DE2307722A1 - Verfahren und geraet zur flaechenmessung ohne beruehrung - Google Patents

Description

MONITOR SYSTEMS CORPORATION, Akron_t Ohio, USA.

Verfahren und Gerät zur Flächenmessung ohne Berührung

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine wirksame und wohlfeile Einrichtung zum dimensionalen Messen von Gegenständen, die auf einem Werkboden oder durch eine Maschine hergestellt werden. Insbesondere ist dies ein anderer Weg als ein mechanisches Prüfen oder ein Bestimmen der Umfangsflächen von Gegenständen, die die Größe und die Form abnehmen. Anwendungen des Gerätes enthalten mindestens folgende Gebiete ι

a) Erzeugnisprüfung von Fahrzeugreifen und Felgen;

b) Elektronische Mikrometer, d.h. eine ständige dimensionale Überwachung von Teilen;

c) Inspektionslehren - Genauigkeit bis 0,0025 mm

d) Fehlerkorrektur, ständiges überwachen und Verbessern mechanischer Fehler bei Werkzeugmaschinen;

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Büro Berlin

Fernsprecher: 8886037/8882382 Drahtwort: Invention Berlin

Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank AQ, Depka Berlln-Halenese, Kurfüretendamm 130, Konto-Nr. 95

Postscheckkonto: W. MelMner, Berlin West 12282

e) Mechanisches Installations- und Ausrichtwerkzeug;

f) Vibrationsanalyse, häufig unabhängig von Null bis zwanzig Kiloherz.

Außer diesen oben angeführten allgemeinen Gebieten ist die Erfindung noch für folgende Aufgaben anwendbar:

1) Die handelsübliche Messung von Fahrzeugreifen;

2) Zunahmekontrolle von Fahrzeugreifen und zum Steuern der Größe dieses, so daß in der letzten Minute bevor die Presse sich schließt, der Reifen richtig in die Form paßt;

3) Wendevorrichtung;

4) Fehlerverbesserungskonzept zur Flächenausbildung»

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, das über einen sehr großen Bereich mißt, um die Differenz im Radius von der kleinsten bis zur größten Reifengröße zu umfassen, die hergestellt wird. Der Meßbereich ist scheinbar unbegrenzt und kann, wenn nötig, leicht aufgebaut werden. Beispielsweise könnte er bis 3 Meter gehen, wenn eine solche Größe erwünscht sein sollte. Der Grundgedanke ist, mit einem breiten Umfangsbereich zu beginnen, um festzustellen, wo der Gegenstand sich im allgemeinen befindet, und dann die Messung auf eine sehr genaue Zerlegung zu verschieben, beispielsweise bei 25 cm beginnen und auf eine Messung von O, 0025 herunterzugehen.

Der allgemeine Gegenstand der Erfindung erstrebt eine Messung am Rand einer Fläche.eines Gegenstandes und enthält mehrere Quellen und Empfänger für Strahlungsenergie, die mehrere nebeneinander liegende Strahlungsbahnen erzeugen. Durch aufeinanderfolgenden Betrieb der Sender in einer gegebenen Reihenfolge mit logischer Steuerung und Bestimmen eines einzelnen Strahls von vielen, der durch den zu messenden Gegenstand unterbrochen wird, verringert dies den gesamten gemessenen Bereich grundsätzlich oder ergibt eine grobe Messung des Nach-

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sten über der Zahl von tjbertragungswegen zwischen Sendern und Empfängern im gesamten Meßbereich. Der einzelne Strahl oder die Bahn, der "bzw. die an den benachbarten Strahlen abgedunkelt oder unterbrochen wird, bestimmt den genauen Meßbereich, beispielsweise der in andere Teile für eine Auflösung von 0,025 mm aufgeteilt wird.

Ein v/eiterer Gegenstand der Erfindung ist, das Profil dee Reifens zu beschreiben. Dies enthält das Aufnehmen des Querschnitts und das Besichtigen an ihm, d.h. die Lauffläche, die Seitenwände usw. Dies enthält ein mechanisches Teil, um die Strahlen oder die gesendeten Bahnen zu bewegen, um den Reifen zu umgeben, wodurch der erzeugte Ausgang dann das gesamte Profil sein würde. Dies ist das, was jetzt nur unter Verwendung von Photographic mit hoher Geschwindigkeit gemacht werden kann. Dies ergibt einen dynamischen Ausgang aus einer dreidimensionalen Figur.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist das Erzielen eines tatsächlichen Meßbereichs, der von der Geometrie der räumlichen Aufstellung von Sendern und Empfängern abhängt. Hierfür werden beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung Sender und Empfänger mit ihren Mitten um 5 mm versetzt und von einander so getrennt, daß der halbe Abstand zwischen der Senderaufstellung und der Empfängeraufstellung genau 5 mm beträgt. Die Strahlbahnen zwischen Sendern und Empfängern liegen genau nebeneinander, wobei sie sich in der Mittellage unter- oder Überlappen. Somit würde ein sich in der Mitte zwischen den. Anordnungen befindlicher und am Empfänger festgestellter Gegenstand in einem besonderen 2,5 mm- Bereich am Mittenmeßpunkt liegen. Deshalb ist der Abstand zwischen Sen- ' der und Empfänger ein wichtiger Teil des Gesamtkonzepts.

Die tatsächliche Meßlinie im Meßfeld kann bei einer beliebigen

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Stelle zwischen der TX- und AX- Anordnungen durch Aufbauen der richtigen geometrischen Beziehung zwischen den Parametern, wie der TX- Abstand, der Abstand zwischen RX und TX RX Abdeckabmessungen hergestellt werden. Der allgemeinste Fall ist der des Zulassens genauer Messungen irgendwo im Feld zwischen RX- und TX- Anordnungen. Somit kann der grundsätzliche Gedanke des VAM- Systems verwendet werden, wenn es für das besondere Erfordernis notwendig wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zum Bestimmen der Meßfehlerkorrektur, die mindestens zwei Strahlenbahnen benutzt, die von mindestens zwei Sendern und einem Empfänger oder einem Sender und zwei Empfängern dargestellt werden, wobei ein Gesamtbereich von 5 mm beim bevorzugten

groben Ausführungsbeipiel dargestellt wird. Zur/Feststellung wurden diese aufeinanderfolgend erregt, um zu bestimmen, welche Bahn unterbrochen ist, und dann wurde zur Feinmessung der entsprechende Strahl, der unterbrochen ist, proportional bestimmt, Dieser Gegenstand der Erfindung wird durch die gesamten Strah-. len erreicht, die erzeugt werden und einen Gesamtbereich ergeben, der durch das Produkt der Zahl der Empfänger mal der Zahl der Sender dargestellt ist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine bessere Auflösung durch Pulsieren der Sender mit großer Leistung zum Erzielen des Fünf- bis Zehnfachen der Leistung aus einer üblichen Photosendediode, die dann in einem konstanten Strahl aus einem Ein-Milliwatt-Neon-Helium-Leserstrahl bei geringen Kosten erzeugt werden kann»

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist das Verbessern des proportionalen Ablesens der Photozelle. Der normale Ausgang der Photozelle, der etwas zwischen ihr und der Lichtquelle liegt, ist nicht wirklich proportional. Die Erfindung enthält

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eine Abdecktechnik, die bewirkt, daß sie sich linear in sich selbst über einem weiten Bereich befindet» Die Abdeckbechnik besitzt einen verkleinerten Fehler von etwa 5% bis in den 1$- Bereich hinein. Es ist eine Einrichtung zum Bewirken eines mehr linearen oder proportionalen Lichtwertes an dem Strahl, an der der Empfänger liegt.

Im allgemeinen hat die bisherige Technik die Lichtquelle und die Aufnahme betrachtet, die fokusiert ist, was auch ein Punkt im Meßgebiet ist. Dies bedeutet, daß der Meßbereich klein ist» Diese sind Punktquellenempfängerarten. Die Sender verwenden 5 mm an einem Rechteckseitenemitter. Das Empfangsgebiet beträgt Rechteck von 1 mm. Diese Größen können verändert werden, aber bis zu einem Meßbereich von 250 mm bei Reifen haben sie sich als ausreichend erwiesen» Somit ist keine Fokussierung erforderlich.

Diese Gegenstände der Erfindung und andere, die noch erläutert werden sollen, werden durch ein Gerät erzielt, das eine Messung ohne Berührung einer Fläche bewirkt und folgendes enthält; die eine Strahlungsquelle; eine Einrichtung zum Feststellen dieser Strahlungsenergie, die sich dort in Abstand befindet und mit ihr zusammenarbeitet und mindestens zwei praktisch nebeneinander liegender Strahlungsenergiebahnen zwischen der Quelle und der feststellenden Einrichtung bestimmt; eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden betätigen dieser Bahnen und zum Feststellen, wenn ein Teil davon durch einen sich dort hinein erstreckenden Gegenstand unterbrochen wird, und eine Einrichtung zum Bestimmen der Proportion der Unterbrechung der Bahn, die unterbrochen werden soll und dies als Meßsignal darstellt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die Zeichnungen. In diesen ist:

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eine schematische Darstellung des Prinzips des "bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, eine schematische Darstellung, die zeigt, wie die Heßlinie zwischen Sendern und Empfängern verändert werden kann;

ein allgemeines Blockdiagramm der gesamten Anlage; ein allgemeines Blockdiagramm der gesamten Anlage mit proportionaler Bestimmung;

Fig. 5 ein allgemeines Gesamtblockdiagramm der besonderen Schaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung ;

Fig. 6 ein elektrische, Schema der Empfängeranordnung nach Figur 3;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der genauen Strahlungsbahnen bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Figur 5;

Fig. 8 ein elektrisches Schema des Leitungs-Empfangsblocks nach Figur 5;

Fig. 9 ein elektrisches Schema des Smpfangsblocks nach Fig. 5;

Fig. 10 ein elektrisches Schema eines Teils des Datenabschluß- und Datenspeicherblocks nach Figur 5;

Fig. 11 ein elektrisches Schema des restlichen Datenabschluß- und Datenspeicherblocks nach Figur 5;

Fig. 12 ein elektrisches Schema des Gomputerpuffers der Fig. 5;

Fig. 13 ein elektrisches Schema des LED- Auswahlblocks der Figur 5;

Fig. 14 ein elektrisches Schema des LED- Antriebblocks der Figur 5;

Fig. 15 ein elektrisches Schema des Computereingangspufferblocks der Figur 5;

Fig. 16A eine Seitenansicht eines lichtemittierenden Diodensenders mit einem optischen Faserbündel;

Fig. 16B eine Endansicht des optischen Faserbündels der Figur 16A, wobei eine Abdeckung verwendet wird;

Fig. 17 eine Seitenansicht eines lichtemittierenden Dioden-

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senders und der Abdeckung; und
Fig. 18 eine Endansicht von Sender und Abdeckung nach Figur 17

Figur 1 zeigt die lineare Dimension cL , die gleich der Dimension dp ist. Die dimensionale Beziehung zwischen JL und d« ist β,"?? dp· Somit ist der Einfallswinkel des Lichts eines lichtemittierenden Diodensenders, bezogen auf einen LED- Sender, nahezu identisch ( im Bereich der Genauigkeitsbedingung).

