DE2002203B2 - Elektrisches Tachometer - Google Patents

Elektrisches Tachometer

Info

Publication number
DE2002203B2
DE2002203B2 DE2002203A DE2002203A DE2002203B2 DE 2002203 B2 DE2002203 B2 DE 2002203B2 DE 2002203 A DE2002203 A DE 2002203A DE 2002203 A DE2002203 A DE 2002203A DE 2002203 B2 DE2002203 B2 DE 2002203B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
speed
signal
load
transducer
proportional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2002203A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2002203A1 (de
DE2002203C3 (de
Inventor
Russell K Brunner
Timothy W Martin
Charles R Wilford
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
Information Storage Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Information Storage Systems Inc filed Critical Information Storage Systems Inc
Publication of DE2002203A1 publication Critical patent/DE2002203A1/de
Publication of DE2002203B2 publication Critical patent/DE2002203B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2002203C3 publication Critical patent/DE2002203C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59605—Circuits
    • G11B5/59622—Gain control; Filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/16—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by evaluating the time-derivative of a measured speed signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/50—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/39—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using a combination of the means covered by at least two of the preceding groups G05B19/21, G05B19/27 and G05B19/33

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Tachometer für eine kontinuierliche Anzeige der Geschwindigkeit einer Last, die durch einen Elektromotor längs einer Bahn bewegt wird.
Bekannte Tachometer (US-PS 2 764 702) sind im allgemeinen längliche rohrförmige Geräte, die eine
aus sehr feinem Drahi auf eine Hülse gewickelte zylindrische Spule und einen in der Spule beweglichen Permanentmagnet aufweisen. Diese Tachometer sind im Verhältnis zu ihrer Nutzlänge sperrig, denn der nutzbare Abschnitt beschränkt sich auf den Spulen-
a° teil, der im linearen Bereich arbeitet. Es ergibt sich eine Nutzlänge von ungefähr 25" η der Gesamtlänge des Tachometers. Solche Tachometer lassen sich nur mit Mühe eichen, einerseits weil die Lage des Linearbereiches von Gerät zu Gerät schwankt, die Angabe und Markierung der nutzbaren Zone für den Benutzer aber erforderlich ist. Andererseits unterliegt das Tachometer dem Verschleiß, weil der bewegliche Magnet innerhalb ·. iner Kunststoff-Hülse verschoben wird. Der Magnet scheuert nach einiger Zeit die Hülse durch und berührt dann unmittelbar die Windungen der Spule, die damit unbrauchbar wird. Ferner werden in einer magnetische Felder aufweisenden Umgebung unerwünschte Spannungen in dem Tachometer erzeugt, die ungenaue Ausgangssignale hervorrufen.
Es ist ferner nach der US-PS 2 934 267 eine Höhensteuerung, insbesondere für automatische Flugzeugsteuerungssysteme bekannt, bei der abhängig von der Flughöhe und der Beschleunigung des Flug-
+o zeuges Signale abgeleitet werden, die zusammen verarbeitet kontinuierlich die Vertikalgeschwindigkeil bestimmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Tachometer der bekannten Art so zu verbessern, dal:
ein Ausgangssignal der Geschwindigkeit einer motorbewegten Last, die aus einer Position in eine andere bewegt wird, proportional ist, somit das Tachometei äußerst exakt arbeitet. Weiter soll es möglichst verschleißarm aufgebaut und wirtschaftlich herstellbai
5·> sein.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß eil »on der Last betätigter Meßwertwandler ein inter miuierendes Lagesignal erzeugt, daß ein Wandle dieses Lagesignal in ein intermittierendes, der äugen blicklichen Lastgeschwindigkeit direkt proportionale: Geschwindigkeitssignal umformt, das in einem Spei eher gespeichert wird, daß mit dem Elektromotor eii Meßwertwandler zusammenwirkt, der abhängig voi Änderungen der Motorgesehwindigkeit ein kontinuier liches Signal erzeugt, das proportional der äugen blicklichen Lastgeschwindigkeit ist und daß de Speicher für das der Lastgeschwindigkeit proportio η ale Signal und der Meßwertwandler für das den An derungen der Motorgesehwindigkeit proportionale Si gnal mit einer Verknüpfungsstufe verbunden sind, un periodisch das kontinuierliche Signal auf einem Wer proportional zu dem intermittierenden Signal zu be riehtmen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergehen sich aus den Unieransprüclien.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsheispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 ein Blockschema der Schaltung,
Fig. 2 ein Kurvenbild der Geschwindigkeit als Funktion der Zeit bei einem üblichen Hochleistungsstellmotcir,
Fig. 3 ein Schaltschema einer bevorzugten Ausführungsform,
F i g. 4 ein Diagramm über die Arbeitsweise bestimmter Teile der Schaltung nach F i g. 3,
Fi g. 5 ein Blockschema der Schaltung einer anderen Ausführungsform.
