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"Verfahren zur absoluten Lagemessung mit Hilfe induktiver
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Lagemeßsysteme mit digitaler Ansteuerung" Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur absoluten Lagemessung mst Hilfe induktiver
Bagemeßsysteme mit digitaler Ansteuerung. Solche Verfahren finden eine Anwendung
bei der exakten Ausmessung einer Wegstrecke oder eines Winkels. Es sind Lagemeßverfahren
unter Anwendung induttiver Geber wie Resolver und Inductosyne bekannt (s. W. Wolfgarten:
"Die Anwendung induktiver Ortsmeßsysteme, Resolver und Inductosyn", 1. u. II. Teil,
Messen und Prüfen, Januar/Februar 1970, Seite 27 bis 31 und Seite 119 bis 125).
Um bei diesen Verfahren die Mehrdeutigkeit beim Messen großer Strecken mit möglichst
großer Auflösung zu vermeiden, wurden bisher mehrere Systeme mit verschiedener mechanischer
Wellenlängenzuordnung parallel nebeneinander angesteuert und ausgewertet. Diesen
Verfahren haftet der Nachteil an, daß pro System spezielle Ansteuereinheiten und
Auswerteeinheiten benötigt werden, so daß der Aufwand, der für ein System notwendig
ist, sich mit der Anzahl der Systeme multipliziert, d. h. für Jedes System wird
ein Sollwertgeber, Sollwertleitungen, Fehlerspannungsleitungen, Filter und Verstärker
benötigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren ?ur Bestimmung
des Lageistwertes zu schaffen, das es ermöglicht, die Fehlerspannungen der zur Lagemessung
benötigten induktiven Meßsysteme mit nur einer Auswertecinheit auszuarbeiten.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die zur Feststellung
des Lageistwertes benutzten induktiven Lagemeßr r systeme hierachisch gegliedert
werden und ihrer Hierachie entsprechend nacheinander durch eine Ansteuereinrichtung
angesteuert werden und daß ihre Fehlerspannungen nacheinander, der Ans teuerung
entsprechend, mit nur einer zeitmultiplexen Auswerteeinrichtung ausgewertet werden.
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Durch die serielle Ansteuerung der für die B-gemessung benutzten induktiven
Geber erscheinen die Fehlerspannungen der Meßeinrichtungen der Ansteuerung entsprechend
ebenfalls soriell und können so, nacheinander mit ein und derselben Einrichtung
ausgewertet werden.
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Die Erfindung bedient sich zur Durchführung des Verfahrens einer Einrichtung,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein zu einer Einheit zusammengefaßtes Grob-,
Mittel- und Feinmeßsystem eingangs- und ausgangsseitig mit einem Sinus-Cosinus-Generator
verbunden ist, daß der Siniis-Cosinus-Generator eingangsseitig zum einen über einen
Teiler und zum anderen direkt an ein Zeitwerk und zusätzlich an einen Istwertspeichccr
anschließbar ist, daß der Sinus-Cosinus-Generator über eine Impulsbewertung an eine
Vorhaltesteuerung, einen Pufferzähler, einen Eichzähler und den Istwertspeicher
anschließbar ist, daß der Eichzähler mit einer Koinzidenzschaltung verbindbar ist,
die an ein erstes Steuerwerk angeschlossen ist, daß das erste Steuerwerk mit dem
Pufferzähler; dem Sinus-Cosinus-Generator, der Vorhaltesteuerung, dem Grob-, Mittel-und
Feinmeßsystem und einem zweiten Steuerwerk verbunden ist,
daß das
zweite Steuerwerk an das Grob-, Mittel- und Feinmeßsystem angeschlossen ist.
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In vorteilhafter Weise wird durch die Verwendung dieser Einrichtung
zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens nur noch eine Ansteuereinheit,
eine Sollwertleitung, ein Filter und ein Verstärker benötigt. Dies wird dadurch
erreicht, daß zwar alle Meßsysteme mit dem gleichen Sollwert beaufschlagt werden,
aber nur die Fehlerspannung des momenten gültigen Systemes ausgewertet wird. Durch
systemgerechte Bewertung der Zählimpulse des Sinus-Cosinus-Generators und Aufsummierung
der Impulse der Systeme bei serieller Abfragesequenz wird somit der Lagemeßwert
fest-gestellt, der innerhalb der gesamten möglichen Meßlänge beliebig sein kann.
Meßfehler, hervorgerufen durch zu schnelles Verfahren oder durch Beschädigung oder
falsche Justage werden angezeigt.