Eine Einrichtung zum Messen der genauen Lage eines Gegenstandes an der kLittellinie des Meßfeldes wird, wie folgt aufgebaut:

Wenn die fünf LED- Sendedioden eine Übertragungsfläche von 2,5 x 2,5 mm besitzen und sie mit ihren Mitten in einer Linie durch 5 mm Abstände getrennt sind und die Empfangsdioden eine ähnliche Geometrie von 2,5 x 2,5 mm aufweisen, dann ist die Lichtbahn von einer der LED η zum Empfänger vom Empfänger gesehen 2,5 mm im Quadrat. Somit verlaufen in der Mittelebene ab, die sich genau in der Mitte zwischen den Sende- und Empfangsebenen befindet, die- Lichtbahnen (oder Strahlen) von den fünf LED η tangential und umfassen einen genauen linearen Meßbereich von 12,5 mm (5 Bahnen χ 2,5 mm). Durch Verwendung eines zweiten Empfängers, wie dargestellt, und durch Wahl des geeigneten Empfängers steigt der lineare Meßabstand auf 22,5 mm. Der gesamte lineare Meßbereich wird dann:

MR = 2,5 [xy - xy - (y-1)] = 2,5 [y(x-l) + l]

Hierin ist: MR = Meßbereich in Millimeter χ = Zahl der Sender (LED) y = Zahl der Empfänger
und χ ^ O, y ^ 0

In der Skizze seian fünf Sender und zwei Empfänger verwendet.

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Wenn ein Gegenstand (Gegenstand A) sich in das Meßfeld entlang einer Linie ab bewegt, werden die einzelnen lichtbahnen unterbrochen oder teilweise verdunkelt. Durch Bestimmen, welche Lichtbann teilweise verdunkelt ist, und der Betrag, durch den sie abgedunkelt wird, kann die genaue Lage des Gegenstandes A entlang der Linie ab im Meßfeld bestimmt werden. Sine Kombination von Mehrfachsendern und Mehrfachempfängern zusammen mit einer elektronisch gesteuerten Folgewahl und dem Arbeiten ermöglicht ein weites Meßfeld mit sehr genauer Messung im Feld ο

Die Folgemäßig gesteuerte Arbeitsweise von Sender- und Empfängeranordnungen ermöglicht drei Genauigkeitshöhen, grob, fein und Präzision.

Grobmessung erfolgt durch eine erste elektronische Überwachung des Smpfängerausgangs Bins, während die LED η aufeinanderfolgend erregt werden (Einschalten, dann Abschalten von TX1 und dann von TX2 usw.). Wenn der Gegenstand A sich in einem Teil des Meßfeldes befindet, wie c in Figur 1, dann werden die LEDn nacheinander betätigt und der Empfänger RX1 wird einen erwarteten Ausgang besitzen» Wenn sich Dort kein Fehlausgang des Empfängers RX1 befindet, dann wird der Empfänger RX2 vorübergehend ausgewählt und die Sender folgen wieder aufeinander. Wenn ein erwarteter Empfängerausgang fehlt, befindet sich der Gegenstand A in dem Teil des Meßfeldes, der in Figur 1 mit e bezeichnet ist« Der Empfänger RX2 würde dann für die Messung ausgewählt werden» Wenn der Gegenstand A nicht im Abschnitt c oder e des Meßfeldes gefunden wird, bedeutet das, daß ein Gegenstand nicht in das gesamte verfügbare Feld fällt und somit die Prüfung abgebrochen ist«

Für die Feinmessung wird ein Empfänger erst einmal aufgebaut. Dann ist die Lage des Gegenstandes innerhalb 12,5 mm bekannt.

Wenn zwanzig Übertragungsdioden (2,5 nun -Strahl, 5 mm IJittenabstand) mit^drei Empfängern verwendet wird, würde die Lage des Gegenstandes A im kießfeld an der Linie ab bis innerhalb 25 nan außerhalb einem Gesamtmeßbereich von 147 mm aufgebaut werden. Der einzelne Empfänger wird dann überwacht, während die Sender wieder nacheinander betrieben werden. Durch Überwachen des Smpfängerausgangs, wenn die Sender aufeinanderfolgend erregt werden, und durch Vergleich des Empfängerausgangs mit dem bekannten vollen Maßstab (keine Störung der Lichtbahn) und des Nullmaßstabes (volle Unterbrechung der Lichtbahn) ist der besondere Sender (LED) bekannt, der ein Empfänger-Teilsignal bewirkt (teilweise Unterbrechung der Lichtbahn). Die Kenntnis, welcher LSD, der einen Empfängerteilausgang bewirkt hat (überwacht durch einen Digitalzähler), nimmt jetzt die Lage des Gegenstandes A im Meßfeld bis in eine besondere 2,5 rim- Segment an der Linie ab ein. Die Kombination der Empfängerauswahl (Grobmessung) und die LED- Auswahl (Peinmessung)" hat jetzt die Lage des Gegenstandes A bis 2,5 nun außerhalb des Gesamtmeßbereichs von 147 ram eingenommen.

Die Präzisionsmossung wird durch Bestimmen des Verhältnisses zwischen dem teilweise vordunkelten Ausgang und dem Vollbereichsausgang (voller Maßstab minus Nullmaßstab) erhalten. Diese Proportion stellt einen Prozentsatz von Verdunkelung einer einzelnen Lichtbahn dar. Diese Proportion ist bis 100 Einheiten eingerichtet und somit wird 2,5 nun in hundert Teile für das Auflösen von 0,025 mm außerhalb des Gesamtmeßbereichs von 147 geteilt. Obwohl diese Beschreibung für ein Beispiel und die Klarheit, die für einen feststehenden Teil (Gegen-' stand k) zum Prüfen verwendet wird, ist zu beachten, daß die aufeinanderfolgend arbeitende Steuer- und Vergleichselektronik den ganzen Test sehr schnell (in weniger als 100 usec) ausführen kann. Das Ergebnis ist die fortlaufende Bewegung, wie die Drehung eines Reifens bei mäßigen Geschwindigkeiten

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überwacht und im Feld gemessen v/erden kann.

Durch Verändern des Verhältnisses von Senderfläche zu Senderabstand kann die Lage der Meßlinie geregelt v/erden. Im allgemeinen ist

w =

y A¹1

worin ist: w = Übertragungsfläche

y = Senderabstand

- Abstand der Meßlinie von TX

Λ'2 = Abstand der-Meßlinie von der

Empfangsebene

1«) Die Sender (TX) und die Empfänger (EX) können in ihrer Lage untereinander ausgetauscht werden. Die Gesamtzahl der erzeugten Strahlen ist das Produkt der Zahlen von TX und RX» Jede einzelne Einheit kann entweder eine TX oder eine RX- Einheit sein, auch innerhalb der anordnung, solange wie die richtige Elektronik vorgesehen istο

2.) Die beiden Arbeitsweisen der Anlage sind:

a) fortlaufende lineare Messung innerhalb des Meßbereichs. Genauigkeit über einen verhältnismäi3ig großen Bereich ohne bewegte Teile, z.B. 0,025 über 250 mm. Dies ist einmalig bei Messung ohne Berührung,

b) Die Incrementalmessung innerhalb der Meßbereichsgenauigkeit beträgt £ Strahlabstand innerhalb der Messung.

Figur 3 zeigt eine Anlage für einen Bereich von 2,5 mm Auflösung und ist besonders zum Überwachen des Anwachsen des Gegenstandes im Feld und Überwachen gegen Stellpunkte geeignet, die durch Schaltstellungen oder auf andere Weise eingebracht

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werden könnten. Sie ist aber nicht zur proportionalen Messung zum Erhalten von extrem feiner Auflösung geeignet. Sie enthält eine Senderanordnung 20 vor der Reifenpresse 24 durch den Hohlraum hindurch. Es gibt dort eine Öffnung im Hohlraumschirm, damit die Sender 20 und die Empfänger 22 durch den Hohlraum an der Reifeninnenseite gerichtet werden können»

Der Startpunkt ist die Zeitgabe und das Regeln, das durch den Block 26 erfolgt. Die Eingänge des Vorschubsignals 28 und der Starttest-30 für die Zeitgabe und Steuerung 26 kommen aus der Maschinensteuerung selbst und geben dieser Einheit an, wenn die Überwachung eines Reifens im Meßbereich begonnen werden soll.

Die Signale 28 und 30 kommen aus der Maschinenregelanlage. Wenn sie zum Starten bereit sind, würde ein Schließen der Presse dann das Starttestsignal 30 geben. Die Zeitgabesteuerung 26 löst den Folgegeber und die Antriebe, dargestellt durch den Block 32, aus und betätigen die Senderanordnung aufeinanderfolgend, die einzeln mit jedem Empfänger zusammenarbeiten, und geht durch das Grob- und Feinmeßschema hindurch das bereits beschrieben worden ist.

Die· Strahlen von der Senderanordnung 20 werden von der Empfängeranordnung 22. empfangen und gelangen zur Vorverstärkung und zum Empfängerauswahllogikblock 34. Dieser Block wird ebenfalls von der Zeitgeberregelanlage betätigt. Auf diese Weise wird die genaue Lage des Gegenstandes bestimmt und durch ein Signal dargestellt. Dieses Signal wird dann mit dem Stellpunktspeicher 36 als Kartenleser 38 oder eine andere entsprechende Einrichtung verglichen. Beispielsweise ■ würde man mit einem Kartenleser eine Spalte der Karte im ersten Teil des Tests herauslesen und die Stellung vergleichen und dann würde man ein Ausgangssignal herausnehmen, das dem Maschinenregler angibt, ob mehr Druck in den Reifen ge-

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geben werden muß, um inn auszudehnen, so daß er in die richtige Lage kommt, oder ob man etwas Druck ablassen muß. V/enn der Test mit dem Vorschubsignal aus dem Hauptregler fortschreitet, der neue Stellpunkte einstellt, wird der Reifen richtig in seiner. Größe geregelt, damit die genau erforderliche Ausbildung eingeregelt wird, wenn sich die Presse schließt. Dies geschieht durch Vergleich der tatsächlichen Lage des Reifens mit einer Sollage aus dem Einstellpunkt im Speicher der Vergleichseinrichtung 40 heraus und durch Betätigung der Ausgangsantriebe 42, um die Luftventile zu steuern, die den Luftdruck in oder aus dem Reifen bestimmen, wenn dieser in die Härtepresse oder zu einem anderen Vorgang gelangt.