F i g. 6 eine Folge von Wellenformen, die mit der Schaltung nach F i g. 5 erzeugt werden können.
Gemäß der F i g. 1 wird ein intermittierend gewonnenes Lage-Signal sehr hoher Genauigkeit mit einem kontinuierlichen Beschleunigungs-Signal verarbeitet, das einer Gleichstromdrift unteiliegt: damit wird ein genaues, kontinuierliches Geschwindig'ceitssignal erzeugt. Nach dem Blockschaltbild der F i g. 1 steht ein Servomotor 11 in Antriebsverbindung mit einer Last 12. die beispielsweise aus mindestens einem Lese- Schreibkopf bestehen kann, welcher sich in radialer Richtung über eine Aufzeichnungsplatte bewegt. Ein Lage-Meßwertwandler 13 steht in Wirkverbindung mit der Last 12 und erzeugt ein periodisch wechselndes Signal, das die Lage der Last angibt. Das Lagesisnal des Meßwertwandlers 13 wird auf einen Wandler 14 übertragen, in dem es in einen Geschwindigkeitsmeßwert umgewandelt wird. Das Geschwindigkeitssignal wird dann einem Speicher 15 zugeführt, wo es periodisch gespeichert wird. Der Ausgang des Speichers 15 liefert genaue, jedoch intermittierend anfallende Werte der Lastgeschwindigkeit. Diese Signale haben für die unmittelbare Steuerung der Beschleunigung und Vu ögerung des Motors nur geringen Wert, wenn eine vorgegebene Bewegung der Last herbeigeführt werden soll, wegen des Zeitintervalls zwischen den Abtastungen.
Ein kontinuierliches Geschwindigkeitssignal läßt sich aus dem Speisestrom des Motors 11 ableiten, wenn die nachstehenden Beziehungen zugrunde select werden:
Ki = F.
wobei
K — Motorkenstante.
F — Motorstärke.
/ = Motorstrom:
F = ir.a,
wobei
m = Masse des Systems.
a = Beschleunigung:
/ = ma/K.
Da in und K Konstante sind, ist / proportional a. Demnach wird ein dem Motor-Speisestrom proportionales Signal erzeugt und einem Meßwcrtwandler (Integrator) 16 zugeführt. Da der Motorstrom der Beschleunigung der Masse (Last) direkt proportional ist, ist das Integral des Motorstroms direkt proportional der Geschwindigkeit der Masse. Der Integrationsvorgang verläuft kontinuierlich, so daß auch das Ausgangs-Geschwti'.digkeitssignal kontinuierlich ist.
Jedoch ist das Signal zur Regelung der Beschleunigung und Verzögerung des Motors nicht geeignet, weil 2s von der Gleichstromdrift abhängt und mit der Zeit zunehmend ungenauer wird. Zwar kann das integrierte Signal nicht unmittelbar verwendet werden, jedoch läßt es sich mit dem Ausgang des Speichers 15 kombinieren, um ein kontinuierliches und genaues Geschwindigkeitssignal zu erhalten. Demzufolge wird das integrierte Signal in einer Verknüpfungsschaltung
ίο 17 berichtigt auf den Pegel des Ausgangssignals 15, um ein kontinuierliches Geschwindigkeitssigna! zu erhalten. Der Ausgang des Speichers 15 wird dem Integrator 16 zugeleitet, so daß dieser dem Pegel jeder der aufeinanderfolgender. Abtastungen angepaßt wird.
