NL193074C - Penrecorder van het automatische balancerende type. - Google Patents

Description

11 193074

Penrecorder van het automatische balancerende type

De uitvinding heeft betrekking op een penrecorder van het automatische balancerende type, waarbij een penwagen wordt bewogen door een automatische balanceereenheid in responsie op de grootte van een 5 gemeten signaal in een richting loodrecht op de transportrichting van een registratiekaart en waarbij de penwagen en de balanceereenheid, die is voorzien van een potentiometer, een servoversterker en een borstelloze gelijkstroommotor, zijn aangebracht op een gedrukte bedradingsplaat.

Een dergelijke penrecorder is bekend uit de publicatie in J. Electron. ENG., No. 128, augustus 1977, blz. 47-50, van Shigetaka Miura.

10 De onderhavige uitvinding heeft ten doel een penrecorder te verschaffen die compact in afmetingen is, zeer betrouwbaar is in bedrijf, goedkoop kan worden gefabriceerd en gemakkelijk kan worden onderhouden en bediend.

De penrecorder volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de borstelloze gelijkstroommotor een platte vorm heeft en is voorzien van een als chassis dienende jukplaat en een aandrijfwiel, die beide 15 zijn aangebracht aan één zijde van de bedradingsplaat, voorts van een aan de andere zijde van de bedradingsplaat aangebrachte rotor en van verscheidene ankerspoelen, die zijn opgenomen in montage-gaten die zijn aangebracht in bij benadering tegenover de rotor gelegen delen van de bedradingsplaat.

De bovenstaande en andere doelstellingen, effecten, eigenschappen en voordelen van de onderhavige 20 uitvinding zullen duidelijk worden uit de navolgende beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen ervan, waarbij wordt verwezen naar de begeleidende tekening. Daarin is:

Figuur 1 een aanzicht in perspectief van een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een penrecorder volgens de onderhavige uitvinding.

Figuur 2 een soortgelijk aanzicht als figuur 1 maar illustreert de inwendige componenten ervan.

25 Figuur 3 een schematische verticale doorsnede door de penrecorder van figuur 2.

Figuur 4 een perspectief aanzicht van een kaartcassette ervan.

Figuur 5 een perspectief aanzicht van een weergeefeenheid ervan.

Figuur 6 een perspectief aanzicht van een servo-eenheid ervan.

Figuur 7 een aanzicht met uiteen genomen delen van een magnetostrictie-potentiometer die wordt 30 gebruikt in de servo-eenheid die getoond is in figuur 6.

Figuur 8 een aanzicht dat wordt gebruikt ter verklaring van de constructie van een servomotor die wordt gebruikt in de servo-eenheid van figuur 8.

Figuur 9 een biokschema van de servo-eenheid die getoond is in figuur 6.

Figuur 10 een biokschema van een andere servo-eenheid.

35 Figuur 11 een biokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm van een driepensrecorder in overeenstemming met de onderhavige uitvinding.

Figuur 12 een aanzicht dat wordt gebruikt voor het verklaren van een geheugen dat wordt gebruikt in de driepensrecorder getoond in figuur 11.

Figuur 13 een stroomschema dat wordt gebruikt ter verklaring van de bedrijfswijze van de driepens-40 recorder die getoond is in figuur 11.

Figuur 14 een aanzicht dat wordt gebruikt ter verklaring van de relatie tussen de transportsnelheid van de registratiekaart en een aantal gemeten data in de driepensrecorder die getoond is in figuur 11.

Figuur 15 een aanzicht dat wordt gebruikt voor het verklaren van de bedrijfsmodus van het in figuur 10 getoonde servosysteem.

45 Figuur 16 een stroomschema dat wordt gebruikt ter verklaring van de bedrijfsmodus van het servosysteem dat getoond is in figuur 11 in samenhang met figuur 16.

Figuur 17 een aanzicht in perspectief dat gebruikt wordt ter verklaring van de constructie van een afdrukmechanisme in de eerste uitvoeringsvorm als getoond in figuur 3.

50 Figuur 1 toont het uitwendige aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een penrecorder volgens de onderhavige uitvinding. Figuur 2 toont een aanzicht in perspectief ervan en figuur 3 een schematische verticale doorsnede. De eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding heeft drie pennen.