Das Zeitgabe- und Steuersignal erscheint auch als Eingang zu einem Strahllagedecodierblock 44, zur Vergleichseinrichtung 40 und zum Einstellpunktspeicher 36,

Der Zeitgabe- und Steuerblock 26 betätigt vor allem in Verbindung mit dem Strahllagedecoder 44 das Auswählen eines besonderen Senders 20, der zu einer bestimmten Zeit in der Prüfung oder eine besondere Zeit beim Pressen-Schließvorgang verwendet werden soll. Die Zeitgaberegelung 26 schaltet auch in die richtige Lage am Einstellpunkt im Speicher, um die richtige Lage herauszulesen und dann den Vergleich zum Betätigen in der Ausgangslogik machen zu können.

Das Blockdiagramm von Pig. 4 dient einem linearen Meßsystem, das eine Flächenlage innerhalb von 0,025 mm Strichauflösung nennen kann, ohne die Fläche zu berühren. In Fig. 3 sind ähnliche Blöcke mit demselben Bezugszeichen jedoch mit einem Index versehen. Die Anlage enthält eine Zeitgabesteuerung 26a und der Eingang hierzu ist ein Startsignal aus dem G-esamtmaschinenregler.

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Die Zeitgabeeteuerung ist für jede einzelne Anlage eingestellt. Sie ist für jeden Gebrauch, der auf der Geometrie der Maschine basiert, die gemessen werden soll, und je nach dem gewünschten Meßbereich veränderbar. Dies ergibt wiederum die Zahl der Ubertragungsdioden und die Zahl der Empfänger, die wiederum die Zeitregelung bestimmen. Sie ist nur abhängig von der Zahl der Lampen zum Auslösen und der Zahl der mitarbeitenden Empfänger oder der tatsächlichen Zahl der Strahlenbahnen, die zum Abdecken des gewünschten Bereichs notwendig sind.

Die Anlage enthält ein Startsignal 30a aus dem Hauptmaschinenregler, der die Anlage anläßt. Die Zeitgaberegelung betätigt den Polgegöber und den Senderanordnungsantrieb, um die Senderanordnung aufeinanderfolgend zu pulsieren.

Es ist eine Empfängeranordnung vorgesehen und der Empfänger, bei dem die Messung durchgeführt wird, wird von der Steueranlagezeitgaberegelung ausgewählt. Es kann der Empfänger, der sich im Test befindet, stets vollständig verdunkelt sein. Ein Empfänger kann durch die besondere Reifengröße niemals verdunkelt werden, aber die Logik wählt den oder die Empfänger aus, die die Anlage allgemein in der Mitte der Senderan— Ordnung arbeiten lassen. Die Anlage enthält ferner eine Logik— auswahl 34a und einen Empfangsvorverstärker für die Empfänger 22a. Dieser führt über einen StrahTlagedecoder 44a, der in eine Abhebebereichsteuerung 60 geführt wird. Es findet sich dort auch ein Ausgang der Senderantriebe 32a, der an die Bereichssteuerung 60 führt.

Eine grobe Abhebung wird durch die Empfängeranlage des Deco— derblocks 44a und eine Fein- oder Mittelbereichsabhebung von dem Antriebsblock 32a bestimmt. Eine proportionale Bestimmung für extrem feine Auflösung erfolgt durch den Proben- oder Speicherblock 62 in Fig. 14.

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Der Block 62 führt Einstellpunkte in den Hoch- oder Tiefpegelspeicherblock 64 bzw. 66β Dieselben Lagen werden mit proportionalen Teilen in einen Synthesizer und Puffer 68 überführt und kommen heraus, um ein Vollbereichsignal zu erzeugen, das zusammengesetzt ist. Die Zusammensetzung in diesem besonderen Augenblick wird an einen Grundverstärker 70 gegeben, der ein aktiver Geradevorwärts-Tiefpaßfilter ist, obwohl er auch ein entsprechendes anderes elektronisches Äquivalent sein könnte. Dieselbe Zusammensetzungswellenform wird dann zu den Hoch- und Tiefpegelspeicherblöcken 64 und 66 zum Vergleichen und zum Erneuern geführt, und dann werden deren Ausgänge an einen Summie ungsverstärker 72 gegeben, der einen Spitzenbereich des Signals oder einen Spitzenauslauf ergibt.

Der Spitzenauslauf wird verglichen, um die Punkte 74 und 76 durch einem Stellpunktvergleicher 78 einzustellen, der in diesem besonderen Zeitpunkt drei Ausgangssignale erzeugt, die als Heiaisantrieb 80 bezeichnet werden. Das große Signal 80a zeigt an, daß der Auslauf höher als der höchste Einstellpunkt 74 ist, was bedeutet, daß es sich um einen außerhalb des Grenzwertes liegenden Reifen handelt. Das Signal 80b zeigt an, daß der Auslauf sich zwischen zwei Bereichen befindet, was einen Reifen bedeutet, der annehmbar sein könnte aber kein guter Reifen mehr ist« Wenn dann das Signal 80c betätigt wird, bedeutet dies, daß der Auslauf geringer als der niedrigste an diesem Punkt ist, was bedeutet, daß es ein sehr guter Reifen ist. Es ist somit zu erkennen, daß abhängig von dem Stellpunkt die Reifen in Klassen eingestuft werden können.

Bei Betätigung wählen die Zeitgabe und die Steuerung einen Empfänger aus» Dann werden alle Sender aufeinanderfolgend erregt. Wenn der Empfänger einen erwarteten Strahl nicht aufgenommen hat, bedeutet das, daß der Gegenstand den Strahl unterbrochen hat. Der richtige Meßempfänger ist jetzt ausgewählt.

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Wenn jedoch die Anlage alle Sender aufeinanderfolgend druchschaltet und jeder erwartete Strahl erschienen ist, bedeutet das, daß die Anlage in logischer Weise sich zum nächsten Empfänger bewegen und die Messung auswählen muß. Ist ein besonderer Empfänger einmal logisch ausgewählt worden, pulsiert die Anlage die Empfänger durch und bestimmt, welcher von ihnen derjenige ist, der erregt wird, wenn der erwartete Strahl nicht erschienen ist. Die Anlage weiß jetzt, daß sie den richtigen Empfänger gewählt und daß sie einen besonderen Sender bestimmt hat, bei dem der Strahl teilweise verdunkelt oder unterbrochen wird, wenn der Sender betätigt wird· Die Anlage nimmt den Strahl jetzt auf und stellt seine Proportionen fest« Dadurch werden die drei Arbeitsschritte beendet, obwohl dies die Anlage nicht in einem Gang tut. Es ist die logische Aufeinanderfolge, die verfolgt wird, aber die Durchführung der Punktion kann auf verschiedene Arten erfolgen, von denen eine besondere im einzelnen beschrieben wird. (Figuren 5 - 15). Die Anlage bewirkt eine vollständige Messung pro MilliSekunde, obwohl diese Zeit geändert werden kann, um den jeweiligen Bedingungen der Anlage zu genügen.

Die grundsätzliche Anlage nach Pig. 5 enthält eine Senderanordnung 100, die ein Strahlensignal 102 in Form von Infrarotenergie an eine Smpfängeranordnung 104 gibt. Die Empfängeranordnung richtet ihre Signale in einen Empfangs-Vorverstärker— abschnitt 106, aus dem die Signale in einen Leitungsempfänger 198 ausgesendet werden. Der Ausgang des Empfängerblocks 118 wird als Eingang in einen Empfangsselektor 110 gegebene Dieser empfängt zwei Eingänge vom Computerausgangspufferabschnitt 112, wobei einer dieser Eingänge über die Leitung 114 ankommt und einer über die Leitung 116.

Der Ausgang über die Leitung 116 aus dem Puffer 112 wird gleichzeitig an den Datennormalisier- und Speicherabschnitt 118 geführt. Der Auswahlabschnitt 110 liefert auch einen Eingang an

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den Abschnitt 118, der zusammengesetzte Ausgangswellenformen 120 liefert. Die Eingänge am Abschnitt 118 werden ebenfalls über die Leitung 122 vom Ausgangspuffer 112 und über die Leitung 124 vom Computereingangspuffer 126 geliefert. Der Datenspeicherabschnitt 118 gibt auch einen Ausgang über die Leitung 128 an den Eingangspufferabschnitt 126.

Der Eingangspuffer 126 ist einem Digitalcomputer 130 für allgemeine Zwecke zugeordnet, bei dem die Zeitgabe und die Regelung durch die richtige Programmierung erfolgt. Die Verbindung von Puffer 126 und Computer 130 erfolgt über die Leitung 132, 134, bzw. 136. Die Verbindung zwischen dem Computer 130 und dem Ausgangspuffer 112 erfolgt über die Leitung 138, 140 bzw. 142.

Der Ausgangspufferabschnitt 112 liefert auch einen Eingang über die Leitung 114 an den LED- Auswahlabschnitt 146, sowie auch denselben Eingang über die Leitung 114, wie aus dem Blockdiagramm zu erkennen ist. Der Block 146 steht mit einem LED- Antriebsabschnitt 148 über mehrere Eingangsleitungen 150-in Verbindung· Der Antriebsabschnitt 148 ist mit der Sender— anordnung 100 über mehrere Leitungen 152 verbunden. Am Computer 130 liegt ein Starttestsignal 154.

Die Beziehung der Signale zwischen dem Computer 130 und den Puffern 126 und 112 wird jetzt im einzelnen beschriebene

Das Signal 138 stammt aus dem Puffer 112 und geht zum Computer 130, um die Beendigung der Datenübertragung vom Computer zum Puffer 112 anzuzeigen. Das Signal 140 wird durch mehrere Signale vom Computer 130 zum Puffer 112 dargestellt, Diese sind die Adressensignale, was noch erläutert werden wird» Das Signal 142 stellt wiederum mehrere Signale vom Computer 130 zum Puffer 112 dar, und-diese sind die Leitungs-

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signale. Die Leitung 144 führt mehrere Signale als Adressenleitungen an den LED- Auswähletschnitt 146. Das Signal an der Leitung 114 ist ein Impulssignal, um die ausgewählte lichtemittierende Diode zum Empfangsabschnitt 110 zu wenden und so die Datenstichprüfung zu synchronisieren und die Daten zu normalisieren, sowie den Datenspeicherabschnitt 118 mit dem Datenfortschreiten zu synchronisieren. Die Leitung 116 wird an den Abschnitt 110 gegeben, um den jeweiligen Empfangsphototransistor auszuwählen» Die Leitung 122 stellt mehrere Adressenleitungen zur Datennormalisierung und zum Datenspeicherabschnitt 118 dar, um die jeweiligen Sender-Empfängerabweichung auszuwählen.

