DE2309182A1 - Automatischer kurvenschreiber fuer die aufzeichnung der betriebsbereichsgrenze eines systems - Google Patents

Description

Automatischer Kurvenschreiber für die Aufzeichnung der Betriebsbereichsgrenze eines Systems.

Die Erfindung bezieht sich auf einen automatischen Kurvenschreiber für die Aufzeichnung der Betriebsbereichsgrenze eines von zwei Parametern abhängigen Systems.

Die Erfindung betrifft beispielsweise ein System, das durch eine Zusammenfügung von elektrischen Schaltungen gebildet ist, die von mehreren Spannungsquellen gespeist werden, deren Spannung in vorgegebenen Intervallen veränderlich ist. Die verschiedenen Speisespannungswerte, die derart miteinander verknüpft werden können, daß das System richtig arbeitet, ermöglichen die Festlegung der Betriebsbereichsgrenze des Systems. Um diese*Bereichsgrenze zu bestimmen, wird das System geprüft, wobei jeder Parameter in dem dafür zulässigen Änderungsintervall verändert wird. Der Schritt, d.h. der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Werten des gleichen Parameters,

Lei/Pe

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hängt von der gewünschten Genauigkeit ab. Wenn die geforderte Genauigkeit groß ist und wenn sich der Parameter in einem ausgedehnten Intervall ändern kann, ist die Bestimmung der Betriebsbereichsgrenze eines Systems ein sehr langwieriger Vorgang.

Mit Hilfe von automatischen Geräten können die manuellen Operationen vermieden werden, die für die Prüfung des Systems und die punktweise Aufzeichnung der zu bestimmenden Bereichsgrenze notwendig sind. Solche automatischen Geräte sind infolge einer mit einer Systemprüfschaltung verbundenen Steuerschaltung in der Lage, an das System alle zulässigen Werte jedes der Parameter anzulegen. Sie können ferner mit Hilfe eines an die Prüfschaltung angeschlossenen Kurvenschreibers grafisch die Punkte bestimmen, weiche 1?α Zustand des Systems jeweils für ein V/ertepaar il; ι beiden Parameter darstellen.

Man erreicht auf diese Weise einen merklichen Zeitgev/inn bei der Bestimmung der Betriebsbereichsgrenzen. Die .Xurvenschreiber erfordern jedoch die Abtastung einer beträchtlichen Anzahl von Punkten, wenn die Anzahl der zu berück- . sichtigenden Systeme groß ist oder wenn diese Systeme von einer Anzahl von Parametern abhängen, die größer als 2 ist, oder wenn schließlich diese Parameter in sehr ausgedehnten Intervallen veränderlich s nd. Sie sind nämlich so ausgeführt, daß sämtliche Punkte des Betriebsbereichs systematisch untersucht werden. Wenn man die Betriebsgeschwindigkeit solcher Kurvenschreiber erhöhen will, muß der Schritt vergrößert werden, also die Genauigkeit verringert werden. Insgesamt muß also ein Kompromiß zwischen einer brauchbaren Genauigkeit und den vorgeschriebenen zeitlichen Einschränkungen getroffen werden.

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines automatischen Kurvenschreibers, "bei dem die für die Bestimmung einer Betriebsbereichsgrenze erforderliche Zeit durch die Anzahl der abgetasteten Punkte beträchtlich verringert v/ird, und zwar mit einer Genauigkeit, die sogar größer als bei den bekannten Kurvenschreibern sein kann.

Nach der Erfindung ist ein automatischer Kurvenschreiber für die Aufzeichnungen der Betriebsbereichsgrenze eines von zwei Parametern abhängigen Systems durch punktweises Abtasten von Geraden, die gleichförmig in einem Raum verteilt sind, der schrittweise Änderungen der Parameter zwischen ihren Extremwerten darstellt, mit einem schrittweise arbeitenden Rechenwerk zur Berechnung aller zwischen den Extremwerten angenommenen Werte der beiden Parameter, die entlang den Geraden berechnet werden, die nacheinander in der gleichen Richtung durchlaufen werden, einer an die Ausgänge des Rechenwerks angeschlossenen Prüfschaltung für das System, die für jedes berechnete Wertepaar der beiden Parameter in Tätigkeit tritt, einem an den Ausgang der Prüfschaltung angeschlossenen Betriebsdetektor für das System und mit einer Steuerschaltung für einen Kurvenschreiber, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk so ausgeführt ist, daß es die Amplitude der Abtastung entlang einer Geraden auf einen Vektor beschränkt, der die angenommene Bereichsgrenze in der Richtung entgegengesetzt zu dem zuvor abgetasteten Vektor nur einmal schneidet, daß ein Überschreitungs-Detektor das Überschreiten der Bereichsgrenze bei der Abtastung anzeigt, daß der Ausgang des Betriebsdetektors einerseits mit einem Einga'ng des Rechenwerks und andererseits mit einem Eingang des Überschreitungs-Detektors verbunden ist, daß ein Ausgang des Rechenwerks mit einem Eingang des Überschreitungs-Detektors verbunden ist, daß der Überschreitungs-Detektor einerseits mit

