DE2140029B2 - OberflachenmeTigerat - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatents 1 909 683 ist ein Oberfiächenmeßgerät mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor für den Vorschub des Meßtasters, des zu messenden Werkstücks und/oder des Registrierstreifens eines Regisirierge.ates, mit Einrichtungen zur Änderung der Geschwindigkeit und der Wege der angetriebenen Element., ferner mit einem elektrischen Sollwertgeber, einem die Drehzahl des Antriebsmotors steuernden Regler und einem elektrischen Integrator, dessen Ausgang mit einer auf den Antriebsmotor wirkenden Triggerschaltung verbunden ist.

Das Oberflächenmeßgerät gemäß dem Hauptpatent zeichnet sich gegenüber bekannten Ausführungen dadurch aus, daß der Vorschubweg und die Geschwindigkeit der angetriebenen Elemente stufenlos und in weiten Grenzen geändert werden können. Bei dem in dem Hauptpatent beschriebenen Ausrührungsbeispiel wird die zur Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors verwendete Sollwertspannung elektrisch integriert, um eine Aussage über den vom angetriebenen Element zurückgelegten Vorschubweg zu erhalten. Speist man mit diesem Ausgangssignal des Integrators eine Triggerschaltung, so gewinnt man auf einfache Weise ein elektrisches Signal, wenn das angetriebene Element den gewünschten Vorschubweg zurückgelegt hat.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung des Grundprinzips des Haupipatents das Oberflächenmeßgerät dahin weiterzuentwickeln, daß die Dimensionierung der Schaltungsteile, insbesondere des Integrators, vereinfacht und zugleich die Meßgenauigkeit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit einer konstanten Eingangsspannung gespeiste Integrator ein .RC-Zeitglied enthält, dessen Zeitkonstante umgekehrt proportional zur Ausgangsspannung des elektrischen Sollwertgebers veränderlich ist.

Auf diese Weise wird trotz Speisung des Integrators mit einer konstanten Eingangsspannung erreicht, daß das Ausgangssignal des Integrators proportional zum bewirkten Vorschubweg des angetriebenen Elementes ist.

Das in der Zeichnung dargestellte Oberfiächenmeßgerät enthält einen Motor M. der ein Element .·!. > beispielsweise den Meßtaster-Vorschubapparm. das /u prüfende Werkstück (bei stillstehendem Meßtaster) oder den Registrierstreifen einer Registriereinrichtung antreibt.

Die Schaltung enthält ferner einen elektrischen

!■■ Sollwertgeber S. einen Regler R. einen elektrischen Integrator / und eine Triggerschaltung T.

Der Regler R. der die Drehzahl des Motors Λ/ proportional zu der vom Sollwertgeber S \orgcgebener Spannung u_e einstellen soll, besteht aus einem

ι- Differenzverstärker mit den Transistoren T₁. T₁ und T₃. Dieser Differenzverstärker vergleicht die SoHv.cnspantmng u_t. mit einer der Istdrehzah! proportionalen Spannung U₁, die beispielsweise durch einen Tachogenerator G erzeugt wird.

Der Integrator / ist als Miller-Integrator ausgebildet und enthält Transistoren T₄, T₅ und T„. ferner einen Vorwiderstand R₀ und eine im Rückkopplungszweig Hegende Kapazität C₀. Durch diese beiden letztgenannten Elemente wird die Integrations-Zeit-

2s konstante T₀ = R₀C₀ bestimmt.

Der Integrator / wird mit einer festen Eingangsspannung u_B gespeist. Seine Ausgangsspannung ist mit M₀ bezeichnet. Der Sollwertgeber S ist mit der Kapazität C₀ des Integrators / mechanisch so gekoppelt, daß die Kapazität C₀ umgekehrt proportional nut der Sollwertspannung u_e geändert wird. Die Triggerschaltung T ist als Schmitt-Trigger ausgebildet und enthält Transistoren T₇, T₈, ein Relais Rl mit einem Kontakt Rl₁ sowie ein zur Einstellung der Ansprechschwelle der Triggerschaltung dienendes Potentiometer P₁.

Unter Zugrundelegung der obige¹ Bezeichnungen läßt sich die Ausgangsspannung H₁₁ des Integrators / wie folgt ausdrucken:

■= · η_β· df = -?· f .
I₀ J Ό

Definitionsgemäß gilt ferner

Τ· η /-■ O — "O *-Ό

und

Da ferner die Sollwertspannung U₁. der Drehzahl des Motors M und damit der Geschwindigkeit r, des angetriebenen Elementes A proportional ist. also

ergibt sich aus (3) und (4)

Setzt man Gleichung (5) in Gleichung (2) ein, so erhält man

2 i 40029

Durch Einsetzen \on Gleichung |6) in ι jleichung

erhalt mim

lh, ■ ι ■ r.

Bezeichnet man die nach einer Zeil /„„_1V erreichte Ansprechschwellc der Triiiaerschaluins: mit u mi

Da ferner Vorschubweg

und damit

erhalt man

110) Der Vorschubweg s des angetriebenen Elementes (Meßweg) läßt sich also durch Änderung des Vorwiderstandes R₁, einstellen. Die Meßgeschwindigkeit i\ kann bei gleichbleibendem Meßweg s durch die Kapazität C₁. beliebig eingestellt weraen.

Beim Ansprechen der Triggerschaltun.i' 7 schließt das Relais Rl den Kontakt Rl₁. womit der Sollwertgeber S kurzgeschlossen und damit der Motor M stillgesetzt wird. Es versteht sich, daß das Ansprechen der Triggersch,!hung T auch beliebige andere Vorgänge auslöset. kann, beispielsweise ein Löschen des Integrators / oder ein Rücklaufen des Motors Λ/.

Als Antriebsmotor wird vorzugsweise ein Gleichstrom-Nebenschlußmotor eingesetzt, da man auf diese Weise zu einem besonders einfachen Regler gelangt. Grundsätzlich können jedoch auch Wechselstrommotoren benutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Palentanspruch:

   Gberflächenmeßgerät mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor für den Vorschub des Meßtasters, des zu messenden Werkstücks und oder des Registrierstreifens eines Registriergerätes, mit Einrichtungen zur Änderung der Geschwindigkeit und der Wege der angetriebenen Elemente, ferner mit einem elektrischen Sollwertgeber, einem die Drehzahl des Antriebsmotors steuernden Regler und einem elektrischen Integrator, dessen Ausgang mit einer auf den Antriebsmotor wirkenden Triggerschaltuni: verbunden ist. nach Patent 1 909 683. dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer konstanten Eingangsspannung (Ug) gespeiste integrator \I) ein RC-Zeitglied (K₀, C₀) enthiilt, dessen Zeitkonstante umgekehrt propoitional zur Ausgangsspannung (U₁,) des elektrischen Sollwertgebers (S) veränderlich ist.