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In vorteilhafter Weise können drei Ausgänge des Grob-, des Mittel-
und des Feinmeßsystems über einen Schalter, ein Filter und einen Verstärker mit
den ersten Eingang des Sinus-Cosinus-Generators verbunden werden. Der Sinus-Cosinus-Generator
kann zum einen über einen Teiler und einen Schalter oder direkt mit einem leitwerk
verbunden werden. Die drei Ausgänge der, dem Sinus-Cosinus-Generator nachgeschalteten
Impulsbewertung können über drei Schalter mit je einem der drei Eingänge einer Vorhaltesteuerung
verbunden werden. Desweiteren sind die drei Ausgänge der Impulsbewertung über drei
weitere Schalter an ein Istwertregister anschließbar. Uber zwei weitere Schalter
können div drei Ausgänge der Impulsbewertung an einen Pufferzähler und einen zusätzlichen
dritten Schalter an einen Eichzähler angeschlossen werden.
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Pn vorteilhafter Weise können auch die drei Ausgänge des Pufferzählers
über drei Schalter mit den drei Eingängen des Eichzählers verbunden werden. Der
Eichzähler selbst ist über zwei Schalter t der Koinzidenz schaltung verbindbar.
Vorteilhaft
ist ein erster Eingang des Steuerwerkes MIZZY an einen zweiten Ausgang des Sinus-Cosinus-Generators
angeschlossen. Ein Ausgang des Steuerwerkes MIZZY ist mit einem Eingang des Pufferzählers,
einem Eingang der Vorhaltesteuerung sowie einem Eingang des Sinus-Cosinus-Generators
verbunden. Das Steuerwerk MIZZY steht mit dem Steuerwerk MISS in Verbindung. Zusätzlich
ist das Steuerwerk MISS an einen Eingang des Grob-, Mittel- und Feinmeßsystemes
angeschlossen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung, Fig. 2 die mögliche
Lage des Meßpunktes.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung setzt sich aus einem Grob-, einer
Mittel- und einem Feinmeßsystem 1, 2, und 3, einem digitalen Sinus-Cosinus-Generator
4, einem ersten Steuerwerk MISS 5 und einem zweiten Steuerwerk MIZZY 6, einem Filter
7, einem Verstärker 8, einem Teiler 9, einem Zeitwerk 10, einer Impulsbewertung
11, einer Vorhaltesteuerung 12, einem Istwertregister 13, einem Pufferzähler 14,
einem Eichzähler 15 und einer Koinzidenzschaltung 16 zusammen. Die Ausgänge 17,
18 und 19 des Grob-, Mittel- und Feinmeßsystemes 1, 2 und 3 sind über einen Schalter
20, einen Filter 7 und einen Verstärker 8 mit dem Eingang 21 des Sinus-Cosinus-Generators
4 verbunden. Der Sinus-Cosinus-Generator 4 dient hierbei als Sollwertgeber ür das
Grob-, Mittel- und Feinmeßsystem 1, 2 und 3. Aus dieses Grund ist ein erster Ausgang
22 des Sinus-Cosinus-Generators 4 mit je einem Eingang des Grob-, Mittel-und Feinmeßsystems
1, 2 und 3 verbunden. Der zweite Ausgang 23 des Sinus-Cosinus-Generators 4 ist mit
einem ersten Eingang 26 des Steuerwerkes MIZZY 6 verbunden. Das Steuerwerk MIZZY
6, MIZZY heißt Mikroprogramm Zähl klus, hat die Aufgabe,
den Meßvorgang
innerhalb eines Meßsystemes zu steuern.
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Das Steuerwerk MIZZY 6 kann mit geringem Aufwand durch.digital integrierte
Bauteile technisch realisiert werden. Ein dritter Ausgang 27 des Sinus-Cosinus-Generators
4 ist an einen Eingang der Impulsbewertung 11 und über einen Schalter 30 an das
Zeitwerk 10 angeschlossen. Ein vierter Ausgang 28 des Sinus-Cosinus-Gcnerators 4
kann über den Teiler 9 und den Schalter 30 ebenfalls an das Zeitwerk 10 angeschlossen
werden. Die Impulsbewertung 11 verfügt über drei Ausgänge 31,32 und 33. Über Schalter
34, 35 und 36 kann jeder der Ausgänge 31, 32 und 33 der Impulsbewertung 11 mit je
einem Eingang 37, 38 und 39 der Vorhaltesteuerung 12 in Verbindung gebracht werden.