Die Integration beginnt bei dem Pegel der letzten Abtastung und wird bis zur folgenden Abtastung fortgesetzt; in diesem Augenblick wird der Wert des Integrators 16 dem Pegelwert der neuen Abtastung angepaßt, und der Integrationsvorgang beginnt von nruem.
ao Damit werden die Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen durci. das integrierte Signal gefüllt, so daß sich eine kontinuierliche und genaue Messung der Geschwindigkeit ergibt, die sehr gut für die Steuerung der Beschleunigung und Verzögerung des Motors geeignet ist.
in Fig. 2 ist die zeitliche Änderung der Geschwindigkeit in einer üblichen Zweipunktregelung dargestellt. Im Idealfall wächst»die Geschwindigkeit gleichförmig bis zu dem Mittelpunkt der Strecke, über die
3<j die Last bewegt wird. Dann nimmt die Geschwindigkeit in gleicher Weise ab, bis sie Null wird, wenn die Last die gewünschte Position erreicht hat.
Gemäß F i g. 3 weist eine bevorzugte Ausführungsform eine Differenzierschaltung 18, zwei Speicher- schaltungen 19 und 20 und eine Integrationsstufe 21 auf. Die Differenzierschaltung 18 besteht aus einem üblichen Operationsverstärker 22. der als Differentiator geschaltet ist. Diese Schaltung -'.mfaßt einen Differentialeingang über die Kondensatoren 23 und
■:-o 24 und einen Widerstand 25 in der Rückkopplungsschleife. Der Ausgang der Differenzierschaltung 18 wird unmittelbar an die Speicherschaltung 19 und über einen 1 : I-Verstärker 26 an die Speicherschaltung 20 geführt. Die Speicherschaltungen 19 und 20 sind gleich ausgeführt und enthalten jeweils zwei komplementäre Paare Emitterfolger. Die Emitterfolger jedes Paars sind über einen Schalttransistor in Kaskadenschaltung verbunden. Die Schaltung 19 enthält ein erstes Paar Emitterfolger 27 und 28, die mit einem SchalUransistor 29 zusammengeschaltet sind sowie ein komplementäres Paar Emitterfolger 31 und 32, die mit einem Schalttransistor 33 zusammengcschaltet sind. Beide Emitterfolger-Paare stehen über eine gemeinsame Leitung mit dem Kondensator 34 in Verbindung. Die Schaltung 20 weist ein erstes Paar Emitterfolger 35 und 36 auf, die mit einem Schalttran-'Stor 37 zusammengeschaltet sind, sowie ein komplementäres Paar Emitterfolger 38 und 39, die mit einem Schalttransistor 41 zusammengeschaltet sind. Beide Emitterfolger-Paare stehen über eine gemeinsame Leitung mit dem Kondensator 42 in Verbindung. Die Integrationsstufe 21 weist zwei Sätze von je drei Transistoren 43, 44 und 45 bzw. 46, 47 und 48 auf, die den Strom in dem die Last bewegenden Motor durch Abfühlen der Spannung an den Widerständen 49 und 51 überwachen. Der Motor 11 erhält Strom über eine Brücke 52, die mit Schaltern 53, 54, 55 und 56 versehen ist.
Gemäß F"ig. 4 handelt es sich bei dem Lagesignal, das von dem Meßwerlwandlcr 13 abgeleitet wird, um eine fortlaufende, ihre Richtung wechselnde Wellenform, die abwechselnd oberhalb und unterhalb einer Grundlinie B verläuft. Die Wellenform kann Dreiecksgcstalt haben oder, wie im vorliegenden Fall, eine Sinuswelle darstellen. Die positiv gerichteten Schnitte der Wellenform mit der Grundlinie werden als Abtastzeitpunkte für die Speicherschaitungen gewählt. Der Meßwertwandler kann so geeicht werden, daß periodisch wiederkehrende Teile der Wellenform mit Bewegungsabschnitten der Last korrespondieren. Zum Beispiel können im Falle einer Aufzeichnungsplatte die positiv gerichteten Kreuzungen die Mittellinien der konzentrischen Aufzeichnungsspuren auf der Plattenfläche markieren. Das Signal des Meßwertwandlers 13 wird von der Differenzierschaltung 18 differenziert, wodurch die gestrichelt gezeichnete Kurve mit veränderlicher Amplitude entsteht. Die Spitzenwerte der Differentiationskurve. die den positiv gerichteten Kreuzungen der Sinuswelle entsprechen, folgen sehr genau der Hüllkurve der in Fig. 2 gezeichneten Geschwindigkeitskurve.
