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Gerät zur zerstörungsfreien Prüfung eines Werkstoffes
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und Verfahren zum Betrieb des Gerätes Die Erfindung betrifft ein Gerät
zur zerstörungsfreien Prüfung eines Werkstoffes, vorzugsweise ein Wirbelstromprüfgerät,
mit einer Prüfeinrichtung, die in Abhängigkeit von verschiedenen, den zu prüfenden
Werkstoff bzw. Randbedingungen der Prüfung betreffenden Parametern an den Ausgängen
dieser Prüfeinrichtung eine Anzahl von mindestens drei Ausgangsgrößen hervorbringt,
deren jede im allgemeinen von jedem der Parameter abhängig ist, und mit einer an
die Ausgänge der Prüfeinrichtung geschalteten Transformationseinrichtung, die an
einem Ausgang ein Ausgangssignal abgibt, das von nur einem der genannten Parameter
abhängig ist und in dem demnach die übrigen Parameter unterdrückt sind, wobei die
Transformationseinrichtung einstellbare Transformationsglieder benutzt, die in Form
von kartesischen Koordinaten eines bestimmten Achsensystems vorliegende Wertepaare
in Wertepaare eines anderen gegenüber dem genannten um einen gewünschten Winkelbetrag
gedrehten Achsensystems umwandelt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum
Betrieb des genannten Gerätes.
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Ein derartiges Gerät ist beschrieben in der US-PS 3 706 029.
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Bei einem dort gewählten Beispiel handelt es sich um ein Zweifrequenz-Wirbelstromprüfgerät,
an dessen Ausgängen vier Ausgangsgrößen angeboten werden, nämlich für jede der beiden
Frequenzen jeweils die beiden Komponenten eines
Signalvektors in
einer Ebene, wie dies bei Einf..-equeñz-Wirbelstromprüfgeräten die Praxis ist. Diesen
vier Ausgangsgrößen können Informationen über maximal vier voneinander unabhängige
Parameter entnommen werden, wobei unter Parametern sowohl von Werkstoffeigenschaften
wie Fehleranwesenheit, Härte, elektrische Leitfähigkeit, abhängige Meßgrößen als
auch solche verstanden sein sollen, die mit Randbedingungen der Prüfung wie Wackeleffekt,
Zieheffekt oder dgl. zusammenhängen. Im allgemeinen sind die Informationen über
die Parameter verschlüsselt in den Ausgangsgrößen eines Prüfgerätes enthalten. Das
heißt im vorliegenden Falle, daß jede der vier Ausgangsgrößen von jedem der vier
Parameter abhängig ist. Will man die vier Parameter unabhängig voneinander nachweisen,
so ist eine Entschlüsselung in einer besonderen Transformationseinrichtung notwendig,
die im vorliegenden Fall vier Eingänge und vier Ausgänge aufweist und die an die
Ausgänge des Prüfgerätes anzuschließen ist. Häufig kommt es nun vor, daß eigentlich
nur einer der Parameter von Interesse ist, z.B. die Fehleranwesenheit, und daß die
übrigen Parameter als Störgrößen aufgefaßt werden, die die Aussagekraft der Prüfergebnisse
verringern und deren Eliminierung große Bedeutung beigemessen werden muß. Auch das
ist natürlich mit einer solchen Transformationseinrichtung möglich, die dann nur
einen Ausgang benötigt.
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Es finden einstellbare Transformationsglieder Anwendung, wie sie bereits
bei Einfrequenz-Wirbelstromprüfgeräten bekannt sind, wo mit ihrer Hilfe der Signalvektor
gegenüber einer Bezugslage gedreht werden kann, etwa indem die als Punkt auf einem
Bildschirm angezeigte Spitze des Signalvektors auf einer Kreisbahn bewegt wird.
