DE2256619C3 - Gerät zur Erzeugung einer elektrischen Anzeige für die Standardabweichung von Warenartikeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erzeugung einer elektrischen Anzeige für die Standardabweichung von Warenartikeln nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Standard- oder Normabweichung ist ein anerkannter statistischer Maßstab für die Beständigkeit einer meßbaren Eigenschaft einer Ware, solange nicht zufällige Ursachen der Veränderung der Eigenschaft ausgeschaltet sind. Dann ist die Verteilung der Werte der fraglichen Eigenschaft über die Menge der fraglichen Waren eine Zufallsverteilung. Die Standardabweichung wird dadurch berechnet, daß die Quadratwurzel des Durchschnitts der Quadrate der Fehler aller Waren gezogen wird (wobei der Fehler die Differenz zwischen dem Istwert und dem Mittelwert der Eigenschaft für alle Waren ist). Der Bruchteil aller Waren, deren Fehler in der gemessenen Eigenschaft einen bestimmten Wert überschreitet, steht in fester Beziehung zu diesem Fehlerwert. Beispielsweise besitzen 4,56% aller Waren einen Fehler, der größer als die doppelte Standardabweichung ist. Diese 4,56% der Waren enthalten jeweils zur Hälfte Waren, bei welchen der Fehler positiv und bei welchen er negativ ist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 73 214 ist eine Vorrichtung bekannt, die der statistischen Qualitätskontrolle von Massenerzeugnissen dient. Hier wird der voraussichtliche Bereich der zu überwachenden Meßgrößen in einzelne aneinandergrenzende Kanäle unterteilt. Jeder Kanal weist einen Zähler auf, der die Anzahl der Erzeugnisse registriert, deren Meßgröße gerade in diesen Kanal fällt. Zur Ermittlung der Streuungsbreite der Meßwerte wird die Summe der Zählungen der beiden außenliegenden Kanäle gebildet. Als Maß für die Verschiebung des statistischen Mittelwerts dient die Differenz der Zählungen der außenliegenden Kanäle. Der Wert der Standardabweichung sowie der tatsächliche Mittelwert der Verteilungskurve lassen sich auf diese Weise nicht ermitteln. Außerdem ist der schaltungstechnische Aufwand groß, da die Mehrkanaltechnik eine Vielzahl von Diskriminatoren und Zählern benötigt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gerät zur Erzeugung einer kontinuierlichen Anzeige für die Standard- oder Normabweichung derjenigen Eigenschaften von Waren zu schaffen, auf welche diese Waren im wesentlichen kontinuierlich geprüft werden.

Diese Aulgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die bestimmte Anzahl von Warenartikeln, von der im Hauptanspruch die Rede ist. muß dabei richtig auf die Bezugsspaniiüiig der Vergleichseinnchtung bezogen sein; es ist beispielsweise bekannt, daß bei einer normalen Gaußschen Verteilung der fraglichen Eigenschaft einer Anzahl von Artikeln bei einem Sechzehntel der Gesamtzahl von Artikeln der Wert für diese Eigenschaft unter dem Grenzwert liegt, wenn der durch die Bezugsspannung dargestellte vorgewählte Grenzwert auf einen Wert für die Eigenschaft eingestellt wird, der um l,53mal Standardabweichung kleiner ist als der Mittelwert für alle Artikel. Wenn somit die Vergleichseinrichtung einen resultierenden Impuls für (durchschnittlich) einen aus je 16 Artikeln abgibt, die am Meßgerät vorüberlaufen, und wenn die Teilerschaltung so eingestellt ist, daß für je 56 Einzelartikel darstellende Impulse ein Zählimpuls am Ausgang des Teilers anliegt, dann empfängt der Digitalzähler im Laufe einer gegebenen Zeitspanne eine gleiche Anzahl von resultierenden Impulsen und von Zählimpulset und daher ändert sich die von ihm gespeicherte Zahl nicht. Somit bleibt die Bezugsspannung der Vergleichseinrichtung konstant.