im Betrieb der Einrichtung nach Fig. 3 liefern die beiden Speicherschaltungen 19 und 20 einen Differcnzausgangswert des Tachometers. Wenn in bestimmten Fällen ein Differenzausgang nicht erwünscht ist, kann eine der Speicherschaltungen weggelassen werden. Bei der gezeichneten Ausgestaltung werden die Schalttransistoren 29, 33. 37 und 41 durch eine Impulsreihe gesteuert, die aus dem Meßwertwandlersignal oder aus einer geeigneten Taktgeberschaltung abgeleitet werden kann. Im vorliegenden Fall treten die Vorderflankcn der Impulse der Inipulsreihe gleichzeitig mit den positiv gerichteten Kreuzungen in Fig. 4 auf. Wie erwähnt, enthält jede Speicherschaltung zwei komplementäre Paare Emitterfolger, voü denen jeweils eines den zugehörigen Kondensator im positiven Sinne, das andere den kondensator im negativen Sinne lädt. Die Impulsreihe wird den Speicherschaltungen über geeignete Pegelschieberschaltungen, die schemaiisch durch 51 und 58 wiedergegeben sind, zugeführt. Die Ausgangsgröße der Differenzierschaltung 18, d. h. die gestrichelte Linie in Fig. 4, wird der Speicherschaltung 19 unmittelbar zugeführt und wird im Verstärker 26 invertiert und der Speicherschaltung 20 zugeführt. In jeder der beiden Speicherschaitungen 19, 20 werden die Emitterfolger der beiden Paare während des Abiastabschnitts in Kaskadenschaltung zusammengeschaltct und während des Speicherabschnitts voneinander getrennt. Bei der Vorderflanke jedes Impulses stellt jeder Schalttransistor die Verbindung zwischen den zugeordneten Emitterfolgern her und läßt den zugeordneten Kondensator 34 oder 42 auf den Pegel des Ausgangs der Differenzierschaltung aufladen. Beim Durchlaufen der Rückflanke des Impulses unterbricht der Schalttransistor die Verbindung zwischen den Emitterfolgern und bringt eine umgekehrte Spannung an die Basis-Emitter-Verbindung jedes Emitterfolgers des Paares, wodurch der zugeordnete Kondensator den letzten Wert seiner Ladung speichern muß. Je nachdem, ob der augenblickliche Abtastwert stärker positiv oder stärker negativ ist als der unmittelbar vorausgehende Abtastwert, wird festgelegt, welches Paar Emitterfolger zum Laden des Kondensators benutzt wird. Ein Paar Emitterfolger wird benutzt, um den Kondensator während des Beschleunigungsabschnitts der Bewegung zu laden (Fig. 4), während das andere Paar Emitterfolger benutzt wird, um den Koiidensator im entgegengesetzten Sinne während der Verzögerungsphase der Bewegung zu laden.
Wenn der Motor 11 die Last in Vorwärtsrichtung bewegt, werden die Schalter 53 und 56 der Brücke 52 geschlossen, und dem Motor 11 wird Strom über die linke Brückenscitc zugeführt, so daß eine Spannung am Widerstand 49 entsteht. In jedem Fall, aber
ίο insbesondere während der Speicherphase des Abtast- und Speichervorgangs macht die am Widerstand 49 entstehende Spannung den Transistor 44 leitend, so daß eine Spannung am Widerstand 59 entsteht, die ihrerseits den Transistor 43 leitend macht. Wird der Transistor 43 leitend, so fließt ein Strom im Widerstand 61 und zum Kondensator 34. Die dadurch entstehende Spannung am Kondensator 34 stellt das Integral des Motorstroms dar. Die Spannung am Widerstand 49 schaltet auch den Transistor 45 ein. der Strom durch die Diode 62 vom Kondensator 42 ableitet und dessen Ladung verringert. Bewegt der Motor die Last in umgekehrter Richtung, werden die Schalter 53 und 56 geöffnet und die Schalter 55 und 54 geschlossen, so daß Strom durch die rechte Seite der Brücke fließt, wodurch eine Spannung am Widersland 51 entsteht. Diese Spannung schaltet den Transistor 47 durch und läßt eine Spannung am Widerstand 63 entstehen, wodurch der Transistor 46 durehgcscha.-tet wird. Dadurch wird ein Stromfluß im Widerstand 64 erzeugt, und der Strom wird über den Transistor 46 zum Kondensator 42 geleitet. Gleichzeitig schaltet die Spannung am Widerstand 51 den Transistor 48 durch, der Strom vom Kondensator 34 über eine Diode 65 ableitet.
