DE2230853B2 - Linienschreiber - Google Patents
LinienschreiberInfo
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
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- G06G7/26—Arbitrary function generators
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Description
Die Erfindung betrifft einen Linienschreiber für Kurven mit einer ersten und zweiten Variablen, die
auf der Ordinate und Abszisse einer ersten Aufzeichnungseinrichtung dargestellt werden, mit einem Mechanismus
zur Bewegung der ersten Aufzeichnungseinrichtung mit einer von der eisten Variablen
abhängigen Geschwindigkeit, mit einem ersten Regulierkreis mit einem ersten beweglichen Glied, dessen
Ausschlag durch die Änderung der zweiten Variablen reguliert wird, und mit einem zweiten R.egulierkreis
mit einem zweiten beweglichen Glied zur Aufzeichnung einer Kurve auf der ersten Aufzeichnungseinrichtung.
Bekannte Maschinen dieser Art tragen beispielsweise auf Millimeter- oder Zeichenpapier mit festgelegter
X- und Y-Achse Kurven auf, die der aufzuzeichnenden Erscheinung entsprechen. So sind
Linienschreiber zum Auftragen von Kurven bekannt,
die einen logarithmischen, linearen, differentidlen
oder anderen Maßstab haben.
Die meisten dieser Maschinen haben eine Regulier- oder Stellschleife, deren elektrisch variables Element
ein Potentiometer ist, dessen Schleifer die Beweeuna
des Schreibstiftes, und zwar bezüglich eines Maßsta" hes des Papiers bestimmt, der eine Funktion der auf
demselben aufzuzeichnenden Größe ist. Die andere Variable ist im allgemeinen die Papiergeschwindiokeit.
Das Potentiometer, bei dem es sich im allgemeinen um ein Spulenpotentiometer handelt, muß demzufolge
so gewickelt sein, daß s me Widerstandsänderung
dem auf dem Papier verwendeten Maßstab entspricht. Für lineare oder logarithmische Maßstäbe
können derzeit Potentiometer hergestellt werden, deren Wicklung so genau ist, daß sie der Gesamtgenauigkeit
eines gegebenen Schreibers entspricht.
Bei dem aus der schweizerischer Patentschrift 358 941 bekannten Linienschreiber der eingangs erwähnten
Art dient als Mechanismus zur Bewegung der Aufzeichnungseinrichtung mit einer von der er^
sten Variablen abhängigen Geschwindigkeit ein nichtlineares Potentiometer, bei dem das zwischen
dem Schleifkontakt und dem Anfangspunkt liegende Potential in linearer Beziehung zur Variablen λ' sieht.
Das erste bewegliche Glied bildet die Vorschubeinrichtung des Schleifers des Potentiometers. Sein Ausschlagwird
durch die Änderung der zweiten Variablen reguliert, wobei der vom anderen Anfangspunkt zurückgelegte
Weg des Schleifers in linearer Beziehung zu einer anderen Variablen steht und die Widerstandfunktion
des Potentiometers nicht linear ist.
In manchen Fällen kann ein Diagramm nur sinnvoll interpretiert werden, wenn es wenigstens einen besonderen
Maßstab enthält, beispielsweise einen Differentialmaßstab oder einen sogenannten Wahrscheinlichkeitsmaßstab,
der entsprechend der Poisson'schen Verteilung aufgebaut ist. Es ist äußerst
schwierig und kostspielig, für diese Fälle genaue Potentiometer herzustellen, da ihre Wicklung als Funktion
d.;s darzustellenden Maßstabs aufgebaut werden muß. Demzufolge werden derartige Diagramme im
allgemeinen von Hand aufgezeichnet, Dies :st beispielsweise der Fall, wenn die Verteilung einer Bakterienpopulation
das gestellt werden soll (Histogramm).
In diesem Fall wird auf der Ä"-Achse ein Volunienoöer
Durchmessermaßstab für die Bakterien aufgezeichnet, während auf der Y-Achse veränderliche
Zahlen entsprechend den Klassen der gezählten Teilchen aufgetragen werden.