In einer bekannten Ausführungsform, die auch in der oben genannten Patentschrift
beschrieben ist, besitzt ein solches Transformationsglied zwei von einer gemeinsamen
Achse angetriebene Sinus-Cosinus-Potentiometer mit kreisförmigen Schleifbahnen und
jeweils zwei um 90° gegeneinander versetzten, mechanisch miteiannder gekoppelten
Schleifern. Speist man die bei.den Potentiometer an zwei gegenüberliegenden Punkten
der
Schleifbahn mit Koordinatenwerten + x, - x, bzw + y, - y ein, so erhält man an den
Schleifern Signale der Beträge x sin 0, x cos 0 bzw. y sin , y cos , wobei der Drehwinkel
der Schleiferachse der Potentiometer gegenüber der Bezugslage ist. Die genannten
Beträge werden mit Hilfe von Rechenverstärkern vorzeichenrichtig addiert, um transformierte
Werte x', y' zu erhalten, nämlich: x' = x cos 0 - y sin 0 (1) y' = x sin 0 + y cos
(2) Die Transformationseinrichtung nach der oben genannten Patentschrift weist bei
n Ausgangsgrößen der Prüfeinrichtung n - 1 solcher Transformationsglieder auf, für
den Fall von vier Ausgangsgrößen also drei Transformationsglieder. Diese sind in
folgender Weise untereinander und mit den Ausgängen der Prüfeinrichtung verbunden.
Die beiden Eingänge des ersten Transformationsgliedes werden von zwei beliebigen
Ausgängen der Prüfeinrichtung gespeist. Am Eingang des nächstfolgenden Transformationsgliedes
liegt einer der Ausgänge des vorhergehenden Transformationsgliedes und ein weiterer
Ausgang der Prüfeinrichtung. Das setzt sich fort, bis der letzte der n Ausgänge
der Prüfeinrichtung besetzt ist. An die beiden Ausgänge des letzten Transformationsgliedes
kann der Eingang einer Anzeigeeinrichtung angeschlossen sein, z.B. die vertikalen
und horizontalen Ablenkplatten eines Oszillographen. Durch eine entsprechende Einstellung
der Transformationsglieder kann erreicht werden, daß die Signale der unerwünschten
Parameter nur noch in der Horizontalen des Bildschirmes in Erscheinung treten, während
in der Vertikalen das Signal des erwünschten Parameters unabhängig von den übrigen
Parametern auftritt. Man hat also an einem Ausgang des letzten Transformationsgliedes
ein Signal zur Verfügung, in dem nur noch die Information des gewünschten Parameters
enthalten ist, die übrigen n - 1 Parameter jedoch unterdrückt sind.
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Obwohl das Vorgehen gemäß der Lehre der genannten Patentschrift eine
mögliche Lösung für ein wichtiges technisches Problem bilden könnte, hat sich diese
Technik in der Praxis noch nicht durchzusetzen vermocht, da sie einen schwerwiegenden
Nachteil aufweist. Es ist nicht möglich für die Bedienung der n - 1 Transformationsglieder
eine Anweisung zu geben, die in einigen aufeinander aufbauenden Schritten folgerichtig
zum angestrebten Ziel führt, nämlich zur Unterdrückung von n - 1 Parametern und
zur selektiven Darstellung eines gewünschten Parameters. Es gelingt nicht mit dem
ersten Transformationsglied den ersten Störparameter, mit dem zweiten Transformationsglied
den zweiten Störparameter zu entfernen und so fort. Stellt man sich nämlich die
n Parameter als Vektoren im n-dimensionalen Raum vor, so nehmen die Achsen, um die
man die Vektoren mittels der n - 1 Transformationsglieder drehen kann, eine rein
willkürliche Lage gegenüber den Vektoren ein. Mathematisch ausgedrückt kann man
sagen, es liegt kein hinreichender Satz von Bedingungen für die Lösung des Problemes
vor. Man benötigt daher einen iterativen Prozeß zur Unterdrückung der n - 1 Störparameter,
da jede an einem der Transformationsglieder ausgeführte Drehung die am vorhergehenden
ausgeführten teilweise wieder rückgängig macht. Es ist möglich, daß man mit dem
ersten Transformationsglied die Projektion eines Störparameters zu einem Minimum
macht und daß bei eben dieser Stellung des ersten Transformationsgliedes jede Drehung
des nachfolgenden Transformationsgliedes das Minimum wieder vergrößert. Um weiter
zu kommen muß dann in undefinierbarer Weise zunächst eine neben der Minimaleinstellung
liegende Einstellung des ersten Transformationsgliedes gewählt werden. Die endgültige
Lösung des Problems, die Unterdrükkung aller unerwünschten Parameter, läßt sich
nur durch langwieriges Probieren nach Puzzlemanier ermitteln. Aus dem Gesagten ergibt
sich auch, daß eine Automatisierung des Einstellvorganges nicht möglich ist.
