DE2245934A1 - PROCEDURE FOR FINE CALIBRATION OF A PHYSICAL SIZE - Google Patents
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Description
Verfahren zum Feinabgleich einer physikalischen Größe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feinabgleich einer physikalischen Größe, wobei der Abgleich ein konvergierender, analoger, mit Trägheit behafteter Vorgang ist und von einem gegenüber dem Sollwert größeren Istwert ausgehend in Richtung auf den Sollwert der physikalischen Größe erfolgt.Method for fine adjustment of a physical quantity The invention relates to a method for fine adjustment of a physical variable, the adjustment is a converging, analogous, inertial process and of one the actual value greater than the setpoint, starting in the direction of the setpoint of the physical quantity takes place.
Aufgabe der Erfindung ist es dabei, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, durch welches ein Feinabgleich autotnatisch durchgeführt wird, mit dem angestrebte Sollwerte äußerst genau erreichbar sind und bei dem die bei einer Vielzahl von gleichartigen Abgleichen auftretenden Toleranzen innerhalb eines ganz engen Bereichs liegen.The object of the invention is to provide a method of the type mentioned to create, through which a fine adjustment is carried out autotnatically, with where the desired setpoints can be achieved extremely precisely and where the at one Variety of similar comparisons occurring tolerances within a whole narrow area.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Istwert der abzugleichenden physikalischen Größe in Stufen ermittelt und dessen Abweichung von einem vorgegebenen, ebenfalls in Stufen vorliegenden Soll-.According to the invention, this object is achieved in that the actual value the physical quantity to be compared is determined in stages and its deviation from a predetermined target, also present in stages.
wert in einer Vergleichsstelle festgestellt wird und daß die Geschwindigkeit des Abgleichs bei großer Abweichung der physikalischen Größe vom Sollwert groß und bei kleiner Abweichung klein gewählt ist.value is determined in a comparison junction and that the speed of the adjustment in the event of a large deviation of the physical variable from the setpoint large and is chosen to be small in the case of a small deviation.
Durch diese Maßnahmen erreicht man, daß die Geschwindigkeit des Abgleichs mit kleiner werdender Abweichung der physikalischen Größe vom Sollwert in Stufen verringert wird. Damit läßt sich der angestrebte Sollwert feinfühlig approximieren. Realisiert wird das Abgleichverfahren durch einen Regelkreis, in dem die physikalische Größe durch ein Digital-Meßgerät ermittelt und anschließend einem ebenfalls digital arbeitenden Vergleicher zugeleitet wird. Die am Vergleicherausgang erhaltende Abweichung des Istwertes der physikalischen Größe vom Sollwert wird einer Steuerschaltung zugeführt, durch welche der Abgleichvorgang über ein Stellglied herbeigeführt wird. Der Abgleich wird damit zu einem automatisch ablaufenden Regelvorgang; subjektive, den Abgleich beeinträchtigende Faktoren werden deshalb vermieden, so daß sich neben großer Genauigkeit auch ein enger Toleranzbereich für eine Vielzahl von Abgleichen einhalten läßt.These measures ensure that the speed of the adjustment with decreasing deviation of the physical variable from the setpoint in steps is decreased. The desired setpoint can thus be sensitively achieved approximate. The adjustment process is implemented by a control loop in which the physical Size determined by a digital measuring device and then also digitally working comparator is fed. The deviation obtained at the comparator output the actual value of the physical variable from the setpoint is fed to a control circuit, through which the adjustment process is brought about via an actuator. The adjustment thus becomes an automatically running control process; subjective, the adjustment impairing factors are therefore avoided, so that in addition to great accuracy a narrow tolerance range for a large number of adjustments can also be maintained.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die abzugleichende physikalische Größe die Schwingfrequenz eines Schwingquarzes ist und daß diese Frequenz im Zuge des Abgleichs durch Ablagerung von Metalldampf auf detn Schwingquarz vorgesehenen metallischen Kontaktbelag bis zum Erreichen des Sollwertes verringert wird, daß der Metalldampf mit Hilfe einer Heizung erzeugt wird, die in ihrer Leistung gemäß der Abweichung der in Form eines digitalen Wertes ermittelten Istfrequenz des Schwingquarzes von der ebenfalls in digitaler Form vorliegenden Sollfrequenz gesteuert und bei Erreichen der Sollfrequenz abgeschaltet wird.A preferred embodiment of the invention is that the The physical variable to be adjusted is the oscillation frequency of a quartz oscillator and that this frequency occurs in the course of the adjustment due to the deposition of metal vapor The metallic contact coating provided for the quartz oscillator until the target value is reached is reduced that the metal vapor is generated with the aid of a heater, which in their performance according to the deviation from the one determined in the form of a digital value Actual frequency of the quartz crystal from the one that is also available in digital form Setpoint frequency is controlled and switched off when the setpoint frequency is reached.