Über die Schalter 34, 35 und 40 besteht die Möglichkeit, die drei Ausgänge 31, 32
und 33 der Impulsbewertung 11 mit dem Istwertregister 13 zu verbinden. Das Istwertregister
13 setzt sich in vorteilhafterweise aus acht Dekaden 41, 42, 43, 44> 45> 46>
47 und 48 zusammen. In die Dekade 41 des Istwcrtregisters 13 kann der Meßwert einer
Strecke bis 5 mm eingespeichert werden, während in die Dekade 42 eine Strecke bis
zu 10 mm, in die Dekade 43 bis zu 100 mm, in die Dekade 44 bis zu 1 nm, in die Dekade
45 bis zu 10 mm, in die Dekade 46 bis zu 100 mm, in die Dekade 47 bis zu 1 m und
in die Dekade 48 der Meßwert einer Strecke bis zu 10 m einspeicherbar ist. Das Istwertregister
13 ist so aufgebaut, daß der Ausgang einer niederen Dekade mit dem Eingang der nächst
höheren Dekade verbunden werden kann bzw. verbunden ist. Die Eingänge der Dekaden
41 bis 46 sind über Schalter 49, 50, 51, 52, 53 und 54 miteinander verbunden.
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Über diese Schalter können die Dekaden entweder mit der nächst niederen
Dekade oder mit dem Eingang des Istwertregister 13 direkt verbunden werden. Die
Aus- bzv. Eingänge der Dekaden 46, 47 und 48 sind durch feste Verdrahtung miteinander
verbunden. Der Ausgang 29 des Sinus-Cosinus-Generators 4 kann über den Schalter
49 mit der Dekade 41 des Istwertregisters 13 verbunden werden. Das Istwertregister
13
ist so ausgebildet, daß die einzuspeichernden Meßwerte zunächst
in der kleinsten Dekade abgespcichert werden. Ist diese Dekade aufgefüllt, so werden
die Werte in die nächstgrößere Dekade übergespeichert. Über die Schalter 34 und
35 kann die Impulsbewertung 11 an den Pufferzähler 14 angeschlossen werden. Ebenfalls
Über die Schalter 34 und 35 und einen zusätzlichen Schalter 55 kann die Impulsbewertung
11 mit dem Eichzahler 15 verbunden werden. Der Eichzähler 15 weist drei Eingänge
56, 57 u>jd 58 auf. Diese Eingänge 56,57 und 58 sind über Schalter 59, 60 und
61 mit den Ausgängen 62, 63 und 64 des Pufferzählers 14 verbindbar.
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Die Schalter 60 und 61 sind so angeordnet, daß der Eingang 57 des
Eichzählers 15 sowohl mit dem Ausgang 62 als auch mit dem Ausgang 63 des Pufferzähler
in Verbindung stehen kann.
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Ebenso kann der Eingang 58 des Eichzählers 15 über den Schalter 61
sowohl an den Ausgang 63 als auch an den Ausgang G4 des Pufferzählers 14 angeschlossen
werden.Der Eichzähler 15 verfügt über drei Ausgang 65, 66 und 67. Diese Ausgänge
können Über Schalter 68 und 69 mit den beiden Eingängen 70 und 71 der Koinzidenzschaltung
16 verbunden werden. Hierbei besteht die Möglichkeit, die Ausgänge 65 und 66 des
Elchzälilers 15 über den Schalter 68 mit dem Eingang 71 der Koinzidenzschaltung
16 zu verbinden. Andererseits besteht die Möglichkeit, die Ausgänge 66 und 67 des
Eichzählers 15 über den Schalter 69 an den Eingang 70 der Koinzidenzschaltung 16
anzuschließen. Der Ausgang der Koinzidenzschaltung 16 ist fest mit dem Eingang 72
des Steuerwerkes MIZZY 6 verbunden. Über den Ausgang 73 steht das Steuerwerk MIZZY
6 mit allen Schaltern der Einrichtung in Verbindung. Alle Schalter dieser Einrichtung
sind durch Torschaltungen verifiziert und können durch die vom Steuerwerk MIZZY
6 ausgehende Signale geöffnet oder geschlossen werden. Tritt während der Messung
ein Fehler auf, so tritt am Ausgang 74 des Steuerwerkes MIZZY 6 ein Signal auf,
das an eine Fehlererkennungseinrichtung (hier nicht dargestellt) weitergeleitet
wird. Das Steuerwerk MIZZY 6 ist mit einem weiteren Steuerwerk MISS 5 verbunden.
Das Steuerwerk MISS 5, MISS bedeutet Microprogramm System Selection.