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Ein weiterer Nachteil kommt noch hinzu. Um überhaupt in der beschriebenen
Weise ein Eliminieren aller Störparameter zu ermöglichen ist es nötig, daß alle
Störparameter gleichzeitig
realisiert oder simuliert werden, während
die Einstellung der Transformationsglieder stattfindet. Das gleichzeitige Aufbieten
aller Störparameter ist jedoch zum einen mit technischen Schwierigkeiten verbunden,
zum anderen führt es im allgemeinen am Bildschirm zu einer Über lagerung komplizierter
Bahnen, der jede Anschaulichkeit fehlt. Naturgemäß wird hierdurch der Einstellvorgang
der Transformationsglieder weiter erschwert.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Gerät gemäß
der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, deren Transformationseinrichtung
zur Unterdrückung aller unerwünschten Parameter eine konsekutive Einstellung in
einer Reihe leicht überschaubarer Schritte erlaubt.
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Darüber hinaus soll für die Einstellung das gleichzeitige Auftreten
aller Störparameter nicht mehr gefordert werden.
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Vielmehr soll es genügen, wenn sich die Störparameter einzeln und
nacheinander realisieren bzw. simulieren lassen.
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Der Erfindung liegt ferner als Aufgabe ein Verfahren zum Betrieb des
oben genannten Gerätes zugrunde.
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Die Lösung des ersten Teils der Aufgabe besteht in einem Gerät, das
gemäß Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist. Die Lösung des zweiten Teils der Aufgabe
besteht in einem Verfahren, das gemäß Patentanspruch 7 gekennzeichnet ist. Die erfindungsgemäße
Lösung führt zwar zu einer Vergrößerung der Anzahl der Transformationsglieder, vergrößert
also auch die Anzahl der eventuell von Hand einzustellenden Drehknöpfe. Sie erbringt
auf der anderen Seite jedoch eine entscheidende Vereinfachung des Einstellvorganges,
die eine Automatisierung des letzteren möglich macht. Eine Vergrößerung des apparativen
Aufwandes kann daher leicht in Kauf genommen werden. Die Vereinfachung besteht im
wesentlichen darin, daß ein und derselbe leicht ausführbare Schritt sich beim Einstellen
jedes Transformationsgliedes wiederholt: ein Punkt, oder beim dynamisch gegebenen
Parameter eine Linie wird in eine bestimmte Achse des Bildschirmes gelegt, z.B.
in die Horizontale. Damit ist die Vertikale am Bildschirm,
bzw.
der ihr entsprechende Ausgang des Transformationsgliedes frei vom Signal des Störparameters.
Dies geschieht zunächst für den ersten der Störparameter mit den zur ersten Ebene
gehörigen Transformationsgliedern, die nun alle über einen Ausgang verfügen, in
dem der erste Störparameter nicht mehr enthalten ist. Diese letzteren Ausgänge speisen
die Eingänge der Transformationsglieder der nächstfolgenden Ebene, in der nunmehr
der zweite Störparameter in gleicher Weise eliminiert werden soll, und so fort.
