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EINRICHTUNG ZUR SCHNELL MASSENWEISE UND SELBSTTXTIG
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VERRICHTBAREN FESTIGKEITSPRÜFUNG VON GARNGUT Gegenstand der Erfindung
ist eine komplexe Werkstoffprüfeinrichtung, die ermöglicht, die Festigkeitsprobe
von Garngut schnell, massenweise und selbsttätig zu verrichten, wobei die Messergebnisse
stetig - und praktisch gleichzeitig mit mit der Prüfung - angezeigt und aufgezeichnet
werden können.
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In der Textilindustrie, insbesondere bei der Produktion in Spinnereien,
besteht dauernd die Notwendigkeit, das "unendliche" Garn stetig und Massenweise
auf seine Qualität hin zu prüfen. Zu diesem Zweck wurden ursprünglich mechanische
Festigkeitsprüfer angewendet, und diese wurden dann zwecks Beschleunigung des Prozessen
nebeneinander mehrfach eingesetzt.
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Um die Werkstoffprüfung gleichzeitig mit der Produktion vorzunehmen
zu
können und fehler noch vor der Verarbeitung der fehlerhaften Posten auszusieben,
wurden die Festigkeitsprüfer automatisiert; die kennzeichnenden Qualitätsgrössen
wurden als Ke.nnliniendiagramm festgehalten oder mittels Zählmechanismen angezeigt.
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Aber selbst die meist zeitgemässen - und mehr oder weniger automatisierten
- Werkstoffprüfmethoden konnten nicht Schritt halten mit der stürmischen Entwicklung
der Fertigungstechnik; die Werkstoffprüfung blieb immer rückständig, verglichen
mit der Fertigungsgeschwindigkeit. Die Auswertung der Messergebnisse kommt darum
meist nur dann zustande, wenn der Posten Garnguts schon hergestellt ist. Wegen dieser
Langsamkeit in der Produkenqualifizierung kann man auch weiterhin nicht beizeiten
in der Produktionsprozess eingreifen, es besteht keine Möglichkeit, im Laufe der
Produktion die fertigungstechnischen Kenndaten beizeiten zu verändern und dadurch
sozusagen eine "Feineinstellung" der erwünschten Qualitätskennzeichen zu bewirken.
Die vorangehend erwähnten Modernisierungsmassnahmen bestanden einerseits in einer
mehrfachen Einsetzung von Prüfgeräten, andererseits in der Automatisierung der Operationen;
diese beiden Richtungen unterliegen aber einander entgegengesetzten Prämissen. Die
Automatisierung kann die entsprechende Oberwachung der qualität nur dann gewährleisten,
wenn die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der angewandten Mittel hohen Niveaus ist,
denn die Verminderung menschlicher Eingriffe erfordert, dass auch fehlerbehaftete
Operationen immer mehr auf maschinellem Wege verhindert werden, da die menschliche
Überwachung diese nicht aussiebt. Darum erfordert eine Modernisierung auf dem Wege
der Automatisierung so hohe Investitionen, dass der Aufwand schon bei einkanaligen
Mesemethoden sehr bedeutend ist. Werden hingegen die Geräte zwecks massenweiser
simultaner Prüfung multipliziert, also Mehrfach- oder Vielfachmesstände errichtet,
dann ist eben die Anwendung hochgenauer Elemente in Masse finanziell nicht tragbar.
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Diese Schwierigkeit ist besonders bei zwei Prozessen zugegen.
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Bei dem Zugkraftgeber bestehen Stabilitätsprobleme, denn bei jedem
Einzelmesstand müssen die driftbedingten Fehlsignale ausgemerzt werden. Die üblich
als induktiver Geber realisierte Messzelle ist sehr kostspielig und der Trägerfrequenzverstärker
besonderer Bauart wirkt auch enorm auf die kosten ein. Andererseits entstehen auch
hohe Kosten, wenn die an vielen Kanälen gleichzeitig erfassten Messergebnisse mit
on-line-Kalkulatoren ausgewertet werden. aer Riss der verschiedenen Muster erfolgt
nahezu gleichzeitig. Wird die Konversion dieser Ereignisse mittels eines Multiplex-A-D-Konverter
vorgenommen, dann muss dieser besonderen Aufbaus, hochgeschwind, und daher sehr
kostspielig sein. Dessen 12-Bit Variante dürfte übrigens nur mit Schwierigkeiten
realisierbar sein. Und wenn man sich eher entscheidet, konventionelle Einkanalgeräte
zu multiplizieren, also 10 Stück 12-Bit Konverter anzuwenden, dann möchte wohl die
Kostspieligkeit noch offensichtlicher sein.
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Die Erfindung fusst auf der Erkenntnis, dass die optimale Lösung
bisher darum nicht gefunden werden konnte, weil man bei der Entwicklungsarbeit -
entweder bestrebt war, die Qualität und die Arbeitsgeschwindigkeit der angewandten
zeitgemässen Einheiten zu erhöhen unter Aufgabe der Multiplizierung, oder aber -
die Multiplizierung anstrebte, auf Kosten der Genauigkeit und Zuverlässigkeit; -
die Möglichkeit nicht untersuchend, dass man ja bei der Multiplizierung der Messtände
auch weniger anspruchsvoll sein dürfe, wenn man die bei der Vielkanal-Datenverarbeitung
unumgänglich zur Verfügung stehenden Mittel besser und vielseitiger ausnutzt, und
dadurch mit verhältnismässig unbedeutendem Kostenaufwand die Fehler ausmerzt, die
bei den Mesständen auftreten. Dieser Weg ist umsomehr zweckmässig, da ja die spezifische
Kostenerhöhung bei der Erhöhung der Genauigkeit von mechanischen
Geräten
und den feinmechanischen Bauteilen der mechanisch-elektronischen Umsetzer viel bedeutender
ist, als der Aufwand, der ausreicht, um bei Einheiten der elektronischen Datenverarbeitung
diese Genauigkeit zu gewinnen.
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Würde man von hochgenauen, und daher kostspieligen konventionellen
Kraftmess-Systemen zehn nebeneinander anordnen, dann würde deren Preis bei den heutigen
Produktionsbedingungen nicht tragbar sein. Darum werden bei der erfindungsgemässen
Einrichtung, was das Driftverhalten betrifft, anspruchslose Messzellen eingesetzt,
so dass die RC-Ausgleichprobleme (Amplitude, Phase) beim Nullausgleich des Trägerfrequenzverstärkers
umgangen werden. Die Drift dieser anspruchslos gebauten Gleichstromverstärker wird
dann mit hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit automatisch und digital kompensiert,
was ausserdem auch gleichzeitigen automatischen Leergewichtsausgleich (Tara) ermöglicht.
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Die Konversion der Hissvorgänge bei den Proben aber erfolgt im Laufe
eines Konversxionsverfahrens auf mehreren Ebenen, was zu einer virtuell simultanen
Konversion führt.