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Es ist für die Systemumschaltung verantwortlich. Durch das Steuerwerk
MISS 5 wird zuerst das Grobmeßsystem, dann das Mittelmeßsystem und anschließend
das Feinmeßsystem eingeschaltet. Die Umschaltung von einem zum anderen Meßsystem
erfolgt immer dann, wenn die Messung mit dem gerade eingeschalteten Meßsystem b@endet
ist. Das Steuerwerk MISS 5 kann ebenfalls wie das Steuerwerk MIZZY 6 mit geringem
Aufwand durch digital integrierte Bauteile technisch realisiert werden. Der Eingang
26 des Steuerwerkes MIZZY 6 ist mit dem Ausgang 23 des Sinus-Cosinus-Generator 4
verbunden. Über diese Zuführung erhält das Steuerwerk MIZZY 6 das vom Sinus-Cosinus-Generator
4 ausgesendete Richtungssignal. Der Ausgang 24 des Steuerwerkes MIZZY 6 ist mit
dem Eingang 76 den Puffer zählters 14, dem Eingang 77 der Vorhaltesteuerung 12 und
dem Eingang 25 des Sinus-Cosinus-Generator 4 verbunden. Ist die Messung mit einem
Meßsystem beendet, so sendet das Steuerwerk MIZZY 6 über den Ausgang 24 ein Normalisierungssignal
aus, mit dem die Vorhaltesteuerung 12 unci. der Pufferzähler 14 gelöscht und der
Sinus-Cosinus-Generator 4 auf das Sollwert Null gesetzt wird. Der Ausgang 75 des
Steuerwerkes tISS 5 ist mit je einem Eingang des Grob-, Mittel- und Feinmeßsystemes
1, 2 und 3 verbunden. Über diesen Aufgang sendet das Steuerwerk MISS 5 ein Signal
aus, nit dem, von einem zum anderen Meßsystem umgeschaltet werden kann.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung hat folgenden Wirkungsweise: Zur
Erläuterung der Einrichtung soll beispielsweise ein Lageistwert von 7.398,525 mm
gemessen werden. Zur Messung stehen drei Resolver zur Verfügung. Bei dieser erfindungsgemäßen
Einrichtung besteht jedoch die Möglichkeit, die Messung auch mit Inductosynen oder
mit Resolvern und Inductosynen aus zur führen. Bei den drei Meßsystemen handelt
es sich um ein Grob-, ein Mittel- und ein Feinmeßsystem 1, 2 und 3. Das Grobsystem
1 habe eine mechanische Wellenlänge von# 2 = 10 in. Das mittlere Meßsystem 2 weist
eine mechanische Wellenlänge von # = 200 mm
auf, während das Feinmeßsystem
3 eine mechanische Wollenlänge von 2 = 10 mm besitzt. Der Sinus-Cosinus-Generator
4 habe eine Zyklusimpulszahl von 2000 Impulsen. Nachdem die erfindungsgemäße Einrichtung
sur Messung des obengenannten Lageistwertes eingeschaltet ist, was durch ein externes
Signal geschieht, werden die beiden Steuerwerke MISS 5 und MIZZY 6 durch den ersten
Taktimpuls einer Inpulseinrichtung (hier nicht dargestellt), an die, die beiden
Steuerwerke MISS 5 und MIZZY 6 angeschlossen sind, aktiviert. Durch ein Signal am
Ausgang 75 des Steuerwerkes 5 wird das Grobmeßsystem 1 zur Messung eingeschaltet.
Der Ausgang 17 des Grobmeßsystemes 1 wird über den Schaber 20 mit dem Filter 7 verbunden.
Zu diesem Zeitpunkt sind alle Zähler und Register gelöscht und der Sinus-Cosinus-Generator
4 gibt den Sollwert Null aus. Zu Beginn der Messung muß erst auf den Leitungen,
im Filter und im Verstärizer ein eingeschwungener Zustand erreicht werden. Aus diesem
Grunde werden zuerst K-Zyklen des Sjnus-Cosinus-Generators entsprechend K-Schwingungen
der 2 KHz Meßfrequens, abgewartet.
