführt wird. Das binäre NULL-Signal kann jedoch nicht abgegeben werden, bis ein zweites Signal von dem Oszillator (nicht dargestellt) dem Impulseingang P1 der bistabilen Kippschaltung 83 zugeführt wird. Wenn dieser zweite Impuls zugeführt wird, dann erzeugt die bistabile Kippschal-

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tung 83 ein binäres NULL-Signal, welches dem Eingang der • UND-Schaltung 81 zugeführt wird. Der zweite Impuls wird auch der UND-Schaltung 81 zugeführt und durch diese zu dem Eingang des Zählers 89 geleitet. Der Inhalt des Zählers ändert sich dadurch und verursacht eine Änderung des Einganges zur MuI-tiplex-Schaltung 91, wodurch sich deren Ausgangssignale ändern, wodurch wiederum, wenn diese-der logischen Schaltung 147 des Punktionsgenerators 85 zugeführt werden, eine binäre EINS dem' Eingang OSO der bistabilen Kippschaltung 83 zugeführt wird. Die bistabile Kippschaltung 83 wird nun so gesteuert, daß ein binäres EINS-Signal erzeugt wird, welches beim Auftreten eines dritten Impulses, der dem Eingang PI zugeführt wird, an den Eingang der UND-Schaltung 81 übertragen wird. Jedoch weist beim Auftreten des dritten Impulses die UND-Schaltung 81 immer noch ein binäres NULL-Signal an einem Eingang auf, und dadurch wird verhindert, daß dieses Signal zu dem Zähler 89 weitergeleitet wird. Der dritte Impuls schaltet jedoch die bistabile Kippschaltung um und verursacht, daß ein binäres EINS-Signal der UND-Schaltung 81 zugeführt wird, wodurch der vierte Impuls, der der UND-Schaltung 81 zugeführt wird, an den Zähler 89 weitergegeben wird. Der Ausfall eines Impulses des Oszillators wird durch das Auftreten von Ausgangssignalen an der Multiplex-Schaltung 91 entsprechend dem Inhalt des Zählers 89 erreicht, wodurch der Abtastschrittumlauf linearisiert.wird. Der Abtastumlauf und die Frequenz des Oszillators (nicht dargestellt) verursachen, daß die Stufe 10 des Zählers 89 einen vollständigen Abtastzyklus in vier gleiche.Schritte unterteilt, und zwar zwei Schritte für den "sieh warmes Metall"-Zeitabschnitt und zwei Schritte für den "Aus"-Zeitabschnitt.

In den Figuren 6A und 633 sind die inneren Verbindungen der MuItipiexschaltung 91 aus Fig. 5 dargestellt. In Fig. 6A wird das normale Ausgangssignal der Stufe 10 des Zählers 89 in Fig. 5 der Basis eines Transistors 155 über eine Eingangsleitung 151 und einen Widerstand 157 zugeführt. Das invertierte Ausgangssignal der Stufe 10 des Zählers 89 in Fig. 5 wird der

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Basis eines Transistors 159 über eine Eingangsleitung 153 und einen Wider stand 161 zugeführt. Der Transistor 159 wird normalerweise durch eine Spannungsteilerschaltung, in leitendem Zustand gehalten, der dadurch gebildet ist, daß eine 12-Volt-Sammelschiene 163 mit einem Widerstand 165 und dem Widerstand 161 verbunden ist, wobei der Widerstand 161 mit der Basis des Transistors 159 verbunden ist und ein Widerstand 167 mit'einer Erdsammelschiene 169 verbunden ist. Auf diese Weise ist ein Zustand eingestellt, der einem binären I-Eingangssignal entspricht. Bei einem binären NULL-Eingangssignal bleibt die Eingangsleitung-153 nahezu auf null Volt, wodurch der Transistor 159 nichtleitend wird. Eine positive 5-Volt-Sammelschiene 171 ist über einen Widerstand 173 mit dem Kollektor des Transistors 159 verbunden, dessen Emitter mit der Erdsammelschiene 169 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 159 ist mit der Katode einer Diode 174 verbunden, deren Anode mit den Anoden von Dioden 1.75 bis 178 verbunden ist. Dieser Teil der Schaltung, der die-Transistoren 155 und 159 und die zugehörigen Widerstände und Dioden enthält, bildet die TorSchaltungsverstärker, die in Fig. 5 durch die Bezugszeichen 93 und 95 dargestellt sind. Bei Betrieb, wenn ein binäres EINS-Signal, welches von dem invertierten Ausgangssignal der Stufe 10 des Zählers 89, der in Fig. 5 dargestellt ist, abgeleitet ist, über die Eingangsleitung 153 der Basis des Transistors 159 zugeführt wird, dann wird dieser Transistor leitend, wodurch die Katode der Diode 174 mit der Erdsammelschiene 169 verbunden wird, wodurch die Anode der Diode 174 und die Anoden der Dioden 176 bis 178 auf einem binären NULL-Wert liegen. Wenn die Anoden der Dioden 176 bis auf.einem binären NULL-Wert liegen, dann werden die Katoden nicht in irgendeiner Weise durch die logischen Werte an den Leitungen 101, 102 und 106 beeinflußt. Unter den oben genannten Bedingungen, wenn sich das invertierte Ausgangssignal der Stufe 10 des Zählers auf einem binären EINS-Wert befindet, dann befindet sich das normale Ausgangssignal der zehnten Stufe des Zählers auf einem binären NULL-Wert und der Transi-