In Fig. 5 ist eine teilweise abgeänderte Ausführungsform dargestellt, wonach ein Flip-Flop mit zugehöriger Logikschaltung 66 vorgesehen ist sowie ein Sägezahngenerator 67 und ein Stromquellenkreis mil einem Transistor 68, der über einen Emitterwiderstand 69 an Erde gelegt ist. Ein Schalter 71 verbindet den Kollektor des Transistors mit einem Kondensator 72, der einerseits an Erde und andererseits über einen Schalter 73 an eine Gleichspannungsquclle V gelegt ist. Der Kondensator liegt außerdem in Reihe mit einem Schmitt-Trigger 74 und einem Sägezahngenerator 75. Diese Ausfiihrungsform wird in Verbindung mit einer Plattendatei-Anlage beschrieben, in der beim Kreuzen einer Spur entstehende Impulse in Geschwindigkeitsanzeigen umgewandelt werden. In einer Plattendatei werden Daten auf konzcnti'sehen Spuren auf beiden Seiten einer umlaufenden Scheibe fiufgczeichnet. Die Spuren erreichen eine Dichte von 20 bis 50 Spuren je cm. Die Lese/Schreib-Magnetköpfe sind an Armen angebracht, die radial über die Platten bewegt werden. Wenn ein Kopf von einer Spur-Position in eine andere Position bewegt wird, kann er eine Anzahl dazwischenliegender Spuren überqueren. Jedesmal wenn der Kopf eine der zwischenliegenden Spuren kreuzt, kann ein Impuls von dem Kopf oder von einem gesonderten Meßwertwandler abgeleitet werden. Eine Folge derartiger Spurimpulse, die auf gleiche Breite geformt sind, zeigt die Wellenform α in Fig. 6. Die Wellenform α wird dem Flip-Flop und der zugehörigen logischen Schaltung 66 zugeführt, die die Wellenform invertiert und ein. Auftastsignal in Gestalt der Wellenform b erzeugt. Γη der Wellenform b wird der Pegel des Signals zwischen den Impulsen erhöht, um eine RprM^r-i-
micro
lciisa-
■'ltiing
ι iickc
über
;pan-
'UlSt-
der
.Icr-
il-T-
welle zu erzeugen, deren Länge mit dem Zeitintervall zwischen den Impulsen der Wellenform α variiert. Jede Rechtcckwelle der Wellenform b liefert einen Torimpuls /um Steuern des Sägezahngenerators 67. Die Vorderflanke jeder Rechteckwelle der Wellenform b stellt den Sägezahngenerator auf Null. Wie durch die Wellenform c angedeutet, steigt dann der ''..gnalpegel des Sägezahngenerators, bis er durch die Ruckflanke der Rechteckwelle unterbrochen wird und auf diesem Pegel konstant verharrt, bis er von der Vorderflanke der nachfolgenden Rechteckwelle auf Null zurückgestellt wird. Der Spannungspegel am Ausgang des Sägezahngenerators isl
Der Spannungspegel V1. wird umgewandelt in den Strompegel im Transistor 68 gemäß der Beziehung 'rf ~ V1./R, worin R den Widerstandswert des Widerstands 69 bedeutet. Durch Substitution ergibt sich I11-K11At1IR. Der vom Transistor 68 erzeugte Strompegel wird durch die Wellenform d dargestellt; der Strom wird zum Entladen des Kondensators 72 benutzt. Der Schalter 71 wird durch die Vordcrflanke jedes Spur-Impulses geschlossen und durch den Schmitt-Trigger 74 geöffnet. Der Schalter 73 wird durch den Schmitt-Trigger 74 geschlossen und durch die Vorderflanke jedes Spur-Impulses geöffnet. Wird der Schalter 73 geschlossen, so kann der Kondensator 72 bis auf den Pegel der Gleichspannungsquelle V geladen werden. Ist der Schalter 73 orten und wird der Schalter 71 geschlossen, so wird der Kondensator 72 von V auf Null mit einer Geschwindigkeit entladen, die durch /,, bestimmt wird, wie es die weiteren Wellenformen darstellen. Die Wellenformen e und ι zeigen Spur-Querungsimpulse in stark vergrößerter Darstellung. Setzt man einen Impuls mit größerer Periode aus der Wellenform d voraus, so zeist die Wellenform / die Entladung des Kondensators 72 vom Spannungswert V auf Null. Der Trigger 74 wird von der Vorderflanke des Spur-Impulses eingeschaltet und zurückgestellt, wenn der Kondensator 72 bis Null entladen ist (Wellenform g). Der Trigger 74 erzeugt damit einen Auftastimpuls, der die Taktsteuerung des Sägezahngenerators 75 steuert
wobei
K11 —- Konstante des Sägezahngenerators 67.