Wenn man in dieser Art verfährt, ist der Schwingquarz in einem als Bedampfungsraum dienenden Rezipienten untergebracht und in eine Schwingschaltung eingefügt. Die Intensität der Bedampfung und damit die Geschwindigkeit des Abgleichs werden nach voreingestellten Frequenzwerten nacheinander in mehreren Stufen reduziert. Damit läßt sich die angestrebte Sollfrequenz besonders gut annähern. Nach Erreichen der Sollfrequenz wird der Bedampfungssorgang beedet und der Rezipient wird automatisch belüftet. Durch dieses Abgleichverfahren erhaltene Quarze zeichnen sich hinsichtlich ihrer Schwingfrequenzen durch besonders gleichbleibende Qualität aus, wobei auch die Sollfrequenz der bedampften Quarze wesentlich genauer reproduziert ist als bei Anwendung von Abgleichverfahren der Analogtechnik.If one proceeds in this way, the quartz crystal is in one as Housed the vacuum chamber serving recipients and in an oscillating circuit inserted. The intensity of the vaporization and thus the speed of the adjustment are successively reduced in several stages according to preset frequency values. This allows the desired setpoint frequency to be approximated particularly well. To Reach The steaming process is terminated after the setpoint frequency and the recipient becomes automatic ventilated. Quartz crystals obtained by this calibration method stand out with regard to their oscillation frequencies are characterized by particularly consistent quality, whereby also the target frequency of the vapor-deposited crystals is reproduced much more precisely than with Use of adjustment methods of analog technology.
Ferner ist von Vorteil, daß beim gesamten Abgleichvorgang lediglich das Einsetzen des Quarzes in den Rezipienten sowie dessen Entfernung nach erfolgtem Abgleich von Hand zu erfolgen braucht. Nachdem somit eine manuelle Regelung der Bedampfung, bei der sich abgesehen davon auch subjektive Einflüsse auf das Abgleichergebnis auswirken würden, vermieden wird, erreicht man neben einer gleichmäßigeren Qualität der Quarze auch noch den gorteil der Arbeitsersparnis.It is also advantageous that only the insertion of the quartz into the recipient and its removal afterwards Adjustment needs to be done by hand. After a manual regulation of the Steaming, which apart from that also has subjective influences on the calibration result would have an effect, is avoided in addition to a more uniform quality The crystals also have the great part of saving work.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die einheit der Stufung bei der Ermittlung der physikalischen Größe und die Feinheit der Stufung der Sollwerte wählbar sind. Insbesondere durch eine Verfeinerung der Stufung, - bei einem Schwingfrequenzabgleich bedeutet dies eine genauere Messung der Istfrequenz sowie eine präzisere Vorgabe der Sollfrequenz, - läßt sich auf einfache Weise die Genauigkeit des Abgleichverfahrens steigern.Another embodiment of the invention is that the unit the graduation when determining the physical size and the fineness of the graduation the setpoints can be selected. In particular by a refinement of the graduation, In the case of an oscillation frequency adjustment, this means a more precise measurement of the actual frequency as well as a more precise specification of the setpoint frequency, - can easily be the Increase the accuracy of the matching process.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Block diagram explained in more detail.
Das Blockschaltbild zeigt eine Anordnung um Frequenzabgleich eines Schwingquarzes. Dieser Schwingquarz, - er ist bereits mit einer Beschichtung versehen, - wird in eine Schwingschaltung 1 eingesetzt, wobei das schwingende System des Quarzes in einen Rezipienten 2 der Quarzbedampfungsanlage hineinragt. Die Frequenz des Schwingquarzes wird mit eine. als digitalen Frequenzmesser dienenden Zähler 4 gemessen und mit einem digitalen Vergleicher 5 nach Grenzen bewertet. Diese Grenzen können entweder vom Vergleicher 5 eelbst oder vom Programmteil 6a eines Steuergerätes 6 vorgegeben werden. Sobald der Rezipient 2 geschlossen wird, läuft eine Vakuumpumpe 8 an. Nsch Erreichen des Hochvakuums gibt ein Pumpatand-Steuergerät 3 einen Startimpule an das Steuergerät 6. Auf diesen Startimpuls hin schaltet das Steuergerät 6 das Heizsystem 7 ein.The block diagram shows an arrangement for frequency adjustment of a Quartz crystal. This quartz oscillator - it is already provided with a coating, - Is used in an oscillating circuit 1, the oscillating system of the quartz into a recipient 2 of the quartz vapor deposition system protrudes. the Frequency of the quartz crystal becomes with a. serving as a digital frequency meter Counter 4 measured and rated with a digital comparator 5 according to limits. These Limits can be set either by the comparator 5 itself or by the program part 6a Control unit 6 are specified. As soon as the recipient 2 is closed, runs a vacuum pump 8 on. When the high vacuum is reached, there is a Pumpatand control unit 3 sends a start impulse to the control unit 6. The switches on to this start impulse Control unit 6 the heating system 7 on.