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einer Steuerschaltung für den Kurvenschreiber und andererseits mit dem Rechenwerk verbunden ist, und daß zwei Ausgänge der Kurvenschreiber-Steuerschaltung mit dem Kurvenschreiber über eine Korrekturschaltung verbunden sind, die durch den Überschreitungs-Detektor und das Rechenwerk gesteuert wird_v.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Pig. 1 das Prinzipschema des automatischen Kurvenschreibers nach der Erfindung,

Pig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung einer ersten Abtastweise für die Abtastung des zwischen den Grenzwerten der beiden Parameter definierten Raumes,

Pig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung einer zweiten Abtastweise für die Abtastung des zwischen den Grenzwerten der beiden Parameter definierten Raumes,

Pig. 4 eine symbolische Darstellung der Betriebsetappen eines Teils der Kurvenschreiberschaltung gemäß der Abtastweise von Pig. 2,

Fig. 5 äas Schaltschema eines Teils der Kurvenschreiberschaltung für die Abtastweise von Pig. 2 und

Pig. 6 das Schaltschema eines Teils der Kurvenschreiberschaltung für die Abtastweise von Fig. 3.

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Pig. 1 zeigt ein Rechenwerk 1 zur Berechnung der Parameter X und Y. Die Ausgänge 2 und 3 des Rechenwerks sind mit den Eingängen 4 bzw. 5 einer Prüfschaltung 6 für das betreffende System verbunden. Der Ausgang der Prüfschaltung 6 ist mit dem Eingang eines Betriebsdetektors 7 für das System verbunden, dessen Ausgang einerseits mit einem Eingang 8 des Rechenwerks 1 und andererseits mit dem Eingang 9 eines Detektors 10 verbunden, der die Überschreitung der Bereichsgrenze bei der Abtastung feststellt. Der Ausgang 11 des Rechenv/erks 1 ist mit dem Eingang 12 des Detektors 10 verbunden, von dem ein Ausgang 13 einerseits mit dem Eingang 14 des Rechenwerks und andererseits mit dem Eingang 15 einer Steuerschaltung 16 für den Kurvenschreiber 17 verbunden ist, welcher die festzulegende Bereichsgrenze aufzeichnet. Die Ausgänge 2 und 3 des Rechenwerks 1 sind auch mit den Eingängen 18 bzw. 19 der Steuerschaltung 16 verbunden, deren Ausgänge 20 und 21 eine Korrekturschaltung 22 ansteuern, die mit dem Kurvenschreiber 17 verbunden ist und vom Ausgang 23 des Detektors 10 sowie vom Ausgang 24 des Rechenwerks 1 gesteuert wird.

Fig. 2 zeigt zwei zueinander senkrechte Achsen der Änderung der Parameter X und Y zwischen ihren Grenzwerten X , X_M bzw. Y , Y,,. Die Kurve (b) ist die Grenze zwischen den Werten von X und Y im Innern des Betriebsbereichs A des Systems und den Werten von X und Y in dem Bereich B. Der Bereich B ist komplementär zu dem Bereich A in dem Abtastbereich, der durch die Grenzwerte X , X^ und Y , Y,- sowie in dem hier dargestellten besonderen Pail durch die die Punkte (X , Y«.) und (X^, Y ) verbindende Gerade D₁ definiert ist. Py ist der Änderungsschritt des Parameters X, und P,, ist der Änderungsschritt des Parameters Y. Die von dem Kurvenschreiber als Punktion von X und Y durchgeführte Abtastweise ist folgendermaßen

