DE3786645T2 - Apparat zur Vorbehandlung von Messdaten. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Vorverarbeitung von Sensordaten mit hoher Geschwindigkeit, wobei die Sensordaten Messungen einer veränderlichen physikalischen Eigenschaft eines Materials darstellen, das während seiner Herstellung oder Verarbeitung einer Kontrolle unterworfen wird.
• Obwohl die Geschwindigkeit, mit der Informationen verarbeitet werden können, bei Computern drastisch gestiegen ist, können gewisse Datenerfassungsvorrichtungen Nutzinformationen mit Geschwindigkeiten sammeln und abgeben, die die Datenverarbeitungsfähigkeiten von typischen Computern übersteigen. Diese Fehlanpassung zwischen der Datenerfassungsgeschwindigkeit und der Datenverarbeitungsgeschwindigkeit legt Anwendungen für Materialkontrollsysteme in Grundherstellungsverfahren praktische Grenzen auf. Beispielsweise kann sich bei der Herstellung von Bogenmaterialien (z. B. Papieren, Plastikfolien, Blechen) das Produkt mit Geschwindigkeiten von mehreren hundert Metern pro Minute fortbewegen. Die bloße Erkennung eines Fehlers in Stoffen, die sich mit solchen Geschwindigkeiten bewegen, kann mit vorhandenen Sensoren erzielt werden. Die Fähigkeit, den Fehler zu beschreiben, ist jedoch beschränkt, da zur Bestimmung der Abmessungen oder Form des Fehlers während der fortlaufenden Erfüllung von Echtzeit-Kontrollerfordernissen ein typischer Computer eine Reihe von Operationen in einem Zeitabstand durchführen muß, der hinsichtlich der erforderlichen Sensordatenerfassungsrate untragbar ist.
• Ganz gleich ob sie für Fehlererkennung oder -messung benutzt werden, sind Anwendungen für Materialkontrollsysteme durch oben beschriebene Begrenzung eingeschränkt, und die US-Patentschrift Nr. 4 417 149 ist dafür ein typisches Beispiel. Nach dieser Schrift werden die Signale für jeden diskreten Bereich des kontrollierten Materials dein Speicher zugeführt, nachdem sie nur einen Wellenhöhendiskriminator durchlaufen haben, um Rauschen zu beseitigen.
• Diese Begrenzung wird von vorliegender Erfindung dadurch überwunden, daß sie eine Einrichtung zur Vorverarbeitung einer Vielzahl von Sensordaten auf eine Weise vorsieht, daß eine entsprechende Vielzahl von Vergleichen mit hoher Geschwindigkeit zwischen den Sensordaten und zugeordneten Bezugsdaten bewirkt wird, wobei jedes Bezugsdatum einem bestimmten Sensordatum aus einer unabhängigen Quelle zugeordnet ist.
• Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Kontrolle von Bogenmaterial vorgesehen, die folgendes umfaßt:
• Sensormittel zum Ableiten einer Mehrzahl von Pixelsignalen, deren jeweilige Größe die Stärke der von einem unterschiedlichen entsprechenden Punkt auf dem Bogenmaterial empfangenen elektromagnetischen Strahlung darstellt, wobei sich die Stärke entsprechend einer bestimmten physikalischen Eigenschaft des Bogenmaterials verändert, Signalvorverarbeitungsmittel zum Vergleichen der Größe eines jeden der Pixelsignale mit einem Bezugssignal, und einen Hauptsignalprozessor zum Empfangen der Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale einen Bezugssignalbereich für jedes einem entsprechenden Punkt auf dem Bogenmaterial entsprechende Pixelsignal definieren, wobei diese einzelnen entsprechenden Bezugssignale im Speicher an unterschiedlichen Adressen gespeichert werden, die jeweils den entsprechenden Punkt auf dem Bogenmaterial definieren, die Signalvorverarbeitungsmittel die Größe eines jeden der Pixelsignale mit dem Bezugssignalbereich für dieses Signal vergleichen und für dieses Signal entweder ein die Größe dieses Pixelsignals darstellendes Datensignal erzeugen, wenn das Pixelsignal in den Bezugssignalbereich für dieses Signal fällt, oder ein Außer-Bereich-Signal, wenn das Pixelsignal nicht in den Bezugssignalbereich für das Signal fällt, und die besagten verarbeiteten Datensignale oder die besagten Außer-Bereich-Signale dem Hauptsignalprozessor zugeführt werden, zusammen mit Adreßsignalen, die die entsprechenden, den Punkten auf dem Bogenmaterial, auf die sich die Daten oder Außer-Bereich-Signale beziehen, zugehörigen Adressen darstellen.