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Im Wesen geht ed darum, dass die von den einzelnen Messzellen gelieferten
Momentanmeaswerte über einen hochgeschwinden Multiplexer digitaler Ausführung -
nach A-D Konversion -in einem RAM-Speicher eingegeben werden und dort bis zum nächsten
Abtastschritt gespeichert werden. Wenn in der nächsten Abtastphase eine Veränderung
des Messwertes eingetreten ist, dann muss der A/D-Konverter nur die Differenz zwischen
dem im Speicher schon vorhandenen Messwert und dem neuen Messwert der nächsten Abtastung
verarbeiten. Bei einer konkreten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung
betrug die Belastung des A/D-Konverters in AbhtLngigkeit von der Abtastueschwindigkeit
nur 1 Bit/S ma> was mit sehr einfachen Mitteln bewältigt werden kann. Diese Methode
ist umsomehr anspruchslos im Aufwand, als der RAM-Speicher für die Vielkanal-Datenverarbeitung
sowieso notwendig ist, da ja das die Datenverarbeitung bewerkstelligende System
(z.B. Komputer)
am Ende der Messperiode die Daten wieder abrufen
muss; so verrichtet also der RAM-Speicher die Teilnahme an der Konversion als Nebenaufgabe
und zur Konversion steht eine maschinelle Baueinheit ohne Mehraufwand zur Verfügung.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur schnell, massenweise
und selbttätig verrichtbaren Festigkeitsprürung von Garngut, bestückt mit einer
den Zerreissprozess und die Datenverarbeitung gemeinsam steuernden Einheit, ferner
Mittel zur Abgabe von elektrischen Signalen, die der Zugkraft und dem Dehnungswert
verhältnisgleich entsprechen, wobei diese Mittel an eine oder mehrere Datenverarbeitungseinheit(en)
angeschlossen sind und letztere an eine Anzeige- und/oder Druckvorrichtung, wobei
die Datenverarbeitungseinheit(en) und die Steuereinheit zweckmässig mit einer Rechenmaschine
verbunden sind.
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Die Erfindung besteht darin, dass an gemeinsanen Gerüst n Stück (n
ist eine positive ganze Zahl, z.B. 10) - mit mindestens je einer Messzelle bestückte
- Zerreisseinheiten angeordnet sind, diese n Zerreisseinheiten an einen gemeinsamen
- programmierbaren, mit dem Steuereingang an einen Ausgang der Steuereinheit angeschlossenen
- Antrieb angekoppelt sind und ein Datenverarbeitungs- und Steuerkomplex mit einem
RAM-Speicher bestückt ist, der über einen Adresskanal, einen Einlesesteuerkanal
und einen Ausgabesteuerkanal an die Steuereinheit und über seinen Datenausgang an
die Eingänge eines ersten und eines zweiten Registers angeschlossen ist, die Ausgänge
der ersten bzw. zweiten Register sind an Eingänge einer Summierstufe angeschlossen,
deren Ausgang mit einem D/A-Konverter verbunden ist, die Ausgänge des zweiten Registers
sind ausserdem auch mit den Dateneingängen des RAM-Speichers verbunden, der Ausgang
des D/A-Konverters ist an einen Eingang einer Folge von Komparatorstufen angeschlossen,
und an die zweiten Eingänge dieser Komparatorstufen ist der Ausgang je einer Messzelle
angeschlossen und die Ausgänge der Komparatorstufen sind an den Eingang eines mit
der
Steuereinheit gekoppelten A/D-Konverters angeschlossen, während
der Ausgang des A/D-Konverters mit dem entsprechenden Eingang des zweiten Registers
verbunden ist.
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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung ausführlicher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt das Schema des Betätigungsmechanismus für die Zerreissmaschine
mit zehn Mesständen.
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Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes und allgemeines Blockschema des Datenverarbeitungs-
und Steuerkomplexes.
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Fig. 3 zeigt das mehr ausführlich dargestellte Blockschema einer Ausführungsform
des Datenverarbeitungs-und Steuerkomplexes, in dem die verschiedenen Teile je nach
Bedarf nur als Blockeinheiten oder mit den Einzelheiten des Schalt schemas veranschaulicht
sind.
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Um aber diese mehr detaillierte Abbildung, die ja die gleiche Ausdehnung
wie Fig. 2 hat, übersichtlich zu gestalten, wurde sie in zwei Teile - 3a und 3b
- geteilt und in der Ebene, wo die beiden Teilbilder anzupassen sind, wurden die
Randeinheiten in beiden Halbbildern gezeigt, um die Anpassung der Halbbilder klar
zu veranschaulichen.
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In den Figuren 4, 5 und 6 sind die Signalformen ersichtlich, die an
den einzelnen Punkten der Datenverarbeitungseinheit erscheinen und so das Verständnis
der Wirkungsweise erleichtern.
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Es wird in Fig. 1 gezeigt, dass an das Gerüst 1 der Zerreissmaschine
mit n Mesständen ein Querträger 13 befestigt ist, an dem die Organe angeordnet sind,
die zur Bestimmung des Kräftespiels und der Dehnung dienen, welche Prozesse während
der Zugkraftprobe an den - in den einzelnen Messständen - eingespannten Oarnfädern
vor sich gehen. Wie schon erwähnt, sind diese einfache Fühler - mit Dehnungamesstreifen
bei dieser Ausführung. Der Fühler kann Ausgangs signale liefern, von denen die Werte
des Kräftespiels und der Dehnung unmittelbar abgeleitet werden können, aber es können
auch
Zweifachfühler angewendet werden, die je ein besonderes elektrisches
Signal für sowohl die Dehnung, als auch das Kräftespiel liefern, Da diese Unterschiede
die Anwendung - und das Verständnis - der Erfindung im Prinzip nicht belangen, ist
in der Abbildung für jeden Messtand nur ein Fehler angeführt; bei der mehr ausführlichen
Darstellung der Datenverarbeitungseinheit werden diese Fühler als Kraft geber dargestellt
und es wird auch ein weiterer Geber angeführt, der eine den Dehnungswert repräsentierende
Impuls folgte liefern. Die Fühler werden also im weiteren als Kraftgeber betrachtet;
der Querträger in Abbildung 1 trägt für jeden Messtand je eine solche Messzelle
14. Zum automatischen Einspannen der Fäden dienen folgende Bauteile: obere Fadeneinspannköpfe
12, untere Fadeneinspannköpfe 15, Fadenklemmbacken 22 zum Einklemmen der Garnmuster
16, Fadenerfasspinzetten 18, welche von den Anschlagprofilen 19 betätigt werden,
sowie das mehrarmige Fadenbeschickungsgerät 17 . Die r'adenvorbelastungsgeräte 20
und die Fadenbremsscneiben 21 nehmen an der Belastung der Garnfäden teil.
