DE2126182C3 - Vorrichtung zum selbsttätigen Abgleichen eines elektrischen Schichtwiderstandes mittels thermischer Oxydation - Google Patents

Description

Eingang an den zweiten Digitalanzeigekreis (104) für die gewünschte Genauigkeit und mit einem zweiten Eingang an den ersten Komparationsblock (112) zum Vergleichen des Momentanwer- tes des einzustellenden Widerstandes R mit dem vorgebbaren Sollwert R₀ angeschlossen ist und über einen ersten Ausgang eine Arretier- und Rückstellstufe (166) und über einen zweiten

zum wahhveisen Anschalten des abzugleichenden Widerstandes R an den Impulsgenerator oder an den Komparator enthält.

Eine derartige Abgleichvorrichtung ist auf den Seiten 71 bis 81 des Augusthefts des Jahrgangs 1969 der Zeitschrift »IEEE spectrum« beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung wird so betrieben, daß durch den abzugleichenden Widerstand eine Folge von

Ausgang eine Verwerfungsstufe (168) zum Ver- 45 Impulsen gleicher Leistung hindurchgeschickt wird, werfen des einzustellenden Widerstandes R wobei jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden steuert. Abgleichimpulsen der jeweils erreichte Istwert digital

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 mit dem Sollwert verglichen wird. Die anzuwendende bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls- Impulsleistung wird durch Vorversuche ermittelt und generator drei jeweils während eines der drei 50 während des Abgleichvorgangs selbst konstant ge-Einstellabschnitte für die Widerstandseinstellung halten.

wirksame Generatorstufen (132, 134 und 136), Ähnliche Abgleichvorrichtungen sind auch in der

von denen die erste Generatorstufe (132) elek- DT-OS 14 65 701, der FR-PS 13 66 773 und der trische Impulse mit jeweils um den Zuwachs A h US-PS 32 61 082 beschrieben. Der Betrieb dieser linear anwachsender Amplitude η A /ι, die zweite 55 bekannten Vorrichtungen vollzieht sich nach einem Generatorstufe (134) elektrische Impulse mit Verfahren zum Einstellen der Größe von dünnen konstanter Amplitude h_{c l} und die dritte Genera- Schichtwidersländen, bei dem durch diese Schichttorstufe (136) elektrische Impulse mit jeweils um widerstände elektrische Impulse hindurchgeschickt den Zuwachs Δ K linear anwachsender Ampli- werden, um die Widerstandsgröße von einem Austude K j + ρ A W abgibt, eine Auswahlstufe 60 gangswert auf einen vorgegebenen Endwert zu brin- (156) für die Auswahl der jeweils in Betrieb zu gem. Dazu enthalten die bekannten Vorrichtungen nehmenden Generatorstufe (132, 134 oder 136), eine Hochspannungsquelle, die auf einen Kondenzwei mit der ersten Generatorstufe (132 bzw. mit satorkreis mit mehreren Kondensatoren umschaltbar der dritten Generatorstufe (136) verbundene und ist. Außerdem ist ein als Komparator anzusehender ihrerseits an zwei Eingängen vom vierten und 65 Meßkreis mit einer Widerstandsbrücke vorhanden, fünften Digitalanzeigekreis (108 und 110) an- die mit dem abzugleichenden Widerstand zusammensteuerbare Wählstufen (142 und 144) für die Aus- schaltbar ist. Mit Hilfe eines Umschalters kann der wahl der Amplitudenzunahme Δ h bzw. Δ h', abzugleichende Widerstand wahlweise aus dem auf-

5 6

geladenen Kondensator mit' Strom beschickt oder der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn-

mittels des Meßkreises in seinem jeweiligen Wider- zeichnet.

standswert gemessen werden. Mit Hilfe dieser be- In den Figuren der Zeichnung ist die Erfindung an kannten Vorrichtungen wird die Struktur der einzu- Hand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele verstellenden Widerstände durch ein mittels der ihnen 5 anschaulicht; es zeigt

zugeführten elektrischen Heizimpulse veranlaßtes F i g. 1 ein Blockschaltbild für den Gasamtaufbau

Ausglühen verändert, wobei sich dünne Schichten einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einstellvorrich-

ergeben, die in ihrem spezifischen Widerstand geän- tung,

den werden. Das Abgleichvertahren wird bei den be- Fig. 2a und 2b den Organisationsplan für den

kannten Vorrichtungen so lange fortgesetzt, bis sich io Logikaufbau in einer ersten Ausführungsform für

die Größe des abzugleichenden Widerstandes einem eine erftndungsgemäß ausgebildete Einstellvorrich-

konstanten Wert nähert. tung,

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, F i g. 3 ein Blockschaltbild für die schaltungseine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so aus- mäßige Realisierung dieser ersten Ausführungsform, zubilden, daß sie eine Verbesserung des Abgleich- 15 Fig. 4 eine grafische Darstellung für den Anstieg Vorgangs hinsichtlich der dafür erforderlichen Zeit der Impulsleistung und die Änderung der Folgefreund der damit erreichbaren Genauigkeit ermöglicht. quenz der Impulse bei einer zweiten Ausführungs-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch form für eine erfindungsgemäß ausgebildete Ein-

die Gesamtheit der folgenden Merkmale: Stellvorrichtung,

a) einen Digitalanzeigekreis für die gewünschte re- ²° ..^Fif.⁵ eine grafische Darstellung der prozentualen lative Genauigkeit des abzugleichenden Wider- ^Abwe _w ^h"^ng _t ^d" Momentanwerts R des einzustellen-

. ^{5 6} den Widerstandest von dem vorgebbaren Soll-

b) einen an den Ausgang des Komparators ange- ^CnT^r F" f'^Ein?^tel!^zeit '· _f ^w?^bei schlossenen Steuerlicher zum Steuern des an ^dlf_t ^™1±1™^{ά C fur} ^"J?* ^ImP^uls^folS^en den Ausgang des Steuerspeichers angeschlos- ²^ mt fester Folgefrequenz von 100 50 bzw. 25 Hz und senen Impulsgenerators in Abhängigkeit von die Kurve d fur eine wahrend des Emstellvorgangs Wert, Art und Abmessungen des Widerstandes £"**£ ^1O _h° ™^{d 25},^Hz ^nable Folgefrequenz fur zur Erzielung einer einen Anfangswert 0 ein- *e elektaschen Impulse gelten, und schließenden und ansteigenden Impulsleistung; .£.»8· ⁶_ ^ein .Blockschaltbild fur die schaltungs-

c) einen den Impulsgenerator steuernden Taktgeber ³° ^maßlS^e Regierung der zweiten Ausfuhrungsform zur Vorwahl der Folgefrequenz und Impuls- ^fur _ht ^eine erfindungsgemaß ausgebildete Einstellvor-

breite, gemessen auf halber Höhe der Impulse. ^nc""^unf" _A ,..,

Bei der ersten Ausfuhrungsform für die Einstell-

Abgleichvorrichtungen, die zum Abgleichen von vorrichtung wird die Leistung des ersten Impulses Schichtwiderständen mit einer impulsweisen Steue- 35 der elektrischen Impulsfolge, die den einzustellenden rung betrieben werden, sind zwar auch in der Widerstand R durchfließt, in Abhängigkeit von der CH-PS 4 72 115 und der US-PS 34 76 906 beschrie- Größe, der Art und den Abmessungen eines Widerben, bei diesen bekannten Vorrichtungen wirkt die Standes R gewählt. Außerdem nimmt die Leistung Impulssteuerung jedoch nicht auf einen durch den der verschiedenen aufeinanderfolgenden Impulse zu, abzugleichenden Widerstand selbst fließenden Strom, 40 und der Anstieg der Leistung zwischen zwei aufeinsondern auf einen von außen auf den abzugleichen- anderfolgenden Impulsen wird in Abhängigkeit einerden Widerstand gerichteten Elektronenstrahl und seits von der Differenz R—A₀ und andererseits von außerdem wird dort in üblicher Weise mit zunächst dem Endwert für R gewählt. Dadurch erfolgt die großer Impulsleistung gearbeitet, die dann zur Ver- Einstellung innerhalb sehr kurzer Zeit (in der meldung eines Überschreitens des angestrebten Soll- 45 Größenordnung einiger 10 Sekunden), und die erzielwertes stark vermindert wird. Ein Impulsverfahren bare Genauigkeit für die Einstellung der Widermit eingeprägtem Strom für den Widerstandsabgleich Standsgröße wird sehr groß. Die Vergrößerung der ist auch in der DT-OS 15 90 994 beschrieben. Auch Leistung aufeinanderfolgender elektrischer Impulse bei diesem Impulsverfahren, das im übrigen eine läßt sich durch Änderung eines oder mehrerer der anodische Oxydation von Schichtwiderständen in 5° folgenden Parameter erzielen: Impulshöhe (Spaneinem elektrolytischen Bad betrifft, wird jedoch mit nungsvariation), Breite auf halber Höhe (Impulsstetig verkleinerter Impulsleistung gearbeitet, indem dauer) und Folgefrequenz. Für die Realisierung der die Dauer der angewandten Impulse stetig verkleinert entsprechenden Arbeitsweise lassen sich zahlreiche wird. Versionen denken: Digitale, analoge oder analog-