Ein derartiges Diagramm kann ferner auf der Y-Achse einen kumulativen Maßstab enthalten. In diesem
Fall stellt es das Integral der Funktion Zahl/Abmessung der analysierten Bakterienprobe dar. Bei
anderen Analysen kann es zweckmäßig sein, logarithmische Maßstäbe, linear/logarithmische, linear/
Wahrscheinlichkeitsmaßstäbe usw. zu verwenden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurven- oder Linienschreiber zu schaffen,
bei dem Keine besonders gewickelten Potentiometer verwendet zu werden brauchen, und mit dem
Diagramme aufgetragen werden können, bei denen der Y-Maßstab frei wählbar ist.
Der erfindung^emäße Linienschreiber zeichnet
sich aus durch eine Maßstabstransformationseinrichtung, die mechanisch mit dem eisten beweglichen
Glied gekuppelt ist und eine zweite Aufzeichnungseinrichtung enthält, auf der eine Maßstabstransformationskurve
aufgezeichnet ist, die für jeden zu transformierenden Wert der zweiten Variablen auf der
Abszisse einen transformierten Wert auf der Ordinate wiedergibt, und durch ein Detektorsystem, das in den
zweiten Regulierkreis eingefügt und längs der Ord.-natenachse der Kurve der zweiten Aufzeichnungseinrichtung
beweglich ist. wobei die Ausschläge des zweiten beweglichen G! eds durch die Ausschläge des
ίο Detektorsystems reguliert werden.
An Hand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im
folgenden näher erläutert. Es zeigen
Fig. IA und 1 B einer Massenverteilung in einer
Teilchenprobe, die in einer Flüssigkeit suspendiert ist. wobei das Diagramm der Fig. IA auf der Y-Achse
mit einem logarithmischen Maßstab und in Fi g. 1 B mit einem Wahrscheinlich uitsmaßstab aufgetragen
ist.
Fig. 2 eine schematische Übersicht eines Linienschreibers,
F i g. 3 eine schematische perspektivische Ansicht ues Linienschreibers.
Fig. 4 das Schaltbild eines im Linienschreiber der Fig. 2 und 3 verwendeten Analysekreises,
F i g. 5 die schematische Darstellung eines Maßstabstransformationskreises
des Linienschreibers,
Fig. 6 in perspektivischer Darstellung einen im Transformationskreis der Fig. 5 verwendeten fotoelektrischen
Detektor,
F i g. 7 eine weitere Ausführungsform des fotoelektrischen Detektors des Transformationskreises, und
Fig. 8 elektrische Schaltungen des Analyse- und Transformationskreises.
Die Fig. IA und 1 B Anwendungsfälle des Linienschreibers.
Soll beispielsweise der Linienschreiber zur Analyse industrieller Produkte wie beispielsweise Staub, granulierter
Ablagerungen u. dgl. verwendet werden, so schwankt der. Größenbereich zwischen den feinsten
und größten zu untersuchenden Teilchen hinsichtlich des Volumens um mehrere Tausend oder sogar Zehntausend.
Zur grafischen Darstellung der Volumenoder Massenverteilung einer solchen Probe werden
zweckmäßigerweise statt linearer Maßstabsachsen logarithmische Maßstabsachsen verwendet. Bei der
Volumenei'mittlung in Prozenten ist es meist vorteilhaft, einen sogenannten Wahrscheinlichkeits-Maßstab
zu verwenden, der von der Poisson'schen Verteiiung abgeleitet ist. Fig. IA zeigt ein Diagramm, auf
dem über einer logarithmischen Maßstabsachese die Volumenverteilung der Teilchen einer willkürlich gewählten
Sedimentprobe dargestellt sind. Trotz des logarithmischen Maßstabs kann die Kurve nicht in der
geeignete.i Weise abgelesen werden, da die Werte auf
der Y-Achse an den beiden Enden der Kurve sehr eng aneinander liegen. Diesem Mangel kann abgeholfen
werden, wenn für die Y-Achse ein anderer Maßstab, nämlich ein Poisson'scher Wahrscheinlichkeitsmaßstab
verwendet wird, durch den die Kurve gespreizt wird. Hierdurch erscheint sie praktisch als
gerade Linie, aus der die gewünschten Werte leicht abgelesen werden können.