• In der bevorzugten Ausführungsform werden die Bezugssignale und entsprechenden Pixelsignale in Dreiergruppen an einen Analog/Digital-Umsetzer abgegeben. Vom Analog/Digital-Umsetzer werden diese Eingangssignale in Ausgangssignale umgewandelt, die entweder Datensignale oder Außer-Bereich-Signale sind. Jedes Datensignal hat eine Größe, die den Wert des Pixelsignals im Verhältnis zu einer Skala, die durch das zugehörige Paar von Bezugssignalen bestimmt wird, anzeigt. Die Bezugssignale können obere und untere Grenzen eines normalen Größenbereichs für das Pixelsignal definieren, oder sie können "Null" und "Skalenende" für eine physikalische Eigenschaft des Bogenmaterials ausdrücken, für die das Pixelsignal eine Messung darstellt. Die Datensignale und Außer-Bereich- Signale werden an einen Hauptsignalprozessor zur Verarbeitung entsprechend den Kontrollzielen der bestimmten Anwendung abgegeben. Auch können Mittel zur gezielten Abgabe der Ausgangssignale des Analog/Digital-Umsetzers vorgesehen sein, so daß nur die interessierenden Daten oder Außer-Bereich-Signale in der bestimmten Anwendung zu verarbeitet werden brauchen.
• Es ist daher ein Vorteil dieser Erfindung, daß durch die Anwendung von Signalvorverarbeitung mit hoher Geschwindigkeit die Datensignale zur Abgabe an einen Digitalrechner oder sonstigen Hauptsignalprozessor eine bereits standardisierte Messung einer physikalischen Eigenschaft des kontrollierten Bogenmaterials darstellen können.
• Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Signalvorprozessor Fehler in einem sich während seiner Herstellung oder Verarbeitung in Bewegung befindlichen Bogenmaterials erkennen kann und deren Form beschreiben kann, ohne die gleichzeitige Erfüllung von Echtzeit- Kontrollerfordernissen durch den Hauptrechner zu stören.
• Auf diese Weise werden die den in Bogenmaterial- Herstellungsprozeßsteueranwendungen benutzten Hauptrechnern auferlegten Signalverarbeitungserfordernisse wesentlich reduziert.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben:
• Fig. 1 ist ein Stromlaufplan einer Ausführungsform der Erfindung, der ihre Anwendung in Verbindung mit einem optischen Sensor darstellt.
• Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen den Größen eines hypothetischen Sensordatums und seines zugehörigen Paars von Bezugsdaten in einer bestimmten Anwendung der Erfindung darstellt.
• Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 2 ein Material, das sich während seiner fortlaufenden Herstellung oder Verarbeitung, wie bei 4 angedeutet, in Bewegung befindet. Das Material 2 wird typisch kontrolliert, um zu bestimmen, ob es einem oder mehreren Parametern oder Bereichen für eine oder mehrere meßbare physikalische Eigenschaften entspricht. Als Alternative kann das Material 2 auf das Vorhandensein von Fehlern, auf Abweichung von einem gewünschten Oberflächenmuster oder auf andere Qualitätsmerkmale kontrolliert werden. Diese Operationen werden typisch von Einrichtungen durchgeführt, die verschiedenartig durch die Begriffe Sensoren oder Fühler oder durch Worte ähnlicher Bedeutung beschrieben werden. Die Sensoren erzeugen typisch elektronische Sensordaten in der Form von Analogsignalen, deren Größen von einer physikalischen Eigenschaft des Materials 2 abhängig sind, die dem Qualitätsmerkmal zugeordnet ist. Beispiele solcher physikalischen Eigenschaften sind Durchlässigkeitsgrad, Reflektionsgrad und Absorptionsgrad. Die interessierende physikalische Eigenschaft wird im allgemeinen durch die Zusammensetzung des Materials 2 und durch die Meß- oder Kontrollziele einer bestimmten Anwendung diktiert. In manchen Anwendungen können mehrere physikalische Eigenschaften von Interesse sein.