Wenn sich jedoch die Normabweichung erhöht, dann besitzen mehr Artikel einen den Grenzwert übersteigenden Wert für die fragliche Eigenschaft, wobei in einer bestimmten Zeitspanne mshr resultierende Impulse a's Zählimpulse auftreten, und die durch den Zähler gespeicherte Zahl erhöht sich so lange, bis die daraus folgende Veränderung der Bezugsspannung durch den Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers den Grenzwert auf einen Punkt verschiebt, an welchen sich die Zahl der in einer bestimmten Zeitspanne empfangenen resultierenden Impulse wieder mit der Zahl der Zählimpulse ausgleicht. Somit gibt es für jeden Wen der Normabweichung einen verschiedenen Wert für die Bezugsspannung der Vergleichseinrichtung, so daß die Bezugsspannung einer Anzeige für die herrschende Standardabweichung anzeigt.

Das erfindungsgemäße Gerät zeigt die Standardabweichung an, gleich ob der Wert für die fragliche go Eigenschaft der Artikel konstant ist oder nicht. Wo jedoch der Mittelwert veränderlich ist, muß das Gerät mit einer Korrektureinrichtung versehen werden, um Änderungen des Mittelwertes zu berücksichtigen.

Die Korrektureinrichtung ist erforderlich, um die Größe einer Änderung des Mittelwertes lür die fragliche Eigenschaft zu bestimmen, und zu diesem Zweck besitzt sie eine weitere Vergleichseinrichtung, an welcher ebenfalls elektrische Signale des Meßgerätes anliegen, sowie eine zweite Bezugsspannung, die einen bestimmten Wert der Eigenschaft darstellt. Die zweite Vergleichseinrichtung weist ein Relais auf, das zwei Ausgänge besitzt und jeweils an einem der beiden Ausgänge einen Impuls abgibt, wenn eines der elektrischen Signale einen Wert für die Eigenschaft b5 anzeigt, der größer oder kleiner ist als der vorgewählte Wert. Mit je einem Ausgang ist ein zweiter Vor-/Rückwärtszähler verbunden und so geschaltet, daß jedes durch den zweiten Zähler empfangene Impulssignal bewirkt, daß sich die durch den zweiten Zähler gespeicherte Zahl um Eins erhöht oder verringert, und zwar in Abhängigkeit vom Eingang des Zählers, an welchem das Impulssignal anliegt. Schließlich ist ein zweiter Digital-Analog-Umsetzer an den zweiten Digitalzähler angeschlossen, um eine analoge Ausgangsspannung zu erzeugen, die stets die im Zähler gespeicherte Zahl darstellt, wobei de*· zweite Umsetzer ein Alisgangssignal an die zweite Vergleicnseinrichtup.g zur Steuerung der zweiten Bezugsspannung abgibt.

Obwohl sich die Erfindung für allgemeine Zwecke eignet, kann sie besonders vorteilhaft zur Überwachung des Ausstoßes einer Strangzigarettenmaschine eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist die zu messende Eigenschaft das Gewicht (oder richtiger die Masse) von Tabak in jeeier erzeugten Zigarette. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird das bekannte Verfahren der Abtastung des Tabakgehsltes eines Zigarettenstrangs vorzugsweise vor dem Zerschneiden in Einzelzigaretten angewandt. Zweckmäßigerweise geschieht dies, indem ein Beta-Strahi quer zum Weg des Strangs gesandt und einer Ionisierungskammer zugeführt wird, die Teil eines Detektors ist, der ein kontinuierliches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das sich in Abhängigkeit von der Dämpfung ändert, welche die Strahlung beim Durchlaufen des Zigarettenstrangs erfährt. Diese Dämpfung entspricht stets der Tabakmenge in dem Teil des Strangs, der im Strahl liegt. Das kontinuierliche Ausgangssignal eines derartigen Gerätes kann über Zeiträume integriert werden, die den Längen des Strangs entsprechen, der zu Einzelzigaretten wird.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung ist

F i g. 1 das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Geräts,

F i g. 2 eine mit einer Legende versehene Verteilungskurve für den Betrieb des Geräts der F i g. 1,

F i g. 3 das Blockschaltbild einer im Gerät der F i g. 1 verwendeten Vorrichtung.

