KR820001893B1 - 디지탈 테이프자 - Google Patents

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Description

디지탈 테이프자

제도는 본 발명에 따른 디지탈테이프자형상의 축장장치에서 일부분은 제거되고, 일부분은 단면으로 나타낸 측면도.

제2a도는 제1도의 테이프자에 있어서 블레이드 위의 광학표시, 광원 및 2개의 광전자 감지기들을 예시하고 있는 개략도.

제2b도 및 2c도는 블레이드의 전방 및 반대방향으로의 이동에 따라 제2a도에 표시된 광전자의 감지기로부터 나오는 신호들의 시간순서를 나타내는 파형류의 그래프도.

제3도는 블레이드 이동의 범위와 방향을 지시하는 신호를 제공하기 위해 제1도의 테이프자에 있어서의 단 한쌍의 광전자 감지기와 광학표시 사이의 한 관계를 나타내는 개략도.

제4도는 광학표시 및 종래의 눈금을 맞추며, 섬유 광속의 종단을 표시하는 제1도의 측정요소 또는 테이프자의 블레이드를 나타내는 확대개략도.

제5a도는 제1도의 테이프자에 있어서 광전자 감지기의 배치 및 오차검지를 위한 블레이드 위의 광학표시를 나타내는 개략도.

제5b도는 블레이드가 왼쪽 방향으로 이동하는 동안 제5a도의 배치에 있어서, 광전자 감지기에서 나오는 신호들의 시간순서를 예시하는 그래프도.

제5c도는 블레이드의 이동방향이 변화될 때, 제5a도의 배치에 있어서의 광전자 감지기에서 나오는 신호들의 시간순서를 나타내는 파형의 그래프도.

제6a도는 제1도의 장치에 적용가능한 버어니어구성에 있어서 광전자감지기 및 광학표시를 교대로 배치한 개략도.

제6b도는 제6a도의 배치에 있어서, 광전자 감지기 픽업부 중앙선과 눈금 및 광학표시 사이의 공간적 관계를 나타내는 개략도.

제6c도는 광학표시를 지지하고 있는 블레이드의 이동에 따른 제6a도의 배치에 있어서, 광전자 감지기에서 나오는 신호의 시간순서를 나타내는 파형의 그래프도.

제7도는 제5b도와 유사하게 광전자 감지기로 부터 나오는 신호들의 시간순서를 나타내며, 또 오차상태의 지시를 나타내는 파형의 그래프도.

제8a도는 오차상태가 자동 조정되며 표시되어지지 않는다는 점에서 제7도와 유사하게 신호의 시간순서를 나타내는 파형의 그래프도.

제8b도는 단지 오차상태가 표시되어진다는 점에서 제8a도와 유사하게 신호의 시간순서를 나타내는 파형의 그래프도.

제9도는 본 발명에 의한 측정장치의 개략적인 시스템 블록도.

제10도는 제9도의 시스템에 있어서 계수발생기중의 1개에 대한 작용을 나타내는 논리상태표.

제11도는 제9도의 장치에 있어서, 계수발생기중의 하나를 구동시키기 위한 논리회로의 개략선도.

제12도는 제9도의 장치에 있어서, 오차모니터의 작용을 나타내는 논리상태표.

제13도는 제9도의 장치에 있어서, 오차모니터의 또다른 작용을 나타내는 논리상태도.

제14도는 제9도의 장치에 있어서, 오차모니터를 위하여 조정된 리세트회로의 개략도.

본 발명은 거리측정장치의 기술에 관한 것으로, 특히 디지탈 거리측정 판독표시기를 공급하는 테이프자 형태를 가진 신규하고 개량된 측정장치에 관한 것이다.

본 발명은 길이판독시각 디지탈표시기를 제공하기 위하여 종래의 감을 수 있는 테이프자에 최소화된 디지탈전자기술을 적용한 것이다. 이러한 디지탈 테이프자의 장점은, 본 측정이 행하여지고 있는 동안에 이전판독의 기억요구에 따른 개별기억된 판독의 순서적 표시, 지시된 판독과 측정값 사이의 동등의 표시, 기억된 판독을 처리하기 위하여 장치에 축적과 계산방법을 가산해 주는 능력, 측정장치 하우징에 관련된 내부 또는 외부와 같은 여러가지 측정모우드의 선정 및 표시하기전에 인치(inch) 또는 미이터와 같이, 여러가지 측정시스템에 길이판독의 전환을 포함한다.

이러한 디지탈테이프자의 설계에 있어서, 많은 고려사항들이 포함된다. 예컨대, 전자공학은 연장 및 복귀동안에 측정요소 또는 블레이드의 위치를 추적하여야 한다.

환원하면, 시스템은 횡단된 정미거리를 지시하기 위하여 양방향성 능력을 가지고 있어야 한다. 본 설계는 테이프자를 사람과 기계가 같이 판독할 수 있도록 종래의 구성 및 눈금화된 테이프측정 블레이드를 겸용하여야 한다.

본 시스템은 고도의 정확성과 어떤 오차를 지시하는 성능과 그리고 제로속도를 비롯하여, 넓은 범위의 블레이드 속도를 수용할 수 있는 능력을 가진 블레이드에 의해서 횡단된 측정 거리를 읽을 수 있고 또 보일수 있지 않으면 안된다. 그러므로 본 발명의 목적은 측정된 거리의 전자적검지와 디지탈 표시기를 갖춘 테이프자 모양의 신규하고, 계량된 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기계나 사람이 다같이 읽을 수 있는 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 측정 요소가 처음에 일방향으로 그리고 다른 방향으로 연속적으로 이동하는 동안 횡단된 정미거리를 지지하는 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 제로속도를 포함하며 넓은 속도 범위에 걸쳐 측정요소가 이동할 수 있는 측정장치를 제공하는데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 높은 정밀도와 오차검지성능을 갖춘 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 처리하고 표시하기 위한 측정된 거리를 기억하는 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 그 작용이 능률적 및 효과적이며, 구성이 비교적 간단한 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 손으로 쥘 수가 있으며 또 휴대할 수 있도록 크기가 작고, 매우 경량의 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 하우징에 관련하여 연장하고 복귀시키기에 적합한 감을 수 있는 블레이드 모양의 길죽한 측정요소를 포함한 테이프자 측정장치 모양의 측정장치를 제공하는데 있다. 그리고 이것에 갖추어진 광학표시는, 이 표시가 광에 의해서 조사되고, 블레이드가 하우징에 관련해서 움직일 때, 거리의 통과를 지시하기 위하여 블레이드를 따라서 일정한 구간으로 연속적으로 설치되어 있다.

하우징에 의해 운반되고 블레이드위의 표시와 작용상으로 관련되는 광전자 감지방법은 블레이드의 동작중 일정한 거리의 증가로 출력신호를 제공한다. 감지장치에 작용적으로 연결되어 있는 판독방법은 상기신호를 블레이드에 의해 이동되는 거리표시로 전환시킨다.

블레이드는 장치를 사람이나 기계가 모두 판독할 수 있도록 광학표시와 함께 종래의 눈금 및 관련된 표시를 포함할 수 있다.

바람직한 것은 광전자 감지장치는 한쌍의 광전자검지기를 포함하며 그리고 감지기와 광학표시의 위상관계는 블레이드의 이동량과 방향을 지시하는 신호를 제공하기 위한 논리회로에 의해서 활용이 된다. 논리신호는 블레이드에 의해 횡단되는 정미거리를 지시하는 출력을 제공해 주는 계수기에 가해지고, 계수기 출력은 디지탈표시기를 육안 관찰하기 위하여 측정장치에로 변환된다. 광학표시와 관련된 긁힘, 표시기타의 홈으로 부터 발생하는 오차를 검지하기 위해, 두쌍의 감지기와 논리회로가 설치되고, 상기 두쌍의 감지기 혹은 채널과 관련된 신호는 신호차가 예정된 치(値)를 초과할 때 그 오차를 지시하는 회로에 의해 모니터된다. 모니터 회로들은 2개의 채널내의 양감지기와 관련된 신호들 사이의 예정된 관계에 따라서 제어되고 외부적으로 적용된 1개의 리세트를 가지고 있다. 측정될 거리를 횡단하기 위해, 테이프자하우징과 같은 몸체부분에 관련하여 감을 수 있는 테이프측정요소나 블레이드와 같은 길쭉한 부분은 신장하고 복귀한다.

본 발명에 의하면, 신장되는 측정요소나 블레이드는 그 변화가 블레이드에 따라서 일정한 구간으로 되어 있다는 점에서 제1 및 제2 광학 특징을 갖춘 일련의 인접지역형태로 거리통과를 지시하는 일련의 광학표시를 갖추고 있다. 블레이드의 표시는 하우징에 의해 운반되는 광원과 같은 적당한 장치에 의해서 조명된다.

하우징에 의해 운반되며, 블레이드위의 표시와 작용적으로 관련되는, 한쌍의 감지기 형태의 광전자감지장치는 광학특징에 감응하며, 고정이동거리를 지시하는 신호를 제공하기 위하여 변화상태를 검지한다.

감지기와 표시는 단 하나의 변화가 일정한 시간에 어느 1개의 감지기에 의해서도 검지될 수 있도록 위상관계로 배치되어 있다. 감지기들로부터의 신호들은 블레이드이동의 범위와 방향을 지시하는 코우드화된 신호를 제공하기 위해서 논리회로에 의해 처리되며, 그리고 이 신호들은 다음에 블레이드에 의해 횡단되는 정미거리를 지시하기 위해 계수장치에 가해지게 된다.

변환기를 통해서 계수기로 연결된 디지탈표시기는, 영어 또는 미이터와 같이, 선정된 측정 시스템의 장치에 측정된 거리를 육안관측할 수 있도록 한다.

상기 블레이드는 사람이나 기계가 판독할 수 있도록 종래의 눈금과 관련된 표시를 포함시킬 수 있으며, 광원과 광전자감지기는 섬유광속에 의해 블레이드위의 표시에 광학적으로 접속되어 있다. 광학표시 및 블레이드의 파손에서 발생하는 오차를 검지하기 위하여 블레이드위의 광학표시와 작용적으로 관련되어 있는 다른 채널을 제공하기 위해 두쌍의 광전자 감지기와 논리회로가 설치되어 있다.

양채널로부터의 신호들은 오차모니터회로에 의해서 비교되며, 신호의 차가 예정량을 초과할 때, 오차는 신호화 된다.

오차검지회로의 외부적으로 가해진 리세트는 각 채널내의 신호들이 적절한 배치에 놓여있을 때에만 가해지도록 제어된다.

제1도에는 본 발명에 의한 디지탈테이프자 측정장치 형태의 측정장치가 예시되어 있으며, 이 장치는 베이스 또는 저부(12)를 가진 몸체부분 또는 하우징(10)과, 상벽부(14), 대향위치된 단부벽(20) 및 (22)에 의한 접합된 그리고 간격을 두며 일반적으로 평행측벽(16), (18)으로 구성되어 있다.

측정테이프 요소 또는 블레이드(24)는 주지의 방법으로 복귀스프링의 편의력에 의해 케이싱(10)내에 권상으로 수납되어 있다. 스프링강과 같은 금속제의 블레이드(24)는 간격을 둔 평행에지(dege) 사이에 활모양의 횡단면을 가지고 있으며, 또 이 블레이드는 매우 엷다.

블레이드(24)의 1단부는 케이싱내에 고정되어 있으며, 타단 또는 자유단은 입구 또는 베이스(12) 및 벽 또는 끝벽(20)에서 내측으로 뻗어있는 플랜지부(28) 사이에 있는 통로를 통해서 케이싱으로부터 내뻗는다. 블레이드(24)의 자유단은 주지의 방법으로 측정을 편리하게 하기 위해 후크요소(30)를 갖추고 있다. 이리하여 블레이드(24)는 복귀스프링의 편의력에 버티어 케이싱으로부터 뻗어 있으며, 감긴 블레이드를 포함하는 빈 케이싱내부의 부분은 끝벽(22)에 인접된 여러가지의 덮개부분 그리고 나아가서는 활모양의 내부안내벽(32)에 의해 한정되어 있다. 하우징(10)에 의해서 운반되는 블레이드로크는 하우징 끝벽(20)의 연장부(34)내의 개구와 벽(20) 및 연장부(34) 사이에서 가동할 수 있는 블레이드계합부재(35)를 통하여 주지의 방법으로 버튼의 작용에 의해 블레이드(24)와 계탈가능하도록 뻗어 있다.