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stör 155 wird nichtleitend. Wenn der Transistor 155 nichtleitend ist, dann liegt an seinem Kollektor die Spannung der positiven 5-Volt-Sammelschiene 171 an, wodurch die Katode der Diode 181 an einer Spannung von +5 Volt anliegt. Die Anoden der Dioden 181 bis 184 nehmen dann einen Spannungswert an, durch den ein Transistor 185 leitend wird, und zwar in Abhängigkeit von dem Zustand der Dioden 182 bis 184, die nun vollständig über die Eirigangsleitungen 103 bis 105 gesteuert, werden, da die Katoden der Dioden 182 bis 184 auf null Volt gebracht werden können, dadurch daß irgendeine der Eingangsleitungen 103 bis 105 mit der Erdsammelschiene -169 verbunden werden, wodurch der Transistor 185 nichtleitend wird, weil 'keine positive Spannung mehr an seiner Basis liegt. Folglich wird ein Transistor 187 leitend, da seine Basis nun einen Strom von der positiven 12-Volt-Sammelschiene 163 über einen Widerstand 189 erhält.

Der Widerstand 189 ist mit dem Kollektor des Transistors 185 verbunden, und ein Widerstand 191 ist mit dem Kollektor eines Transistors 187 verbunden, wodurch der Strom durch diese Transistoren begrenzt wird. Widerstände 193 und 195, die miteinander in Reihe geschaltet sind, und Dioden 194 und 196 zwischen der positiven 12-Volt-Sammelschiene und der Erdsammelschiene 169 bilden eine Spannungsteilerschaltung, die einen solchen Spannungswert an der Basis des Transistors 185 vorsieht, daß dieser Transistor normalerweise leitend ist."

Die eben beschriebene Schaltung ist der logische Schalterteil der Multiplex-Schaltung, der durch die UND-Schaltungen 99 und 121 In-F₁Ig. 5 dargestellt ist.. Eine ähnliche Schaltung, die durch einen Block 197 in Fig. 6A dargestellt ist, ist in ihrer Schaltungsweise der logischen Schaltung 179 identisch und in Fig. 5,durch die UND-Schaltungen 123 und 125 dargestellt. Die logische Schaltung 197 ist mit einem Torschaltungsverstärker (Kollektor der Transistoren 155 und 159) über Leitun gen 203 und 205 verbunden, die identische Funktionen wie die

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Eingangsleitungen zu der logischen Schaltung 179 ausführen. Die Leitungen 101, 102 und 106 sind mit den normalen Aus-^ gangsklemmen der Stufen 0, 1 und 2 des Zählers verbunden, und die Leitungen 104, 105 und 103 sind mit den invertierten Ausgangsklemmen der Stufen 0, 1 und 2 des Zählers verbunden. Die Funktion des Torschaltungsverstärkers besteht folglich darin, welche der Gruppen der Dioden, beispielsweise 176 bis 178 oder 182 bis 184 der logischen Schaltung 179 und ein entsprechendes Paar von Gruppen in der logischen Schaltung 197 letzten Endes durch die normalen Ausgangssignale und die invertierten Ausgangssignale der Stufen 0, 1 und 2 des Zählers (nicht dargestellt) beeinflußt wird. Die Wirkung, die die TorSchaltungsverstärker deshalb auf die Ansammlung von Zählstellen oder Impulsen, die' dem:" Zähler zugeführt werden, haben, besteht darin, daß während des Abtastzyklus des Zählers Signale von den normalen und den invertierten Ausgängen der Zähler gezählt werden, wodurch die Wirkung entsteht, .daß während zweier Viertel eines Umlaufzyklus nach oben gezählt wird und während zweier Viertel des Umlaufs nach unten gezählt wird. Der Inhalt des Zählers bestimmt, welche der Dioden 176 bis 178 leiten, und durch den Inhalt des Speichers wird bestimmt, ob ein Ausgangssignal über eine Leitung 131 der logischen Schaltung 179 abgegeben wird und entsprechend, welche der Dioden 182 bis 184 ein Ausgangssignal an der Leitung 131 der logischen Schaltung 179 erzeugen. Zwei ähnliche Sätze von Dioden erzeugen ein Ausgangssignal an einer Leitung 132 der logischen Schaltung 197. Leitungen 203 und 205, die die Ausgangsleitungen der Torschaltungsyerstärker darstellen, spre-; chen auf die Einstellung der normalen und invertierten Ausgangsleitungen der Stufe 10 des Zählers 89 an. Wenn die Ausgangsleitung 203 einen binären EINS-Wert aufweist, dann weist die Ausgangsleitung 205 einen binären NULL-Wert euf und umgekehrt. Wenn das normale Ausgangssignal der Stufe 10 des Zählers eine binäre EINS ist und wenn folglich der Transistor leitend ist, dann liegt an der Ausgangsleitung des Torschaltungsverstärkers ein binärer NULL-Wert, Entsprechend ist das

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invertierte Ausgangssignal der Stufe 10 des Zählers auf einem - binären NULL-Wert, so daß der Transistor 159 nichtleitend ist, wodurch die Ausgangsleitung 203 auf einem positiven 5-Volt-Wert oder einem binären I-Wert ist.