Die Leitung 132 führt vom Eingangspuffer 126 zum Computer 130 ein Signal, das die Beendigung der Datenübertragung von Abschnitt 126 anzeigt. Die Leitung 134 stellt mehrere Adressenleitungen und die Leitung 126 mehrere Datenleitungen vom Eingangspuffer 126 zum Computer 130 dar. Die Leitung 124 ist ein Senderverschiebe-Belastungsbefehl zum Abschnitt 118, während die Leitung 128 das Ausgangssignal von Abschnitt 118 zum Puffer 126 führt.

Die Anzahl der Vorverstärker in der Empfängeranordnung ist gleich der Zahl der Lichtempfänger, d.h., es gibt dort einen Vorverstärker für jeden Lichtverstärker. Die Empfängeranordnung 106 in Fig. 5 verwendet einen Photofeldeffekttransistor, ζ. Β. P-238 der Firma Siliconics, Inc., Santa Clara, Kalifornien, USA. Diese besondere Zelle besitzt eine schnell ansprechende Infrarotcharakteristik mit einem hohen elektrischen Ausgangssignal. Die hohe Geschwindigkeit bei der Verstärkung ist für die Arbeitsweise der Gesamtschaltung erwünscht.

Die physikalische Anordnung der Phototransistoren hinsichtlich Verteilung und Abdeckung wird noch dargelegt werden.

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Für jeden Phototransistor ist ein besonderer Vorverstärker vorgesehen. Der Einfachheit halber wird nur ein Verstärker beschrieben. Die Schaltung des Vorverstärkers wird in Fig. 6 gezeigt« Er besteht grundsätzlich aus einem Verstärker LM 301 der National Semiconductor Corp,, Santa Clara, Kalifornien, USA. Er ist eine Yerstärkerschaltung mit geradliniger Verstärkerkennlinie und Geschwindigkextserhöhung. Dieser Verstärker ist im Prinzip bekannt un die Schaltung der Fig. 6 ist dem Fachmann ohne weiteres verständlich.

An den nicht invertierenden Eingang 3 wird von einem 20 000 0hm—Potentiometer eine B/annung angelegt, um die aus dem einzelnen Phototransistor kommende Spannung abzugleichen. Da die Phototransistoren zu abweichende Charakteristiken neigen, ist diese Einstellbarkeit wünschenswerte

Der Phototransistor 105 in Pig· 6 enthält vier Eingänge, wobei S die Quelle andeutet, G das Tor, D den Abfluß und C das Gehäuse oder die Abschirmung. An der Klemme D liegt ein Eingang von 15V und das Tor ist Über einen Widerstand von 1 Megohm geerdet. An der Klemme S wird über einen Widerstand von 100 Kiloohm eine Spannungsquelle von -15V angelegt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Signal beleuchtet oder Infrarotstrahlungsenergie trifft auf das Tor der Einrichtung und dafür wird ein elektrisches Signal nicht an die Torklemme G gelegt. Nach der Erfindung könnte eine Photozelle verwendet werden, aber dieser Phototransistor von "Siliconics" hat die erwünschte Ansprechcharakteristik, die schnell ist und den hohen elektrischen Ausgang, wie vorher erwähnt, erzeugt. Ein Abtaster mit einer für die besondere Anlage erforderlichen Ansprechcharakteristik kann verwendet werden.

Wie bereits erwähnt scheint eine Infrarotanlage einen höheren Ausgang zu liefern. Die beschriebene Anlage verwendet an den

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Abtastern und an den Sendern Filter, so daß nur Infrarotenergie verwendet wird_# Hierdurch besteht eine größere Undurchdringlichkeit gegenüber atmosphärischen Bedingungen, wie Nebel, Smog, Rauch und Dunst usw., was bei einer Quelle sichtbaren Lichts zu größeren Schwierigkeiten führt.

Der übrigen Vorverstärker verwenden Kondensatoren von 120 und 5 Pikofarad bei dem Verstärker für höhere Geschwindigkeit und mit Rückkoppelungscharakteristik. Das Potentiometer mit 10 Kiloohm dient zum Einstellen der Charakteristiken der einzelnen Photozelle 14, so daß der Ausgang von der Klemme S der Zelle den gewünschten Ausgang des jeweiligen Strahls darstellt, der der Zelle zur Zeit zugeordnet ist.

Fig· 7 zeigt den Aufbau des Strahlenverlaufs. Er besteht im wesentlichen aus 6 lichtemittierenden Dioden 1 bis 6 und vier Phototransistoren A bis D. Der Aufbau besteht dann aus 24 Strahlbahnen, wenn "die Zahl der Empfänger mit der Zahl der Sender multipliziert wird (4 x6 = 24). Die Sender und Empfänger sind so verteilt angeordnet, daß die Sender 30 mm von oben nach unten mit 10 mm zwischen den Mittelpunkten liegen, wobei jeder zehn mal zehn Millimeter Quadratstrahlbahn dadurch aussendet, daß die Ausbildung abgedeckt ist_o Die Empfänger umfassen einen Abstand von 20 Millimeter mit einer 2 mm Quadratabdeckung.

Es wurde festgestellt, daß die seitlichen Gebiete jeder Strahlbahn zur Nichtlinearität neigen, daß aber der mittlere dritte Strahl mit den Abdecktechniken praktisch absolut linear war. Es wurde deshalb entschieden, eine nditte von 1,27 rom jeder Strahlbahn zu verwenden. Um zwischen Sender und Empfänger ein kleßgebiet von 25 mm genau mittig zu definieren und "beim !Jessen von 1,27 mm an jeder Strahlbahn wird die Meßfolge mit 2a, 1b,

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2c, 1d, 3a, usw· angezeigt, wie der Figur zu entnehmen ist. Mit dieser Technik verwendet man Strahlen von 1,27 mm, die genau linear sind und genau an ihren Seitenkanten am Mittelpunkt zwischen Sender und Empfänger einander berühren. Dies geschieht, weil man genau lineare Charakteristiken in der Mitte der Strahlen zu erhalten wünscht. Durch Zulaesen der Verteilung zwischen Sender und Empfänger eliminiert dies ferner die mechanischen Probleme des Anordnens dieser genauen Ausrichtung wegen der Größe der Gehäuse und dgl.. Keiner der Empfänger oder Sender muß somit verschoben werden. Somit werden die genauen linearen Charakteristiken der Empfänger durch den Meßteil jedes Strahls bestimmt.

Wenn die Empfänger sich genau gegenseitig berühren, können die Strahlen a,b,c,d gemessen werden. Da es dort aber physikalisch keinen Raum gibt, um die Empfänger anzuordnen, werden sie nicht nacheinander geprüft, um die Abschnitte von 1,27 mm der Strahlenbahnen zu erhalten. Die Anlage des Ordnens ist kein Problem, da einfach die Strahlenzahlen an der richtigen Strahlenadresse bezeichnet und die Reichfolge richtig geordnet ist.

Der Ausgang der Vorverstärker an den Empfangeranordnungen besteht aus einer Reihe elektrischer Impulse, da die lichtemittierenden Dioden aufeinanderfolgend erregt werden. Dies ist für die Arbeitsweise der einzelnen Schaltungen besonders wichtig· Die Schaltung nach Fig. 8 besitzt einen Abschnitt mit zwei Widerständen und zwei Kondensatoren. Dies ist der Fall, wenn der E -Eingang vom Empfeiigevorverstärker der Fig. 6 kommt. Die Widerstände und Kondensatoren enthalten einen Tiefpaßfilter. Zum Eliminieren von Störungen über eine Frequenz von ca. 10 kHz ist dies besonders wichtig.

Die Schaltung enthält einen Kondensator von 0,82 pF. Das Licht

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kommt, wie erwähnt, in einer Serie von Impulsen. Während der Zeit,, in der das Licht nicht pulsiert, erdet ein Ausgangssignal von über drei Volt die rechte Seite des Kondensators über den Widerstand 2 N 3568. Während der Zeit, in der ein besonderer Lichtstrahl nicht in dem einzelnen Empfänger pulsiert, ist dieser dem Umgebungslicht ausgesetzt. Die Technik des Erdens über dem Widerstand 2 N 3568 lädt den Kondensator auf den Wert des Umgebungelichts auf. Wenn somit ein Lichtimpuls ankommt, wird der Transistor 2 N 3568 abgeschaltet und somit besteht die Spannung an der rechten Seite des Kondensators aus dem gesamten Licht am Empfänger minus dem umgebenden Licht oder das Licht aus dem. Lichtstrahl wird an diesem übertragen. Diese Kombination von Elementen enthält somit eine Umgebungsunterdrückung sschaltung. Der Eingang zur 3V-Klemme kommt von einem Impulsspannungsgenerator, wenn der einzelne LED erregt wird, und er kommt vom Ausgangspufferabschnitt über die Leitung 114, was noch erläutert werden wird.

Hinter der Umgebungsunterdrückungsschaltung befindet sich ein gradliniger Leitungsempfangsverstärker. Der Impuls am Punkt A befindet sioh dort in dem Zeitpunkt, in dem die Strahlenbahn erregt wird. Dies ist ein wichtiger Vorgang der SchaltungsanlageJ weil die Anlage nicht empfindlich ist, um sich bei Umgebungslicht zu verändern. Die einzigen; Kriterien bestehen darin, daß das Umgebungslicht dort für eine gewisse Zeit bestehen muß, bevor die Strahlenbahn erregt wird, so daß der Kondensator auf den richtigen Wert geladen werden kann, der den Zustand des Umgebungslichts darstellt. Ferner befindet sich das Umgebungslicht in einem solchen Bereich, daß die aus dem Vorverstärker kommende Spannung oder das E -Signal die Grenzen des Kondensators und der zugehörigen Schaltung nicht überschreitet.

Der Transistor 2 N 3568 wirkt als Schalter, der die rechte Seite des Kondensators stets erdet, ausgenommen wenn der jeweilige Strahl auftritt und der volle Impuls von 3 Volt ankommt und den

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Transistor so öffnet, daß die erzeugte Spannung am Punkt A als genaues Signal erscheint, das von dem Abtaster ohne Rücksicht auf den Zustand des Umgebungslichtes aufgenommen wird.

Es ist für die Arbeitsweise der Anlage ferner wichtig, daß die Lichtimpulse verhältnismäßig kurz sind, so daß die Anlage wiederum nicht empfindlich ist, um sich beim Umgebungslicht zu verändern. D.h., wenn das Umgebungalicht sich mit einer Geschwindigkeit ändert, die den Impulsen entspricht, dann ist die Anlage gegenüber dem Umgebungencht nicht immun. Je kürzer deshalb die Impulse sind, desto besser und wirksamer arbeitet die Anlage.