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Da jeweils ein Störparameter in einer nachfolgenden Ebene nicht mehr
enthalten ist, kann auch die Verstellung der Transformationsglieder dieser und der
weiterfolgenden Ebenen keinen Einfluß mehr auf diesen Störparameter ausüben.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können für die
Speisung von Transformationsgliedern einer Ebene Ausgänge von anderen Transformationsgliedern
der gleichen Ebene benutzt werden, die nicht für die Speisung der nachfolgenden
Ebene vorgesehen sind, in denen also das Signal des in dieser Ebene zu unterdrückenden
Störparameters noch enthalten ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen beschrieben.
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Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe mehrerer Figuren an Beispielen
näher erläutert. Es zeigen im einzelnen: Figur 1 ein Prüfgerät der eingangs beschriebenen
Gattung Figur 2 ein Prüfgerät gemäß Erfindung Figur 3 eine Variante einer Transformationseinrichtung
Figur 4 eine weitere Variante einer Transformationseinrichtung
Figur
5 eine Anordnung zum Simulieren eines Störparameters Figur 6 eine Anordnung zum
Automatisieren der Einstellung der Transformationsglieder Figur 7 ein elektrisch
stellbares Transformationsglied Figur 1 zeigt ein Prüfgerät der eingangs beschriebenen
Gattung. Bei der Prüfeinrichtung 1 soll es sich um ein Zweifrequenz-Wirbelstromprüfgerät
mit den Prüffrequenzen f1 und f2 handeln. Eine mit diesen beiden Frequenzen betriebene
nicht dargestellte Sonde gibt ein Signal ab, das die vier Parameter P01 P1, P2,
P3 enthält. Davon soll Parameter P0 als Nutzparameter betrachtet werden und z.B.
das Vorhandensein von Fehlern signalisieren, während P1, P2, P3 als zu unterdrückende
Störparameter gelten sollen. In Prüfeinrichtung 1 wird das Sondensignal zunächst
in zwei Signale der beiden Prüffrequenzen f1 und f2 zerlegt. Durch phasenselektive
Demodulation nach zwei aufeiannder senkrecht stehenden Bezugsphasenwinkeln ergeben
sich für die Signale der beiden Frequenzen jeweils zwei Signalkomponenten, so daß
an den Ausgängen 2 der Prüfeinrichtung 1 vier Ausgangsgrößen S1 - 4 stehen. Diese
vier Ausgangsgrößen sind in verschiedener Weise von jedem der vier Parameter P0
- P4 abhängig. Um ein Signal zu erhalten, das nur vom Nutzparameter P0 abhängt,
wird eine Transformationseinrichtung 3 benutzt, an deren Eingängen 4 die Ausgangsgrößen
S1 - S4 liegen. Die Ausgangsgröße S an Ausgang 5 ist nur von Parameter P0 abhängig.
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Figur 2 stellt ein Prüfgerät dar, bei dem die Transformationseinrichtung
3 detaillierter wiedergegeben ist. Die letztere besitzt sechs Transformationsglieder
9, die in drei Ebenen 10 - 12 in bestimmter Weise zusammengeschaltet sind. Zur ersten
Ebene 10 gehören so viele Transformationsglieder 9 wie Störparameter zu unterdrücken
sind, nämlich
drei, zu jeder folgenden Ebene jeweils ein Transformationsglied
weniger.
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Jedes der Transformationsglieder 9 besitzt zwei Signaleingänge 13
und zwei Signalausgänge 14, 15 sowie einen Stelleingang 16, in der Figur als Drehknopf
zum Einstellen des Winkels angedeutet. Die Transformationsglieder können verschiedenartig
aufgebaut sein. Eine Möglichkeit ist im einleitenden Teil beschrieben und benutzt
zwei auf einer Achse montierte Sinus-Cosinus-Potentiometer, eine weitere Möglichkeit
ist weiter unten erläutert und in Figur 7 dargestellt. Allen Transformationsgliedern
ist gemeinsam, daß sie gemäß den Gleichungen (1, 2) die Größen x, y an den Eingängen
13 in die Größen x', y' an den Ausgängen 14, 15 in Abhängigkeit von der Stellgröße
0 am Eingang 16 transformieren.