본 발명에 의하면, 제1도의 테이프 측정장치는 블레이드(24)가 케이싱(10) 위의 기준점에 관련하여 신장 또는 복귀하기 때문에 거리의 통과를 지시하기 위해 고정된 간격으로 블레이드(24)에 따라는 복수개의 광학표시를 포함하며 광학표시들은 상세히 예시될 것이다.

예시된 장치에 있어서, 광학표시는 종래의 육안으로 볼 수 있는 눈금과 표시를 포함하는 블레이드(24)의 표면 위에 갖추고 있으며, 이 표면은 블레이드가 통로(26)를 따라서 이동할 때에 케이싱(10)의 내부를 향하며, 표시들은 평행에지 사이에 있는 블레이드를 따라서 일반적으로 중앙에 위치하고 있다.

여기에는, 광원으로부터 광을 받을 수 있도록 위치한 1단을 가지며, 광학 표시를 조명하기 위해 표시의 지역내의 블레이드(24)에 매우 인접된 곳에 위치한 다단을 가지고 있는 가시광 및 섬유광속원으로 된 광을 가진 블레이드(24)위의 광학표시를 조사시키기 위한 장치가 설치되어 있다. 예시된 측정장치에는 후에 설명할 이유로 블레이드 위의 표시의 간격을 둔 지역을 조명하기 위하여 섬유 광속으로 된 첫 번째 쌍의 한 광속은 38b이며, 두 번째 쌍의 한 광속은 40b로 표시되어 있다.

각 쌍의 광속(38), (40)은 서로 지지가 되도록 밀착된 감합상태로 내벽(28)내의 개구를 통해 뻗어있다.

대신으로 자외방사와 같은 불가시광원이 광학표시를 조사하기 위해 사용될 수가 있다.

그리고 또한, 이 측정장치는 케이싱(10)에 의해 운반되고, 이 케이싱에 관련된 기준점에 대하여 블레이드(24) 위의 광학표시와 작용적으로 관련된 광전자 감지장치를 포함하고 있다.

이 광전자 감지장치는 블레이드(24)의 이동중, 일정한 거리의 증가로 출력신호를 제공하기 위해, 블레이드(24)의 이동동안의 거리의 통과를 지시하는 광학표시의 이동에 감응한다.

광전자 감지장치는 바람직하게는 하우징에 의해 운반되는 최소한 1개의 광전자 감지기 요소와 1단이 작용적으로 감지기에 연결되고, 표시의 지역내의 측정요소 또는 블레이드(24)에 매우 인접되게 위치한 다단을 가진 1개의 섬유 광속으로 이루어져 있다. 이리하여 감지기는 상기 섬유광속에 의해 표시에 광학적으로 연결되어 있다.

예시된 측정장치에서는 한쌍의 제1의 광전자감지기가 설치되어 있으며, 그중 1개는 제1도에 (42b)로 표시되어 있으며, 대응섬유광속의 한쌍 가운데 하나는 (44b)로 표시되어 있고, 그 1단은 작용적으로 감지기(42b)에 연결되어 있고, 다단은 블레이드(24) 위의 광학표시에 매우 인접되어 위치하여 있다.

각 광속은 이에 의해서 지지되도록 섬유광속(38b)에 인접된 벽부분(28)내의 개구를 통해서 알맞게 뻗으며, 끝에 인접한 블레이드(24)도 섬유광속(38b)의 대응단에 매우 인접되어 있다. 한쌍의 제2광전자 감지기중 1개는 (46b)로 표시되어 있으며, 또한 대응하는 한쌍의 섬유광속과 함께 포함되어 있고, 그중 1개는(48b)로 표시되어 있다.

각 광속은 대응감지기(46b)에 그 1단은 연결되며, 또 광속(40b)에 인접된 벽(28)내의 개구를 통해서 알맞게 뻗어 있으며, 블레이드(24) 위의 표시에 매우 인접된 다단에서 종료되고, 또 광속(40b)의 종단부에 매우 근접되어 있다.

그리하여, 광전자 감지기는 아래에 기술한 이유로 간격을 둔 위치로 블레이드(24) 위의 표시에 광학적으로 연결되어 있다.

광전자검지장치는 케이싱(10) 위의 기준점에 상대하여, 감지장치로부터의 전기신호를 블레이드(24)에 의해서 횡단되는 거리의 표시로 변환시키고 위한 판독장치에 작용적으로 연결되어 있다. 예시된 테이프자에 있어서, 광원(36)과 한쌍의 감지기(42), (46)는 판독장치의 회로 및 개략적으로 (52)를 표시하는 내부 하우징내에 포함되어 있는 추가회로를 포함하기 위하여 개략적으로 (50)을 지시하는 내부하우징 위의 소켓안으로 플러그되어 있다.

간단히 설명하면 이 판독장치는 블레이드(24)의 이동범위와 방향의 정보를 포함하는 논리신호를 제공하기 위하여 감지기(42), (46)에 연결되어 있는 논리회로장치와 블레이드(24)에 의해 횡단되는 정미거리의 표시를 제공하기 위한 계수장치 및 측정된 거리의 육안지시를 제공하기 위한 제1도의 (54)로 지시된 디지탈 표시기를 포함한다.

표시기(54)는 시장에서 용이하게 구입할 수 있는 종류로서 족하며, 이 표시는 케이싱벽(14)내에 설치되어 있는 개구(56)에 인접해서 나타내어져 있는 테이프장내에 위치하여 있으며, 만곡된 내벽에 의해서 지지되어 있다. 또한 판독장치와 결합된 것들은 거리지시를 측정 및 오차검지회로의 선정된 단위로 변환시키기 위한 회로이며, 이들에 관해서는 앞으로 상세히 기술한다.

전기 도선(58)은 하우징(50)내의 회로를 표시기(54)에 접속한다.

시스템 구성품을 동작시키는 전력은 상벽(14)과 만곡내벽(32)의 내부면에 인접된 케이싱(10)내에 지지된 바테리(60)에 의해서 준공된다. 수동식의 스위치(62), (64)는 전원의 온·오프 제어를 하고, 동작모우드를 선정한다.

광학장치는 블레이드(24) 위의 광학표시와 섬유광속에 의하여 표시에 광학적으로 연결된 광전자 감지장치와의 결합으로 이루어져 있기 때문에, 많은 장점을 가지고 있다.

이 광학표시들은 사람이 판독할 수 있는 눈금과 표시들과 함께 테이프(24) 위에 편리하게 프린트될 수가 있다.

더우기, 측정장치의 사용자에 의한 통상 육안검사는 표시가 사용중 파손되었는가 또는 마모되었는가를 지시해 준다.

광전자감지기와 섬유광속은 시장에서 용이하게 이용할 수 있으며, 또 이것은 당해기술분야에 숙련된 사람에게 널리 알려져 있다. 광학섬유는 일반적으로 직경이 0.002-0.05인치의 유리관 또는 투명플라스틱제로 구성되며, 기계적으로 유리하도록 신축성이 있는 광전파케이블을 형성하기 위해 통상적으로 속(束)으로 되어 있다.

광학섬유류는 패킹요소 및 수자상으로 나타낸 개구면에서 고도의 능률 즉, 손실없이 섬유측과 떨어져서 광을 받아들이는 능력을 제공하고 단전파파장과 더불어 사용시 용이하게 구입할 수 있는 것이다. 섬유광속(38), (40)에 대하여 언급하면 제1도에 표시된 광원(36)과 결합된 바와 같이 상기 섬유류는 광원(36)으로부터 광을 받아들이기 위해 기하학적으로 가장 잘 구성될 수 있으며, 블레이드(24)에서 단거리로 간격을 두며, 인접된 감지점에 있는 섬유류는 감지될 광학표시를 조명하는데 가장 효과적인 기하학으로 형성될 수 있을 것이다.

블레이드(24) 표면 위에 설치된 광학표시로부터 반사된 광을 각각 감지하기 위해 광학섬유광속(44) 및 (48)가 섬유광속(38), (40)에 인접된 곳에 있다.

블레이드(24)의 표면에 인접된 광속(44) 및 (48)의 내의 광학섬유는 적절히 조화되어 있어 광학표시에서 반사되는 광을 가장 효과적으로 수집한다.

섬유광속의 사용은, 광원(36) 및 광전자 감지기(42) 및 (46)가 블레이드(24)로부터 편리한 거리에 위치할 수 있으므로 광학 및 기계배치를 단순화하는 방법으로 블레이드(24) 위의 광학표시의 감지를 할 수 있게 하며 또한 광학섬유류의 집속 특성은 광원과 감지기와 감지될 광학표시 사이에 구성 변화를 제공할 수가 있다. 섬유광속은 블레이드(24)에 매우 가깝게 근접한 광학접속을 제공하고 또 매우 거칠고 내구적이다.

그리고 또한, 본 발명의 측정장치내의 광학장치는 비교적 광범위한 속도의 테이프블레이드(24)의 이동에 적합하다.

예컨대, 강철테이프자 블레이드의 복귀중, 측정되는 속도의 최대 약 19mph에서 최소 제로까지였으며, 여기에는 주의깊은 측정을 할 때 매우 저속도를 포함하고 있다.

이 광학시스템은 블레이드(24)가 매우 서서히 이동하여도 정확히 검지될 수 있으며, 시장에서 구입할 수 있는 광전자 감지기에 의해서 광학표시는 블레이드(24)가 매우 빠른 속도로 이동해도 감지할 수 있는 정전감지의 장점을 제공한다.

제2a도는 간단한 설명을 위해 단 한쌍의 감지기와 더불어 광원과 광전자감지기의 작용상 관계에 대하여 블레이드(24) 위의 광학표시의 형태를 예시한다. 특히 예시된 광학표시는 블레이드(24)에 주기관계에 있어서 인접 광흡수 및 광반사지역 형상으로 제1 및 제2의 광학특징의 인접지역으로 구성되어 있다.

더우기, 예시된 배치에는, 광학표시의 두 인접 트랙 또는 통로가 있다. 1개의 트랙은 구형의 컴컴한 또는 광흡수지역(70a), 인접광반사지역(72a), 다른 광흡수 또는 컴컴한 지역(70a), 다른 광반사지역(72a) 등을 포함한다.

예시된 배치에 있어서, 지역(70a), (72a)은 블레이드(24)의 종축에 평행을 이루는 방향으로 동일한 면적으로 이루어져 있다.

이런 명암이 교체되는 지역(72a) 및 (70a)은 각각 블레이드(24)의 전장에 따라서 뻗어 있는 트랙 또는 통로내에 있다. 이들 광학표시는 섬유광속(40a)을 통하여 전달되는 광원(36)에 의해서 조명되며, 그리고 급격한 변화와 더불어 반사되고 흡수된 빛의 레벨은 섬유광속(48a)을 통해서 광학표시(70a), (72a)의 트랙에 광학적으로 접속되어 있는 광전자감지기(46a)에 의해서 감지된다.

광학표시의 인접된 제2트랙은 명암이 교체되는 광흡수지역(70b) 및 광반사지역(72b)을 포함한다.

광흡수 또는 검은지역(70b)은 동일한 크기이고 인접트랙내의 지역(70a)과 같은 모양이고, 마찬가지로 광반사지역(72b)은 동일한 크기이고, 인접트랙의 광반사지역(72a)과 같은 형상으로 되어 있다.