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Diese Belastung wird durch ein Kettenpaar 5 ausgeübt, welches über
zwei Kettenräder 8 gespannt ist. Die Kettenräder 8 sind am oberende, bzw. interen
- parallelen - Achsen 6, bzw. 7 gelagert. Das Kettenpaar 5 verschiebt die Querbrücke
10 in vertikaler Richtung längs den vertikalen Führungsbahnen 9q Die ausreichende
Spannung des Kettenpaares 5 wird durch die Spannungslagerung 11 gewährleistet. Die
bisher beschriebenen Einzelheiten können vom Fachmann - so er den Erfindungsgedanken
zu Kenntnis genommen hat - ausgeführt werden, indem er die Bauteile die für das
an sich bekannte einfache Zerreissgerät benützt werden n-fach anwendet. Auch die
Wirkungsweise kann nunmehr - zumindest zum Teil - von der Wirkungsweise einer einfachen
Zerreissmaschine abgeleitet werden. Die Bewegungsübertragung, die in unserem Beispiel
durch ein Schneckenwerk 4 verrichtet wird, koppelt den vom Hauptantriebsmotor 2
gelieferten Antrieb an
den Zerreissmechanismus; in diesen Ubertragungsweg
ist aber ein programmierbares Antriebawerk 3 einbegriffen, welches die erfindungsgemässe
Steuerung der Zerreissmaschine zuführt. Dementsprechend ist es also der in Abbildung
1 nicht dargestellte Datenverarbeitungs- .und Steuerekomplex, genau gesagt ein Teil
desselben, nämlich die in Abbildung 3a gezeigte Zerreissmaschinen-Steuerelektronik
300, welche über den Eingang (die Eingänge) des programmierbaren Antriebswerks 3
die Verschiebungsoperation für die Oarnbelastung startet, wobei die Messzellen 14
das jeweilige Kräftespiel dem Datenverarbeitungs- und Steuerkomplex melden; diese
Meldungen werden von den Datenverarbeitungsorganen ausgewertet und einerseits an
Anzeige- und Druckorgane weitergeleitet, andererseits werden den Steuerorganen Signale
zugeleitet.
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Dementsprechend sendet die Zerreissmaschinen-Steuerelektronik 300
nach Beendigung des Zerreissprozesses Befehle zum programmierbaren Antriebswerk
3; diese Befehle zeitigen die Beendung der Periode, den Stillstand der Begorgane,
Bereitsstellung im Anfangszustand und Vorbereitung für die neue Periode (Entfernung
der Garnreste, Einspannen neuer Muster, usw.). Die Einzelheiten des Zerreissmechanismus
können in bekannter Weise vom Fachmann ausgeführt werden, ausgenommen natürlich
die Organe, die die erfindungsgemässe Steuerung verwirklichen und den interaktiven
Kontakt mit dem Elektronik-System gewährleisten.
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Fig. 2 ist ein allgemeines und in großem Masse vereinfachtes Blockschema
des Datenverarbeitungs- und Steuerkomplexes, in welchem vor allem die an der Datenverarbeitung
beteiligten wichtigen Teile dargestellt sind. Die Verbindung zwischen den verschiedenen
Teilen kann mannigfaltig realisiert werden, so können bei konkreten Ausführungen
Anschlüsse, die hier unmittelbar scheinen, auch über zwischengeschaltete Anpa8w-,
Formier-, Uiformeinheiten erfolgen. Auch im letzteren Fall ist Grundbedingung für
dio erfindungsgemässe Wirkungsweise der grundliegende Verbindungsweg, der hier gezeigt
ist
und - mittelbar oder unmittelbar - zustande gebracht werden muss. Fig. 2 zeigt also
die notwendigen und ausreichenden Kennzeichen, die allgemein zur Ausführung der
Erfindung unerlässlich sind, und deren Einzelheiten in Abhängigkeit vom konkreten
Einsatzgebiet dann voneinander abweichend gestaltet werden können. Bei der beispielsweisen
Ausführung, die dieser allgemeinen Darstellung zugrunde liegt und in Fig. 3 mehr
detailliert dargestellt wird, beträgt n = 10.
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Der Messzelle 14 von Fig. 1 entsprechen in Fig. 2 die erste, zweite,
dritte, ...n-te Messzelle 201, 202, 203,...
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...,210. Diese sind an der Zerreissmaschine 200 angeordnet.
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Ihre Signalausgänge sind an die geraden Eingänge je eines -ersten,
zweiten, dritten, ... n-ten -Komparators 211, 212, 213, ..., 220 angeschlossen.
Die Ausgänge der Komparatoren 211, ... 220 sind an einem A/D-Konverter 221 gekoppelt,
an dessen Ausgängen die je Messtand analog gelieferten Daten schon in digitaler
Form erscheinen. Es besteht ein gegenseitiger Datenverkehr zwischen dem A/D-Konverter
221 und der Steuereinheit 222. Die Steuereinheit 222 ist über Adressenkanal, Einlesesteuerkanal
und Auslesesteuerkanal mit dem RAM-Speicher 223 verbunden, dessen Datenausgänge
an zweierstes und zweites - Register 224 und 225 angeschlossen sind. Die Datenausgänge
der Register 224 und 225 sind an die Eingänge einer Summierstufe 226 angeschlossen,
die Datenausgänge des zweiten Registers 225 sind ausserdem auch an die Dateneingänge
des RAM-Speichers 223 angeschlossen. An den Ausgang der Summierstufe 226 schliesst
sich ein D/A-Konverter 227 an, dessen Ausgang mit den inversen Eingängen der Komparatoren
211 ... 220 verbunden ist.
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Die Verbindungswege sind i. a. mit einfachen kontinuierlichen Linien
angedeutet ungeachtet dessen, dass der Weg auch mehrkanalig sein kann. Mit fetter
Linie sind diejenigen Verbindungswege dargestellt, für die der geballte Informationsfluss
kennzeichnend ist. Die Beschreibung des Systems
klärt nämlich eindeutig,
welche Daten in welcher Wichtung roRzuleiten sind und daraus folgt, ob längs der
ganzen Strecke parallele Wege vorhanden sind, vielfache parallele Datenelementsübertragung
erfolgt, eine einzige Information weitergeleitet wird, oder die Übertragung der
Information/ sgruppe/ so erfolgt, dass ein einziger Verbindungsweg an alle Empfangskanäle
angeschlossen ist und das Signal jeweils an den durch Adressierung ausgewählten
Kanal gelangt.
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Ein Ausgang des A/D-Konverters 221 ist auch an den entsprechenden
Eingang des zweiten Registers 225 angeschlossen.
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Der Datenverarbeitungsprozess sei hier noch nicht erläutert, da dies
anhand der mehr ausführlich dargestellten Ausführung gemäss Figuren 3 leichter verfolgbar
sein wird. In den Figuren 3a und 3b sind diejenigen Stufen und Einheiten, die schon
in Abbildung 2 gezeigt wurden, mit denselben Bezugszeichen versehen, wie vorangehend,
die neu eingeführten Elemente haben mit der Ziffer 3 anfangende Bezugszeichen.