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Die Zahl K ist über den Teiler 9 einstellbar und richtet sich nach
der Länge der Kabel) dem verwendeten Filter 7 und dem Verstärker 8. Zu Beginn des
Einschwingvorganges wird der Taktimpuls für das Steuerwerk MISS 5 gesperrt. Während
des Einschwingvorganges wird allen Meßsystemen der Sollwert Null vorgegeben. Ist
der Einschwingvorgang beendet, so wird überprüft, ob der Richtungsdiskriminator
des Sinus-Cosinus-Generators 4 positive Richtung meldet. Im folgenden wird unter
Richtung immer die positive verstanden. Meldet der Sinus-Cosinus-Generator 4 keine
Richtung, so kann das im Grobsystem bedeuten, daß erstens der Lageistpunkt mit dem
Systemnullpunkt Ubereinstimat, oder aber die Amplitude der Fehlerspannung negativ
ist, siehe Fig. 2. Da aber in diesem Fall die Bedingung, Meßsystem 1 entspricht
gröbstem System, erfüllt ist, wird der Schalter 40 geschlossen. Gleichzeitig werden
im Sinus-Cosinus-Generator 4 die Zählimpulse freigegeben, die dic Veränderung der
Sollwertimpulse bewirken. Damit die Richtung der Veränderung bestimmt ist, wird
dem
Sinus-Cosinus-Generator 4 über eine Oder-Schaltung (hier nicht
dargestellt)das Richtungssignal simmuliert. Die Zählimpulse des Sinus-Cosinus-Generators
4 durchlaufen gleich -eine Impulsbewertung 11, die. die Zählimpulse durch tSultiplazieren
oder Dividieren der mechanischen Wellcnlänge des augenblicklich zur Messung benutzten
Meßsystemes so anpaßt, daß jeder Impuls eine Bewertung von 1 . 10n m hat, n ganzzahlig;
n richtet sich nach der mechanischen Wellen länge des entsprechenden Meßsystemes.
Diese Impulsbwertung muß speziell beim Grob- und Mittelsystem durchgeführt werden.
Beim Feinmeßsystem ist auch eine andere Impulsbewertung möglich. Die mechanische
Wellenlänge des Grobsystemes beträgt in diesem Beispiel 2 = 10 m. Die Zyklusimpuls
zahl des Sinus-Cosinus-Generators 4 entspricht 2000 Impulsen. Vor der Impulsbewertung
entspricht im Grcbsystem ein Impuls einer Strecke von 5 mm. Nach der Impulsbewertung,
in diesem Fall nach einer Division der Impulse durch 2, entspricht ein Impuls einer
Strecke von 10 mm. Der Sinus-Cosinus-Generator 4 ist über die Impulsbewertung 11
und die Schalter 34 und 35 zum einen mit dem Pufferzähler 14 und zusätzlich Uber
den Schalter 40 mit dem Istwertregister 13 verbunden. Es werden nun 239 bewertete
Impulse, das entspricht einer Strecke von 2.390 mm sowohl in den Pufferzähler 14
als auch in die Dekade 46 des Istwertregister eingezahlt. Nun werden die Schalter
40 und 55 wieder geöffnet und der Sinus-Cosinus-Generator 4 wird über die Impulsbewertung
und die Schalter 34, S5 und 36 mit der Vorhaltesteuerung 12 verbunden. In die Vorhaltesteuerung
wird nun eine ausgewählte Anzahl von Impulsen eingezählt. Durch die Vorhaltesteuerung
12 soll erreicht werden ,daß bei der Umschaltung in das nächst kleinere System dieses
noch vor dem Lageistwert steht, damit erstens zur Fehlererkennung das Richtungssignal
ansteht, und zweitens, daß bei der seriellen Abarbeitung der Meßsysteme immer nur
in positiver Richtung gezählt werden muß.
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Die Anzahl, der in die Vorhaltesteuerung 12 einzuza:hlenden Impulse,
richtet sich nach der mechanischen Wellenlänge des nächst kleineren Meßsystemes,
in diesem Fall also nach der mechanischen Wellenlänge des mittleren Meßsystemes
2.
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Es wurden immer so viele Impulse angezählt, daß in der Vorhaltesteuerung
12 ein Viertel der mechanischen Wellenlänge des nächst niedrigeren Meßsystemes eingespeichert
wird. Die mechanische Wellenlänge des mittleren Meßsystemes beträgt 200 mm. Ein
von dem Sinus-Cosinus-Generator 4 kommender Irpuls entspricht einer Strecke von
10 min, d.h. es müssen 5 Impulse = 50 mm = 1/4 Wellenlänge des mittleren Meßsystemes
2 in die Vorhaltesteuerung 12 eingezählt werden.
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Die Anzahl, der in die Vorhaltesteuerung 12 einzuzählenden Impulse,
kann durch den Schalter 36 gewählt werden. Ist die Impulszahl erreicht, so wird
der Sinu-Cosinus-Generator 4 über die Schalter 34 und 35 wieder mit dem Pufferzähler
und zusätzlich über den Schalter 40 mit den Istwertregister 13 verbunden. Nun werden
weitere 496 Impulse in das Istwertregister 13 und in den Pufferzähler 14 eingezählt.