Es sei darauf hingewiesen, daß diese Probe nur zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung gewählt
wurde. Der Linienschreiber erlaubt die Aufzeichnung von Diagrammen mit beliebigen Maßstäben.
Gemäß den F i g. 2 und 3 enthält der erfindungsge-
mäße Linienschreiber Regulierkreise 1 und 2, nämlich
einen Analysekreis 1 und einen Maßstabstransformationskreis 2. Der letztere steuert einen Stift 3,
der über ein Zeichenpapier 4 läuft, das in Richtung eines Doppelpfeils F beweglich ist.
Der Analysekreis 1 ist offen und enthält einen Eingang 5, dem die Signale zugeführt werden, deren
Werte auf der Y- Achse des Zeichenpapiers 4 dargestellt werden sollen. Der Eingang 5 ist an die Steuerschaltung
6 eines mit einem Untersetzungsgetriebe versehenen Motors 7 verbunden, dessen Ausgangswelle
8 den Schleifer eines gewickelten Lrnearpotentiometers 9 mit torusförmiger Wicklung antreibt.
Das Potentiometer ist durch Schließen des Analysekreises 1 mit der Steuerschaltung 6 verbunden. Der
Maßstabstransformationskreis 2 ist folgendermaßen aufgebaut. Ein an der Ausgangswelle 8 des Getriebemotors
7 befestigter Zylinder 10 ist auf seiner äußeren zylindrischen Oberfläche mit einem Umriß 11, beispielsweise
einer gespannten Linie versehen, deren Form die Maßstabstransformationskurve wiedergibt.
Der Zylinder kann aus einem Rohrstück hergestellt werden, das mit der Welle 8 des Getriebemotors 7
verbunden und mit einer Befestigungseinrichtung für das Papier versehen ist, auf dem die Transformationskurve 11 aufgezeichnet ist. Die Kurve kann ein für
allemal durch Berechnung der entsprechenden Werte des gewünsdiicii Maßstabs für bestimmte Werte de?
zu transformierenden Maßstabs berechnet werden. Die Anfangswerte werden dann auf der .Y-Achse auf
einem Blatt Papier eingetragen, während die berechneten Werte auf der Y-Achse aufgetragen werden.
Darauf wird das Papier auf dem Zylinder so befestigt, daß die X-Achse einen Kreis des Zylinders und die
Y-Achse eine Mantellinie desselben bildet.
Bei dem hier beschriebenen Beispiel ist ein fotoelektrischer Detektor 12 seitlich und somit parallel
zur Achse des Zylinders 10 mittels einer Reihe von Scheiben 13 und eines Seils 14 beweglich, das um die
Ausgangsscheibe 15 eines mit einem Untersetzungsgetriebe versehenen Motors 16 geschlungen ist. Der
Getriebemotor 16 wird durch eine Steuerschaltung 17 gesteuert, die selbst mit dem Detektor 12 verbunden
ist und den Transformationskreis schließt. Das Seil 14 ist mit dem Stift 3 verbunden.
Gemäß F i g. 3 ist die Aufzeichnungseinheit auf einer Platte 18 befestigt, auf der zwei in Abständen voneinander
angeordnete Seitenplatten ISa und 19b befestigt sind. Der Zylinder 10 ist zwischen den
Seitenplatten auf der Welle 8 des Getriebemotors 7 gelagert. Er erstreckt sich über die gesamte Länge der
Platte 18 und ist mit dem Schleifer des Potentiometers verbunden.
Zwei Paare von Stangen 20 und 21 gestatten einerseits die gleitende Bewegung des fotoelektrischen Detektors
12 und andererseits die Gleitbewegung des Stiftes 3. Zwei Schienen 22 sind jeweils mit den Seitenplatten
19a und 196 verbunden und wirken als Gleitführungen für eine Papier-Auflageplatte 22a, die
somit gegenüber dem Stift 3 beweglich ist. An zwei Seiten der Platte sind je eine Zahnstange 23 befestigt,
die mit zwei auf eine Welle 25 gesetzten Ritzeln 24 in Eingriff stehen. Die Welle 25 wird über eine
Scheibe 26 angetrieben, die an die Ausgangswelle eines mit einem Untersetzungsgetriebe versehenen Motors
27 verbunden ist. Der Getriebemotor wird durch Zeitschalter 28 gesteuert.