Verwijzend naar de figuren 1, 2 en 3 heeft een doosvormige behuizing 16 een voorzijde die geopend of gesloten kan worden door een deur 17 en die een inwendige samenstelling 18 herbergt op zodanige wijze 55 dat de inwendige samenstelling 18 uit de behuizing 16 kan worden getrokken. Een cassette 19, die het registratieblad (of registratiekaart) 20 bevat, is losneembaar gemonteerd aan het onderste voorste gedeelte van de inwendige samenstelling 18 (zie figuur 4). De kaartcassette 19 bevat een cilindrische plaat 19a waar 1193074 2 omheen de kaart 20 is gewikkeld en die roteerbaar is, een eerste kaartopslageenheid 19b die dat gedeelte van de registratiekaart bevat dat nog niet is beschreven, en een tweede kaartopslageenheid 19c, integraal gevormd met de eerste kaartopslageenheid 19b, bestemd voor het ontvangst van het geregistreerde gedeelte van de kaart. De kaartcassette 19 omvat verder een aandrukelement 19d voor het geleiden van de 5 beschreven kaart 20b vanaf de plaat 19a naar de tweede kaartopslageenheid 19c. Het onderuiteinde van het aandrukelement 19d is scharnierbaar zodat het bovenuiteinde ervan zich bevindt tegenover de plaat 19a en op een geschikte afstand ervan. Een weergeefeenheid 21 is bevestigd aan het bovenste gedeelte van de inwendige samenstelling 18 op zodanige wijze dat de weergeefeenheid 21 roteerbaar is in de richting tegengesteld aan de richting waarin de deur 17 kan draaien. Zoals het best te zien is in figuur 5 heeft de 10 weergeefeenheid 21 digitale weergeefcomponenten voor het digitaal weergeven van meetomstandigheden, meetdata en het niveau van een ingesteld alarmsignaal, en drie staafvormige weergeefeenheden 23,-233 voor het weergeven van de grootten van de gemeten signalen en alarmsignalen verkregen voor de systemen van de drie pennen 8,-63 in de vorm van staafgrafieken in breedterichting van en binnen de effectieve registratiebreedte van de kaart 20. De weergeefeenheid 21 omvat verder een weergeefelement 15 24 voor het weergeven van de registratiemodus of alarmmodus. De kleuren van de staafgrafieken, weergegeven op de staafgrafiekweergeefeenheden 23,-233 zijn dezelfde als die van de inkt, die door de respectieve pennen P,-P3 wordt opgebracht op de kaart 20 (bijvoorbeeld rood, blauw en groen). Een bedieningseenheid 25 voor het instellen van de meetomstandigheden is bevestigd aan een zijwand van de inwendige samenstelling 18. Voor het instellen van de meetomstandigheden draait de operateur de 20 weergeefeenheid 21 totdat deze laatste zich in het vlak bevindt van de bedieningseenheid 25 en stelt dan de meetomstandigheden in terwijl hij de digitale weergeefeenheid 22 waarneemt. De pennen B,-B3 vormen een analoog registratiemechanisme AR dat boven elkaar is aangebracht boven de plaat 19a. Een pen PO wordt gebruikt voor het registreren van een gewenst patroon op de registratiekaart 20 en is als afdruk-mechanisme CP gepositioneerd onder het analoge registratiemechanisme AR.

25 Figuur 6 is een perspectief aanzicht dat gebruikt wordt voor het verklaren van de constructie van een servo-eenheid die gebruikt wordt als analoog registratiemechanisme in de onderhavige uitvinding, en figuur 8 is een perspectief aanzicht met uiteen genomen delen van een magnetostrictie-potentiometer die gebruikt wordt in de servo-eenheid die getoond is in figuur 7. Met verwijzing naar de figuren 6 en 9 zijn klampen 26 en 27 vervaardigd in dezelfde vorm en bevestigd aan de respectieve voorzijkanten van de gedrukte 30 bedradingsplaat 28 en een geleidingsas 32 voor het geleiden van de penwagen 29 wordt gesteund door de klampen 26 en 27. Een bladvormige magnetostrictiedraad 31a van een magnetostrictiepotentiometer 31-31 p ligt vlak boven het oppervlak van een montage-element 31 parallel met de richting waarin de penwagen 29 wordt verschoven, en een beschermplaat 31c is aanwezig voor het beschermen van de bladvormige magnetostrictiedraad 31a. Het magnetostrictie-element 31a is integraal gevormd met een 35 montage-element 31e, via een aantal verbindingsdelen 31 d. Het montage-element 31e heeft een cirkelvormig montagegat 31 f en elyptische montagegaten 31 g en 31 h. Als de magnetostrictiedraad 31a op het montage-element 31 is aangebracht, dan passen de pennen 31 i—31 k die uitsteken van een getrapt gedeelte van het montage-element 31 in de respectieve montagegaten 31f—31 h, en op deze pennen worden respectieve elastische ringvormige doppen 311-31 n gestoken. Daarna wordt de beschermplaat 31c geplaatst 40 over de magnetostrictiedraad 31a en de uiteinden van de beschermplaat 31c worden vastgezet in de respectieve rechthoekige openingen in de klampen 26 en 27, terwijl het middengedeelte van de beschermplaat 31c wordt bevestigd aan het montage-element 31 met een schroef 31 o. De bladvormige magnetostrictiedraad 31 heeft een aandrijfspoel 31 p aan een uiteinde ervan. De magnetostrictiedraad 31a is zodanig bevestigd aan het montage-element 31b dat de draad zich in lengterichting kan uitrekken of samentrekken. 45 Een buiging in dikterichting van de plaat wordt voorkomen en ook een vervorming als gevolg van temperatuurvariaties wordt voorkomen zodat de potentiometer uitstekende eigenschappen bezit. De aandrijfsnaar 30 is gewonden rond de geleidewieltjes 33 en 34 die zich bevinden aangrenzend aan de respectieve klampen 26 en 27. De voorste uiteinden van de klampen 26 en 27 hebben respectieve U-vormige groeven 26a en 27a, die dienst doen voor het bepalen van de positie van de servo-eenheid 50 wanneer deze laatste is bevestigd aan het inwendige frame van de recorder. De penwagen 29 wordt door de aandrijfsnaar 30, gewikkeld rond de geleidewieltjes 33 en 34, heen en weer bewogen en de geleidingsas 32 verloopt door het centrale deel van de penwagen 29. Een einddeel van de penwagen 29 staat in contact met het montage-element 31 b zodat de penwagen 29 beweegbaar is langs de geleidingsas 30. Een (niet getoonde) detectiespoel van de magnetostrictiepotentiometer 31 is gemonteerd op de penwagen 29 55 tegenover de magnetostrictiedraad 31a en is via een flexibele bandkabel 36 verbonden met de gedrukte bedradingsplaat 28. Een penhouder 37 is roteerbaar gemonteerd op de penwagen 29 en een (niet getoonde) pen is losneembaar bevestigd aan de penhouder 37. Een motor (waarvan alleen een jukplaat 38, 13 193074 die het magnetische circuit van de motor vormt, in figuur 6 is getoond), een motoraandrijfeenheid, een voorversterker voor het versterken van een meetsignaal en een servo-versterker voor het verkrijgen van een verschilsignaal in responsie op het positieterugkoppelsignaal van de potentiometer 31 en het uitgangssignaal afgeleid van de voorversterker zijn gemonteerd op de gedrukte bedradingsplaat 28 en vormen 5 tezamen de servo-eenheid.