In Fig. 6b sind die Ausgangsleitungen 205 und 203 mit den Kato.den von Dioden 207 bzw. 209 verbunden. Die Anode der Diode 207 ist mit den Anoden von Dioden 211 und 213 verbunden. In ähnlicher Weise ist die Anode der Diode 209 mit den Anoden der Dioden 215 und 217 verbunden. Die Katode der Dioden 213 und 207 ist mit dem normalen und dem invertierten Ausgang der Stufe 3 des Zählers über Leitungen 107 und 108 verbunden. Es sei angenommen, daß aufgrund der Einstellung der Stufe des Zählers das Ausgangssignal des Torsehältungsverstärkers in Fig. 6A ein binäres EINS-Signal auf der Leitung 205 erzeugt, woraufhin ein binäres NULL-Signal auf der Leitung 203 vorhanden ist. Wenn die Leitung 203 ein binäres NULL-Signal aufweist, dann ist die Katode der Diode 209 auf einem binären NULL-Wert und die Anode der Diode 217 auf einem binären NULL-Wert. Dadurch ergibt sich ein Zustand, in dem ein Eingangssignal, das einer Leitung 107 zugeführt wird, für diesen Teil der Schaltung vollständig unwirksam ist. Wenn sich, wie oben angegeben.ist, die Leitung 203 auf einem NULL-Wert befindet, dann weist die Leitung 205 einen binären EINS-Wert auf. Dieser binäre EINS-Wert wird der Katode der Diode 207 zugeführt, woraufhin die Anoden der Dioden 207 und 213 einen binären EINS-Wert aufweisen, vorausgesetzt^ daß die Katode der Diode 213 einen binären EINS-Wert aufweist.. Die Leitung 108 steuert nun vollständig diesen Teil der Schaltung, und sie kann die Spannung der positiven 12-VoltrSammelschiene 163 über einen Widerstand 229 an den Zähler, weiterleiten. Die Leitungen 107 und 108 sind mit dem normalen Ausgang und dem invertierten Ausgang der Stufe 3 des Zählers verbunden, und dadurch wird der Wert an den Katoden der Dioden 211 und 215 gesteuert. Es sei nun angenommen, daß der Zustand der Stufe des Zählers eine binäre EINS auf der Leitung 108 hervorruft,

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die das invertierte Ausgangssignal des Zählers darstellt. Dann befinden sich die Anode der Diode 211 und ihre Katode auf einem binären EINS-Wert, der der Basis des Transistors 235 über Dioden 231 und 232 zugeführt wird. Der Transistor 235 leitet jetzt und bringt damit die Ausgangsleitung 134 der Multiplex-Eingangsschaltung 219 auf einen binären NULL- · Wert. Der binäre NULL-Wert der Ausgangsleitung 134, der der Basis des Transistors -237 zugeführt wird, macht diesen Transistor nichtleitend, woraufhin die Leitung 133ι die die zweite Ausgangsleitung der Multiplex-Eingangsschaltung 219 darstellt, den Spannungswert der Sammelschiene 171» nämlich einen binären EINS-Wert annimmt. Wenn sich der Zustand der Stufe 3 des Zählers ändern sollte, so daß der Leitung 108 ein binäres NULL-Signal zugeführt wird, dann wird der Transistor 235 nichtleitend, wodurch nun eine binäre EINS der Leitung 134 zugeführt wird, die eine Ausgangsleitung der Multiplex-Eingangsschaltung 219 darstellt, woraufhin der Transistor 237 leitend wird, wodurch wiederum eine binäre NULL an dem anderen Ausgang der Multiplex-Eingangsschaltung 219 erzeugt wird, so daß die Ausgänge der Schaltung gegenüber dem ersten Zustand invertiert sind. Leitungen 205 und 203 sind mit jeder der Multiplex-Eingangsschaltungen 220 bis 225 verbunden, deren innerer Schaltungsaufbau der Multiplex-Eingangsschaltung 219 gleicht. Die Eingangsleitungen 109 bis der Multiplex-Eingangsschaltungen 220 bis 225 sind mit den invertierten und normalen Ausgängen der Zählerstufen 4 bis verbunden. Beispielsweise ist die Leitung 109 mit dem normalen Ausgang der Stufe 4 desZählers verbunden. Die Leitung 110 .ist mit dem invertierten Ausgang der Stufe 4 des Zählers verbunden. Die Leitung 111 ist mit dem normalen Ausgang der Stufe 5 des Zählers verbunden, während die Leitung 112 mit dem invertierten Ausgang der Stufe 5 des Zählers verbunden ist. In ähnlicher Weise sind die Leitungen 113, 115» 117 und 119 mit den normalen Ausgängen der Stufen 6 bis 9 des Zählers verbunden, und die Leitungen 114, 116, 118 und 120 mit den invertierten Ausgängen der Stufen 6 bis 9 äes Zählers verbunden.