Die Eingangsklemme 1 des schematisch in F i g. 1 dargestellten Geräts ist an den ersten Eingang einer integrierenden Haupt-Vergleichsschaltung 2 sowie an den ersten Eingang einer integrierenden Neben-Vergleichsschaltung S2 angeschlossen. Eine Eingangs-Synchronisierklemme 10 ist mit dem zweiten Eingang der Schaltungen 2, 12 und einem Teiler 4 verbunden. Der Ausgang der Schaltung 2 ist an den ersten Eingang eiiies Vor-/Rückwärtszählers 5 geführt, und der Ausgang des Teilers 4 ist an den zweiten Eingang des Zählers 5 geführt. Ein Digital-Analog-Umsetzer 6 empfängt das digitale Ausgangssignal des Zählers 5 und gibt eine entsprechende Analogspannung an den dritten Eingang der Haupt-Vergleichsschaltung 2 ao. Der Ausgang der Neben-lntegrations-Vergleichsschaltung 12 ist an ein Relais 13 geführt, dessen beide Ausgänge wiederum mit den beiden Eingängen eines Digitalzählers 15 verbunden sind, wobei an einem zweiten Digita! Analog-Umsetzer 16 das digitale Ausgangssignal des Zählers 15 anliegt, und der Umsetzer 16 eine entsprechende Analogspannung an den dritten Eingang der Schaltung 12 abgibt.

D?.s Geriit der F i g. 1 soll in Verbindung mit einer Strangzigaretlenmaschine eingesetzt werden, die mil einem Beta-Strahlengerat zur kontinuierlichen Messung der Tabakmenge im Strang ausgerüstet ist, bevor dieser Strang zu Einzelzigaretten zerschnitten wird. Im Betrieb

liegt an der Eingangsklemme 1 eine sich kontinuierlich ändernde Spannung für die Tabakmenge an, und an der Eingangsklemme 10 liegt eine Reihe von Impulsen an, die so mit dem Betrieb der Zigarettenfertigungsmaschine synchronisiert sind, daß ein Impuls an der Klemme 10 erscheint, wenn ein Teil des Zigarettenstrangs, der anschließend abgeschnitten wird, dem Strahl des Beta-Strahlengeräts ausgesetzt ist. Folglich werden die an der Klemme 10 anliegenden Impulse »Zigarettenendimpulse« genannt, und es ist offensichtlich, daß der Teil der sich kontinuierlich ändernden Spannung, der an der Klemme 1 in der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen an der Klemme 10 anliegt, die Mengenänderungen in der Länge einer Einzelzigarette darstellt und daß das Integral der an der Klemme 1 während dieser Zeit anliegenden die Gesamtmenge des Tabaks in dieser einen Zigarette anzeigt.

Die Integrations-Vergleichsschaltungen 2, 12 sind einander gleich, und eine bevorzugte Ausführungsform dieser Schaltung wird nachfolgend anhand der F i g. 3 beschrieben. Für jetzt genügt es, festzustellen, daß die Schaltungen 2 und 12 die Spannungen von der Klemme 1 sowie die Zigarettenendimpulse von der Klemme 10 erhalten, und daß an ihrem dritten Eingang eine Bezugsspannung anliegt, die direkt einen bestimmten Wert der Menge pro Längeneinheit des Zigarettenstrangs darstellt und damit indirekt eine bestimmte Gesamtmenge pro Zigarette. Resultierend aus diesen drei Eingängen erscheint am Ausgang der Integrations-Vergleichsschaltung dann ein mit dem Zigarettenendimpuls synchronisierter Impuls an ihren Ausgang, wenn das Integral des an der Klemme 1 anliegenden Signals über den Zeitraum, der seit dem vorhergehenden Zigarettenendimpuls verflossen ist, die Gesamtmenge einer Zigarette darstellt, die je nach Einstellung über oder unter einem bestimmten durch die Bezugsspannung dargestellten Wert liegt. Vorzugsweise wird das Gerät auf der Grundlage betrieben, daß ein resultierender Impuls dann erscheint, wenn die durch das Integral dargestellte Menge kleiner ist als der gewählte Wert, d. h.. wenn die erzeugten Zigaretten leichter sind als der gewählte Wert.

In letzterem Fall empfängt somit der Zähler 5 über einen relativ langen Zeitraum so viele Impulse wie Zigaretten vorhanden sind, die leichter sind als der gewählte Wert, und (wenn dem Zähler kein anderes Eingangssignal eingespeist werden würde und dieser von Beginn an Null gespeichert hätte) am Ende dieses Zeitraums speichert der Zähler 5 die Zahl der empfangenen resultierenden Impulse. Der Zähler 5 empfängt die resultierenden Impulse an seinem vorwärtszählenden Eingang, und die gespeicherte Zählung wird beim Eintreffen eines jeden resultierenden Impulses um Eins erhöht. Andererseits erhält der Zähler 5 an seinem zweiten Eingang die Impulse vom Teiler 4, an welchem die Zigarettenendimpulse von der Klemme 10 her anliegen. Dieser gibt für je 16 Zigarettenendimpulse einen Impuls an den anderen Eingang des Zählers 5 ab. Die so am Rückzähleingang anliegenden Impulse bewirken jeweils eine Verringerung der im Zähler 5 gespeicherten Zählung um Eins.