Figuur 8 is een aanzicht dat gebruikt wordt om de constructie van de motor voor het aandrijven van het in figuur 6 getoonde wiel 35 te verklaren. Dezelfde referentiecijfers worden gebruikt om in de figuren 7 en 9 overeenkomstige onderdelen aan te geven. In figuur 9 is de jukplaat 38, die tevens als chassis dienst doet, gemonteerd op een hoofdoppervlak van de gedrukte bedradingsplaat 28. Verder zijn ook het wiel 35 en de 10 overbrengingstandwielen 39 en 40 gemonteerd aan dezelfde zijde van de gedrukte bedradingsplaat 28. De aandrijfsnaar 30 is gewikkeld rond het wiel 35 en dit wiel is voorzien van een inwendige vertanding die samenwerkt met het tussentandwiel 40 teneinde de rotatie van de motor op het wiel over te dragen. Een naaf 41 steekt door de gedrukte bedradingsplaat 28 en door de jukplaat 38 en een uiteinde van de naaf 41 steekt voorbij de jukplaat 38 en is zodanig gevormd dat dit deel een lager vormt voor het ondersteunen van 15 het wiel 35, terwijl het andere uiteinde ervan eindigt in een montagegedeelte voor het monteren van een lager 43 van een rotoras 42. In de cilindrische wand van de naaf 41 is een opening aanwezig boven de jukplaat 38 aangrenzend aan een uiteinde van de naaf zodanig dat een uitgangstandwiel 44, gedragen door een uiteinde van de rotoras 42, kan samenwerken met een tussentandwiel 39. Een rotor 46 met een aantal in de omtreksrichting op onderlinge afstand verdeelde magneten 45 is bevestigd aan het andere uiteinde 20 van de rotoras 42. Er wordt op gewezen dat de delen die grenzen aan de magnetisch neutrale punten van de rotor 46 dunner zijn uitgevoerd zodat de rotor 46 een laag gewicht heeft. Als resultaat daarvan heeft de rotor 46 een laag traagheidsmoment en vertoont derhalve een snelle responsie. De servo-motor heeft daarmee toereikende responsie-eigenschappen. De gedrukte bedradingsplaat 28 is voorzien van een aantal montagegaten 48 waarin een aantal respectieve ankerspoelen 47 zijn aangebracht, en twee verdere 25 montagegaten 51 en 52 (waarvan 52 niet is getoond) waarin Hall-elementen 49 en 50 zijn ingebracht (waarvan 50 niet is getoond) op zodanige wijze dat ze onderling zijn gepositioneerd onder een elektrische hoek van 90°. De gedrukte bedradingsplaat 28 is verder voorzien van een aantal montagegaten voor het monteren van componenten van een geïntegreerde halfgeleiderschakeling die behoren tot de motoraandrijf-schakeling en waarbij de jukplaat 38 wordt gebruikt als koelplaat, maar deze montagegaten zijn niet 30 getoond. De rotor 46 wordt beschermd door een beschermdeksel 53. Derhalve heeft de motor de vorm van een platte borstelloze gelijkstroommotor en kan de hoogte-afstand tussen het aandrijvende wiel 35 en de beschermdeksel 56 worden verminderd en kan derhalve de installatieruimte nodig voor het monteren van de motor met inbegrip van de reducerende overbrenging worden verkleind. Daaruit volgt derhalve dat wanneer een dergelijke motor wordt gebruikt de servo-eenheid als geheel dun en qua afmetingen compact kan 35 worden uitgevoerd.