각기 트랙내의 영역들(70), (72) 사이의 변이는 일렬이 아니고 오히려 테이프(24)의 종축에 대하여 갈라져 나오거나 옆으로 편의되어 있다. 제1 및 제2의 광학특징의 지역, 예컨대 밝은 곳과 어두운 지역 사이의 변이는, 블레이드(24) 위의 각 트랙에 따라서 일정하게 고정된 구간으로 이루어지고, 블레이드의 종축에 수직으로 배설되어 있다.

장점으로 예시된 광학표시는 표준눈금 및 표시를 적용할 때와 같은 방법으로 블레이드(24) 위에 프린트 될 수 있다.

어두운 지역(70a), (70b)은 눈금 및 표시와 마찬가지로 완전히 검게될 수 있으며, 밝은지역(72a), (72b)은 단순히, 예컨대 황색과 같이 대조를 위해서 일반적으로 채색프린트되지 않는 테이프 표면일 수가 있다.

또한 광학표시는 여러가지의 다른 방법, 예컨대 블레이드(24)에 따라서 간격을 둔 개구에 의해서 설치될 수가 있다.

제2a도에 표시된 광전자감지기(46a) 및 (46b)는 각기 제1의 광학특징을 지닌 영역(70)에 노출될 때 제1형의 신호와 제2광학 특징을 지닌 영역(72)에 노출될 때 제2형의 신호를 공지의 방법으로 제공한다. 신호사이의 변이는 일련의 표시에 따라서 상이한 광학특징을 가진 지역사이의 감지된 변이에 응하여 일어난다.

변이는 블레이드(24)에 따라서 일정한 거리의 증가로 나타난다. 더우기 감지기(46a) 및 (46b)는, 광학 지역 사이의 변이중 하나만이 일정한 시간에 어떠한 감지 중 1개의 감지기에 의해서 감지될 수 있는 방법으로, 섬유광속(48a), (48b)에 의해 표시된 시스템에 있어서, 표시에 광학적으로 연결되어 있다.

제2a도에 표시된 바와 같이, 이것은 2개의 트랙내의 편의 광학표시와의 결합으로 블레이드(24)에 인접된 섬유광속의 종단의 가로정합으로부터 결과된다.

예컨대, 제2a도에 표시된 배치에 있어서 감지기(46a)는 섬유광속(48a)에 의하여 밝은지역(72a)에 광학적으로 연결되고, 감지기(46b)는 섬유광속(48b)에 의해 어두운 지역에 광학적으로 연결된다.

제2a도에 예시된 바와 같이, 블레이드(24)가 왼쪽으로 이동됨에 따라, 감지기(46a)는 먼저 밝은 지역(72a)에서 어두운 지역(70a)으로의 변이를 검지하고, 감지기(46b)는 어두운 지역(70b)에 광학적으로 연결되어 있다.

블레이드(24)가 더 왼쪽으로 이동함과 동시에 감지기(46b)는 어두운 지역(70b)에서 밝은 지역(72b)에로의 변이를 검지하고, 반면에 감지기(46a)는 아직 어두운 지역(70a)에 광학적으로 연결되어 있다.

광전자감지기 및 광학표시의 위상배치의 덕택으로, 시스템은 예컨대, 거리의 증가를 나타내는 변이를 검지함으로써 하우징(10)에 관련된 블레이드(10)에 의해 이동된 거리의 증가수를 기억하며, 동시에 예컨대 하우징(10)에 향해서 복귀하는 블레이드(24)와 같이 반대방향으로 이동된 거리는 블레이드에 의해서 이동한 정미거리를 지시하기 위하여 전방으로 향한 블레이드 이동으로부터 공제할 수 있도록 하우징(10)에 관련된 블레이드(24)의 이동방향을 기억한다.

블레이드 이동의 방향에 따라 주기코우드로 신호를 발생시키는 광전자 감지기의 결과이다.

상기 배치에 있어서, 섬유광속을 사용하는 장점은 광전자 감지기가 하우징(10)내의 편리한 위치에 영구적으로 설치될 수 있고, 광전자 감지기 장치를 움직이지 않고, 합리적 제한내에서 필요한 경우 신축성 섬유광속의 단부의 물리적 위치를 변경하는 것만으로 후에 위상관계를 확립하거나 변경할 수 있는 것이다.

제2b 및 2c도는 광학표시 및 광선자 감지기의 위상배치가 지향성 정보를 포함하는 주기코우드로 신호를 발생시키는 방법을 나타낸다. 제2b도의 파형(76a) 및 (76b)는 광학표시(70), (72)를 포함하는 블레이드(24)가 제2a도에 나타난 바와 같이 왼쪽으로 이동했을 때 각각 감지기(46a) 및 (46b)에서 나오는 펄스의 시간순서를 나타낸다. 이것은 감지기(46)의 상대위치로부터 제2a도에 관련된 제1도로부터 관찰되는 광원(36)까지에서 보이는 바와 같이 케이싱(10)에 관련된 블레이드(24)의 전방 또는 밖으로의 이동이다.

제2a도에 표시된 바와 같이, 블레이드 및 광학표시가 왼쪽으로 이동되에 따라서 밝음레벨 사이의 변이는 감지기(46a) 앞의 감지기(46b)에 의해서 검지된다.

제2b도에 표시된 바와 같이 펄스(76b)는 위상에서 지연된 감지기(46b)에서 나오며, 펄스(76a)는 감지기(46a)로부터 나온다. 위상차는 감지기에 관련된 광학표시의 2개 트랙의 편의관계에 의해서 확정된다.

설명을 위하여 제2b도의 각파형(76a), (76b)은 블레이드(24) 위에 검지된 각각 밝고 어두운 지역에 대응하는 정논리모우드로 논리1 및 논리0 레벨로써 식별된다.

이리하여 제2b도의 왼쪽에서 시작하여 시간에 걸쳐서 전방으로 향한 블레이드 이동에 대응하여 오른쪽으로 나아가면, 아래의 논리신호결합은 감지기(46a), (46b)에서 도출된다; (01, 00, 10, 11, 01, 00, 10 등등)

각 결합에 있어서, 제1비트는 감지기(46a)에서 도출되는 신호를 나타내며, 제2비트는 감지기(46b)에서 도출되는 신호를 나타낸다. 상기 신호 결합의 순서는 블레이드(24)의 전방이동에 대응하는 2비트주기코우드이다. 마찬가지 방법으로, 제2c도의 파형(80a) 및 (80b)는 제2a도와 같이, 오른쪽으로 블레이드(24)의 이동에 대응하는 감지기(46a) 및 (46b)로부터의 펄스시간순서를 나타낸다.

이것은 제1도에 나타낸 바와 같이 케이싱(10) 속으로 블레이드(24)의 복귀에 대응한다. 블레이드와 광학표시가 오른쪽으로 이동함에 따라서, 밝은 레벨사이의 변이는 감지기(46b) 앞의 감지기(46a)에 의해서 검지된다. 제2b도와 같은 분석을 통해서 나아가면, 아래의 논리신호 결합은 블레이드가 오른쪽으로 이동함에 따라서 결과가 발생된다; 즉 10, 00, 01, 11, 10, 00, 01 등등.

상기 신호의 순서는 블레이드(24)의 후방이동에 대응하는 2비트주기 코우드이다. 이리하여 블레이드 이동 변이수 및 방향에 관한 정보를 포함하는 신호를 사용함으로써 케이싱(10)에 관련된 블레이드(24)에 의해 이동되는 정미전방거리를 지시할 수가 있다. 환언하면, 앞으로 기술될 적절한 논리회로방법에 의해서 블레이드(24)의 이동중 계수된 펄스의 수는 블레이드가 역전하는 시간·위치 및 회수에 관계 없이 절대적으로 블레이드(24)의 위치와 보조를 맞추어 나갈 것이다.

제3도는 광학표시의 교대배치는 단일로 또는 트랙으로 블레이드(24) 위에 설치되어 있으며, 또 한쌍의 광전자 감지기의 광학접속은 어떤 의미로는 블레이드에 의해서 이동되는 거리의 증가를 지시하는 신호를 제공하고, 블레이드 이동의 정보를 주기적으로 코우드화되는 신호를 제공한다. 특히, 광학표시는 제2a도의 배치에서 트랙중의 하나에 동일한 어둡고(70) 밝은(72) 지역이 교체되는 단일트랙으로 구성된다.

섬유광속(48a) 및 (48b)은, 지역사이의 변이가 어떤 일정한 시간에 하나의 감지기에 의해서만 검지되도록 어떤 의미로도 표시에 각각 감지기(46a) 및 (46b)를 연결하기 위해 광학표시에 관련하여 위치되어 있다.

설명의 목적을 위해 1개의 논리출력신호는 밝은 지역(72)에 광학적으로 연결된 감지기로부터 도출되고, 그리고 논리 "0" 신호는 어두운 지역(70)에 광학적으로 연결된 감지기로부터 도출된다고 가정될 것이다.

제3도에 표시된 최초위치에 있어서, 각 감지기(46a) 및 (46b)는 논리 "0"출력신호를 제공한다.

제3도에 표시된 바와 같이, 블레이드(24)가 왼쪽으로 이동함에 따라서 밝은 레벨 사이의 변이는 감지기(46a) 앞의 감지기(46b)에 의해서 검지된다.

제3도의 위치에서 시작되는 논리신호의 순서는 다음과 같다.

제1비트에 있어서 00, 01, 11, 10, 00 등은 감지기(46a)에서 도출되는 신호를, 그리고 제2비트에 있어서는 감지기(46b)에서 도출되는 신호를 나타낸다. 제3도에 나타낸 바와 같이 블레이드(24)가 오른쪽으로 이동함과 동시에, 최초위치에서 개시되는 감지기(46a) 및 (46b)로부터 도출되는 논리신호의 순서는 다음과 같다; 00, 10, 11, 01, 00 등.

이리하여 논리신호의 두 순서를 비교함으로써 이들은 제2a도의 배치와 유사하게 주기적으로 지향성 정보를 코우드화 되는 것을 알 수가 있다. 제4도는 광학표시(70), (72)와 블레이드(24) 위에 프린트된 종래의 육안으로 읽을 수 있는 눈금(86) 사이의 넓은관계를 나타낸다. 거리 2X는 인접눈금(86)의 중앙선 사이의 측정된 거리이고, 그리고 더하거나 빼거나 바라는 X값을 제공하기 위해 광학표시위에 2X의 계수구간이 필요하다.

전형적인 테이프자 측정장치에 있어서, ±0.010인치의 정확도를 제공하는 것이 바람직하며, 이것은 본 발명의 장치에 있어서 0.020인치의 계수구간을 필요로 한다.

신호감지는 신호변화가 이론적으로 정확히 ±0.010인치 길이를 얻을 수 있도록 이상적 또는 이론적으로 테이프(24)위의 실제프린트된 구획사이의 중간에서 일어날 수 있도록 약간 편의시킬 수 있다.

광학표시는 블레이드(24)의 활모양 또는 凹 설단면에 의해서 제공되는 자연적 보호를 이용하기 위해 블레이드(24)의 대향에지 사이의 일반적으로 중앙 또는 중간통로에 따라서 프린트되어 있다.

더우기, 이것은 블레이드(24)에 에지위의 종래 육안판독눈금(86)에 충분한 공간을 허용한다. 제4도는 또한 광원(36)에 연결된 광속(40a) 및 (40b)와 감지기(46A) 및 (46B)에 연결된 광속(48a) 및 (48b)안의 광학섬유류의 종단부를 각기 나타낸다.

원섬유에 의해 지적될 수 있는 광원에 연결된 다발내의 섬유류의 중단부는 싱크섬유류(sink fibers)로 지적될 수 있는 감시기에 연결되는 다발의 섬유류 종단부와 위치를 같이 할 수도 있고 떨어질 수도 있다.

