DE2023383A1

DE2023383A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur digitalen Messung der Laufzeiten akustischer oder elektromagnetischer Signale

Info

Publication number: DE2023383A1
Application number: DE19702023383
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-05-08
Filing date: 1970-05-08
Publication date: 1971-12-02

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur digitalen Messung der Laufzeiten akustischer oder elektromagnetischer Signale Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Messung der Laufzeiten akustischer oder elektromagnetischer Signale, vorzugsweise zur Anwendung in Längenmeßgeräten sowie die Vorrichtungen, in denen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.
Verfahren zum Zweck -der Längenmessung, bei denen die Laufzeit akustischer oder elektromagnetischer Signale bestimmt werden, sind wohlbekannt. Diese Verfahren werden beispielsin Echolotgeräten oder in Entfernungsradarmeßgeräten angewendet. Diese bekannten Verfahren arbeiten im allgemeinen nach dem Prinzip, daß die Laufzeit, welche das akustische oder elektromagnetische Signal zur Durchiuerung der gegebenen Meßstrecke benötigt, mit einer auf mechanischem oder elektrischem Weg erzeugten Referenzzeit verglichen wird. Die bekannten Verfahren sind zu Prazisionsmessungen, wie man sie beispielsweise in der feinmechanischen Industrie benötigt, völlig ungeeignet.
Temperaturschwankungen, Druckschwankungen und weitere störende Einflüsse, die sowohl im Medium der gegebenen meßstrecke als auch in den mechanischen oder elektrischen Winrichtungerl zur Erzeugung der Referenzzeit auftreten, erzeugen Schwankungen sowohl der Signallaufzeit als auch der Peferenzzeit. Da die Signallaufzeit und die Referenzzeit auf völlig unterschiedliche Weise erzeugt werden sind die Schwankungen dieser Zeiten gänzlich unterschiedlich und lassen sich gegeneinander nicht oder nur sehr mangelhaft kompensieren. So kont es dazu, daß Längenmessungen mittels dieser bekannten Verfahren mit einer relativ großen Fehlerbreite behaftet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung von Laufzeiten akustischer oder elektromagnetischer Signale sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens zu entwickeln, welcnes insbesondere Eräzisionslängenmessungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man einerseits in einer ersten Strecke eine Signalfolge erzeugt, indem man ein akustisches oder elektromagnetisches Kurzzeitsignal über diese Strecke sendet, nach Durchlaufen der Strecke empfängt und direkt wieder über die Strecke- sendet, welche man mittels einer Registriervorrichtung auswertet und andererseits in gleicher Weise in einer zweiten Strecke eine weitere Signalfolge erzeugt, welche, nachdem sie gegebenenfalls über eine oder mehrere weitere Strecken gesendet und nach Durcnlaufen dieser Strecken wieder empfangen werden, gegebenenfalls mittels einer Registriervorrichtung ausgewertet wird oder über eine zweite Strecke ein Signal oder eine Signalfolge sendet, welche(s) nach Durchlaufen dieser Strecke empfangen wird und gegebenenfalls bewirkt, daß in einer zusätzlichen Strecke in gleicher Weise vgie in der ersten Strecke eine Signalfolge erzeugt wird, welche man mittels einer Registriervorrichtung auswertet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Vorrichtungen durchgeführt, die aus folgenden Elementen bestehen: einem oder mehreren Meßkreis(en), jeweils bestehend aus einem oder zwei elektroakustischen oder elektromagretischen Wandlern und aus zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, wobei mindestens ein Meßkreis über die zur Signalaufbereitung dienenden Mittel so geschaltet ist, daß. ein Einschaltimpuls in ihm eine Signalfolge erzeugt und wobei die einzelnen flireßkreise zueiander in Reihe und/oder parallel geschaltet sind, durch eine Registriervorrichtung, die mit einem oder mehreren Beßkreis(en) Verbunden ist, durch zusätzliche den Meßvorgang und die Registrierung einleitende und beendende mittel, die gegebenenfall in den Meßkreiaen, zwischen den Meßkreisen und vor der Registriervorrichtung angeordnet sind, und gegebenentalls durch zur Kurzzeitspeicherung dienenden Mitteln vor der Registriervorrichtung.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist also die Erzeugung einer Signalfolge, ein wesentliches Merkmal der dazu verwendeten Vorrichtung sind die rückgekoppelten Meßkreise. In diesen Meßkreisen wird über eine Meß- oder Referenzstrecke s ein akustisches oder elektromagnetisches Signal gesendet und empfangen. Indem man das empfangene Signal nach Aufbereitung wieder dem Sender zuleitet, erzeugt man in diesen Meßkreisen jeweils eine elektrische Signalfolge, deren Frequenz f praktisch gleich der reziproken Laufzeit 1/t des akustischen oder elektromagnetischen Signals in der Teatatrecke s ist, d.h.: t t c (c = Ausbreitungsgeschwindigkeit des akustischen oder elektromagnetischen Signals im Testmedium) Ein zweites wesentliches Merkmal des erfindunsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man die Laufzeit des akustischen oder elektromagnetischen Signals in der zu messenden Meßstrecke mit der Laufzeit eines akustischen oder elektromagnetischen Signals in einer bekannten Strecke, der Referenzstrecke, vergleicht0 Durch Kombination dieser beiden erfindungswesentlichen Merkmale lassen sich Längenrneßverfahren realisieren, welche mit sehr geringer Fehlerbreite behaftet sind (bedingt durch die Referenzstrecke) und bei denen das Meßverfahren selbst streng digital ist (bedingt durcn den rückgekoppelten Meßkreis).
Mit Hilfe des erfindun>sgeinäßen Verfahrens lassen sich Längenmessungen durchführen, wenn man in zwei oder mehreren rückgekoppelten Meßkreisen, deren Teststrecken sich jeweils im gleichem Testmedium befinden, über den gleichen Zeitraum hinweg jeweils eine elektrische Signalfolge erzeugt. Wenn die Länge mindestens einer dieser Teststrecken, der Rferenzstrecke(n), genau bekannt ist, so kann man die Langen der übrigen Teststrecken durch digitale Auswertung der Signalfolgen exakt bestimmen.
Als Sender und Empfänger oder als kombinierte Sende- und Empfangseinheiten für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich grundsätzlich all solche Geräte, bei denen der Zeitbedarf zur wechselseitigen Umwandlung der elektrischen Signale in akustische1 oder elektroakustische Signale, gemessen an der Laufzeit der Signale im Testmedium, vernachlässigbar klein ist. Geeignete Sender und Empfänger oder geeignete Sende- und Empfangseinheiten für akustische Signale sind beispielsweise piezoelektrische Wandler mit möglichst geringer Schwingmasse, etwa Geräte der Art wie sie in der Veröffentlichung "Piezoxide - Wandler", , herausgegeben von der Valvo G.m.b.H., Hamburg 1, 1968, Seite 58 ff beschrieben sind oder beispielsweise die bekannten Eristall-und Kondensatormikrophone. Selbstverständlich lassen sich grundsätzlich auch die bekannten magnetischen Mikrophone verwenden, insbesondere dann, wenn die akustischen Signale über längere Teststrecken hin gesendet werden0 Als Sender und Empfänger oder kombinierte Sende- und Empfangs einheiten für elektromagnetische Radiowellen lassen sich beispielsweise all jene Geräte verwenden, wie sie bekanntermaßen in der Radartechnik angewendet werden.
Grundsätzlich lassen sich aber als elektromagnetische Signale für das erfindungsgemäße Verfahren alch ultraviolettes, sichtbares und infrarotes Licht verwenden. In diesem Fall kann man als Sender beispielsweise Galliumarsenid Leuchtdioden, wie in der Veröffentlichung "Galliumarsenid Leuchtdioden in neuen Dimensionen, Fachzeitschrift Elektronik Nr. D/70, Seite lol, Fransis Verlag, München" beschrieben wird, und als Empfänger bekannte Photozellen verwenden.
Wenn man kombinierte Sende- und Empfangseinheiten verwendet, muß man eine geeignete Vorrichtung an die Einheit anschließen, die bewirkt, daß man zwischen Sende- und Empfangssignal unterscheiden kann. Derartige Vorrichtungen sind bei elektromagnetischen Wandlern, etwa in der Radartechnik, wohlbekannt und bedürfen keiner Brörterung. Bei kombinierten elektroakustischen Sende- und Empfangseinheiten kann man dies durch logische Schaltelemente erreichen, beispielsweise indem man den Signaleingang über ein Invertierglied mit einem Eingang einer Und-Verknüfung und über eine Diode-mit der ocinierte Sendc- und Empfangseinheit verbindet, die ihrerseits mit dem zweiten Eingang der Und-Verknüpfung verbunden ist. Der Ausgang der Und-Verknüpfung dient dann als Signalausgang.
Es ist zweckmäßig, daß man die Dauer der akustischen oder elektromagnetischen Signale kürzer wählt als die Laufzeit des betreffenden Signals in der kürzesten Teststrecke.
Weiterhin ist es zweckmäßig, daß man zur Sendung des akustischen oder elektromagnetischen Signals elektrische Rechteckimpulse mit konstanter Amplitude und Dauer verwendet.
