DE4200401A1

DE4200401A1 - Pneumatic-electronic length measurement device - contains fore-pressure measurement sensor and amplifier feeding micro-controller

Info

Publication number: DE4200401A1
Application number: DE19924200401
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Ing Grubba; Andreas Dipl Ing Jahn; Jens Dipl Ing Kieselbach
Original assignee: MASSINDUSTRIE GmbH
Current assignee: MASSINDUSTRIE GmbH
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1993-07-15

Abstract

The arrangement contains an air source (1), measurement nozzle (5), a pressure sensor (7) for detecting the measurement pressure, an amplifier (8) and micro-controller (9) following the sensor and feeding a display (10), controller (11) and computer interface (12) and an arrangement for measuring the fore-pressure. The arrangement for measuring the fore-pressure contains a pressure sensor (13) with an amplifier (14) which is connected to one input of the micro-controller. USE/ADVANTAGE - Esp. for use in manufacturing and quality control or determination of the roughness of a surface. Influences on the measurement results, esp. of the fore-pressure, are reduced.

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisch-elektronisches Längen meßgerät, das insbesondere für die Fertigungsmeßtechnik und die Qualitätskontrolle anwendbar ist.The invention relates to pneumatic-electronic lengthening measuring device, especially for production measurement technology and quality control is applicable.

Neben vollpneumatischen Längenmeßgeräten, bei denen sowohl die Luftaufbereitung und -konstanthaltung als auch die Auswer tung und Anzeige der Messung mit mechanischen Baugruppen durchgeführt wird, sind Geräte bekannt, bei denen mechanische Baugruppen durch elektronische Baugruppen ersetzt worden sind, wie Meßmanometer durch Drucksensoren mit Verstärker und elektronischer Anzeige (Maßindustrie Werdau GmbH) bzw. es sind andere pneumatische Meßwertaufnehmer bekannt (DE-PS 40 15 246).In addition to fully pneumatic length measuring devices, in which both air conditioning and maintenance as well as the ejector device and display of the measurement with mechanical assemblies is carried out, devices are known in which mechanical Assemblies have been replaced by electronic assemblies are like pressure gauges with pressure sensors with amplifiers and electronic display (Maßindustrie Werdau GmbH) or es other pneumatic sensors are known (DE-PS 40 15 246).

Der Nachteil dieser Geräte besteht darin, daß die Meßgenauig keit vom Vordruck abhängig ist. Änderungen des Vordruckes gehen als Meßfehler in das Ergebnis ein. Zur Vermeidung bzw. Verminderung dieser Fehler sind hochwertige Druckminderer erforderlich, die den an sich einfachen Aufbau des Gerätes negativ beeinflussen.The disadvantage of these devices is that the measurement is accurate depends on the form. Changes to the form are included in the result as a measurement error. To avoid or Reducing these errors are high-quality pressure reducers required, which is the simple structure of the device influence negatively.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bei einem pneumatisch-mechanischen Meßgerät bekannt (DD-WP 86 698), den Einfluß des Vordruckes auf das pneumatische Meßverfahren zu vermindern, indem zusätzlich der Vordruck gemessen wird und dieser über ein pneumatisch-mechanisches Quotientenmeßwerk in das Meßergebnis einbezogen wird. Der Nachteil dieser Anord nung ist die Mechanik, die eine Auswertung der Meßergebnisse über einen Rechner verhindert. Pneumatisch-elektronische Längenmeßgeräte, bei denen der Einfluß des Vordruckes auf das Meßergebnis verringert wird, sind bisher nicht bekannt.To avoid this disadvantage, it is one Pneumatic-mechanical measuring device known (DD-WP 86 698), the Influence of the pre-pressure on the pneumatic measuring method reduce by additionally measuring the form and this via a pneumatic-mechanical quotient measuring unit in the measurement result is included. The disadvantage of this arrangement The mechanics is an evaluation of the measurement results prevented by a computer. Pneumatic-electronic Length measuring devices, in which the influence of the form on the Measurement result is reduced are not yet known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem pneuma tisch elektronischen Längenmeßgerät die Beeinflussung des Me ßergebnisses, insbesondere durch den Vordruck, zu verringern.The invention has for its object in a pneuma table electronic length measuring device influencing the me ß result, especially through the form.