• Obgleich das eigentliche Mittel zur Bereitstellung von Sensordaten keine wesentliche Bedeutung bei der Anwendung dieser Erfindung spielt, ist die Erfindung besonders nützlich in Verbindung mit Sensoren, die Sensordaten mit einer Geschwindigkeit bereitstellen können, die im Vergleich zu der Verarbeitungsgeschwindigkeit von im Herstellungsumfeld benutzten Rechnern hoch ist. Manche optische Sensoren (der Begriff "optische Sensoren" wird hierin als eine Klasse von Sensoren definiert, die zur Kontrolle eines Materials in einer berührungsfreien Weise eine Quelle von sichtbarer oder Infrarotstrahlung in Verbindung mit einem oder mehreren Detektoren benutzen) sind bereits dazu in der Lage, und es besteht die Überzeugung, daß die Erfindung höchst vorteilhaft in Verbindung mit dieser Klasse von Sensoren benutzt werden kann.
• Ein Mittel zur Bereitstellung von Sensordaten wird in Fig. 1 in der Form einer CCD-(charge-coupled device)Kamera 6 dargestellt. Solche Kameras sind beispielsweise von der Firma Fairchild Camera and Instrument Corporation lieferbar. Die Kamera 6 ist typisch eine Zeilenabtastkamera, in der ein lineares CCD-Feld mit einem (nicht gezeigten) Ladungsdetektor/Verstärker verkoppelt ist. Wenn es jedoch für die Anwendung sinnvoll ist, kann die Kamera 6 ein zweidimensionales CCD-Feld enthalten. Darüber hinaus können, wenn die Breite des Materials 2 für die Abtastung durch ein einzelnes CCD- Feld zu groß ist, mehrere benachbarte Felder benutzt werden, so daß sich ihre kombinierten aneinandergrenzenden Kontrollbereiche über die Gesamtbreite des Materials erstrecken.
• Das in der Kamera 6 enthaltene CCD-Feld ist auf einen Kontrollbereich 7 fokussiert, der einem Teil des Materials 2 entspricht. Dementsprechend ist jedes Pixel (jeder Bildpunkt) des CCD-Feldes auf einen kleineren im Kontrollbereich 7 enthaltenen Bereich fokussiert. Diese kleineren Bereiche sind einander benachbart und erstrecken sich entlang des Kontrollbereiches 7 in einer Querrichtung zur Bewegungsrichtung des Materials 2. Der Kontrollbereich 7 wird von einer elektromagnetischen Strahlungsquelle 8 mit bekannter Stärke bestrahlt, und ein Anteil der Strahlung wird vom Kontrollbereich zum CCD-Feld reflektiert. Dementsprechend wird für jedes Pixel eine, der Einfachheit halber ein Festsignal genannte Reaktion (ein Sensordatuin) erzeugt, das in der gezeigten Ausführungsform von dem Reflektionsgrad des Materials 2 an dem bestimmten kleinen Bereich, auf den das Pixel fokussiert ist, abhängig ist. Das CCD-Feld enthält typisch eine Mehrzahl von Pixeln. Es ist daher zu erkennen, daß für jedes gegebene Vollbild eine Mehrzahl von Sensordaten erzeugt wird, deren genaue Anzahl von dem bestimmten eingesetzten CCD-Feld abhängt, und daß die Größen der Sensordaten Messungen des Reflektionsgrades einer entsprechenden Mehrzahl von kleinen Bereichen des Materials 2 ausdrücken. Natürlich könnte die Orientierung der Strahlungsquelle 8 und der Kamera 6 in bezug auf das Material 2 für eine gegebene Anwendung geändert werden, wenn die Sensordaten Messungen des Durchlässigkeitsgrades ausdrücken sollen.