대신 소오스섬유와 싱크섬유의 종단부는 블레이드 표면에 인접해서 아무렇게나 배치시킬 수가 있다. 제4도는 또한 광학표시의 지역(70), (72)의 크기에 비교해서 각 섬유광속 종단부의 비교적 작은 지역을 나타낸다.

이것은 블레이드(24)와 섬유광 종단부 사이의 밀접된 간격과 더불어 광학표시 변이에 대한 고도의 정확한 검지를 보장한다. 만약 광전자 감지기와 섬유광속을 포함하는 검지장치가 블레이드(24)위의 광학표시 또는 표시군을 감지하는데 실패한다면 또는 블레이드위의 긁힘이 광학표시로서 검지된다면, 측정된 길이의 궁극디지탈 판독은 오차가 생길 것이다.

측정장치에 대한 오차검지를 제공함에 있어서, 중요한 고려사항은 블레이드(24)의 속도이다. 그러므로 펄스반복율은 제로에서 매우 높은 값까지 변경할 수가 있다. 특히 강철 테이프자 블레이드의 복귀중 측정되는 속도는 최대가 약 19mph에서 최저속도는 제로를 포함하는 매우 낮은 값의 최저속도의 범위였었다. 다음에 이것은 약 60마이크로초에서 무한 또는 매우 광범위의 범위에 있어서 0.020인치 계수구간에 대하여 지속시간의 범위를 제공한다.

이러한 상태하에서 오차를 검지하기 위하여 본 발명의 측정장치에는 두쌍의 감지기와 논리회로가 설치되며, 또 두쌍 또는 채널과 관련된 신호는 신호차가 예정치를 넘을 때, 오차를 지시하는 회로에 의해 모니터된다.

두쌍의 감지기의 그러한 배치는 제5a도에 표시되어 있다. 광학표시(70) 및 (72)는 제2a도의 배치와 같으며, 가로로 편의되어 2개의 인접 또는 부근의 트랙(a) 및 (b)에 따라서 설치되어 있다. 마찬가지로, 광원(36), 섬유광속(40a), (40b), 광전자감지기(46a), (46b) 및 섬유광속(48a), (48b)는 제2a도의 배치의 것과 동일하다. 블레이드(24)로부터 밀접히 간격을 둔 광속(48a), (48b)의 종단부는 가로정함이 되어있다.

제5a도의 배치는 부가적으로 제1도에 표시된 광학표시에 감지기를 연결시키기 위해, 한쌍의 제2 광전자감지기(42a), (42b) 및 대응하는 섬유광속(44a), (44b)을 포함하고 있다. 블레이드(24)에서 밀접하게 간격을 둔 광속(44a), (44b)의 종단부는 가로정함이 되어 있다. 그리고 또한, 섬유광속(44a), (44b)의 단부는 섬유광속(48a), (48b)의 종단부에 대하여 축방향 및 가로로 이동한다.

광원(36)으로부터의 빛도 섬유광속(38a), (38b)에 의하여 광속(44a), (44b)의 종단부에 인접한 표시지역에 연결된다.

이리하여 상기 배치는 M 및 N으로 지정되는 두쌍의 감지기 또는 채널형상으로 2개의 완전한 광전자 감지장치를 제공한다. 두쌍의 감지기는 채널중 1개만을 제외하고 대응하는 논리회로장치를 작동시키며, 둘중 어느 것이든지, 블레이드(24)에 의해서 횡단되는 정미거리의 정보를 추출시키는데 사용된다.

동시에, 앞으로 상세히 설명될 감시논리는 각 채널에 의해서 발생되는 신호단위를 감시한다.

그리고 만약 언제든지 2개의 채널에 의해서 발생되는 신호단위에 있어서의 차가 예정량을 넘으면, 오차경보기는 표시된 길이지시가 부정확하다는 것을 테이프자장치의 사용자에게 경고하도록 세트된다.

한쌍의 감지기를 포함하는 각 채널내에 있어서 블레이드(24)로부터 판독된 신호는 한번에 단 1개의 신호변화와 더불어 주기적으로 된다할지라도, 2개의 채널은 반드시 동시에 정확하게 신호를 발생시키지 않으며, 특히 저속으로 장지를 가동시킬 때에 그러하다.

이러한 이유때문에 1개 신호단위의 부동성(disparity)이 허용되어야 하고, 이러한 접근은 블레이드의 속도 및 방향의 모든 경우에 있어서 가능할 것이다.

이리하여, 장치는 본질적으로 오판독이 어느 한 채널에 발생할 때는 언제나 오차를 기억하는 단일오차 검지장치이고, 진행중의 오판독은 특수채널에서 어느하나 또는 2개의 감지기의 고장으로 일어난다.

제5a도에 나타낸 것과 같은, 2개 채널내의 광전자 감지기쌍의 특수한 배치는 블레이드(24)위의 프린트된 광학표시위에 일어나는 오차나 하자의 종류의 성질에 의한다. 축방향이동의 기간 또는 카운트구간의 수의 적절한 선택은 트랙의 전폭을 망라한 오차가 2개의 장치사이에서 상호 작용하지 않도록 보장해 줄 것이다. 감지기쌍의 축방향 이동은 프린트된 트랙을 횡단하여 가로긁힘으로부터 결과하는 오판독이 적절히 검지되도록 하는 원인에 바람직하다.

제5b도의 파형은 제5a도에 나타난 바와 같이, 블레이드(24)가 왼쪽으로 이동하는동안 제5a도의 배치에 있어서의 감지기(42a), (42b) 및 (46a), (46b)로부터의 신호의 시간순서를 나타낸다. 특히, 파형(100a) 및 (100b)는 감지기(42a) 및 (42b) 각기로부터 도출되는 신호를 나타내며, 이것은 또한 편의를 위해 M채널의 신호로서 지정되어 있다. 총 15카운트는 예시된 광학표시를 포함한 거리에 걸쳐서 블레이드(24)의 왼쪽으로의 이동중 2개의 감지기(42a) 및 (42b)에 의해서 검지된 총 15편이에 대흥하는 제5b도에 표시되어 있다.

마찬가지로, 파형(102a) 및 (102b)은 감지기(46a) 및 (46b) 각기로부터 도출되는 신호를 예시하며 그리고 이들 감지기는 지시된 바와 같이, 동일한 카운트수를 제공하기 위하여 대응하는 변이수를 검지하다.

이들 신호는 N채널로 식별된다. 2개 채널의 감지기 사이에 제5b도에 Y로 지정된 시간구간을 기계적 동기의 결여로부터 또는 2개채널의 감지장치사이의 정함의 결여에서 발생한다. 이 시간구간은 일반적으로 신호변이사이의 시간구간에 비해서 작을 것이다. 그러나 명료하게 나타내기 위해서 제5b도에는 확대되어 있다.

제5c도의 파형은 제5a도에서 예시된 바와 같이 처음에는 역방향을 따라서 왼쪽으로, 그 다음은 제5a도와 같이 오른쪽으로 블레이드(24)가 이동하는 것을 나타낸다. 파형(104a), (104b)는 가지기(42a), (42b)로부터 각각 도출되는 신호들이며, 이들은 또한 M채널로 식별된다.

파형(106a), (106b)은 각각 감지기(46a), (46b)에서 도출되는 신호들이며, 이들은 N채널로 식별된다. 채널사이의 시간구간 Y는 기계적 동기 또는 정합의 결여로부터 발생하며 제5b도와 같이 명료하게 나타내기 위해서 폭을 확대해 놓았다. 이리하여 상기 블레이드는 제5a도와 같이 왼쪽방향으로부터 제5c도의 선(108)에 의해 표시된 시간점까지 이동한다. 따라서 파형(104) 및 (106)은 제5b도의 각 파형(100) 및 (102)와 동일하다. 선(108)에 의해서 지시된 시간점에서 블레이드(24)는 제5a도와 같이 오른쪽으로 이동하며 감지기는 예시된 신호들의 시간순서를 만들어 낸다.

채널 N은 블레이드(24)가 왼쪽으로 이동중 채널 M뒤로 낙후되므로 채널 N은 동일시간 구간 Y에 의해서 블레이드(24)이동의 반대방향으로 채널 M을 유도할 것이다. 또한 제5c도의 파형위에 표시된 것은 한쌍의 감지기(42) 및 (46)에 의해서 검지된 변이로부터 발생하는 정미카운트수이다.

제5c도에 표시된 정미카운트수는 논리회로 및 뒤에 상세히 기술할 카운팅장치의 결합에 의해서 제공되는 결과이다. 더우기, 채널사이의 시간진상 또는 지연때문에 상이한 시간에 일어나는 반전은, 예컨대 파형(106b)의 6-5 카운트중 하나의 채널내에 한쌍의 신호변이가, 비록 짝지어진 한쌍의 변이 예컨대 파형(104b)에 있어서의 변이가 존재한다 할지라도 완전히 없어지도록 할 수도 있을 것이다.

이러한 상태하에서 2개 채널사이의 카운트의 불일치는 물론 오차가 검지되어 있지 않는 한 결코 1카운트보다 크지 않은 것이다.

제6a도는 버어니어법에 따라서 배치된 광학표시와 감지기들을 나타내고 있는 것으로서, 감지기의 수는 광학표시 또는 눈금의 수보다 적다.

이리하여 광학표시들은 각각 교대되는 어둡고 밝은지역(112) 및 (114)의 연속으로 구성될 수 있으며, 혹은 교대로 광학표시들은 실제적으로 자눈금으로 프린트될 수 있다.

제6a도의 배치에는 6개의 광학표시들이 예시되어 있으며 5개의 광전자 감지기(116-120)의 각기는 상기 실시예의 (42) 및 (46)으로 지정된 광전자 감지기와 같은 것이다.

광전자 감지기(116-120)는 각각 섬유광속(121-125)에 의해서 광학표시들에 광학적으로 연결되어 있으며, 이들은 상기 실시예에 예시된 섬유광속과 동일한 것이다.

단일 광원(36')은 상기 실시예에 예시된 섬유광속과 같은 섬유광속(126-130)에 의해서 표시들에 광학적으로 연결된 광원의 광학표시를 포함하는 블레이드지역을 조명하기 위하여 사용할 수가 있다. 광원(36')으로부터 그리고 감지기들로부터의 대응섬유광속의 중단부는 매우 인접되고 있으며 그리고 그 종단부들의 면적은 광학표시들의 면적(112), (114)보다 상당히 좁은 것이다.

제6b도는 블레이드 또는 측정요소(24')위의 광학표시에 관련해서 광학픽업 또는 감지기들의 중앙선사이의 공간관계를 개략적으로 예시한다. 광학표시들은(112)로 지정되고, 따라서 이 표시들은 실제적으로 프린트 된 자 눈금을 포함할 수 있다는 것을 주의하여야 한다.(116C-120C)로 지정된 화살표는 각각 광학표시들에 대응하는 광전사 감지기11(6-120)를 연결하는 섬유광속의 종단의 중앙선의 위치를 나타낸다.

블레이드(24)위의 선(132)은 추가 눈금을 나타낸다.

제6c도의 파형은 제6a도에 표시한 바와 같이, 왼쪽으로 광학표시를 포함하는 블레이드의 이동에 응답하여 광전자 감지기에서 도출되는 펄스의 시간순서를 나타낸다. 특히, 파형(134), (136)(138)(140) 및 (142)는 각각 광전자 감지기(116), (117), (118), (119) 및 (120)로부터 도출되는 펄스의 시간순서를 나타낸다.

예시의 편의를 위해서 각파형은 제6c도의 좌단에는 논리 "0" 및 논리-1레벨의 표시가 되어 있으며, 네거티브논리가 파형을 표시하는데 사용되며 논리 -1출력신호는 상기 실시예의 파형들과 대조된 바와같이, 1개의 밝은지역에 연결되어 있는 광전자 감지기에 대응한다. 논리회로 및 계수장치에서 최종적으로 도출되는 카운트는 또한 제6c도에 표시되어 있다.