Fig. 4 zeigt den Analysekreis in genauerer Dai-
eincn
stellung. Der Getriebemotor 7 enthält eine Hauptwicklung 30, die mit Wechselstrom gespeist wird, sowie
zwei gegeneinander geschaltete Steuerwicklungen 31a und 31fr, mit denen die Drehrichtung des Motors
umgeschaltet werden kann.
Die Steuerwicklungen 31e und 316 werden aus einer
Gleichstromquelle 32 über Thyristoren 33a bzw. 33b gespeist. Die Steueranschlüsse der Thyristoren
sind an eine Zwischenschaltung 34 angeschlossen, de-
>o ren Einzelheiten im folgenden näher beschrieben
werden sollen. Vor dieser Schaltung liegt ein Operationsverstärker 35, dessen Eingang 35a ein Summa
tionssignal zugeführt wird, das aus einem Vergleich des dem Eingang 5 zugeführten, zu analysierenden Si-
ts gnals und des vom Potentiometer 9 kommenden Signals
abgeleitet wird. Mit anderen Worten, der Eingang 35a empfängt da» Variationssignal des Regulierkreises.
Der zweite Eingang 356 des Operationsverstärkers 35 ist an eine Quelle 36 angeschlossen.
Das Potentiometer 9 ist zwischen Masse und eine Spannungsquelle 37 geschaltet. Der Schleifer 9a des
Potentiometers ist elektrisch mit dem Eingang 35a des Verstärkers 35 und mechanisch mit der Ausgangswelle
vies Getriebemotors 7 verbunden. Aus den
as F i g. 3 und 5 ist ersichtlich, daß der Maßstabstransformationskreis
2 den Detektor 12 umfaßt, der auf einer Linie beweglich angebracht ist, die parallel zur
Achse des Zylinders 10 verläuft. Die letztere wirkt, wie noch erläutert werden soll, als Kupplungsorgan.
Der Detektor 12 enthält eine Lichtquelle 40, die im vorliegenden Beispiel aus einer Glühlampe besteht,
und zwei Prismen 41 und 42, die mit zwei Fotowiderstandszellen 43) bzw. 44 zusammenarbeiten.
Diese Bestandteile können durch ein Element ersetzt werden, mit dem aus einem variablen Lichtstrom ein
entsprechend veränderliches elektrisches Signal erzeugt werden kann.
Die Lichtquelle 40 belichtet die Oberfläche des Zylinders 10 durch die Prismen. Die Fotowiderstände
43 und 44 empfangen je den Lichtstrom, der durch den belichteten Teil der Zylinderoberfläche durch die
entsprechenden Prismen reflektiert wird. Die Kurve 11a, die auf dieser Oberfläche beispielsweise als
schwarze gespannte Linie aufgezeichnet ist, modifiziert die Intensität des Lichtstroms, der auf die jeweilige
Zelle fällt, je nachdem, ob die Linie sich /or dem entsprechenden Prisma befindet oder nicht. Die Gesamtanordnung
ist so gewählt, daß die von den Fotowiderständen 43 und 44 übertragenen elektrischen
Informationen identisch sind, wenn sie durch die Prismen die gleiche Lichtenergie empfangen, d. h., wenn
die durch den Teil der gespannten Linie bestimmte Zone vor den Prismen zwischen diesen geteilt wird.
Es sei erwähnt, daß der Detektor 12 der besseren Übersichtlichkeit halber gegenüber seiner tatsächlichen
Position um 90° verdreht ist, wie an Hand der Fig. 6 und 7 deutlich wird.