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Die Leitungen 107 bis 119 sind so dargestellt, daß sie zu einem Kabel 97 gebündelt sind, und sie sind mit den Ausgängen der Zähler 89 (nicht dargestellt) verbunden. Die Ausgangsleitungen 135 bis 146 der Mültiplex-Eingangsschaltungen 220 bis 225 sind den Ausgangsleituhgen 133 und 134 der Multiplex-Eingangsschaltung 219 identisch. Beispielsweise führen die Leitungen 135 und 136 die Ausgangssignale der Multiplex-EingangsSchaltung 220; die Leitungen 137 und. 138 sind mit den Ausgangsklemmen der Multiplex-Eingangsschaltung 221 verbunden. Die Leitungen 139 und 140 sind die Ausgangsleitungen der MuI-tiplex-Eingangsschaltung 222. In ähnlicher Weise führen die Ausgangsleitungen 141 bis 146 Ausgangssignale der Muitiplex-Eingangsschaltungen 222 bis 225. Es bestehen folglich Reihen von Verbindungen 133 bis 146, die die Ausgangssignale der MuI-tiplex-Schaltungen, die in den Figuren 6A bis 6D dargestellt sind, führen, und die den logischen Einheiten des Funktionsgenerator s zugeführt werden.

In den Figuren 6E und 6F sind die logischen Einheiten 239 bis k., dargestellt, die in bestimmter Weise mit den Ausgangsleitungen der Mültiplex-Eingangsschaltungen 219 bis 245-verbunden sind. Der Funktionsgenerator weist neun Diodenreihen 239 bis 247 auf, die die Funktionslogik bilden, wobei jeweils sieben Dioden an ihren Anoden miteinander verbunden sind und mit der positiven 12-Volt-Sammelschiene 163 über eine Reihe von Widerständen 249 bis 257 verbunden sind. Eine Reihe von Dioden 259 bis 263, deren Anode mit dem Verbindungspunkt der Anoden der sieben Dioden jeder Anordnung 239 bis 243 verbunden ist, sind an ihren Katoden mit einer Sammelschiene 269 verbunden. Die Katoden einer Reihe von Dioden 264 bis 267, deren Anode mit den Verbindungspunkten der Diodenreihen 244 bis 247 verbunden sind, sind mit einer Sammelschiene 271 verbunden. Die Katoden der Dioden in der Diodenreihe sind mit einer ausgewählten Kombination von Multiplex-Ausgangsleitungen 131 bis 146 verbunden, die unter gewissen Bedingungen den Zustand der Sammelschienen 269 und 271 beeinflussen. Beispiels-

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weise sind in der Diodenreihe 239 vier Dioden mit den. Leitungen 1,31, 134, 144 und 146 verbunden. Es sei nun angenommen, daß ein Zustand besteht, bei dem der Leitung 134 ein binäres NULL-Signal zugeführt wird. Wenn eine binäre NULL der Katode der Diode 273 zugeführt wird, dann befindet sich die Anode dieser Diode auf dem binären NULL-Wert, wodurch wiederum die Anode der Diode 259 einen binären NULL-Wert aufweist. Die Katode der Diode 259 befindet 'sich jedoch auf einem Wert, der von dem Zustand all der anderen Diodenreihen 240 bis 247 abhängt. Wenn beispielsweise die Diodenreihe 239 die einzige ^ Reihe in der Schaltung wäre,'dann wäre unter der Bedingung, " daß irgendeine der Dioden der Reihe 239 leitet, die Anode und die Katode der Diode 259 auf einem binären NULL-Wert, wodurch die Sammelschiene 269 sich auch auf einem binären NULL-Wert befände. Wenn man nun annimmt, daß die Diodenreihen 239 und 240 die einzigen Diodenreihen in der Schaltung seien, daß die Diodenreihe 239 sich in dem oben beschriebenen Zustand, befindet und daß die Diodenreihe 240 sich in einem Zustand befindet, in dem keine der Dioden in der Reihe leitet, dann befindet sich die Anode der Diode 260 auf einem binären EINS-Wert. Folglich befindet sich die Katode der Diode 260 und die Sammelschiene 269 auf einem -binären EINS-Wert. Derselbe Zustand tritt auf, wenn Diodenreihen 241 bis 243 zu den schon ) genannten Diodenreihen 239 und 240 hinzugefügt werden. Wenn in irgendeiner der Reihen 233 bis 243 eine Einstellung vorliegt, in der keine Diode leitend ist, dann befindet sich die Sammelschiene 269 auf einem binären EINS-Wert. Wenn in ähnlicher Weise die Diodenanordnungen 244 bis 247, die durch Dioden 264 bis 267 mit einer Sammelschiene 271 verbunden sind, eine Diodenreihe aufweisen, indem ein derartiger Zustand vorliegt, daß keine der Dioden leitend ist, dann befindet sich die Sammelschiene 271 auf einem binären EINS-Wert. Daraus folgt, daß mindestens eine Diode in Jeder der Reihen 239 bis 243 leitend sein muß, damit ein binärer NULL-Wert an der Sammelschiene 269 auftritt. In ähnlicher Weise muß mindestens eine Diode in der Diodenreihe 244 bis 247 leitend sein, damit