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definiert: ausgehend von dem Punkt mit den Koordinatenwerten (X , Υ,,), welcher dem Ursprung eines ersten Abtastvektors entspricht, wird die Gerade D₁ derart durchlaufen, daß ein Abtastpunkt aus dem vorhergehenden Abtastpunkt (X,"S) durch die Parameterwerte Χ+Ργ bzw. Y-Py abgeleitet wird. Die ersten auf diese Weise abgetasteten Punkte liegen im Bereich B. Wenn der erste Abtastpunkt im Bereich A festgestellt wird (was dem Ende des ersten -Abtastvektors entspricht), wird der bereits für X berechnete Wert beibehalten, während der andere Parameter den Wert Y-Ργ annimmt. Wenn der dadurch erreichte Punkt (welcher der Ursprung des zweiten Abtastvektors ist ) im Bereich A liegt, wird die Abtastung anschließend in umgekehrter Richtung entlang einer zu D. parallelen Geraden djiC-h^eführt, d.h., daß ein neuer Abtastpunkt dadurch arl. ■■ Iteu wird, daß dem Parameter X der nächste Wert X-P-, -jarl dem Parameter Y der nächste Wert Y+Py erteilt wird. Sobald ein auf diese Weise abgetasteter Punkt im Bereich B liegt« ist das Ende des zweiten Abtastvektors erreicht, und die Abtastung in dieser Richtung wird beendet. Der folgende Punkt behält den gleichen Wert vor. X bei und nimmt den nach· Wert ^""¹V ^an· ^Di^ese Abtastweise kennzeichnet sich durch die Laufrichtungen ε und F, die der Richtung des Übergangs vom Bereich B in den Bereich A bzw. der Richtung des Übergangs vom Bereich - in den Bereich B entsprechen. Wenn es in der Laufrichtung nicht mehr möglich ist, in den Bereich A zu gelangen, nehmen die Werte von Y bis zu dem Kleinstwert Y ab, und von da an werden die zuvor definierten Abtastrichtungen ε und Γ umgekehrt. Somit entspricht in dem rechten Abschnitt der Kurve (b) in der Nähe der X-Achse die Richtung ε immer noch dem Übergang vom Bereich B in den Bereich A, aber mit neuen Werten von X und Y, die durch Χ-Ρ_χ b^zw· Υ+2γ gegeben sind. In gleicher

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Welse entspricht die Abtastrichtung t dem Übergang vom Bereich A in den Bereich B, aber die auf diese V/eise abgetasteten Punkte entsprechen Werten von X und Y, die sich aus den vorhergehenden Werten durch X+Py bzw. Y-Py ergeben. Für den Übergang von der Abtastrichtung ε zur Abtastrichtung ε oder umgekehrt, d.h. für den Übergang von einem Abtastvektor zum nächsten, wird der letzte Wert von Y beibehalten und X um Ρ_χ erhöht. Diese Abtastweise ermöglicht es, die Gerade D₁ für einen Wert von X ^ X_M zu erreichen und den ganzen Bereich A zu umlaufen. Die in Pig. 2 mit Kreisen umgebenen Punkte stellen die ersten Punkte dar, die in der Richtung ε nach dem Übergang vom Bereich B zum Bereich A abgetastet werden, sowie die letzten Punkte, die in der Richtung "ε vor dem Übergang vom Bereich A zum Bereich B abgetastet werden. Die Kurve (a), die dadurch erhalten wird, daß nacheinander alle diese mit Kreisen umgebenen Punkte in der Reihenfolge der Abtastung verbunden werden, stellt somit die Betriebsbereichsgrenze des Systems bis auf die den Schritten Py und Py entsprechende Genauigkeit dar. Es ist zu bemerken, daß für die in Pig. 2 dargestellte Bereichsgrenze die Abtastvektoren, die auf Geraden liegen, die parallel zu der den Betriebsbereich begrenzenden Geraden sind, diese Bereichsgrenze nur ein einziges Mal schneiden.