• Die Sensordaten werden sequentiell über die Leitung 10 einem (nachfolgend A/D-Umsetzer genannten) Analog/Digital-Umsetzer 12 zur Vorverarbeitung übermittelt. Wenn die CCD-Kamera 6 mehrere Transport-Schieberegister mit getrennten Ausgangsleitungen (wie bei 3 und 5) einsetzt, wird es notwendig sein, die Sensordaten für die Abgabe zum A/D-Umsetzer 12, wie bei 14 angedeutet, zu multiplexen. Wie bei 16 angedeutet, wird typisch eine Offsetgleichspannung angelegt, um sicherzustellen, daß die Größen der Sensordaten in einem Bereich liegen, der für den A/D-Umsetzer 12 geeignet ist.
• Für jedes von ihm empfangene Sensordatum empfängt der A/D-Umsetzer 12 auch ein Datenpaar von einem Mittel zur Bereitstellung einer Vielzahl von Bezugsdatenpaaren. Diese Bezugsdaten werden als Analogsignale über Leitungen 18 und 20 empfangen und gehören zu dem bestimmten Sensordatum, das von dem A/D-Umsetzer 12 empfangen wird. In der Ausführungsform der Fig. 1 sollte der A/D-Umsetzer 12 derart beschaffen sein, daß er Datentrippel empfängt und in ein Ausgangssignal mit einer Größe umsetzt, die von dem Bezugsdatenpaar und dem zugehörigen Sensordatum bestimmt wird. Insbesondere besitzt jedes Ausgangssignal eine Größe, die einen Wert für das Sensordatum im Verhältnis zu einer Skala andeutet, die durch das Bezugsdatenpaar bestimmt wird. Beispielsweise kann der A/D- Umsetzer 12 ein Ausgangssignal mit folgender Größe erzeugen:
• (BR) (SED - R2)/(R1 - R2) (1)
• wobei SD die Größe des Sensordatums, R1 die Größe eines Bezugsdatums Hoch, R2 die Größe eines Bezugsdatums Niedrig und BR die Auflösung des A/D-Umsetzers 12 darstellen (beispielsweise beträgt bei einem Acht-Bit- Umsetzer als A/D-Umsetzer BR 256).
• Im allgemeinen stellen die Bezugsdaten Bezugsgrößen für das Sensordatum desselben Trippels dar. Beispielsweise können die Bezugsdaten obere und untere Grenzen eines normalen Größenbereichs für das Sensordatum darstellen, oder sie können Werte "0" und "Skalenende" für die physikalische Eigenschaft darstellen, die, wie weiter unten im einzelnen erklärt, von einer Standardisierungsprozedur abgeleitet sind. Die Bezugsdaten werden in einen Bezugsspeicher 22 eingespeichert, der in die Vorverarbeitungsschaltung integriert ist. Der Bezugsspeicher 22 umfaßt typisch einen oder mehrere herkömmliche Direktzugriffsspeicher-Bausteine, deren notwendige Gesamtkapazität durch die gewünschte Auflösung des A/D-Umsetzers 12 und durch die Anzahl unabhängiger Quellen von Sensordaten (die Anzahl von Pixeln im CCD- Feld in der Ausführungsform nach Fig. 1) bestimmt wird. Die Bezugsdaten werden vom Bezugsspeicher 22 als Digitalsignale über einen oder mehrere Busse 24 zu einer Halteschaltung 26 übermittelt. Die Halteschaltung 26 hält jedes Bezugsdatenpaar bis sie einen Impuls über die Leitung 52 empfängt, wonach sie eines der Bezugsdaten entlang dem Bus 28 und das andere entlang dem Bus 30 an Digital/Analog-Umsetzer 32 und 34 (nachfolgend D/A-Umsetzer) abgibt. Nach Umsetzung werden die Bezugsdaten als Analogsignale über die Leitungen 36 und 38 durch Puffer 40 und 42 (gebräuchliche Strom/Spannungsumsetzer) zu den Leitungen 18 und 20 übermittelt.