Ferner ist es meistens erforderlich, daß man die durch das Testmedium bewirkte Schwächung und Verzerrung der akustischen oder elektromagnetischen Signale wieder kompensiert. Dies kann man beispielsweise bewirken, indem man dem Empfänger geeignete Verstärkerelemente und geeignete Zeitglieder nachsohaltet.
Als Verstärker kann man beispeilsweise Dransistorverstärker, vorzugsweise in einer Schmitt-Trigger-Schaltung, verwenden.
Als Zeitglieder kann man beispielsweise eine monostabile Kippstufe, einen Miller-Integrator oder ähnliche Zeitglieder verwenden.
Falls erforderlich,kann man ferner in den elektrischen Kreis der rückgekoppelten Meßkreise zusätzlich noch logische Schaltelemente als Doppelimpulssperren einbauen, die bewirken, daß sich jeweils nur ein Signal im rückgekoppelten Meßkreis befindet.
Die Sender und Empfäger sowie die Transistoren, Schaltelemente etc. besitzen bekanntlich geringe Totzeiten. Da es aber notwendig ist, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Summe der Tot zeiten relativ klein, gemessen jeweils an der Laufzeit des akustischen oder elektromagnetischen Signals in der TeststreckeXist, ist die Längenmessung mittels akustischer Signale eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung kleiner Längengrößen.
Da ferner das Meßprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens darauf beruht, daß die zu messenden Strecken mit Referenzstrecken verglichen werden, ist es weiterhin vorgegeben, daß sich zum Zweck der Längenmessung in den zu messenden Strecken und in den Referenzstrecken jeweils das gleiche Medium befindet.
Nachfolgend seien einige Varianten des erSindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, bei denen die Längenmessung vorzugsweise mittels akustischer Signale durchgeführt wird: Eine mögliche Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig in einer Meßstrecke und einer Referenzstrecke eine Signalfolge erzeugt, welche jeweils solange mittels einer Registriervorrichtung ausgewertet wird, bis in einer der Registriervorrichtungen ein gewünschter Wert erreicht ist.
Diese Verfahrensvariante läIst sich beispielsweise mittels einer Vorrichtung durchführen, die aus folgenden Elementen aufgebaut ist: zwei Meßkreisen, bestehend jeweils aus zwei elektroakustischen Wandlern, die jeweils über zur Signalaufbereitung dienende Mittel miteinander verbunden sind, durch zwei elektronische Zähler, die jeweils mit den husgängen der Meßkreise verbunden sind, und zusätzlich durcn den Zahlvorgang einleitende und beendende Mittel, die zwischen den Meßkreisen und den Zählern angeordnet sind.
In diesem Fall befindet sich in einem der rückgekoppelten Meßkreise eine vorgegebene Referenzatrecke s und i« zweiten rückgekoppelten Meßkreis die zu messende Strecke 1, die sich nach der Formel (NR = Anzahl der registrierten Signale aus dem rückgekoppelten Meßkreis mit der Referenzstrecke s) (NM = Anzahl der Signale aus dem Meßkreis mit der zu messenden Strecke 1) leicht berechnen läßt. In einem solchen Fall ist es für die Auswertung zweckmäßig, als die Länge der Referenzstrecke s glatte Zehnerpotenzen der gewünschten Längeneinheit zu wählen. Ferner ist es zweckmäßig, deneßvorgang durch einen Startimpulsgeber synchron einzuleiten und mittels logischer Schaltelemente den Meßvorgang zu beenden, sobald die von der Meßstrecke 1 kommende Signalfolge in dem entsprechenden Zähler eine vorgewählte glatte Zehnerpotenz erreicht. Je höher man diese vorgewählte glatte Z«hnerpotenz einstellt, desto größer ist selbstverständlich die Meßgenauigkeit des beschriebenen LängeneeEgerätes.
Fine weitere ;söglichkeit zur Längenmessung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrnes besteht darin, daß man die Signallaufzeit in einer Meßstrecke mit der Signallaufzeit einer wesentlich größeren oder wesentlich kleineren Referenzstrecke vergleicht, indem man in der kleineren Strecke eine Signalfolge erzeugt, welche mittels einer Registriervorrichtung ausgewertet wird, und daß man gleichzeit-g über die größere Strecke ein Signal sendet, welches nach Durchlaufen dieser Strecke empfangen wird und die Registrierung der Signalfolge beendet.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfah£ensvariante kann beispielsweise aus folgenden Elementen bestehen: ein Meßkreis, bestehend aus zwei elektroakustischen Wandlern, die über zur Signalaufbereitung dienende Mittel miteinander verbunden sind, durch einen zweiten Meßkreis, bestehend aus einem elektroakustischen Wandler und zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, durch einen elektronischen Zähler, der mit dem ersten Meßkreis verbunden ist, und zusätzlich durch den Zählvorgang einleitende und beendende Mittel die zwischen den Meßkreisen und dem Zählwerk angeordnet sind.
In diesem Fall befindet sich imersten Meßkreis eine vorgegebene Referenzstrecke s und im zweiten Meßkreis die zu messende Strecke 1, die sich nach der Formel NR # s 1 = (NR = Anzahl der Signale im rückgekoppelten Meßkreis) leicht bestimmen läßt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Länge der Referenzstrecke so zu wählen, daß sie doppelt so lang wie die aufzulösende Längeneinheit ist.
Das zuletzt beschriebene Verfahren besitzt selbstverständlich nur eine begrenzte lNeEgenauigkeit. Wesentlich höhere Meßgenauigkeit kann man erzielen, wenn man folgende Verfahrensvariate anwendet: Diese Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, daß man in zwei Referenzstrecken mit differentiell unterschiedlicher Länge jeweils eine Signalfolge erzeugt, eine der erzeugten Signalfolgen über eine oder zwei MeßstrecKen) sendet, nach Durchlaufen der Meßstrecke(n) wieder empfängt, und beide Signalfolgen in einer Zählvorrichtung regist-riert.
Die erste Vorrichtung, in denen diese Verfahrensvariante durchgeführt wird, besteht beispielsweise aus folgenden Elementen: zwei Meßkreise mit differentiell unterschiedlichen Referenzstrecken s und s-As, bestehend aus jeweils zwei elektroakustischen Wandlern, welche jeweils über zur Signalaufbereitung dienende Mittel miteinander verbunden sind, durch einen dritten Meßkreis,dereinemder der einem der ersten Meßkreise nachgeschaltet ist, und der aus zwei die Meßstrecke 1 begrenzenden elektroakustischen Wandlern und nachgeschalteten zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln besteht, durch eine elektronische Zählvorrichtung, die mit den Ausgängen der Meßkreise verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß-und Zählvorgang einleitende und beendende Mittel, die zwischen den Meßkreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.
Diese Verfahrensvariante läßt sich zum Zweck der Längenmessung bevorzugt ausführen, inden man die Erzeugung der Signalfolgen in der ersten und in der zweiten Strecke gleichzeitig einleitet, und daß man die Registrierung der Signalfolgen beendet, sobald zwei Einzelsignale der Signalfolgen koinzident sind.
Die Vorrichtung dieser Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Mittel, die den Meßvorgang einleiten, einen Startimpulsgeber benutzt, welcher über entkoppelte Ausgänge jeweils mit den Eingängen der parallel geschalteten Meßkreisen verbunden ist, und daß man als Mittel, die den Meßvorgang beenden, jeweils vor die beiden Eingänge der Zählvorrichtung Schaltelemente und zwischen den beiden Eingängen der Zählvorrichtung eine Koinzidenzschaltung anordnet, wobei man die Schaltelemente mit dem Ausgang der Koinzidenzschaltung verbindet.
Bezeichnet man die Anzahl der verzögerten Signale als N2 und die Anzahl der von der Teststrecke s bewirkten Signale als N1 , so läßt sich die zu messende Strecke 1 nach der Formel 1 = s (N2 - N1) - s.N2 leicht bestimmen.
Bei der beschriebenen Meßanordnung ist es zweckmäßig, an das Längenmeßgerät eine elektronische Zählvorrichtung anzuschließen, die eine direkte Auswertung der erhaltenen Meßergebnisse ermöglicht. Eine solche Zählvorrichtung ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei zur Übertragsbildung miteinander verbundenen Einzelzählern besteht, die so geschaltet sind, daß der erste Eingang des Gesamtzählwerks mit dem Vorwärtszähleingang des ersten Zählers und dem Rückwärtszähleingang des zweiten Zählers verbunden ist, und daß der zweite Eingang des Gesamtzählwerks zum Rückwärtszähleingang des ersten Zählers führt.
Bei dieser Anordnung zeigt also der erste Zähler die Differenz N2 - N1 in der Längengröße s an, während der zweite Zähler die Größe N2 , gemessen in der Länge As, vom ersten Zähler subtrahiert. Das Zählergebnis beider Zähler ist also direkt proportional der Länge 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Registrierung ist dann dadurch gekennzeichnet, daß man die in der ersten und in der zweiten Strecke erzeugten-Signalfolgen gleichzeitig einleitet, und daß man die Registrierung der Signalfolgen beendet, sobald zwei Einzelsignale der Signalfolgen koinzident sind.