Figuur 9 is een blokschema van de servo-eenheid met de bovenbeschreven constructie. Dezelfde referentiecijfers worden gebruikt voor het aangeven van gelijke delen in de figuren 6 en 9. In figuur 9 wordt met het referentiecijfer 31 q een potentiometerstuurschakeling aangeduid; 54 is een voorversterker; 55 is een servoversterker; 56 is een motorstuurschakeling; en M is de motor zelf. De componentdelen, omsloten door 40 de streep-stip-lijn zijn integraal ondergebracht op de gedrukte bedradingsplaat 28.

Met de boven beschreven constructie wordt de penwagen 29 verplaatst via een automatisch balansmechanisme bestaande uit de servoversterker 55, de motor M en de potentiometer 31 in een richting loodrecht op de transportrichting van de registratiekaart in responsie op de grootte van een meetsignaal dat wordt aangeboden aan de voorversterker 54, zodanig dat analoge data representatief voor de grootte van 45 het meetsignaal, wordt geregistreerd op de registratiekaart 20.

Met de boven beschreven constructie worden nagenoeg alle componentdelen direct gesoldeerd op de gedrukte bedradingsplaat, zodat de pakkingsdichtheid kan toenemen en derhalve de penrecorder compact van afmetingen kan worden gemaakt en het aantal fabricagestappen kan worden gereduceerd. Verder kunnen fouten in draadleidingen en connectoren, die optreden bij de bekende penrecorders, worden 50 geëlimineerd zodat een hoge mate van betrouwbaarheid van de penrecorder volgens de uitvinding kan worden verzekerd. Bovendien kan de werking van de servo-eenheid als één enkele eenheid worden gecontroleerd zodat inspectie en onderhoud kan worden vereenvoudigd en vergemakkelijkt. Bovendien zijn de servo-eenheden van het boven beschreven type geheel uitwisselbaar, zodat het voor het fabriceren van een multipen-recorder voldoende is om een aantal servo-eenheden van hetzelfde type te vervaardigen 55 waardoor massaproductie haalbaar wordt en de fabricagekosten kunnen worden gereduceerd. Verder kan de samenstelling van de servo-eenheid met het hoofdlichaamsframe worden gerealiseerd door eenvoudig de servo-eenheid op een vooraf bepaalde plaats in te steken. Derhalve blijven de fabricagestappen, in 1193074 4 tegenstelling met de uit de stand der techniek bekende multipenrecorders, ongewijzigd ongeacht het aantal pennen dat toegepast wordt, zodat het fabricageproces aanzienlijk kan worden vereenvoudigd.

In het bovenstaande is beschreven dat de motor en andere componentdelen zijn gemonteerd op een gemeenschappelijke gedrukte bedradingsplaat, maar het zal duidelijk zijn dat een gedeelte van de gedrukte 5 bedradingsplaat, waarop de motor is gemonteerd, afzonderlijk kan worden vervaardigd en nadat de motor op dit afzonderlijke deel is gemonteerd kan dit deel worden gecombineerd met de gedrukte bedradingsplaat en kan de motor elektrisch worden verbonden met de op de resterende gedrukte bedradingsplaat aanwezige componenten door solderen of dergelijke. Daarmee wordt het mogelijk om de motor afzonderlijk te assembleren en wordt het gemakkelijk om de motor te vervangen.

10 Verder is het mogelijk om een meetsignaal om te vormen in een digitaal signaal dat op zijn beurt wordt aangeboden aan het servosysteem onder besturing van een microprocessor (kortweg aangeduid als ”CPU”). Figuur 11 toont een blokschema van een servo-eenheid die gestuurd wordt door een CPU op de boven beschreven wijze. Dezelfde referentiecijfers worden gebruikt om dezelfde onderdelen aan te duiden in de figuren 9 en 10. In figuur 10 wordt een meetsignaal aangeboden via de voorversterker 54 aan een 15 A/D-omvormer 57 om te worden omgevormd tot een digitaal signaal. Het digitale uitgangssignaal van de A/D-omvormer 57 wordt aangeboden via een bus 58 aan de CPU 59 die vooraf bepaalde rekenkundige operaties uitvoert. Het digitale uitgangssignaal van de CPU 59 wordt aangeboden via de bus 58 aan een D/A-omvormer 60 om tot een analoog signaal te worden omgevormd. Derhalve voert de servo-eenheid de automatische balansering uit in responsie op het analoge uitgangssignaal dat afgeleid wordt uit de 20 D/A-omvormer 60, zodat bijvoorbeeld tijdens het registreren met de pen de operaties voor het corrigeren van de tijdas tussen de aangrenzende pennen zodanig kunnen worden uitgevoerd dat de anaioge registratie kan plaats vinden zonder begeleidende faseverschillen op de tijdas.