/Ir1 = Zeitintervall zwischen den Spur-Impulsen;
weil .v (Geschwindigkeit) proportional zu l/(, ist. c- »o gibt sich
V, - KaX .
(Wellenform h). In einem anderen Beispiel mit niedrigerer Periode der Impulse der Wellenform α wird der Kondensator 72 während einer längeren Zeitdauer entladen (Wellenform /). Der Trigger 74 erzeugt ein längeres Auftastsignal (Wellenform k), wodurch der Generator 75 einen höheren Spannungspegel erreichen kann (Wellenform /). Diese Wirkung beruht auf folgenden Beziehungen:
wobei
C = Kapazität des Kondensators 72.
V -- festliegender Spannungspegel,
1 L2 = Entladungszeit des Kondensators 72;
cv
CV
Die Ausgangsspannung des Sägezahn ienerators 75 ist dann
V0= K11 It.,.
KnCV KnIR
wobei K1, die Konstante des Sägezahngenerators 75 ist. Danach ist die Ausgangsgröße Vn des Sägezahngenerators proportional der Geschwindigkeit, denn die anderen Größen der Gleichung sind Konstante.
Die beschriebene Schaltung ist daher imstande, Geschwindigkeitsanzeigen aus Spur-Impulsen so lange zu liefern, wie die längste, für das Aufladen des Kondensators C benötigte Zeit kürzer ist als die kürzeste Zeit zwischen den Spur-Impulsen. Die Schaltung erzeugt Spannungswerte, die genaue Anzeigen der Geschwindigkeit bei jeder Spurüberqiierung sind.
Die Schaltung nach Fig. 5 kann somit an Stelle der Differenzierstufe 18 aus Fig. 3 verwendet werden.
Die Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 5 sind zwar in Verbindung mit Plattendateien beschrieben worden, sie lassen sich aber ganz allgemein bei geschlossenen Regelstrecken verwenden. Die Ausführung nach F i g. 3 laßt sich besonders günstig verwenden, wenn ein Lagesignal in Sinus- oder Dreiecksform vorliegt, während die Schaltung nach Fig. f für Anwendungen beim Vorliegen digitaler Lage Signale besonders seeianet ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
409 531/K

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Elektrisches Tachometer für eine kontinuierliche Anzeige der Geschwindigkeit einer Last, die durch einen Elektromotor längs einer Bahn bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Last (12) betätigter Meßwertwandler (1.3) ein intermittierendes Lagesignal erzeugt, daß ein Wandlet (14) dieses Lagesignal in ein intermittierendes, der augenblicklichen Lastgeschwindigkeit direkt proportionales Geschwindigkeitssignal umformt, das in einem Speicher (15) gespeichert wird, daß mit dem Elektromotor (11) ein Meßwertwandler (16) zusammenwirkt, der abhängig von Änderungen der Motorgeschwindigkeit ein kontinuierliches Signal erzeugt, das proportional der augenblicklichen Lastgeschwindigkeit ist und daß der Speicher (15) für das dor Lastgeschwindigkeit proportionale Signal und der M:f-\ertwandler (16) für das den Änderungen der Motorgesehwindigkeit proportionale Signal mit einer Verknüpfungsstufe (17) verbunden sind, um periodisch das kontinuierliche Signal auf einem Wert proportional zu dem intermittierenden Signal zu berichtigen.
2. Tachometer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler (16) für das Lastgeschwindigkeitssignal eine den Motorstrom integrierende Stufe (21) aufweist.