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Die Eingänge 13 der Transformationsglieder 9 der ersten Ebene 10 sind
mit den Ausgängen 2 der Prüfeinrichtung 1 verbunden. Von den Ausgängen 14, 15 der
Transformationsglieder 9 ist jeweils nur einer zur nächsten Ebene weitergeführt.
Diese weitergeführten Ausgänge 14 sind mit den Eingängen 13 der Transformationsglieder
der jeweils nachfolgenden Ebenen verbunden. Von den Ausgängen des Transformationsgliedes
der letzten Ebene 12 ist einer als Ausgang 5 der Transformationseinrichtung 3 nach
draußen geführt.
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Alle Ausgangspaare 14, 15 der Transformationsglieder 9 sind mit Eingängen
17 einer Umschalteinrichtung 18 verbunden, an deren Ausgang 19 die beiden Ablenksysteme
eines Kathodenstrahloszillographen 20 geschaltet sind. Durch Wahl der Stellung des
Drehknopfes 21 kann jedes beliebige Ausgangspaar 14, 15 an den Oszillographen 20
angeschlossen werden.
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Das Einstellen der Transformationsglieder 9 zum Zwecke der Unterdrückung
der Parameter P1 - P3 geht in der folgenden
Weise vor sich. Zunächst
wird der mit den Transformationsgliedern der Ebene 10 zu unterdrückende Parameter
P1 herbeigeführt. Dies geschieht indem man die Bedingungen, unter denen P1 auftritt,
verwirklicht. Soll z.B. unter P1 der Wackeleffekt verstanden sein, so führt man
diesen Parameter herbei, indem man die Lage des Prüfteils zur Sonde ändert oder
eine andauernde Wackelbewegung des Prüfteils gegenüber der Sonde veranlaßt. Während
dessen sind mittels Drehknopf 21 die Ausgänge 13, 14 eines Transformationsgliedes
9 der ersten Ebene 10 an den Oszillographen angeschlossen. Durch Herbeiführen des
Störparameters wird der bei Ruhelage des Prüfteils in der Bildschirmmitte liegende
Bildpunkt 22 aus dieser Lage ausgelenkt und in eine neue Lage 23 gebracht, bzw.
es erscheint ein Strich zwischen den Endpunkten 22 und 23, wenn der Störparameter
durch eine andauernde Wackelbewegung, d.h. dynamisch herbeigeführt wird. Durch betätigen
des Drehknopfes 16 des mittels Umschalteinrichtung 18 angewählten Transformationsgliedes
9 wird der Bildpunkt bzw. der entsprechende Strich aus der Lage 23 in die horizontale
Lage 24 gebracht. Damit ist am die Vertikale des Bildschirmes aussteuernden Ausgang
14 des Transformationsgliedes 9 der Störparameter P1 nicht mehr enthalten. Das Gleiche
wird durchgeführt mit den beiden übrigen Transformationsgliedern der Ebene 10. In
allen die Ebene 11 speisenden Ausgängen 14 ist der Parameter 1 nun nicht mehr enthalten,
so daß er bei beliebiger Stellung der weiteren Transformationsglieder 9 an deren
Ausgängen nicht mehr erscheinen kann. In gleicher Weise führt man nacheinander erst
den Parameter P2, dann P3 herbei, während man die Transformationsglieder 9 der Ebenen
11 bzw. 12 wie zuvor beschrieben einstellt. Mit sechs gleichen Einstellschritten
erreicht man so, daß der Ausgang 5 völlig unabhängig von den Störparametern P1 -
P3 wird. Liegen nach in dieser Weise erfolgter Einstellung der Transformationseinrichtung
3 an den Ausgängen 2 der Prüfeinrichtung 1 Signale vor, von denen jedes einzelne
jeden der Parameter P0 - P3 enthält, so gibt das Ausgangssignal an Ausgang 5 eine
nur noch Parameter P1 enthaltende Größe wieder.