Der reohte Leitungeverstärker ist verhältnismäßig gradlinig und spricht gut auf den Impulsverstärker an, der dem Vorverstärker nach Pig. 6 ähnlich ist. Er verwendet eine Potentiometereinetellung am Widerstand von 20 kOhm zum Einstellen der Nullspannung am Verstärker LM 301 unter Umweltbedingungen. Das Potentiometer von 20 kOhm stellt die Spannungsabweichung ein, so daß der Spannungsausgang an der Klemme B Null ist, wobei keine Impulse durch den Verstärker hindurchgehen. Das Potentiometer von 1 MegOhm stellt die Abweichung des Verstärkers auf ein Minimum ein» Die beiden Kondensatoren von 30 und 120 pP mit den Widerständen von 1 kOhm und 220 0hm ergeben eine Kondensatorwiderstandschaltung für eine Vorwärtskompensation des Verstärkers. Das einstellbare Potentiometer von 20 kOhm ergibt zusammen mit dem Kondensator von 10 pP eine Rückkoppelungsverstärkereinstellung zum entsprechenden Anpassen der Ausgangs spannung an der Klemme B an die anderen ähnlichen Leitungsverstärker.

Der Ausgang der Verstärkerschaltung an der Klemme B ist somit ein mehr verstärktes Signal als das Vorverstärkerausgangssignal E , was ein Eingang ist.

Die Spannungsimpulsschwingungen nach Fig. 8 zeigen, daß das E -Signal sich wegen Umgebungalichtbedingungen über Null oder dem mittleren Spannungspegel befindet. Die Spannung3impulse am

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Punkt A werden, während sie nicht verstärkt sind, auf einen Impuls aus dem Nullpegel verringert. Die Spannungsimpulse werden umgekehrt und verstärkt, aber in Bezug auf den Nullpegel an der Ausgangsklemme gemessen.

Der Empfangsauswahlblοck 110 befind.c sich in der Schaltungsanordnung nach Fig. 9. Er besteht aus 4 Empfangspuffern, je einen für jeden Empfänger, aber nur ein Empfangspuffer wird im einzelnen beschrieben, um Wiederholungen zu vermeiden. Alle Puffer besitzen denselben Aufbau.

Der Ausgang an der Klemme B des Leitungsverstärkervorverstärker entspricht dem Eingang an der Klemme 18. Das Signal wird durch den Verstärker LM 301 AN verstärkt, der eine Verstärkung von 10 zu 1 bringt. Der Ausgang des Verstärkers ist ein Impuls, der zu einem negativen Wert geht und auf Null Volt zurückgeht, was durch das Spannungsimpulssignal am Ausgang angezeigt ist.

Der jeweils auszuwählende Empfänger wird durch einen Analogselektor oder einen Analogmultiplexer κ i^gebaut, der aus zwei Satz von 90903a Dual-Kanaltoren, z.B. der Dictcson Electronic Sorporation in Scottsdale, Arizona, USA besteht. Jeder 90903a arbeitet mit zwei entsprechenden Verstärkern in einer Weise zusammen, die durch das Blockdiagramm zum Betätigen der den entsprechenden Verstärkern zugeordneten Schaltern A,B,G und D gekennzeichnet ist. Der Α-Eingang zwischen den Klemmen 7,8 aus dem oberen Verstärker LM 301 AN enthält beispielsweise einen dem Schalter zugeordneten Antrieb und kommt vom Dekoder 4038. Dieser Dekoder befindet sich unten rechts der Figur 9. Er nimmt seine Eingangsadresse entweder PTl oder PT2 an und löst sie entweder in die A,B,G oder D-Adresse auf. Die Signalevom Eingang PTl und PT2 kommen aus dem Auegangspuffer über die Leitung 116.

Der Computerzeitgebersteuerabschnitt besagt, daß die Anlage am Empfänger 1 auf den Strahl 1 gerichtet werden soll. Die Adresse würde dann aus dem Com^jj^ig ^qmm^p/j ^djr nahelegt, den Sender 2

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und den Empfänger a zu verwenden. An diesem Punkt würde ein binäres Signal über PTl und/oder PT2 hereinkommen, wobei das besondere binäre Signal das Tor a steuert. Gleichzeitig würde die entsprechende lichtemittierende Diode über eine ähnliche Schaltung betätigt werden.

Die Betätigung des Schalters A zwischen den Klemmen 7 und 8 kann in einen festen Zustand gelangen. Dies heißt, der Schalter wird für eine beachtliche Zeit zwischen der Zeit betätigt, in der die lichtemittierenden Dioden wirksam sind, oder in anderen Worten, der Schalter vor den LEDn selbst wird betätigt oder eingeschaltet» Dies ergibt die Anlagezeit zum Stabilisieren, bevor der Spannungsimpuls übertragen wird. Vorzugsweise würde dieses Voreinschalten mindestens 10 oder 20 MikroSekunden dauern. Selbstverständlich bleibt dann der Schalter geschlossen, nachdem der LED erregt wird, bis der Computer über PTl und PT2 ein neues Befehlssignal sendet und so den nächsten entsprechenden Schalter betätigt. Die Spannung an der Klemme 8 wird dann an eine zeitweise Datenprüfungs- und Halteschaltung gelegt, die der NHOO23C ist. Dieses Gerät wird von der National Demiconductor Corporation in Santa Clara, Calif., USA, hergestellt, aber auch von anderen Firmen hergestellte Geräte können geeignet sein.

Die Prüf- und Halteschaltung NHOO23C wird vom Eingang Cl aus dem Ausgangspuffer gesteuert. Dieses Eingangssignal betätigt die Prüf- und Halteschaltung und wird gleichzeitig eingeschaltet, wenn der Strahl betätigt wird, so daß jeder erzeugte Impuls zum Prüfen veranlaßt wird. Am Ende des Strahlimpuls wird das Gerät zum Halten veranlaßt und somit hält es, welche Spannung auch an der Klemme 8 erscheinen mag. Das Signal an der Klemme Cl ist das umgekehrte des 3 Volt-Signals am Leitungsverstärker der Figur 8. Wenn auch dann der Impuls auftritt, veranlaßt er das Gerät NH 23OOC zur Prüfung und wenn auch der Impuls beendet ist, hält es noch« Das Ergebnis der Prüfung und des Haltens von der Klemme 11 geht über einen Pufferverstärker LM301. Ein Speicherkondensator 111

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dient zum Aufheben der Erdung an der Klemme 1 der Prüf- und Halteschaltung, so daß, während das Gerät hält, ein Leck zum Kondensator kein Faktor beim Halten der Spannung ist.

Der Pufferverstärker LM 301 ist nicht invertierend, so daß ein negatives Signal das Ergebnis von der Klemme V«jigy ist. Der Rest der Schaltung an der PrUf- und Halteschaltung und am Pufferstärker ist allgemein bekannt und dem Fachmann verständlich.

Es wird angenommen, daß von der Klemme 11 keine Spannung an den Ausgang gegeben wird. Dann kann man sehen, daß die Ausgangsspannung während des Impulses auf diesen Pegel abfällt und dann naoh dem verschwundenen Impuls verschwindet, wenn er dort bleiben würde. Wenn jetzt der neue Impuls verschieden ist, würde sich der Ausgang in den neuen Impuls verändern, so daß der Ausgang nun eher ein Schrittvorgang wird als eine Impulsreihe. Wenn die Empfänger auf einen sehr hellen Strahl gerichtet sind, dann sollte der Ausgang derselbe sein und eine der negativen Spannung entsprechende Leitung wird an der Klemme 11 festgestellt, wenn dieses Signal an einem CRT gesehen werden würde. Nur wenn eine besondere Strahlenbahn teilweise unterbrochen wird, tritt ein Teilschritt aus dem negativen Spannungswert zum Nullwert auf. Dies ist in Verbindung mit dem Gerät NH0023C aus Figur 9 zu entnehmen.

Der Ausgang des Empfangsauswahlblocks 110 oder das Signal V-g„ ist ein Eingang an der Klemme R zum Eingang des analogen Nörmalisiermultiplier 117. Die Erfordernisse des Multipliers 117 sollen drei Betriebseingänge X,Y und Z und den Ausgang E besitzen. Dieses Gerät wird von der Firma Analog Devices, Inc. in Norwood, Mass., USA, hergestellt.

Als wichtiges Teil dieser Schaltung wird der Eingang R in den Eingang X über den Block DATFS zurückgekoppelt, um eine Anlageneichung bei Null oder einen EichBtrahl zu erhalten. Ein Null- oder Eichstrahladressensignal gelangt an die Klemme W und wirkt über die Prüf- und Halteschaltung DATFS, um den DATFS zu zwingen, den Nullwert mit dem Eichstrahl anzunehmen und somit einen

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Eingang vom Punkt 5 als Eingang X an den Eingang des Multipliers 117 zurückzusenden, so daß das Eingangssignal an E des Multipliers den Eichstrahl darstellt. Dies stellt die Speicherung des vollen Skalenwertes des Strahls oder einen nicht unterbrochenen Strahl dar. Durch den richtigen Betrieb der Anlage erhält man einen Strahl, der unterbrochen ist. Nun stellt diese Spannung einen geeichten Strahl dar, um die Wirkungen von Nebel, fleuch, Dunst usw. zu eliminieren. Bei jeder Schwenkung durch den Strahl sendet der Computer ein Signal zur Klemme W, um die Anlage für Null oder den Eichstrahl wieder zu eichen, der dann die Anlage für die atmosphärischen Bedingungen bei jeder Schwankung über die Strahlenbahnen wieder eicht.

Der Ausgang des DATFS am Punkt 11 wird zum Eingang X am Punkt 6 des Multipliere zurückgekoppelt. Dies heißt, daß der Multiplier als ein Teiler wirkt, wenn der Eingang von der Klemme R durch den Eingang am Punkt X geteilt wird, um einen geeichten Ausgang am Punkt E^ zu erzeugen, der auf einen gegebenen Wert von 10 Volt festgesetzt ist. Dies geschieht durch Teilen einer negativen Spannung, die an der Klemme D durch eine an X gespeicherte Spannung gelangt, oder durch eine negative durch negative Ergebnisse in eine positive geteilte Spannung. Dies ist derselbe Wert, so lange wie er von der Spannung an der Klemme W gesteuert wird. So lange deshalb die Eingangsimpulse an der Klemme R praktisch dieselben sind, sind sie ohne Rücksicht auf die tatsächliche Spannung, ähnliche Eingänge zum DATFS und gehen dann am Punkt K über eine Automatic plus zehn Voltausgangsspannung an E · Die Eingangs spannung für den Nullstrahl oder der erste Strahl kann irgendwo zwischen 2 und 8 Volt liegen. Diese Anlage kann geeicht werden» um diesen Bereich gemäß der einzelnen Strahlenbahnstärke und der jeweiligen Verstärkung in den Empfängern und im Vorverstärker von der Klemme R zu erhalten.