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ein binärer NULL-Wert an der Sammelschiene 271 auftritt. Es ·■ sei angenommen, daß dies der Fall ist und daß die Sammelschiene 269 sich auf dem binären NULL-Wert befindet, der über Dioden 277 und 278 der Basis eines Transistors 275 (Fig. 6G) zugeführt wird. Wenn der Basis des Transistors 275 ein binäres NULL-Signal zugeführt wird, dann ist er nichtleitend, und es entsteht ein binäres EINS-Signal an seinem Kollektor, da der gleiche Zustand" auf der Sammelschiene 269 vorliegt, der die Basis des Transistors 276 in ähnlicher Weise ansteuert. Der Katode einer Diode 279 wird ein binäres EINS-Signal zugeführt, und da ihre Anode mit der 12-Volt-Sammelschiene über einen Widerstand 274 verbunden ist, wird.ihr auch ein binäres EINS-Signal zugeführt.

Solange ein binäres EINS-Signal an der Anode der Diode 279 anliegt, wird ein Kondensator 284 an seiner Verbindungsstelle mit einem Widerstand 274, der Anode einer Diode 279 und der Katode einer Diode 281 derart aufgeladen,· daß sie eine Spannung aufweist, die etwas höher als +5 Volt liegt. Die Anode einer Diode 282 ist mit dem Kondensator 284 und einem Widerstand 286 verbunden. Die Katode der Diode 282 wird von dem Kollektor des Transistors 291 auf eine Spannung von +5 Volt vorgespannt. Wenn deshalb die Katode der Diode 282 durch einen Transistor 291 auf einen -binären NULL-Wert eingestellt wird, dann stellt sich die Verbindungsstelle der Anode der Diode 282 mit dem Widerstand 286 und dem Kondensator 284 auch auf einen binären NULL-Wert ein, wodurch ein differenziertes ins Negative gehende Signal am anderen Ende des Kondensators 284 erscheint. Wjenn der Transistor 291 ein binäres EINS-Signal an der Katode der Diode 282 erzeugt, dann verursacht der Widerstand 286,daß die Verbindungsstelle an der Anode der Diode 282 einen binären EINS-Wert annimmt, wodurbh der Kondensator 284 für eine weitere Differenzierung des nächsten,auf einen binä- ren NULL-Wert sich ändernden Signalifdes Transistors 291 wieder aufgeladen wird. Die Spannung an der Anode der Diode 282 ändert sich zwischen +5 Volt und etwa 1 Volt, und sie ist gleich dem

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Spannungsabfall an der Diode 282 zusammen mit dem Kollektor- " Emitter-Spannungsabfall des Transistors 291. Wenn sich also der Kollektor des Transistors 291 zwischen dem binären EINS-, und dem binären NULL-Zustand verändert, ergibt sich auch an der Verbindungsstelle des Kondensators 284 mit der Diode 282 ein Unterschied von etwa 4 Volt. Dadurch entsteht auf der anderen Seite ^J des Kondensators 284 bei binären nach NULL gehenden Übergängen des Transistors 291 ein ins Negative verlaufendes differenziertes 4-Volt-Signal. Die differenzierten Signale werden der Katode der,Diode 281 zugeführt. Die Anode der Diode 281, die mit der Basis eines Transistors 283 verbunden ist, kann nie mehr als 0,8 Volt positiv sein, selbst wenn der Transistor 283 leitend ist. Dies ergibt sich aus der Vorspann-Wirkung der Basisdiode des Transistors 283, wenn positive Signale über eine Widerstandsbrücke, die aus den Widerständen 280, 288 und 290 besteht, seiner Basis zugeführt werden. Wenn deshalb ein binäres EINS-Signal an der Katode der Diode 279 es ermöglicht, daß sich die Verbindungsstelle "A", die mit der Anode der Diode 279, dem Widerstand 274, dem Kondensator 284 und der Katode der Diode 281 in Verbindung steht, auf eine positive Spannung von 5 Volt aufgeladen wird, dann verursachen die ins Negative verlaufenden differenzierten 4-Volt-Signale, - die an der Verbindungsstelle mit dem Kondensator 284 erzeugt werden, daß die Diode 281 nie leitend wird. Wenn andererseits die Diodenreihen 239 bis 247 bewirken, daß ein binäres NULL-Signal der Katode der Diode 279 zugeführt wird, dann bringt ihre Anode die Verbindungsstelle "A¹¹' auf eine Spannung von +1 Volt,und die ins Negative ver- . laufenden 4-Volt-Signale an der Verbindungsstelle "A" führen dazu, daß JLIe Diode 281 leitend wird, wodurch wiederum der Strom von dem Eingang der Widerstandsbrücke zu der Basis des Transistors 283 durch die Diode 281 und nicht durch die Basis des Transistors 283 fließt; auf diese Weise wird dem Transistor 283 ein Ubergangs-Abschaltesignal zugeführt.