상기 버어니어 배치는 측정요소위의 기존눈금을 판독하는데 있어서 장점을 가지며, 일정한 눈금수에 대하여 보다 정확을 기할 수 있으며, 또는 보다 광범위로 간격을 둔 눈금에 있어서도 동일한 정확성을 갖출 수 있을 것이다.

제7, 8a 및 8b도는 제5a도의 배치에 대하여 제5b 및 5c도에 표시된 타입의 파형을 나타내며, 본예에 있어서 제5a도는 여러가지 오차상태하의 장치의 동작을 예시한다.

상기한 바와 같이, 각 감지기쌍 또는 M 또는 N채널의 하나로부터의 신호는 블레이드(24)에 의해서 이동된 거리를 지시하기 위하여 계수된다. 또한, 채널 M 및 N양쪽으로부터의 정보는 비교되며, 계수의 차이가 예정량보다 클때(본예에 있어서 1카운트보다 클때)오차는 신호화 된다.

오차검지 및 신호회로는 다음에 더 상세히 기술할 것이다.

이제 제7도에 있어서, 파형은 제5a도의 배치에 있는 블레이드가 왼쪽으로 이동할 때 일어나는 신호들의 시간순서를 예시한다. 제7도의 파형은 감지기(42a)가 완전히 광학표시를 잃어버리는 오차상황을 나타내며 대응 분실펄스는(151)의 파선으로 표시되어 있다. 이것은 예컨대, 광학표시를 말소시키는 블레이드의 파손으로 일어날 수 있다. 파형(152a) 및 (152b)는 제5b도의 (102a) 및 (102b)의 파형과 같이 형상이 동일하며 동일계수표시를 결과케 한다는 것을 알수가 있다.

파형(150b)은 파형(100b)의 형상과 동일하지만, 광학표시가 감지기(42a)에 의해서 분실되고, 대응펄스가 파형(150a)내에서 부재하기 때문에 상이한 계수정보를 발생시킨다.

파형(150a)에 있어서는 분실펄스는 채널 N부분이 가지고 있지 않는 반대방향을 취하더라도 장치의 채널M 부분은 나타나게 한다. 그리고 이것은 계수의 큰 부등이 우매 신속하게 일어난다는 것을 설명해준다.

파형(153)은 오차검지회로에 의해서 결정된 바와 같이 채널(M)의 신호와 채널(N)의 신호사이에서 계수의 차이 또는 부등을 나타낸다. 분실펄스(151)의 발생시까지, 차이는 신호(153)의 펄스에 의해서 표시된 것과 같이 단 1개이다.

다음에, 계수에 있어서의 부등은 속히 일어나며, 본발명에 의해서 계수의 차이가 1보다클때, 즉 파형(153)이 제7도에 지시된 바와같이 그의 계수차에 대응하는 레벨에 도달할때 오차신호레벨은 문자(E)에 의해서 표시된 바와같이 발생한다.

제8a도의 파형은 블레이드(24)위의 긁힘등이 오차를 신호로 알리지 않는 그런 크기나 위치등을 나타내는 상황을 예시한다.

특히, 감지기(42a)와 관련된 트랙위의 긁힘이나 표시는 비교적 단시간동안의 변이구간(155)을 발생시킴으로써 파형(154a)에 영향을 준다. 파형(154a)과 (154b)와를 비교하면, 변이구간은 충분히 짧기 때문에 파형(154b)의 다음 변이에 있어서 시간이 겹쳐지지 않는다는 것을 알수가 있다.

따라서, 결코 1보다 더 큰 계수의 부등이 파형(157)에 의해서 표시한 바와같이, 발생되지 않으며 어떤 오차도 신호화되지 않는다. 긁힘은 실제로 장치로 하여금 2개의 눈금 또는 광학표시를 검지하게 하지만 이러한 종류의 오차는 그 위치 및 또는 규격때문에 실질적으로 자기 교정을 한다.

정미결과는 파형(154a), (154b) 및 (156a), (156b)는 제5b도의 파형(100a), (100b) 및 (102), (102b)와 실질적으로 동일하다.

제8b도의 파형은 긁힘 또는 표시가 오차를 신호화 할 수 있게 위치되거나 또는 충분한 크기를 가지고 있는 제8a의 파형과 유사한 상황을 예시한다.

이 긁힘은 다시 파형(158a)에 표시된 바와 같이 감지기(42a)에 관련된 광학표시의 트랙위에 발생하며, 이 긁힘은 159를 지시하는 변이구간을 발생시킨다. 이러한 상황에서 긁힘은 변이구간(159)이 광전자감지기(42b)에 의해서 도출되는 신호의 파형(158b)에서 발생하는 변이의 시간의 겹침을 위하여 충분한 시간기간이라는 성질의 것이다.

그결과, 계수의 부등은 파형(161)에 의해서 표시한 바와 같이 신속히 발생하며 오차는 계수차가 1보다 큰 경우의 레벨(E)에 의해서 신호된다.

제5도의 감지기 및 광학표시의 배치에 대한 대안으로서, 두쌍의 감지기를 광학표시의 단일 트랙에 따라서 축방향으로 배치할 수가 있다. 위상관계는 4개의 감지기의 축방향공간에 의해서 얻을 수 있다. 이러한 배치의 장점은 패턴위에 일반적으로 횡단하여 놓여있는 긁힘, 오물선등은 신호를 방해하거나 오차표시를 발생하지 않는다는 것이다. 왜냐하면 이러한 긁힘등은 한번에 단 1개의 감지기에만 영향을 주고 동시에 한쌍의 감지기에는 영향을 주지 않기 때문이다.

따라서, 2개의 가로긁힘, 오물선등은 동시에 한쌍의 감지기에 영향을 주기 위하여 광학표시의 트랙위의 적당한 축방향 공간에 존재하지 않으면 안되게 될 것이다.

따라서, 이러한 배치는 오차를 잘못계수하지 않고 또 오차를 신호하지 않고 블레이드위에 보다 많은 긁힘 및 오물선을 견디어 내는 성능을 가지고 있다.

또다른 장점은 이것이 광학표시의 비교적 더 좁은 전패턴을 사용할 수 있게 하는데 있다.

제9도는 제5a도의 광원감지기와 섬유광속의 배치를 비롯하여 제1도의 디지탈테이프자의 개략저장치의 블록선도이다. 감지기(42a), (42b), (43a) 및 (46b)의 출력은 각기의 증폭기(164-167)의 입력에 접속되어 있으며, 이들의 출력은 다음에 각기의 쉐이퍼회로(168-171)의 입력에 접속되어 있다.

이 쉐이퍼회로(168-171)는 공지의 슈미트트리거형이 바람직하다. 쉐이퍼회로(168-171)의 출력은 다음에 동기회로(172-175)의 입력에 각기 접속되며 이 동기회로는 뒤에서 설명할 방법으로 장치 클록펄스원과 들어오는 신호와를 동기시키는 작용을 한다.

동기회로(172) 및 (173)의 출력은 뒤에서 설명할 방법으로 블레이드(24)에 의해서 횡단하는 거리의 증가와 블레이드의 이동방향에 관한 정보를 포함하는 출력신호를 제공하기 위해 지정된 카운트 발생기(178)의 입력에 접속된다.

이들 출력신호는 제9도에서 PC₁및 NC₁로 지정되어 있다.

감지기(42a), (42b), 증폭기(164), (165), 쉐이퍼(167), (169), 동기장치(172), (173)및 카운트발생기(178)의 결합체는 채널(M)으로 지적되어 있다. 동기장치(174), (175)의 출력은 카운트발생기(178)와 같은 카운트 발생기(180)의 입력에 접속되어 있다.

카운트발생기(180)에서 나오는 출력신호는 제9도에 PC₂및 NC₂로 지정되어 하다. 2개의 채널의 하나로 부터의 출력신호 특히 채널(M)의 카운트발생기(178)로부터의 신호 PC₁및 NC₁는 업-다운카운터(182)의 입력에 접속되어 있다.

카운터(182)는 상업적으로 용이하게 입수할 수 있으며, 5디케이트카운터는 최대 15,000카운트가 필요하므로 0.020인치 구간으로 광학표시와 더불어 25피이트의 블레이드길이를 가지고 있는 테이프자와 양립할 수 있다.

보다 긴 테이프 또는 보다 세밀한 표시에 있어서는 보다 큰 카운터를 사용될 것이다.

특히 신호 PC₁는 업 입력단자에 접속되고, 신호 NC₁는 카운터(182)의 다운 입력단자에 접속되어 있다. 계수장치(182)의 출력은 카운트를 측정단위로 전환시키기 위하여 연산장치(184)의 입력에 접속되어 있다. 연산장치(184)는 아래에 상세히 설명한다. 연산장치(184)의 출력은 표시레지스터(185)의 입력에 속되며 이 장치의 출력은 시장에서 용이하게 구입할 수 있는 디지탈 표시소자(54)에 접속되어 있다.

예시된 장치에 있어서 표시장치(54)는 영국 측정단위의 거리를 나타내고 있다.

양 카운트발생기(178) 및 (180)의 모든 출력은 제9도에 오차 모니터회로(186)의 입력에 접속되어 있으며 이 장치의 구성과 작용에 대해서는 아래에 상술한다. 오차모니터(186)의 출력은 선(190)에 의해서 표시장치(54)와 관련된 오차지시기에 접속되어 있다. (192)로 지정된 리세트신호원은 수동조작 스위치(194)를 통해서 리세트발생기(196)의 입력에 접속되어 있다. 자동리세트구성품(198)은 리세트발생기(196)의 다른 입력에 연결되어 있다.

발생기(196)의 출력은 오차 모니터회로(186)와 카운터(182)의 양쪽에 접속되어 있다. 리세트배치의 구성 및 작용은 아래에 상세히 기술한다.

본 예시에 나타난 6개의 레지스터 에어서의 저장레지스터의 스택(200)은 연산장치(184)에 작동적으로 연결되어 있다.

동기회로(172-175)의 각기의 바람직한 형태는 각 동기장치에 대하여, 클록펄스입력에 접속된 중앙장치 클록펄스발생기(예시안됨)와 더불어 JK플립플롭을 포함하며, 형성회로중의 대응하는 1개로부터 나오는 출력신호는 플립플롭의 J입력에 접속되며, 또한 인버어터를 통해서 플립플롭의 K입력에 접속되어 있다.

제9도에 예시의 간단화를 위해서 단일선이 가 동기장치로부터 카운트발생기까지 나타나 있지만, 플립플롭의 진리 및 보수출력은 카운트발생기(178)에 가해진다. 그결과, 형성회로로부터의 출력이 변이를 언제 받느냐에 관계없이 동기장치로부터의 출력신호는 항상 입력변이를 뒤따른 다음 클록펄스가 떨어진 직후에 변이를 받게된다.

이리하여 카운트발생기(178) 및 (180)의 입력에 가해지는 신호들은 내부장치 클록펄스 발생기와 동기된다. 예시된 테이프자 측정장치에 있어서, 클록펄스 발생기는, 50KHz 클록속도가 대부분의 상황에서 충분하다고 생각되지만, 단위 전환을 신속히 수행하는데 있어서 성능을 제공하기 위해 약 500KHz의 주파수를 가진 펄스의 출력열을 발생시킨다.

제10도는 한개의 카운트발생기의 기능과 작용을 예시하는 논리상태유통표이며, 예컨대, 발생기(178)로 다른 카운트발생기(180)의 그 작용이 동일한 것으로 이해되어 있다. 카운트발생기(178)는 제10도의 (a) 및 (b)로 지정된 2개의 입력을 가진 순서회로이며, 이들 입력은 광전자감지기(42a) 및 (42b)로부터의 신호에서 도출되며 제10도에 PC 및 NC로 지정된 2개의 출력을 가지며, 이것은 제9도의 신호 PC₁및 NC₁에 대응한다. 순서회로이므로, 카운트발생기는 일정시간에 입력 뿐만 아니라 순서회로내에 저장되어 있으며 회로의 내부상태로서 지정되어 있는 입력의 과거 역사 또는 순서에 좌우되는 출력을 가지고 있다.