• Es ist zu erkennen, daß diese Operationen Zeitgabeerfordernissen unterliegen. Beispielsweise muß bei der Umsetzung jedes Datum des Trippels am A/D-Umsetzer 12 anliegen. Darüber hinaus sollte der A/D-Umsetzer 12 die Umsetzung zu einem Zeitpunkt nach der Einschwingzeit der Ausgabe von den D/A-Umsetzern 32, 34 durchführen. Dementsprechend ist zur Verwaltung der Zeitgabeerfordernisse die Taktschaltung 44 vorgesehen. Der Takt 44 veranlaßt den A/D-Umsetzer 12 zur Umsetzung, die Kamera 6 zur Abgabe des nächsten Sensordatums, die Halteschaltung 26 zur Abgabe des nächsten Bezugsdatenpaars und erhöht einen Adreßzähler 46 über Impulse, die entlang der Leitungen 48, 50, 52 beziehungsweise 54 übergeben werden.
• Der Adreßzähler 46 gibt Adreßsignale entlang den Leitungen 56 und 58 an den Bezugsspeicher 22 und einen abgesetzten Umsetzer-Datenspeicher 60, und entlang einer Zweiweg-Kommunikationsleitung 62 an eine abgesetzte Signalverarbeitungseinheit 64 ab, und erhält damit die ordnungsgemäße Zuordnung zwischen Ausgangssignalen und zugehörigen Pixeln aufrecht. Für den Adreßzähler 46 und die Kamera 6 werden (nicht gezeigte) Rücksetzfunktionen bereitgestellt, um diese Entsprechung zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen der Kamera aufrechtzuerhalten.
• Das Ausgangssignal des A/D-Umsetzer 12 oder Teile desselben werden über den Bus 66 an eine (durch einen gestrichelt umschlossenen, rechteckigen Kasten dargestellte) herkömmliche Betriebsartschaltlogik 68 abgegeben. Das Ausgangssignal wird von der Betriebsartschaltlogik 68 entlang den alternativen Wegen 70 oder 72 geleitet. Der Weg 70 wird in der Betriebsart Standardisierung eingeschlagen, währenddessen die Bezugsdaten aufgestellt werden, während der Weg 72 während der Betriebsart Kontrolle eingeschlagen wird.
• In der Betriebsart Standardisierung werden die Ausgangssignale entlang dem Bus 74 zum Umsetzer-Datenspeicher 60 abgegeben, wo für jedes Pixel Daten gesammelt werden. Die gesammelten Daten werden dann über den Bus 76 an die Signalverarbeitungseinheit 64 abgegeben, wo für jedes Pixel das Bezugsdatenpaar auf die durch das jeweilige Kontrollziel angedeutete Weise aufgestellt wird. Die Bezugsdaten werden dann in den Bezugsspeicher 22 über den Bus 78 eingeschrieben. Während der Standardisierung bestehen die vom Bezugsspeicher 22 abgegebenen Daten aus Digitalwerten Skalenende und Null.
• In der Betriebsart Kontrolle werden die Ausgangssignale entlang alternativen Wegen 80 oder 82 geleitet, und können entweder direkt über den Bus 84 oder indirekt durch eine gebräuchliche festverdrahtete Unterbrechungslogik 86 über Busse 88 und 90 an die Signalverarbeitungseinheit 64 abgegeben werden. Die Unterbrechungslogik 86 umfaßt eine Reihe von Gattern und Mittel zur Auswahl des Logikkriteriums (z. B. ist das Ausgangssignal 0, Skalenende, Oder, Weder, usw.), dem Ausgangssignale, die an die Signalverarbeitungseinheit 64 abzugeben sind, entsprechen müssen. Die Signalverarbeitungseinheit 64 - normalerweise ein Digitalrechner - verarbeitet die entlang den Bussen 84 oder 90 abgegebenen Ausgangssignale entsprechend dem bestimmten Kontrollziel. In der Darstellung gibt die Signalverarbeitungseinheit 64 dem interessierenden Qualitätsmerkmal zugehörige Daten an eine abgesetzte Prozeßsteuereinheit 92 über den Kommunikationsweg 94 ab. Dieselben oder verwandte Daten können über den Kommunikationsweg 98 einer abgesetzten Bildanzeigeeinheit 96 zugeführt werden.