Beim Betriebe der erfindungsgemäß ausgebildeten 55 digitale. Unabhängig von der jeweils gewählten Ver-Abgleichvorrichtung wird die Leistung der aufein- sion läßt sich der Aufbau der erfindungsgemäß ausgeanderfolgenden Impulse in Abhängigkeit von der er- bildeten Einstellvorrichtung immer durch das zielten Einstellung entweder durch eine Variation synoptische Schema von F i g. 1 wiedergeben, der Impulssteigung oder durch eine variable Impuls- Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt zwei

frequenz modifiziert. Der Impulsgenerator wird dabei ^6o Digitalanzeigekreisc 2 und 4, von denen der Digitaldurch den Taktgeber gesteuert, wodurch sich die anzeigekreis 2, den mit der Einstellung des Wider-Möglichkeit einer Änderung der Folgefrequenz für Standes zu erreichenden vorgegebenen Sollwert R_n, die Impulse ergibt. Mit Hilfe der erfindungsgemäß der Digitalanzeigekreis 4 dagegen die Genauigkeit ausgebildeten Vorrichtung läßt sich binnen kürzester angibt, die bei der Widerstandseinstellunq erreicht Zeit ein Widerstandsabgleich vornehmen, bei dem ⁶5 werden soll. Die beiden Anzeigekreise 2 und 4 sind ohne weiteres eine Genauigkeit von IO-⁴ erreicht mit einem Komparator 6 verbunden. Einer der beiwerden kann. den Eingänge des Komparators 6 besteht aus zwei Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen Anschlüssen 8 und 10, die über einen Umschalter

mit den Enden des in seiner Größe einzustellenden Widerstandes R verbunden werden können. Der Komparator 6 nimmt einen Vergleich zwischen dem Momentanwert für den Widerstand R und dem Sollwert R₀ vor. An den Ausgang des !Comparators 6 ist der Eingang eines Steuerspeichers 12 angeschlossen, der zum einen die Leistung für den ersten Impuls der durch den Widerstand R hindurchgeschickten Folge elektrischer Impulse und zum anderen die Leistungszunahme zwischen aufeinanderfolgenden elektrischen Impulsen bestimmt. Der Ausgang des Steuerspeichers 12 ist mit dem Eingang eines Impulsgenerators 14 verbunden, der an seinem Ausgang zwischen Anschlüssen 16 und 18 Impulse abgibt, deren Leistung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zunimmt. Diese Impulse aus dem Impulsgenerator 12 lassen sich über den Umschalter 13 an die Enden des Widerstandes R anlegen, was zu dessen Aufheizung und seiner Oxydation an der umgebenden Luft und damit zur Änderung der Widerstandsgröße führt. Die Folgefrequenz der vom Impulsgenerator 14 abgegebenen Impulse wird durch einen Taktgeber 20 bestimmt, der außerdem die Impulsbreite auf halber Höhe bestimmen kann.

Der in Fig. 2a und 2b dargestellte Organisationsplan entspricht einer ersten Ausführungsform für eine erfindungsgemäß ausgebildete Einstellvorrichtung, die mit Hilfe von logischen Schaltungen arbeitet. Der dargestellte Organisationsplan erleichtert das Verständnis für den Ablauf der innerhalb der Vorrichtung sich abspielenden Vorgänge. Die in diesem Organisationsplan innerhalb von Rauten dargestellten Operationen entsprechen Fragen. In den Fig. 2a und 2 b ist das Ende der Operationsfolge bei 10% (Halt 10⁰O?) mit dem Beginn der Operationsfolge bei l°/o (R₁ = I⁰ZoA₀) verbunden zu denken.

Innerhalb des dargestellten Operationsplanes gelten für die einzelnen Symbole folgende Bedeutungen:

Auslesung von A₀ mit 1960,00 Ω, Auslesung von R mit 1621,31 Ω, Ablesung von i mit 1 = 6 und Ablesung von /, wobei / die in der Dekade ί = 6 für A₀ enthaltene Zahl ist und daher j = 1 beträgt.

Zunächst sei angenommen, daß der Impulsgenerator 14 Impulse von konstanter Dauer, aber variabler Amplitude (also variabler Spannung) abgibt. Weiter sei mit h_n die Startspannung für den ersten Impuls der durch den Widerstand R hindurchgeschickten Impulsfolge bezeichnet. Die Werte für ft,·,· sind in einem Speicher enthalten und werden ein für allemal in Abhängigkeit von der Art des einzustellenden Widerstandes bestimmt. Der bei der Bestimmung von h;i in Betracht zu ziehende Index i ist der höchste Rang /. Bei dem oben zitierten Beispiel wird daher ft,·,· zu /i₆₁. Nach der Ablesung der Werte für j und für / erfolgt die Auslesung der Werte für k,j aus dem diese Werte enthaltenden Speicher. Für einen Wert /ι_β1 sei beispielsweise ein Spannungswert von 110 V angenommen.

Nach Durchführung der einleitenden Auslesevorgänge kommt man zur ersten Operationsfolge.

Diese erste Operationsfolge ist die Operationsfolge für 10^fl/o und umfaßt folgende Operationen:

R = Wert des einzustellenden Widerstandes, R₀ = einzustellender Widerstandswert, R₁₀ = 1O⁰ZoR₀,
R.. = 1 g/o R_n,

R₀₁= 0,1"ZoR₀,

— R — R

•ß ~ ^K0 """ ^K10'

^ - R₀ + R₁, :'" = R₀ + R₀₁.

40

45 A

55

Der Sollwert R₀ wird im Digitalanzeigekreis 2 beispielsweise mit Hilfe von Kodierrädern angezeigt. Außerdem wird jeder Dekade für den Widerstandswert ein Rang/ beigemessen, wobei der Fortschritt im Rang von rechts nach links erfolgt. Außerdem wird die in der Dekade mit dem Rang / enthaltene größte Zahl mit / bezeichnet. Beispielsweise betrage die Größe des einzustellenden Widerstandes R =- 1621.31Ω, und es sei ein vorgegebener Sollwert R_n — 1960,00 Ω mit einer Genauigkeit von 1 % einzustellen. Entsprechend dem Organisalionsplan von Fig. 2a und 2b sind dann folgende Operationen vorzunehmen:

Berechnung von R₁₀ zu 196 Ω, Berechnung von R_A' zu 1764,00 Ω, Berechnung von R_B' zu 2156,00 Ω, anschließend erfolgt die Fragestellung

R^R/?, also 1621,31 Ω > 1764,00Ω?

Unter den getroffenen Annahmen ist die Antwort Nein.
Berechnung von / — 1, also 6 — 1 = 5.