F i g. 6 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Detektors
12 mit zwei regelmäßigen Prismen 41 und 42 mit dreieckigem Querschnitt. Die rechtwinkligen Abschnitte
verlaufen senkrecht zur Achse X-X des Zylinders 10. Die Rechteckflächen, die den dihedrischen
rechten Winkel jedes Prismas bilden, verlaufen parallel zu den Ebenen X-Ybzw. X-Z. Dies sind in Fig. 6
die vertikale bzw. horizontale Ebene. Die Prismen sind so verschoben, daß der dreieckige Abschnitt 45
"des Prismas 41 sich in der Ebene des gegenüberliegenden Abschnitts 46 des anderen Prismas 42 befindet.
Somit liegen zwei Kanten der Prismen hintereinander bei 47 auf der gleichen Linie und in der Ebene X-Y
des Zylinders, in der Nähe der entsprechenden Manteltinie
bzw. Erzeugenden.
Die Prismenflüchen 48 und 49 liegen an den Fotowiderständen
43 und 44 an. Die Lichtquelle 40 besieht vorzugsweise aus einer zylindrischen Lampe, die in
der Nähe der geneigten Flächen 50 und Sl der Prismen
schräg angeordnet ist.
F i g. 7 zeigt in ebenfalls perspektivischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Detektors
12. In diesem Fall bestehen die Prismen 41a und 42a aus Pyramiden mit rechteckiger Basis. Die ßasen 52
und 53 liegen jeweils parallel zur Ebene X-Y. Die Achsen X, Y und Z sind die gleichen wie in Fig. 6.
Die Spitzen der Pyramiden treffen sich an einem Punkt 54, während die vor dem Zylinder 10 befindlichen
Flächen 55 und 56 senkrecht zu den Basen der Prismen verlaufen, d. h. parallel zur Ebene X-Y. Die
Fotowiderstände 43a und 44a liegen angrenzend an die Basen 52 und 53 der Prismen, während die Licht
quelle 40a, die ebenfalls aus einer rohrförmigen Lampe besteht, senkrecht zur Ebene X-Y gerichtet
ist.
Gemäß Fig. 5 sind die Fotowiderstände 43 und 44
b/w. 43a und 44a an einen Anschlußpunkt 60 angcschlnwn,
der selbst mit der Steuerschaltung !7 (Fig. 2) verbunden ist. Die letztere, die praktisch
identisch ist mit der Steuerschaltung 6 des Analysekreises 1, enthält einen Operationsverstärker 61, eine
Zwischenschaltung 62 und zwei Thyristoren 63a und 63b. Diese Thyristoren sind jeweils in Reihe mit einer
Spannungsquelle 64 und mit Steuerwicklungen 65a und 65b des Getriebemotors 16 geschaltet, der, wie
der Getriebemotoi 7, eine mit Wechselstrom gespeiste
Hauptwicklung 66 enthält.
F i g. S zeigt die Einzelheiten der elektrischen Schaltung des Linien- oder Kurvenschreibers.
Der Eingang 5 der Analyseschaltung 1 ist an ein Potentiometer Rl angeschlossen, mit dem die Eingangssignalhöhe
eingestellt werden kann, und dessen dem Anschluß 5 gegenüberliegender Anschluß mit
Masse verbunden ist. Der Schleifer des Potentiometers Kl ist über einen Widerstand RT, an den ersten
Eingangeines Verstärkers A1 angeschlossen. Der andere
Eingang des Verstärkers A\ ist über einen Widerstand R7>
mit Masse verbunden. Der Verstärker ist durch einen Widerstand RA geshuntet.
Der Ausgang des Verstärkers A1 ist an einen festen
Kontakt α eines Wählschalters C angeschlossen, dessen zweiter fester Kontakt b mit dem Schleifer eines
Eichpotentiometers RS verbunden ist, das zwischen eine Spannungsquelle zwischen — 15 Volt und Mas»e
geschaltet ist. Der bewegliche Kontakt c des Wählschalters C ist über einen Widerstand R6 an einen
Anschlußpunkt PJ angeschlossen. Der Anschlußpunkt ist mit dem Eingang 35 a des Verstärkers 35
verbunden (siehe auch Fig. 4), während der andere Verstärkereingang35fc an eine durch die Masse gebildete
Bezugsspannungsquelle 36 angeschlossen ist, und zwar über einen Widerstand Rl. Der Verstärker 35
ist durch einen Widerstand RS geshuntet.