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Der Transistor 283 und ein Transistor 285 bilden zusammen mit den Speise- und. Brücken-Widerständen 295, 297 und 299 eine Sperrschaltung (bistabile Kippschaltung). Wenn der Transistor 283 nichtleitend ist, dann führt der Widerstand 295, der mit seinem Kollektor verbunden ist, die" Spannung der positiven 5-Volt-Sammelschiene einer Widerstandsbrücke, die aus den Widerständen 297 und 299 besteht, und der Basis des Transistors 285 zu; dadurch wird der Transistor 285 leitend, wodurch die Basis des Transistors 283 auf dem binären NULL-Wert gehalten wird, wodurch der Transistor 283 in einem nichtleitenden, gesperrter· Zustand und der Transistor 285 in einem leitenden Zustand bleibt. Wenn der Transistor 285 nichtleitend ist, dann führt der Widerstand, der mit seinem Kollektor verbunden ist, eine Spannung von +5 Volt über eine Widerstandsbrücke, die aus den Widerständen 288 und 290 besteht, der Basis des Transistors 283 zu, wodurch der Transistor leitend wird und dadurch nicht mehr gesperrt ist und der Transistor 285 in ähnlicher Weise gesperrt wird.

Dc Transistor 283 sei beispielsweise normalerweise leitend. Wenn ein binäres EINS-Signal an der Sammelschiene 269 oder 27Ί auftritt und dem Transistor 275 oder 276 zugeführt wird, dann erzeugt der Transistor 275 oder 276 ein binäres NULL-Signal, welches der Katode der Diode 279 zugeführt wird. Dadurch wird der nächste binäre NULL-Übergang des Transistors 291 übertragen, 'wodurch die Diode 279 den Transistor 283 in den nichtleitenden Zustand bringt, wodurch wiederum der Transistor 285 sich in einen leitenden Zustand und der Transistor 283 sich in einen nichtleitenden Zustand einstellt. In ähnlicher Weise wird der binäre NULL-Übergang am Kollektor des Transistors 291 dem Zählereingang zugeführt, wodurch sich der Zählerzustand ändert und der Zustand unterbrochen wird, der dazu führte, daß das binäre nach NULL gehende Signal den Transistor 285 in leitendem Zustand hält. Wenn der"Transistor leitend ist, dann steuert eine Widerstand-Diodenschaltung, die die Widerstände 297, 299, 301 und 305 und Dioden 287,

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und 309 enthält, und die mit dem Kollektor des Transistors 285 verbunden ist, einen Kondensator 307 in ähnlicher Weise an, wie die Diode 279 den Kondensator 284 durch die Transistoren 275 und 276 ansteuert; wenn sich der Kollektor des Transistors 285 auf einen NULL-Wert einstellt, dann führt der nächstfolgende binäre NÜLL-Übergang des Oszillators einen negativen Impuls über eine Diode 311 dem Kondensator 307 zu, wodurch der Transistor 285 nichtleitend und ,der Transistor 283 wieder leitend wird.

Übergänge des Oszillators (nicht dargestellt) von einer binären EINS zu einer binären NULL werden über eine Diode einem Widerstand 288, der mit einer Spannungsquelle von +12 Volt verbunden ist, zugeführt. Dieser Widerstand ist auch über drei in Reihe geschaltete Dioden mit der Basis eines Transistors 289 verbunden. Ein Strom in dem Widerstand 288, der in "die Basis des Transistors 289 fließt, wird dann, wenn der Oszillatorausgang eine binäre NULL ist, derart umgeleitet, daß er durch eine Diode 309 zu dem Oszillator fließt. Folglich wird der Transistor 289 entsprechend den binären EINS-Signalen und den, binären NULL-Signalen des Oszillators leitend und nichtleitend. Der Transistor 289 invertiert die Signale des Transistors 291, so daß der Ausgang des Transistors 291 sich auf denselben EINS- und NULL-Werten befindet, wie das Oszillatorsignal. Wenn folglich die Zählersignale über die Diodenreihen 239 bis 247 ein NULL-Eingangssignal der Diode 279 zuführen, dann wird das nächste nach NULL gehende Signal des Oszillators verursachen, daß der Transistor 291 ein binäres NULL-Signal erzeugt, wodurch der Transistor 285 leitend wird. In diesem Zustand leitet die Diode 287 den Strom, der durch den Widerstand 288 fließt in die Basis des Transistors 289 um, wodurch der Transistor 291 für die folgenden NULL- nach EINS-Übergänge des Oszillators auf den binären NULL-Wert gehalten wird. Während des folgenden Oszillatorzyklus bringt _; der binäre nach NULL gehende Übergang des Oszillators den Transistor 285 in den nichtleitenden Zustand, wodurch nach

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dem folgenden Zyklus der Transistor 191 wieder auf ein Eingangssignal des Oszillators anspricht, welches durch einen binären EINS- nach NULL-Übergang gegeben ist.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß eine der logischen Schaltungen 239 bis 247, die durch die Leitungen 131■ bis 143 gesteuert werden, einen binären EINS-Wert aufweisen muß, damit ein Zustand erzeugt wird, in dem ein Weiterzählen des Zählers 89 ausgeschaltet wird. Dieser Zustand tritt 41 mal bei jeweils 1065 Impulsen auf, die dem Zähler während jedes Viertels des Abtastumlaufes zugeführt werden.