3. Tachometer nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler (13) für das Laeesignal eine Differenzierschaltung (18) aufweist.
4. Tachometer nach Arispr ch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierschaltung (18) einen in Differenzierschaltung angeordneten Operationsverstärker (22) aufweist und daß die Speicherschaltungen (19, 20) jeweils einen Kondensator (34. 42) enthalten, von denen der eine während eines Beschleunigungsvorganges. der andere während eines Verzögerungsvorganges geladen wird.
5. Tachometer nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicher (19, 20) zw:ei komplementäre Paare Emitterfolger (27, 28; 31. 32; 35, 36; 38, 39) aufweist, von denen eines den Kondensator (34, 42) im negativen Sinne lädt, daß zwischen diesen Emitterfolgern jeden Paares ein SchalUransistor (29, 33, 37. 41) angeschlossen ist, wobei diese Schalttransistoren von einer Impulsreihe gesteuert werden, die von dem Lagesignal abgeleitet ist, um die Emitterfolger jeden Paares während des Speichern:; in Kaskadenschaltung zusammenzuschaltcn.
6. Tachometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler (13) das Lagesignal digital erzeugt und daß die nachgeschalteten Wandler (14) und Speicher (15) digitale Signale verarbeiten.
7. Tachometer nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen einer der Geschwindigkeit die Last direkt proportionalen Spannung ein Kondensator (72) vorhanden ist, der an zwei unterschiedliche Spannungen anschaitbar ist. daß eine Schaltungsanordnung (66) zum Erzeugen eines der Entladezeit dieses Kondensators proportionalen Auftastsignals vorgesehen ist sowie daß ein von dem Aul'tastsignal gesteuerter Sägezahngenerator (67) vorgesehen ist, um eine der Geschwindigkeit der Last direkt proportionale Spannung zu erzeugen (F i g. 5).
DE2002203A 1969-01-21 1970-01-19 Elektrisches Tachometer Expired DE2002203C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79234369A 1969-01-21 1969-01-21

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2002203A1 DE2002203A1 (de) 1970-07-30
DE2002203B2 true DE2002203B2 (de) 1974-08-01
DE2002203C3 DE2002203C3 (de) 1975-04-10

Family

ID=25156574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002203A Expired DE2002203C3 (de) 1969-01-21 1970-01-19 Elektrisches Tachometer

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3597750A (de)
JP (1) JPS4815839B1 (de)
DE (1) DE2002203C3 (de)
FR (1) FR2028775A1 (de)
GB (1) GB1294841A (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3737883A (en) * 1971-08-18 1973-06-05 Information Storage Systems Linear positioning apparatus for memory disc pack drive mechanisms
US3806254A (en) * 1971-12-08 1974-04-23 Information Storage Systems Agc servo system having error signal responsive to a non-extinguishable intensity light energy signal
US3945037A (en) * 1972-06-01 1976-03-16 Iomec, Inc. Feedback control system for linear position transducer
US3864741A (en) * 1973-06-28 1975-02-04 Ibm Servo channel equalization network
JPS5344777A (en) * 1976-10-03 1978-04-21 Ricoh Co Ltd Closed loop servo-controlling system
JPS5921104B2 (ja) * 1977-03-08 1984-05-17 日本ビクター株式会社 情報記録媒体再生装置におけるトラッキングサ−ボ装置
JPS5925300B2 (ja) * 1977-12-28 1984-06-16 日本ビクター株式会社 情報信号再生装置のフイ−ド自動追従装置
US4291346A (en) * 1979-06-04 1981-09-22 Texas Instruments Incorporated Optoelectronic system for determining the position of a magnetic head transducer on a flexible magnetic recording disc
US4920434A (en) * 1980-09-24 1990-04-24 Quantum Corporation Fixed disk drive
US4982296A (en) * 1980-09-24 1991-01-01 Quantum Corporation Head and disk assembly for fixed disk drive
DE3278050D1 (en) * 1981-09-07 1988-03-03 Kelly H P G Improvements in or relating to linear motor and control circuitry therefor