In het geval van een analoge registratie zonder begeleidende faseverschillen op de tijdas tussen de aangrenzende pennen wordt in het algemeen de grootte van het meetsignaal, dat aangeboden wordt aan 25 het servosysteem, omgevormd tot een digitaal signaal met een frequentie die correspondeert met de transportsnelheid van de registratiekaart. Derhalve varieert de meetfrequentie in responsie op de transport-snelheid van de kaart, zodat het onmogelijk wordt op een vooraf bepaalde snelheid te meten. In het bijzonder wanneer de transportsnelheid van de kaart wordt verminderd wordt de bemonsteringsfrequentie van de meetsignalen langer, zodat het moeilijk wordt om de geregistreerde data waar te nemen. Om dit 30 probleem te overwinnen is het voldoende om de meetsignalen, afgeleid uit een aantal systemen, om te vormen tot digitale signalen op een vooraf bepaalde frequentie onafhankelijk van de transportsnelheid van de registratiekaart en respectievelijk onder besturing van de CPU aan te bieden aan de servosystemen.

Figuur 11 toont een diagram ter verklaring van een verdere uitvoeringsvorm van een penrecorder in overeenstemming met de onderhavige uitvinding, die functioneert op de zojuist in het bovenstaande 35 beschreven wijze. Met verwijzing nu naar figuur 11 zijn de registratiepennen P,-P3 parallel aangebracht in de transportrichting (aangeduid met een pijl) van de registratiekaart 20 en de pennen P2 en P3 staan op respectievelijk vooraf bepaalde afstanden van de pen P,. De plaat 19a draait met een vooraf bepaalde omwentelingssnelheid, ingesteld door de CPU 59, met behulp van een registratiekaart-transportmechanisme 61 waartoe een pulsmotor behoort. De meetsignalen, aangeboden aan de respectieve ingangsaansluitingen 40 Ti,-Ti3 worden versterkt door de respectieve voorversterkers 54,-543 en aangeboden aan de respectieve A/D-omvormers 57,-573 teneinde tot digitale signalen te worden omgevormd. In dit geval worden de analoge signalen, in responsie op een stuursignaal dat uitgezonden wordt door de CPU 59 via een fotokoppeling of opto-isolator 624, door de A/D-omvormers 57,-573 omgevormd tot digitale signalen op een vooraf bepaalde frequentie onafhankelijk van de transportsnelheid van de registratiekaart 20 en worden de 45 digitale uitgangssignalen van de A/D-omvormers 57,-573 aangeboden via de respectieve fotokoppelingen 62,-623 a's meetdata aan de CPU 59. Als resultaat daarvan wordt, als de transportsnelheid van de kaart 20 vertraagd, het aantal data-omvormingen verhoogd terwijl bij verlagen van de transportsnelheid van de registratiekaart 20 het aantal data-omvormingen afneemt. De meetdata van het systeem behorend bij de referentieregistratiepen P, wordt sequentieel aangeboden via de CPU 59 aan een servosysteem SL,, zodat 50 een registratie in echte tijd van de meetdata wordt uitgevoerd door de registratiepen P,. Anderzijds wordt de meetdata van de systemen, behorend bij de registratiepennen P2 en P3 aangeboden aan de CPU 59 zodat een maximum waarde, een minimum waarde en een gemiddelde waarde van alle meetdata gedurende een transportstap van de registratiekaart 20 worden verkregen en opgeborgen in de geheugens M2 en M3. In responsie op het stuursignaal van de CPU 59, dat afhankelijk is van de ingestelde transportsnelheid van de 55 registratiekaart 20, worden een of meer data selectief gelezen uit de geheugens M2 en M3 en aangeboden aan de servosystemen Sl_2 en SL3 op zodanige tijdstippen dat een vooraf bepaalde tijdsvertraging wordt verkregen als compensatie voor het faseverschil met de referentieregistratiepen P, en via de pennen P2 en 5 193074 P3 op de kaart 20 geregistreerd.

Figuur 12 toont een diagram dat wordt gebruikt voor het verklaren van het onderliggende principe van de geheugens M2 en M3 die aangegeven zijn in het blokschema van figuur 12. Als er een faseverschil bestaat correspondeerd met n stappen in de transportrichting van de kaart 20 tussen de pennen, dan wordt een 5 ringbuffer, die in staat is om een aantal van n datagegevens op te bergen als getoond in figuur 12(a), gebruikt en wordt ervoor gezorgd dat de ingangsaanwijzer IP en de uitgangsaanwijzer OP worden verschoven. De verschuivingen van de ingangs- en uitgangsaanwijzer IP en OP worden telkens uitgevoerd wanneer de kaart 20 over een stap wordt getransporteerd in responsie op een interruptiesignaal. Figuur 12(b) toont dat de data een maal door de buffer circuleert en figuur 12(c) toont dat de data twee maal in de 10 buffer circuleert. Figuur 12(d) toont de inhoud van de buffer op het tijdstip B in figuur 12(c). Het blijkt uit figuur 12(d) dat wanneer het tijdstip van de registratiekaart-transportstap gelijk is aan (n+m), dat data wordt afgeleid op een tijdstip m van de kaarttransportstap. Dat betekent (n+m)-m=n , zodat de fasecorrectie van n stappen is gerealiseerd.