Der Verbindungspunkt PJ ist ferner über einen Widerstand R9 an den Schleifer des Potentiometers 9
angeschlossen. Das Potentiometer 9 liegt zwischen Masse und einem Widerstand AlO1 der an eine Spannungsqueiie
von —15 Volt angeschlossen is!.
Der Ausgang des Verstärkers 35 ist über einen Widerstand
RIl mit der Zwischenschaltung 34 verbunden.
Die Zwischenschaltung 34 enthält zwei Transistorpaarc
Ti, Tl und T3, TA, die folgendermaßen geschaltet sind. Die Basis des Transistors Tl ist direkt
mit dem Widerstand Λ11 und über zwei antiparallel geschaltete Dioden Dl und D2mit Masse verbui. ' ·ι,
durch die die Höhe des Eingangssignals der Zv. ι
schenschallung begrenzt wird. Die Basis ist durch einen an -15 Volt angeschlossenen Widerstand ff 12
to und durch einen an +15 Volt angeschlossenen Widerstand
R13 polarisiert. Der Kollektor des Transistors
Tl ist an die gleiche Spannungsquelle über einen Widerstand /{14 und an die Basis des Transistors Tl
angeschlossen. Die Kollcktor-Emitterstrecke des
ts Transistors Tl ist über Wklerstände Λ15 und Λ16
mit +15 Volt bzw. Masse verbunden. Der Emitter des Transistors ΤΪ ist an die Steuerelektrode des Thyristors
33a angeschlossen.
Der Emitter des Transistors Tl ist über ein Poten-
ao tiometer RYl mit dem Emitter des Transistors T3 verbunden. Der Schleifer dieses Potentiometers ist
über einen Widerstand /?18mit — 15 Volt verbunden.
Die Basis des Transistors T3 ist an Masse und sein
Kollektor über einen Widerstand R19 an +15 Volt
as und an die Basis des Transistors T4 angeschlossen. Die Kollektor-Emitterstreckc des letzteren ist über
einen Widerstand RIO an die gleiche Spannungsquelle
und über einen Widerstand "21 ars Masse angeschlossen.
Der Detektor 12 enthält zwei Fotowiderstände 43
und 44 bzw. 43a und 44a, die in Reihe mit den Klemmen einer Spannungsquclle von 5 Volt, 0,8 A liegen,
die auch die l,ampe 40 oder 40a speist.
Die Spannung an den Fotowiderstanden wird durch die Reihenanordnung aus einem Widerstand /?22und
einem Potentiometer R23 abgeglichen, dessen Gleiter mit Masse und einem Widerstand R24 verbunden ist.
Die Reihenschaltung ist an die 5 Volt-Klemmen einer Spannungsquelle angeschlossen.
Die Verbindung zwischen den Fotowiderständen 43 und 44 ist an den ersten Eingang 61a des Operationsverstärkers
61 über einen Widerstand R2S geführt. Der andere Eingang 61b ist über einen Widerstand
R26 mit Masse verbunden. Der Verstärker ist durch einen Widerstand R27 geshuntet. Sein Ausgang
ist über einen Widerstand Ä28 mit der Zwischenschaltung 62 verbunden.
Die Zwischenschaltung 62 ist identisch der Schaltung 34 und braucht daher nicht im einzelnen erläutert
zu werden. Für analoge Bauteile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Der Linienschreiber arbeitet wie folgt: Nach der Wahl der Achse des V-Maßstabs wire
die geeignete Transformationskurve mittels geeigne· ter, nicht gezeigter Einrichtungen auf dem Zylindei
10 befestigt. Hierzu können eine Reihe geeignete! Transformationsblätter verwendet werden, die je fü
eine bestimmte Transformation gelten. Die Kurvei dieser Blätter müssen vorher angefertigt werden.
Die Variable der .Y-Achse wird dem Eingang 5 zu geführt. Bei einer Änderung dieser Variablen bezug
lieh der augenblicklichen Stellung des Schleifers 9i
des Potentiometers 9 (Fig. 4) wird dem Verstärke 35 ein Eingangssignal zugeführt, das über die Schal
tung 34 und die Thyristoren 33a und *$h je nac
dem Vorzeichen der Änderung in einer der Wicklun gen 31 α oder 3I/3 einen Strom fließen läßt. DicThyri
stören werden durch die Transistoren Tl bis T4 aus
gelöst.
Der Einganpspegcl des Verstärkers 35 wurde zunächst
mit Hilfe des Potentiometers R5 und des Widerstandes /Γ8 geeicht.
Der Getriebemotor 7 lauft dann in der einen oder anderen Richtung, so daß sich der Zylinder 10 entsprechend
dreht. Wenn sich der Detektor 12 vorher gegenüber der Linie 11 befindet, wobei er um einen
bestimmten Winkel hinsichtlich des Achsensystems auf dem Zylinder verschoben ist, empfängt jedes
Prisma die gleiche Liehtmenge.
Der von der Lampe 40 zu den Prismen ausgehende Lichtstrom geht durch die Prismen hindurch und wird
durch die Zylinderoberflächc reflektiert. In den schwarzen Zonen der Kurve 11 ist der reflektierte
Lichtstrom weniger stark, so daß jedes Prisma die gleiche Liehtmenge zu dem entsprechenden Fotowidersland
aussendet, der den Transformationskreis abgleicht. Dabei muß sich jedes Prisma vor einem Teil
der Kurve 11 befinden, der gleich ist dem Teil am anderen Prisma. Unter diesen Umständen hat das Potential
am Verbindungspunkt der Folowiderstände 43 und 44 und somit am Eingang 61a des Verstärkers
61 (Fig. 8) einen Wert, der einen Abgleich mit dem dem Eingang 61b über den Widerstand R26 zugeführten
Potentialwert erlaubt.
Sobald sich andererseits der Zylinder dreht, wenn die Variable am Eingang 5 durch den Analysekreis
geändert wird, so wird der Transfonmationskreis aus dem Gleichgewicht gebracht, weil einer der Fotowiderstände
43 oder 44 weniger Licht empfängt als der andere. Der Transformationskreis wirkt dann auf den
«ο Getriebemotoi 7, so daß sich der Detektor 12 in eine
Stellung bewegt, in der die beiden Prismen wieder den gleichen Lichtstrom empfangen.
Bei dem beschriebenen Verfahren wird die Papier-Auflageplatte
22a durch den Getriebcmotor T)
i;i periodisch entfernt, der in regelmäßigen Intervallen
durch einen Zeitschalter gespeist wird.
Diese Steuerung kann mit der 2-ufuhr des Werts der zu transformierenden Variablen am Eingang f
synchronisiert werden, so daß nur in regelmäßigen Intervallen transformiert wird. Es ist jedoch auch eine
kontinuierliche Entfernung der Pteitte 22a möglich
wenn die Variable dem Eingang S direkt zugeführ wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Linienschreiber für Kurven mit einer ersten und zweiten Variablen, die auf der Ordinate und
Abszisse einer ersten Aufzeichnungseinrichtung dargestellt werden, mit einem Mechanismus zur
Bewegung der ersten Aufzeichnungseinrichtung mit einer von der ersten Variablen abhängigen
Geschwindigkeit, mit einem ersten Regulierkreis mit einem ersten beweglichen Glied, dessen Ausschlag
durch die Änderungen der zweiten Variablen reguliert wird, und mit einem zweiten Regulierkreis
mit einem zweiten beweglichen Glied zur Aufzeichnung einer Kurve auf der ersten Aufzeichnungseinrichtung. gekennzeichnet
durch eine Maßstabstransformationseinrichtung
(10, 11, Hj), die mechanisch mit dem ersten beweglichen Glied gekuppelt ist und eine zweite
Aufzeichnungseinrichtung enthält, auf der eine Maßstabstransformationskurve (llo) aufgezeichnet
ist, die für jeden zu transformierenden Wert der zweiten Variablen auf der Abszisse einen
transformierten Wert auf der Ordinate wiedergibt, und durch ein Detektnrsystem (12), das in den
zweiten Regulierkreis eingefügt und längs der Or dinatenachse der Kurve (lla) der zweiten AufzeichnungS'
'r.richtung beweglich ist, wobei die Ausschläge des zweiten beweglichen Glieds (3)
durch die Ausschläge des Detektorsystems reguliert werden.
2. Linienschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßstabstransformationseinrichtung
aus einem drehbaren Zylinder (10) besteht.
3. Linienschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) mit dem
Schleifer (9a) eines gewickelten Linearpotentiometers (9) gekuppelt ist.
4. Linienschreiber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifer (9a) des Potentiometers
(9) und der Zylinder (10) mit einem Getriebemotor (7) gekuppelt sind, dessen Drehrichtung
und Drehzahl von der Änderung der zweiten Variablen abhängig sind.
5. Linienschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor
(12) aus einem fotoelektrischen Detektor besteht.
6. Linienschreiber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektorsystem eine
Lichtquelle (40, 40a) und eine Gruppe von zwei Prismen (41,42; 41a, 42a) umfaßt, die gegenüber
der zweiten Aufzeichnungseinrichtung (11) beweglich sind, sowie ferner zwei fotoempfindliche
Elemente (43, 44; 43a, 44a), die jeweils mit den beiden Prismen verbunden sind, so daß die Lichtquelle
Licht auf die zweite Aufzeichnungseinrichtung projiziert und das von dieser reflektierte
Licht durch die Prismen auf die fotoempfindlichen Elemente zurückgesendet wird.
7. Linienschreiber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Prismen (41, 42;
41a, 42a) im Profil aus einem rechtwinkligen Dreieck besteht, daß die Spitzen der Dreiecke
miteinander in Verbindung (47, 54) stehen, und daß eine der an den rechten Winkel eines der
Dreiecke angrenzenden Seiten mit der entsprechenden Seite des anderen Dreiecks fluchtet, wo-
bei diese Seiten angrenzend an die zweite Aufzeichnungseinrichtung
(11) liegen.
S. Linienschreiber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (41, 42) den
Querschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen,
deren Spitzen aufeinander ausgerichtet sind, und daß die fotoempfindlichen Elemente
(43. 44) angrenzend an die jeweils den Spitzenkanten gegenüberliegenden Flächen der Prismen
(48. 49) angeordnet sind.
9. Linienschreiber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (41«, 42a) pyramidenförmig
sind und quadratische Basisflächen (52. 53) aufweisen, daß jede an die zweite Aufzeichiiungseinrichtung
(11) angrenzende Prismenseite (55.56) senkrecht zu ihrer Basis verläuft.
wobei die Spitzen (54) miteinander in Verbindung stehen, und daß die fotoempfindlichen Elemente
(43a, 44a) jeweils angrenzend an eine Prismenbasis angeordnet sind.
H). Linienschreiber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an die zweite Aufzeichnungseinrichtung
(11) angrenzenden Dreiecksseiten parallel zu der Ebene liegen, die durch eine Erzeugende des Zylinders (10) verläuft.
11. Linienschreiber nach einem der Ansprüche
6 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß die fotoempfindlichen
Elemente (43, 44; 43a, 44a) aus Fotowiderständen bestehen.
12. Linienschreiber nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fotowideirstände (43, 44; 43a, 44a) mit den Klemmen einer Spannungsquelle in Reihe liegen, und daß ihr Verbindungspunkt ein Differentialsignal empfängt, das das Variationssignal
des Regulierkreises bildet.
13. Linienschreiber nuch den Ansprüchen 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Aufzeichnungseinrichtung (4) auf einer in einer Richtung beweglichen Platte (22a) befestigt ist,
die senkrecht zur Zylinderachse (UO) verläuft und durch einen Motormechanismus (£4 bis 28) angetrieben
wird.
14. Linienschreiber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Motormechanismus (24
bis 28) aus einem Schrittsystem besteht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16547271A | 1971-07-26 | 1971-07-26 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2230853A1 DE2230853A1 (de) | 1973-02-15 |
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