• Die durch diese Einrichtungen bereitgestellten Meß- und Kontrollfähigkeiten sind von der Fähigkeit der Vorverarbeitungsschaltung abgeleitet, effektiv eine Mehrzahl von Vergleichen zwischen Sensordaten und zugehörigen Bezugsdatenpaaren mit viel höherer Geschwindigkeit bereitzustellen, als durch gegenwärtig bei Materialkontrollsystemen benutzte Computer erzielt werden kann. Einige Vorteile diese Weges gegenüber den bei gebräuchlichen Materialkontrollsystemen eingeschlagenen werden durch folgende Anwendungen für die Erfindung aufgezeigt:
• Anwendung 1: Fehlererkennung. Bezugnehmend auf Fig. 2 der Zeichnungen wird dort ein Kurvenbild von Größe gegenüber Zeit für ein hypothetisches Sensordatum dargestellt (dieses Kurvenbild kann in der Ausführungsform der Figur i einer periodischen Reaktion eines bestimmten Pixels im CCD-Feld bei seiner Abtastung des Materials 2 entsprechen). Der normale Größenverlauf des Sensordatums wird während einer gebräuchlichen Standardisierungsprozedur bestimmt, und es wird ein normaler Größenbereich 100 aufgestellt, so daß bei normalem Verlauf der interessierenden physikalischen Eigenschaft die Größe in den normalen Bereich fällt. Die Ober- und Untergrenzen 102, 104 des normalen Bereichs 100 definieren das in den Bezugsspeicher 22 für dieses bestimmte Sensordatum einzugebende Bezugsdatenpaar, wobei die Obergrenze ein Bezugsdatum Hoch und die Untergrenze ein Bezugsdatum Niedrig definiert. Bezugsdatenpaare werden für jedes Sensordatum auf gleiche Weise aufgestellt und eingegeben. Wenn der A/D-Umsetzer 12 (Fig. 1) das jeweilige Bezugsdatenpaar empfängt, behandelt er die Daten als die oberen und unteren Grenzen seines Auflösungsbereichs. Der Bus 66 enthält für jedes Auflösungsbit des A/D-Umsetzers 12 (Fig. 1) eine Leitung. Jedesmal, wenn das Sensordatum, wie bei 106 und 108, außerhalb des normalen Bereichs 100 zu liegen kommt, beträgt das entsprechende entlang dem Bus 66 abgegebene Ausgangssignal "Dauer-Null" oder "Dauer-Eins" für diese Leitungen. Ein Fehler im Material 2 bewirkt eine Regelwidrigkeit in der physikalischen Eigenschaft und alle Quellen von Sensordaten (z. B. alle Pixel in der Ausführungsform der Fig. 1), die auf den durch den Fehler definierten Bereich reagieren, erzeugen abnormale (Außer-Bereich-) Sensordaten. Bezugnehmend auf Fig. 1 können so die entlang dem Bus 66 abgegebenen Ausgangssignale, die entlang dem Bus 62 abgegebene Adreßsignale und die Bewegungsgeschwindigkeit des Materials 2 (eine bekannte Eingabe in die Signalverarbeitungseinheit 64) von der Signalverarbeitungseinheit 64 zur genauen Beschreibung der Form des Fehlers benutzt werden. Die Fähigkeit, den Fehler zu beschreiben und gleichzeitig Echtzeit- Kontrollerfordernisse zu erfüllen kann dadurch verbessert werden, daß nur die Sensordaten mit Größen außerhalb ihrer Normalbereiche interessieren. Daher brauchen nur die diesen Sensordaten entsprechenden Ausgangssignale an die Signalverarbeitungseinheit 64 abgegeben zu werden. Die gezielte Abgabe kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Beispielsweise kann durch entsprechende Auswahl des A/D-Umsetzers 12 der Bus 66 eine zusätzliche Ausgangsleitung enthalten, die Unterbrechungssignale übermittelt, die nur anzeigen, ob sich die Größe des Sensordatums innerhalb oder außerhalb des von den Bezugsdaten definierten Bereichs