Auslesung von Ah_i_₁ also von Ah₅; der Ausdruck Jft_f_j stellt eine Vergrößerung der Spannung/i_; dar, die der nächstkleineren Dekade als der des größten für die Anzeige des Sollwertes R₀ benutzten Gewichts aufgeprägt wird. Die Spannungsänderung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen ist daher gleich .4 ft,-^₁. Daher haben der erste Impuls eine Spannung von /i„ der zweite Impuls eine solche von h: 4- J/i(_j, der dritte eine solche von ft,+ 2Ahj__v und der «-te Impuls eine Spannung von /i; + (n-l)Jft,__r Nach jedem Impuls wird der Wert für R gemessen und mit dem Wert R/ verglichen. Daher wird in der Vorrichtung der Wert Ah_t__v dei für Ah. bei den obigen Annahmen beispielsweise 200 mV beträgt, abgelesen. Die zugehörigen Operationen sind dann die folgenden:

Zunächst wird η = 1 gesetzt. Dem Widerstand R wird damit ein Spannungsimpuls H₆₁ + A Zi₅ vor 110,2 V zugeführt. Sodann wird der neue Wert für R von beispielsweise 1643,51 Ω abgelesen. Sodanr folgt die Fragestellung R^R_A"f, also 1643,51 >*"i 764,00 Ω?, mit der Antwort Nein.

Sodann wird π = 2 gesetzt, der Widerstand R er hält einen Spannungsimpuls der Größe /!_G1 4- 2 Λ ft₅ also von 110.4 V zugeführt. Als nächste Ablesung für den Wert R folgt beispielsweise die Größi 1668,35 Ω.

Die Fragestellung R > R/?, also 1668,3! > 1764,00? führt weiterhin zur Antwort Nein.

Entsprechende Operationen werden in identische

Weise beispielsweise bis zu einem Wert η = 18 vorgenommen:

Man setzt n= 18, wobei der Widerstand einen Spannungsimpuls der Größe Zz₆₁ + ISAh₅, also von 111,8 V zugeführt erhält.

Die Ablesung des neuen Wertes für R ergibt beispielsweise 1767,61 Ω die Fragestellung R ^ R_A'l, also 1767,61 > 1764,00 Ω?, führt dann zur Antwort Ja.

Als nächstes stellt man die Frage R < R_B">, also 1767,61 < 2156 Ω?, und erhält die Antwort Ja.

Sodann stellt man die Frage, ob eine Genauigkeit von 10% (Halt 10%) angezeigt ist. Als Antwort sei beispielsweise Nein angenommen.

Zweite Operationsfolge mit 1% (Fig. 2b):

Berechnung von A₁ zu 19,60 Ω,
Berechnung von R_A" zu 1940,40 Ω,
Berechnung von R₈" zu 1979,60 Ω,
Fragestellung R > R_A" ?,
also 1767,61 Ω > 1940,40Ω?
mit der Antwort Nein.

Sodann bringt man den Widerstand R auf den Wert/?/', indem man an die Enden dieses Widerstandes/? Impulse anlegt, von denen der erste eine Spannung A₁- + η JA_1-1 + A A₁. ₂, wobei A A^₂ eine durch die Dekade ι — 2 aufgeprägte Spannungsvergrößerung darstellt, der dritte eine Spannung l + Ah + 3 Ahd d I

pg

3 Ah_t_₂,... und der /Me Impuls A + MA + Ah fi

_{1 2} / p

eine Spannung A₁- + /MA_1-1 + pAhj_₂ aufweist. Die Folge der nacheinander ablaufenden Operationen ist dann nachstehende:

Berechnung von i — 2 zu 6 — 2 = 4,
Ablesung von A₄ zu beispielsweise 100 mV.

Sodann wird ρ = 1 gesetzt und dem Widerstand R ein Impuls der Spannung A₆₁ + l& Ah₅ + Ah₄ zugeführt, für die eine Größe 113,7 V angenommen sei.

Sodann wird der neue Wert für R beispielsweise zu 1771,28 abgelesen. Die FragestellungR ^ R,"? also 1771,28 Ω > 1940,40 Ω?, führt zur Antwort Nein. Als nächstes wird ρ — 2 gesetzt, und dem Widerstand R ein Impuls von beispielsweise 113,80V zugeführt. Für das Beispiel sei ein Ablauf identischer Operationen bis zu einem Wert ρ = 27 angenommen.

Man setzt dann ρ = 27 und führt dem Widerstand R einen Impuls der Spannung A₈₁ + 18 A h + 274A₄, von beispielsweise 116,3 V zu. Die Ablesung für den neuen Wert/? ergibt dann beispielsweise 1951,87 Ω, und die Fragestellung R >/?,"? also 1951,87 > 1940,40 Ω?, führt zur Antwort Ja!

Auch die Fragestellung R < R_B" ?, also 195187 < 1979,60 Ω?, führt zur Antwort Ja.

Sodann stellt man als nächstes die Frage, ob eine Genauigkeit von 1 % angezeigt wird. Als Antwort sei Ja angenommen. Dies führt dann zum endgültigen Halt für die Operationen. Wenn die Antwort dagegen Nein sein sollte, wird zur Operationsfolge mit 0,1% übergegangen.

Unter den obigen Annahmen hat der erzielte Endwert für den auf 1960 Ω einzustellenden Widerstand/? eine Größe von 1951,87 Ω, und dies liegt gut innerhalb der geforderten Genauigkeit von 1 %.

Der Organisationsplan für das oben geschilderte Ausführungsbeispiel, das sich einer logischen Lösung bedient, erscheint wie eine Folge logischer Operationen. Man kann daher für die Vornahme diesel Operationen einen kleinen Rechner verwenden, dei dann Ausgangsbefehle an den Impulsgenerator und an den Spannungskomparator abgibt. Jedoch lasser sich auch ohne einen Rechner arbeitende Einstellvorrichtungen angeben, die derzeit leichter und rascher verkäuflich sind und eine relativ einfache theoretische Überlegung verlangen. Eine erste vor-

ίο teilhafte Realisierung für eine solche erfindungsgemaß ausgebildete Einstellvorrichtung, die ohne einer Rechner arbeitet, ist in F i g. 3 dargestellt.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform enthält der den Vergleich der Werte R und /?₀ vor-

nehmende Komparator 6 in Serie zueinander eine Bezugsspannungsquelle £ mit vorgegebener Ausgangsspannung, deren einer Pol mit Masse verbunden ist, Schaltungselemente 22, deren elektrischer Widerstand sich mit Hilfe eines Anzeigekontaktes auf der

Sollwert R₀ einstellen läßt, einen Rechenverstärkei 24, dessen einer Eingang an Masse gelegt ist, drei Komparationsblöcke 26, 28 und 30, in denen sich der Spannungsvergleich mit einer Genauigkeit von 10%, io/„ bzw. 0,1% vollzieht, und eine Auswahl-

logik 32. Die Schaltelemente 22 bestehen aus mehreren parallel zueinander geschalteten Widerständen. Der in seiner Größe einzustellende Widerstand R kann mit Hilfe von Schaltkontakten 34 und 36 zwischen den nicht an Masse liegenden Eingang

und den Ausgang des Rechenverstärkers 24 geschaltet werden.

Jeder der drei Komparationsblöcke 26, 28 und 3i enthält zwei Eingänge 38 und 40 und drei Ausgänge 42, 44 und 46. Die Eingänge 38 sind an den Ver·

bindungspunkt zwischen der Bezugsspannungsquelle E und den Schaltelementen 22, also an den nicht an Masse liegenden Pol der Bezugsspannungsquelle E angeschaltet. Die Eingänge 4ft sind mit dem Ausgang des Rechenverstärkers 24 verbunden.

In jedem der Komparationsblöck? 26, 28 und 3C erscheint dann ein Ausgangssignal am ersten Ausgang 42, wenn der mit der für den jeweiligen Block zutreffenden Genauigkeit vorgenommene Vergleich ergibt, daß der Wert für R kleiner ist als der ange-

zeigte Sollwert R₀, also die Beziehung R < R_A £^ut In gleicher Weise erscheint ein Signal am dritter Ausgang 46 der Komparationsblöcke 26, 28 und 30 wenn der darin vorgenommene Vergleich für die jeweilige Genauigkeit zeigt, daß der Wert für R größei

»'On ^{der Sollwert}#o' ^a]so die Beziehung gü tO- R_B.