Bei dem soeben beschriebenen Verfahren dauert die Abtastung des zu messenden Gegenstandes eine gewisse Zeit.
Dieser Zeitbedarf läßt sich, phne daß die Präzision der Messung darunter leidet, signifikant verkürzen, wenn man in einer ersten Referenzstrecke eine Signalfolge erzeugt und gleichzeitig über die Meßstrecke ein Signal sendet, welches nach Durchlaufen der Strecke wieder empfangen wird und bewirkt, daß in einer zweiten Referenzstrecke (mit einer von der ersten Referenzstrecke differentiell unterschiedlichen Länge) eine zweite Signalfolge erzeugt wird, und daß man beide Signalfolgen in einer Zählvorrichtung registriert.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus zwei Meßkreisen mit differentiell unterschiedlichen Referenzstrecken, bestehend jeweils aus zwei elektroakustischen Wandlern, die jeweils eine Referenzstrecke begrenzen und welche jeweils über zur Signalaufbereitung dienende Mittel miteinander verbunden sind, durch einen dritten dem ersten Meßkreis vorgeschalteten Meßkreis, bestehend aus einem elektroakustischen Wandler sowie aus nachgeschalteten zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, durch eine elektronische Zählvorrichtung, die mit den Ausgängen der Meßkreise verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß- und Zählvorgang einleitende und beendende Mittel, die zwischen den nteßkreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.
Wenn man bei dieser Meßanordnung bewirkt, daß der Meßvorgang synchron ausgelöst wird und dann beendet wird, wenn zwischen den Signalen beider rückgekoppelter Meßkreise Koinzidenz besteht, so läßt sich die zu messende Länge 1 (d.h. die Strecke, die das akustische oder elektromagnetische Signal im nicht rückgekoppelten Meßkreis zurückgelegt hat) nach der Formel 1 = s (-N2 - N1 ) - N2 leicht bestimmen, insbesondere dann, wenn man zur digitalen Auswertung die gleiche elektronische Zählvorrichtung verwendet wie bei der zuvor beschriebnen Meßanorordnung.
Mit zwei Längenmeßgeräten der zuvor beschriebenen Bauart lassen sich direkt Dickenmessungen freistehender Körper durchführen, wenn man bei beiden Meßanordnungen jeweils in den nicht rückgekoppelten Meßkreisen eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit verwendet, wobei diese beiden Einheiten so angeordnet sind, daß sie sich axial gegenüberstehen.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch vier erste Meßkreise, bestehend aus zwei elektroakustischen Wandlern, welche jeweils über zur Signalaufbereitung dienenden Mittel miteinander verbunden sind, durch zwei zusätzliche Meßkreise, die einander axial gegenüberstehen, bestehend jeweils aus einem elektroakustischen Wandler und zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, obei jeder der zusätzlichen Meßkreise jeweils einen der ersten Meßkreise vorgeschaltet ist, durch ein Zählwerk, dar mit den Ausgängen der vier ersten Meßkreise verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß-und Zählvorgang einleitende und beendende Mittel, die zwischen den Meßkreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.
Wenn man durch Schaltelemente bewirkt, daß sowohl die von den beiden ersten rückgekoppelten Meßkreisen als auch die von den beiden zweiten rückgekoppelten Meßkreisen komlnenden Signalfolgen jeweils addiert werden, und diese addierten Signalfolgen jeweils einer Zählvorrichtung zuleitet, die den gleichen Aufbau besitzt wie in den zuvor beschriebenen Meßanordnungen, so läßt das erhaltene Meßergebnis direkt zur Dickenmessung von Körpern verwenden.
Meßanordnungen, bei denen zwei rückgekoppelte Meßkreise und ein nicht rückgekoppelter Meßkreis in gleicher Weise angeordnet sind, wie für das auf Seite 17 beschriebene Meßgerät, lassen sich nicht nur zur Längenmessung, sondern auch zur Bestimmung der Obenflächenrauhigkeit von Körpern verwenden.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus zwei Meßkreisen mit differentiell unterschiedlichen Referenzstrecken, bestehend aus jeweils zvei elektroakustischen Wandlern, welche über zur Signalaufbereitung dienende Mittel miteinander verbunden sind, durch einen dritten Meßkreis, bestehend aus einem elektroakustischen Wandler und aus zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, welcher dem ersten r5eLzkreis nach geschaltet ist, durch eine Registriervorrichtung, welche mit dem Ausgang des treßkreises verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß- und Zählvorgang einleitende und beendende Mittel, die zwischen den Meßkreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.
Als Mittel, die den Meßvorgang einleiten, benutzt man einen Startimpulsgeber, der mit dem ersten Meßkreis verbunden ist, und als Mittel, die den Zählvorgang einleiten, benutzt man einen zweiten, während der Messung nur einen einmaligen Impuls abgebenden StartiJapulsgeber, der zwischen dem Ausgang des zweiten und dritten Meßkreises liegt, und als Registriervorrichtung benutzt man einen Zähler mit angeschlossenem Speicherwerk und als Mittel, die den Registriervorgang beenden, benutzt man eine zwischen dem Ausgang des zweiten und dritten Meßkreises liegende Koinzidenzschaltung, deren Ausgang über Schaltelemente mit dem Zähler und dem Speicherwerk verbunden ist.
Bei dieser MeRanordnung wird die Oberflächenrauhigkeit Al durch die Formel Al = As . N bestimmt, wobei As die Differenz der Länge der Referenzstrecken in den beiden rückgekoppelten Meßkreisen und N die vom Speicherwerk registrierte Zahl ist.
Nachfolgend seien nun einige Ausführungsformen für Längenmeßgeräte beschrieben, bei denen die Längenmessung sowohl mittels akustischer als auch mittels elektromagnetischer Signale erfolgen kann.
Ein Verfahren zur Durchführung derartiger Längenmessungen ist dadurch gekennzeichnet, daß man in zwei unterschiedlichen Strecken, deren Längendifferenz bekannt ist, jeweils eine Signalfolge erzeugt (die sich gegebenenfalls überlagern können) und die von einer Strecke erzeugte Signalfolge mittels einer Zählvorrichtung registriert.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet dUrch zwei Meßkreise, jeweils bestehend aus einem elektroakustischen oder elektromagnetischen Wandler, deren Eingänge und Ausgänge über zur Signalaufbereitung dienende Mittel miteinander verbunden sind (wobei der Wandler des ersten Meßkreises so angeordnet ist, daß er um einen definierten Längenbetrag weiter vom eepunkt entfernt ist als der des zweiten Meßkreises), durch eine Zählvorrichtung, die mit dem Ausgang des ersten Meßkreises verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß- und Zählvorgang einleitende und beendende Mittel, die zwischen den Meßkreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.
Wenn man einen elektronischen Zähler an den Ausgang des zweiten Meßkreises anschließt und als Mittel1 die den Meßvorgang einleiten, einen Startimpulsgeber benutzt, und als Mittel, die den Meßvorgang beenden, eine Koinzidenzachaltung (mit angeschlossenen logischen Schaltelementen) benutzt, die jeweils mit den Fingängen der parallel geschalteten Meßkreisen verbunden ist, so läßt sich die zu messende Länge 1 nach der Formel 1 = N Al (N = die vom Zähler registrierte Zahl) leicht bestimmen.
Weiterhin lassen sich Längenessungen mit folgender Vorrichtung vornehmen: Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Meßkreis, bestehend aus zwei elektroakustischen oder elektromagnetischen Wandlern (die jeweils zum Meßpunkt hin ausgerichtet sind), welche über zur Signalaufbereitung dienende Mittel miteinander verbunden sind, durch einen zweiten Meßkreis, bestehend aus einem elektroakustischen oder elektromagnetischen Wandler, der ebenfalls zum Meßpunkt hin ausgerichtet ist, aber um einen definierten Längenbetrag Weiter von diesem entfernt ist als die Wandler des ersten Meßkreises, der über zur Signalaufbereitung dienende Mittel mit -einem Wandler des ersten Meßkreises verbunden ist, durch einen e1ektroniachen Zähler, der über ein zur Kurzzeitspeicherung dienendes Mittel mit dem Ausgang des zweiten Meßkreises verbunden ist, und durch einen mit einem Meßkreis verbundenen Startimpulsgeber.
Bei diesem Verfahren wird die zu messende Länge 1 nach der Formel 1 e @ Al ermittelt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht zwangsläufig erforderlich, mehrere Meßkreise in die Längenmeßgeräte einzubauen. Man kann auch Längenmessungen durchführen, indem man nur einen rückgekoppelten Meßkreis verwendet, in welchem man zwei Meßstrecken ausbildet. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise gekennzeichnet durch einen Meßkreis, bestehend aus einem elektroakustischen oder elektromagnetischen Wandler, den Reflektoren, die eine zeitliche Verzögerung eines Teils der gesendeten und/oder empfangenen Signale bewirken und aus zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, deren Eingang und Ausgang miteinander verbunden sind, durch einen am Meßkreis angeschlossenen Startimpulsgeber und durch einen elektronischen Zähler, der über ein zur Kurzzeitverzögerung dienendes Mittel mit dem Meßkreis verbunden ist.
