DE2316739A1

DE2316739A1 - Verfahren und vorrichtung zum einstellen des von einem mechanischen taster eines elektronischen mikroanzeigegeraetes ausgeuebten messdruckes

Info

Publication number: DE2316739A1
Application number: DE2316739A
Authority: DE
Inventors: Werner Widmer
Original assignee: GENEVOISE INSTR PHYSIQUE
Current assignee: GENEVOISE INSTR PHYSIQUE
Priority date: 1972-04-06
Filing date: 1973-04-04
Publication date: 1973-10-18
Also published as: GB1420162A; US3889540A; DE2316739B2; JPS4917754A; FR2178891B1; SE391578B; CH551616A; FR2178891A1

Description

DiPL-ING

PATENTANWALT

2 HAMBURG 1
Ballindamm 15
Fernsprecher: 33 51 15

Meine Akte: 5658/73

Societe Genevoise d¹Instruments
de Physique

8, rue des Vieux Grenadiers
Geneve (Schweiz)

Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen des von einem mechanischen Taster eines elektronischen Mikroanzeigegeräts ausgeübten Meßdrucks.

Messungen sehr hoher Genauigkeit werden in vielen Fällen mit einem bestimmten, nicht gleich null betragenden Meßdruck ausgeführt. Elektronische Mikroanzeigegeräte weisen zu diesem Zweck Taster auf, vermittels welcher eine axiale oder seitliche oder auch in zwei Koordinatenrichtungen erfolgende Verlagerung gegen eine elastische Rückstellkraft gemessen werden kann. Der Taster läßt sich dabei so einstellen, daß beispielsweise die Längenmessung unter einem vorbestimmten Druck ausgeführt werden kann. Selbstverständlich muß dabei dieser Druck stets gleich hoch sein, um reproduzierbare Meßergebnisse z*u erhalten, sowie im Sinne der Meßrichtung wirken.

Diese Forderungen werden beispielsweise durch einen elektronischen Meßgeber erfüllt, der mit einem mechanischen Taster versehen ist. Der mechanische Taster entspricht der in der schweizer Patentschrift Nr. (schweizerische

Patentanmeldung Nr. 2176/70) beschriebenen Ausführung und ist mit einer mechanischen oder optischen Vorrichtung versehen, welche die Umkehrung des Meßdrucks gestattet, wenn mit ein und demselben Taster Messungen in beiden Richtungen vorge-

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nomnion werden sollen.

Die mechanischen oder optischen Vorrichtungen s.ind jedoch in jedem Falle sehr kompliziert und machen im allgemeinen den Meßvorgang recht umständlich.

Durch die Erfindung sollen daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen des von einem mechanischen Taster eines elektronischen Mikroanzeigegerats ausgeübten Meßdrucks geschaffen werden, welche nicht mit den vorgenannten Nachteilen der bekannten Meßverfahren und -vorrichtungen behaftet und daher auch für automatisches Messen geeignet sind.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß Größe und Richtung des Meßdrucks durch Addition bzw. Subtraktion einer diesem Meßdruck entsprechenden Größe zu dem bzw. von dem Meßwert eingestellt werden. ,

Die zur Ausführung des Verfahrens vorgeschlagene Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine zur Addition bzw. Subtraktion einer dem Meßdruck entsprechenden Größe dienende Vorrichtung und eine zur Ermittlung des Vorzeichens des durch ein an sich bekanntes Mikroanzeigegerät gemessenen Meßwerts vor Anzeige desselben durch eine Anzeigevorrichtung dienende Vorrichtung.

Weitere Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche 3 und 4.

Das Verfahren und die Vorrichtung "nach der Erfindung werden im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten drei Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschema einer ersten Ausführungsform.

Fig. 2 ist ein Blockschema einer zweiten Ausführungsform.

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Fig. 3 ist ein schematischer Cchaltplan der zweiten Ausführungsform.

Fig. M- ist ein Blockschema einer dritten Ausf ührungsf orm.