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Es ist ersichtlich, dass der A/D-Konverter 221 bei dieser Ausführung
unbedingt mit den - ersten, zweiten, dritten, ..., n-ten UND-Gattern 301, 302, 303,
..., 310 bestückt ist, an denen einen Eingang die Ausgänge der Komparatoren 211....
220 angeschlossen sind. Die Ausgänge der UND-Gatter 301... 310 sind an die Eingänge
eines ODER-Gatters 312 mit n Eingängen angeschlossen und der Ausgang genannten ODER-Gatters
312 an einen Eingang eines weiteren UND-Gatters 315 mit drei Eingängen und auch
an den Eingang b der Steuereinheit 222. Ausgang des weiteren UND-Gatters 315 bildet
denjenigen Ausgang des A/D-Konverters 221, welcher mit einem Eingang des zweiten
Registers 225 verbunden ist. Der A/D-Konverter 221 enthält die Komparator-Logik
313 (deren genaue Ausführung vom Fachmann aufgrund der im weiteren gegebenen Wirkungsweise
zu erwarten ist) und den 4-Bit Multiplexer-Zähler 316, dessen je ein Ausgang an
die anderen Eingänge je eines der UND-Gatter 301... 310 angeschlossen ist. An je
einen Eingang der Komparator-Logik 313 ist der Ausgang je eines Komparators 201...
220
angeschlossen. Ausserdem ist zwischen der Komparator-Logik
313 und dem Anschlusspunkt a der Steuereinheit 222 ein Steuerkanal 331 ausgebaut
für Datenverkehr in beiden Richtungen.
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Ein Ausgang c der Steuereinheit 222 ist an einen Eingang des weiteren
Ui4D-Gatters 315 angeschlossen. Ein Ausgang m der Steuereinheit 222 schliesst sich
an den Impulsgenerator 314 an, der in unserem Beispiel für die i'requenz 0,1 MHz
ausgeführt ist.
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An der Zerreissmaschine 200 ist (sind) derjenige (diejenigen) Signalgeber
angeordnet, der (die) die Impulsfolge(n) liefern, welche den Dehnungsweg repräsentiert
( repräsentieren).
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Der (die) Signalgeber kann ein Fachmann aufgrund der i. w.
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gebenden Wirkungsweise für den konkreten Einsatz auch in bekannter
Weise gestalten. In unserem Beispiel wird ein Dehnungsimpulsgeber 311 eingesetzt,
dessen Ausgang mit einem 12-Bit-Zähler 318 verbunden ist. Das Ausgangssignal des
Zählers 318 muss auch an den entsprechenden Eingang des RAM-Speichers 223 angekoppelt
werden. Zwecks Anpassung wird darum den Dateneingängen des RAM-Speichers 223 eine
für 12-Bit ausgeführte Linienwählstufe 319 vorgeschaltet; sowohl der Ausgang des
Zählers 318, als auch derjenige Ausgang des zweiten Registers 225, der mit dem RAM-Speicher
223 gekoppelt werden muss, schließt sich also über die Linienwählstufe 319 an die
entsprechenden Eingänge des RAM-Speichers 223 an. Die Steuerstufe 222, deren Operationen
durch die Signale des Taktgebers 317 getaktet werden (dieser ist an einen Eingang
der Steuereinheit 222 angeschlossen und die Taktfrequenz ist im Beispiel 100 KHz),
erhält von der Zerreissmaschinen-Steuerelektronik 300 auf dem in der Abbildung zweiganalig
dargestellten Übertragungsweg - über die Eingänge h und i - die Informationen bezüglich
des jeweiligen Stands der Operation an der Zerreissmaschine. Uber die in der Abbildung
gezeigten weiteren zwei Kanäle, Ausgang j bzw. k - übermittelt die Steuereinheit
222 der Steuerelektronik 300 die Befehle für die weitere Arbeit der Zerreissrnaschine.
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Der Datenverarbeitungs- und Steuerkomplex enthält ferner die in Fig.
3b dargestellten Teile. In Fig. 2 wurde gezeigt, dass die - ersten und zweiten -
Register 224 und 225 unerlässliche Teile der Einrichtung sind (im Beispiel ist das
erste Register ein für 12 Bit ausgeführter Pufferspeicher, das zweite Register ein
für 12 Bit ausgeführter Zähler mit Voreinstellmöglichkeit, d. h. preset). Bei der
beispielsweisen Ausführungsform ist der Ausgangskanal 328 des RAM-Speichers 223
ausserdem auch mit weiteren Registern verbunden, nämlich den ersten, bzw. zweiten
Speicher 321 und 322, von welchen die Anzeige- und Druckorgane angesteuert werden
können. Es sind also Pufferspeicher 321 und 322, deren Betrieb auch von der Steuereinheit
222 gesteuert wird, über den in der Abbildung mit nur einer einfachen Linie gezeigten
Kanal, der dann zu beiden Speichern 321 und 322 abzweigt. An den ersten Pufferspeicher
321 ist ein Anzeigemittel 323 angeschlossen, im Beispiel in LED-Anzeigeterät für
4 Ziffern. Der zweite Pufferspeicher 322 ist über einen - gegenseitigen Datenverkehr
gewährleistenden - Kanal mit einer Anpasseinheit 324 verbunden, und letztere - ebenfalls
über einen gegenseitigen Datenverkehr gewährleistenden Kanal 333 - auch mit der
Steuereinheit 222. Ein weiterer - gegenseitigen Datenverkehr gewährleistender -
Kanal 333 verbindet die Anpasseinheit 324 mit der Ergebnisaufzeichnungseinheit 327
und zwar über den Eingang eines Kalkulators 325, der einen Teil der Einheit 327
bildet. Der Kalkulator 325 ist über einen - einseitieen Datenverkehr gewährleistenden
- Kanal 334 an die Druckeinheit 326 angeschlossen. Sowohl in Fig. 3a, als auch in
Fig. 3b ist die Pegeluntersetzstufe 320 dargestellt. Im Ausrührungsbeimpiel (n =
10) ist dieses eine Zehntelteilerstufe. Der Eingang der Pegeluntersetzstufe 320
ist mit dem Ausgang des in Fig. 3b gezeigten D/A-Konverters 227 angeschlossen, der
Datenausgang hingegen an die inversen Eingänge der Komparatoren 211...220. Ein Ausgang
d der Steuereinheit 222 ist auch an die Pegeluntersetzstufe
320
angeschlossen. Ausgang u der Steuereinheit 222 ist an den Steuereingang der Linienwählstufe
319 angeschlossen.
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Um die Wirkungsweise des Systemes verständlich zu machen muss auf
den vorangehend schon erwähnten Prozess der Konversion in mehreren Ebenen näher
eingegangen werden.
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Für die Datenverarbeitung ist es notwendig, die Gleichspannung, die
von den Messbrdcken und den an diese angeschlossenen Gleichstromverstärkern geliefert
wird, in digitale Signale umzusetzen. Es wurde erwähnt, dass die bekannten Lösungen,
nämlich einerseits die Anwendung eines zentralen A/D-Konverters, andererseits die
multiplikative Lösung, der Einsatz von je einem Konverter für jeden Kanal, kompliziert
und ausserordentlich kostspielig sind. Eine Schaltungsanordnung mit zentralem A/D-Konverter
und digitalem Multiplexer ist mit sehr strengen Anforderungen für den A/D-Konverter
behaftet. Für die erforderte Genauigkeit der Datenverarbeitung muss der A/D-Konverter
mindestens 12 Bit Ausdehnung haben (4095 Werte). Wird die normale Zerreisszeit mit
20 s berechnet und die Zerreisskurve als eine lineare angenähert, dann beträgt die
Anstiegsgeschwindigkeit des Ausgangspegels der Messzellen 1 Dit/ms. Die derartig
berechnete Multiplexer-Frequenz - wenn n = 10 - beträgt 2 KHz, die Abtastperiode,
also der Kanalabstand beträgt beim zentralen A/D-Konverter 5 ms.
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Geht man von der Möglichkeit steilerer Abschnitte in der Zerreisskurve
aus, dann ist es zweckmässig, anstatt der für 1 Bit/ms berechneten 5 ms, nur 1 ms
für die Abtastperiode zuzulassen.
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In diesem Fall steht für die Konversion nur eine Spanne von 100 us
zur Verfügung. Wenn in den letzten Sekunden des Zerreissprozesses vollständige Konversion
erfolgt (höchstens 4096 Konversionsschritte), dann muss der A/D-Konverter mit einer
Frequenz von 40 MHz arbeiten. Hierzu sind höchstgeschwinde Schaltungen vonnöten
und die Konstruktion sieht sich mit bedeutenden Problemen konfrontiert. Bei der
erfindungsgemässen
Lösung werden viel gAnstigere Werte erzielt,
so kann unter Anwendung einfacher und billiger Bausteine eine mehr zuverlässige
- und natürlich viel mehr preiswerte - Einrichtung gebaut werden, so dass die Multiplikation
zwecks Anwendbarkeit der Massenprüfung mit ertraebarem Aufwand erzielt werden kann.
Die weiteren Ausführungen sind auf die in den Figuren 3 dargestellte Ausführungsform
bezogen, aber es kann daraus auch ein allgemeines Bild gewonnen werden.
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Das Konversionsergebnis mit Index k der jeweiligen Kanäle Index i
werden in je einem entsprechenden Abschnitt einer Speichereinheit gespeichert. Bevor
nun die k u. l-te Konversion erfolgt, wird der Inhalt des dem i-ten Kanal zugeordneten
Speicherabschnitts in den rücks.llbaren Zähler des A/D-Konverters eingelesen. Der
A/D-Konverter muss daher immer nur die Pegel veränderung au verarbeiten, die zwischen
den beiden Abtastzeitpunkten erfolgte. Wenn - wie oben gesagt - mit einer Steilheit
von 1 Bit/ms und einer Frequenz von 13 KHz gearbeitet wird, dann muss der Konverter
zwischen zwei Abtastoperationen nur eine Veränderung von 1 Bit drösse verarbeiten.
Dazu stehen 100 us zur Verfügung, der A/D-Konverter kann also anstatt mit 40 MHz
mit nur 10 kkiz betriebsfrequenz arbeiten. Um die ZuverlEssigkeit zu erhöhen, wurde
aber bei der beispielsweisen Ausführung das zehnfache als Taktfrequenz des A/D-Konverters
gewählt.
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Im Interesse leichterer Verständlichkeit, wird der Arbeitsgang der
Einrichtung in allen Einzelheiten in fünV gesonderten Teilen beschrieben.
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1. Speicherung der Kraftmuster der 10-kanaligen Abtastung und Spitzenwertkonservation.
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2. Automatische Nullfehlerkorrektion.
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3. Dehnungsmusterabtastung und Speicherung.
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4. Hissprobe.
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5. Datenverausgabung.
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1. Speicherung der Kraftmuster der 10-kanaligen Abtastung und Spitzenwertkonservation.
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Es wird angenommen, dass im Anfangszeitpunkt derr Inhalt des ersten
Registers 224 ( von 12 bit gänge Null beträgt, die ebenfalls 12-Bit fassenden ersten
und zweiten Puffer-Speicher 321 utid 322 im Datenverkehr noch nicht teilnehmen,
die Linienwählstufe 319 eben den Ausgang des zweiten Registers 225 an die Eingänge
des RAM-Speichers 223 koppelt und auch die Komparaotr-Logik 313 noch nicht wirksam
ist.
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An den Ausgängen der Komparatoren 211... 220 ist der lotische flochpegel
(il) zugegen, wenn der Ausgangspegel der Messzellen 201 ... 210 grösser ist, als
der Ausgangspegel des D/A-Konverters 227. Im umgekehrten Fall ist am entsprechenden
Ausgang der logische Tierpegel (L) zugegen.
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Der Auszan, des 0DER-Gatters 312 mit n Eingängen ist entweder mit
logischen H oder mit logischen L beschickt in Abhängigkeit davon, welcher Komparatorausgang
durch den 4-bit-Zähler 316 ueber die UND-Gatter 301 ... 310 eben an das ODER-Gatter
312 angekoppelt ist und in welchem logischen Zustand sich der gesagte Komparatorausgang
eben befindet.
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Wenn die Steuereinheit 222 den Ausgang b mit logischem beschickt
und auch am Ausgang des ODER-Gatters 312 II zugegen ist, dann erhält das zweite
Register 225 - über den Eingang a angesteuert - Inkremente mit 1 Bit/us Geschwindigkeit.
Der Ausgang b des zweiten Registers 225 steuert über die Summierstufe 226 die Eingänge
des D/A-Konverters 227, so dass auch der Ausgangspegel des D/A-Konverters 227 sich
entsprechend - beim Beispiel um 2 mV/us - erhöht.
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Das Abtasten erfolgt folgendermassen: Sei angenommen, dass der Inhalt
des 4-Bit-Zählers 316, des zweiten Registers 225 und des RAM-Speichers 223 gleichweise
Null beträgt. Die Steuereinheit 222 liefert an ihren Ausgang m einen Impuls und
verschiebt dadurch den Zustand des Zählers 316 in die erste Position, d.h. an dessen
erstem Ausgang a erscheint der Pegel II. Im RAY-Speicher 223 bewirkt dieser Pegel
- über
den Adressenkanal 329 - die Auswahl eines 12 Bit langen,
sogenannten "Kraftabschnittes" für die erste Messzelle 201. Dann erhält der Auslesesteuerkanal
Aber den Ausgang g der Steuereinheit 222 einen Impuls, der bewirkt, dass der Inhalt
des im RAM-Speicher gewählten Abschnittes in den Ausgangskanal 328 gelangt. (Gemäss
unseren Anfangsbedingungen ist dieser Inhalt gerade Null). Ein Impuls vom Ausgang
o der Steuereinheit 222 bewirkt die Übertragung der in den Kanal 328 eingegebenen
Information in das zweite Register 225 und über den Ausgang c (wo eben Pegel H zugegen
ist) wird das Inkrementieren genehmigt. Infolge des Inrementierens erhöht sich der
Ausgangspegel des D/A-Konverters 227 um 2 mV/us. Erreicht dieser Ausgangspegel mit
dieser Geschwindigkeit den Pegel, der am Ausgang der an den geraden Eingang der
ersten Komparators 211 angeschlossenen ersten Messzelle 201 zugegen ist, dann wechseln
die Ausgangspegel des Komparators 211, des ersten UND-Gatters 301 und des ODER-Gatters
312 von li in L über und untersagen derart die Fortsetzung des Inkrementierens.
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Die Steuereinheit 222 löscht dementsprechend die Genehmigung des
Inkrementierens am Ausgang c (dieser Ausgang kommt in den Zustand L) und ein Impuls
am Ausgang f bewirkt die Übertragung des Inhalts des zweiten egisters 225 über den
Datenkanal 335 in den vorangehend ausgeiesenen Abschnitt des RAM-Speichers 223.
Dann verausgabt die Steuereinheit 222 über ihren Ausgang m den Verschiebeimpuls,
der eine Verschiebung des Zählers 316 in die nächste Position bewirkt (Pegel am
Ausgang b ist i, am Ausgang a ist L).
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Die Zeitkurve des beschriebenen Spiels ist in Fig. 4 dargestellt;
untereinander sind die Signalformen folgender Punkte ersichtlich: 222a, 316a, 222e,
g, o, c, Ausgang 227, Ausgang 211, 222f.
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Die Steuereinheit 222 wiederholt die vorangehend beschriebene efehlsfolge
mit dem Unterschied, dass nunmehr ber den
Adressenkanal 329 der
Abschnitt gewählt wird, der der Messzelle 202 zureordnet ist. Wenn die Steuereinheit
222 den n + 1-ten Verschiebungbefehl verausgabt, gelangt der Zähler 31u wieder in
seine erste Posotion. denn am Ausgang p der Steuereinheit 222 ein Einleseimpuls
erscheint, wird der Zustand cles zweiten Registers 225, sowie des D/A-Konverters
227 dem werte gleich, den aie erste Messzelle 231 beim ersten Abtastvorgang geliefert
hat, da ja im RAM-Speicher 223 bein ersten Abtastvorgang eben dieser Wert gespeichert
wurde Abhängig vom Ausgangspegel der Messzelle 201 bestehen jetzt zwei Möglichkeiten.
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a/ Der Pegel am Ausgang der ersten Zelle 201 ist nieåriger, als er
bei einer unmittelbar vorangehenden Abtastoperation war, oder die Werte sind einander
gleich. Dann wird der Ausgangspegel des ersten Komparators 211 L betragen und dementsprechend
sind auch die Zustände am Ausgang des ODER-Gatters 512 und demzufolge des Eingangs
b der Steuereinheit 222 das logische L. Die Einheit 222 wird also keine Genehmigung
zum Inkrementieren geben und bewirkt das unveränderte Einlesen des Inhalts des zweiten
Registers 225 in den RAM-Speicher 223.
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o/ Am Ausgang der ersten Messzelle 201 hat sich der Pegelverglichen
mit dem Pegel der vorangehenden Autastperiode -erhöht. Dann gelangen die Ausgänge
des ersten Komparators 211 und des ODER-Gatters 312, sowie der Eingang b der Steuereinheit
222 in den Zustand:. Die Steuereinheit 222 verausgabt ber ihren Ausgang c die Genehmigung
zum Inkrementieren und der Zustand des zweiten Registers 225 verschiebt sich um
so viele Schritte, dass es die inzwischen erfolgte Pegelveränderung beinhalte. Die
Korrektion ist aber vermutlich nur 1 bit. Ist dieses erfolgt, wechselt der Ausgang
des Komparators 221 in den L-Zustand und die Einheit 222 bewirkt ein einlesen des
korrigierten Inhalts des zweiten Registers 225 in den RAM-Speicher 223. Die Signale,
die während dieses Prozesses auftreten, sind in Abbildung 5 dargestellt
mit
den schon genannten Bezugszeichen. Dann bewirkt die Steuereinheit 22 die Verschiebung
zu den Messzellen 202, 205, ... 210 und die Befenlsfolge wird periodisch wietferholt.
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2. Automatische Nullfenierkorrektion Es ist allbekannt, dass in deti
Verstärkern der Messgeräte eine Nullpunktwanderung vor sich geht und darum das Nutzsignal
am Ausgang mit einer Fehlerkomponente behaftet ist, die sich in der Zeit langsam
ändert, durch Einwirkung von Temperatur, Speisespannung usw. Die Kraftmessbrücken,
die erfindungsgemäss eingesetzt werden, liefern am Ausgang ein Nutzsignal in der
Grössenordnung von einer mV Spannung und mit dieser Grösse ist der Fehler vergleichbar.
Dabei ist dann die kleinste Spannungsstufe bei der Digitalisierung in mehr als 4000
Stufen in der Grossenordnung uV, so dass die Kompensation der Drift unmittelbar
in der Nessbrdcke praktisch unmöglich ist. Weitere Fenlerquellen sind ferner die
Kontaktpotentiale der Anschlus3- und Lötpunkte und deren Drift, ferner die Instabilität
der brücke infolge von Schwankungen in der Speispannung und der Instabilität der
Dehnungsmesstreifen. Es ist offensichtlich, dass die näufige automatische Nullpunktkorrektion
innerhalb der Brücke nicht vorgenommen werden kann, und bei einer schnellwirkenden
Anlage mit n Messteilen kann auch von keiner manuellen Nullkorrektion die Hede sein.
Die schon erwähnte nachträgliche, elektronische Driftkorrektion erfolgt in folgendem
Prozess: Vor jedem Reissprozess, im völlig unbelasteten Zustand der Messzellen,
verarbeitet der digitale Abtast- und Speicherschaltkreis die momentanen Nullfehler
der einzelnen Messzellen. Während des Zerreissprozesses - im Laufe dessen die einzelnen
Messkopte Signale liefern, in denen der wirklich gemessene Wert mit dem Null fehler
des Messkopfes überlagert wird - erfolgt die Korrektion des so erhaltenen itesswertes
hilfs des vorangehend eingespeicherten Nullfehlers.
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Die Zerreisnmaschine bewirkt beim Start, dass die Zerreissmaschinen-Steuerelektronik
300 über den ersten Ausgang einen Impuls an den Ausgangen der Steuereinheit 222
schickt, welcher den Eichprozess veranlusst. Der Eichprozess i'ingS al so in diesem
Zeitpunkt an. Da die noch unbelastet sind, liefert sie ein den Nullfehler repräsentierendes
Ausgangssignal.
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Die Steuereinheit 222 bewirkt mittels eines impulses über den Ausgang
m die Verschiebung des Zählers 316 in die erste Position, womit der erste Komparator
211 - der Messzelle 201 zugeordnet - und im RAm-Speicher 223 in "Fehlerabschnitt"
von 12 Bit Länge für diese Messzelle 201 gewählt werden. Dann stellt ein Löschimpuls
vom Ausgang n der Steuereinheit 222 dan zweite Register 225 in den Anfangszustand,
und ein Löschimpuls über den Ausgang p ebenso das erste Register, während der Ausgang
c - im H-Zustand -über das weitere UND-Gatter 315 die Genehmigung zum Inkrementieren
im zweiten Register gibt. Register 225 steigert über die Surunierstufe 226 solange
den Ausgangspegel des D/A-Konverters 227, bis dieser dem Ausgangspegel der Messzelle
201 gleich wird. In diesem Moment wechselt der Aus-Rang des Komparators von ii in
den logischen Zustand L und über das erste UND-Gatter 301, sowie das ODER-Gatter
312 gelangt auch an den Eingang des weiteren UND-Gatters 315 der logische Zustand,
der die weitere Inkrementieren untersagt. Dies wird bewirkt, indem der Eingang b
der Einheit 222 in den Zustand gelangt.
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Dann verausgabt die Einheit 222 über ihren Ausgang f einen Einleseimpulse
und der Inhalt des zweiten Registers 225 gelangt über den Datenkanal 335 in den
Fehlerabschnitt, der im RAM-Speicher für die erste Messzelle 201 bereitgestellt
wurde. Die Einheit 222 wählt dann über den 4-Bit-Zähler 316 die zweite Messzelle
202 und weist über den Adressenkanal 319 dieser Messzelle auch einen Fehlerabschnitt
im RAM-Speicher 223 zu, und dann wiederholt sich der ganze
Prozess.
Wenn dieser rozess auch mit Bezug auf die n-te Messzelle abgelaufen ist, beendet
die einheit 222 die nase "Eichung" und erwartet über den Eingang i den impuls "Messen
beginnt".
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Wenn die Messeinrichtung 200 die zu zerreissenden Fäden eingefädelt
hat und die Zugbelastung beginnt, sendet die Zerreissmaschinen-Steuereleketronik
300 diesen Impuls "Messen beginnt" an den Eingang i der Einheit 222 und die Phase
"Messen" beginnt. Die Einheit 222 bewirkt die Verschiebung des Zählers 316 in die
erste Position und weist im RAM-Speicher 223 über den Adressenkanal 329 der Messzelle
201 den entsprechenden i'ehlerabschnitt zu, dann gelangt der inhalt dieses Fehlerabschnittes
als Folqe eines Auslesimpulses, der vom Ausgang g in den RAM-Speicher 223 gegeben
wird, in den Datenkanal 328. Vom Ausgang r der Einheit 222 wird ein Einleseimpuls
in den RAM-Speicher 223 eingegeben und der Inhalt des Kanals wird in das erste Heister
224 übertragen. Das erste Register 224 enthält demzufolge den in der Phase "lichen"
an den ersten Messzelle 20, gemessenen liullfehler. Dann wählt die Einheit 222 über
den Adressenkanal 329 den Kraftabschnitt flir die Messzelle 201 und sendet einen
Auslesebefehl in den RAM-Speicher 223 worauf der Inhalt dieses gewählten Kraftabschnittes
(den Anfangsbedingungen entsprechend beträgt dieser z. Z. Null) in den Datenkanal
328 übertragen wird; der Einleseimpuls vom Ausgang o der Einheit 222 bewirkt das
Einschreiben des Inhalts in das zweite register 225.
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Der Inhalt sowohl des ersten Registers 224, als auch des zweiten
Registers 225 gelangt über die Summierstufe 226 an den eingang des D/A-Konverters
227. Während der Zerreissoperation beträgt der Ausgangspegel der beliebigen i-ten
Messzelle: Uxi = UEi + Ulfi UEi ist die Pegelkomponente, die der gemessenen Kraft
proportionell
- also nullfehlerfrei - ist. UHi ist der momentane,
Nullfehler der Messzelle. Der Ausgangspegel der ersten Messzelle 201 ist also Ux201
= UE201 + UH201 Der B/A-Konverter 227 wird über die Summierstufe 226 an seinem Eingang
von der algebraischen Summe des Inhalts des ersten und des zweiten Registers ausgesteuert.
Da das erste Register 224 den Nullfehler enthält und dieser subtrahiert wird, gelangt
an den D/A-Konverter 227 zwangsmässig der Wert Ut201 e Im weiteren erscheint am
Ausgang c der Steuereinheit 222 logische H und genehmigt über das weitere UND-Gatter
315 das Inkrementieren im zweiten Register 225; dieses wird gemäss den vorangehend
behandelten Erwägungen nun auf den richtigen - null fehlerfreien - Wert aufgefüllt
und so wird auch in den Kraftabschnitt des RAM-Speichers 223 der richtige Kraftwert
eingespeichert. Im weiteren wird dieser Prozess periodisch wiederholt und am Ende
der Zerreissoperation enthalten die Kraftabschnitte des RAM-Speichers 223 für jeden
ivleostand den fehlerfreien Messwert.
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3. Dehnungsmusterabtastung und Speicherung Ein Impulsgeber liefert
ein elektrisches Signal, welches der Dehnung des untersuchten Fadens verhältnisgleich
ist. Dies erfolgt, indem perforierte Scheibe mit dem den Zugmechanisnus antreibenden
Motor über seine Achse zwangsgekoppelt ist, so dass über die Scheibe für die normierte
Winkelverdrehung je ein Photoimpuls in einen photoelektrischen Fühler gelangt.
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Die am Ausgang des photoelektrischen Fühlers erscheinenden elektrischen
Impulse werden in einem 12-Bit-Zähler fortlaufend gezählt. In den Abtastmomenten
für die einzelnen Kanäle bewirkt die Steuereinheit 222 die Übertragung der Momentanwerte
des Zählers in die sogenannten Dehnungsabschnitte des RAM-Speichers 223.
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Die Zerreissmaschinen-Steuerelektronik 300 sendet einen Impuls zum
Eingang i der Einheit 222, anzeigend, dass das Messen begonnen wurde. Zugleich beginnt
der 12-Bit-Zähler 318 das fortlaufende Zählen der am Ausgang des DehnUnsimpulsgebers
311 erscheinenden Impulse. nachdem die Einheit 222 den Abtastprozess für eine Messzelle
beendigt hat und auch der Inhalt des zweiten Registers wieder in den entsprechenden
Abschnitt des RAM-Speichers 223 übertragen wurde, wird über den Adresskanal 329
die Adresse eines neuen Abschnittes zugewiesen um den Dehnungswert, der von dieser
Messzelle geliefert wird zu speichern. Dann schaltet die Einheit 222 in Pegel an
ihren Ausgang u. die Linienwthlsture 319 schaltet demzufolge die Dateneingänge des
RAI4-Speichers 223 an die Ausgänge des Zählers 318. Uber den Ausgang f der Einheit
222 gelangt ein Linlesebefehl in den RAM-Speicher 223 und der Inhalt des Zählers
318 wird in den über den Adressenkanal 329 gewählten Speicherabschnitt eingetragen.
Dann bewirkt die Einheit 222 das Verschieben des 4-Bit-ZAhlers 316 in die nächste
Position, und ein Befehl von deren Ausgang u schaltet die Linienwählstufe 319 wieder
auf die Ausgänge des zweiten Registers 225 und nach der ersten Abtastphase wiederholt
sich auch diese Befehlsfolge.
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4. Rissprobe.
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Das Gerät kontrolliert während des Zerreissprozesses nach jedem Abtastmoment
des Kraftsusters, ob.der durch die abgetastete Messzelle gemessene Faden zerrissen
ist. Die Rissprobe erfolgt folgendermassen: Der Ausgangspegel des D/A-Konverters
227 wird mittels des Pegeluntersetzers 320 auf sein l/n-faches ermässigt und dieser
Wert wird mit dem Momentan-Ausgangspegel der betreffenden Messzelle verglichen.
Wenn der Faden inzwischen zerriss, fällt der Ausgangspegel dieser Messzelle praktisch
bis auf Null. Am Ausgang des D/A-Konverters 227 ist der Pegel immer dem im Laufe
der Probe aufgetretenen Höchstpegel gleich. Wenn nun am Ausgang der untersuchten
Messzelle der Pegel auf z. B. ein
Zehntel des llöchstwertes sinkt,
dann wechselt der dieser Zelle zugeordnete Komparator sprunghaft auf den L-Pegel.
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Diesen Zustand erfasst die Komparatorlogik 313, die an die Ausgänge
der Komparatoren angeschlossen ist, und ein in der Komparatorlogik 313 angeordneter
bistabiler Speicher wird dadurch 111 den li-Lustand gekippt, worauf der Zugang zu
den dieser Messzelle zugeordneten Kraft- und Dehnungsabschnitten gesperrt wird.
Wen auch der letzte aden zerrissen ist, gibt die Komparatorlogik 313 einen Stillstandsbefehl
über die Einheit 222, welcher die Zerreissmaschine 200 abstellt und es beginnt die
Datenübertragung zur Hechenmaschine.
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bei der beispielsweisen Anordnung gibt die Steuereinheit 222 der
Komparatorlogik 313 über den Steuerkanal 331 die Anweisung, wann die Komparatoren
211, 212, ... 220 auf Riss geprüft werden müssen. Die An wahl wird vom 4-Bit-Zähler
316 über die entsprechenden Eingänge der Komparatorlogik 313 gesteuert. Die Befehle
zum Sperren der Abschnitte und Abstellen der Maschine werden von der Komparatorlogik
313 an den Steuerkanal 331 gegeben. Die Steuerung der Pegeluntersetzerstufe 320
erfolgt seitens der Steuereinheit 222, die den entsprechenden Impuls an ihren Ausgang
d schaltet.
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5. Datenausgabe.
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Ist die Zerreissoperation beendet, d.h. sind alle läden zerrissen,
signalisiert die Steuereinheit 222 dem Kalkulator 325 die Bereitschaft zur Datenausgabe.
Zur gleichen Zeit signalisiert die Komparatorlogik 313 durch einen Ausgangsimpuls
der Einheit 222, dass die Zerreissoperation beendet ist. Die Zerreissmaschine-Steuerelektronik
300 erhält über den Ausgang k der Einheit 222 den befehl zur Abslung der Maschine
, während über den Ausgang t der Einheit 222 die Anpasseinheit 324 Befehl erhält,
die Datenübernahme für den Kalkulator 325 zu beginnen. Der Befehl gelangt über den
programmierbaren Input-Output-Kanal 333 zum Kalkulator 325.
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welcher über den gleichen Kanal quittiert, worauf die Einheit 324
über den Datenrufkanal 332 und die Einheit 222 die ersten Kraftdaten abruft. Die
Einheit 222 weist über den Adressenkanal 329 den ersten Kraft abschnitt zu und gibt
über ihren Ausgang g dem RAM-Speicher den Aus lesbe fehl, worauf die in den Kanal
328 eingelesene Abschnitteinformation in die ersten und zweiten Pufferspeicher 321
und 322 übertrage,n werden. Das an den ersten Pufferspeicher 321 angeschlossene
Anzeigemittel 323 (z. B. ein LED-Anzeigegerät) zeigt diese Information in dezimaler
Form an. Dann erhält die Anpasseinheit 324 von der Steuereinheit 222 über den DatenSufkanal
332 einen Befehl, der genehmigt, die Information aus dem zweiten Pufferspeicher
322 auszulegen. Den weiteren Datenweg bestimmt nun der Kalkulator 325. Wenn die
im RAM-Speicher 223 gespeicherten insgesamt.2xn Daten übertragen worden sind, beginnt
der Kalkulator 325 die Datenverarbeitung und besorgt auch die Datenausgabe der Ergebnisse
über den Datenausgabekanal 334. Hat der Kalkulator 325 die Arbeit beendet, dann
sendet er über die Anpasseinheit 324 und den Datenrufkanal 332 einen Impuls zur
Steuereinheit 222, welcher die nächste Zerreissoperation genehmigt. Darauf sendet
die Steuereinheit 222 über ihren Ausgang j einen Startbefehl zur Zerreissmaschinen-Steuerelektronik
300, der die nächste Zerreissoperation einleitet.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine komplexe Werkstoffprüfeinrichtung,
die ermöglicht, die Festigkeitsprüfung von Garngut schnell, massenweise und selbsttätig
zu verrichten, wobei die Messergebnisse stetig - und praktsich gleichzeitig mit
der Prüfung - angezeigt und aufgezeichnet werden können.
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An gemeinsamem Gerüst sind n Stück - mit mindestens je einer Messzelle
bestückte - Zerreisseinheiten angeordnet, die an einen gemeinsamen Antrieb angekoppelt
sind. Der programmierbare Antrieb und die Messzellen sind mit der Steuereinheit
eines Datenverarbeitungs- und Steuerkomplexes gekoppelt. Dieser Komplex enthält
eine RAM-Speicher, an welchen mehrere Kanäle der Steuereinheit angeschlossen sind,
und dessen Datenausgang parallel an die Eingänge zweier Register angeschlossen ist,
die Ausgänge dieser Register sind an eine Summierstufe angeschlossen und der Ausgang
dieser Stufe an einen D/A-Konverter. Die Ausgänge des zweiten Registers sind auch
mit den Dateneingängen des RAM-Speichers verbunden, der Ausgang des D/A-Konverters
ist an je einen Eingang von Koipparatoren angeschlossen, an deren andere Eingänge
der Ausgang je einer Messzelle angeschlossen ist, und die Ausgänge der Komparatoren
sind mit den Eingängen eines A/D-Konverters verbunden, welcher mit der Steuereinheit
gekoppelt ist und dessen Ausgang an den entsprechenden Eingang des zweiten Registers
angeschlossen ist.