Insgesamt sind dann 740 Impulse ausgezählt worden, Aufgrund der Vorhaltesteuerung
12 wurden jedoch nur 735 Impulse im Istwertregister 13 registriert. Diese 755 Impulse
entsprechen einer Strecke von 7.350 mm. Die in das Istwertregister eingezählten
Zählimpulse werden zusätzlich in das Zeitwerk 10 eingezählt. Das Zeitwerk 10 wird
durch einen Zähler realisiert, dessen Kapazität nach der Zyklus-Impulszahl des Sinus-Cosinus-Generators
4 ausgerichtet ist.
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Während beim Einschwingvorgang, &u Beginn jeder Messung, im K-maligen
Taktimpulszyklus gezählt wird, das entspricht E-Schwingungen der Meßfrequenz, realisiert
durch einen vorgeschalteten Teiler 9, der nun nicht betätigt wird, wird nun der
Zähler direkt mit den Zählimpulsen beaufschlagt.
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Sind in ihm der Zyklusimpulszahl entsprechende Zählimpulse eingezählt
worden, so müssen die Sollwerte den gesamten Meßbereich überschritten haben. Tritt
hierbei kein Richtungssignal auf, so muß ein Fehler vorliegen, der über das Steuerwerk
MIZZY 6 an eine Fehlererkennungseinrichtung
gemeldet wird. Wird
jedoch vom Diskriminator des Sinus-Cosinus-Generator 4 das Richtungssignal gemeldet,
so wird das stimulierte Richtungssignal fortgenommen und der Sinus-Cosinus-Generator
4 arbeitet mit dem eigenen Richtungssignal weiter. In diesem 71u-stand wird in der
oben beschriebenen Weise weiterggezählt. Das Zeitwerk wird auf Null gesetzt.
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Die bewerteten Impulse werden solange weitergezählt, bis das Richtungssignal
verschwindet. Steht beim Verschwinden des Richtungssignales des Schalter 35 noch
mit dem Istwertregister 13 in Verbindung, so wird mit dem nächsten Taktimpuls durch
das Steuerwerk MIZZY 6 die Freigabe der Zählimpulse zurückgenommen. Steht beim Verschwinden
des Richtungssignales der Schalter 35 noch mit der Vorhaltesteuerung 12 in Verbindung,
so bedeutet dies, daß der Lageistwert weniger als eine Viertel Wellenlänge des nächst
feineren Meßsystemes von Meßsystemnullpunkt entfernt liegt. Das hat zur Folge, daß
mit dem nächsten Taktimpuls das Steuerwerk MLZZY 6 in den Zustand Null springt,
der gleichzeitig für das Steuerwerk MISS 5 den Befehl zum Umschalten auf das nächst
feinere Meßsystem gibt. In diesem Fall würde das bedeuten, daß das Grob-Meßsystem
für die Messung des Lageistwertes zu groß ist und zu dessen Bestimmung auf das Mittelmeßsystem
2 umgeschaltet werden muß, Durch das Steuerwerk MIZZY G wird noch der Schalter 40
geöffnet und der Schalt 55 geschlossen. Da sich das Grobmeßsystem 1 und das Mittelmeßsystem
2 in der Hunderter- und der Zehner-Millimeterstellung überschneiden, können diese
Stellen zur Eichung des Mittelmeßsystemes 2 benutzt werden. Hierzu werden die Uberschneidungsstellen
aus dem Pufferzähler 14 in den Eichzähler 15 übernommen, und zwar so, daß eine stellenrichtige
Zuordnung, d.h. in Abhängigkeit von der Überschneidung der benachbarten Systeme
gegeben ist. Es werden insgesamt 350 Impulse aus dem Pufferzähler 14 in den Eichzähler
15 übernommen. Mit dem nächsten Taktimpuls springt das Steuerwerk MI-ZZY 6 dann
in den Zustand Null. Damit ist der Zählvorgang für das gröbste System abgeschlossen,
an dessen Ende nun im Istwertregister 13 der gemessene Lageistwert des
gröbsten
Systemes abzüglich einer Viertel Wellenlänge des untergeordneten Meßsystemes steht.