Erfindungsgemäß wird das bei einem pneumatisch-elektronischen Längenmeßgerät mit einer Luftaufbereitung, einer Meßdüse, einem Drucksensor zur Erfassung des Meßdruckes mit nachge schaltetem Verstärker und Mikrocontroller, an den ausgangssei tig ein Display, eine Steuerung und ein Rechnerinterface anschließbar sind, und mit Mitteln zur Erfassung des Vor druckes, dadurch erreicht, daß zur Erfassung des Vordruckes ein Drucksensor mit Verstärker angeordnet ist, der an einem Eingang des Mikrocontrollers liegt.According to the invention, this is the case with a pneumatic-electronic Length measuring device with an air preparation, a measuring nozzle, a pressure sensor for recording the measuring pressure with nachge switched amplifier and microcontroller on the output side a display, a controller and a computer interface are connectable, and with means for recording the pre pressure, achieved in that for recording the form a pressure sensor with amplifier is arranged on a Input of the microcontroller is.

Es ist zweckmäßig, daß der Drucksensor zwischen einem Druck regler, der der Luftaufbereitung nachgeordnet ist, und einem Drosselventil, das dem Drucksensor zur Erfassung des Meß druckes vorgeordnet ist, im Bereich eines Luft-Stauraumes an geordnet ist.It is appropriate that the pressure sensor be between a pressure controller, which is subordinate to the air treatment, and one Throttle valve, which the pressure sensor to measure pressure is arranged in the area of an air storage space is ordered.

Mindestens einem der Drucksensoren kann ein Temperaturfühler zugeordnet sein, der ebenfalls an den Mikrocontroller ange schlossen ist.At least one of the pressure sensors can be a temperature sensor be assigned, which is also attached to the microcontroller is closed.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, daß auswechselbare, der Meßaufgabe angepaßte, Meßwertaufnehmer, die markiert sind, z. B. durch einen Strichcode, vorgesehen sind, deren Parame ter, die für die Ermittlung des Abstandes zwischen Meßdüse und Prüfling herangezogen werden, im Speicher des Mikrocon trollers gespeichert sind. Furthermore, it may be appropriate that replaceable, the Measuring task adapted, measuring sensors, which are marked, e.g. B. are provided by a bar code, the parameter ter used to determine the distance between the measuring nozzle and DUT are used in the memory of the Mikrocon trollers are saved.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es erstmals möglich, äußere Einflüsse bei einem pneumatisch-elektrischen Meßgerät rechnerisch zu erfassen und bei der Ausgabe des Meßergebnis ses zu berücksichtigen.With the arrangement according to the invention it is possible for the first time external influences in a pneumatic-electrical measuring device computationally and when outputting the measurement result to take into account.

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert werden, die den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Anordnung darstellt.In one embodiment, the invention is intended to be based on a Drawing are explained, the basic structure represents an arrangement according to the invention.

Aus einer Druckluftleitung eines betrieblichen Versorgungsnet zes mit dem Betriebsdruck pk wird Luft entnommen, die über eine Luftaufbereitung 1 von möglichen Verunreinigungen wie Staub, Wasser und Öl weitgehend befreit wird und die dann mit einem Druck pe am Eingang der Meßanordnung bereitsteht. Über einen einfachen Druckregler 2 wird der Luftdruck auf einen für den Meßvorgang optimalen Vordruck pc eingestellt. Der nachfolgende pneumatische Meßzweig besteht aus einem Drosselventil 4 und einer Meßdüse 5. Ein Drucksensor 7 wan delt den der Maßerfassung äquivalenten Meßdruck pm, der sich in Abhängigkeit von der Größe des Meßspaltes s zwischen der Meßdüse 5 und dem Prüfling 6 aufbaut, in ein elektrisches Signal, das über einen Verstärker 8 zur Ansteuerung eines Mi krocontrollers 9 genutzt wird. Der Mikrocontroller 9 ist ein Standardschaltkreis, der neben digitalen Rechenfunktionen ein gangsseitig eine Analog-Digital-Umsetzung durchführt und aus gangsseitig im Ergebnis der Meßwertauswertung serielle und parallele Bitmuster zur Anzeige auf einem Display 10, zur Steuerung 11 für Vorgänge, die im Zusammenhang mit der Mes sung stehen, und zur Datenweitergabe über ein Rechnerinter face 12 bereitstellt. Air is removed from a compressed air line of an operational supply network with the operating pressure pk, which is largely freed of possible contaminants such as dust, water and oil via an air treatment 1 and which is then available with a pressure pe at the input of the measuring arrangement. Using a simple pressure regulator 2 , the air pressure is set to an optimum pressure pc for the measuring process. The following pneumatic measuring branch consists of a throttle valve 4 and a measuring nozzle 5 . A pressure sensor 7 wan delt the measurement measurement equivalent pm, which builds up depending on the size of the measuring gap s between the measuring nozzle 5 and the specimen 6 , in an electrical signal that is used via an amplifier 8 to control a microcontroller 9 . The microcontroller 9 is a standard circuit which, in addition to digital arithmetic functions, carries out an analog-digital conversion on the output side and serial and parallel bit patterns on the output side as a result of the measurement value evaluation for display on a display 10 , for control 11 for processes which are connected with the measurement stand and provides for data transfer via a computer interface 12 .

