DE1548725C - Anordnung zum Ablesen digitaler Skalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das maschinelle Ablesen von Skalen unter Vermeidung einer Mehrdeutigkeit bei der Ablesung, und insbesondere auf eine Anordnung zum Ablesen einer Skala durch Herstellen einer Folgeverbindung zwischen einer oder mehreren Bürsten und wenigstens einem Kontakt, wobei die Bürsten-Kontakt-Kombinationen die Skalenunterteilungen bilden und jede Bürste und der bzw. die ihr zugeordneten Kontakte längs eines Bürstenpaares relativ verschiebbar sind, und wobei Bürsten-Kontakt-Verbindungen, die sich auf zwei oder mehr aufeinanderfolgende Skalenunterteilungen beziehen, gleichzeitig auftreten können.

In Verbindung mit der vorliegenden Beschreibung werden die Ausdrücke »Kontakt« und »Bürste« verwendet und die Zuordnung von »Kontakt« und »Bürste« wird als »Verbindung« bezeichnet. Die Bedeutung dieser Ausdrücke ist in Zusammenhang mit elektrischen Stromkreisen üblich, diese Ausdrücke werden jedoch nachstehend auch in Zusammenhang mit anderen, äquivalenten Anordnungen verwendet. Beispiele für derartige äquivalente Anordnungen sind optische, pneumatische, hydraulische und insbesondere magnetische Anordnungen, z. B. solche, bei denen ein diskreter Bereich eines Materials in einem bestimmten magnetischen Zustand einem »Kontakt« entspricht, und ein Fühler, der einer »Bürste« entspricht, vorgesehen ist, um das eine oder das andere von zwei Signalen (deren eines einem Zustand fehlenden Signals entsprechen kann) zu erhalten, je nachdem, ob der Fühler wirksam mit einem solchen diskreten Bereich des Materials gekoppelt (»verbunden«) ist oder nicht.

Bisher zur Vermeidung von Mehrdeutigkeiten bei der maschinellen Ablesung von Skalen verwendete Anordnungen haben entweder nach dem Doppelbürstenauswählverfahren oder mit zyklischem Code mit Einheitenabstand gearbeitet. Ein Auswählsystem behält die normale Reihenfolge der Codierung der Skala bei, macht jedoch die doppelte Anzahl von Bürsten im Vergleich zu einem entsprechenden zyklischen System notwendig. Die zyklischen Vertauschungen sind eindeutig, erfordern jedoch eine komplizierte Dekodierung. Die Auflösung beider Systeme ist auf die kleinste praktische Kontaktlänge begrenzt, und zwar auf die volle Länge im Falle eines Auswählsystems und auf die halbe Länge im Falle eines zyklischen Systems. Ferner muß die Länge der Bürste in beiden Systemen berücksichtigt werden.

Ziel der Erfindung ist es, das Auftreten von Mehrdeutigkeiten bei der Ablesung von Skalen auf einfache und zweckmäßige Weise zwangläufig · zu verhindern, wobei die Bürsten oder die Kontakte, die der Skala zugeordnet sind, langer als die Skalenunterteilungen sein können.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß eine logische Übergabeanordnung vorgesehen ist, die jeder Unterteilung der Skala zugeordnet ist, damit jede Bürsten-Kontakt-Verbindung mit Ausnahme der, die einer ausgewählten Skalenunterteilung entspricht, gesperrt wird. Die Skalenkontakte sind dabei so ausgebildet, daß sie als Unterbrechungslose Umschaltkontakte arbeiten, ohne daß Mehrdeutigkeiten entstehen können. Dabei wird eine Einkantenanzeige verwendet, bei der entweder die auflaufende oder die ablaufende Kante der Kontakte entscheidend ist, nicht aber beide. Die Kontakte können langer sein als die Skalenunterteilungen, die sie darstellen, oder aber die Bürsten können länger als die Skalenunterteilungen gemacht werden. Die Erfindung ist dabei sowohl auf lineare als auch nichtlineare Skalen beliebiger Basis anwendbar.