Gemäß Fig. 3 ruht die warme Metallplatte 11 auf Rollen-15 des Rolltisches 13. Die Linien 301 und 302 stellen die Grenzen dar, zwischen denen das Abtastgerät, welches sich an der Verbindungsstelle der Linien 301 und 302 befindet, warmes Eetall "sieht", welches sich auf dem Rolltisch 13 befindet. Durch das Bezugszeichen 11a ist die Grenze einer Platte aus warmen Metall dargestellt, die auf'den Rollen 15 des Rolltisches 13 liegt, die in dieselben Grenzen fällt, die durch die Linien 301 und 303 dargestellt sind, wie die warme Metallplatte 11. Da die Längenmessung der warmen Metallplatte eine Funktion des Winkels zwischen den Linien 301 und 303 ist, würde dies bedeuten, daß die Platten 11 und 11a zu dem gleichen Meßergebnis führen wurden. Aus Fig. 3 kann man erkennen, daß dies nicht der Fall ist, und daß eine Kompensation für die Dicke der Platte notwendig ist. Es sei angenommen, daß die Linie 307 die Grundlinie der Anordnung ist, die mit dem Scheitelpunkt der Rollen 15 des.Rolltisches 13 zusammenfällt, auf dem die Metallplatte 11 oder 11a liegt. Nur auf der Grundlinie 307 haben die Impulse, die von den in den Figuren 6A bis 6G beschriebenen Funktionsgenerator erzeugt werden, genau die richtige Zahl, daß die Abtastschritte B, C,DE, F und G in Fig. 3 ausgefüllt sind. Die wahre Länge der Metallplatte 11a ist kürzer als diese Länge, und die wahre Länge der Platte 11 ist noch kürzer als diese Länge

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der Abtastschritte auf der Linie 307» obwohl sie alle durch die Linien 301 und 303 in gleicher Weise eingeschlossen sind. Es muß deshalb für die Dicke der Metallplatte, die bearbeitet wird, eine Kompensation vorgesehen sein. Die Kompensation wird dadurch -erreicht, daß Impulse in dem Zähler 59 in Fig. weggelassen werden, und zwar in Abhängigkeit von der Dicke der Metallplatten, die bearbeitet werden. Die Vorrichtung, die diese Impulsausscheidefunktion durchführt, ist ähnlich der Vorrichtung, die in den Figuren 5 und 6 beschrieben worden ist, mit der Ausnahme, daß die Zahl der Impulse, die in dem Bereich der Plattendicken weggelassen werden, linear ist. Mit anderen Worten müssen mehrere Impulse von dem Eingang des Zählers 59 in Fig. 2 für die Platte 11a, in Fig. 3 weggelassen werden. Wenn die Platter/1 6mal so dick ist wie die Platte 11ä, dann ist die Zahl der Impulse, die von dem Eingang des Zählers 59 in Fig. 2 weggelassen werden muß, 6mal so groß, wie die Zahl, die für die Platte 11a weggelassen wird. Um diese Funktion.auszuführen, können die Eingangssignale, die die Plattendicke darstellen, entweder mit Hilfe eines Rechners, der den Walzvorgang des Walzwerkes steuert, oder von einem Potentiometer (nicht dargestellt) abgeleitet werden, welches mit den Einstellschrauben des Walzwerkes (nicht dargestellt) verbunden ist, wodurch der Widerstand in dem Potentiometer eine Funktion«der Öffnung zwischen den Walzen ist, welche in einem bestimmten Verhältnis zu der Plattendicke steht. Die Signale, die von diesem Potentiometer abgegeben werden, werden einem Analog-Digital-Wandler (nichtdargestellt) zugeführt, dessen Ausgang einer logischen Funktionsschaltung zugeführt wird, die ähnlich der Schaltung 147 in Fig. 5 ist, mit der Ausnahme, daß sie einfacher aufgebaut ist, da. sie nur einen linearen Anteil der Impulse unterdrücken muß. Unter bestimmten Bedingungen erzeugt diese logische Funktionsschaltung ein binäres EINS-Signal, welches dann dem Eingang OSO einer bistabilen Kippschaltung, die ähnlich der bistabilen Kippschaltung 83 in Fig. 5 ist, zugeführt wird, durch die wiederum der Ausgang einer UND-Schaltung gesteuert wird, die ähnlich

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der UND-Schaltung 81 ist, und wodurch dann der Eingang eines Zählers angesteuert wird, der dem Zähler 89 in Fig. 5 entspricht. In Abhängigkeit von dem Eingangssignal, welches der logischen Funktionsschaltung zugeführt wird, wird die bistabile Kippschaltung veranlassen, daß die UND-Schaltung entweder einen Impuls zu dem Eingang des Zählers durchläßt oder von ihm fernhält.