Figuur 14 is een stroomschema dat wordt gebruikt voor het verklaren van de werking van de penrecorder 15 als getoond in figuur 11. De nieuwste maximum waarde, minimum waarde en gemiddelde waarde, opgeborgen in een geheugen in de CPU 59 worden geleverd aan de geheugens M2 en M3, zodat het geheugen in de CPU 59 wordt teruggesteld. Vervolgens worden vooraf bepaalde data geleverd vanaf de geheugens M2 en M3 naar de servosystemen SL2 en SLj. In responsie op de transportsnelheid van de registratiekaart 20 worden selectief geleverd: (1) een meetgegeven betreffende de werkelijke tijd (2) een 20 gemiddelde waarde of (3) een gemiddelde waarde, een minimum waarde, een gemiddelde waarde, een maximum waarde, een gemiddelde waarde Als bijvoorbeeld aangenomen wordt dat de omvormings-frequentie van de A/D-omvormers 57,-573 correspondeert met 125 ms en dat de resolutie van de transportsnelheid van de registratiekaart 20 gelijk is aan 0,1 mm (0,05x2), dan is de relatie tussen de transportsnelheid x(mm/uur) van de registratiekaart 20 en het aantal meetdata D aangegeven in figuur 14.

25 In het geval van 2880 sx wordt de meetdata gelijk aan nul of één. In het geval van nul wordt de meetdata geleverd op een vooraf bepaalde stap en in het geval van één wordt de meetdata geleverd in werkelijke tijd. In het geval van 576<x<2880 wordt de meetdata gelijk aan één tot vijf zodat een gemiddelde waarde van de meetdata wordt geleverd. In het geval van 288sxs587 tot het geval xs72 wordt de meetdata groter dan vijf zodat een gemiddelde waarde minimum waarde gemiddelde waarde maximum waarde gemiddelde waarde 30 van de meetdata in de genoemde volgorde worden geleverd. Als resultaat worden de verschillen tussen de maximum en minimum waarden geregistreerd.

Met de boven beschreven constructie wordt de meting altijd uitgevoerd op een vooraf bepaalde frequentie onafhankelijk van de transportsnelheid van de kaart 20. Als resultaat daarvan zal, zelfs als de transportsnelheid van de registratiekaart 20 ingesteld is op een zeer lage waarde, de waarneming niet 35 negatief worden beïnvloed, dit in tegenstelling tot de uit de stand der techniek bekende penrecorders en drie registratielijnen corresponderend met de grootten van de meetsignalen worden getrokken zonder enig faseverschil op de kaart 20 door de pennen Ρ,-Ρ3. In het bovenstaande is de uitvinding beschreven aan de hand van een driepensrecorder, maar het zal duidelijk zijn dat de onderhavige uitvinding op gelijke wijze kan worden toegepast bij een tweepensrecorder of bij een penrecorder met vier pennen of meer.

40 Zoals in het bovenstaande is beschreven worden in overeenstemming met de uitvinding de meetsignalen omgevormd tot digitale signalen en aangeboden aan de servosystemen SL onder besturing van de CPU 59. Als een meetsignaal dat groter is dan de effectieve registratiebreedte aangeboden wordt aan het servosys-teem SL, dan wordt de waarde van het meetsignaal dat aan het servosysteeem SL wordt aangeboden gefixeerd op de effectieve registratiebreedte onder besturing van de CPU waardoor een te ver gaande 45 beweging van de penwagen 29 wordt voorkomen.

Figuur 15(a) toont diverse breedten en het bewegingstraject van de penwagen 29 in de penrecorder van het type dat getoond is in figuur 11. Met A wordt een registratiebreedte (0-100%) aangegeven; B is een effectieve registratiebreedte (—1 %—0%—101 %); C is het bewegingstraject van de penwagen 29; en D is een volledig meetbaar traject. Met b, is de ondergrens van de effectieve registratiebreedte aangegeven terwijl b2 50 de bovengrens daarvan aangeeft. Deze onder- en bovengrenzen zijn als digitale gegevens in een (niet getoond) geheugen opgeslagen. Met c, wordt een mechanische stop bij 0% in het bewegingstraject C van de penwagen 29 aangegeven terwijl c2 een mechanische stop aanduidt bij 100%. Figuur 15(b) is een diagram dat wordt gebruikt voor het verklaren van de signaalrelaties van het servosysteem van de penrecorder. X1 vertegenwoordigt het uitgangssignaal van de D/A-omvormer 60 terwijl F een terugkoppel-55 signaal vertegenwoordigt dat afgeleid wordt via de potentiometerstuurschakeling 31 q.