Wenn somit während eines gegebenen Zeitraums die durch die Schaltung 2 an den einen Eingang des Zählers 5 abgegebenen resultierenden Impulse gleich sind einem Sechzehntel der Zahl der an den anderen Eingang abgegebenen Zigarettenendimpulse, dann ist der Schaltzustand des Zählers am Ende dieses Zeitraums gleich dem am Beginn. Das durch den Zähler 5 an den Umsetzer 6 abgegebene Digital-Ausgangssignal und die durch den Umsetzer 6 an den dritten Eingang der Schaltung 2 als Bezugsspannung für diese Schaltung abgegebene Analogspannung sind somit gleich wie am Anfang des Zeitraums.

Wenn jedoch die Gesamtzahl der während eines Zeitraums abgegebenen resultierenden Impulse größer ist als ein Sechzehntel der im gleichen Zeitraum

ίο auftretenden Zigarettenendimpulse, dann ist die durch den Zähler am Ende dieses Zeitraums gespeicherte Zahl größer, wobei die Erhöhung gleich ist der Zahl der resultierenden Impulse minus ein Sechzehntel der Zahl der Zigarettenendimpulse. Somit ist auch das dem Digital-Analog-Umsetzer 6 eingespeiste Digital-Ausgangssignal entsprechend größer, und daher wird dem dritten Eingang der Schaltung 2 eine höhere Spannung als Bezugsspannung eingespeist. Daher erzeugt die Schaltung 2 bei dieser Erhöhung der Bezugsspannung weniger resultierende Impulse für eine gegebene Anzahl von Zigarettenendimpulsen (unter der Annahme einer normalen Verteilung der Zigarettenmasse unter den Einzelzigaretten), wenn die erhöhte Bezugsspannung einen niedrigeren Wert für die Zigarettenmasse

2ä darstellt und wenn jeder resultierende Impuls einer Zigarette entspricht, die leichter ist als der gewählte Wert.

Es sei bemerkt, daß keine plötzlichen Änderungen auftreten — denn sobald die im Zähler 5 gespeicherte Zahl beginnt, sich zu erhöhen, erhöht sich auch die Bezugsspannung für die Schaltung 2. Die Schaltungen 2, 5 und 6 bilden einen stabilen, geschlossenen Regelkreis, in welchem sich die im Zähler 5 gespeicherte Zahl nicht ändert, und daher ist die am dritten Eingang der

« Schaltung 2 anliegende Bezugsspannung konstant, wenn durchschnittlich eine Zigarette unter je 16 leichter ist als die durch die Bezugsspannung dargestellte Masse.

Bei einer normalen (Gaußschen) Verteilung der Massen der Einzelzigaretten ist eine Zigarette von je 16 leichter als l,53mal Standardabweichung unter der mittleren Masse aller Zigaretten. Wenn somit der geschlossene Regelkreis der Schaltungen 2,5,6 stabil ist und vorausgesetzt, daß sich die mittlere Masse aller Zigaretten nicht ändert, dann muß die durch den Umsetzer 6 an den dritten Eingang der Schaltung 2 abgegebene Bezugsspannung die herrschende Standardabweichung darstellen (da der Koeffizient 1,53 eine statistische Konstante ist).

In der Praxis muß jedoch normalerweise eine

^r>o Änderung der mittleren Masse aller Zigaretten berücksichtigt werden, und dies erfolgt durch einen zweiten Regelkreis, der aus den Schaltungen 12, 13, 15 und 16 besteht Die Schaltung 12 ist der Schaltung 2 gleich, und die Schaltungen 15,16 sind ein Digital-Vor-/Rückwärts-

w zähler (wie der Zähler 5) und ein Digital-Analog-Umsetzer (wie der Umsetzer 6). Die Schaltung 13 ist ein Relais, das zur Abgabe eines Impulses an den Rückzähl-Eingang des Zählers 15 dient, wenn ein resultierender Impuls von der Schaltung 12 her anliegt sowie zur Abgabe eines Impulses an den anderen Vorwärts-Eingang des Zählers 15, wenn kein resultierender Impuls zum Zeitpunkt des Auftretens eines Zigarettenendimpulses von der Schaltung 12 her anliegt