Mit dem nächsten Taktimpuls wird das Steuerwerk MISS 5 wieder aktiviert und das
Steuerwerk MIZZY 6 erzeugt nun einen Normalisierungsimpuls, der den Sinus-Cosinus-Generator
4 auf den Sollwert Null setzt und der die Vorhaltesteuerung 12 und den Puff erzähler
14 löscht. Es wird nun erst wieder ein eingeschwungener Zustand abgewartet, da durch
das abrupte Umschalten der Sollwerte, Einschwingvorgänge auftreten. Nach dem Einschwingvorgang
werden die Zählimpulse im Sinus-Cosinus-Geiierator 4 freigegeben und wieder das
Richtungssignal in oben beschriebener Weise simmuliert. Im Mittelmeßsystem 2 werden
die Zählimpulse des Sinus-Cosinus-Generators 4 mit 1 bewertet, d.h. ein Impuls entspricht
einer Strecke von 0,1 mm. Zur Eichung des Mittelmeßsystemes 2 werden rLun unter
Umgehung der Vorhaltesteuerung 12 die Zählimpulse mit der entsprechenden Bewertung
mit negativen Vorzeichen in den Pufferzähler und den Eichzähler eingezählt. Im letzteren
werden sie von den schon abgespeicherten Impulsen-ubtrahiert, bis in dem Eichzähler
nur noch ein Vielfachcs der Wellenlänge des Mittelmeßsystemes steht. Dieser Zeitpunkt
wird durch die Eolnzidensschaltung 16 festgestellt.
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In den Eichzähler waren z.uvor 350 Impulse abgespeichert worden. Es
müssen nun 1.500 Impulse mit einer Bewertung von 0,1 mm und negativem Vorzeichen
in den Eichzähler eingezählt werden, bis nur noch die mechanische Wellenlänge des
Mittelmeßsystemes 2 von /J = 200 mm im Eichzähler steht. Wie schon oben erwähnt,
wird diese Tatsache durch die Koinzidenschaltung 16 festgestellt und an das Steuerwerk
MIZZY 6 weitergeleitet. Durch das Steuerwerk MIZZY 6 wird sofort der Zählvorgang
gestoppt. Nun muß das angewählte Meßsystem, in diesem Fall das Nittelmeßsystem 2,
etwa ein Viertel der mechanischen Wellenlänge vor dem Lageistwert stehen, da dieser
Wert ja schon vom übergeordneten Meßsystem, dem Großmeßsystem 1, erreicht wurde.
Dies bedeutet gleichzeitig, daß
am Diskriminator des Sinus Cosinus-Generators
4 wieder ein Rfthtungssignal anstehen muß. Ist das nicht der Fall, ßo liegt ein
Meßsystemfehler vor, der über das Steuerwerk MIZZY 6 an die Fehlererkennungseinrichtung
gemeldet wird. Ist das Richtungssignal vorhanden, so wird der Schalter 55 geöffnet
und die Impulsbowertung 11 über die Schalter 34, 35, 36 mit der Vorhaltesteuerung
12 verbunden. Die folgenden Impulse werden nun zuerst in die Vorhaltesteuerung 12
eingezählt.
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Es werden gerade wieder so viele Impulse eingezählt, daß in der Vorhaltesteuerung
12 wieder ein Viertel Wellenlänge des nächst kleineren Meßsystemes 3 steht. Da die
Gesamtwellenlänge des Feinseßsystemes 10 mm beträgt, müssen also 25 Impulse in die
Vorhaltesteuerung 12 eingezahlt werden. Ist die Einzählung in die Vorhaltesteuerung
12 beendet, werden die folgenden Impulse wieder in den Pufferzähler 14 und die Dekade
44 des Istwertregisters 18 eingezählt. Hierzu wird vorausgesetzt, daß der Diskriminator
des Sinus-Cosinus-Generators 4 wieder ein Richtungssignal meldet, durch das bestätigt
wird, daß das Mittelmeßsystem noch 4,5 mm vor dem Lageistwert steht, also etwa ein
Viertel seiner mechanischen Wellenlänge. Es werden 460 Impulse in das Istwertregister
13 und den Pufferzähler 14 eingezählt. Es sind jetzt insgesamt im Mittelmeßsysten
2|1.985 Impulse gezählt worden, davon wurden aber nur 460 registriert. Ist die Einzählung
in das Istwertregister 13 und den Pufferzähler 14 beendet, werden zur Eichung des
Feinmeßsystemes 360 Impulse aus dem Pufferzähler 14 stellenrichtig in den Eichzähler
gezählt. Mit dem nächsten Taktimpuls springt das Steuerwerk MIZZE 6 in den Zustand
Null.
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Durch den nächsten Taktimpuls wird das Steuerwerk MISS 5 aktiviert
und das Steuerwerk MIZZY 6 erzeugt einen Normalisierungsimpuls, der den Sinus-Cosinus-Generator
4 auf den Sollwert Null setzt und die Vorhaltesteuerung und den Pufferzähler löscht.