Jr¹¹I ^AusS^angssignal am zweiten Ausgang 44 zeigt daß der Vergleich zwischen dem Wert für R unc £f^m Sollwert A₀ in dem jeweiligen Komparations·

Tnoir- ^{28 oder 30 mit einer} Genauigkeit vor IU /0 fur den Komparationsblock 26, einer Genauigkeit von 10/0 für den Komparationsblock 28 unc einer Genauigkeit von 0,1% für den Komparationsdock 30 eine Gleichheit der beiden miteinander ver-

"ο glicnenen Werte ergeben hat. Die jeweils ersten, zweiten und dritten Ausgänge 42, 44 bzw. 46 aller drei Komparationsblöcke 26, 28 und 30 sind miteinandei verbunden.

In jedem Komparationsblock 26, 28. 30 liegt je· "5 weils am Eingang 38 eine Spannung der Größe E wahrend an den Eingängen 40 jeweils eine Spannung V =, ERIR anliegt. Analysiert wird daher du Differenz AV = E-V

In jedem Komparationsblock 26, 28 oder 30 wird die Spannungsdifferenz Δ V mit einem Wert Δ V₀ verglichen, der einen Schwellenwert darstellt, der von der in dem jeweiligen Komparationsblock 26, ?8 oder 30 zu erreichenden Genauigkeit abhängt. Die drei Ausgänge 42, 44 und 46 sind in jedem Komparationsblock 26, 28 und 30 den nachstehenden Bedingungen zugeordnet:

für den Ausgang 42 V < E — Δ V₀, für den Ausgang 46 V > E + Δ V₀, für den Ausgang 44 E - Δ V₀ < V

E + Δ V

Der Ausgang 44 entspricht also je nach der zugehörigen Information Δ V₀ einer Gabel von 10%>, von l°/o oder von 0,1 %>. Der Ausgang 46 entspricht der Verwerfung des einzustellenden Widerstandes, und der Ausgang 42 entspricht einer Vergrößerung von Δ hi _ j für den Wert /ι,_; der während des vorangehenden elektrischen Impulses an den Enden des einzustellenden Widerstandes R anliegenden Spannung. Gilt die Beziehung AV > AV₀, so legt man an die Enden des einzustellenden Widerstandes R einen elektrischen Impuls mit einer um den Wert Δ h vergrößerten Spannung an. Gilt dagegen die Beziehung Ah = A V₀, so geht man zum nächsten Komparationsblock 26, 28 oder 30 über, was einer Vergrößerung der Genauigkeit entspricht, oder man schließt den Einstellvorgang ab, wenn die Genauigkeit bereits ausreichend ist.

Die bei der Einstellung des Widerstandes R zu erzielende Genauigkeit wird über einen Anzeigekreis 50 angezeigt. Die drei Ausgänge 42, 44 und 46 der Komparationsblöcke 26, 28 und 30 sind mit den drei Eingängen R < R_A, R_A < R < R_B und R > R_B des Anzeigekreises SO verbunden. Der Ausgang 52 des Anzeigekreises 50 entspricht dem Ende des Einstellvorganges, während der Ausgang 54 des Anzeigekreises 50 der Verwerfung des Widerstandes R zugeordnet ist, eine Verwerfung, die nur dann erfolgt, wenn der Wert für R größer ist als der Wert für R_B.

Die drei Ausgänge 42, 44 und 46 der drei Komparationsblöcke 26, 28 und 30 sind außerdem mit den drei Eingängen der Auswahllogik 32 verbunden, die eine Auswahl eines der drei Komparationsblöcke 26, 28 und 30 in Abhängigkiet von dem logischen Zustand der drei Komparationsausgänge ermöglicht. Die Auswahllogik 32 besitzt drei Ausgänge, die mit drei Eingängen eines Netzes 56 aus zueinander parallelen Widerständen 58 verbunden sind. Die Widerstände 58 lassen sich über Relais 62 mit Signalen aus einem Taktgeber 60 speisen. Die Relais 62 werden zum einen durch die an den drei Ausgängen der Auswahllogik 32 abgegebenen logischen Signale und zum anderen durch den logischen Zustand gesteuert, der sich am Anzeigekontakt für den Anzeigekreis für den Sollwert R₀ einstellt, wenn sich dieser in der Stellung i befindet. Die aus der Stellung des Anzeigekontaktes für die Anzeige des Sollwertes R₀ in der Stellung i abgeleiteten logischen Signale werden an den Eingang 64 des Netzes 56 angelegt. An dem Ausgang des Taktgebers 60 ist ein Wähler 66 angeschlossen, der eine Auswahl der Dauer der Taktimpulse ermöglicht. Diese Impulsdauer kann beispielsweise 4 ms bei einer Impulsperiode von 10 ms betragen, so daß ein Zeitraum von 6 ms für die Messung des Wertes von R und die Steuerung des nächstfolgenden Impulses verbleibt. Zwischen den Ausgang des Wählers 66 und den Eingang des Netzes 56 ist ein ReIaL 68 eingefügt, das zum einen die an den Enden des einzustellenden Widerstandes R liegenden Schalter 34 und 36 steuert und zum anderen die den Enden dieses Widerstandes R in Abhängigkeit von der Stellung der Schalter 34 und 36 zugeführten Impulse synchronisiert. Der Ausgang des Netzes 56 aus den Widerständen 58 ist mit einem der beiden Eingänge eines an seinem anderen Eingang mit Masse verbundenen Rechenverstärkers 70 und mit einem Kondensator C verbunden. Der Kondensator C seinerseits liegt parallel zwischen dem nicht mit Masse verbundenen Eingang und dem Ausgang des Rechenverstärkers 70. Die Widerstände 58 und der Kondensator C bilden einen Integrator für die Taktimpulse, und am Ausgang 72 des Rechenverstärkers 70 erscheint eine treppenförmig ansteigende elektrische Spannung. Die Höhe der Treppenstufen ist umgekehrt proportional zu der Größe der parallel zueinander geschalteten Widerstände 58. Die Treppenstufenspannung ihrerseits steuert über einen Eingang 74 die Ausgangsspannung einer Spannungsquelle 76, welche die Spannungen Δ h liefert. Der Ausgang der Spannungsquelle 76 ist mit dem Eingang einer Spannungsquelle 78 verbunden, die ihrerseits die Spannung h_u abgibt. Diese Spannung ist während der gesamten Dauer des Einstellzyklus konstant. Die Spannungsquelle 78 wird an ihrem Eingang 80 über ein System gesteuert, dessen Innenwiderstand durch den Anzeigekontakt des Anzeigekreises für den Wert R₀ variiert wird. Der Ausgang der Spannungsquelle 78 kann über den Schalter 36 mit einem Ende des einzustellenden Widerstandes R verbunden werden, während das andere Ende dieses Widerstandes R über den Schalter 34 auf Masse gelegt wird.

Ein Nullstellkreis 82, der am Ende eines Einstellzyklus über den Ausgang 52 des Anzeigekreises 50 für die gewünschte Genauigkeit angesteuert wird, ermöglicht ein Kurzschließen des Kondensators C und damit eine Rückführung der Spannung Δ h auf den Weit Null.

Das Relais 68 kann ein Quecksilberrelais sein, und der Taktgeber 60 kann unmittelbar aus einem üblichen Wechselstromnetz von 50 Hz gespeist werden.

Die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform kann auch nur einen einzigen Komparationsblock 26, 28 oder 30 enthalten, wobei dann der Vergleichswert Δ V₀ jeweils am Ende einer Sequenz neu eingegeben wird.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Amplitude des ersten an den Widerstand R angelegten elektrischen Impulses gleich einem von Null verschiedenen Wert /i,_;. Die Zunahme der Leistung dieser Impulse erfolgt linear mit einem Amplitudenzuwachs, der von der Genauigkeit abhängt, die bei der Einstellung des Wertes R erreicht wird. So liegt bei dieser ersten Ausführungsform der Erfindung für eine Genauigkeit bis zu 10% die Zunahme der Impulsamplitude bei Λ/!,·_,, für eine Genauigkeit zwischen 10 und 1 % bei A /i, _ ₂ und für eine Genauigkeit zwischen 1 und 0,1 °/o bei /ΙΛ,·_₃. Man kann daher die Zunahme der Leistung der dem Widerstand R zuge-

führten elektrischen Impulse in ihrer Form als drei aufeinanderfolgende Rampenspannungsstufen betrachten.