Auch bei dieser Meßanordnung wird die zu messende Länge l nach der Formel 1= r r Al bestimmt.
Wie bei allen konventionell üblichen Verfahren zur Längenmessung mit Hilfe von Signallaufzeiten bestehen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß es nicht nötig ist, den zu messenden Gegenstand mechanisch abzutasten.
Gegenüber den konventionellen Längenmeßmethoden dieser.Art besitzt das erfindungsgeuäke Verfahren aber den Vorteil, daß es Präzisionsmessungen ermöglicht, weil Temperaturschwankungen, Druckschwankungen und weitere störende Einflüsse des Testmediums durch die Verwendung von Referenzstrecken kompensiert werden.
Weitere wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin begründet, daß man die Messung selbst, falls erwünscht, innerhalb kürzester Zeit durchführen kann. Die Auswertung erfolgt aber nicht innerhalb dieser kurzen technisch schlecht erfaßbaren Meßzeit, sondern innerhalb eines längeren, technisch gut beherrschbaren Zeitraums. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dsS der Meßvorgang selbst in digitaler Weise erfol;t. Dies ermöglicht nicht nur eine veriälschungsfreie Ablesung und Registrierung der erhaltenen M.4eßergebnisse, sondern ermöglicht auch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in selbstregelnden Fertigungsprozessen.
Aufgrund der genannten Vorteile eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise hervorragend zur kontinuierlichen Überwachung und Steuerung von technischen Fließfertigungen, was bisher mit Hilfe der bekannten Längenmeßverfahren nicht oder nur sehr unvollkommen realisierbar war.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur digitalen Messung der Laufzeiten akustischer oder elektromagnetischer Signale ist selbstverständlich nicht auf die Anwendung in Längenineßge räten beschränkt. Da die Laufzeit akustischer oder elektromagnetischer Signale bei vorgegebener Teststrecke proportional der entsprechenden Signalgeschwindigkeit im Testmedium ist, eignet sich das Verfahren ebensogut zur vergleichenden Signalgeschwindigkeitsmessung. Da die Signalgeschwindigkeit im Medium stets eine Funktion der Eigenschaften des Mediums, beispielsweise der Temperatur, des Drucks, der Mediengeschwindigkeit oder der chemischen Zusammensetzung des Mediums ist, kann man mit Hilfe des erfindungsgema.Üen,Verfahrens auch physikalische oder chemische Daten der Testmedien bestimmen. Als Beispiele für derartige Bestimmungen seien genannt: die Druckbestiminung, Temperaturbestimmung, Strömungsgeschwindigkeitsmessung oder Analyse von Gasen.
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die schematischen Zeichnungen zu den Ausführungsbeispielen.
T A B E L L E Figur l zeigt ein digitales Längenmeßgerät begrenzter Genauigkeit (Beispiel 1).
Figur 2 zeigt einen möglichen elektroakustischen Wand-1er.
Figur 3 zeigt ein mögliches AuSbereitungselement.
Figur 4 zeigt ein mögliches Unterscheidungselement.
Figur 5 zeigt ein digitales Längenmeßgerät mit vorwählbarer Genauigkeit (Beispiel 2).
Figur 6 zeigt eine mögliche Anordnung einer Meßstrecke (Beispiel 2).
Figur 7 zeigt ein digitales Präzisionslängenmeßgerät (Beispiel 3).
Figur 8 zeigt die mögliche Anordnung einer Meßstrecke mit Reflektoren (Beispiel 3).
Figur 9 zeigt ein digitales Präzisionslängenmeßgerät (Beispiel 4).
Figur lo zeigt den möglichen Aufbau eines Untersetzers.
Figur 11 zeigt den möglichen Aufbau eines Synchronisiergliedes.
Figur 12 zeigt die mechanische Anordnung von zwei Meßstrecken eines Dickenmeßgerätes (Beispiel 5).
Figur 13 zeigt den möglichen Aufbau einer Sammelstufe für ein gemeinsames Zählwerk (Beispiel 5).
Figur 14 zeigt ein digitales Meßgerät für Oberflächenrauhigkeit (Beispiel 6).
Figur 15 zeigt ein digitales Längenmeßgerät mit Radarwellen für größere Entfernungen (Beispiel 7).
Figur 16 zeigt ein digitales Längenmeßgerät mit begrenzter Meßgenauigkeit (Beispiel 8).
Figur 17 zeigt ein digitales Längenmeßgerät mit begrenzter Meßgenauigkeit (Beispiel 9).
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben: Beispiel Figur l ist eine schematische Darstellung eines digitalen Längenmeßgerätes von begrenzter Meßgenauigkeit.
Das Gerät besteht aus zwei Meßkreisen (Ml und M2) sowie denentsprechenden Mitteln zur digitalen Auswertung der Meßergebnisse. Der erste Meßkreis (Ml), der die Referenzgröße darstellt, besteht aus dem elektroakustischen Wandler (l) als Sender und dem elektroakustischen Wandler (2) als Empfänger sowie dem Aufbereitungselement (3), welches Empfänger und Sender miteinander verbindet. Der zweite Meßkreis (M2) besteht aus dem elektroakustischen Wandler (4), der sowohl als Sender als auch als Empfänger dient sowie, dem ihm angeschlossenen Unterscheidungselement (5).
Zur Einleitung des Meßvorganges dient ein Startimpulsgeber (7), von dem ein Ausgang sowohl an den ersten Meßkreis (Ml) als auch an den Eingang des Unterscheidungsgliedes (5) vom zweiten Meßkreis (M2) angeschlossen ist. Der erste Meßkreis (M1) ist titer eine Torschaltung (8) an das elektronische Zählwerk (6) angeschlossen. Die Torschaltung (8) selbst wird von dem Speicherelement (9) gesteuert, welches bewirkt, daß diese einerseits von einem zweiten, vom ersten entkoppelten Ausgang des Startimpulsgebers (7) eingeschaltet und anderseits vom Ausgang des zweiten Meßkreises (M2) ausgeschaltet wird.
Zur näheren Erläuterung der schematischen Darstellung in Figur 1 seien für folgende Bauelemente mögliche Ausführungsformen eingehender beschrieben: Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung der elektroakustischen Wandler (wie Sender 1 Fig. 1). An der Rückwand der (-zur besseren Schallbündelung gegebenenfalls konkav ausgebildeten) dünnen Metallmembran (12) ist die dünne piezoelektrische Kristallplatte (13) fest angebracht, die ihrerseits rUckseitig mit dem Zuführungsdraht (lo) kontaktiert ist, Die Membranrandung ist auf dem metallischen Grundkörper (all) montiert, der seinerseits als Gegenkontakt dient.
Figur 3 ist eine schematische Zeichnung des Aufbereitungs-.
elementes (3). Das Element besteht aus einer Diskriminatorschaltung (14, einem nachgeschalteten Verstärker (15) und einer Schmitt-Trigger-Schaltung kombiniert mit einer monostablien Kippschaltung als Impulsformer (16).
Figur 4 ist die schematische Darstellung des Unterscheidungselementes (5). Das Element enthält wieder das in Pigur-3 dargestellte Aufbereitungselement (20), welches zum elektroakustischen Wandler führt. Zwischen der Signaleingangsleitung und dem Aufbereitungselement ist ein Torschaltung (17) angeordnet, die nur Impulse in Richtung zum elektroakustischen Wandler und zum Aufbereitungsglied (3) durchläßt. Zwischen Aufbereitungsglied und Signalausgang liegt eine Und-Verknüpfung (19), deren zweiter Eingang über ein Invertierglied (18) mit dem Signaleingang verbunden ist.
Zur Erläuterung des Startimpulsgebers sei gesagt, daß dieser aus einem üblichen Differenzierglied besteht, welches. beim Einschalten einen Kurzzeitimpuls abgibt und dessen Ausgänge jeweils durch Dioden gegeneinander entkoppelt sind.
Das Längenmeßgerät beruht auf dem Prinzip, daß im ersten Meßkreis (Ml) eine Signalfolge erzeugt wird, die durch den Abstand zwischen Sender und Empfänger vorgegeben ist. Diese wird während der Zeit gezählt, die zwischen Sendung und Empfang des akustischen Signals im zweiten Meßkreis (M2) verstreicht. Bedingt durch die Reflektion des akustischen Signals am.Meßpunkt zahlt das Zählwerk die Meßstrecke in halben Einheiten der Referenzstrecke.
Dieses Gerät eignet sich beispielswiese für Echolotungen, bei denen keine extrem hohe Genauigkeit gefordert wird.
So kann man es beispielswiese gut zur Bestimmung der Füllstandshöhe in geschlossenen Behältern verwenden, wobei man zweckmäßigerweise den Refersnzkreis im gleichen Behälter anordnet, um eventuelle Temperatur-, Feuchtigkeits-und Druckschwankungen zu kompensieren.
Beispiel 2 Die Figur ist eine schematische Darstellung eines digitalen Längenmeßgeräts mit vorwählbarer Meßgenauigkeit. Die beiden Meßkreise (M3 und M4)'sind prinzipiell in gleicher Weise aufgebaut wie der erste Meßkreis (Ml) in Beispiel 1.