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Figur 3 zeigt den Aufbau einer Transformationseinrichtung 26 mit vier
Ebenen 27 - 30 von Transformationsgliedern 9 und mit vier Transformationsgliedern
in der ersten Ebene 27. Mit einer solchen Einrichtung lassen sich vier Parameter
P1 - P4 unterdrücken. Die Gesamtzahl der Transformationsglieder, die bei n Parametern
n (n2 1) (n-1) 2 beträgt, liegt hier bereits bei zehn, so daß ein Einstellen der
Transformationseinrichtung schon als zeitaufwendig erscheint.
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Wie noch gezeigt wird, läßt sich jedoch der Einstellvorgang automatisieren.
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In Figur 4 ist eine gegenüber Transformationseinrichtung 3 abgewandelte
Transformationseinrichtung 33 mit drei Ebenen 34 - 36 abgebildet. Diese trägt einem
relativ selten auftretenden Fall Rechnung, der aber dennoch von Bedeutung sein könnte.
Tritt beispielsweise der Nutzparameter P0 nur an den beiden äußeren Ausgängen 2
auf und fällt zufällig der zu unterdrückende Parameter P1 in die gleiche Richtung,
so würde mit einer Transformationseinrichtung 3 nach Figur 2 nach Einstellen der
beiden äußeren Transformationsglieder 9 an deren zur nächsten Ebene geführten Ausgängen
14 auch der Nutzparameter P0 unterdrückt sein. Da an den Eingängen des mittleren
Transformationsgliedes von vornherein der Nutzparameter P0 nicht enthalten war,
kann er auch an dessen Ausgang nicht erscheinen. Der Nutzparameter P1 wäre demnach
an den weiterführenden Ausgängen 14 der ersten Ebene 10 nicht mehr vorhanden. Dies
vermeidet ein Aufbau der Transformationseinrichtung nach Figur 4. Hier sind die
beiden nicht in die nächste Ebene 35 führenden Ausgänge 15 der beiden äußeren Transformationsglieder
mit den Eingängen 13 des mittleren Transformationsgliedes der Ebene 34 verbunden.
An den Ausgängen 15 der beiden äußeren Transformationsglieder ist nämlich nach deren
Abgleich der Nutzparameter P0 maximal enthalten. Allerdings ist bei dieser Schaltweise
der Transformationseinrichtung eine beliebige Reihenfolge des Einstellens der Transformationsglieder
einer Ebene nicht mehr erlaubt. Vielmehr müssen die beiden äußeren Transformationsglieder
vor dem inneren eingestellt werden. Die Transformationsglieder
der
Ebene 35 sind in entsprechender Weise geschaltet. Ganz allgemein kann gesagt werden,
daß der Informationsgehalt hinsichtlich des Nutzparameters verbessert wird durch
eine Schaltung der Transformationseinrichtung gemäß Figur 4.
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Figur 5 zeigt, wie in einfacher Weise ein Parameter P simuliert werden
kann, wenn dieser zum Zwecke der Einstellung der Transformationsglieder in dynamischer
Betriebsweise, herbeigeführt werden soll. Dazu wird ein Magnetbandspeichergerät
41 benutzt, das einen endlos umlaufenden Speicherträger besitzt, z.B. eine in eine
Cassette eingespannte endlose Magnetbandschleife. Die Eingänge 42 des Speichergerätes
41 sind mit den vier Ausgängen 2 der Prüfeinrichtung 1 über vier Kontakte 43 verbunden,
die Ausgänge 44 des Speichergerätes mit den Eingängen der Transformationseinrichtung
3 über vier Kontakte 45. Die Kontakte 43 bzw. 45 stehen untereinander und mit einem
Schalter 46, mit dessen Hilfe Aufnahme- und Wiedergabebetriebsweise des Speichergerätes
41 gewählt werden können, in mechanischer Verbindung.
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Bei "Aufnahme" sind die Kontakte 43, bei "Wiedergabe die Kontakte
45 geschlossen. Der Einfachheit halber wurde ein dritter Kontaktsatz weggelassen,
der Prüfeinrichtung 1 und Transformationseinrichtung 3 nach erfolgter Einstellung
der letzteren im normalen Betrieb miteinander verbindet.