바꾸어 말하면, 카운트발생기회로로 2개의 기본 한정방식에 일치하며 출력은 입력과 현재 내부상태에 의해서 결정되며 그리고 다음 내부상태는 입력 및 현재 내부상태에 의해서 결정된다.

제10도의 표는 상단으로 가능한 b, a 입력신호조합(00, 01, 11, 10)으로 배치되어 있다.

회로의 내부상태는 W. X, Y 및 Z로 표시되어 있고, 이들 상태는 표 왼쪽중간의 00, 01, 11, 10로 지정된 상태조합과 같이 두 개의 플립플롭(FF₁), (FF₂)에 의해서 실제 회로내에 표시되어 있다.

표의 오른쪽 부분내의 수는 회로의 전상태를 나타내며, 각 전상태는 1감의 내부상태와 1개의 입력상태와의 결합으로 구성되어 있다. 이전상태는, 아래에 회로의 내부상태와 구별하기 위한 상태로서 간단히 언급하지만, 순환되지 않는 수로서 표에 예시된 불안정상태 또는 순환수로 예시된 안정상태를 가질 수 있다. 비안정상태가 천이만하고 확정된 예정안정상태로 변화하는 동안에, 하나의 안정상태에서 다른 안정상태로 바뀔 수 있는 유일한 방법은 새로운 안정상태로 또는 새로운 안정상태로 변화하는 비안정상태로 표내의 수평이동을 일으키기 위하여 입력을 변화시키는 것이다. 더우기 비안정상태는 항상 동일수와 안정상태로 변화하게 된다.

예시로서, 주어진 b, a 입력조합, 예를들어 01 그리고 주어진 안정상태의 회로와 더불어 예컨대(2)에 있어서는, 아무런 변화가 발생하지 않을 것이며 회로는 안정상태로 머물 것이다.

만약 입력이 01에서 11로 변화하면 회로의 작용점은 입력(11)에 대응한 난에 대하여 X열(2)에서 X열 비안정상태(3)로 변화한다. 비안정상태(3)은 Y열 안정상태(3)로 변화한다. 그때에, 회로는 펄스(PC)를 발생하며, 다음에 입력이 변화하지 않는 한 그 상태로 머물게 된다.

테이프(24)의 전방운동을 나타내는 신호의 입력순서에 대답하는 카운트발생기회로의 작용은 다음과 같다.

회로의 상태가 W열 안정상태(1)이고 b, a 신호의 입력순서가 00, 01, 11, 10, 00, 01 등으로 가정한다.

이 신호순서는 제2b도의 a, b에서 제10도의 b, a로의 이동위치를 설명하는 제2b도의 파형에서 도출된 신호순서와 동일하다. 상태순서는 아래와 같이 진행된다.

입력이 00에서 01로 변화할 때, 회로상태는 (1)에서 W열 비안정상태(2)로 변화하며, 이 비안정상태는 PC 펄스를 발생하는 X열의 안정상태(2)로 변화한다. 이것은 전방방향으로 블레이드(24)에 의해서 횡단되는 거리의 일 증가를 나타낸다.

회로는 입력이 01에서 11로 변화할 때까지 대기하며, 그 시간에 상태는 (2)에서 비안정상태(3)으로 변화하고, 그리고 다음에 Y열의 안정상태(3)로 변화하고, PC 펄스를 발생시킨다. 이것은 전방으로 블레이드 이동의 다른 증가를 가리킨다.

회로는 입력이 10으로 변화할 때까지 대기하며 그 시간에 이 회로상태는 안정상태(3)에서 비안정상태(4)로 변경되며 그 때문에 비안정상태(4)는 안정상태(4)로 변화하며 PC 펄스를 발생시키며, 전방으로 블레이드 이동등의 다른 증가를 가리킨다. 입력이 00으로 변화할 때 회로상태는 비안정상태(1)로 변화되며 다음에, W열의 안정상태(1)로 변화하고 전방으로 블레이드 이동의 다른 증가를 지시하는 PC 펄스를 발생시킨다. 다음번의 입력변화는 00에서 회로를 안정상태(1)에서 비안정상태(2)로 변화시키는 01로 되며 그리고 불안정상태(2)는 X열의 안정상태(2)로 변화되며 전방으로 블레이드 이동의 다른 증가를 가리키게 된다.

블레이드(24)가 전방으로 이동하며 그리고 신호들의 입력순서가 동일하게 있는 한, 회로는 동일상태 순서를 통해서 진행하며, 또 입력이 변화할 때마다 PC 또는 정의 카운트 펄스는 발생된다.

카운트발생기회로는 블레이드(24)가 반대 즉, 반대방향으로 움직일 때 다음과 같은 방법으로 작용한다. 회로가 X열의 안정상태(2)로 가정할 때 만약 블레이드가 반대방향으로 향하면 다음의 입력은 00이 될 것이다.

이것은 회로상태가 왼쪽 위의 제2컬럼으로 이동하도록 하지만, 그리고 안정상태(8)로 이르게 되며 이리하여 부의 카운트펄스(NC)를 발생시킨다.

이것은 역방향으로 블레이드가 하나의 증가를 이동하는 것을 지시한다. 다음의 입력변화는 00에서 회로를 비안정상태(5)로 위치시키는 10으로 될 것이며, 비안정상태 5는 다른 NC 펄스를 발생하며 역방향으로 블레이드가 다른 증가를 이동하는 것을 지시하는 W열의 안정상태(5)로 변화한다.

블레이드(24)가 반대방향으로 이동을 계속함에 따라서 다음번 신호의 입력순서는 11로 될 것이며, 이리하여 이것은 다른 NC 펄스의 발생을 일으키는 Z열의 안정상태(6)로 변화시키는 비안정상태 6으로 회로를 배치하며 이것은 반대방향으로 블레이드 이동의 다른 증가를 가리킨다.

블레이드(24)의 반대방향으로 더 먼 이동은 입력이 펄스 NC를 발생시키는 Y열의 안정상태(7)를 변화시키는 비안정상태(7)로 회로를 배치하는 01이 되도록 하며, 반대방향으로 블레이드 이동의 다른 증가를 가리킨다.

따라서 입력신호들의 상기 순서와 반대방향으로 블레이드(24)의 계속적인 이동은 회로로 하여금 상태 8, 5, 6, 7 등의 순서를 통과하도록 함과 동시에 각 입력변화에 대하여 NC 또는 부의 카운트펄스를 발생케 한다.

또 다른 예시를 위해서, 제10도의 표는, 테이프자 장치가 처음 돌아가고, 블레이드(24)의 이동방향의 면에서 전역사가 없을 때 카운트발생기회로의 동작을 조사하는데 사용될 수가 있다. 예컨대, 감지기로부터 오는 측정시간에 있어서의 입력이 안정신호(11)라고 가정한다. 또 카운트발생기회로의 내부상태가 4개의 가능한 상태 W, X, Y 또는 Z의 어느 한 상태로 제멋대로 개시되었다고 가정하면, 만약 초기상태의 어느 한 상태가 불안정상태라면, 그 상태는 매우 짧은 변화시간 후에 회로는 Y열의 안정상태(3) 또는 Z열의 안정상태(6)로 되도록 지정된 안정상태로 변할 것이다.

이러한 초기 천이에 의해서 발생된 카운트펄스는 공백으로 되며, 시스템 개시 타이머(표시 안되어 있음)에 의해서 카운터나 오차모니터에 영향을 주는 것을 방지한다.

예컨대, 회로가 안정상태(6)로 종료했다고 가정하면 만약 블레이드(24)의 처음의 동작이 전방으로 향해 있다면 입력신호 등은 11에서 10으로 변화할 것이며, 다음번의 안정상태는 (4)로 될 것이고 정의카운트펄스 PC는 발생될 것이다. 다른 한편, 블레이드의 초기동작이 반대방향으로 향해 있으며, 입력의 다음번순서는 01로 될 것이며, 회로의 상태는 비안정상태 7로 그 다음에 부의 카운트 또는 펄스 NC의 발생을 일으키는 Y열의 안정상태(7)로 이동할 것이다.

따라서 회로의 초기상태에 관계없이 발생하는 처음의 입력변화는 회로상태를 의도한 방향과 적절하게 정합시킨다. 카운트 발생기의 동작은 또한 아래 예에 의해서 예시되어 있다.

회로가 상기 예의 안정상태(6)에 대응한 초기상태에 있고 또 블레이드(24)가 신호들의 입력 순서가 11, 01, 11, 01, 11 등인 결과 상태로 반대방향으로 하나의 거리증가에 걸쳐서만 진동을 일으킨다고 가정하면 그 다음에 회로상태 순서는 안정상태(6)로 부터 부의 카운트신호 NC를 공급하는 Y열의 안정상태(7)로 변화하며, 다음에 정의 카운트신호 PC로 부의카운트신호 NC 등을 공급하는 안정상태(7)로 되돌려 보내는 정의상태(3)로 변화한다.

이리하여 일련의 정의카운트 및 부의카운트는 예상한 바와 같이 발생될 것이다. 이 회로에 대한 유효입력신호순서는 더불변화를 포함하지 않는데 비해, 블레이드(24)위의 긁힘 또는 먼지의 존재는 그러한 변화를 일으킬 가능성이 있다. 더불변화는 00에서 11로, 혹은 01에서 10으로의 입력변화가 될것이다.

그러한 경우에 회로동작은 계속한정 될 것이다. 예컨대, 안정상태(1)의 개시 및 00부터 11로의 입력에 있어서의 더불변화는 부의 카운트(NC)를 공급하는 안정상태(6)로 변화되는 비안정상태 6로 회로를 배치할 것이다. 회로동작과 출력이 결정되었다 할지라도, 그것들은 오차모니터에 의해서 검지되는 카운트라는 면에서 부정확하며, 이에관한 작용을 아래에 설명한다.

제9도의 블록선도에 있어서, 2개의 카운트 발생기(178) 및 (180)가 표시되어 있으며, 이들 두 발생기는 한 발생기(178)는 M채널에서 다른 발생기(180)는 N채널에서 동작되는 것을 제외하고는 그 구성이나 작용에 있어서 동일하다. 상기 두 카운트발생기의 출력은 오차제어 또는 오차모니트회로에 접속되어 있다.

카운트발생기 출력중의 단 1개는 주시스템카운터를 경유하며, 이 카운터는 적절한 측정단위로 계속적으로 변화시키고 또 표시시키기 위해서 전 카운트를 기억한다.

제11도는 AND-OR 논리를 사용하는 카운트발생기(178)의 한형태를 예시한 것으로, 선로(204)및 (206)는 동기장치(172)의 진 및 보수출력에 각기 접속되어 있으며, 선로(208) 및 (201)는 동기장치(173)의 진 및 보수출력에 각기 접속되어 있다. 카운트발생기(180)는 동일구성으로 되어 있다.

제9도의 186으로 지정된 오차모니터회로는 두 채널 M, N의 구성부품에 의해서 발생되는 카운트를 기억하도록 작용하며, 카운트 사이에 ±1보다 큰 차이가 있을 때는 언제나 회로(186)는 오차가 발생하고 있다는 것을 신호해 준다.

이것은 카운트 발생기(178)에 의해서 발생되는 카운트신호로부터 카운트발생기(180)에 의해서 발생되는 카운터신호를 계속적으로 공제함으로써 달성된다. PC₁펄스는 정의 카운트를 발생하며 NC₁펄스는 카운터내(182)의 부의 카운트를 발생시킨다. 카운트발생기(180)에 의해서 발생되는 카운트를 공제하기 위하여 PC₂펄스는 부로, 그리고 NC₂펄스는 정으로 간주된다. 오차모니터회로(186)는 상기 및 아래의 4개의 상태를 기억한다. 즉 제1상태는 카운트차가 0이고 이것은 양채널이 대수부호로 생각되는 동일 카운트수를 발생시킨 상태이며, 제2상태는 카운트차가 +1이고 이것은 채널 M이 채널 N보다 1개 더 많은 카운트를 발생시킨 것은 나타내며 제3상태는 카운트차가 ±1이고 이것은 채널 M이 채널 N보다 1개가 적은 카운트를 발생시켰다는 것을 나타내며, 제4상태는 카운트가 보다 크다는 것을 나타낸 것으로 이것은 오차가 발생했다는 것을 가리킨다.