Durch das Steuerwerk MISS 5 wird nun geprüft, ob 3 oder 4 Meßsysteme vorhanden sind.
Sind 4 Meßsysteme vorhanden, so wiederholt sich der ganze Zähl- und Prüfzyklus erneut.
Sind nur drei Meßsysteme an den Sinus-Cosinus-Generator 4 angeschlossen, so heißt
das, daß mit der letzten
Messung der Iageistwert bestinit worden
ist, und daß nun für alle folgenden Messungen bei Bewegungen des Sinus-Co sinus-Generators
4 nur noch das feinste Steuersystem angesteuert bzw. dessen Fehlerspannung ausgewertet
wird. Hierzu wird durch das Steuerwerk MISS 5 bewirkt, daß die entsprechenden Schalterstellungen
angewählt bleiben. Von dem Steuerwerk MISS 5 wird nun auf das Feinmeßsystem 3 umgeschaltet.
Im Feinmeßsystei 3 entspricht ein Impuls einer Strecke von Da das Feinießsystei
auch eine Impulsbewertung von 5 . 10nµm aufweisen kann, können die vom Sinus-Cosinus-Generator
4 kosienden Impulse auch gleich unter Umgehung der Impulsbewertung 11 in die Dekade
44 des Istwertregisters 13 eingezählt werden. Diese Dekade 44 des Istwertregisters
13 kann auch durch ein Fllp-Flop realisiert werden. Jetzt kann im Istwertregister
13 sowohl aufwärts, als auch abwärts gezählt werden, während in den vorhergehenden
Zählvorgängen nur aufwirts, d.h. positiv gezählt wurde. Lediglich zum Eichen des
Feinmeßsystemes 3 müssen die in den Eichzähler 15 einen speichernden Impulse einer
Bewertung unterzogen worden. Aus diesei Grund werden die ersten 1.200 Impulse, die
vom Sinus-Cosinus-Generator 4 kosten, durch die Impulsbewertung 11 geschickt, wo
die Impulse durch eine Division durch 2 eine Impulsbewertung von 10 µm je Impuls
erhalten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dem Eichzähler 15 einen Teiler
(hier nicht dargestellt) mit dem Teilungsfaktor K = 2 vorzuschalten und diesen Teiler
über eine Weiche (hier nicht dargestellt) durch das Steuerwerk MISS 5 anzusteuern.
Es werden in den Eichzähler insgesamt 600 Impulse mit negativem Vorzeichen und einer
Bewertung je Impuls von lO/tm, d.h.
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eine Strecke von 6.000/cm = 6,0 mm eingespeichert. Ist der letzte
Impuls in den Eichzähler eingezählt, so ist dieser leergezählt, d.h. das Feinmeßsystem
ist dem Mittelsystem angeglichen, was über die Koinzidenzschaltung 16 gemeldet wird.
Mit dem nächsten Taktimpuls werden die Schalter 34, 40 und 55 geöffnet. Nun wird
der Ausgang 29 des Sinus-Cosinus-
Generator 4 über den Schalter
49 mit dem Istwertregister 1S verbunden und die nächsten 505 vor Sinus-Cosinus-Generator
4 kommenden Impulse werden direkt in die Dekade 44 des Istwertregisters eingezählt.
Nach dem letzten dieser 505 Impulse se, die eine Impulsbewertung von 5/l je Impuls
aufweisen, ist der Lageistwert, von dem das Feinmeßsystem 3 zu Beginn der Messung
noch c.5 mm entfernt war, erreicht. Durch ein Normalisierungssignal des Steuerwerkes
MIZZY 6 wird der Sinus-Cosinus-Generator s auf den Sollwert Null gesetzt und die
Vorhaltesteuerung 12, das Istwertregister 13 und der Pufferzähler 14 werden gelöscht.
Damit ist die Einrichtung für einer neuen Meßvorgang bereit.
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Mit dieser Einrichtung können nicht nur Strecken, sondern auch Winkel
exakt ausgemessen worden. Das Ausmassen eines Winkels erfolgt ebenso wis das Ausmassen
einer Strecke mittels Resolver oder Inductosyn. Diese induktiven Meßgeber können
auch bei der Winkelausmessung hiera@chisch gegliedert sein und seriell ihrer Hierachie
entsprechend mit jeweils demselben Sollwert angesteuert werden. Die Abarbeitung
der Fehlerspannungen der einzelnen induktiven Geber erfolgt der Ansteuerung durch
den Sollwert entsprechend ebenfalls seriell und kann ebenfalls mit dieser Einrichtung
durchgeführt werden.
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L e e r s e i t e