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Die Einspeicherung eines Störparameters in den Speicherträger erfolgt
in Betriebsschaltung "Aufnahme" während gleichzeitig der Störparameter in dynarnischem
Betrieb herbeigeführt wird. Nach Umschalten auf "Wiedergabe" wird das aufgenommene
dynamische Signal des Störparameters fortlaufend wiedergegeben, so daß das Einstellen
der dem Störparameter entsprechenden Ebene durchgeführt werden kann.
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Figur 6 zeigt das Blockschaltbild eines Prüfgerätes mit einer Transformationseinrichtung
50, deren Einstellung weitgehend automatisch erfolgt. Der Aufbau der Transformationseinrichtung
50
kann mit der der Transformationseinrichtung 3 oder 33 übereinstimmen und die im
gewählten Beispiel benötigten 6 Transformationsglieder können den im einleitenden
Teil beschriebenen, 2 Sinus-Cosinus-Potentiometer benÜtzenden Transformationsgliedern
entsprechen. Sie würden zusätzlich in diesem Falle für jede Potentiometerachse einen
Stellantrieb besitzen, mit dessen Hilfe das Einstellen der Transformationsglieder
auf bestimmte Winkel durch ein gegebenes Stellsignal möglich wäre. Es können aber
auch Transformationsglieder ohne mechanisch bewegte Teile eingesetzt werden, die
von Hause aus einen Stelleingang 79 zum Einstellen eines bestimmten Winkels durch
ein gegebenes Stellsignal besitzen. Ein solches Transformationsglied wird weiter
unten an Hand von Figur 7 beschrieben.
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Zwischen die vier Ausgänge 2 der Prüfeinrichtung 1 und die Eingänge
der Transformationseinrichtung 50 ist ein Spitzenwertspeicher 52 geschaltet, der
die Aufgabe hat, während des Auftretens der einzelnen Störparameter jeweils an jedem
der vier Ausgänge 2 die dort auftretenden maximalen Werte festzustellen, kurzzeitig
zu speichern und an die entsprechenden Eingänge der Transformationseinrichtung 50
weiterzuleiten. Durch Signale an einem Schalteingang 53 können die Spitzenwertspeicher
gelöscht werden oder auch, wie durch gestrichelt gezeichnete Leitungen 54 angedeutet,
umgangen werden. Die in nachfolgende Ebenen weitergeführten Ausgänge 55, 56, 57
der Transformationsglieder 58 sind mit Eingängen 59, 60, 61 eines Minimumdetektors
62 verbunden, dem ein Steuerfeld 63 mit einem Steuereingang 64 vorgeschaltet ist
und der einen Ausgang 65 besitzt. Durch entsprechende Signale am Steuereingang 64
kann ein beliebiger der Eingänge 59, der Eingänge 60 oder der Eingang 61 angeschaltet
werden. Am Ausgang 65 erscheint dann eine Signalspannung, die solange erhalten bleibt,
bis die Spannung am angeschalteten Eingang ein Minimum durchläuft. An den Ausgang
65 angeschlossen ist der Eingang 66 einer Stelleinrichtung 67
mit
nachgeschaltetem Steuerfeld 68, das einen Steuereingang 69 und Stellausgänge 70
- 72 besitzt. Die Stellausgänge 70 - 72 sind mit den Stelleingängen 79 der Transformationsglieder
58 verbunden. Durch entsprechende Signale am Steuereingang 69 kann ein beliebiger
der Ausgänge 70, der Ausgänge 71 oder der Ausgang 72 angeschaltet werden.
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Am jeweils angeschalteten Ausgang erscheint dann eine Stellspannung
Ue, die das zu diesem Ausgang gehörige Transformationsglied 58 solange verstellt,
wie eine Signalspannung an Eingang 66 vorliegt. Zum Prüfgerät nach Figur 6 gehört
ferner eine Schalteinrichtung 73 mit drei Auslöseknöpfen 74, 75, 76, die den Einstellebenen
34, 35, 36 zugeordnet sind und mit Ausgängen 77 und 78, die mit den Eingängen 69
und 64 bzw. 53 verbunden sind.