Das erfindungsgemäße Überlappungssystem stellt ein Rangsystem dar, bei dem die höchste Ziffer der mit der Bürste verbundenen Ziffern die geringeren Ziffern übernimmt und sperrt oder umgekehrt. Das Ausmaß der Sperrung hängt von der maximal zulässigen Überlappung in einem bestimmten System ab. Das System bietet sich selbst zur Herstellung einfacher nichtcodierter Einfach- oder Mehrfachspurskalen, bewerteter zyklischer Skalen und Skalen hohen Auflösungsgrades kleiner Größe an.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Anordnung

so ausgelegt, daß eine Kante eines jeden Kontaktes die entsprechende Skalenunterteilung festlegt und daß die Kanten alle auflaufende Kanten für eine Bewegungsrichtung längs des Bürstenpfades sind. Nach einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist dabei einer einzigen Skala eine einzige Bürste und ein einziger Bürstenpfad zugeordnet, es ist ein einziger Satz von aufeinanderfolgenden Kontakten längs des Bürstenpfades verteilt, und die Länge eines jeden Kontaktes kleiner als der Abstand längs des Pfades, der eine einzige Skalenunterteilung festlegt, und die Bürsten erstrecken sich längs eines Pfades in einem Abstand, der größer ist als der Abstand bzw. der größte Abstand zwischen benachbarten Kontakten.

Des weiteren können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die einer einzigen Skala zugeordneten Kontakte längs einer Vielzahl von parallelen Bürstenpfaden angeordnet und in jedem Pfad eine Bürste zugeordnet sein, wobei ein beliebiger Kontakt sich längs des zugeordneten Bürstenpfades über einen Abstand erstreckt, der größer ist als der, welcher die entsprechende Skalenunterteilung festlegt.

Nach vorliegender Erfindung sind die logischen Elemente so angeordnet, daß in bezug auf zwei gleichzeitig mit einer Bürste verbundene Kontakte eines der logischen Elemente der beiden Kontakte ein Ausgangssignal erzeugt, das, als Eingangssignal dem Element des anderen Kontaktes zugeführt, zwangläufig das letztere Element sperrt. Auf diese Weise kann nur das logische Element eines der Kontakte das Ausgangssignal erzeugen, gleichgültig, wie viele Kontakte gleichzeitig mit einer Bürste verbunden sind. Damit ist gewährleistet, daß eine Mehrdeutigkeit bei der Ablesung der Skalen nicht auftreten kann.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren zeigen

F i g. 1 eine nichtcodierte Dezimalskala mit einer Folgebürste und einer logischen Tast-Markieranordnung für eindeutige Ablesung,

F i g. 2 wie die logische Sperranordnung zum Ansprechen gebracht wird, wenn die Bürste eine Verbindung mit mehr als zwei Kontakten gleichzeitig herstellt,

- F i g. 3 ein binäres Äquivalent der Anordnung nach Fig. 1,

F i g. 4 eine biquinäre oder zyklische Dezimalanordnung für die Übertragung auf sechs Leitungen, F i g. 5 ein Oktaläquivalent nach F i g. 4,

F i g. 6 wie eine exakte Ablesung mit Kontakten erreicht werden kann, die ungenaue ablaufende Kanten besitzen,

F i g. 7 eine ähnliche Darstellung wie in F i g. 6, jedoch mit breiterer Bürste,

F i g. 8 eine Zweispurüberlappungsanordnung in Abänderung der Anordnung nach F i g. 1,

Fig. 9 eine Mehrspuranordnung nach Fig. 1, bei der entweder die Bürsten oder die Kontakte gemeinsam verbunden werden können,

Fig. 10 eine Variante nach Fig. 9 ohne Stufen, wobei getrennte Bürsten verwendet werden, und

Fig. 11 eine Mehrspuranordnung entsprechend der nach F i g. 4.