Die den tatsächlichen Wert darstellende Spannung wird in dem DATFS gespeichert, der die atmosphärischen Bedingungen und die tatsächliche Strahlstärke darstellt.

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Der Rest der Dateneinteilungs-und den Datenspeicherabschnitts enthält die Vergleichseinrichtungen A5 und A6, von denen jede in einen entsprechenden Inverter A7 und A8 führt, der mit den Und-Toren A9 und A1O zusammenarbeitet. Die Vergleicheeinrichtung enthält einen unmittelbaren Eingang vom E -Ausgang des Multipliers. Eine Bezugsspannung wird so gewählt, daß, wenn dort weniger als ein Prozent Differenz zwischen der Bezugsspannung Vref und E besteht, über den Inverter A7 ein Signal übertragen wird. In das Und-Tor A9 wird dadurch ein Teilsignal zurück an die Klemme 6 des DATFS gegeben und ein neuer Skalenwert gelangt durch den Teilungsvorgang von der Klemme 11 zurück an X des Multipliers. Dadurch wird gewährleistet, daß die Anlage konstant aufbereitet und für jeden folgenden Strahl eingestellt wird, wenn er unter 1j4 der Eingangsspannung an der Klemme R fällt. Durch Definition wird der Strahl verdunkelt, wenn er innerhalb des vorhergehenden Strahles liegt· Jeder vorhergehende Strahl dient zum Aufbereiten der Eichung für jeden folgenden Strahl.

Wenn nun ein Strahl teilweise verdunkelt wird, würde das Signal B die Vergleichseinrichtung A5 nicht erregen, weil die Differenz zwischen E und Vref größer als 1# in der Amplitude ist· Die Vergleichseinrichtung A6 ist jedoch so eingestellt, daß sie bestimmt, ob das verdunkelnde Signal in die Mitte von 0,127 mm des Strahl fällt oder nicht. Wenn der Strahl in diesem üblichen Bereich liegt, wird A6 betätigt und gibt ein Signal in den Inverter A8 und in das Und-Tor A10, in dem ist durch die Klemme 15 als Signal ausgesperrt wird, das sich an diesem Strahl befindet. Der Computer analysiert dieses Signal über die Klemme 14 und läßt das Tor A11 und das entsprechende Signal im DATCOMP-Abschnitt apeiehern.

Die Spannungswerte der Vergleichseinrichtungen A5 und A6 werden so eingestellt, daß ein Signal von den beiden gleichzeitig

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nicht abgeleitet werden kann. Ein Kriterium für ein Ausgangsaignal von A6 ist das, wenn das Signal E nicht die volle Skala ausfüllt, es liegt innerhalb des 0,127 mm Linearbereichs des entsprechenden festgestellten Strahls. Der Ausgang wird erregt. Das variable 1000-Ohm-Potentiometer 119 stellt den Bezugswert an A6 entsprechend- den besonderen Charakteristiken gemessen an der Strahlenbahn ein. Durch Verwenden einer pragmatischen Eichung, bei der man einen Gegenstand in den Strahl bringen kann, um den Mittelpunkt des Strahls zu finden, bewegt sich der Strahl um 0,65 mm zurück und stellen sich dann auf den Spannungswert ein, der an diesem Punkt auftritt. Der andere mögliche Weg ist das Errechnen, was die volle Ausgangsskala des Strahls und dann was der Spannungswert an dem Punkt sein soll, an dem der Strahl zu 25$ verdunkelt ist. Gewöhnlich beträgt der Spannungswert etwa 4 Volt· Die Vergleichseinrichtung A6 wird somit so eingestellt, daß ein maximaler Spannungswert entsteht, der anzeigt, daß ein Strahl im Linearbereich verdunkelt wird· Dies zeigt nicht den Minimalwert an, bei dem er aus dem Linearbereich wieder an diesem Punkt herausfallen würde. Er beginnt in den Linearbereich der nächsten angrenzen-. den Strahlenbahn zu fallen. Wenn A6 auf eine dieser Weisen geeicht worden ist, stellt er fest, wann eine entsprechende Strahlenbahn in ihrem Linearbereich verdunkelt wird. A5 wird so geeicht, daß er feststellt, wann das jeweilige Signal sich in 1Jt der Skala oder des vorhergehenden Signals befindet»

Die Ausgänge der Vergleichseinrichtungen gelangen je zu entsprechenden Invertern A7 und A8 und dann zu den Toren A9 und A10. Die Tore A9 und A10 ermöglichen durch ein Signal vom Ausgangspuffer 112, über die Klemme 16, daß beide über den Inverter A12 gleichzeitig gelangen können.

Wenn das Signal innerhalb 1# der vollen Skala liegt, gibt diese Schaltung selbst das Signal in den DATPS aus dem Tor A9

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zurück und über den Inverter A13 an den Punkt 6 des DATFS* Auöh zwiöohen A5 und A? wird ein Signal als Ausgang an der Klemme 18 aüf-geflommefi*

Wenn eö nun ein Datensignal ist und die Vergleichseinrichtung A6 erregt, inüfl bestimmt werden, ob es das erste Datensignal ist, das Während einer entsprechenden Abtastung emfpangen worden ist* Dies geschieht durch ein Signal, das an der Klemme 15 aufgenommen und in den Computer gegeben worden ist· wo der Computer bestimmt, ob es das erste Signal der Abtastung ist oder nicht« Wenn es das erste Signal ist, dann kann das Signal über die Klemme 14 gegeben werden und das Tor A12 kann dann bewirken, daß ein Signal geprüft und in der DATACOMP-* Prüf- und Halteeinrichtung gehalten wird· Der Computer kann angeben, üb es das erste Signal während der Abtastung durch Verwenden einer Tafel und durch richtiges Programmieren ist, was dem Fachmann bekannt ist· Diese Feststellung könnte zum Beispiel auch durch Verwenden eines Flip-Flops erfolgen, der zum Start jeder Abtastung zurückgestellt und beim ersten Datenschlag ausgelöst wird. Durch Bestimmen wird die erste Zeit des Datenschlags empfangen· Sie soll sich innerhalb des mittleren Lineabereichs von 0,127 mm des zu messenden Strahls befinden.

Figur 11 zeigt in Verbindung mit Figur 10 den ganzen Daten— einstell- und Datenspeicherblock. Der analoge Ausgang des Blocks 117 der Figur 10 wird der das Eingangssignal an der Klemme 5 des DATCOMP-Prüf- und Haltegerätes NHOO23C Der Ausgang des Tores A11 der Figur 10 ist der Eingang an die Klemme G des DATGOMP. Der Rest der Schaltung enthält einen Pufferverstärker 301AN, der in ähnlicher Weise das Eingangssignal des Blocks 117 der Figur 10 empfängt, Ein Digital-Analog-Konverter für sechs Bit DAC-01H, arbeitet mit drei Datenkonvertern 7475 der National Semiconductor Corporation, Santa Clara, Kalif. USA oder einem ähnlichen Gerät und den Verstärkern A13 und

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B13 zusammen« die Wiederum mit den Ausgängen des Digital-Analog-Konverterö zusammenarbeiten. Zum einstellen sind verschiedene Potentiometer vorgesehen« Wobei Kondensatoren zum Stabilisieren der öhatrakteristikön und zur Temperatürkompensation dienen« Dies alles ist dem Fachmann geläufig«

AlS praktische Aufgabe beim Ausrüsten einer Anlage dieser Art ist es möglich« daß während einer entsprechenden Abtastung oder einem entsprechenden Ablauf nicht notwendigerweise ^eder Strahl unterbrochen wird, da die Strahlen 0,127 mm betragen« Wenn der zu messende Gegenstand bewegt wird, könnte ein vorhergehender oder ein späterer Strahl unterbrochen werden oder es könnte auch ein Strahl, der eine oder zwei Bahnen entfernt ist, unterbrochen werden. Um die Ausgangsschwingung Sförm in einer analogen oder ständigen Schwingungsform zu halten, muß diese Anlage die einzelnen zu verwendenden Strahlen kompensieren,, Dies geschieht durch Auswählen des ersten Datenschlages bei der ersten Abtastung als Bezugsstrahl für künftige Messungen« Dieser Strahl ist der Nullverschiebung zugeordnet. Wenn jetzt dieser νοrhengehende Strahl· bei der nächsten Abtastung angeschlagen wird, würde der nächste einen Wert von -1 besitzen und der zweite vorhergehende einen Wert von -2 oder in einem anderen Fall würde der erste folgende Strahl +-1 und der zweite folgende +2 sein. Dies ermöglicht einen Meßbereich von 6,5 mm. Die beschriebene Schaltung ist für einen Spannungswert von 20 Volt, d.h„ von — 10 V bis + 10 Volt bestimmt und umfaßt somit einen Bereich von 6,5 mm. Bei einem Null-Ausgang oder einem Bezugsstrahl, nämlich dem ersten Datenschlag bei der ersten Abtastung, ist ein Nullspannungswert eingestellt»

Die sechs Eingangsleitungen an den Konverter 7475 sind Adressen des Computers» Jeder Abschnitt des Konverters kann 3 Datenbit speichern. Der Computer bestimmt für den jeweiligen

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Datenschlag den Spannungswert, "bei dem dieser Schlag auftritt. Wenn er der erste Schlag ist, wird er automatisch einen Wert Null zugeordnet und gibt eine Adresse in den Speicher 7575» der einen Nullwert anzeigt. Der Wert aus den sechs Bit 7475 ist ein analoger Wert im Bereich von Null bis 10 Volt,

Um die Arbeitsweise der Schaltung der Figur 11 zusammenzufassen, besitzt die Klemme 5 des DATCOMP einen analogen Eingang, der das genaue Ausgangssignal ist, das als E von der Klemme 4 des Multipliers der Figur 10 kommt. Der DATGOMP ist angesprochen, wenn die-Prüf- und Halteeinrichtung durch einen digitalen Eingang vom Tor A11 der Figur 10 erregt, wird der von der Klemme 14 des Computers kommt. Das geprüfte und gehaltene Signal im DATCOLiP wird dann von der Klemme 11 über den Widerstand von 10 Kiloohm gegeben, um die Verbindung R zu summieren, wo sich ein Eingang zum Addierer A13 befindet.