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Die automatische Einstellung der Transformationseinrichtung 50 nach
Figur 6 geht wie folgt vor sich. Man führt zunächst den ersten Störparameter herbei,
der durch Ebene 34 unterdrückt werden soll, und betätigt den dieser Ebene zugeordneten
Auslöseknopf 74 der Schalteinrichtung 73. Speicher 52 hält die Spitzenwerte der
Signale des Störparameters an den Eingängen der Transformationseinrichtung fest.
Durch ein Signal von Ausgang 77 werden der Ausgang des ersten Transformationsgliedes
58 der Ebene 34 an den Minimumdetektor und der Stelleingang des gleichen Transformationsgliedes
an einen Ausgang 70 der Stelleinrichtung 67 angeschlossen. Damit beginnt das selbsttätige
Einstellen des ersten Transformationsgliedes 58, das mit dem Erreichen des Minimums
an dessen Ausgang 55 abgeschlossen ist. Ein Signal am Ausgang 78 löscht den Spitzenwertspeicher
52. Weitere Signale von Ausgang 77 veranlassen anschließend nacheinander das Einstellen
der beiden weiteren Transformationsglieder 58 der Ebene 34. In der gleichen Weise
werden nacheinander die beiden übrigen Störparameter herbeigeführt und durch Betätigen
der Auslöseknöpfe 75 und 76 das selbsttätige Einstellen der Transformationsglieder
58 der Ebenen 35 bzw. 36 in die Wege geleitet. Nach Beendigung des Einstellens
des
Transformationsgliedes 58 der letzten Ebene 36 wird durch ein Signal am Ausgang
78 der Spitzenwertspeicher 52 überbrückt und damit die Einstellperiode beendet,
bzw. die Prüfperiode eingeleitet.
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In Figur 7 ist ein vermittels einer Eingangsspannung Ue einstellbares
Transformationsglied 80 dargestellt, das wie folgt aufgebaut ist. Der Ausgang eines
Zählfrequenzgenerators 81 ist verbunden mit dem Eingang einer Torschaltung 82, an
deren Schalteingang 83 die Spannung Ue geführt wird und deren Ausgang mit dem Eingang
eines Ringzählers 84 verbunden ist. Die Ausgänge 85 des Ringzählers 84 führen zu
Steuereingängen 86 - 89 von vier Widerstandsnetzwerken 90 - 93. Diese entsprechen
steuerbaren Spannungsteilern, deren Teilerverhältnis bei einer Steuergröße für die
Netzwerke 90, 93 dem cos , für die Netzwerke 91, 92 den sin entspricht. An den Teilereingängen
94, 96 der Netzwerke 90 bzw. 92 liegen die Größen x, an den Teilereingängen 95,
97 der Netzwerke 91 bzw. 93 liegen die Größen y. Die Teilerausgänge 98, 99 der Netzwerke
90 bzw. 91 sind direkt bzw.
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über einen Invertierverstärker der Verstärkung -1 an die Eingänge
eines Addierverstärkers 103 angeschlossen. Die Teilerausgänge 100, 101 der Netzwerke
92 bzw. 93 sind an die Eingänge eines Addierverstärkers 104 angeschlossen.
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Das Transformationsglied 80 arbeitet wie folgt. Eine Eingangsspannung
Ue öffnet für eine gegebene Zeit das Tor 82 e und läßt den Zähler 84 anlaufen. Die
Stellung des Zählers 84, die dem Winkel PI entspricht, steuert die Netzwerke 90
- 93 in der Weise, daß bei Größen x und y an den Teilereingängen 94-- 97, an den
Teilerausgängen 98 - 101 die Größen x.cos , x.sin bzw. y.cos, y.sinX entstehen.
Diese Größen werden mit Hilfe des Invertierverstärkers 102 und der beiden Addierverstärker
103, 104 zu den Werten x', y' gemäß Formel (1,2) zusammengefügt.
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