카운트발생기(178) 및 (180)의 성질은, 각 카운트 발생기는, 입력변화가 일어날 때마다 정의카운트펄스가 부의 카운트펄스를 발생시킨다는 것이며, 그러나 카운트발생기(186)는 동시에 정 및 부의 카운트펄스를 발생시킬 수 없는 것이다.

따라서, 오차모니터회로(186)는 제9도에 예시된 것과 같은 입력(PC₁, NC₁, PC₂및 NC₂)을 가질것이다. 그러나, 카운트발생기(178) 및 (180)는 동시에 PC₁및 PC₂펄스를 발생시킬 수 있으며, 동시에 NC₁및 NC₂동시에 PC₁및 NC₂및 동시에 NC₁및 PC₂펄스를 발생시킬 수 있다.

제12도의 논리상태표는 발생할 수 있는 그러한 입력조합만을 나타내며, 또 그러한 입력의 결과로서 필요한 회로동작을 예시한다. 제12도의 표의 4개의 좌측칸은 입력펄스선로(PC₁, NC₁, PC₂및 NC₂)의 논리신호를 나타낸다.

처음의 8줄은 허용가능한 입력조합을 나타낸다. 특히, 처음의 4줄은 4개선로의 단 1개위에 있는 1개의 펄스를 나타내고, 두 번째의 4줄은 일어날 수 있는 가능한 시간일치를, 즉 PC₁또는 NC₁선로중의 어느하나 위의 펄스 및 PC₂및 NC₂선로의 어느하나 위의 펄스를 나타낸다.

카운트 발생기의 설계에 의해서 일어날 수 없는 조합은 양 PC₁및 NC₁또는 양 PC₂및 NC₂및 전 4개의 입력선로위에 발생하는 펄스중의 어느 펄스이다.

마지막번의 모든 0의 입력조합은 즉 입력에 어떤펄스도 발생되지 않은 것은 어떤 회로 변화도 일으키지 않는 0입력인 것이다.

제12도의 표의 오른쪽부분은 입력조합의 각기 하나에 응답하여 그리고 회로의 전상태에 관련하여 요구된 회로동작을 나타낸다.

특히, 회로상태는 카운트발생기(178)와 (180)로부터의 계수사이의 전의 평형 또는 차이를 나타낸다.

회로는 컬럼의 위에 표시되어 있는 바와 같이, -1, 0 및 +1의 전의 평형상태를 설명해 줄 것이다.

이 컬럼의 첫부분은 특수한 입력조합의 결과로서 일어날 수 있는 상태 또는 다음번의 밸런스를 나타낸다. 표의 1열에 있어서 단지 PC₁펄스만이 도달하는 것은 전의 평형상태에 1을 가산해 줄것이며, 따라서 -1 전상태하의 다음번의 밸런스는 0, 0의 전상태하에서는 +1, 그리고 +1의 전상태하에서는 오차지시 E는, 두카운트신호는 채널 M에서 받은 것이며, 채널 N에서는 결코 간섭카운트 신호를 받은 것이 아니라는 것을 신호해 주며 이리해서 오차를 가리킨다. 표의 2줄에 있어서 -1 전상태를 오차지시 E로, 0전상태를 -1상태로, 그리고 +1 전상태를 0으로 가게하는 전 평형상태에서 1을 공제하는 NC₁펄스가 나타나 있다.

허용 더 블펄스의입력의 경우로 돌아가면, 표의 줄(5)은 동시에 도달되는 PC₁및 PC₂펄스를 나타내며 그중하나는 카운트에 가산되며 다른 1개는 카운트에서 공제되므로 순결과는 변동이 없다.

바꾸어 말하면, 전상태는 표에 나타나 있는 바와 같이 동일한 상태에 있다. 동일한 상황은 표의 줄(8)에 나타나 있으며, 여기에서 NC₁및 NC₂펄스는 동시에 발생한다. PC₁및 NC₂펄스가 동시에 발생할 때 PC₁은 1카운트를 가산해 주고, NC₂도 역시 1카운트를 가산해 주기 때문에, 그 순결과는 전상태에 2카운트를 가해주는 것으로 된다.

표에 표시되어 있는 바와 같이 -1 전상태는 +1로, 0전상태 및 +1 전상태는 다같이 오차 E가 지시되는 상표로 나간다. 상기한 것은 회로에 있어서의 입력조합을 설명하며, 상기표는 오차모니터회로(186)의 동작을 완전히 정의한다. 허용입력조합은 제12도의 표내의 최종란의 Q-Y문자와 동일하다.

제13도는 실질적으로 제12도의 정보와 같은 정보를 나타내지만, 상태선도의 보다 더 그래프적인 구성을 표시하고 있다. 4개의 안정상태는 원으로 표시되어 있다. 상태 1은, 0평형 상태 바꾸어 말하면, 카운트발생기(178) 및 (180)으로부터의 전카운트는 0평형상태와 동등하다는 것을 나타낸다.

상태 2는 +1의 평형상태를 나타내고 상태 3은 -1의 평형상태를 나타내며, 상태 4는 ±1보다 큰 평형상태를 나타내며, 이것은 오차상태이다.

화살표는 한 상태로부터 다른 상태로 가능한 변이를 나타내며, 화살표위의 레이블은 Q-Y 문자로 표시된 입력조합을 지시하며 입력조합은 변이를 발생시킨다. 슬래쉬선에 따라서 출력은 오차신호출력선위에 발생한다. 따라서 상태 1을 살펴보며, 화살은 상태 1을 떠나며 상태1, 즉 자기 루우프화살로 되돌아온다. 그리고 U, X, Y/O로 명칭이 부쳐지고, 이것은 입력조합 U, X, Y의 어느것이 발생할 때 상태는 변화하지 않고, 오차신호선위에 어떤 출력도 전혀 발생하지 않는 다는 것을 의미한다.

한편으로는 상태 1에서 상태 2로 이르는 화살은 Q, Y/O로 명명되며, 이것은 Q입력이 발생하면, 즉 PC₁펄스 또는 T입력이 발생하면 즉 NC₂펄스가 발생하면, 0의 평형상태를 갖는 상태 1로부터 +1의 평형상태를 갖는 상태로 변이가 일어나며 오차선호선위에 어떤출력도 발생하지 않는다. 가능한 입력조합으로부터 일어나는 상태들 사이의 모든 가능한 변이가 예시되어 있다.

오차경보는 회로가 상태 선도위에 지지된 바와 같은 상태 2로 들어올 때마다 펄스를 발생하므로서 효력을 발생하며, 또는 오차조건의 계속적인 상태지시는 회로내의 상태 4에서 얻어질 수 있다.

회로는 2개의 내부상태 플립플롭 및 소요되는 4개의 내부상태 플립플롭 및 소요되는 4개의 상태조건을 부여하는 적당한 입력게이팅을 사용하여 만들 수 있다.

일단 장치가 상태(4)에 달하면 오차가 지시되고, 허용입력(Q-Y)의 어느것도 장치로 하여금 다시 시작할 수 있는 능력을 가진 상태 1로 되돌아 가게할 수가 없다.

이것은 제13도의 파선으로 표시된 리세트 작용으로 수행되며, 이것은 기본적으로 플립플롭회로를 상태1로 세트시키기 위해 이 회로에 리세트펄스를 가함으로써 특수회로에 외부적으로 수행되는 오우버 라이딩 기능을 나타낸다.

리세트회로의 설계에 있어서의 한 가지 고려사항을 채널 M의 감지기가 채널 N의 감지기와 신호면에서 일치하지 않는 위치로 테이프장치의 블레이드(24)를 정지케 하는 기계적인 공차에 관련된 것이다.

예컨대, 채널 M의 감지기로부터 유출되는 ab 신호들은 01인데 대하여 채널 N의 감지기로부터 도출되는 a는, 신호들은 00이다. 채널 N의 b 감지기는, 그것이 0을 판독한체로 채널 M의 b 감지기는 1을 판독할 수 있을 만큼 불일치시킬 수 있을 것이다. 만약 그러한 때에 오차모니터회로(186)가 적절히 작용하고, 아무런 오차가 검지되어 지지 않았더라면, 그때의 오차모니터는 상태 2에 있을 것이며, 채널 M로부터의 펄스를 읽을 수 있으나, 채널 N으로부터의 펄스는 읽지 못한다. 그와 같은 부동은 동기 장치의 출력에 나타나며, 그리고 리이드(204), (206), (208) 및 (210)을 통해서 제11도에 예시된 카운트 발생기회로의 입력에 나타나지만, 카운트발생기의 M플립플롭의 출력위에는 나타나치 않는다.

왜냐하면, 1클록기간은 카운트발생기의 M 및 N 플립플롭을 통해서 전파시키기 위하여 이 정보에 필요하기 때문이다. 이와 마찬가지로, 그와 같은 부동은 단지 과도적이며 리세트펄스가 소요되는 것같은 시간에 카운트 발생기의 M 및 N 플립플롭의 출력에 나타날 수 있으며, 그럼에도 불구하고 입력(204), (206) (208) (201)에는 나타나지 않는다. 그와 같은 상태에 있어서, 만약 오차모니터회로(186)가 리세트로 된다면, 상태 1이 아니라 오히려 상태로 리스테되어야 한다. 만약 오차모니터가 그와 같이 드물지만 가능한 상황하에서 상태로 리세트된다면, 바람직하지 않는 바이어스로 리세트될 것이다.

그것은 두 채널의 감지기로 부터의 a 및 b 신호가 적절히 일치되어 있지 않는한, 리세트펄스를 오차모니터회로(186)가 가하지 않는 방법으로 오차 리세트회로를 설계함으로써 피할 수가 있다. 이리하여 어떤 다른 시간에 리세트를 수행하는 시도가 이루어진다면, 이 리세트회로는 정보를 저장할 것이며, 그리고 채널사이의 적당한 일치가 눈에 뛸때 첫구간에서 리세트를 수행한다.

그와 같이 제어된 리세트 기능을 행하는데 사용될 수 있는 종류의 회로가 제14도에 예시되어 있다.

이 회로는 두 채널내의 감지기로부터 도출된 신호들에 접속된 입력을 가진 비교회로(220)를 포함한다.

특히, 선로(221) 및 (222)는 비교회로(220)의 대응입력을 제9도의 장치내의 동기회로(172) 및 (173)의 출력에 접속시킨다. 선로(223) 및 (224)는 비교회로(220)의 대응입력을 제9도의 장치내의 동기회로(174) 및 (175)의 출력에 각기 접속된다. 그위에 선로(225) 및 (226)은 비교회로(220)의 대응입력을 카운트 발생기의 M 플립플롭에 접속하고, 그리고 선호(227) 및 (228)은 비교회로(220)의 대응입력을 카운트발생기의 N 플립플롭에 접속시킨다. 비교회로(220)는 위에 1개의 논리출력신호를 제공하도록 작용하고, 예컨대 동기회로(172) 및 (173)의 출력이 동등할 때에만, 그리고 동기회로(174) 및 (175)의 출력이 동등할 때만, 그리고 또 카운트발생기의 M 플립플롭의 출력이 동등할때, 그리고 N 플립플롭의 출력이 동등할 때이다.

이리하여 선로(230)위의 1개의 논리출력신호는 광전자 감지기로부터의 입력이 리세트 작용이 일어나도록 할 때에만 발생한다. 선로(230)는 AND 게이트(232)의 1개의 입력에 접속되어 있다.