In F i g. 1 stellen die mit Ziffern versehenen Skalenabschnitte Kontakte dar und alle Kontakte mit gleichen Ziffern sind miteinander verbunden. Da die Skala eine Dezimaiskala ist, sind zehn Ausgänge vorhanden, die mit den Ziffern 0' bis 9' bezeichnet sind. Der Detektor ist eine Bürste 20, die breiter als der Abstand zwischen zwei benachbarten Kontakten ist, und die mit einem Kontakt verbunden ist, bevor sie sich von dem vorausgehenden Kontakt löst bzw. die Verbindung unterbricht, wobei der Kontakt abgelesen wird. Benachbarte Kontakte werden so während der Verschiebung der Bürste miteinander kurzgeschlossen. Die Bürste ist geerdet dargestellt, sie kann jedoch

ίο auch auf einem anderen Potential liegen. In dem dargestellten Beispiel zeigen wenigstens eine und- manchmal zwei benachbarte Ausgangsleitungen eine Erdverbindung.

Die zehn als kleine Kreise auf der rechten Seite der schematischen Darstellung nach Fig. 1 angegebenen Elemente sind logische NOR-Transistorelemente, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel alle normalerweise in den stromleitenden Zustand auf Grund eines negativen Vorspannstromes durch jede Eingangsleitung, die mit den Skalenkontakten verbunden ist, vorgespannt sind. Die Erdung eines solchen Einganges beim Ablesen hebt die negative Vorspannung auf, und wenn der zweite Basiseingang aus dem Kollektor des vorausgehenden logischen Elementes auch auf Erdpotential liegt, schaltet der Transistor ab und erzeugt ein negatives Potential am Kollektor, das das gewünschte Signal ist.

Jeder Transistor, der auf diese Weise abgeschaltet wird, legt einen negativen Signalstrom an die Basis des unmittelbar vorausgehenden Transistors und bewirkt, daß der Transistor stromleitend wird, gleichgültig, ob er einen Erdungszustand aus der Skala einnimmt oder nicht. Mit anderen Worten wird das Signal aus dem entsprechenden Kontakt wirksam gesperrt. Dies stellt eine fortschreitende Ringanordnung dar, bei der die höhere von zwei Ziffern von der niedrigeren übernimmt. Das System arbeitet in zwei Richtungen, und bei Umkehr der Richtung behält der dominierende Kontakt den Vorrang, bis die Bürste schließlich den Kontakt mit ihm verliert, wobei dann der nächsthöhere Kontakt die Steuerung übernimmt. Das Tast-Markier-System kann so erweitert werden, daß es Bedingungen umfaßt, bei denen mehr als zwei Kontakte gleichzeitig miteinander kurz geschlossen sind. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, bei der eine Bürste 30 drei Kontakte überspannen kann. Unter diesen Umständen ist jedes Element der logischen Schaltung so ausgelegt, daß es die zwei vorausgehenden Nachbarkontakte sperrt, so daß in dem dargestellten Beispiel der Kontakt 6 die Kontakte 5 und 4 sperrt.

F i g. 3 zeigt ein binäres oder Vierfach-Dezimal-Äquivalent der Dezimalanordnung nach Fig. 1. In diesem Fall hat die Wiederholrate den Wert Vier, so daß die gesamte Skalenlänge ein Vielfaches von vier, d. h. eine Potenz von zwei ist. Durch die Addition einer logischen Diodenanordnung kann der Ausgang, wie mit 1" und 2" angedeutet, nach binär codiert werden. Die Wiederholrate kann natürlich auch auf einer anderen Basis beruhen, z. B. oktal.

F i g. 4 zeigt eine Anordnung zur Verminderung der Anzahl von Ausgangsleitungen in einem Dezimalsystem durch Komplementbildung der Ziffern 0 bis 4 auf 9. Diese zyklische Komplementanordnung ermöglicht es auch, daß die Kontakte mit Hilfe gedruckter Schaltungen zwischenverbunden werden. Es ist darauf hinzuweisen, daß das logische System sich von dem beschriebenen System insofern unterscheidet, als

eine Gruppensperrung, die von der Komplementärspur über zwischenverbundene Bürsten 40 und 40' gesteuert wird, hinzugefügt worden ist. Das· System ist nur geringfügig komplizierter als das direkte Dezimalsystem und erfordert keine weitere Decodierung als die durch Komplementbildung. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß eine Umkehr der Komplementsignale C und C die Reihenfolge der Ablesung aus der Skala umkehrt.