Die beiden Meßkreise und der Einschalteingang des Speichers (24) sind jeweils mit einem Ausgang des Startimpulsgebers (28) verbunden. Der Ausgang des ersten Meßkreises (M3) geht über eine Torschaltung (25) an den elektronischen Zähler (26). Der Ausgang des zweiten Meßkreises (M4) geht an einen Vorwahlzähler (27), der nach Erreichen der vorgewählten Zahl über den Ausschalteingang des Speichers (24) die Torschaltung (25) schließt.
Wenn sich zwischen den Sendern und Empfängern der beiden Meßkreise jeweils das gleiche Medium befindet, ist innerhalb der Meßgenauigkeit das Produkt aus der Anzahl der Signale des ersten Meßkreises (Ml) und die erste Meßstrecke, die als Referenzstrecke dient, gleich dem Produkt der Anzahl der Signale in dem zweiten Meßkreis und der zweiten Meßstrecke.
Zweckmäßigerweise wählt man als Referenzstrecke 1, lo, loo oder loo mm und als die den Vorwählzähler begrenzende Zahl je nach gewünschter Meßgenauigkeit glatte Zehnerpotenzen; hierdurch erreicht man, daß die vom Zähler angezeigte Zahl numerisch gleich der Länge der Meßstrecke ist.
Figur 6 zeigt die mögliche mechanische Anordnung der zweiten Meßstrecke (M.4) in einem Pdäzisionslängenaeßgerät fur die Routinemessung von Werkstücken, bei der die Meßgenauigkeit je nach Bedarf vorgewählt werden kann. Der Sender (3o) oder Empfänger (31) des Meßkreis (N64) ist auf dem völlig planen Meßtisch (33) des Längenmeßgerätes so angeordnet, daß er mit der Oberfläche des Meßtisches abschließt. Der dazugehörige elektroakustische Wandler (entsprechend 30 oder 31) ist in dem Meßschieber (32) so angeordnet, daß er mit der Unterkante des Schiebers abschließt.
Beispiel 3 Figur 7 ist eine schematische Darstellung eines digitalen Präzisionslängenmeßgerätes mit apparativ vorgegebener Meßgenauigkeit. Das Gerät besteht aus zwei Meßkreisen (M5 und M6), die als Referenzgrößen dienen und prinzipiell in gleicher Weise aufgebaut sind wie der Meßkreis (Ml) in Beispiel 1, einem dritten Meßkreis (M7) sowie den entsprechenden Mitteln zur digitalen Auswertung der Meßergebnisse. In den ersten beiden Meßkreisen (M5 und M6) werden die Abstände zwischen Sender und Empfänger, d.h. die Referenzstrecken, so gewählt, daß die Referenzstrecke im zweiten Meßkreis (M6) differenziell kleiner ist als die Referenzstrecke im ersten Meßkreis (M5).
Die ersten beiden Meßkreise sind jeweils mit einem Startimpulsgeber (37) verbunden. Der dritte Meßkreis (M7) besteht aus zwei elektroakustischen Wandlern (42 und 43), von denen einer als Sender und der andere als Empfänger dient sowie einem Aufbereitungselement (44), das prinzipiell den gleichen Aufbau besitzen kann wie das in Figur 3 dargestellte Aufbereitungselement.
Die logischen Schaltelemente zur Verknüpfung und digitalen Auswertung bestehen aus drei Torschaltungen (41, 45 und 53) mit vorgeschalteten Speichern (46, 47 und 52) sowie zwei Koinzidenzstufen (48 und 49) und einem nachfolgenden elektronischen Zählwerk (Zl).
Alle Einschalteingänge der Speicher sind mit dem Ausgang der ersten Koinzidenzschaltung (48) und alle Ausschalteingänge der Speicher mit der zweiten Koinzidenzschaltung (49) verbunden.
Die Eingänge der ersten Koinzidenzschaltung (48') sind mit dem Ausgängen der ersten beiden Meßkreise (M5 und M6) verbunden, die Eingänge der zweiten Koinzidenzschaltung (49) verbinden den Ausgang des zweiten Meßkreises (M6) mit dem Ausgang des dritten Meßkreises (M7).
Die erste Torschaltung (41) liegt zwischen dem Ausgang des ersten Meßkreises (M5) und dem Eingang des dritten Meßkreises (M6), die zweite Torschaltung (53) liegt zwischen dem Ausgang des zweiten Meßkreises (M5) und dem ersten Eingang des Zählwerks (Zl), und die dritte Torschaltung (45) liegt zwischen dem Ausgang des Meßkreises (M7) und dem zweiten Eingang des Zählwerks (Zl).
Das Zählwerk (Z1) besteht aus zwei Einzelzählern (50 und 51).
Der Vorwärtszähleingang des ersten Zählers (50) sowie der ückwärtszähleingang des zweiten Zählers (51) sind mit dem ersten Eingang des Gesamtzählwerks und der Rückwärtseingang des ersten Zählers (50) mit dem zweiten Eingang des Gesamtzählwerks verbunden. Zwischen beiden Zählern besteht eine Verknüpfung zur Übertragsbildung vom zweiten auf den ersten Zähler und umgekehrt. Das erste Zählwerk zählt in Wertigkeiten der Referenzstrecke und das zweite Zählwerk zählt in Wertigkeiten der Differenz beider Referenzstrecken.
Nach Beendigung des Zählvorganges wird das Ergebnis in üblicher Weise registriert und das Zählwerk vor Beginn des nächsten Zählvorganges i,n den Ursprungszustand zurückversetzt Das Längenmeßgerät arbeitet nach folgendem Prinzip: Der Meßvorgang erfolgt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Koinzidenzen der von beiden Meßkreisen (M5 und M6) konuuenden Signale, wobei die vom er -en Meßkreis(M5) kommende Signalfolge durch die Meßstrecke im Meßkreis (M7) zeitlich verzögert wird. Die spezielle Konstruktion des Gesantzählwerks bewirkt, daß die Länge der Meßstrecks num@@@@ch exakt angezeigt wird, vorausgesetzt, daß sich in den beiden Referenzstrecken sowie in der Meßstrecke das gleiche Medium befindet. Die Meßgenauigkeit des Längenmeßgerätes ist durch die Differenz zwischen den beiden Referenzstrecken vorgegeben9 sie ist um so größer je kleiner die Differenz ist0 Dieses Präzisionslängenmeßgerät kann dem gleichen Verwendungszweck dienen wie das in Beispiel 2 beschriebene Gerät.
Will man das Längemeßgerät dazu verwenden, daß man die Längenmessung nach dem Reflektionsprinzip durchführt, so kann man zwischen dem Sender (72) und dem Empfänger (74) des Meßkreises (M7) einen prismatischen Reflektor (73) so anordnen, wie dies schematisch in Figur 8 dargestellt ist. In einem solchen Fall ist es sebstverständlich zweckmäßig, das Zahl werk der veränderten Meßanordnung anzugleichen.
Beispiel 4 Figur 9 ist eine schematische Darstellung eines digitalen Längenmeßgerätes zur Messung rasch veränderlicher Längengrößen.
Das Gerät besteht aus einem Startimpulsgeber (57), einem zu Referenzzwecken dienenden Meßkreis (M9) und einem Meßkreis (Mlo) mit sngeschlossenem Unterscheidungselement (60), die alle den gleichen Aufbau wie die entsprechenden Bauelemente in Beispiel 1 besitzen. Zusätzlich besitzt das Gerät einen zweiten zu Referenzzwecken dienenden Meßkreis (h¢8), der sich vom ersten Meßkreis (M9) des Gerätes dadurch unterscheidet, daß im Rückführkreis neben dem Aufbereitungselement (55) noch ein Synchronisierglied (58) angebracht ist. Ferner hat das Gerät die notwendigen Schaltelemente und ein elektronisches Zählwerk (Z2) das den gleichen Aufbau wie das in Beispiel 3 beschriebene Zählwerk (Zl) zur digitalen Auswertung der Meßergebnisse besitzt.
Der Startimpulsgeber (57) ist sn die beiden Meßkreise (M8 und M9) angeschlossen. Der Ausgang des ersten Meßkreises (M9) ist über die erste Torschaltung (67) mit dem ersten Eingang des Zählwerks (Z2) und der Ausgang des zweiten Meßkreises (M8) ist über eine zweite Torschaltung (64) mit dem zweiten Eingang des Zählwerks (Z2) verbunden. Die Torschaltungen (64 und 67) werden jeweils von einem Speicherelement (65 und. 66) gesteuert. Zwischen den Ausgängen. der zu Referenzzwecken dienenden Meßkreise (M8 und M9) ist eine Koinzidenzstufe (68) angebracht, deren Ausgang an einen Untersetzer (69) angeschlossen ist.