리세트레벨, 소오스(192)에 의해서 제공되는 일정한 논리 레벨은 수동스위치(194)를 통해서 리세트에 대한 요청을 시스템 클록펄스와 동기시키는 데만 작용하는 플립플롭(238)에 접속되어 있다. 동기 플립플롭(238)의 출력은 리세트제어스위치(194)가 늘려질 때마다 플립플롭(244)의 입력에 가해지는 단일펄스를 발생하는 AND 게이트(242)와 결합하여 있는 플립플롭(240)에 접속되어 있다. 이 플립플롭(244)은 기억장치 및 에스케이프멘트로써 작용하고, 게이트(242)로부터의 펄스입력의 결과로서 1개의 논리신호를 저장하며, 이리하여 게이트(232)를 가능케 한다.

비교회로(220)가 리세트펄스에 대하여 적당한 상태를 검지할 때, 또 그때에 한해서, 단일 리세트 펄스는 오차 모니터(186)의 플립플롭에 접속되어 있는 리세트 펄스선로(248)위에 받아드려질 것이다. 이 펄스는 동시에 플립플롭(244)을 리세트시키고 이리하여 리세트 스위치(194)가 열리고 다시 닫힐 때까지 그 이상의 동작은 허용되지 않는다. 만약 비교회로(220)가 게이트(232)를 이미 가능케 했다면, 다음에 플립플롭(244)이 세트되자마자 이 리세트펄스는 발생될 것이다.

다른 한편, 스위치(194)의 작용이 비교회로(220)가 리세트를 위해서 적당한 상태를 검지하기 전에 플립플롭(244)을 세트하면 플립플롭(244) 및 게이트(232)는 적당한 상태가 달성될 때까지 대기한다.

상기 제어는 스위치(194)의 수동조작에 의해서 개시된 수동작용 리세트와 제9도에 표시된 자동리세트개시 구성품(198)을 위해서 제공된다. 이러한 관련에 있어서, 비교회로(220), 플립플롭(238), (240), 및 (244)와 게이트(232) 및 (242)는 제9도의 (196)으로 지정된 리세트 발생기를 구성한다.

수동리세트는 사용자가 언제든지 행할 수 있으며, 예컨대, 오차가 신호된 후에 행할 수 있다.

자동리세트는 블레이드(24)가 복귀될 때마다 구성품(198)에 의해서 행할 수 있으며, 이 구성품(198)은 리미트스위치 또는 그것이 0위치로 완전히 복귀했을때 블레이드(24)에 의해서 가능한 다른 감지기인 것이다. 두 경우에 있어서, 리세트는 각 채널내의 광전자감지기로부터 도출되는 신호들이 예정상태, 예컨데, 동등할 때에 한하여 완료된다.

연산장치(184)내에 사용될 수 있는 변환장치의 예시적 형태는 시장에서 구입할 수 있는 마이크로프로세서 예컨대, 카운터(182)의 출력에 접속된 모오터롤라 M6800 그리고 수동조작식 영국-미이터 셀렉터 스위치의 위치에 의해서 정해진 바와 같이 계수 0.020 또는 0.508에 의해서 입력량을 증배해주기 위해서 프로그램된다. 카운터(182)의 수량이 변동될 때마다, 증배기주기에 대한 요청이 이루어지며, 마이크로프로세서가 바쁘지 않을 때 그 증배주기를 완성하며, 표시기(54)에 작동적으로 연결된 결과 레지스터내에 결과를 놓는다.

상기한 Motorola M6800와 같은 시장에서 구입가능한 마이크로프로세서는 테이프자 측정장치의 조작과 양립할 수 있는 속도로 증배를 수행할 수 있다.

보조로서, 카운터(182) 및 변환장치(184)의 결합은 PC₁및 NC₁신호를 입력으로써 받는 가산기일 것이다.

각 PC₁또는 NC₁입력신호에 대하여, 가산기는 수량 0.508을 가감하고 미이터단위 레지스터 내에 결과를 놓을 것이며, 동시에 수량 0.020을 가감하고, 인치단위 레지스터내에 결과를 놓는다.

이 레지스터들은 인치-미이터 선택스위치의 제어하에 표시기(54)에 연결되어 있다. 사용에 있어서, 테이프자 측정장치는 블레이드(24)로 거리를 측정하기 위하여 공지의 방법으로 수동조작한다.

블레이드가 하우징(10)으로부터 앞방향으로 신장함에 따라서 광전자 감지기에 의해서 검지된 광학표시는 PC₁펄스, 즉 전방으로 블레이드 이동의 각 검지된 증가에 대하여 1펄스의 발생을 가능케 하고, 또 이것들은 카운터(182), 유니트변환기(184) 및 표시기(54)의 결합에 의해서 블레이드(24)에 의해서 횡단되는 전방으로의 거리를 눈으로 판독할 수 있게 변환한다.

블레이드(24)의 어떤 복귀이동도 NC₁펄스, 즉 후방으로 블레이드 이동의 각 검지된 증가에 대한 1펄스의 발생을 초래케 하고, 그 펄스는 PC₁펄스에 의해서 제공되는 결과로부터 빼는 펄스이므로 카운터(182), 연산장치(184) 및 표시기(54)의 결합장치는 블레이드의 신장 또는 복귀의 수에도 불구하고, 블레이드(24)에 의해서 횡단되는 거리의 판독을 제공한다.

인치 또는 미이터단위로 측정된 거리의 표시는 하우징(10)위의 스위치에 의해서 사용자가 선택한다.

블레이드위의 광학표시의 배치는 블레이드위의 종래의 눈금과 관계표시와 양립할 수 있으며, 이 눈금표시들은 사용자가 볼 수 있으므로 테이프자 측정장치는 사람이나 기계가 사용중 다같이 판독할 수가 있다.

만약 블레이드에 의해서 횡단되는 거리의 부정확한 판독을 일으키는 광학표시와 블레이드(24)위에 어떤 긁힘이나 기타 홈등이 나타나면, 오차검지회로(186)와 함께 광전자 감지기 및 관계회로의 두 채널 배치는 그러한 오차상태를 검지하고 그 오차를 케이싱(10)위의 적당한 오차경고등을 작동시키거나 표시기를 섬광시켜서 사용자에게 신호하며, 후의방법은 측정을 완료하게 하며 사용자의 방향에서 판독할 수 있게 한다.

오차가 신호되고 블레이드(24)가 케이싱(10) 속으로 복귀된 후, 오차모니터링 회로는 오차모니터가 적당한 초기상태에 복귀하는 것을 확보하기 위해서 광전자 감지기의 신호상태에 따라 제어된 방법으로 리세트된다. 블레이드(24) 위의 광학표시와 하우징(10)에 의해서 운반되는 광전자 감지기의 결합장치는 테이프자에 있어서의 광범한 블레이드 복귀속도와 양립할 수 있다.

상기 방법은 손으로 쥘 수 있고 휴대할 수 있도록 테이프자 장치를 크기가 작고 또 경량의 것으로 하는 방법으로 제공되어 있다.

기억장치(200)의 배치에 의해서 제공되는 저장 또는 기억장치는 사용자의 지령에 따라서 현재의 판독 또는 지시를 기억장치내에 저장하는데 소용이 된다. 이것은 제9도의 (260)으로 지정된 제어회로를 통해서 기억장치(200)의 적당한 제어를 하는 하우징(10) 위의 저장(표시되어 있지 않음)으로 지정된 푸쉬버튼 스위치의 수동조작으로 이루어진다.

6판독까지 표시되어 있는 장치에 있어서 저장푸시버튼의 순서조작에 응답하여 순서로 저장될 수 있다.

하우징(10)위의 소환(표시안됨)으로 지정된 푸시버튼 스위치의 수동조작은 저장되어 있는 판독의 순서대로 기억장치(200)내로 저장된 판독을 소환한다. 소환된 판독은 표시기(54)에 이동된다.

이 소환푸시버튼은 제어회로(260)를 통해서 기억장치(200)의 적당한 제어를 한다. 소환버튼을 처음에 누르면 최초로 저장된 판독을 소환하며, 다음에 소환버튼을 누르면 다음으로 저장된 판독을 소환한다.

하우징(10)위의 축적(표시되지 않음)으로 지정된 푸시버튼 스위치의 수동조작은 표시된 수를 기억장치(200) 안으로 가해준다. 이 축적 푸시버튼은 제어회로(260)를 통해서 기억장치(200)의 적당한 제어를 한다. 축적 푸시버튼의 조작은 저장된 최후수에 표시된 수를 더해준다. 메모리를 소거하고 한조의 판독의 축적을 개시하기 위하여 첫째의 것은 저장버튼을 눌러서 들어가고 다음 것은 축적버튼을 눌러서 그것에 가해진다.

이러한 방법으로 6까지 각기의 합은 표시된 장치내에 축적되며, 이 합은 상기와 같이 소환버튼의 조작으로 표시를 위해서 소환될 수 있다. 하우징(10)위의 역푸시버튼(표시되지 않음)은 제9도의 회로내의 카운터(182)에 연결되고, 262로 지정된 제어회로를 통해서 작동적으로 연결되어 있다. 이 버튼의 수동조작은 카운터(182)의 감지를 역으로 하는데 소용되며, 따라서 표시된 측정은 블레이드(24)가 신장됨에 따라서 감소된다.

그 결과, 사용자가 기억장치(200)로부터 눈금 또는 측정을 소환시키기 위하여 소환버튼을 눌른 후에, 블레이드(24)는 표시기(54)가 0을 나타낼 때까지 연장될 수 있으며, 그 시간에 소환된 측정은 블레이드(24)의 길이연장에 의해서 나타난다.

이러한 동작이 기억장치(200)내에 저장된 많은 판독을 위해서 반복될 수 있다.

이것은 사용자가 현장에서 몇개의 측정을 하는데 있어서 매우 편리하며, 또 작업장으로 돌아가는데 있어서도 장점을 가지며, 사용시에는 이 측정을 소환해야 한다.

사용자 소환 및 리버어스 조작을 함으로써 몇개의 측정을 기록해 둘 필요가 없고, 각 길이를 측정해 낼 수가 있다. 뿐만 아니라 리버어스 버튼은 사용자에게 그가 원하는 공차가 무엇이든지 간에 측정을 배열할 수 있게 허용해 준다.

이것은 블레이드(24)가 신장되어서 표시기(54)가 0 가까이 읽을 때, 표시기(54)내의 실제 눈금은 소환된 정확한 측정으로부터 편차를 지시하기 때문이다.

그러므로 상기한 바에 의해서 본 발명은 계획된 목적을 달성할 수 있다는 것은 명백하다.

본 명세서는 본 발명의 몇 가지 실시예를 상세히 기술했지만, 이것은 예시의 목적을 위한 것이며, 이에 한정된 것은 아니다.

Claims (1)

1. 손으로 쥘 수 있는 휴대용 길이측정기구에 하우징, 스푸울(spool) 및 스푸울 위에 감겨진 상태로 편의되어 있으며, 측정될 거리를 이동할 수 있도록 하우징으로부터 전후방으로 자유로이 움직일 수 있는 일단을 갖고 감길 수 있으며 사람과 기계가 판독이 가능한 측정용 테이프 블레이드를 가진 테이프자에 있어서, 상기 블레이드는 자눈금을 가지고 있으며 일단으로부터 다른 단으로 블레이드의 길이방향으로 연장되어 있는 상이한 반사특성을 가진 일련의 동일간격으로 교대되면서 광을 반사하는 지역을 포함하고 있으며, 상기 블레이드의 이동량을 지시하도록 상기 지역으로부터 반사되는 광에 응답하는 다수의 광학수단, 상기 다수의 광학수단은 동시에 동일한 반사특성의 지역에 응답하도록 위치되어 있고 신호들을 상기 블레이드에 의해서 이동하는 거리를 표시하는 신호로 변환시키기 위하여 상기 감지기에 연결되어 시각적인 측정표시기를 포함하고 있는 판독수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지탈 테이프자.

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