befindet. Solche A/D- Umsetzer sind von der Firma Advanced Micro Devices, Inc. erhältlich. Die zusätzliche Ausgangsleitung kann über die Wege 72 und 80 mit der Signalverarbeitungseinheit 64 verbunden werden, während die übrigen Leitungen im Bus 66 mit einem getrennten (nicht dargestellten) Datensammelsystem verbunden sind. Als Alternative kann das Ausgangssignal der Unterbrechungslogik 86 zugeführt werden, die zur Abgabe von allen Ausgangssignalen, die Sensordaten mit Größen außerhalb ihrer Normalbereiche entsprechen, an die Signalverarbeitungseinheit 64 programmiert sein kann. Zur weiteren Verringerung der Rechenerfordernisse der Signalverarbeitungseinheit 64 kann die Unterbrechungslogik 86 so ausgelegt sein, daß sie nur die Anfangs- und Schlußausgangssignale für eine Folge von Außer-Bereich-Sensordaten entsprechend einer beliebigen unabhängigen Quelle abgibt, da gegebenenfalls nur diese Daten zur Beschreibung der Fehlerform benötigt sind. Dies kann durch Aufnahme von gebräuchlichen Inverterschaltungen in der Unterbrechungslogik 86 erreicht werden, so daß bei Empfang eines ersten Ausgangssignals von einem beliebigen Pixel, das der Vorderkante eines Fehlers entspricht, die Unterbrechungslogik ihr Kriterium für die Abgabe von Signalen entlang dem Bus 90 umkehrt. In bestehenden Materialkontrollsystemen werden typisch alle Sensordaten an einen Rechner abgegeben und nach einem oder mehreren Algorithmen verarbeitet, die sowohl die Sensordaten als auch Eichungs- und/oder Standardisierungsdaten, die im Rechnerspeicher gespeichert sind, enthalten.
• Anwendung 2: Standardisierung. Die Bezugsdaten können als Standardisierungsdaten für jedes Sensordatum mit unabhängiger Quelle dienen. In dieser Anwendung stellt jedes Bezugsdatenpaar die Werte Null und Skalenende für die physikalische Eigenschaft dar, so wie sie durch die Reaktionsfähigkeit der Quelle des bestimmten, dem Paar zugehörigen Sensordatums eingestellt sind. Beispielsweise können die Dunkelreaktionen für jedes Pixel in einer CCD-Kamera, die auf ein Standardmaterial mit bekanntem gleichförmigem Reflektionsgrad von 80% fokussiert ist, entsprechend dem bekannten Reflektionsgrad eingestellt werden, um für den Reflektionsgrad für jedes Pixel einen "Nullwert" zu erhalten. In diesem Beispiel wäre der Nullwert die Dunkelreaktion geteilt durch acht Zehntel sein. Ähnlich können die Pixelreaktionen entsprechend dem bekannten Reflektionsgrad unter normalen Bestrahlungsbedingungen des Standardmaterials eingestellt werden, um für den Reflektionsgrad jedes Pixels einen "Skalenende-Wert" zu erhalten. Die "Nullwerte" und "Skalenende-Werte" sind die Paare von Bezugsdateneingaben in den Bezugsspeicher 22. Es ist zu sehen, daß, wenn in dieser Anwendung das entlang dem Bus 66 abgegebene Ausgangssignal die durch Gleichung "1" angezeigte Größe besitzt, es einen bereits standardisierten Meßwert (innerhalb der durch die Auflösung des A/D-Umsetzers 12 auferlegten Genauigkeitsgrenzen) der physikalischen Eigenschaft ausdrückt, der durch eine Geradeaus-Umsetzung erhalten wird. Damit werden zahlreiche Abruf-, Speicher-und Rechenoperationen vermieden, die ansonsten in der Signalverarbeitungseinheit 64 durchgeführt werden würden.
• Fachleute auf dem Gebiet der Materialkontrollsysteme werden sich sicher noch andere Anwendungsmöglichkeiten vorstellen können.