Figuur 16 is een stroomschema dat wordt gebruikt ter verklaring van de werkingswijze van de penrecorder van het type dat getoond is in figuur 11 gebaseerd op de boven beschreven eigenschappen. Een 1193074 6 meetsignaal X wordt versterkt (genormeerd) door de voorversterker 54 en omgevormd tot een digitaal signaal door de A/D-omvormer 57. Het digitale uitgangssignaal van de A/D-omvormer 57 wordt aangeboden aan de CPU 59 waarin vooraf bepaalde rekenkundige operaties uitgevoerd worden zoals lineairiseren, op schaal brengen en dergelijke. Het verwerkte signaal wordt omgevormd tot een weergeefsignaal en een 5 registratiesignaal. Het weergeefsignaal wordt aangeboden aan de weergeefeenheid zodat de waarde ervan wordt weergegeven en het registratiesignaal wordt aangeboden aan de D/A-omvormer 60 om te worden omgevormd tot een analoog signaal X1. De CPU 59 vergelijkt het analoge signaal X1 met de onder- en bovengrenzen b1 en b2 van de effectieve breedte B. Als b1<X1<b2 of als het analoge signaal X1 dat aangeboden wordt aan het servosysteem ligt binnen de effectieve breedte B, dan varieert het analoge 10 signaal X1 in responsie op de grootte van het meetsignaal X. Het analoge signaal X1 wordt via de servoversterker 55 aangeboden aan de motor M en vergeleken met het signaal F dat afkomstig is van de potentiometer 31. Als het meetsignaal X ligt binnen de effectieve registratiebreedte B, zoals in het bovenstaande is beschreven, dan wordt een registratie, representatief voor de grootte van het gemeten signaal X, uitgevoerd door de pen, die bevestigd is aan de penwagen 29. Als b1>X1 (onder de schaal), dan 15 beperkt de CPU 59 het analoge signaal X1 dat aan het servosysteem wordt aangeboden tot de ondergrens b1 ongeacht de werkelijke grootte van het meetsignaal X. Als b2<X1 (boven de schaal), dan beperkt de CPU 59 het aan het servosysteem aangeboden analoge signaal X1 tot de bovengrens b2. Als het analoge signaal X1, dat aangeboden wordt aan het servosysteem is beperkt tot de onder- of bovengrens bl of b2, dan is het servosysteem in evenwicht gebracht op b1 of b2 zoals getoond is in figuur 15(b). Als resultaat 20 daarvan wordt de penwagen 29 gestopt voordat contact wordt gemaakt met de mechanische stopelementen aangebracht op c1 en c2, zodat er geen botsingsstoot op de penwagen 29 wordt uitgeoefend. Bovendien wordt het servosysteem altijd gehandhaafd in een evenwichtstoestand, zodat de warmtedissipatie van de motor M tot een minimum kan worden gereduceerd en ook de vermogensopname kan worden verminderd. Figuur 17 toont een aanzicht dat wordt gebruikt voor het in meer detail verklaren van de constructie van 25 het afdrukmechanisme CP dat getoond is in figuur 3. Dezelfde referentiecijfers worden gebruikt in de figuren 4 en 18. In figuur 18 wordt met het referentiecijfer 63 een wagen aangeduid die scharnierbaar bevestigd is aan een uiteinde van de penarm 64 via de as 65 en verschuifbaar wordt gesteund door een hoofdas 66 en een hulpas 67. De beiden uiteinden van de hoofdas 66 en de hulpas 67 zijn stevig bevestigd aan de zijplaten 68 en 69 en de hoofdas 66 en de hulpas 67 verlopen parallel aan elkaar. Het onderuiteinde van 30 een van de zijplaten 68 is gevormd tot een getande sector die aangrijpt op een tandwiel 71 dat aangebracht is op de uitgangsas van een motor 70, zodat bij rotatie van de motor 70 de zijplaat 68 gaat roteren rond de hoofdas 66. Het referentiecijfer 73 wijst op een bekrachtigingsplaat voor het bewegen van de penarm 64 in verticale richting en is roteerbaar bevestigd aan een zijplaat van een (niet getoond) hoofdlichaam. De bekrachtigingsplaat 73 is via een verbinding 74 gekoppeld met een plunjer 76 van een solenoïde 75, zodat 35 de bekrachtigingsplaat 73 roteerbaar is. Het referentiecijfer 77 vertegenwoordigt een aandrijfsnaar voor het verplaatsen van de wagen 63, welke snaar gewikkeld is rond een aangedreven snaarwiel 79 dat aangedreven wordt door een motor 78 en loopt verder rond de snaarwielen 80 en 81. De aandrijfsnaar 77 is stevig bevestigd aan de wagen 63.

Tijdens bedrijf wordt de registratiekaart 20 continu getransporteerd in een vooraf bepaalde richting, 40 aangegeven door een pijl, met een geschikte snelheid die ligt tussen 5mm/uur en 12000mm/uur. De grootten van de gemeten signalen worden op analoge wijze geregistreerd op de kaart 20 door de pennen Ρ·,-Ρ3 terwijl de pen Po diverse data registreert zoals de transportsnelheid van de kaart 20, de datum, de tijd, alarminformatie, tijdmarkeringen en dergelijke op de kaart 20.