Der zweite Regelkreis arbeitet wie der aus den

*ι5 Schaltungen 2,5 und 6 bestehende Regelkreis; in diesem Falle jedoch erhält der Zähler 15 einen Impuls an seinem Vorwärts-Eingang zum Zeitpunkt des Auftretens eines Zigarettenendimpulses. Wenn nämlich kein

resultierender Impuls an den einen Eingang des Zählers von der Schaltung 12 abgegeben wird, dann liefert das Relais 13 einen Impuls an diesen anderen Eingang. Die am dritten Eingang der Schaltung 12 anliegende Bezugsspannung stellt (wenn die mittlere Masse aller Zigaretten richtig ist) die Soll-Masse einer Zigarette dar, und die Schaltung 12 gibt einen resultierenden Impuls ab, wenn das durch sie während des Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zigarettenendimpulsen erzeugte Integral anzeigt, daß die Masse einer Einzelzigarette kleiner ist als der Soll-Wert.

So lange wie die mittlere Masse aller in einem bestimmten Zeitraum erzeugten Zigaretten dem Soll-Wert gleich ist, ist die Anzahl der Zigaretten, deren Einzelmassen unter dem Soll-Wert liegt gleich der Anzahl der Zigaretten, deren Einzelmassen über diesem Soll-Wert liegen. Daher gibt es eine gleiche Anzahl von Impulsen, die an die beiden Eingänge des Zählers 15 gelangen, so daß sich die in ihm gespeicherte Zahl nicht ändert, und daher ändert sich auch die am dritten Eingang der Schaltung 12 anliegende Bezugsspannung nicht.

Wenn sich die mittlere Masse jedoch der Zigaretten ändert, dann ist die Zahl der Zigaretten mit einer Masse, die kleiner ist als der Soll-Wert nicht gleich der Zahl der Zigaretten, deren Masse größer ist als dieser Soll-Wert. Wenn beispielsweise die mittlere Masse kleiner wird, dann ist die Zahl der Zigaretten mit einer Masse unter dem Soll-Wert, die durch die Bezugsspannung am dritten Eingang der Schaltung 12 dargestellt wird, größer als die Anzahl von Zigaretten, deren Masse über diesem Soll-Wert liegt. Daher löst mehr als die Hälfte der Gesamtzahl der Zigaretten resultierende Impulse von der Schaltung 12 aus, und daher gelangen mehr Impulse an den einen Eingang des Zählers 15 als an den anderen, wobei sich die im Zähler gespeicherte Zahl entsprechend erhöht. Dadurch wird auch das vom Zähler 15 an den Digital-Analog-Umsetzer 16 angegebene digitale Ausgangssignal verstärkt und damit auch das analoge Ausgangssignal des Umsetzers 16, d. h, daß sich auch die Spannung am dritten Eingang der Schaltung 12 erhöht (und einen niedrigeren Wert für die Zigarettenmasse darstellt). Diese Änderungen setzen sich so lange fort, bis die Bezugsspannung einen Wert für die Zigarettenmasse darstellt, der gleich ist dem Wert für die mittlere Ist-Masse der Zigaretten, wie durch das Meßgerät angezeigt wird. Damit ist die Anlage wiederum ausgeglichen, d. h, die Anzahl der in einem Zeitraum an einem Eingang des Zählers 15 anliegenden Impulse ist gleich der Anzahl der am anderen Eingang anliegenden Impulse, so daß die im Zähler 15 gespeicherte Zahl und der Wert der Bezugsspannung auf den neuen Werten für die mittlere Ist-Masse stabil sind.