Eine ähnliche Anordnung ist zur Kompensation der Einstellung der Abtastvorrichtung über dem Rolltisch notwendig. In Fig. 3 ist die Stellung der Abtastvorrichtung über dem Rolltisch 13 mit J bezeichnet* Der Abstand zwischen dem Punkt J und der Linie 307» die durch die oberen Scheitelpunkte der Rollen 15 des Rolltisches 13 gebildet ist, ist ein Bestimmungsfaktor in der gesamten Länge der Abtastschritte A bis H. Wenn beispielsweise der Punkt J etwas dichter an der Linie 307 liegt, dann wäre die Gesamtlänge der Abtastschritte A bis H etwas geringer, als sie in Fig. 3 dargestellt ist. Deshalb ist eine Kompensation notwendig, damit eine Anzahl von Impulsen erzeugt wird, die' die wahre Länge der Metallplatte als Funktion der Stellung der Abtastvorrichtung an dem Punkt J darstellen. Dies wird durch eine Schaltung ausgeführt, die genauso aufgebaut ist, wie die Schaltung zur Kompensation in Abhängigkeit von der Dicke der Platte, mit der Ausnahme, daß sie während der Aufstellung der Walzvorrichtung eingestellt wird und nicht nachgestellt werden muß, wenn die Walzvorrichtung einmal aufgebaut worden ist, es sei denn, daß die Abtastvorrichtung ihre Stellung geändert hat.

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Claims

Patentansprüche

/1 Λ Berührungslose Längenmeßvorrichtung zum Messen der Abmessungen eines warmen Metallgegenstände^, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtastvorrichtung auf die infrarote Strahlung des warmen Gegenstandes durch Erzeugung eines elektrischen Signales anspricht, daß eine Unterteilungsvorrichtung das Signal in gleiche Schritte unterteilt und daß eine Vorrichtung die Schritte aufspeichert und die aufgespeicherten Schritte, die eine lineare Messung, des warmen Gegenstandes darstellen, wiedergibt.

2. Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilungsvorrichtung einen Oszillator enthält, ferner eine Torschaltung, die ein gepulstes Ausgangssignal entsprechend den von der Abtastvorrichtung und dem Oszillator abgegebenen Eingangssignale erzeugt.sowie eine Linearisierungsschaltung, die die Zahl der Impulse des gepulsten Ausgangs als Funktion der Abtastvorrichtung linearisiert.'

•3. Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung einen polygonalen, drehbaren Spiegel, einen für infrarote Strahlung empfindlichen Abtaster und eine Vorrichtung zur Drehung des Spiegels aufweist, damit der Gegenstand· längs einer Abmessung abgetastet wird, wodurch Signale in dem Abtaster entstehen, die gleichwinkligen Drehschritten entsprechen, und daß die Unterteilungsvorrichtung die Signale linearisiert, wenn sie in der Ebene der zu messenden Dimension weiterwegragen.

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4, Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 3, ·

dadurch gekennzei ch net, daß Vorrichtungen vorgesehen sind, die die wirkliche Pro-,Odrüonsebene entsprechend der Tiefe der Abtastung zur Linearisierung der Signale bestimmen.

5* Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch' gekennzeichnet, daß ein Punktionsgenerator die Linearisierungsvorrichtung bildet und daß ein Dezimalzähler einen Binärwertbereich aufweist, der von dem-Funktionsgenerator gesteuert wird, damit eine bestimmte Zahl von MuItipiex-Schaltungen angesteuert wird, wodurch die Signale begrenzt werden.

6. Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Mischschaltung vorgesehen ist, die Signale in algebraischer Weise von dem Zähler fernhält, wodurch die Zahl der zu linearisierenden Signale vermindert wird.

γ_Λ Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6_t\ dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator durch die Abtastvorrichtung gesteuert wird, daß der Generator eine ganz bestimmte Zahl von Impulsen erzeugt, daß eine Vorrichtung zur Änderung der Zahl entsprechend nichtplanarer Abweichungen der Abtastvorrichtung vorgesehen ist und daß eine Vorrichtung zur Auswertung der Anzahl der Impulse als Maß für die zu messende Abmessung vorhanden ist. ■

8. Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung winkelmäßig verschiebbar ist und daß der Generator durch Vorsprünge in der Verschiebungsebene gesteuert wird.

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9. Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 7,

d ad ur c h ge k e η η ζ eich net, daß die Abtastvorrichtung eine Folge von integrierten Winkelverschiebungen vorsieht und daß der Generator durch Abweichungen der Verschiebungen von der Ebene gesteuert wird.

10. Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine MuI tipi exschal tung vorgesehen ist, durch die die Abweichungen in Mehrfachschaltung weitergegeben werden, wenn sie sich wiederholen.

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DFUQfNAL

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