Claims (14)

1. Einrichtung zur Kontrolle von Bogenmaterial, wobei die besagte Einrichtung folgendes umfaßt:

Sensormittel (6) zum Ableiten einer Mehrzahl von Pixelsignalen, deren jeweilige Größe die Stärke der von einem unterschiedlichen entsprechenden Punkt auf dem Bogenmaterial (2) empfangenen elektromagnetischen Strahlung darstellt, wobei sich die Stärke einer bestimmten physikalischen Eigenschaft des Bogenmaterials verändert, Signalvorverarbeitungsmittel (12, 22, 44, 46) zum Vergleichen der Größe eines jeden der Pixelsignale mit einem Bezugssignal, und einen Hauptsignalprozessor (64) zum Empfangen der Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale einen Bezugssignalbereich für jedes einem entsprechenden Punkt auf dem Bogenmaterial entsprechende Pixelsignal definieren, wobei diese einzelnen entsprechenden Bezugssignale im Speicher (22) an unterschiedlichen Adressen gespeichert werden, die jeweils den entsprechenden Punkt auf dem Bogenmaterial definieren, die Signalvorverarbeitungsmittel (12, 22, 44, 46) die Größe eines jeden der Pixelsignale mit dem Bezugssignalbereich für dieses Signal vergleichen und für dieses Signal entweder ein die Größe dieses Pixelsignals darstellendes Datensignal erzeugen, wenn das Pixelsignal in den Bezugssignalbereich für dieses Signal fällt, oder ein Außer-Bereich-Signal, wenn das Pixelsignal nicht in den Bezugssignalbereich für das Signal fällt, und die besagten verarbeiteten Datensignale oder die besagten Außer-Bereich-Signale dem Hauptsignalprozessor (64) zugeführt werden, zusammen mit Adreßsignalen, die die entsprechenden, den Punkten auf dem Bogenmaterial, auf die sich die Daten oder Außer-Bereich-Signale beziehen, zugehörigen Adressen darstellen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale Ober- und Untergrenzen eines normalen Größenbereichs für die entsprechenden Pixelsignale darstellen, wobei der Normalbereich Größen abdeckt, die bei normaler Veränderung der besagten bestimmten physikalischen Eigenschaft des Bogenmaterials auftreten.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalvorverarbeitungsmittel nur besagte Außer-Bereich-Signale an den Hauptsignalprozessor abgibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede ununterbrochene Folge der besagten Außer-Bereich-Signale das Signalvorverarbeitungsmittel nur die Anfangs- und Schluß-Außer-Bereich-Signale der Folge an den Hauptprozessor abgibt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale Werte Null und Skalenende für die besagte bestimmte physikalische Eigenschaft des Bogenmaterials darstellen.

6. Einrichtung nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormittel einen optischen Sensor umfaßt.

7. Einrichtung nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte bestimmte physikalische Eigenschaft der Reflektionsgrad ist.

8. Einrichtung nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale durch einen Direktzugriffsspeicher (22) zur Speicherung der Bezugssignale bereitgestellt werden.

9. Einrichtung nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalvorverarbeitungsmittel die Bereitstellung von Datensignalen mit einer Größe entsprechend:

(SD - R2) / (R1 - R2)

bewirkt, wobei SD die Größe des Pixelsignals und R1 und R2 die Größen von die Ober- bzw. die Untergrenzen des besagten Bezugssignalbereichs definierenden Bezugssignalen sind.

10. Einrichtung nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalvorverarbeitungsmittel einen Analog/Digital- Umsetzer (12) umfaßt.

11. Einrichtung nach Ansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale dem Analog/Digitalumsetzer über zwei Digital/Analog-Umsetzer (32, 34) vom Direktzugriffsspeicher zugeführt werden.

12. Einrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Außer- Bereich-Signale vom Signalvorverarbeitungsmittel an die dem Hauptsignalprozessor zugeordnete Unterbrechungslogik (86) angelegt werden.

13. Einrichtung nach Ansprüchen 8 und 10 oder Anspruch 11, weiterhin gekennzeichnet durch eine Taktschaltung (44), die Taktsignale für den Analog/Digital-Umsetzer, die Sensormittel und Adressierungsmittel (46) des Direktzugriffspeichers bereitstellt.

14. Einrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8, 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptsignalprozessor zur Bereitstellung von Eingabe für den Direktzugriffsspeicher geschaltet ist.