Der erste Ausgang des Untersetzers (69) ist mit den beiden Ausschalteingängen der Speicher (65 und 66) verbunden und der zweite Ausgang des Untersetzers (69) ist an den Einschalteing des Speichers (66) am ersten Tor (67) sowie an den Eingang des Meßkreises (Mlo) angeschlossen. Der Ausgang des Meßkreises (Mlo) führt einerseits zum Synchronisierglied (58) des zweiten Meßkreises (M8) und andererseits zum Einschalteingang des Speichers (65) am zweiten Tor (64). Mögliche Ausführungsforiaen für die folgenden noch nicht beschriebenen Bauelemente seien kurz erläutert: Figur lo zeigt den schematischen Aufbau des Untersetzers (69), welcher aus einer rückflanken-gesteuerten bistabilen Kippstufe (77) und zwei Und-Verknüfungen (75 und 76) besteht, von denen jeweils ein Eingang mit dem Ausgang der Kippstufe (77) verbunden ist. Jeweils der zweite Bingang der beiden Und-Verknüpfungen (75 und 76) führt zum Eingang der Kippstufe (7?) und bildet mit ihm den Eingang des Untersetzers.
Die beiden Ausgänge der Und-Verknüpfungen bilden die Ausgänge des Untersetzers (69).
Figur 11 zeigt den Aufbau des Synchronisiergliedes (58).
Dieses besteht aus einem Speicher (79) und zwei Und-Verknüpfungen (78 und 80) sowie einem Invertierglied (81) Der Einschalteingang des Speichers (79) kommt vom Empfänger des Meßkreises (M8) und führt ebenfalls zum Eingang des Invertiergliedes (81) und zu einem Eingang der ersten Und-Verknüpfung (78)F Der Ausgang des Speichers (79) ist am zweiten Eingang der ersten Und-Verknüpfung (78) angeschlossen. Der Ausschalteingang des Speichers (79) ist mit dem Ausgang der zweiten Und-Verknüpfung 83) verbunden. Ein Eingang der zwei ten Und-Verknüpfung (8o) führt zum Ausgang des Invertiergliedes (81). Zum Sender des zu Referenzzwecken dienenden Meßkreises (M8)führt der Ausgang der ersten Und-Verknüpfung (78) und der zweite Eingang der zweiten Und-Verknüpfung (80) sowie der Synchronisiereingang.
Das dargestellte Längenmeßgerät unterscheidet sich in seiner Arbeitsweise von dem in Beispiel 3 beschriebenen Gerät da durch, daß die messung selbst mit einem Einzelsignal und nicht wie in Beispiel 3 mit einer Signalfolge durchgeführt wird, ohne daß dadurch die Präzision der Messung gemindert wird. Das dargestellte Längenmeßgerät kann sehr gut zur Längenmessung schnell veränderlicher Längengrößen, beispielsweise zur Abstandmessung zwischen beweglichen Maschinenteilen9 verwendet werden. In Kombination mit den entsprechenden Steuerelementen eignet sich dieses Längenmeßgerät hervorragend zur Automatisierung numerisch gesteuerter Werkzeug= maschinen.
Beispiel 5 Das Beispiel ist ein digitales Dickenmeßgerät zur Messung freistehender Gegenstände.
Das Gerät ist eine Kombination zweier digitaler Längenmeßgeräte - im folgenden Einzelgeräte genannt - welche, abgesehen von den fehlenden elektronischen Zählwerken, den gleichen Aufbau wie das in Beispiel 4 beschriebene Längenmeßgerät besitzen.
Figur 12 zeigt eine schematische Anordnung der Meßstrecke, in welcher der zu messende Gegenstand (83) befindet. Diese wird durch die elektroakustischen Wandler (82 und 84) der Meßkreise beider Einzelgeräte begrenzt. Die übrigen Bauelemente der beiden Einzelgeräte sind funktionsgemäß, abgesehen von dem gemeinsamen Zählwerk, nicht miteinander verbunden.
Um eine direkte Auswertung des Meßergebnisses zu erhalten, verwendet man nicht in jedem Einzelgerät ein Zählwerk, sondern vereinigt beide zu einem gemeinsamen Zählwerk (Z3), welches den gleichen Aufbau besitzt wie das Zählwerk (Z2) in Beispiel 4 und dessen beide Eingänge jeweils durch eine Sammelstufe mit den entsprechenden Ausgängen der beiden Einzelgeräte verbunden sind.
Figur 13 zeigt die schematische Darstellung der beiden Sammelstufen in Kombination mit dem Zählwerk (Z3). Die beiden jeweils vom Ausgang des ersten zu Referenzzwecken dienenden Meßkreises jedes Einzelgerätes kommenden Leitungen gehen zur ersten Sammelstufe (92), wo sie einerseits über zwei Tore (88 und 89) mitodem ersten Eingang des Zählwerks (z3) und andererseits mit den beiden Eingängen der Koinzidenzstufe (86) verbunden sind. Der Ausgang dieser Koinzidenzstufe (86) führt über ein Zeitverzögerungsglied (85) und eine Torschaltung(87) ebenfalls zum ersten Eingang des Zählwerks (Z3).
Die zweite Sammelstufe (93), die sich am zweiten Ausgang des Zählwerks (Z3) befindet, hat den gleichen Aufbau wie die erste Sammelstufe. Ihre beiden Eingänge führen jeweils zum zweiten Referenzkreis der beiden Einzelgeräte.
Selbstverständlich können einzelne Bauteile der beiden Einzelgeräte, wie der Startimpulsgeber, der dann über entkoppelte Ausgänge mit allen vier Referenzkreisen des Gesamtgerätes verbunden sein müßte, gemeinsam genutzt werden.
Dieses Dickenmeßgerät eignet sich insbesondere in Kombination mit den entsprechenden Steuerelementen zum automatischen Sortieren bei Fließfertigungen. Andererseits eignet sich das Dickenmeßgerät auch sehr gut zur automatischen, Überwachung bei der Herstellung von Bändern, beispielsweise in Walzstraßen. Besonders im letzten Fall ist es zweckmäßig, die Referenzstrecken der einzelnen zu Referenzzwecken dienenden Meßkreise direkt neben der Meßstrecke anzuordnen, damit die möglicherweise erheblichen Temperaturschwankungen am Meßort die Meßgenauigkeitdes Dicken'meßgerätes nicht mindern.
Beispiel 6 Figur 14 zeigt die schematische Darstellung eines Meßgerätes zur Bestimmung der Oberflächenrauhigkeit von Körpern.
Das Gerät besteht aus einem Meßkreis (M13) mit- angeschlossenem Unterscheidungselement (lol) sowie zwei zu Referenzzwecken dienenden Meßkreisen (Mll und M12), die alle den gleichen Aufbau wie die entsprechenden Bauelemente in Beispiel 4 besitzen.
Der erste zu Referenzzwecken dienende Meßkreis (M11), der eine differenziell kleinere Referenzstrecke wie der zu Referenzzwecken dienende Meßkreis (M12) besitzt, ist einerseits mit dem Startimpulsgeber (97) und andererseits mit dem Eingang des Meßkreises (M13) verbunden. Der Ausgang des Meßkreises (M13) führt einerseits zu dem Einschalteingang des Speichers (103) und andererseits zu dem Eingang der Koinzidenzstufe (1o5).
Der Ausgang des zweiten zu Referenzzwecken dienenden Meßkreises (M12) führt erstens zu dem zweiten Startimpulsgeber (1o4), welcher vom Ausgang des obengenanaten Speichers (103) gesteuert wird, zweitens zum zweiten Eingang der Koinzidenzstufe (105) und drittens zum Vorwärtszähleingang des elektronischen Zählers (109).
Der Ausgang der Koinzidenzstufe (105) ist über eine normalerweise geöffnete Torschaltung (103) mit dem Takteingang des Speicherwerkes (108) verbunden. Der Zähler (lo9) ist so mit Vorbereitungseingang des Speicherwerkes (108) verbunden-, daß sein Zählerstand auf dieses übertragen werden kann. Der Vorwahlausgang des Zählers (1o9) führt über den Ausschalteingang des Speichers (107) zum vorgenannten Tor (wo,6).
Das Gerät beruht auf dem Prinzip, daß die vom elektroakustischen Wandler abgestrahlten Signale infolge der Rauhigkeit des zu messenden Körpers jeweils innerhalb eines gewissen Zeitintervalls wieder empfangen werden.
Die Länge des Zeitintervalls ist proportional der Rauhigkeit des Körpers. Dies bedingt, daß die Rauhigkeit des Körpers in Einheiten der Differenz beider Referenzstrecken vom Speicherwerk (108) registriert wird.
Beispiel 7 Figur 15 zeigt die schematische Darstellung eines digitalen Längenmeßgerätes, welches mit Radarwellen arbeitet.
Das Gerät besteht aus zwei Meßkreisen (M14 und M15) sowie den entsprechenden Mitteln zur digitalen Auswertung der Meßergebnisse.
Die beiden ekreise (M14 und !.r15) bestehen jeweils aus einer kombinierten Radarsende- und Empfangseinheit, deren Empfangsausgang jeweils über ein prinzipiell gleichartig gebautes Aufbereitungselement wie in Beispiel 1 mit dem Sendeeingang verbunden ist. Damit keine wechselseitigen Störeffekte auftreten, arbeiten beide Meßkreise (M14 und M15) mit zwei unterschiedlichen Radarfrequenzen.