Bei der Anordnung nach F i g. 4 gilt das Tast-Markier-System nur für die Hauptspur der Skala, da beide Kanten der Komplementkontakte über Umschaltungen entscheiden, d. h. 9 auf 0 oder 4 auf 5. Diese Kanten müssen deshalb genau definiert sein; dies ist jedoch nicht schwierig, da die Kontakte fünf Unterteilungen lang sind. Ein Überlappungssystem kann eingeführt werden, falls dies erwünscht ist und falls die' zusätzliche Verkomplizierung dies ratsam erscheinen läßt.

. F i g. 5 zeigt ein Oktaläquivalent der Anordnung nach Fig. 4; die Arbeitsweise ergibt sich aus den Ausführungen in Zusammenhang mit F i g. 4.

Die Fi g. 6. und 7 zeigen die breite Toleranz in der Kontaktlänge, die zugelassen werden kann, wenn lange Bürstenanordnungen 50 und 51 verwendet werden, ohne daß eine gleichförmige und kontinuierliche Ablesung beeinflußt wird.

F i g. 8 zeigt, wie die Kontakte sich in einem Tast-Markier-System überlappen können, indem statt einer Spur zwei Spuren zusammen mit einem damit verbundenen Teil von Bürsten 60 und 60' verwendet werden.

ίο Die Fig. 9 und 10 zeigen Erweiterungen dieses Prinzips auf zehn Spuren. Dabei ist festzuhalten, daß es in F i g. 9 freigestellt ist, ob die Spuren 0 bis 9 oder die Bürsten 70 gemeinsam verbunden werden; in Fig. 10 jedoch sind die Kontakte gemeinsam, die Spuren 0 bis 9 werden von den entsprechenden Spuren der Bürsten 80 abgenommen.

Fig. 11 zeigt ein Mehrspuräquivalent der Anordnung nach F i g. 4, bei dem die Verwendung längerer Kontakte für die gleiche Auflösung zugelassen wird.

ao Diese Anordnung ist auch dort zweckmäßig, wo die Bürsten 100 stationär bleiben sollen, während das Kontaktsystem rotiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Ablesen-einer Skala durch Herstellen einer Folgeverbindung zwischen einer oder mehreren Bürsten und wenigstens einem Kontakt, wobei die Bürsten-Kontakt-Kombinationen die Skalenunterteilungen bilden und jede Bürste und der bzw. die ihr zugeordneten Kontakte längs eines Bürstenpfades relativ verschiebbar sind, und wobei Bürsten-Kontakt-Verbindungen, die sich auf zwei oder mehr aufeinanderfolgende Skalenun.terteilungen beziehen, gleichzeitig auftreten können, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Ubergabeanordnung vorgesehen ist, die jeder Unterteilung der Skala zugeordnet ist, damit jede Bürsten-Kontakt-Verbindung mit Ausnahme der, die einer ausgewählten Skalenunterteilung entspricht, gesperrt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kante eines jeden Kontaktes die entsprechende .Skalenunterteilung festlegt und daß die Kanten alle auflaufenden Kanten für eine Bewegungsrichtung längs des Bürstenpfades sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer einzigen Skala eine einzige Bürste und ein einziger Bürstenpfad zugeordnet sind, daß ein einziger Satz von aufeinanderfolgenden Kontakten längs des Bürstenpfades verteilt ist und die Länge eines jeden Kontaktes kleiner als der Abstand längs des Pfades ist, der eine einzige Skalenunterteilung festlegt, und daß die Bürsten sich längs eines Pfades in einem Abstand erstrecken, der größer ist als der Raum bzw. der größte Raum zwischen benachbarten Kontakten.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einer einzigen Skala zugeordneten Kontakte längs einer Vielzahl von parallelen Bürstenpfaden angeordnet sind und daß jedem Pfad eine Bürste zugeordnet ist, wobei ein beliebiger Kontakt sich längs des zugeordneten Bürstenpfades über einen Abstand erstreckt, der größer ist als der, welcher die entsprechende Skalenunterteilung festlegt.