Die jetzt zu beschreibende zweite Ausführungsform

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der Erfindung ermöglicht im Vergleich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Erzielung einer noch rascheren Einstellung des Wertes R mit mindestens gleichwertiger Genauigkeit und eine Berücksichtigung der elektrischen und geometrischen Eigenschaften des einzustellenden Widerstandes R.

In Fig. 4, die sich auf diese zweite Ausführungsform der Erfindung bezieht, ist die Amplitude h von den Widerstand/? im Verlaufe der Zeit f nacheinander durchquerenden elektrischen Impulsen 100 von konstanter Breite dargestellt, und das Anwachsen der elektrischen Impulse 100 erfolgt während eines ersten Zeitabschnitts ausgehend von einer Amplitude Null bis zu einer Amplitude η Ah = H₁₁ linear, wobei die Amplitudenänderung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen gleich Ah ist, und der lineare Anstieg der elektrischen Impulse erfolgt während eines Zeitintervalls zwischen Null und t_v wobei der Zeitpunkt I₁ derjenige ist, für den die Abweichung (R — Ry) = ε oder gleich einem vorgegebenen Wert ε! ist. Dieser Wert E₁ stellt einen Prozentsatz der ursprünglichen Abweichung (R — R_o)_o = ε₀ vor Beginn der Widerstandseinstellung dar. Sodann setzt man e₂ = -~ ■ ε₀, wobei χ eine Zahl bezeichnet, die den zur Zeit t_l zu erreichenden Bruchteil des Zählers bestimmt. Beträgt beispielsweise χ = 20, so ist die Zeit f, diejenige, zu der die Abweichung ε während der Widerstandseinstellung kleiner oder gleich 20°/o der ursprünglichen Abweichung ε, vor der Widerstandseinstellung ist. Die Werte für χ in Abhängigkeit von den Werten für F₀ werden in einen Speicher eingegeben. Im Verlaufe eines zweiten Abschnitts der Einstellung mit einer maximalen Zeitdauer i₀ bleibt die Amplitude der elektrischen Impulse 100 konstant

gleich h ε_ν Liegt am Ende dieser Zeitdauer r₀ die

gleich Ii r._y Liegt am Ende di ₀

Abweichung (R — R₀) immer noch über der für die Widerstandseinstellung gewünschten Genauigkeit, so wird die Impulsamplitude, ausgehend von dem Wert /ιε,, um eine Zuwachsamplitude von Ah' linear vergrößert. Man kommt so zu einem dritten Abschnitt der Widerstandseinstellung, der aber nur fakultativ ist, da im allgemeinen die Widerstandseinstellung im Verlaufe des zweiten Abschnitts der Dauer J₀ mit der gewünschten Genauigkeit zu dem vorgegebenen Wert R_n führt. Die Folgefrequenz der elektrischen Impulse 100 ist während des ersten Einstellabschnitts konstant, dagegen nimmt sie während des zweiten Einstellabschnitts und des dritten Einstellabschnitts ab. Diese Abnahme der Folgefrequenz der Impulse wird in Abhängigkeit von der Abweichung ε festgelegt. Diese Arbeitsweise bietet im Vergleich zu der Betriebsweise bei der ersten Ausführungsform der Erfindung einige Vorteile.

Da nämlich während des ersten Abschnitts der Einstellung die Amplitude der elektrischen Impulse 100, ausgehend von dem Wert Null, linear zunimmt, kann auf die Bestimmung der Amplitude h_n für den ersten der durch den Widerstand R hindurchgeschickten elektrischen Impulse verzichtet werden. Da außerdem der dritte Einstellabschnitt im allgemeinen nicht erforderlich ist und die Amplitude der elektrischen Impulse während des zweiten Einstellabschnitts konstant gleich /?,, ist, wird auch die Bestimmung der aufeinanderfolgenden Zuwachsraten .1/j,·,,, Ah-,. ₂ usw. unnötig. Außerdem ist bei der ersten Ausführungsform der Erfindung die Folgefrequenz der elektrischen Impulse konstant, während diese Folgefrequenz bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung während des zweiten und des dritten Einstellabschnitts abnimmt, was eine raschere Erreichung des einzustellenden Sollwertes K₀ mit der angegebener· Genauigkeit ermöglicht. .

Dieser letzte Vorteil laßt sich klar aus der Darstellung in F i g- 5 ersehen. In F i g. 5 ist die Abweichuno f während der Einstellung, ausgedrückt in Prozentwerten, in Abhängigkeit von der Zeit / dargestellt, wobei für die Kurve A eine feste Folgefrequenz von 100 Hz für die Kurve B eine solche von 50 Hz, für die Kurve C eine Folgefrequenz von 25 Hz und schließlich für die Kurve D eine im Verlaufe des Einstellvorgangs zwischen 100 und 25 Hz variable Frequenz angenommen ist. Für F i g. 5 ist die zu erreichende Gabel, d.h. die für den Wert« zu erreichende Genauigkeit, zwischen - l°/oo und - I⁰Oo anoesetzt. Zunächst zeigt Fi g. 5 klar, daß man mit einer konstanten Folgefrequenz von 100 Hz (Kurve A) den Wert R nicht mit der gewünschten Genauigkeit von ± IV00 einstellen kann. Eine konstante Folgefrequenz von 25 Hz (Kurve C) führt zu einer zu langen Einstellzeit. Durch eine Modulation der Folgefrequenz für die elektrischen Impulse (Kurve Z)) erhält man den Wert R mit der gewünschten Genauigkeit viel rascher als mit einer konstanten Folgefrequenz von 50 Hz (Kurve B). Die zweite Ausführungsform der Erfindune ermöelicht also eine noch wesentlich raschere ^Einstellung des Widerstandes mit der gewünschten Genauigkeit als die erste Ausführungs-

Die in Fig. 6 als Blockschaltbild veranschaulichte zweite Ausführunesform der Erfindung enthält fünf Digitalanzeigekreise 102, 104, 106, 108 und 110. von denen jeder einem von fünf nachstehend aufgeführten Parametern zugeordnet ist. So gehört zum Anzeigekreis 102 der Sollwert R₃, auf den der Widerstand R am Ende des Einstellvorganges gebracht sein soil, zum Anzeigekreis 104 die für die Einstellung des Wertest erzielbarc Genauigkeit, zum Anzeigekreis 106 die Maximaldauer f₀ für den zweiten Einstellabschnitt mit Zuführung von elektrischen Impulsen der konstanten Amplitude /1,,, zum Anzeigekreis 108 der Flächenwiderstand n_a für d»n einzustellenden Widerstand R und zum Anzeigekreis 110 die Länge L des einzustellenden Widerstandes R, die dessen geometrischen Parameter darstellt. Die Einführung der beiden letzten Parameter in die Widerstandseinstellung ist von besonderem Interesse, da sie eine Berücksichtigung der elektrischen und geometrischen Eigenschaften des einzustellenden Widerstandes R ermöglicht. Dazu sei daran erinnert, daß der Wert eines Widerstandes R in Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds — ein Fall, der für Dünnschichtwiderstände erfüllt ist — durch die Beziehung

' e ■ I

gegeben ist. in der η den spezifischen elektrischen Widerstand des Widerstandsmaterials. L die Lange des Widerstandes, e seine Dicke und / seine Breite bezeichnen. Definitionsgemäß ist der Flächenwiderstand p_D = ° . Die Zuwachswerte Ali und Ah' für

die Amplitude der elektrischen Impulse, die den einzustellenden Widerstand R durchqueren, werden einzig allein in Abhängigkeit von den Größen η und L

ratorstufe 134 kommt während des zweiten Einstellabschiiitts zum Einsatz und liefert an ihrem Ausgang Spannungsimpulse mit der konstanten Amplitude h E₁ und einer in Abhängigkeit von dem Wert ε abnehmenden Folgefrequenz. Die Generatorstufe 36 wirdwanrend des dritten und fakultativen ninsieilaDSCüüms