Beide Meßkreise (M14 und M15) sind jeweils über entkoppelte Ausgänge mit dem Startimpu]sgeb,er (115) verbunden, ein dritter entkoppelter Ausgang des Startimpulsgebers (115) geht über das Invertierglied (117) an den Eingang der Und-Verknüpfung (118). Die Ausgänge der beiden Meßkreise (M14 und M15) sind jeweils mit den Eingängen der Koinzidenzschaltung (116) verbunden, deren Ausgang zum zweiten Eingang der obengenannten Und-Verknüpfung (118) führt. Ferner ist der Ausgang des ersten Meßkreises (M14) über ein Torschaltung (120) mit dem Zähler (llo) verknüpft. Die Torschaltung (120) wird ihrerseits von dem Speicher (119) gesteuert, dessen Ausschalteingang mit dem Ausgang der obengenannten Und-Verknüpfung (118) verbunden ist.
In dem Längenmeßgerät ist die kombinierte Radarsende- und Empfangseinheit des zweiten Meßkreises (M15) räumlich so angeordnet, daß sie um eine genau definierte Länge As weiter von dem zu messenden Objekt entfernt ist als die entsprechende Einheit des ersten Meßkreises (M14). Der Längenunterschied ds bewirkt, daß die zu messende Entfernung in ganzen Viefachen von s angezeigt wird.
Das Längenmeßgerät läßt sich in allen Bereichen anwenden, wo Entfernungsrasrmessungen konventiellerweise verwendet werden.
Beispiel 8 Figur 16 zeigt die schematische Darstellung eines digitalen Längenmeßg,erätes mit begrenzter Meßgenauigkeit.
Das Gerät besteht aus zwei Meßkreisen (M16 und M17) sowie den Mitteln zur digitalen Auswertung der Meßergebnisse.
Der erste Meßkreis (M16) hat elektrisch gesehen den gleichen Aufbau wie der Meßkreis (M1) in Beispiel 1. Der mit dem Startimpulsgeber (127) verbundene elektroakustische Sender (123) des ersten Meßkreises (M16) ist gleichzeitig auch der Sender des zweiten Meßkreises (M17). Der Empfänger (124) des zweiten Meßkreises (M17) ist über das Aufbereitungselement (125) und über die Torschaltung (126), welche für Signale zum Empfänger undurchlässig ist, mit dem gemeinsamen Sender (123) verbunden. Zwischen dem Aufbereit tungselement (125) und der Torschsltung (126) des zweiten Meßkreises (M17) befindet sich die Stromverzweigung, welche über das Abfallverzögerungsglied (123) zum Zähler (129) führt. Das Abfallverzögerungsglied (128) kann aus einer monostabilen Kippschaltung mit vorgegebener Zeitkonstante bestehen.
In dem Längenmeßgerät ist der Empfär @@@ @r (124) des zweiten Meßkreises räumlich so angeordnet 9 daß er um eine genau definierte Länge as weiter von dem zu messenden Objekt entfernt ist als der Empfänger (12» des ersten Meßkreises (M16). Die vorgegebene Zeitkonstante des Abfallverzögerungsgliedes (128) word so gewählt, daß sie etwas größer ist alls die Zeit, die das Signal zum Durchlaufen der Strecke As benötigt.
Das Längenmeßgerät arbeitet nach dem Prinzip, daß die Signale der beiden Meßkreise (M16 und Ml?) überlagert werden.
Die Signalfolgen, welche durch die Streckendifferenz bs bewirkt werden, werden dann durch das Abfallverzögerungsglied (128) in ein Einzelsignal umgewandelt.
Beispiel 9 Figur 17 zeigt die schematische Darstellung eines digitalen Längenmeßgerätes mit begrenzter Meßgenauigkeit.
Das Gerät besteht aus einem rückgekoppelten Meßkreis (M18), der sowohl die Referenz- als auch die Meßstrecke enthält sowie den'Mitteln zur digitalen Auswertung der t¢eßergebnisse, Der zu Meß- und Referenzzwecken dienende Meßkreis (M18) besitzt den gleichen Aufbau wie der Meßkreis (M2) in Beispiel 1. Der Signaleingang und Ausgang des Meßkreises (M18) sind miteinander und zusätzlich noch mit einem Startimpulsgeber (135) und einem Abfallverzögerungsglied (132) verbunden.
Der Ausgang des Abfallverzögerungsgliedes (132) geht direkt auf das Zählwerk (133). Zwischen dem kombinierten Sender und Empfänger und dem Meßobjekt befindet sich noch die Reflexionsstrecke (136 und 137).
In dem Längenmeßgerät ist die Reflexionsstrecke (136 und 137) mit der genau definierten Länge As so angeordnet, daß ein Teil der ausgesandten Signale den direkten Weg zwischen dem kombinierten Sender und Empfänger und~dem Meßobjekt und der andere Teil den Weg zusätzlich über die Reflexionsstrecke zurücklegt. Die vorgegebene Zeitkonstante des Abfallverzögerungsgliedes (132) wird so gewählt, daß sie etwas größer ist als die Zeit, die das Signal zum Durchlaufen der Strecke As benötigt.
Das Prinzip des Längenmeßgerätes gleicht dem unter Beispiel 8 erläuterten.

Claims

P a t e n t a n s p r ä c-h e

1. Verfahren zur digitalen Messung der Laufzeit akustischer oder elektromagnetischer Signale,, dadurch gekennzeichnet, daß man einerseits in einer ersten Strecke eine Signalfolge erzeugt, indem man ein akustisches oder elektromagnetisches KurzzeitsignaL über diese Strecke sendet, nach Durchlaufen der Strecke empfängt und direkt wieder über die Strecke sendet, welche man mittels einer Registriervorrichtung auswertet und andererseits in gleiche eise in einer zweiten Strecke eine weitere Signalfolge erzeugt, welche, nachdem sie gegebenenfalls über eine oder mehrere weitere Strecken gesendet und nach Durchlaufen dieser Strecken wieder empfangen wurde, gegebenenfalls mittels einer Registriervorrichtung ausgewertet wird oder über eine zweite Strecke ein Signal oder eine Signalfolge sendet, welche(s) nach Durchlaufen dieser Strecke empfangen wird und gegebenenfalls bewirkt, daß in einer zusätzlichen Strecke in gleicher Weise wie in der ersten Strecke eine Signalfolge erzeugt wird, welche man mittels einer Registriervorrichtung auswertet.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet9 daß man die Signallaufzeit in einer B¢eBstrecke iuit der Signallaufzeit einer wesentlich größeren oder wesentlich kleineren Xeferenzstrecke vergleicht9 indem man in der kleineren Strecke eine Signalfolge erzeugt, welche mittels einer Registriervorrichtung ausgewertet wird, und daß man gleichzeitig .über aie größere Strecke ein Signal sendet, welches nach Durchlaufen dieser Strecke empfangen wird und die Registriei :g der Signalfolge beendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig in einer Meßstrecke und einer Referenzstrecke eine Signalfolge erzeugt, welche jeweils solange mittels einer Registriervorrichtung ausgewertet wird, bis in einer der Registrierovrrichtungen ein gewünschter Wert erreicht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erzeugung der Signa lf olgen in der ersten und in der zweiten Strecke gleichzeitig einleitet, und daß man die Registrierung der Signalfolgen beendet, sobald zwei Einzelsignale der Signalfolgen koinzident sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Registrierung der in der ersten und in der zweiten Strecke erzeugten Signalfolscren gleichzeitig einleitet, und daR man die Registrierung der Signalfolgen beendet, sobald zwei Einzelsignale der Signalfolgen koinzident sind.

b. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in zwei Referenzstrecken mit differentiell unterschiedlicher Länge jeweils eine Signalfolge erzeugt, eine der erzeugten Signalfolgen über eine oder zwei Meßstrecke(n) sendet, nach Durchlaufen der tSeßstrecke(n) wieder empfängt, und beide Signalfolgen in einer Zählvorrichtung registriert.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Referenzstrecke eine Signalfolge erzeugt und gleichzeitig über die Meßstrecke ein Signal sendet, welches nach Durchlaufen der Strecke wieder empfangen wird und bewirkt, daß in einer zweiten Referenzstrecke (mit einer von der ersten Referenzstrecke differentiell unterschiedlicher Länge) eine zweite Signalfolge erzeugt wird,.

und daß man beide Signalfolgen in einer Zählvorrichtung registriert.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in zvei unterschiedlichen Strecken, deren Längendifferenz bekannt ist, jeweils eine Signalfolge erzeugt (die sich gegebenenfalls überlagern können)'und die von einer Strecke erzeugte Signale folge mittels einer Zählvorrichtung registriert

9. Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Meßkreis(e), jeweils bestehend aus einem oder zwei elektroakustischen oder elektromagnetischen Wandlern Und aus zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, wobei mindestens ein Meßkreis über die zur Signalaufbereitung dienenden Mittel so gescheltet ist, daß ein Einschaltimpuls in ihm eine Signalfolge erzeugt und wobei die einzelnen Meßkreise zueinander in Reihe und/oder parallel geschaltet sind durch eine Registriervorrichtung, die mit einem oder mehreren Meßkreis(en) verbunden ist, durch zusätzliche den Meßvorgang und die Registrierung einleitende und beendende Nitte 1, die gegebenenfalls in den Meßkreisen,',zwischen den Meßkreisen und vor der Registriervorrichtung angeordnet sind, und gegebenenfalls durch zur Kurzzeitspeicherung dienenden Mitteln vor der Registriervorrichtung.