Um einen dynamischen Auslesezustand zu erzeugen, bei dem man einen rotierenden Reifen oder ein sich in oder aus den Strahleribahnen bewegenden Gegenstand ,sitzt, und um ein Ausgangssignal zu geben, das die Fläche fortlaufend darstellt, wird ein augenblickliches Signal die 7475 Speichergeräte, die in Verbindung mit dem Konverter der sechs Bit A bis A arbeiten, mit der Programmierung des Computers zum anfänglichen Aufbau des Bezugswertes mittels des ersten Signals koordinieren, das den ersten Datenschlag oder die teilweise unterbrochene Strah— lenbahn darstellt. Wenn man sich zur oder von der entsprechenden Strahlenbahn bewegt, addiert oder subtrahiert der Konverter für sechs Bit D in A zum oder von dem Signal, das in die Summierungsvarbindung R gelangt. Wenn beispielsweise jedoch das Signal an der Klemme 15 der Figur 10 anzeigt, daß die zweite folgende Strahlenbahn jetzt unterbrochen worden ist, erzeugt der Computer ein Signal über die Adressenleitungen in den 7475 und somit ein richtiges Analogsignal aus dem Konver-

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ter für D in A, so daß eine richtige additive Spannung an die Verbindung R in Kombination mit dem Signal aus dem DA-TOOMP erhalten wird und das Auagangssignal von A13 ein dynamisches Signal darstellt und nicht ein momentanes Signal. Diese Koordination über die Adressenleitungen mit dem Computer in dieser Weise ist durch die Verwendung der richtigen Programmierung eindeutig möglich und dem Fachmann geläufig.

Damit A13 den vollen Bereich von - 10 bis + 10 Volt umfassen kann, um 10 mm Bewegung darzustellen, wird ein einstellbares Potentiometer R 31 vorgesehen und so eingestellt, daß es ein Nullsignal liefert, wenn die Mittelstellung des NullStrahls auftritt· Das Potentiometer von 500 Ohm mit dem Konverter für 6 Bit von D in A ermöglicht die richtige Eichung des Konverters entsprechend einem Spannungsausgang von 0 bis + 10 Volt.

Der Zweck des Addierers B13 ist primär das Invertieren des A13 —Ausgangs aber auch das Isolieren der Ausgangsklemme vom A13 Summierer oder, um als Puffer zu dienen. Eine Belastung, die hier auftritt, wird somit nicht zurückreflektiert, so daß sie eine Präziaionsableaecharakteristik ergibt.

Um den Ausgang des Multipliers 117 nach Figur 10 zu puffern, könnte ein Verstärker 301AH benutzt werden, z.B. ein Analog-Digital-Konverter, so daß der Computer dieselbe Punktion ausführen könnte, die laufend durch die 6 Bit D in A und die entsprechenden Addiererverbindungen mit dem Summierer A13 nach Figur 11 erfolgt.

Der Stoßimpula der in dae vorübergehende 7475 -Adressenregister führt, ist ein Signal, das vom Computer erzeugt wird und einen neuen Eingang aus dem Computer bei jedem neuen Strahlenbahnimpula auslöet. Daa Stoßsignal kommt über den Eingangspuffer und befindet sich in Koinzidenz mit dem Com— puteraignal an der Klemme 14 nach Figur 10· Immer wenn die

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Daten in den Computer gegeben werden oder wenn die Prüf- und Halteeinrichtung erneuert wird, wird auch der Dateneingang zum 7475 und der 6 Bit D in Ä gleichzeitig durch diesen Impuls erneuert. Dadurch kann dann eine fortlaufende oder dynamische Schwingungsfοrm erzeugt werden, wenn ein Gegenstand von einer Strahlenbahn zu einer anderen bewegt wird und dadurch den dynamischen Zustand bewirkt. Selbstverständlich ist, wenn dieselbe Strahlenbahn fortlaufend gemessen wird, keine Erneuerung oder Kompensation für angrenzende Strahlenbahnen notwendig, In diesem Zeitpunkt ergibt der Konverter für D in A keine Änderung der Kompensation des Signals, das aus dem DAXCOMP nach Figur 11 kommt.

Der Ausgangspuffer wird in Figur 12 gezeigt. Das Impulssignal, daß die LEDn einschaltet und deren Dauer bestimmt, wird durch diesen Puffer abgeleitet. Das Impulssignal erscheint bei der Erzeugung der Signale im Computer, der zum Anzeigen der LED-Adresse dient. Das Signal EX1O gelangt an die Klemme 7. Die Computerpufferauswahlsignale werden als an der Klemme 19 bzw. 24 ankommend angezeigt. Der EHO ist ein IO-Ausführungβsignal. Sobald, wie der Computer IO-AusfUhrungssignal gibt und die richtige Adresse gesendet ist, wird ein Impule an den Einschlagimpulsgenerator 9601 gelegt. Dieser Impuls ist von einer Dauer, die durch die Zeitkpnstante des 9601 bestimmt ist. Der Generator ist von der Art, die einen Impuleausgang für eine positive oder negative Änderung dee Eingangs erzeugt, der von dem abhängig ist, was eingestellt ist. Ein Ublioher Generator wird von der Firma Fairchild Semiconductor, Mountain View, Calif. USA hergestellt.

Der Ausgang dee Generators wird von drei Invertern 7404 gepuffert, wobei die Ausgangsignale von den Klemmen C1, C2 und 03 kommen. Beispielsweise ist das Signal ein Eingang zur Klemme 6 des BBOO23C der figur 9· .

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Jede Klemme C1, C2 und C3 hat einen Ausgang, der den 96Ot erregt. Diese sind drei wirkliche Ausgangssignale, die an anderen Stellen der Schaltung als Datenteilungs-und Daten— speicherblock 118 dienen, wo sie als Signale an die Klemme 16 gelangen, die den Ausgang der beiden Vergleichseinrichtungen durch die entsprechenden zugehörigen Tore steuern läßt· Es wird auch an den LED—Auswahlbiock 146 gegeben,was jetzt beschrieben wird.

Die andere Schaltung im Ausgangspuffer besteht aus mehreren Bit-Speichern (12 in diesem besonderen Fall), von denen jede eine Hälfte eines 7474 ist, der ein Zwei-Bit-Speicherregister der Firma National, Texas Instruments oder dergleichen ist· Die Daten aus dem Computer werden an die Adressen— leitungen A2—4 bis Δ5-1 gebracht. Wenn die Daten sich an diesen Leitungen im Computer und durch die IR-Eingänge und in Verbindung mit einem IO-Ausführungssignal an der Klemme 7 liegt, wird ein Spannungswert am Boden des Achteingang-NAKD-Tores 7430 erzeugt. Dadurch wird ein Impuls an alle Datenspeicher verteilt, die an den C-Eingang gelangen, der, was auch sich am D-Eingang befindet, am Ausgang erscheinen läßt und dort bleiben läßt, bis er einen neuen C-Eingang erhält. Der Computer bringt somit die Adresse auf und richtet sie in die entsprechenden beiden Bit-Speicherregister für den Ausgang, wenn immer der Impuls an den C-Eingang gelangt. Die Eingänge zu den Klemmen 22 und 23 können entweder invertiert werden oder gerade verlaufen, je nach der umgelaufenen Schaltanordnung. Dies ist fakultativ, je nachdem die Eingänge richtig oder invertiert gewünscht werden.

Der Ausgang bestimmter Zwei- B-Speicherregister gelangen an die entsprechenden LEDn, wie es durch die LED-Adressenklemmen angezeigt wird. Gewisse andere Ausgänge sind PT1 und PT2. Diese Bind die Transistor- oder Phototransistor-Adressenlei-

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tungen. Andere, die mit SH1 - SH5 bezeichnet sind, sind die Eingänge zum 6 -Bit-Konverterspeicher.

Die LED—Auswahl verwendet, wie Figur 13» die G1 - C3 Klemmeneingänge von Figur 12 und den LED-1-5-Eingang. Diese Eingänge Bind mit einem entsprechenden 4038 von acht Selektoren koordiniert. Die resultierenden Ausgänge werden durch die entsprechenden Und-Tore von 0 bis 23 nummeriert. Diese Ausgänge sind mit den beiden Und-Toren koordiniert, wo ein Eingang entweder ein C1 - G3 Impuls und der andere Eingang der Impuls aus dem entsprechenden der Selektoren ist, so daß das entsprechende NAND-Tor abhängig von der Koordination der jeweiligen LED-Auswahl vom Computer zu und durch den Ausgangepuffer "betätigt wird. Die Ausgänge von Figur 13 gehen zum LED-Antrieb steil 148 und treiben einen LED zum Übertragen von Lichtenergie an· Diese Schaltung betätigt somit einen LED mit genau gesteuertem Stromwert aus dem Einschlagimpulsgenerator, der einen Impuls erzeugt, der schnell ein- und ausschaltet.

Die entsprechende Schaltung nach Figur 14 enthält eine Eingangsklemme A, die einen logischen Eingang an den Inverter liefert, der an der Basis des Transistors 2N3568 lieg; · Dieser Transistor ist mit zwei Widerständen so koordiniert, daß er beim Einschalten Kollektorstrom über die beiden Widerstände und die Schaltung fließen läßt. An der Mitte zwischen den Widerständen ist ein PNP-Transistor angeschlossen, z.B. ein Darlington-Paar "N3645, MJE 2955,' der eine hohe kollektive Spannung von Ausgang an der Klemme B bei einem sehr kleinen Eingangswert bewirkt. Der Auslöseimpuls an der Klemme A schaltet die Transistoren 3645» MJE 2955 an, die zusammenarbeiten. Die Schaltung kann von einem Potentiometer von 100 Ohm eingestellt werden. Der Signalausgang der Klemme 6 wird als Impuls von 5 Mikrosekunden bei etwa 2 bis 5 YoIt dargestellt· Durch diee besondere Antriebsschaltung wird die extrem rasche Anstiegs- und Abfallzeit erzielt. Das Potentio-

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meter, das der Basis des einzelnen Transistors 3645 zugeordnet ist, ist die Einstellung zum Regeln des Stromes, der von dieser Schaltung zum Betrieb des LED-Euiitters erzeugt.wird.

Der Eingangspuffer 126 nach Figur 15 ist praktisch derselbe wie der Ausgangspuffer 112 der Figur 12. Der obere Teil ist ganau der—selbe wie der obere Teil des Puffers 112., während der Bodenteil nur zum Erzeugen der Signale für einen Analog-Digital-Konverter dient, wenn er als solcher benutzt werden soll. Das Teil nach Figur 15 steht dem nicht entgegen, wenn es für eine Reifenauslaufmeßanlage oder dergleichen notwendig ist, ausgenommen bei dem 2 -Eingang. Dieser Eingang empfängt einen Impuls vom Tor A1O über die Klemme nach Figur 10.

Es ist erwünscht, daß alle LED fortlaufend aufeinanderfolgend pulsiert werden, auch wenn eine entsprechende Strahlenbahn verwendet wird, so um eine Temperaturstabilität zum Eliminieren von Eichproblemen zu erhalten.