, „ ..„_ eingesetzt und liefert an ihrem Ausgang Spannungsdom zweiten Eingang des Komparationsblockes 112 impulse der Amplitude K _t + P-⁴ '''> ^w°^bei P ^den »ueeführt Der Komparationsblock 112 kann bei- p-ten während des dritten Einstellabschnitts abgegeinielsweise als Meßbrücke nach Art einer Wheat- ίο benen Impuls und h' die Amplitudenzuuahme wan- «toneschen Brücke ausgeführt sein, wobei einer der rend dieses Einstellabschnitts bezeichnen. Weiter sind sto en · " " ■ " ' · · zwei Speicherstufen 138 und 140 für die Speicherung

der Größen Ah bzw. Ah' vorgesehen. Die beiden Speicherstufen 138 und 140 sind ebenso wie die

gewählt und nicht in Abhängigkeit von der Abweichung^ .,..„„

Der auf den vom Anzeigekreis 102 angezeigten Sollwert R₀ einzustellende Widerstand R wird an einen der beiden Eingänge eines ersten Komparationsblockes 112 für den Vergleich von R und A₀ angeschlossen, und der einzustellende Sollwert R₀ wird

Brückenzweige den Sollwert R₀ und ein anderer Brückenzweig den Momentanwert für den Widerstand R enthält. Der Komparationsblock 112 liefert

stand K enuiaii. ua ivui.,_h««uuu_Su.^k h* ..««ι Speicherstufen 138 und 140 sind eben

an seinem Ausgang ein Signal mit einer der Differenz 15 zweite Speicherstufe 118 des Speichers 114 tür aie

(RR) proportionalen Amplitude Diese Wider- Speicherung der Werte χ interne Speicher, die atm

- R ) proportionalen Amplitude. Diese Wider- Speicherung der Werte χ interne Speicher, die dem ⁰ - · . - Zugriff des Benutzers prinzipiell unzugänglich sind.

Die Auswahl der Werte für Ah bzw. für Ah erfolgt über zwei Wählstufen 142 bzw. 144. Die beiden Wählstufen 142 und 144 besitzen jeweils zwei Env gänge und werden dort von den Anzeigekreisen 108 für den Flächenwiderstand _Ca bzw. 110 fur die Länge L angesteuert. Der Ausgang der Wahlstufc 142 für die Auswahl der Größe A h ist mit einem der

^K — '»■o·' F¹^h""'""" · ""i —»■» ...—.

Standsabweichung ist vor der Einstellung des Widerstandes R gleich ε₀ = (R - R₀V Ein Speicher 114 liefert an seinem Ausgang ein Signal für die Abweichung ε,, die einem bestimmten Prozentsatz der ursprünglichen Abweichung ε₀ entspricht. Dazu enthält der Speicher 114 eine erste Speicherstufe 116 für die Speicherung des Anfangswertes ε₀ der Abweichung Binn der Widerstandseinstellung eine zweite

vor Beginn der Widerstandseinstellung, eine zweite im wc ηω»ωι. «-. >->■ ~ ---- ,

Sneicherstufe 118 für die Speicherung der Werte χ als 25 beiden Eingänge der Generatorstufe 132 verDunaen,

^Jy . . ._.. u_: „ „: „: r>„.„u»„:i J.,, Λ«,,.., „„A_nrar Pinoino an den Auseang der laKl-

deren anderer Eingang an den Ausgang der geberstufe 124 angeschlossen ist. Der Ausgang ^ der Wählstufe 144 für die Auswahl der Größe Δ h ist Impulse der Amplitude ρ · A ft' liefert, wobei ρ den Impulse der Amplitude ρ Ah' liefert wobei ρ den p-ten bezeichnet, mit einem der drei Eingange der Generatorstufe 136 verbunden. Von den beiden weiteren Eingängen der Generatorstufe 136 ist der eine mit dem Ausgang der Taktgeberstufe 124 und der

1 LJ

Funktion von ε₀, wobei .t eine einen Bruchteil der anfänglichen Abweichung ε₀ wiedergebende Zahl ist, und eine dritte Speicherstufe 120 für die Speicherung

der Größe C₁ =^q^eo- ^Ein zweiter Komparationsblock 122 für den Vergleich der Werte ε und E₁ ist mit
seinem einen Eingang an den Ausgang des Speichers
114 und mit seinem anderen Eingang an den Ausgang
des ersten Komparationsblockes 112 angeschlossen mn ucui Λΐ«_Βαΐ._Β —. --.»e-------

und eSt von ersterem ein der Größe ε, entsprechen- 35 andere mit dem Ausgang einer Speichegufe 148 ve des Signal und von letzterem ein der Größe ε entspre- bunden, m der die Große: h 1 gespeichert ist die chendes Signal zugeführt. Der Komparationsblock außerdem der Generatorstufe 134 an «"«£*"?!*£ 122 besitzt drei Ausgänge, von denen jeder einem der den Eingänge zugeführt wird. Die Generatorstufe 136 dS fü das Vergleic^ghse⁸rgebnis möglichen Fälle ε> ε, wird nur dann in Betrieb genommen <wem. bei de TA und ε<ε, entspricht. Der Vergleich der ₄o Einstellung«^■ ^«^^^^^ffi^ Werte R und R₀ wird jeweils nach Durchgang eines
elektrischen Impulses durch den einzustellenden
Widerstand R vorgenommen. Eine Taktgeberstufe
124, die hauptsächlich einen Generator 126 zum Er-

nauigkeit nicht schon am Ende des zweiten Abschnitts der Dauer f_D erreicht ist. Zu diesem Zwecke ist der Anzeigekreis 106 für die Anzeige der maximalen Dauer t_n des zweiten '^•"•»"•»'«'-hnitte an einem

durch eine Stcuerstufe 130 mit durch die Größe ε modulierter Frequenz gesteuert wird, besitzt drei Eingänge, nämlich einen ersten Eingang für die Steuerstufe 128 mit fester Frequenz, der an den Ausgang ε>ε₁ des Komparationsblockes 122 angeschlossen ist, und zwei weitere Eingänge, die gleichzeitig die Eingänge für die Steuerstufe 130 mit modulierter Frequenz darstellen und von denen der eine mit dem Ausgang ε <[ ε, des Komparationsblockes 122 und der andere mit dem Ausgang des Komparationsblockes 112 für den Vergleich zwischen den Werten R und R₀ angeschlossen ist, was eine Frequenzmodulation durch die Größe r ermöglicht. Der Ausgang der Taktgeberstufe 124 ist parallel mit den Eingängen von drei Gencratorstufen 132, 134 und 136 verbunden. Die Gencratorstufe 132 kommt während des ersten Einstellabschnitts zum Einsatz und liefert an ihrem Ausgang Spannungsimpulse der Amplituden AIu wobei /1 den Η-ten Impuls bezeichnet, der mit um .-l/i wachsender Amplitude und konstanter Folgefrequenz während des ersten F.instcllahschnitts durch den einzustellenden Widerstand R geschickt wird. Die Geneverbunden, die oen ueneiaiui i*u nvuv,,. ^„