Wesentlich für die Güte der Meßanordnung ist ein zweiter Druckmeßpfad mit einem Drucksensor 13, der im Bereich eines Stauraumes 3 angeordnet ist. Der Drucksensor 13 ist über einen Verstärker 14 mit dem Mikrocontroller 9 verbunden und dient der Messung des aktuellen Druckes im Stauraum 3 zur Korrektur des Meßdruckes pm.A second pressure measuring path with a pressure sensor 13 , which is arranged in the region of a storage space 3 , is essential for the quality of the measuring arrangement. The pressure sensor 13 is connected to the microcontroller 9 via an amplifier 14 and is used to measure the current pressure in the storage space 3 in order to correct the measuring pressure pm.

Eine weitere Geräteverbesserung läßt sich erzielen, wenn die Temperatur der Meßluft in die Berechnung des Meßergebnisses einbezogen wird. Das ist möglich durch die Integration von Thermofühlern in die Drucksensoren 7 und 13, deren Ausgangangssignal in Abhängigkeit von der Temperatur verän dert wird.A further device improvement can be achieved if the temperature of the measurement air is included in the calculation of the measurement result. This is possible thanks to the integration of thermal sensors in the pressure sensors 7 and 13 , the output signal of which changes depending on the temperature.

Da die Meßdüsen 5 abweichende strömungstechnische Parameter aufweisen, die vom Mikrocontroller 9 bei der Berechnung zu berücksichtigen sind, ist es zweckmäßig, die Parameter als Datenfile im Speicher des Mikrocontrollers 9 zu hinterlegen und über eine Kennung an der Meßdüse automatisch auf zurufen.Since the measuring nozzles 5 have different fluidic parameters that must be taken into account by the microcontroller 9 in the calculation, it is advisable to store the parameters as a data file in the memory of the microcontroller 9 and to call them up automatically via an identifier on the measuring nozzle.

Eine Erweiterung des Anwendungsbereiches läßt sich erzielen, wenn die Meßdüsen 5 auswechselbar sind. Dadurch ist eine Anpassung an unterschiedliche Aufgaben erreichbar, z. B. auch für die Bestimmung der Rauheit einer Oberfläche. An expansion of the range of application can be achieved if the measuring nozzles 5 can be exchanged. This enables adaptation to different tasks, e.g. B. also for determining the roughness of a surface.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

1 Luftaufbereitung
2 Druckregler
3 Stauraum
4 Drosselventil
5 Meßdüse
6 Prüfling
7 Drucksensor
8 Verstärker
9 Mikrocontroller
10 Display
11 Steuerung
12 Rechnerinterface
s Meßspalt
pc Vordruck
pe Druck am Eingang der Meßanordnung
pk Betriebsdruck
pm Meßdruck 1 air treatment
2 pressure regulators
3 storage space
4 throttle valve
5 measuring nozzle
6 candidate
7 pressure sensor
8 amplifiers
9 microcontrollers
10 display
11 control
12 computer interface
s measuring gap
pc form
pe pressure at the entrance of the measuring arrangement
pk operating pressure
pm measuring pressure

Claims

1. Pneumatic-electronic length measuring device with an air preparation, a measuring nozzle, a pressure sensor for recording the measuring pressure with a downstream amplifier and microcontroller, to which a display, a control and a computer interface can be connected on the output side, and with means for detecting the pre-pressure, characterized that a pressure sensor (13) is arranged with more Ver (14) for detecting the supply pressure, which is at an input of the micro-controllers (9).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the pressure sensor ( 13 ) for detecting the upstream pressure between a pressure regulator ( 2 ), which is downstream of the air treatment, and a throttle valve ( 4 ), which the pressure sensor ( 7 ) for detecting the measuring pressure is arranged in the area of an air storage space ( 3 ).

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that at least one of the pressure sensors ( 7 , 13 ) is assigned a temperature sensor, which is also connected to the microcontroller ( 9 ).

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that, interchangeable, the measuring task adapted, Meßwerttaufneh mer, which are marked, for. B. by a barcode, vorgese hen whose parameters, which are used to determine the distance between the measuring nozzle ( 5 ) and the test specimen ( 6 ) who are stored in the memory of the microcontroller ( 9 ).