Fig. 5 ist ein Schaltschema der dritten Ausführungsform.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst das Problem der Einstellung des Meßdrucks und dessen Umkehrung vermittels elektronischer NullanzeigeVerlagerung im positiven oder negativen Sinne. Diese Verlagerung kann entweder digital oder analog ausgeführt werden, wobei der Verlagerungsbetrag der Meßgröße entspricht, Vielehe ihrerseits dem Meßdruck entspricht. Die Verlagerungsrichtung wird durch das Meßwertvorzeichen vorgegeben. Das Verfahren bietet den Vorteil einer einfachen und genauen Einstellung des Meßdrucks, ist nicht mit den Nachteilen mechanischer Vorrichtungen (Hysterese, Ermüdung der elastischen Elemente) behaftet und außerdem vielseitiger verwendbar als optische Vorrichtungen. Die Umkehrung der Meßdruckrichtung erfolgt auf sehr ninfache Weise vermittels einen clektrirschcn wif»iia Lr>, welcher; die mechanische Nullstellung des Tastora nicht beeinflußt. Das Verfahren ist daher in hervorragender Weise zur Durchführung automatischer Messungen geeignet.

Zur Beschreibung der zur Ausführung des Verfahrens vorgeschlagenen Vorrichtung sei angenommen, daß der"mechanische Taster und der elektronische Meßwertgeber in an sich bekannter Weise ausgeführt sind. Ein geeignter Meßwertgeber mit einem mechanischen Taster oder Mikroanzeigegerät können beispielsweise entsprechend der schweizerischen Patentschrift Nr. 51G 78 9 ausgebildet sein oder aus einem linearen elektronischen Meßinstrument mit Wandleranzeigegerät wie z.B. dem Gerät mit der Bezeichnung "MESELTRON" (Cary in Locle/Schweiz) bestehen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist mit dem Bezugszeichen B ein Wandler mit Verstärker und Nullmitten-

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einstellung beispielsweise vom Typ'"CARY-MESELTRON" (Cary in Locle) bezeichnet, wobei das von diesem Gerät erzeugte Meßsignal einem Digitalvoltmeter A ohne Sichtanzeige zugeführt wird, dessen eine Eingangsklemme an Masse liegt. Das Digitalvoltmeter A, welches einen Analog-Digital-Wandler darstellt, ist vierstellig vom Typ BCD mit einem digitalen Anzeigeausgang ausgebildet, wobei die Sichtanzeige (Nixie-Röhren) fehlt. Als Digitalvoltmeter eignen sich beispielsweise die .Geräte "WESTON" (Schlumberger) oder "SCHNEIDER" (Memo A.G.). Das Digitalvoltmeter A mißt die vom Wandler B abgegebene Analogspannung, welche die Verlagerung des Tasters anzeigt.

Der Ausgang des Digitalvoltmeters A speist über eine vierstellige Additions-Subtraktionsschaltung C ein numerisches Sichtanzeigegerät D, welches beispielsweise aus vier integrierten Schaltungen vom Typ SN7414IN (Texas), vier Ziffer-Sichtanzeigeröhren vom Typ Nixie und einer Vorzeichen-Sichtanzeigeröhre (für das Vorzeichen + oder -) ebenfalls vom Typ Nixie besteht. Die Additions-Subtraktionsschaltung C kann beispielsweise der Ausführung entsprechen, die in einem Aufsatz mit dem Titel "Calculatrice Decimale" (Dezimalrechenmaschine) auf Seite 131, Abs. 5.4 und Seite 147, Ref. 13 und 16 in "Cahiers de la C.S.L." vom April 1971, EPF2 beschrieben ist.

Der Meßwert wird somit vor seiner Anzeige durch Addition oder Subtraktion einer Größe korrigiert. Die zu addierende oder subtrahierende Größe muß dem Sollwert des Meßdrucks entsprechen und wird in die Additions-Subtrak-t ions schaltung C durch vier Digitalschalter (Multi switch) vom Typ A031 (Contraves S.A.) E eingegeben.

Die Additions-Subtraktionsschaltung C wird zur Ausführung einer Addition oder einer Subtraktion angesteuert durch ein Signal a, welches durch das Digitalvoltmeter A eingespeist wird und dem Meßwertvorzeichen entspricht. * - .

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Gomit wird die Richtung des Meßdrucks durch Veränderung des Meßwertvorzeichens automatisch umgekehrt, wobei sich die Höhe des Meßdrucks leicht einstellen läßt und beispielsweise einer Verlagerung von- 200 bis + 200 ym entsprechen kann.

Das Meßergebnis ist daher vor der Sichtanzeige automatisch korrigiert, indem der der Nullpunktsverlagerung entsprechende und dem Meßdruck proportionale Wert numerisch addiert bzw. subtrahiert wird.