Als afgedrukt moet worden met behulp van de pen Po in responsie op een afdruksignaal, dan moet de 45 pen Po worden verplaatst in de transportrichting van de kaart 20, in een richting loodrecht op de transport-richting van de kaart 20, en in een richting loodrecht op de kaart 20. Om de pen Po te bewegen in de transportrichting van de kaart 20 wordt de motor 70 bekrachtigd, zodat de penarm 64 voorwaarts of achterwaarts ten opzichte van de plaat 19a wordt bewogen. Om de pen Po te bewegen in de richting loodrecht op de transportrichting van de kaart 20, wordt de motor 78 bekrachtigd zodat de aandrijfsnaar 77 50 zorgt voor een verplaatsing van de wagen 63. Om de pen Po te bewegen in een richting loodrecht op de registratiekaart 20 wordt de solenoïde 75 selectief bekrachtigd, zodat de bekrachtigingsplaat 73 wordt geroteerd en als gevolg hiervan wordt penarm 64 verschoven.

Terwijl de kaart 20 dus continu wordt getransporteerd kan een vooraf bepaald patroon worden afgedrukt op de kaart 20 en afhankelijk van de transportsnelheid van de kaart 20 zal het patroon meer of minder 55 schuin verlopen. Als bijvoorbeeld aangenomen wordt dat 20 karakters worden gedrukt op een lijn en dat de afdruksnelheid twee karakters per seconde bedraagt, dan zijn er 10 seconden nodig om een lijn te drukken. Als de grens aan de schuinstand van het geregistreerde patroon 2 mm op 100 mm bedraagt, dan wordt de

Claims (3)

1. 7 193074 transportsnelheid van de kaart 20 begrensd op 2mm/10s=720mm/uur. In het geval van een penrecorder die in staat is om te werken met en ingestelde transportsnelheid van de kaart 20 tussen 5mm/uur en 12000mm/ uur zoals in het bovenstaande is beschreven, kan het afdrukken met een toelaatbare schuinstand worden uitgevoerd bij een transportsnelheid tussen 5mm/uur en 720mm/uur.
2. 5 In deze uitvoeringsvorm zijn de motoren 70 en 78 stapmotoren met dezelfde eigenschappen, die in staat zijn om af te drukken met een snelheid van ongeveer 5cm/s en een resolutie van 0,2mm. De motoren 70 en 78 moeten daarom worden teruggesteld op hun respectieve initiële posities. Daartoe kunnen mechanische stopelementen aanwezig zijn en de aandrijfpulsen worden gedurende een vooraf bepaalde tijdsduur aangeboden zodat de stapmotoren uit afstemming raken en daarna teruggesteld worden. Het is ook 10 mogelijk om schakelaars aan te brengen zodanig dat in responsie op de contactsignalen de stapmotoren worden teruggesteld. Bovendien kan een codeereenheid direct worden gekoppeld met elke stapmotor zodat de initiële positie kan worden bepaald. Alleen in het geval van een afdrukoperatie mogen de motoren 70 en 78 worden bekrachtigd zodat de vermogensopname tot een minimum wordt gereduceerd zodat de temperatuurstijging in de penrecorder wordt onderdrukt.
3. 15 De in het bovenstaande beschreven potentiometer is voorzien van een magnetostrictiedraad. Maar het zal duidelijk zijn dat ook willekeurige andere geschikte potentiometers kunnen worden gebruikt zoals potentiometers voorzien van elektrisch geleidend plastic of dergelijke. Als de magnetostrictie-potentiometer wordt gebruikt dan worden een bekrachtigingsspoel en een uitgangstransformator aangebracht op de penwagen en wordt de magnetostrictiedraad voorzien van een 20 detectiespoel. Een voedingseenheid wordt gekoppeld met de uiteinden van de magnetostrictiedraad, waardoor een draadloze potentiometer kan worden verschaft. In dat geval kan de flexibele kabelverbinding 36, getoond in figuur 6, achterwege blijven. Zoals in het bovenstaande is beschreven kan met behulp van de onderhavige uitvinding een hoge pakkingsdichtheid worden gerealiseerd zodat een penrecorder in overeenstemming met de uitvinding 25 compact van afmetingen is, zeer betrouwbaar in functioneren, goedkoop in fabricage en gemakkelijk te onderhouden en te bedienen. 30 Penrecorder van het automatisch balancerende type, waarbij een penwagen wordt bewogen door een automatische balanceereenheid in responsie op de grootte van een gemeten signaal in een richting loodrecht op de transportrichting van een registratiekaart en waarbij de penwagen en de balanceereenheid, die is voorzien van een potentiometer, een servoversterker en een borstelloze gelijkstroommotor, zijn 35 aangebracht op een gedrukte bedradingsplaat, met het kenmerk, dat de borstelloze gelijkstroommotor (M) een platte vorm heeft en is voorzien van een als chassis dienende jukplaat (38) en een aandrijfwiel (35), die beide zijn aangebracht aan één zijde van de bedradingsplaat (28), voorts van een aan de andere zijde van de bedradingsplaat (28) aangebrachte rotor (46) en van verscheidene ankerspoelen (47), die zijn opgenomen in montagegaten (48) die zijn aangebracht in bij benadering tegenover de rotor (46) gelegen delen van 40 de bedradingsplaat (28). Hierbij 17 bladen tekening