Eingang der Triggerstufe 150 ist an den Ausgang eines Chronometers 152 angeschlossen, dessen Eingang wiederum mit dem Ausgang ε = ε₁ des Kompa-50 rationsblockes 122 verbunden ist. Dieser Ausgang des Komparationsblockes 122 ist außerdem einerseits mit einem der beiden Eingänge der die Größe h,, enthaltenden Speicherstufe 148 und andererseits mit einem Eingang 154 einer Auswahlstufe 156 für die Auswahl 55 einer der drei Generatorstufen 132, 134 und 136 verbunden. Über diesen Eingang 154 wird die Generatorstufe 134 in Betrieb gesetzt, während ein weiterer Eingang 158 die Inbetriebnahme der Generatorstufe 132 veranlaßt und für die Inbetriebnahme der Generator 60 stufe 136 ein dritter Eingang 160 der Auswahlstufi 156 vorgesehen ist. Der Ausgang der Auswahlstufi 156 ist mit einem Leistungsverstärker 162 verbunden der die elektrischen Impulse liefert, die den cinzu stellenden Widerstand R durchqueren. Der Ausgan 65 des Leistungsverstärkers 162 ist außerdem mit der zweiten Eingang der Speicherstufe 148 für die Spei cherung der Amplitude /1,, verbunden, wobei die Aul nähme des Wertes /1,, in die Speicherstufe 148 durc

den Ausgang e = e_t des Komparationsblockes 122 gesteuert wird. Ein Komparationsblock 164 vergleicht die Größe ε mit der im Anzeigekreis 104 angezeigten Genauigkeit. Der Komparationsbloek 164 ist einerseits mit einer Arretier- und Rückstellstufe 166 der Einstellvorrichtung und andererseits mit einer Verwerfungsstufe 168 für die Verwerfung des einzustellenden Widerstandes R verbunden. Abgesehen von der Speicherstufe 118 und den Speicherstufen 138 und 140 halten alle Speicherstufen die ihnen zugeführten Informationen nur während eines Einstellzyklus fest. Ein in der Zeichnung nicht dargestellter Anzeigekreis ermöglicht die Einführung eines vorab wählbaren Maximalwertes für die Gesamtzeit für die Einstellung, die alle drei Einsteltabschnitte umfaßt. Dieser Anzeigekreis kann am Beginn des Einstellvorganges einen Taktgeber triggern, der seinerseits am Ende der vorgegebenen Gesamtzeit die Venverfungsstufe 168 ansteuert.

Als Beispiel für die Erläuterung der Betriebsweise der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung seien ein einzustellender Wert R₃- 10000 Ohm, ein Ausgangswert für den einzustellenden Widerstand R — 9500 Ohm und eine von dem Anzeigekreis 104 angezeigte Genauigkeit von 0,1 % angenommen. Sobald diese Genauigkeit und die Größen für R₀, f₀, p_a und L angezeigt sind und der einzustellende Widerstand mit dem Komparationsbloek 112 verbunden ist, so zeigt dieser einen Wert ε = ε₃ = 500 Ohm. Die Speicherstufe 118 liefert einen der Größe f_u entsprechenden Wert χ von beispielsweise 80, woraus sich

OQ

ε 1 berechnet zu ε. = ε₀ — 400 Ohm.

¹ 100

Dieser Wert E₁ — 400 Ohm wird in die Speicherstufe 120 eingegeben und steht für den Komparationsbloek 122 zur Verfügung. Die Auswahl der Größen Λ h und Δ ti für die Speicherung erfolgt über die Auswahlstufen 142 und 144, und diese Werte stehen dann den entsprechenden Generatorstufen 132, 134 und 136 zur Verfügung. Für das Illustrationsbeispiel seien A Ii = 1 V und Λ ti = 0,1 V angenommen. Am Beginn des Einstellvorganges liefert der Taktgeber 124 über die Steuerstufe 128 eine feste Frequenz von beispielsweise 100 Hz. Die Auswahlstufe 156 für die Auswahl der Generatorstufen stellt dann die Verbindung zum Ausgang der Generatorstufe 132 her. Diese wird damit getriggert, und man erhält für den einzustellenden Widerstand R über den Leistungsverstärker 162 eine Impulsfolge mit linear ansteigender Amplitude, wobei die Amplitude zwischen zwei aufeinanderfolgenden Amplituden um einen Zuwachs Δ h von 1 V zunimmt. Sobald die Abweichung ε des Wert ε, annimmt, was bei dem gewählten Beispiel einen Wert R = 9000 Ohm bedeutet, gibt der Komoarationsblock 122 für den Vergleichι von ε und ε, an

seinem Ausgang* = S₁ ein Signal ab. Dieses Signal veranlaßt die Speicherung des letzten von der Generatorstufe 132 abgegebenen Impulses also beispielsweise die Speicherung eines Impulses nAh-h_ei = 100 V Über den Ausgang ε = E₁ des Kompara-

tionsblocices 122 wird eine Verbindung der Auswahlstufe 156 mit dem Ausgang der Generatorstufe 134 für Impulse der konstanten Amplitude h, ₁ = 100 V hergestellt. Die Folgefrequenz für diese Impulse ist nicht mehr konstant, sondern ändert sich als Funk-

is tion der Abweichung ε, bei dem gewählten Beispiel von 100 Hz für ε = ε, zu 5 Hz für = der angezeigten Genauigkeit, wobei diese letzte Frequenz nach einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit variiert. Der Ausgang _ε = % des Komparationsblockes 122 veranlaßt außer-

dem'die Triggerung des Chronometers 152 fur die Bestimmung der Zeitdauer des zweiten Einstellabschnitts. Ist am Ende der im Anzeigekreis 106 angezeigten Zeitdauer t₀ die Abweichung ε immer noch größer als die im Anzeigekreis 104 angezeigte Ge-

nauigkeit, so wird über die Triggerstufe 150 die Auswahlstufe 156 mit dem Ausgang der Generatorstufe 136 für die Abgabe von Impulsen der Amplitude h + ρ Δ ti, also von 100 V + ρ ■ 0,1 V, verbunden, und gleichzeitig wird der Generator 146 für die Im-

PUlSePzIZ₁' angesteuert. Die gesamte Einstellvorrichtung arbeitet dann ohne Begrenzung hinsichtlich der Gesamtzeit für den Einstellvorgang so lange, bis die festgestellte Abweichung ε innerhalb der gewünschten Genauigkeitsspannung von ±1·/β für die Wider-

Standseinstellung liegt. Sodann triggert der Komparationsblock 164 die Arretier- und Rückstellstufe 166, die ihrerseits die gesamte Einstellvorrichtung anhält und auf Null zurückstellt. Die feste Frequenz von 100 Hz am Beginn der Einstellung ermöglicht einen

Zeitgewinn für die Dauer der Einstellung, während die geringe Frequenz von 5 Hz am Ende der Widerstandseinstellung eine ausgezeichnete Genauigkeit für die Widerstandseinstellung ergibt, da dann die den einzustellenden Widerstand R durchlaufenden

elektrischen Impulse diesen nur sehr schwach auf-

Die drei Generatorstufen 132, 134 und 136 und der Generator 146 sowie die Auswahlstufe 156 für ihre Auswahl und die Speicherstufe 148 für die Spei-

cherung der Größe K_x und gegebenenfalls der Leistungsverstärker 162 können in ihrem Betriebe in einem Speiseprogramm zusammengefaßt werden. Die Einspeicherung des Wertes A_M läßt sich dann durch einfaches Blockieren des Speiseprogramms auf dem Ausgangsniveau h_{c t} erzielen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Vorrichtung zum selbsttätigen Abgleichen des Istwertes eines Widerstandes auf einen vorgebbaren Sollwert R_e mit einer vorgebbaren Genauigkeit unter Änderung des Anfangswertes mittels thermischer Oxydation von Material der Widerstandsschicht in einer sauersioffhaltigen Umgebung unter dem Einfluß eines Durchgangs einer Folge elektrischer Impulse, die einen Impulsgenerator zum Erzeugen von Impulsen mit vorgebbarer Dauer für den Widerstandsabgleich, einen digital arbeitenden Komparator zum Vergleichen des jeweiligen Momentanwertes des Widerstände« R mit dem Soliwert R₀ und einen Umschalter zum wahlweisen Anschalten des abzugleichenden Widerstandes R an den Impulsgenerator oder an den Komparator enthält, gekennzeichnet durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale:

   a) einen Digitalanzeigekreis (4; 104) für die gewünschte relative Genauigkeit des abzugleichenden Widerstandes R;

   b) einen an den Ausgang des Komparators (6) angeschlossenen Steuerspeicher (12) zum Steuern des an den Ausgang des Steuerspeichers (12) angeschlossenen Impulsgenerators (14) in Abhängigkeit von Wert, Art und Abmessungen des Widerstandes R zur Erzielung einer einen Anfangswert Null einschließenden und ansteigenden Impulsleistung;