Die zweite Ausfiihrungsform der zum Einstellen des Meßdrucks dienenden Vorrichtung weist ein Analogvoltmeter oder ein Digitalvoltmeter A von gleicher Ausführung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel auf, das jedoch mit einer Sichtanzeige versehen ist. Dem Voltmeter A wird in gleicher Weise das Meßsignal m zugeführt, welches durch den Wandler B erzeugt wird, der dem Wandler der ersten Ausführungsform entsprechen kann.

Zur Einstellung des Meßdrucks wird an die an Masse liegende Eingangskleinme des Voltmeters A eine positive oder negative Spannung angelegt, deren Amplitude dem gewünschten Meßdruck entspricht.

Diese Spannung UC wird von einer regelbaren Gleichspannungsquelle E2 geliefert, welche beispielsweise aus einem Spannungsteiler mit einer Zenerdiode 1 und einem Verstärker 2 mit veränderlich einstellbarem Verstärkungsgrad besteht (Fig. 3). Die Spannung UC wird durch einen Verstärker F 3 mit Verstärkungsgrad -1 erzeugt, dem die von der Spannungsquelle 1, 2 erzeugte Spannung UC zugeführt wird.

Wenn die Meßspannung m positiv ist, muß die Massenklemme OV. des Voltmeters A auf die Spannung UC~ gebracht werden, während für eine negative Meßspannung die Klemme OV· auf das Potential UC gebracht werden muß. Das Anlegen der jeweils benötigten Spannung erfolgt vermittels eines Relais RL, das

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durch einen bistabilen Schmitt-Trigger 3 gesteuert wird, dessen Schaltzustand sich beim Nulldurchgang der Meßspannung m verändert. Ein Umschalter Z gestattet, den Eingang QV. des Voltmeters Λ entweder mit der regelbaren Gleichspannungsquelle E 2 oder zur Einstellung des mittigen Nullpunkts und damit ohne Veränderung des Meßdrucks mit dem Wandler B zu verbinden.

Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte dritte .Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht weitgehend der zweiten Ausführungsform, wobei jedoch zwei.getrennte, regelbare Spannungsquellen 61 und G2 zur Erzeugung der Spannungen UC und UC vorgesehen sind. In entsprechender Weise sind zwei Schmitt-Trigger M- und 5 vorgesehen, welche jeweils das Relais RLl bzw. das Relais RL2 in der Weise ansteuern, daß bei positiver Meßspannung m die Spannung UC an den Eingang OV. des Voltmeters A, und bei negativer Meßspannung m die Spannung UC an die Eingangsklemme des Voltmeters angelegt wird.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche :

Verfahren zum Einstellen des von einem mechanischen Taster eines elektronischen Mikroanzeigegeräts ausgeübten Meßdrucks , dadurch gekennzeichnet , daß Größe und Richtung des Meßdrucks durch Addition bzw. Subtraktion einer diesem Meßdruck entsprechenden Größe zu dem bzw. von dem Meßwert eingestellt werden.

Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zur Addition bzw. Subtraktion einer dem Meßdruck entsprechenden Größe dienende Vorrichtung (C) und eine zur Ermittlung des Vorzeichens des durch ein an sich bekanntes Mikroanzeigegerät (B) gemessenen Meßwerts vor Anzeige desselben durch eine Anzeigevorrichtung (D) dienende Vorrichtung (3, 4, 5).

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Additions- und SubtraktIonsvorrichtung aus ei nor an dom Aur.panp, oinon Digitalvol tine Lor:; D ange.schlorjr.onon ■> durch das Meßwertvorzeichen und Einstellschalter (Z) steuerbaren Additions- und Subtraktionsschaltung (C) und einem nachgeschalteten numerischen Anzeigegerät (D) besteht.

Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine regelbare Gleichspannungsquelle (E2), die entweder mit der Masseklemme eines Digitalvoltmeters (A) oder mit einem Verstärker von wenigstens dem Verstärkungsgrad eins (F3), der seinerseits mit der Masseklemme des Voltmeters verbunden ist, verbindbar ist und ein Meßwertvorzeichendetektor (3), welcher dazu dient, in Abhängigkeit von einem positiven oder negativen Vorzeichen des Meßsignals die Voltmeteranschlußklemme entweder mit der Spannungsquelle (E2) oder mit dem Verstärker (F3) zu verbinden, vorgesehen ist.

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