Die Anlage arbeitet somit an einer laufenden, feinen und proportionalen Messung, aber alle diese werden in der beschriebenen Anlage durchgeführt. Die erste Anlage wählt den betreffenden Smpfänger aus, wo immer die erste Unterbrechung einer Strahlbahn erfolgt, wenn alle Strahlenbahnen aufeinanderfolgend betätigt werden. Dann wird die nächste Strahlenbahn bestimmt, die unterbrochen wird, um eine Feinmessung durchzuführen, und dann wird der proportionale Teil des linearen Bereichs von 1,27 ψφ der Strahlenbahn für eine extrem feine Genauigkeit gemessen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß, da es dort eine beachtliche Zeit zwischen den Betätigungen der einzelnen Strahlenbahnen gibt, wo der Computer Zeit hat andere Vorgänge zu errechnen, ein Mehrkanalkonzept ganz zweckmäßig eingebaut werden könnte, wo mehrere Sender und 3mpfänger,

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die an verschiedenen Geräten arbeiten, denselben Computer und elektronisches Randgerät zeitlich beteiligen würden.

Eine weitere Verbesserung der Anlage könnte einen Glasfaseroptik-Übertrager verwenden, die eine kleinere oder größere lichtemittierende Diode benutzt und die resultierende Größe des AuBgangsstrahls entweder verringert oder vergrößert. Schließlich wird auf die Figuren 16A und 16B verwiesen, die ein optisches Faserbündel 160 zeigen, das einem LED 162 von 3»75 mm Durchmesser zugeordnet ist, bei der die Endfläche der Pasern bei 164 zwischen einer Breite von 1,58 bis 1,6 mm und plus oder minus 5,2 ram, 0,127 mm in der Höhe besitzen, um einen Bereich von 1,27 mm in der Mitte des 5,2 mm -Bereichs zu ergeben, das mit dem Gegenstand der Erfindung übereinstimmt. Eine Abdeckung 166 dient dazu die gewünschte genaue Strahlenbahn zu ergeben. Das optische Faserbündel verbessert die Auflösung und beseitigt die Notwendigkeit einer Abdeckung, und wenn die Fasern willkürlich verteilt aus ihrer Lage neben der LED—Fläche heraus aus dem Ende heraus ausgerichtet sind, wo sie die gewünschte rechteckige Abdekkungeausbildung ergeben, linearisieren sie die Feldstärke am Smpfänger und ergeben einen breiteren linearen Bereich als 1,27 mm, der laufend aus den LEDn erhältlich ist, die sich jetzt auf dem Markt befinden.

Die übliche LED-Ausbildung wird in den Figuren 17 und 18 gezeigt, in denen die LEDn und die Abdeckung durch dieselben Bezugszeichen wie in Figuren 16A und 16B mit Indices dargestellt sind.

Die Erzeugung von Computersignalen⁷, Adressen usw. ist ausführlich beschrieben worden. Ein Digitalcomputer für einen entsprechend allgemeinen Zweck würde auf die Gegenstände der Erfindung zutreffen. In bezug auf dae Äusführungsbeispiel der Figuren 5Ίίϊβ 1$ verwendet der Erfindung einen Computer für

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18 Bit Modell 118 der Firma Electronic Processors, Inc. in Englewood Colorado, USA. Dieser Computer verwendet seine eigene Programmiersprache zum Erhalt der Software, die zur Durchführung der Programmierung der Erfindung notwendig ist. Das entsprechende Programm, das zum Ausführen der Arbeitsweise der beschriebenen Reifeninspektion verwendet wird, ist wie folgt:

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Es sei bemerkt, daß die Technik nach der Erfindung das Überwachen oder Bestimmen der Flächenlage hinsichtlich eines Bezugsseichens ist, das eine anomale Haupt - Vignette verwendet.

Zusammenfassung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf ein Gerät zum Messen von Flächen, ohne diese Flächen zu berühren. Das Gerät enthält mehrere Lichtstrahlen, eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Betätigen der Strahlen und eine Einrichtung zum Feststellen der Strahlen bei ihrer Betätigung. Die Fläche ist ein Gegenstand, der sich in den Strahl hinein erstreckt und einen oder mehrere Strahlen unterbricht. Der teilweise unterbrochene Strahl wird bestimmt. Dann wird die Proportion des teilweise unterbrochenen Strahls bestimmt. Die Strahlen haben eine einheitliche Lichtverteilung über ihre Breite und die proportionale Messung ergibt genau den Abstand der Flächeneindringung. Da die Lage des Strahls bekannt ist, wird eine sehr genaue Messung der Lage der Fläche erreicht. Wenn kein Strahl unterbrochen wird, werden neue Strahlenbahnen errichtet, um einen breiten Bereich zu umfassen. Elektronische Regelungen gewährleisten ein rasches Ansprechen und eine Genauigkeit von mindestens 0,0025 Millimeter.

·- Patentansprüche -

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Claims (20)

1. Patentansprüche:

   erät zum Messen einer Fläche, ohne diese zu berühren, mit Hilfe einer Strahlungsquelle, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Feststellen der verteilt angeordneten Strahlungsenergie, wobei mindestens zwei getrennte, einander benachbarte Strahlungsbahnen zwischen der Strahlungsquelle und der Feststelleinrichtung vorhanden sind, durch eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Betätigen der Bahnen und zum Feststellen, wobei ein Teil der Bahn durch einen Gegenstand unterbrochen wird, die in diese Bahn hineinragt, und durch eine Einrichtung zum Bestimmen des Anteils der Unterbrechung der Bahn, die unterbrochen werden soll, und daß diese Einrichtung diese Unterbrechung als ein Meßsignal darstellt.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergiequelle lichtübertragende Dioden sind und daß die Feststelleinrichtung lichtempfindliche Elemente sind, wobei die Dioden und Elemente so verteilt zueinander angeordnet sind, daß jedes Element das von jedes Diode emittierte Licht feststellt und die Strahlenbahnen zwischen den Dioden und den Elementen hinsichtlich benachbarter Kanten sich in einer Ebene untereinander kreuzen.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene sich in der Mitte zwischen den Dioden und Elementen be-

   BUro Berlin

   Fernsprecher: 8856087/8962388 Drahtwort: Invention Berlin

   30983^/0436

   BanitKönta; W. Xe&SXSr, BM'ner Bank AG. Depka36 Berlln-Halensee, KurfOrstendamm 130, Konto-Nr. 95 716

   - 41 -

   Postscheckkonto:

   W. Meissner, Benin West ί22 82

   finde tr iatftiir s<o angeordnet ist, daß die zu messenden Gegenstände sich parallel zur Ebene und in dieser bewegen.
4. 4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei lichtemittierende Dioden und ein Element vorgesehen sind·
5. 5· Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Elemente und eine lichtemittierende Diode vorgesehen sind··
6. 6. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Elemente und mindestens zwei lichtemittierende Dioden vorgesehen sind.
7. 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Diode aufeinanderfolgend betätigt wird, während sie an nur eine« der Elemente empfängt, und dann die Dioden aufeinanderfolgend betätigt werden, während sie nur am nächstfolgenden Element empfangen, und daß die Elemente in aufeinanderfolgenden Reihenfolge weiter betätigt werden, bis alle Elemente als getrennte besondere Empfänger betätigt worden sind oder ein Gegenstand mit der Strahlenbahn zwischen Dioden und einem jeweiligen Element in Berührung gekommen ist, daß eine Einrichtung angibt, wenn eine Strahlenbahn zu einem jeweiligen Smpfänger unterbrochen worden ist, daß die Lichtbahn einer jeweiligen Diode unterbrochen worden ist,und daß eine Einrichtung ergibt, daß der Anteil der Strahlenbahn zum Element empfangen wird.
8. 8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckvorrichtung den Dioden und Elementen so zugeordnet ist, daß der Lichtwert an jeder Bahn praktisch einheitlich ist.

   - 42 309834/0496 ^T
9. 9· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Linearisieren der Intensität der Strahlungsenergie mindestens am mittleren Teil der Breite einer jeden Bahn und eine Einrichtung zum Peststellen nur des linearisierten Teils vorgesehen sind, und daß der linearisierte Teil der Bahnen sich in Beziehung der benachbarten Kante befindet.
10. 10· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum nacheinanderfolgenden Betätigen der Bahnen eine Vorrichtung enthält, die eine Impulsbetattigung mit einem raschen hohen Anstieg und einem raschen Abfall zum Betätigen der Quelle der Strahlungsenergie enthält.
11. 11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die linearen Teile der Bahnen in Beziehung benachbarter Kanten in einer einzigen Bbene liegen, die praktisch zur Strahlungsenergiequelle und der Feststelleinrichtung parallel verläuft.
12. 12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Angeben des Anteils der unterbrochenen Bann einen Multiplier und eine Prüf- und Halteschaltung besitzt, die in Verbindung mit der Rückkoppelung von der PrUf- und Halteschaltung zum Multiplier arbeitet und einen vom Multiplier isolierten momentanen Auegangswert liefert, der in der Prüf- und Halteschaltung für jeden Strahlenbahnimpule gespeichert ist.
13. 13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen dynamischen Ausgang eines geeichten Signals liefert, daß der Strahlenbahnunterbrechung proportional ist.
14. 14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zum Verschieben eines Ausganges eines dynami-

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    sehen, geeichten Signals der Strahlenbahnunterbrechung zu den benachbarten Strahlenbahnen vorgesehen ist.
15. 15· Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pufferschaltung Störungen und Eichung beim dynamischen Unterbrechungssignal für die geeichte Strahlenbahn eliminient.
16. 16. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsenergiequelle eine Faseroptik zugeordnet ist, die die gewünschten linearen Strahlenbahn-Charakteristiken an deren Breite bewirkt.
17. 17. Verfahren zum Messen einer Fläche eines Gegenstandes mit Einrichtungen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

    a) mehrere aufeinanderfolgend betätigte Strahlungsenergie-"bahnen im Raum praktisch nebeneinander vorgesehen sind, "b) jede ausgerichtete Bahn bestimmt, welche Bahn durch die Fläche des Gegenstandes unterbrochen worden ist, und

    c) daß der Anteil der Unterbrechung der Bahn angegeben wird.
18. 18. Verfahren n: ch Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie an jeder Bahn praktisch einheitlich ist.
19. 19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Bahnen leicht geändert wird, während ihre Beziehung zueinander beibehalten wird, wenn alle Bahnen während der aufeinanderfolgenden Betätigung unterbrochen werden, und dann die Schritte nach ^nspruch 17 wiederholt werden.
20. 20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeii;hnet,yfdaß die am nächsten benachbarte Bahn überwacht wirdl/wenn ÄP-ne Bahn nahe einer ihrer Seitenkanten unterbrochen jfird.

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