Durch das Heizsystem 7 wird Silber oder ein anderes Material im Rezipienten 2 verdampft. Dieser Silberdampf schlägt sich auf dem bereits vorhandenen Kontaktbelag des Schwingquarzes nieder, wodurch die schwingende Nasse zunimmt und demzufolge die Schwingfrequenz sinkt. Bei Erreichen der Sollfrequenz wird der Dampf strahl zur Schnellabschaltung durch eine Blende unterbrochen und zugleich die Heizung abgeschaltet. Durch die digitale Erfassung der Frequenz des Schwingquarzes mit dem Frequenzzähler 4, den digitalen Vergleich der so ermittelten Frequenz im Ver; gleicher 5 und die Weiterverarbeitung der vom Vergleicher 5 gelieferten Abweichung der Istfrequenz von der vorgegebenen Sollfrequenz wird ein besonders feinfühliger Frequenzebgleich ermöglicht. So wird mit Annäherung der Istfrequenz an die Sollfrequenz die Leistung der Heizung 7 fur den Verdampfer derart reduziert, daß in der Nähe der Sollfrequenz infolge geringer Heizleistung und damit schwacher Bedampfung auch eine sehr geringe änderung geschwindi¢keit der Frequenz des Schwingquarzes erreicht ist. Diese geringe Änderungsgeechwindigkeit der Frequenz des Schwingquarzes ermöglicht ein definiertes Abschalten des Bedampfungstorganges, wodurch einerseits die Sollfrequenz gut angenähert wird, andererseits bei einer Vielzahl von Abgleichen eine geringe Streuung der Frequenzen erzielt wird. Das digitale Abgleichsverfahren ermöglicht die Einfügung beliebiger Zwischen grenzen für die Reduzierung der Leistung der Heizung 7, was zur Erzielung eines großen Typenspektrums wichtig ist. Derartige Zwischengrenzen können, ohne daß zusätzlich irgendwelche Bezugsnormale erforderlich wären, vom Steuergerät 6, bzw. vom Programmteil 6a des Steuergerätes 6, z.B. von einem Lochkartenabtaster vçgegeben werden. Ferner ist es auch möglich, im Frequenzzähler 4 Bereichsumschaltungen vorzunehmen, so daß die Annäherung an die Sollfrequenz beliebig genau, z.B. auf Bruchteile von Hertz, ermöglicht wird.The heating system 7 makes silver or another material in the recipient 2 evaporates. This silver vapor is reflected on the already existing contact layer of the quartz crystal, whereby the oscillating wetness increases and consequently the oscillation frequency drops. When the target frequency is reached, the steam jet is generated interrupted by a cover for quick shutdown and the heating switched off at the same time. By digitally recording the frequency of the quartz crystal with the frequency counter 4, the digital comparison of the frequency determined in this way in the ver; same 5 and the Further processing of the deviation of the actual frequency supplied by the comparator 5 A particularly sensitive frequency adjustment is made from the specified setpoint frequency enables. So as the actual frequency approaches the target frequency, the power will be the heater 7 for the evaporator is reduced in such a way that it is close to the setpoint frequency due to the low heating power and thus weak vaporization, also a very low one The change in speed of the frequency of the quartz crystal is reached. This low The rate of change of the frequency of the quartz crystal enables a defined Switching off the steaming gate, which on the one hand closely approximates the setpoint frequency is, on the other hand, with a large number of adjustments, there is a small spread of the frequencies is achieved. The digital comparison process enables the insertion any intermediate limits for reducing the power of the heater 7 what is important to achieve a wide range of types. Such intermediate boundaries can, without the need for any additional reference standards, from the control unit 6, or from the program part 6a of the control unit 6, e.g. from a punch card scanner are given. It is also possible to switch 4 ranges in the frequency counter so that the approximation to the setpoint frequency is as precise as desired, e.g. on Fractions of Hertz.
3 Patentansprüche 1 Figur3 claims 1 figure
Claims (3)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2592246A1 (en) * | 1985-12-24 | 1987-06-26 | Electronique Piezo Electr Cie | METHOD AND BENCH OF FREQUENCY OF A COUPLED MONOLITHQIUE RESONATOR. |
-
1972
- 1972-09-19 DE DE19722245934 patent/DE2245934B2/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2592246A1 (en) * | 1985-12-24 | 1987-06-26 | Electronique Piezo Electr Cie | METHOD AND BENCH OF FREQUENCY OF A COUPLED MONOLITHQIUE RESONATOR. |
| EP0240645A1 (en) * | 1985-12-24 | 1987-10-14 | Compagnie D'electronique Et De Piezo-Electricite - C.E.P.E. | Frequency adjusting bench and method for a coupled monolithic resonator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2245934B2 (en) | 1976-11-18 |
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