Wenn beide Regelkreise stabil sind, dann stellt die Bezugsspannung am dritten Eingang der Schaltung 2 die Normabweichung plus der Differenz zwischen der mittleren Ist-Masse und der mittleren Soll-Masse dar, und die Bezugsspannung am dritten Eingang der Schaltung 12 stellt die Differenz zwischen der mittleren Ist-Masse und der mittleren Soll-Masse dar. Somit wird die Standardabweichung aileine durch die Differenz zwischen den Bezugspannungen dargestellt, die auf einfache Weise durch den Anschluß eines entsprechenden Abtastgeräts zwischen den dritten Eingängen angezeigt werden kann. Natürlich darf das Abtastgerät keinen Strompfad niedriger Impedanz zwischen den dritten Eingängen errichten, da dies die Arbeitsweise der beiden geschlossenen Regelkreise stören würde. Als Erklärungshilfe für die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Geräts ist in F i g. 2 eine normale Verteilungskurve für beispielsweise die Massen von Einzelzigaretten gezeigt, die von einer Zigarettenmaschine hergestellt werden. Die Kurve ist zweimal dargestellt, einmal voll ausgezogen und einmal gestrichelt. Die Abszisse (X) eines jeden Punktes auf der Kurve stellt die Tabakmenge einer Zigarette dar,

ίο während die Ordinate (V^dieses Punktes die Anzahl der Zigaretten darstellt, deren einzelne Massen durch die Abszisse dargestellt wird.

Die voll ausgezogene Kurve ist zum Scheitelpunkt ' der Kurve symmetrisch, an welchem die Zigarettenmasse mit M bezeichnet wird und die mittlere Ist-Masse aller untersuchten Zigaretten ist. Die nach rechts verschobene gestrichelte Kurve zeigt in ihrem Scheitelpunkt die Masse D, d. h. den mittleren Soll-Wert der Zigarettenmasse. Der Grenzwert L der Zigarettenmasse liegt im linken Teil der Kurve und dieser Wert wird durch die Bezugsspannung dargestellt, welche dem dritten Eingang der Schaltung 2 eingespeist wird; die schraffierte Fläche unter der Kurve links vom Wert L stellt die Anzahl der Zigaretten mit einer Masse dar, die kleiner ist als der Wert L, d. h. die Anzahl der Zigaretten, die resultierende Impulse an der Schaltung 2 auslöst Wenn der aus den Schaltungen 2, 5 und 6 bestehende Regelkreis stabil ist dann stellt die schraffierte Räche ein Sechzehntel der gesamten von der Kurve eingeschlossenen Fläche dar, und diese Beziehung gilt unabhängig vom Mittelwert, vorausgesetzt daß der Wert L kleiner ist als die mittlere Ist-Masse: l,53mal herrschende Standardabweichung (S). Wenn somit die mittlere Masse der Zigaretten dem Soll-Wert D gleich ist, so daß die gestrichelte Kurve die Verteilung der einzelnen Zigaretten nach ihrer Ist-Masse darstellt dann liegt der der Bezugspannung entsprechende Grenzwert am Wert X und ist gleich D minus 1,53S, und die schraffierte Fläche stellt wiederum ein Sechzehntel der Gesamtzahl der untersuchten Zigaretten dar.

F i g. 3 zeigt ein Schaltbild der bevorzugten Anordnung der Schaltungen 2 und IZ Jede Schaltung enthält einen Summierintegrator 20, eine erste, zweite und dritte Eingangsklemme 21, 22, 23, einen Pegeldiskrimi nator 24, das UND-Tor 25 und die Ausgangsklemme 26 Die Summierungsintegrationsschaltung unifaß! die beiden Eingangswiderstände 27, 28 von gleichem Wert die zwischen die Eingangsklemmen 21, 23 geschaltet sind sowie den gemeinsamen Anschlußpunkt 29 und der Inversionsverstärker 30, dessen Eingang an den Punki 29 und dessen Ausgang an den Diskriminator 2* angeschlossen ist, einen zwischen den Eingang und der Ausgang des Verstärkers 30 geschalteten Kondensatoi 31 sowie den in Arbeitsstellung geschalteten Lösch schalter 32, der den Kondensator 31 entlädt, wenn ei geschlossen ist Der Ausgang des Diskriminators 24 is an den Eingang des Tors 25 geführt Die zweit« Eingangsklemme des Tors 22 ist direkt an den zweiter Eingang des Tors 25 angeschlossen und über dei

μ Verzögerungskreis 33 indirekt an den Löschschalter 3i geführt Zur Erklärung ist dieser Schalter als elektro mechnisches Relais gezeigt jedoch in der Praxis wire eine elektronische Vorrichtung als Löschschalte! verwendet vorzugsweise ein Feldeffekt-Transistor, un

t>5 ein entsprechend schnelles Ansprechen zu gewährlei sten.