   c) einen den Impulsgenerator (14) steuernden Taktgenerator (20) zur Vorwahl der Folgefrequenz und Impulsbreite, gemessen auf halber Höhe der Impulse.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (6) eine mit einem Pol an Masse liegende Bezugsspannungsquelle E, Schaltelemente (22) mit ■ mittels eines Anzeigekontaktes auf den vorgebbaren Sollwert R₀ einstellbaren elektrischen Widerstand, einen mit einem seiner Eingänge an Masse gelegten Rechenverstärker (24), dem der einzustellende Widerstand/? zwischen seinem nicht an Masse liegenden Eingang und seinem Ausgang parallel schaltbar ist und der mit der Bezugsspannungsquelle E und den in ihrem Widerstand einstellbaren Schaltelementen (22) eine Serienschaltung bildet, η parallel zueinander angeordnete Komparationsblöcke (26, 28, 30) mit vorgegebener und von Block zu Block verschiedener Genauigkeit, je zwei Eingänge (38, 40), von denen jeweils der erste Eingang (38) unmittelbar mit dem nicht an Masse liegenden Pol der Bezugsspannungsquelle E und der zweite Eingang (40) mit dem Ausgang des Rechenverstärkers (24) verbunden ist, und je drei Ausgängen (42, 44, 46), von denen jeweils der erste Ausgang (42) und der dritte Ausgang (46) ein Signal führen, wenn der Momentanwert des einzustellenden Widerstandes R in den Grenzen der Genauigkeit des jeweiligen Komparationsblockes (26, 28, 30) kleiner bzw. größer ist als der vorgegebene Sollwert R₀, der zweite Ausgang (44) dagegen dann, wenn der Momentanwert des einzustellenden Widerstandes R innerhalb der jeweiligen Genauigkeit mit dem vorgebbaren Sollwert R₀ übereinstimmt, und eine an die Ausgänge (42, 44, 46) der Komparationsblöcke (26, 28, 30) angeschlossene Aaswahllogik (32) mit drei Ausgängen für die Auswahl jeweils eines Komparationsausganges enthält

   (Fig. 3).

   3, Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Digitalanzeigekreis (2) für den vorgebbaren Sollwert R₀ der Steuerspeicher (12) und der Impulsgenerator (14) ein Netzwerk (56) aus über einerseits von den drei Ausgängen der Auswahllogik (32) und andererseits vom Anzeigekontakt der Schaltelemente (22) für die Anzeige des Sollwertes A₀ bei im Rang / der höchsten Dekade dieses Sollwertes R₀ entsprechender Stellung des Anzeigekontaktes ansteuerbare Relais (62) durch einen Taktgeber (60) speisbaren Widerständen (58), einen Rechenverstärker (70) und einen parallel dazu am Ausgang des Netzwerkes (56) aus den Widerständen (58) liegenden Kondensator C, die gemeinsam einen Integrator für die Integration der Taktimpulse aus dem Taktgeber (60) und die Abgabe einer Treppenstufenspannung bilden, und zwei in Serie geschaltete Spaanuiigsquellen (76 und 78) aufweisen, von denen die erste Spannungsquelle (76) durch die Treppenstufenspannung am Ausgang des Rechenverstärkers (70) steuerbar ist und die zweite Spannungsquelle (78) ausgangsseitig mit einem der beiden Enden des dann mit seinem anderen Ende an Masse liegenden einzustellenden Widerstandes R verbindbar und durch den Anzeigekontakt für die Anzeige des Sollwertes R₀ steuerbar ist (Fig. 3).

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (13 in Fig. 1) als Relais mit zwei Schaltkontakten (34 und 36) ausgeführt ist (Fig. 3).

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die für jeden der Komparationsblöcke (26, 28, 30) geltende Genauigkeit für den Widerstandsvergleich in Form einer der jeweiligen Genauigkeit proportionalen Spannungsdifferenz Δ V₀ in den jeweiligen Komparationsblock (26, 28, 30) einführbar ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer dem Digitalanzeigekreis (104) für die Anzeige der gewünschten relativen Genauigkeit für den abzugleichenden Widerstand R und einem Digitalanzeigekreis (102) für den durch die Widerstandseinstellung zu erreichenden Sollwert R₀ einen dritten, einen vierten und einen fünften Digitalanzeigekreis (106, 108 bzw. 110) enthält, von denen der dritte Digitalanzeigekreis (106) der Maximaldauer f₀ für einen zweiten Einstellabschnitt, der vierte Digitalanzeigekreis (108) dem Flächenwiderstand ρ_α und der fünfte Digitalanzeigekreis (110) einem für die Geometrie des einzustellenden Widerstandes R charakteristischen Parameter L zugeordnet ist (F i g. 6).

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspeicher (12) eine erste Speicherstufe (116) für die Speicherung des Anfangswertes e₀ für die Abweichung des Momentanwertes des einzustellenden Widerstandes R vom vorgebbaren Sollwert R₀ vor Beginn der Widerstandseinstellung, eine zweite Speicherstufe

   21

   182 f

   (120) für die Speicherung einer einen Bruchteil äes Anfangs wertes ε₀ für di? Widerstandsabweichung entsprechenden Abweichung e_s, eine dritte Speicherstufe (138) für die Zunahme Ah der Amplitude der Impulse aus dem ImpuLgene- rator(14) während eines ersten Einstellabschnitts, eine vierte Speicherstufe (140) für die Speicherung der Zunahme A h' der Impulsaraplitude während eines dritten Einstellabschnitts und eine . fünfte Speicherstüfe (140) für die Speicherung der Impulsamplitude/i_£ j während des zweiten Einstellabschnitts enthält.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (6) einen ersten Komparationsblock (112) zum Vergleichen des Momentanwertes des einzustellenden Widerstandes R mit dem vorgebbaren Sollwert R₀ und zum Gewinnen des Anfangswertes ε₀ für die Widerstandsabweichung zwecks deren Einspeisung in die zweite Speicherstufe (120) des Steuer-

   Speichers (12) und später der laufenden Wider-

   Standsabweichung ε, einen zweiten Komparationsblock (122) zum Vergleichen der Widerstandsabweichungen ε und E₁ mit zwei Eingängen, Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung von denen der eine mit der zweiten Speicher- 25 _zum selbsttätigen Abgleichen des Istwertes eines stufe (120) für die Widerstandsabweichung ε, und Widerstandes auf einen vorgebbaren Sollwert R_Q mit der zweite mit dem Ausgang des ersten Kompara- einer vorgebbaren Genauigkeit unter Änderung des tionsblockes (112) für den Vergleich des Momen- Anfangswertes mittels thermischer Oxydation vor. tanwertes einzustellenden Widerstandes R und Material der Widerstandsschicht in einer sauerstoffdes vorgebbaren Sollwertes K₀ angeschlossen ist, 30 haltigen Umgebung unter dem Einfluß eines Durch- und mit drei Ausgängen, von denen jeder einem gangs einer Folge elektrischer Impulse, die einen der drei für das Vergleichsergebnis möglichen Impulsgenerator zum Erzeugen von Impulsen mit Fälle£>£i, ε = E₁ und ε<ε_ι entspricht, und vorgebbarer Dauer für den Widerstandsabgleich, einen dritten Komparationsblock (164) zum Ver- einen digital arbeitenden Komparator zum Vergleigleichen der Widerstandsabweichung e mit ge- 35 chen des jeweiligen Momentanwertes des Widerstanwünschter Genauigkeit enthält, der mit einem des R mit dem Sollwert R_n und einen Umschalter

   eine die dritte Generatorstufe (136) betreibende Triggerstufe (ISO) mit zwei an einen Generator (152) bzw. an den dritten Digitalanzeigekreis (106) angeschlossenen Eingängen und eine Taktgeberstufe (124) für den Betrieb einerseits der ersten Gentratorstufe (132) mit fester Folgefrequenz und andererseits der zweiten und der dritten Generatorstufe (134 und 136) mit durch die Wiclerstandsabweichung modulierter Folgefrequenz enthält.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Generatorstufen (132, 134 und 136) für die drei Einstellabschnitte, die Auswahlstufe (156) für die Auswahl und die fünfte Speicherstufe (148) für die Speicherung der konstanten Impulsamplitude /i_£ j im zweiten Einstellabschnitt betriebsmäßig in einem gemeinsamen Speiseprogramm zusammengefaßt sind.