lo. Vorrichtung gemäß Anspruch 9,gekennzeichnet durch einen Meßkreis (M 1), bestehend aus zwei elektroakustischen Wandlern (1 und 2), die uber zur Signalaufbereitung dienende Mittel (3) miteinander verbunden sind, durch einen zweiten Meßkreis (M 2), bestehend aus einem elektroakustischen Wandler (4) und zur Signalsufbereitung dienenden Mitteln (5), durch einen elektronischen Zähler (6), der mit dem ersten Meßkreis (M 1) verbunden ist, und zusätzlich durch den Zählvorgang einleitende und beendende Mittel,die wischen den Meßkreisen und dem Zählwerk angeordnet sind.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9,gekennzeichnet durch zwei Meßkreise (M 3 und M 4), bestehend jeweils aus zwei elektroakustischen Wandlern (21 und 22 ; 30 und 31), die jeweils über zur Signalaufbereitung dienende Mittel (23 und 29) miteinander verbunden sind, durch zwei elektronische Zähler (26 und 27), die jeweils mit den Ausgängen der Meßkreise verbunden sind, und zusätzlich durch den Zählvorgang einleitende und beendende Mittel, die zwischen den Meßkreisen und den Zählern angeordnet sind.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch zwei Meßkreise (M 5 und M 6) mit differentiell unterschiedlicher Referenzstrecke, bestehend aus jeweils zwei elektroakustischen Wandlern (34, 35 und 38, 39), welche jeweils über zur Signalaufbereitung dienende Mittel (36 und 40) miteinander verbunden sind, durch einen dritten Meßkreis (M 7), der dem Meßkreis (M 5) nachgeschaltet ist, und der aus zwei die Meßstrecke begrenzenden elektroakustischen Wandlern (42 und 43) und nachgeschalteten zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln (44) besteht, durch eine elektronische Zählvorrichtung (Z 1), die mit den Ausgängen der Meßkreise (M 6 und M 7) verbunden ist, und zusätzlich durch den eß- und Zählvorgang einleitende und beendende Mittel die zwischen den Meßkreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch zwei Meßkreise (M 8 und M 9) mit differentiell unterschiedlichen Referenzstrecken, bestehend Jeweils aus zwei elektroakustischen Wandlern (54, 56, 62 und 63), die jeweils eine Referenzstrecke begrenzen und welche jeweils über zur Signalaufbereitung dienende titel miteinander' verbunden sind, durch einen dritten dem ersten Meßkreis (M 8) vorgeschalteten Meßkreis (M 10), bestehend aus einem elektroakustischen Wandler (59) sowie aus nachgeschalteten zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, durch eine elektronische Zählvorrichtung, die mit den Ausgängen der Meßkreise (M8 und M9) verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß- und Zählvorgang einleitende und beendende Mittel, die zwischen den Meßkreisen und der Zählvorrichtung angeord.net sind.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichn-et durch vier erste Meßkreise, bestehend jeweils aus zwei elektroakustischen Wandlern, welche jeweils über zur Signalaufbereitung dienende Mittel miteinander verbunden sind, durch zwei zusätzliche Meßkreise, die einander axial gegenüberstehen, bestehend jeweils aus el,ne?m elektroakustischen Wandler und zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln, wobei jeder der zusätzlichen Meßkreise jeweils einen der ersten Meßkreise vorgeschaltet ist, durch ein Zählwerk, daß mit den Ausgängen der vier ersten Meßkreise verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß- und. Zählvorgang einleitends und beendende Mittel, die zwischen den Meßkreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mittel, die den Meßvorgang einleiten, einen Startimpulsgeber benutzt, welcher über entkoppelte Ausgänge jeweils mit den Eingängen der parallel geschalteten Meßkreisen verbunden ist, und daß man als Mittel, die den Meßvorgang beenden, jeweils vor die beiden Eingänge der Zählvorrichtung Schaltelemente und zwischen den beiden Eingängen der Zählvorrichtung eine Koinzidenzschaltung anordnet, wobei man die Schaltelemente mit dem Ausgang der Koinzidenzschaltung verbindet.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtung aus zwei zur Übertragsbildung miteinander verbundenen Einzelzählern besteht, die so geschaltet sind, daß der erste Eingang des Gesamtzählwerks mit dem Vorwärtzähleingang des ersten Zählers und dem Rückwärtszähleingang des zweiten Zählers verbunden ist, und daß der zweite Eingang des Gesamtzählwerks zum .Rückwärtszähleingang des ersten Zählers führt.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch zwei Meßkreise (M 11 und M 12) mit differentiell unterschiedlichen Refernzstrecken, bestehend aus jeweils zwei elektroakustischen Wandlern (94, 95, 98 und 99), welche über zur Signalaufbereitung dienende Mittel (96 und loo) miteinander verbunden sind, durch einen dritten Meßkreis (M 13), bestehend aus einem elektroakustischen Wandler (102) und aus zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln (lol), welcher dem ersten Meßkreis (M 11) nachgeschaltet ist, durch eine Reu,istrier-vorrichtung, welche mit dem Ausgang des Meßkreises (M 12) verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß- und Zählvorgang einleitende und beendende Mittel9 die zwischen, den Meßreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mittel, die den Meßvorgang einleiten einen Startimpulsgeber (q7p, der mit dem ersten Meßkreis verbunden ist, daß man als Mittel, die den Zählvorgang einleiten, einen zweiten, während der Messung nur einen einmaligen Impuls abgebenden Startimpulsgeber (104), der zwischen dem Ausgang des zweiten und dritten Meß.kreises (M 12 -und M 13) liegt, benutzt, und daß man als Registriervorrichtung einen Zähler ( (1o9) mit angeschlossenem Speicherwerk (1o8) und als Mittel, die den Xegistriervorgang beenden, eine zwischen dem Ausgang des zweiten und dritten Meßkreises liegende Koinzidenzschaltung (105), deren Ausgang über Schaltelemente (106 und 107) init dem Zähler (lo9) und dem Speicherwerk (108) verbunden ist, benutzt.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch zwei Meßkreise (M 14 und M 15), jeweils bestehend aus einem elektroakustischen oder elektromagnetischen Wandler (111 und 113), deren Eingänge und Ausgänge über zur Signalaufbereitung dienende Mittel (112 und 114) miteinander verbunden sind (wobei der Wandler des ersten Meßkreises so angeordnet ist, daß er um einen definierten Längenbetrag weiter vom M.eXpunkt entfernt ist als der des zweiten Meßkreises), durch eine Zählvorrichtung, die mit dem Ausgang d-es ersten Meßkrelaes verbunden ist, und zusätzlich durch den Meß- und Znhlvorgang einleitende und beend-ende Mittel, die zwischen den MeB-kreisen und der Zählvorrichtung angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mittel, die den Meßvorgang einleiten, einen Startimpulsgeber (115) und als Mittel, die den Meßvorgang beenden, eine Koinzidenzschaltung (116) (mit angeschlossenen logischen Schaltelementen) benutzt, die jeweils mit den Eingängen der parallel geschalteten Meßkreisen verbunden ist.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Meßkreis (M 16), bestehend aus zwei el.ektroakustischen oder elektromagnetischen Wandlern (121 und 123) (die jeweils zum Meßpunkt hin ausgerichtet sind), welche über zur Signalaufbereitung dienende de Mittel (122) miteipandgr verbunden sind, durch einen zweiten Meßkreis (M 17), bestehend aus einem elektroakustischen oder elektromagnetischen Wandler (124), der ebenfalls m Meßpunkt hin ausgerichtet ist, aber um einen definierten Längenbetrag weiter, von diesem entfernt -ist a-l,s die Wandlern des ersten Meßkreises, der über zur Signalaufbereitung dienende Mittel (125) mit einem Wandler (123) des ersten Meßkreises verbunden ist, durch einen elektronischen Zähler (129), der über ein zur Kurzzeitspeicherung dienendes Mittel (128) -mit dem Ausgang des zweiten Meßkreises (M 17) verbunden ist, und durch einen mit einem Meßkreis verbundenen Startimpulsgeber (127).

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Meßkreis (M 18), bestehend aus einem elektroakustischen oder elektromagnetischen Wandler (180), den Reflektoren, die eine zeitliche Verzögerung eines Teils der gesendeten und/oder empfangenen Signale bewirken und aus zur Signalaufbereitung dienenden Mitteln(131), deren Eingang und Ausgang mit,einander verbunden sind, durch einen am Meßkreis angeschlossenen Startimpulsgeber (135) und durch einen elektronischen Zähler (133), der über ein zur Kurzzeitverzögerung dienendes Mittel mit dem Meßkreis verbunden ist.

L e e r s e i t e