Unter Betriebsbedingungen liegt an der erst« Eingangsklemme 21 ein sich kontinuierlich ändernde!

Signal vom Betastrahlen-Meßgerät her an, und an der Klemme 23 erscheint die Bezugsspannung. Es sei angenommen, daß das an der Klemme 21 anliegende Signal positiv wird, wenn die Tabakmenge pro Längeneinheit kleiner wird.

Somit liegt am Punkt 29 stets ein Eingangssignal an, das der algebraischen Summe der Spannungen an den Eingangsklemmen 21 und 23 proportional ist, und der Verstärker 30 wirkt mit dem Kondensator 31 in bekannter Weise zusammen, damit sich der Kondensator unter Steuerung dieses Eingangssignals auflädt, so daß die Ladung des Kondensators 31 stets das Integral des Eingangssignals an der Klemme 29 über einen Zeitraum darstellt, der vor diesem Zeitpunkt liegt. Da das an der Klemme 21 anliegende Signal die Tabakmenge in dem Teil des Zigarettenstrangs darstellt, der sich im Strahl des Meßgeräts im Bezugsmomeni befindet, und da die Größe der an der Klemme 23 anliegenden Spannung keinen bestimmten Wert dieser Menge darstellt (und proportional dem Wert L der F i g. 2 ist), jedoch die entgegengesetzte Polarität wie die an der Klemme 21 anliegende Spannung besitzt, stellt das durch die Spannung am Kondensator 31 gebildete Integral den Gesamtfehler der Tabakmenge über der Integrationszeit dar, bezogen auf den durch die Bezugsspannung dargestellten Wert.

Sehr kurze Zeit nach dem Auftreten eines Zigarettenendimpulses an der Klemme 22 wird der Kondensator 31 djrch Betätigung des Löschschalters 32 entladen; somit stellt ei ie zum Zeitpunkt des nächstfolgenden Zigarettenendimpulses am Kondensator 31 anliegende Spannung den Gesamtmengenfehler in einem Teil des Strangs dar, der nach dem Abschneiden vom Strang eine Einzelzigarette wird. Diese am Kondensator 31 anliegende Spannung gelangt zum ersten Eingang des Pegeldiskriminators 24, dessen zweiter Eingang an Masse geführt ist, wobei der Diskriminator so ausgelegt ist, daß an seinem Ausgang eine Spannung auftritt, wenn s die am ersten Eingang anliegende Spannung negativ gegenüber der am zweiten Eingang an anliegenden Spannung ist. Wenn somit zu Beginn eines Zigarettenendimpulses die Spannung am Kondensator 31 anzeigt, daß der gesamte Mengenfehler in dem Teil des Strangs,

ίο der seit dem letzten Zigarettenendimpuls das Meßgerät durchfahren hat, negativ ist (d. h., daß die mittlere Menge der Mengeneinheit dieses Teils kleiner ist als die durch die Bezugsspannung dargestellte Menge), liegt eine Spannung am Ausgang des Diskriminators 24 an und damit auch an einem Eingang des U N D-Tors 25. Da der an der Klemme 22 anliegende Zigarettenendimpuls an den anderen Eingang des Tors 23 gelangt, gibt dieses ein Ausgangssignal für die Dauer des Zigarettenendimpulses an die Klemme 26 ab. Da der Zigarettenendimpuls an der Klemme 22 gelöscht wird, wird der Schalter 32 durch den verzögerten Zigarettenendimpuls betätigt, der von der Verzögerungsschaltung 33 abgegeben wird. Das vorstehend beschriebene Gerät kann verschiedentlich verändert werden. So wurde im Ausführungsbeispiel der vorstehend beschriebene Teiler 4 so ausgelegt, daß er iür je 16 Zigarettenendimpulse einen Impuls an den Zähler 5 abgibt, er kann jedoch auch für ein anderes Verhältnis zwischen der Anzahl seiner Ausgangs- und Eingangsimpulse ausgelegt sein. In diesem Falle ist die Propotionalitätskonstante zwischen des" Bezugsspannung am dritten Eingang der Schaltung 2 und der Normabweichung ebenfalls anders, doch ändert sich dadurch die allgemeine Arbeitsweise des Geräts nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Erzeugung einer elektrischen Anzeige für die Standardabweichung einer Eigenschaft von Warenartikeln, bei dem diese Artikel der Reihe nach an. einem Meßgerät vorbeigeleitet werden, welches den Wert der Eigenschaft für jeden Artikel in Form eines elektrischen Signals anzeigt, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung (2) zum Empfang des elektrischen Signals von Meßgeräten und zur Angabe eines resultierenden elektrischen Impulses, wenn das elektrische Signal einen Wert für die Eigenschaft darstellt, der einen Grenzwert über- oder unterschreitet, welcher als Bezugsspannung an der Vergleichseinrichtung (2) anliegt, durch eine Vorrichtung (4), welche die Zahl der das Meßgerät durchlaufenden Warenartikel erfaßt und aufeinanderfolgende Zählimpulse erzeugt, die jeweils für eine bestimmte Anzahl von Warenartikeln stehen, durch einen Vor-/Rückwärtszähler (5), an dessen beiden Eingängen sowohl die resultierenden Impulse als auch die Zählimpulse anliegen, wobei der Zähler (5) so arbeitet, daß jeder an einem der Eingänge anliegende Impuls eine Vergrößerung um 1 der durch den Zähler (5) gespeicherten Zahl bewirkt, während jeder am anderen Eingang anliegende Impuls eine Verringerung dieser Zahl um 1 auslöst, sowie durch einen Digital-Analogumsetzer (6), der so mit dem Zähler (5) zusammengeschaltet ist, daß er eine analoge Ausgangsspannung erzeugt, die stets die im Zähler