US4516178A (en) * 1982-09-15 1985-05-07 Ampex Corporation Cylinder crossing detection circuit for disc drive or the like
US4516177A (en) * 1982-09-27 1985-05-07 Quantum Corporation Rotating rigid disk data storage device
EP0104941A3 (de) * 1982-09-27 1985-11-06 Quantum Corporation Datenspeichergeräte
JPH0758206B2 (ja) * 1984-03-30 1995-06-21 株式会社日立製作所 モワレ縞を用いた位置検出装置
DD225497A1 (de) * 1984-04-02 1985-07-31 Zeiss Jena Veb Carl Einrichtung und verfahren zum messen und einstellen von laengen
US4647769A (en) * 1984-05-11 1987-03-03 Quantum Corporation Optical encoder having controllable lead-lag phase trim sensitivity
GB2161262A (en) * 1984-07-05 1986-01-08 Co Operative Technology Ltd Digital instrumentation apparatus for the linear air-track
US5270886A (en) * 1989-08-07 1993-12-14 Antek Peripherals, Inc. Two motor servo system for a removable disk drive
US5091808A (en) * 1989-08-07 1992-02-25 Nigam Anil K Two-motor servo mechanism system for a magnetic disk drive
JPH0512690A (ja) * 1991-07-08 1993-01-22 Toshiba Corp 対物レンズの位置検知回路
TW256914B (en) * 1994-05-27 1995-09-11 Ibm Servo-writing system for use in a data recording disk drive
US5442172A (en) * 1994-05-27 1995-08-15 International Business Machines Corporation Wavefront reconstruction optics for use in a disk drive position measurement system
CN106251886B (zh) * 2015-06-05 2019-02-01 株式会社东芝 伺服写方法、磁盘装置以及磁头位置控制方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE640044A (de) * 1962-11-30 1964-03-16
US3362021A (en) * 1963-12-17 1968-01-02 Ibm Servo positioning system for magnetic disc memory

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4815839B1 (de) 1973-05-17
DE2002203A1 (de) 1970-07-30
US3597750A (en) 1971-08-03
DE2002203C3 (de) 1975-04-10
FR2028775A1 (de) 1970-10-16
GB1294841A (de) 1972-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2002203B2 (de) Elektrisches Tachometer
DE2357061C2 (de) Einrichtung zur Abgabe von gleichmäßigen Impulsen bei bestimmten Winkelstellungen einer drehbaren Welle und zur Bildung von wenigstens einem Bezugssignal
EP0062279A1 (de) Verfahren zum Erkennen einer Kante eines magnetischen Mediums und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE2934739C2 (de) Digitale Servo-Steuerschaltung
DE2923296A1 (de) Digitales servokontrollsystem
DE2411468A1 (de) Elektronisches tachometer
DE2404309A1 (de) Servoschaltung zur regelung der geschwindigkeit eines magnetkopf-tragarmes
DE2501792C2 (de) Anordnung zum Regeln der Verschiebung und Positionierung eines translatorisch beweglichen Systems
DE2301588C2 (de) Servoeinrichtung zur Lageeinstellung eines beweglichen Datenwandlers
DE1231911B (de) Einrichtung zum Messen von Strecken oder Teilen von Kreisen mittels Impulszaehlung
DE3211255A1 (de) Kreiselgestuetztes bezugssystem
CH619315A5 (de)
DE2953968C2 (de) Integrierende Analog-/Digital-Wandlerschaltung
DE2459909B2 (de) Längen- oder Wegmesser
DE2521404C3 (de) Frequenzteiler für hohe Frequenzen
DE2509343C3 (de) Einrichtung zur Regelung der Drehzahl von umlaufenden Maschinen
DE2649621C2 (de) Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges
CH627868A5 (de) Schaltungsanordnung fuer elektronische ge-schwindigkeitsmessung.
DE2438429A1 (de) Taxameter
DE2044736C2 (de) Anordnung zur Regelung der Geschwindigkeit zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen
DE2945697A1 (de) Regelungsschaltung zur konstanthaltung der geschwindigkeit eines gleichstrommotors
DE2458894C3 (de) Wegimpulsgeber
DE2114234B2 (de) Aufzeichnungsgerät
DE2550060A1 (de) Verfahren und einrichtung zur detektion einer vormagnetisierung
DE2445746A1 (de) Geraet zum erfassen und zur anzeige der aenderung des zustandes eines objektes

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP., ARMONK, N.Y

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT