DE3306325C2 - - Google Patents
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- DE3306325C2 DE3306325C2 DE3306325A DE3306325A DE3306325C2 DE 3306325 C2 DE3306325 C2 DE 3306325C2 DE 3306325 A DE3306325 A DE 3306325A DE 3306325 A DE3306325 A DE 3306325A DE 3306325 C2 DE3306325 C2 DE 3306325C2
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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- G01D5/252—Selecting one or more conductors or channels from a plurality of conductors or channels, e.g. by closing contacts a combination of conductors or channels
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- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
- G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Überwachen mehrerer veränderlicher Parameter nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der GB-PS 15 77 823 be
kannt. Die Analogschalter-Anordnung ist hier als
Multiplexer ausgebildet und liefert in bestimmten Zyklen die
von den Wandlern erzeugten Analogsignale an einen Analog/
Digital-Umsetzer. Der Rechner mittelt die Ausgangssignale
von den verschiedenen Wandlern und prüft jedes einzelne
Signal daraufhin, ob es in einem bestimmten Bereich ober
halb und unterhalb des Mittelwerts liegt. Die bekannte
Vorrichtung dient speziell zum Überwachen des Betriebs
eines Dieselmotors.
Bei bestimmten Maschinen ist es erforderlich, ver
schiedene Parameter praktisch gleichzeitig zu über
wachen. Wird eine solche Maschine von einer einzigen
Bedienungsperson bedient, so besteht das Problem,
daß sich möglicherweise gerade ein solcher Parameter
stark ändert, der gerade von der Bedienungsperson nicht
beachtet wird. Bei einer Maschine zum Abrichten von
Schleifscheiben beispielsweise, wie sie in der
GB-PS 8 44 143 beschrieben ist, sind zum Positionieren
und Bewegen einzelner Maschinenteile für verschiedene
Bewegungsvorgänge Meßskalen vorgesehen. Da die
Meßskalen an unterschiedlichen Stellen der Maschine
angeordnet sind, muß die Bedienungsperson ihre Auf
merksamkeit auf unterschiedliche Teile der Maschine
richten, um die verschiedenen Skalen ablesen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor
richtung der eingangs genannten Art derart weiterzu
bilden, daß die Überwachung verschiedener Parameter
wesentlich erleichtert wird, insbesondere solche
Parameter auf der Anzeige dargestellt werden, die sich
spürbar ändern.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der bekannten Vorrichtung werden von den einzelnen
Parametern Mittelwerte gebildet, und es wird geprüft,
ob ein einzelner Parameter in einem Bereich um den
Mittelwert herum liegt oder nicht. Zur Parameterüber
wachung ist also erstens eine Anzeige zur Darstellung
des Mittelwerts und zweitens eine Anzeige für den
gegebenenfalls stark abweichenden Parameterwert not
wendig. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hin
gegen wird von dem ersten Analogschalter stets der
jenige Parameter angezeigt, der sich gerade ändert
bzw. sich als letzter geändert hat. In der Zwischen
zeit werden die übrigen Parameter kontinuierlich über
wacht. Dies ist möglich, weil sowohl der erste als
auch der zweite Analogschalter die Ausgangssignale
sämtlicher Wandler empfangen. Mit der bekannten Vor
richtung ist dieses gleichzeitige Überwachen sämtlicher
Parameter und Darstellen eines speziellen Parameters
nicht möglich.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Schaltungsskizze gemäß der Erfindung,
und
Fig. 2 und 3 jeweils den Verlauf elektrischer Signale,
die an verschiedenen Punkten der in Fig. 1
skizzierten Schaltung auftreten.
Fig. 1 zeigt eine elektrische Schaltung in Blockdiagramm
darstellung, wobei in üblicher Weise nicht sämtliche
Einzelheiten der Verdrahtung dargestellt sind, z. B. die
Verdrahtung der Spannungsversorgung und der Taktsignal
leitungen. Diese Einzelheiten sind dem Fachmann jedoch
geläufig.
Fig. 1 zeigt vier Wandler 1-4, von denen jeder zwei
elektrische Ausgangssignale 5 und 6 abgibt, die um
90° gegeneinander phasenversetzt sind, wie bei 7 und 8
angedeutet ist. Jedes Ausgangssignal 5 und 6 wird so
wohl auf einen Primär-Analogschalter 9 als auch auf
einen Sekundär-Analogschalter 10 gegeben.
Die Wandler 1-3 erfassen Linearbewegungen, und jeder
Wandler enthält ein Gitterpaar. Jedes Gitter eines
Paares wird von einem Teil eines Paares von Teilen ge
tragen, die relativ zueinander linear bewegbar sind.
Mittels elektromagnetischer Strahlung, die von einem
der Gitter zu dem anderen Gitter läuft, wird ein
Interferenzstreifenmuster erzeugt. Jeder Wandler ent
hält einen Detektor, der Änderungen des Streifenmusters
erfaßt und bezüglich des Streifenmustersignals zwei um
90° phasenversetzte elektrische Ausgangssignale erzeugt,
wie sie bei 7 und 8 dargestellt sind.
Dadurch, daß bezüglich jedes Streifenmustersignals zwei
Ausgangssignale verwendet werden, deren Phasen um 90°
gegeneinander versetzt sind, ist es möglich, daß eine
nachgeordnete Schaltung einen vollständigen Zyklus
jedes Streifenmustersignals relativ einfach in vier
Quadranten unterteilt. Die Messung einer Versetzung oder
Verschiebung zwischen einem Paar relativ beweglicher
Teile erfolgt durch Zählen der Anzahl von Quadranten,
durch die sich das Streifenmustersignal bewegt, und
durch anschließendes Multiplizieren des Zählerstands
mit der einem Quadranten entsprechenden, bekannten Weg
länge. Die Richtung der Relativbewegung zweier beweg
licher Teile wird durch Vergleichen der relativen Phasen
der beiden Ausgangssignale 7 und 8 bestimmt.
Die Verwendung von Gittern bei Meßgeräten ist an sich
bekannt und beispielsweise umfassend dargestellt in dem
Artikel "Gratings in Metrology" in Journal of Physics E:
Scientific Instants for March 1972, Vol. 5, Nr. 3,
S. 193-198, veröffentlicht vom Institute of Physics,
London, England.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten speziellen Ausführungs
beispiel erfaßt der Wandler 4 die Drehbewegung eines zu
einem anderen Element relativ drehbaren Elements, und
bei Verwendung in einer Scheibenabrichtmaschine, wie sie
in der oben angegebenen Patentschrift beschrieben ist,
erfaßt dieser Wandler die Drehbewegung des Radienarms.
Der Wandler 4 enthält ein Gitterpaar, wobei jedes Gitter
von einem der beiden relativ zueinander beweglichen
Elemente getragen wird. Der Wandler liefert zwei, gegen
einander um 90° phasenversetzte elektrische Ausgangs
signale, wie sie bei 7 und 8 angedeutet sind. Diese Aus
gangssignale ergeben sich ähnlich wie bei den Wandlern
1 bis 3 dadurch, daß zwischen den Gittern Licht hindurch
geschickt wird. Hierdurch wird es möglich, auf relativ
einfache Weise die Quadranten jedes Streifenmustersignals
zu erhalten.
Die Gitter des Wandlers 4 bestehen jeweils aus einer
Reihe von sich radial erstreckenden Linien, die über
lappend angeordnet sind, so daß beim Durchlassen von
Licht Moirestreifen entstehen.
Man sieht, daß die Wandler 1-3, wenn sie in der oben
angesprochenen Scheibenabrichtmaschine eingesetzt
werden, die Bewegung der verschiedenen in Längsrichtung
bewegbaren Führungen erfassen.
Zwei periphere Schnittstellenadapter (PIA) 11 und 12
bilden die Schnittstellen-Verbindungsleitungen zwischen
einem Rechner 13 und dem übrigen Teil der Schaltung.
Über die Adapter 11 und 12 sowie Steuerbusse 15, 16, 17
und 18 steuert der Rechner 13 den Primär-Analogschalter 9
und den Sekundär-Analogschalter 10. Eine fünfstellige
Sieben-Segment-LED-Anzeige 19, die zur Anzeige eines
Meßwertes eines der Wandler 1-4 dient, empfängt im
Multiplexverfahren Signale von dem Adapter 11 über
einen Bus 20 unter Steuerung des Rechners 13. Über
einen Bus 23, den Adapter 12 und den Bus 15 sind von
Hand betätigbare Kanalauswahlschalter 22 an den Rechner
13 gekoppelt, und durch Betätigen dieser Schalter läßt
sich bestimmen, von welchem Wandler das Ausgangssignal
auf der Anzeige dargestellt wird. Außerdem sind über
einen Bus 24 an den Adapter 11 mit dem Bezugszeichen 25
bezeichnete Schalter angeschlossen, über die der Rechner
13 veranlaßt werden kann, die Anzeige 19 bezüglich eines
speziellen Wandlers der Wandler 1-4 auf einen bestimmten
Wert einzustellen, beispielsweise auf den Wert Null im
Fall des Drehkanals, der dem Wandler 4 entspricht.
Andere durch den Block 35 angedeutete Schalter können
dazu dienen, daß die Anzeige auf der Vorrichtung 19
in Einheiten eines speziellen Meßsystems erfolgt, bei
spielsweise im metrischen System oder in einem anderen
gesetzlichen System, wenn es um die Messung der Linear
bewegung geht. Durch einen Block 26 sind Kanalindikato
ren angedeutet, die in Form einer Reihe von Leuchtdioden
ausgebildet sind. Bei der hier speziell beschriebenen
Vorrichtung ist jeder der durch den Block 26 angedeute
ten Kanalindikatoren auf einer Tafel angeordnet, wobei
er jeweils einem der durch den Block 22 angedeuteten
Kanalauswahlschalter zugeordnet ist, so daß der ausge
wählte Kanal für die Bedienungsperson deutlich angezeigt
wird.
Einer der auf den Leitungen 5 und 6 anstehenden Sätze
von Ausgangssignalen desjenigen der Wandler 1-4, der
für die Anzeige ausgewählt wurde, sei es durch Betätigen
eines Kanalauswahlschalters 22, sei es durch einen noch
zu beschreibenden automatischen Auswählvorgang, wird von
dem Primär-Analogschalter 9 über Leitungen 29 und 30 auf
Vergleicher 27 bzw. 28 geschaltet. Außerdem wird an die
Vergleicher 27 und 28 über eine Leitung 32 ein Bezugs
pegelsignal gegeben. Das Bezugspegelsignal wird über
einen Digital/Analog-Umsetzer (DAU) 33 unter Steuerung
des Rechners 13 über den Bus 15, den Adapter 12 und einen
Bus 34 erhalten. Das vom Ausgang des DAU 33 auf einer
Leitung 35 erhaltene Bezugspegelsignal gelangt über eine
Abtast- und Halteschaltung 36 auf die Leitung 23, und
zwar unter Steuerung des Rechners 13, wobei die Steue
rung über eine Leitung 37, den Adapter 12 und den Bus
15 erfolgt. Die Abtast- und Halteschaltung 36 hält
während derjenigen Zeiträume, in denen der DAU 33 für
Analogsignalmessungen verwendet wird, einen Bezugspegel
auf der Leitung 32 auf einem vorbestimmten Wert.
Der Bezugspegel auf der Leitung 32 wird auf einen solchen
Wert eingestellt, daß die Vergleicher 27 und 28 auf den
Leitungen 38 bzw. 39 Rechtecksignale erzeugen, wie sie
bei 40 bzw. 42 dargestellt sind. Es ist ersichtlich, daß,
da die Ausgangssignale 7 und 8 auf den Leitungen 5 bzw.
6 um 90° phasenversetzt sind, die Rechtecksignale 40 und
42 in ähnlicher Weise um 90° phasenversetzt sind. Diese
phasenversetzten Signale 40 und 42 auf den Leitungen 38
und 39 gelangen an eine logische Schaltung 43, die die
Signale derart verarbeitet, daß auf einer Leitung 44
ein Ausgangssignal 45 erzeugt wird, das aus einer Folge
von Impulsen besteht, von denen jeder dem Beginn eines
der Quadranten eines Zyklus des Signals 7 oder des
Signals 8 entsprechen. Man erkennt, daß jeder Impuls
des Impulszuges 45 einem speziellen Abschnitt des ur
sprünglichen Streifenmusters entspricht. Die Impuls
signale 45 auf der Leitung 44, die als Unterbrechungs
impulse bezeichnet werden, werden dem Adapter 11
zugeführt, dem auch über Leitungen 46 und 47 die Signale
40 und 42 zugeführt werden, und die Information auf den
Leitungen 44, 46 und 47 gelangt über den Adapter 11 und
die Busse 16 und 15 an den Rechner 13, der die auf den
Leitungen 46 und 47 bei jedem Auftreten eines Unter
brechungsimpulses 45 untersucht, und abhängig von dem
Quadranten, in welchem der Unterbrechungsimpuls auftritt,
erhöht oder vermindert der Rechner einen bestimmten
Zähler der Zähler 49 a-d für den Kanal desjenigen Wandlers,
dessen Ausgangssignal gelesen wird. Die Inhalte des
speziellen Zählers werden über den Adapter 11 und den
Bus 20 kontinuierlich auf der Anzeige 19 dargestellt.
Vom Ausgang des Sekundär-Analogschalters 10 gelangen über
Leitungen 50 und 51 Ausgangssignale an ein zweites Paar
von Vergleichern 52 und 53, an deren andere Eingänge
von dem DAU 33 über die Leitung 35 das Pegelsignal ge
legt wird. Die Ausgänge der Vergleicher 52 und 53
gelangen über einen Bus 54 an den Adapter 12. Der
Rechner 13 liefert über den Bus 15, den Adapter 12 und
den Bus 18 sich wiederholende Schaltbefehle an den
Sekundär-Analogschalter 10, damit dieser die Ausgangs
signale 5 und 6 von jedem der Wandler 1-4 kontinuierlich
abtastet.
Der Rechner überwacht somit kontinuierlich die Ausgangs
signale jedes der Vergleicher 52 und 53, die den Aus
gangssignalen der Vergleicher 27 und 28 entsprechen, und
sollte der Rechner eine Änderung eines Ausgangssignals
eines speziellen Kanals, dessen Ausgangssignal in einem
speziellen Augenblick nicht dargestellt wird, feststellen,
so stellt er sicher, daß der zugehörige Zählerstand er
höht oder vermindert wird. Sollte das Ausgangssignal
entweder des Vergleichers 52 oder des Vergleichers 53
um mehr als zwei Quadranten eines Zyklus des Ausgangs
signals des Wandlers ändern, wird der Primär-Analog
schalter umgeschaltet, damit das Ausgangssignal des
Kanals von dem speziellen Wandler bei 19 dargestellt
und bei 26 angezeigt wird.
Die Bedienungsperson wird dadurch auf die Tatsache hin
gewiesen, daß ein spezieller Wandler sein Ausgangssignal
ändert. Vorzugsweise wird ein automatisches Umschalten
des Primär-Analogschalters 9 nicht veranlaßt, wenn eine
Änderung von weniger als zwei Quadranten eines Zyklus
erfolgt, damit das Auftreten unnötiger Umschaltungen
infolge von Rauschen oder anderen Störungen vermieden
wird.
Die Anordnung ist so aufgelegt, daß sie automatisch
arbeitet. Sollte es jedoch notwendig sein, den anzu
zeigenden Kanal von Hand einzustellen, beispielsweise
während der Vornahme der Voreinstellungen, so wird der
Rechner 13 in die Lage versetzt, den von Hand gegebenen
Steuerbefehlen Rechnung zu tragen, wenn die beweglichen
Teile der Wandler mit einer Geschwindigkeit bewegt
werden, die unter einem bestimmten Wert liegt. Die
Frequenz der Unterbrechungsimpulse 45 wird durch den
Rechner überwacht, und wenn ihre Periodendauer die
jenige eines Monoflops übersteigt, was im vorliegenden
Ausführungsbeispiel einer Frequenz der Unterbrechungs
impulse von 10 Hz entspricht, tastet der Rechner 13 die
Kanalauswahlschalter 22 und die Datenschalter 25 ab und
befolgt die Befehle dieser Schalter, um einen speziellen
Kanal zur Anzeige zu bringen oder eine Anzeige auf einen
speziellen Datenwert einzustellen.
Um die Meßauflösung zu erhöhen, wenn der Drehkanal
wandler 4 verwendet wird, wird jedes 90°-Segment der
Ausgangssignale 7 und 8 des Wandlers 4 in fünf Segmente
von jeweils 18° unterteilt. In dem Rechner 13 sind
skalierte Sinuswerttabellen gespeichert, und die aus
diesen Tabellen entnommene Information wird den Ver
gleichern 52 und 53 in Form von Analogsignalen über den
Bus 15, den Adapter 12, den Bus 34 und den DAU 33 zuge
führt. Gleichzeitig zählt der Rechner 13 aus den Unter
brechungssignalen 45 das spezielle 18°-Segment, in
welchem das Ausgangssignal des Sekundär-Analogschalters
10 und das Signal auf der Leitung 35 durch die Verglei
cher 52 und 53 verglichen werden. Die Ausgangssignale
der Vergleicher 52 und 53 werden von dem Rechner 13 über
den Bus 54, den Adapter 12 und den Bus 15 überwacht, und
es wird bestimmt, ob das Wandlersignal auf den Leitungen
50 und 51 oberhalb oder unterhalb des von dem DAU auf
die Leitung 35 gegebenen Signals liegt. Die Werte in
der Sinuswertetabelle werden sukzessiv auf die Leitung
35 gegeben, bis der korrekte Wert für 18° gefunden ist.
Die der Anzeige 19 von dem Rechner 13 zugeführte An
zeigeinformation wird also aus einer Kombination von
Methoden erhalten, die vorsehen, daß spezielle 18°-
Segment zu bestimmen.
Nach dem Einschalten der Vorrichtung erfolgt eine
spezielle Kalibrierung.
Die Kalibrierung ermöglicht das Einstellen von Last
widerständen, die an jede Ausgangsleitung 5 und 6 der
Wandler 1-4 angeschlossen sind, und von denen einer bei
60 dargestellt ist. Beim Kalibrieren wird derjenige
Wandler, dessen Lastwiderstand zu justieren ist, von
einem (nicht dargestellten) Wählschalter ausgewählt.
Die Bewegung des ausgewählten Wandlers veranlaßt den
Rechner 13, über den DAU 33 und die Sekundär-Vergleicher
52 und 53 die Amplitude eines der beiden Ausgangssignale
dieses Wandlers zu messen. Das Signal wird über mehrere
Zyklen hin gemessen, und aus den Maximum- und den
Minimumwerten ermittelt der Rechner einen mittleren
Signalpegel. Die Differenz zwichen diesem Mittelwert
und dem Mittelpunkt des Bereichs des DAU 33 wird bei 19
dargestellt. In einer speziellen Ausführungsform be
trägt der Mittelpunkt des DAU-Bereichs 1,25 V, und der
Wandler-Ausgangskanal wird kalibriert, indem der zuge
hörige Lastwiderstand 60 von Hand verstellt wird, bis
der Anzeigewert Null ist. Mittels eines von Hand be
tätigten Schalters wird zwischen den Ausgängen jedes
Wandlers umgeschaltet, damit sämtliche Ausgangssignale
kalibriert werden können.
Die Erfindung verwendet zwei unterschiedliche Methoden
bei der Durchführung der Messungen.
Als erstes wird eine digitale Zählmethode verwendet, um
die Messungen für sämtliche Achsen durchzuführen. Unter
brechungssignale 45, die in direktem Zusammenhang stehen
zu den Ausgangssignalen der Wandler 1-4 und somit zu der
Bewegung der Moirestreifenmuster, werden in jedem Fall
erzeugt.
Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Cosinuswelle 7
und der Sinuswelle 8, die an den Ausgängen der Wandler
erzeugt werden, wenn eine Relativbewegung zwischen ihnen
in eine Richtung erfolt. In Fig. 2 ist bei 61 ein Si
gnalverlauf dargestellt, den man erhält, wenn die Relativ
bewegung in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Die
Phasenumkehr wird zum Erfassen einer Änderung der Bewe
gungsrichtung herangezogen. In Fig. 2 sind durch ge
strichelte Linien die Signale 42 und 40 dargestellt, die
an den Ausgängen der Vergleicher 28 und 29 erscheinen
und auf der Sinuswelle 8 bzw. der Cosinuswelle 7 be
ruhen. In der Unterbrechungslogik 43 werden die Unter
brechungsimpulse 45 an den Vorder- und an den Rück
flanken der Signale 42 und 40 erzeugt.
Das Zählen erfolgt unter Verwendung von Softwarezählern,
die gebildet werden durch Speicherstellen in dem
Schreib/Lese-Speicher (RAM) des Rechners 13, und die nach
Maßgabe der Bewegungsrichtung, die durch die Phasenbe
ziehung der Wandlersignale bestimmt wird, erhöht bzw.
vermindert werden, wenn ein Unterbrechungsimpuls 45
auftritt. Beim Messen entlang einer linearen Achse be
trägt die einem Intervall zwischen zwei benachbarten
Unterbrechungssignalen entsprechende Bewegungsstrecke
zwischen den Zeilen des Wandlers 5 µm. Bei der Messung
einer Drehung entspricht das Intervall zwischen den
Unterbrechungssignalen 45 einer Bewegung um 5 Bogen
minuten.
Die zweite Methode, die beim Meßvorgang zum Einsatz ge
langt, steht in Beziehung zu der Messung von Drehbe
wegungen und sieht die Interpolationsmethode vor.
Die Interpolationsmethode soll anhand von Fig. 3 erläu
tert werden, die bei 7 und 8 die Ausgangssignale des
Wandlers 4 darstellt. Man erkennt, daß der Spitze-
Spitze-Wert der Sinuswelle 8 A beträgt, und daß der der
Cosinuswelle 7 B beträgt. Die Interpolation erfolt be
züglich der linearen Abschnitte der Kurven um die
Punkte C bzw. D herum. Man sieht, daß die Amplituden
der Wellenzüge 8 und 7 bei 36° und 18° nach und bei 18°
und 36° vor den Punkten C und D dem 0,205-, 0,345-,
0,655- bzw. 0,792fachen der Spitze-Spitze-Werte B bzw.
A entsprechen. Diese Amplitudenwerte haben einen klaren
Abstand voneinander, und da sie in den praktisch
linearen Teilen der Kurven auftreten, lassen sie sich
leicht bestimmen. Durch Umschalten zwichen den Wellen
zügen 7 und 8 ist es möglich, jeden 18°-Punkt innerhalb
eines 90°-Quadranten in einem relativ linearen Abschnitt
der Wellenzüge zu identifizieren. Da jeder zwischen den
Unterbrechungssignalen 45 auftretende Quadrant 5 Bogen
minuten entspricht, ist es durch Vergleich der Signal
amplitude mit in einer im Rechner 13 gespeicherten
Sinuswerttabelle möglich, den Punkt zu bestimmen, der
den fünf 18°-Intervallen in jedem Quadranten entspricht,
so daß die Lage des Wandlers auf 1 Bogenminute genau
bestimmbar ist.
Durch die Interpolationsroutine wird ein Softwarezähler
erhöht, der einen maximalen Zählerstand von Vier auf
weist. Der Zählerstand in diesem Softwarezähler wird auf
den Zählerstand des für die Unterbrechungssignale 45
vorgesehenen Hauptzählers addiert, bevor der Gesamt
zählerstand angezeigt wird.
Grundsätzlich braucht nur eines der Signale des Dreh
wandlers 4 für die Interpolation verwendet werden. Um
jedoch die Genauigkeit der Interpolation zu erhöhen,
werden beide Signale verwendet. Da die Beziehung zwischen
den beiden Signalen derjenigen zwischen Sinus- und
Cosinusfunktion entspricht, erreicht die Änderungsge
schwindigkeit der Amplitude des einen Signals ihr
Maximum, während das andere Signal sich seinem Scheitel
wert nähert und dessen Änderungsgeschwindigkeit daher
rasch abnimmt. Dadurch, daß zwischen den Signalen auf
halbem Wege eines Quadranten umgeschaltet wird, erfolgt
die Interpolation stets bei einem Signal mit der größten
Amplituden-Änderungsgeschwindigkeit. Das Umschalten er
folgt dadurch, daß ausgewählt wird, welches der Aus
gangssignale des Sekundärvergleichers überwacht wird,
nachdem ein Wert der Tabelle an den DAU 33 abgegeben
wurde.
Was das Merkmal der automatischen Umschaltung von einer
Achse auf eine andere Achse angeht, so ist aus der obi
gen Beschreibung ersichtlich, daß, wenn ein Kanal ausge
wählt wurde, sei es von Hand oder automatisch, die
Primärschaltungen 9, 27, 28 und 43 auf den Kanal geschal
tet werden und das Zählen für diesen Kanal durch die
Unterbrechungssignale 45 gesteuert wird. Die anderen
Kanäle werden durch die Hauptprogrammschleife des
Rechners 13 mittels des Sekundär-Analogschalters 10 und
der Sekundärvergleicher 42 und 43 überwacht.
Der Haupt-Softwarezähler für jeden Kanal wird immer dann
erhöht oder verringert, wenn das Paar von Signalen des
entsprechenden Wandlers sich von einem Quadranten in
einen anderen Quadranten bewegt. Bei jedem Erhöhen oder
Erniedrigen eines Softwarezählers wird außerdem eine
neue Quadranteninformation gespeichert, d. h., die Aus
gangssignale der beiden Primärvergleicher 27 und 28
werden gespeichert. Diese Ausgangssignale werden mit den
Ausgangswerten der Vergleicher 27 und 28 für den voraus
gehenden Quadranten verglichen, um die Bewegungsrichtung
zu bestimmen.
Während der Überwachung der übrigen Kanäle unter Ver
wendung der Sekundärschaltungen 10, 52 und 53 wird die
auf den Quadranten, in dem jedes Signalpaar jedes
Kanals liegt, bezogene Information verglichen mit der
entsprechenden Quadranteninformation, die gespeichert
wurde, als der zugehörige Zähler erhöht oder erniedrigt
wurde. Wenn die laufende Quadranteninformation von der
zugehörigen gespeicherten Quadranteninformation ab
weicht, wird der zugehörige Zähler erhöht oder erniedrigt,
und die neue Quadranteninformation wird gespeichert.
Stellt der Rechner über den Sekundär-Analogschalter 10
und die Sekundärvergleicher 52 und 53 fest, daß die
Signale eines Kanals sich über zwei Quadranten bewegt
haben, so wird der Primär-Analogschalter 9 derart um
geschaltet, daß er den Kanal, in dem diese Bewegung
stattgefunden hat, auswählt, und die Anzeige 19 wird
so geschaltet, daß sie diejenige Information darstellt,
die diesem Kanal entspricht. Der Schwellenwert für
diesen Kanal wird über den DAU 33 bereitgestellt. Es
wird also derjenige Kanal, in dem die erwähnte Bewe
gung stattgefunden hat, der Hauptkanal, der die Unter
brechungsimpulse 45 liefert.
Immer wenn ein Kanal ausgewählt wird, sei es von Hand
oder automatisch, bleiben die Primär-Schaltungen 9, 27,
28 und 43 sowie die Anzeige 19 auf diesen Kanal einge
stellt, bis ein anderer Kanal ausgewählt wird.
Ein weiteres Merkmal der in Fig. 1 dargestellten Anord
nung ist die Langzeitdrift-Kompensation.
Wenn das Gerät eingeschaltet wird, werden die Schwellen
wertpegel der Primär-Vergleicher 27 und 28 auf 1,25 V
eingestellt, was dem Mittelpunkt des Bereichs des DAU 33
entspricht. Wenn der Wandler 4 für die Drehachse über
einige Zyklen hinwegbewegt wurde, werden die Maximum
werte und die Minimumwerte beider Ausgangssignale ge
messen. Aus diesen Werten berechnet der Rechner 13
einen neuen Schwellenwert für die Drehachse. Dieser
neue Schwellenwert ist der Mittelwert von vier gemessenen
Maximum- und Minimumwerten. Wird nach dem Einschalten
des Geräts irgendeine andere Achse als erste ausgewählt,
so wird dieser Vorgang wiederholt, bis die Ausgangs
signale der Wandler 1, 2 und 3, die den anderen Achsen
zugeordnet sind, gemessen wurden und für jede Achse
ein Mittelwert errechnet und gespeichert wurde. An
schließend wird immer dann, wenn irgendein Wandler
einer speziellen Achse ausgewählt wird, der entspre
chende Schwellenwert an den Vergleichern über den
DAU 33 und die Leitung 35 bereitgestellt.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Überwachen mehrerer veränderlicher
Parameter, mit mehreren Wandlern, von denen jeder eine
Änderung eines Parameters erfaßt und mindestens ein dafür
representatives elektrisches Signal erzeugt, einer
Analogschalter-Anordnung, der von den Wandlern kommende
Signale zugeführt werden, einer Gatterschaltung, einer
Verbindungseinrichtung zwischen der Analogschalter-
Anordnung und der Gatterschaltung, einer Anzeige, die
an die Gatterschaltung gekoppelt ist und zur Anzeige von
Ausgangssignalen bezüglich eines überwachten Parameters
dient, und einem Rechner sowie einem Speicher,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- (a) jeder Wandler (1-4) liefert für den ihm zugehörigen Parameter zwei gegeneinander in der Phase verschobene elektrische Signale,
- (b) die Analogschalter-Anordnung umfaßt einen ersten und einen zweiten Analogschalter (9, 10), von denen jedem die Signale jedes Wandlers (1-4) zugeführt werden,
- (c) die Verbindungseinrichtung (29, 30, 38, 44, 46, 47) verbindet den ersten Analogschalter (9) mit der Gatterschaltung (11),
- (d) an den Rechner (13) und den zweiten Analogschalter (10) ist eine Adaptereinrichtung (12, 22) gekoppelt, die den zweiten Analogschalter veranlaßt, die Aus gangssignale sämtlicher Wandler (1-4) abzutasten und eine Änderung eines Ausgangssignales eines jeweiligen Wandlers festzustellen,
- (e) in dem Speicher wird das anzuzeigende Signal ge speichert, und
- (f) unter Steuerung durch den Rechner (13) wird der In halt des Speichers entsprechend jeder Änderung eines Ausgangssignals des zweiten Analogschalters (10) geändert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (13)
und der zweite Analogschalter (10) eine einen gegebenen
Wert übersteigende Änderung des Ausgangssignals von
irgend einem der Wandler feststellt, und daß nach Um
schalten des ersten Analogschalters (9) das Ausgangssignal
dieses Wandlers auf der Anzeige (19) dargestellt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang
eines Wandlers ein einstellbarer Lastwiderstand (60) ange
schlossen ist, daß der Rechner über einen Digital/Ana
log-Umsetzer (33) den Mittelwert eines Ausgangssignals
von dem Wandler, an den der Lastwiderstand angeschlossen
ist, mißt und den Mittelwert auf der Anzeige (19) dar
stellt, und daß Mittel zum Ändern des Widerstandswerts
des Lastwiderstands vorgesehen sind, um den angezeigten
Mittelwert auf einen gegebenen Wert einzustellen.
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