(5) gespeicherte Zahl darstellt, wobei der Umsetzer

(6) diese Ausgangsspannung an die Vergleichseinrichtung (2) abgibt, um dessen Bezugsspannung zu steuern.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4) eine Teilerschaltung umfaßt, an der eine Impulsreihe anliegt, von der jeder Impuls einen das Meßgerät durchlaufenden Warenartikel darstellt, und die einen einzelnen Zählimpuls für jede aufeinanderfolgende Gruppe von empfangenen Impulsen abgibt, welche vorgewählte Zahl von anliegenden Impulsen enthält.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (12, 13, 15, 16) zur Berücksichtigung von Änderungen des Mittelwertes für die Eigenschaft der Warenartikel.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine weitere Vergleichsschaltung (!2) enthält, an der ebenfalls elektrische Signale vom Meßgerät her sowie eine zweite Bezugsspannung für einen bestimmten Wert der Eigenschaft anliegen, daß an die zweite Vergleichsschaltung (12) ein Relais (13) mit zwei Ausgängen angeschlossen ist, welches über einen dieser beiden Ausgänge ein Impulssignal abgibt, wenn eines der elektrischen Signale einen Wert für die Eigenschaft anzeigt, der über oder unter dem gewählten Wert liegt, daß ein weiterer Vor-/Rückwärtszähler (15) vorgesehen ist, dessen beide Eingänge jeweils mit einem Ausgang des Relais (13) verbunden und so geschaltet sind, daß jedes am zweiten Zähler (15) anliegende Impulssignal bewirk!, daß die durch den zweiten Zähler (15) gespeicherte Zahl um Eins vergrößert oder verkleinert wird, und zwar in Abhängigkeit davon, an weichem Eingang des Zählers (15) das Impi'.lssignal anliegt, ferner daß

ein zweiter Digital-Analogumsetzer (16) an den zweiten Zähler (15) angeschlossen ist, um eine analoge Ausgangsspannung abzugeben, die stets die im Zähler (15) gespeicherte Zahl darstellt, wobei der zweite Umsetzer (16) die Ausgaugsspannung an die zweite Vergleichsschaltung (12) abgibt, um die zweite Bezugsspannung zu steuern.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Überwachung des Ausstoßes einer Zigarettenstrangmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät den Tabakgehalt des durch die Maschine produzierten Zigarettenstrangs abtastet.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät eine Einrichtung zur Richtung des Beta-Strahls quer zur Bahn des Zigarettenstrangs besitzt, daß ein Detektor mit einer lonisierungskammer den Strahl empfängt und ein kontinuierliches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das sich in Abhängigkeit von der Schwächung ändert, welcher der Strahl beim Durchlaufen des Strangs ausgesetzt war, und ferner daß Mittel (30, 31) zur Integration des Signals über Zeitspannen entsprechend den Längenstrecken des Strangs vorgesehen sind, welche zu Einzelzigaretten werden.