Die in Fig. 3 dargestellte Abtastweise ergibt für jeden Parameter einen neuen Schritt in Abhängigkeit von dem erreichten Abtastpunkt und von der betreffenden Abtastgeraden. Die Kurve (b) begrenzt den Betriebsbereich A des Systems und den komplementären Bereich B in dem Abtastraum, der durch die Achsen der Änderung von X und Y zwischen ihren Grenzwerten X , Xw bzw. Y , Y«, die Parallele D2 zur X-Achse durch den Wert X„ und die Parallele D, zur X-Achse

M 5

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durch den Wert X_M definiert ist. Die Abtastungen in den Richtungen ε und ε (entsprechend der vorstehenden Definition) erfolgen hier entlang den Geraden D (i), die den Punkt (X , Y) mit den verschiedenen Punkten auf der Geraden Ί>2 verbinden, welche als X-Wert einen der Werte ^+1.P_x haben (O^ I^ k mit i = ganze Zahl und k.P_x=X_M~X_m) sowie entlang den Geraden D (3), die den Punkt (X , Y) mit den verschiedenen Punkten auf der Geraden D, verbinden, die als Y-Wert einen der Werte Y_1n ⁺D^v haben (O ^ j ^ k mit j = ganze Zahl und k.P_Y = ^Y _M~^Y _m)·

Die in Pig. 3 dargestellte Abtastung beginnt entlang der X-Achse am Anfangspunkt (X , Y_), wobei jeder Abtastpunkt aus dem vorangehenden dadurch erhalten wird, daß zu dem X-Wert der Schritt Ρ_χ addiert wird, bis der Bereich B erreicht wird.

Somit kann jeder X-Wert auf dieser Achse durch X=X +i.V-^ (mit O^ i^: k) ausgedrückt werden, während stets gilt Y = Y. Beim Übergang von der X-Achse zur Geraden D(1) behält X seinen letzten Wert X +i.P_v, während Y den Wert Y=Y +P_v.i/k

m x m χ ·

annimmt. Wen auf der Geraden D(2), die durch den Punkt (X_M, Y_m+2P_Y) geht, ein Abtastpunkt als X-Koordinate den Wert X=X_m+i.P_x hat, beträgt seine Y-Koordinate Y=Y_m+2P_yi/k. Ganz allgemein hat ein Punkt auf der Geraden D(j), die durch den Punkt (X_M> Y_m+j.P_Y) geht, als Y-Koordinate den Wert Y=Y_m+j.P_Y.i/k und als X-Koordinate den Wert X=X_m+i.P_x. Wenn die Abtastung in der Richtung ε erfolgt, geht der Wert der X-Koordinate von X +ΐ·Ργ auf X +(ί-1)Ρ_χ von einem Punkt zum nächsten Punkt über, und der Wert der Y-Koordinate geht auf der Geraden D(j) von Y_m+j.P_Yi/k auf Y_ffi+j.Ρ_γ(ί-1)/k über, was einem Rückwärtsschritt j.Py/k entspricht. Wenn die Abtastung in der Richtung ε erfolgt, geht der Wert der X-Koordi-

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nate von X +i.P_Y auf X +(i+i)P_Y von einem Punkt zum nächsten Punkt über, und der Wert der Y-Koordinate geht auf der Geraden D(J) von Y^+j.Pyi/k auf Y_m+j.P_Y(i+1)/k über, was einem Vorwärtsschritt jiPy/k entspricht. Um von der Richtung ε auf die Richtung ε, d.h. von einem Vektor zum folgenden Vektor überzugehen, oder umgekehrt, wenn der Wert der X-Koordinate des letzten Abtastpunktes der Geraden D(j)=X +ί.Ρ_χ ist, hat der erste Abtastpunkt auf der Geraden D(j+1) den gleichen X-Wert, v/ährend der Wert Y um einen Schritt Py.i/k vergrössert wird. Pur die Abtastung in dem Teil, welcher der Schar der die Gerade D, schneidenden Geraden D(j) entspricht, werden die Werte von X und von Y ä\so als Funktion des Verhältnisses ρ =i/k ausgedrückt, nämlich:

^x - *m ^{= p(X}M - ^{x) und Y} - ^Ym = ^p·J-^PY

Der einem Abtastpunkt entsprechende Wert ρ wird aus dem Wert des vorhergehenden Punktes dadurch abgeleitet, daß je nach der Abtastrichtung ε* oder ε der Wert 1/k entweder addiert oder subtrahiert wird. In gleicher Weise wird eine Abtastgerade aus der vorhergehenden dadurch abgeleitet, daß eine Einheit zu dem letzten Wert von j addiert wird, mit O^ ό ^ k.

In gleicher Weise läßt sich zeigen, daß in dem Teil, welcher der Schar der die Gerade D₂ schneidenden Geraden D(i) entspricht, wobei i von k bis 0 abnimmt, die Werte von X und von Y als Punktion von p=j/k ausgedrückt werden, wobei j eine ganze Zahl ist, für die gilt O^ j ^ k, also:

X-X_m=P.iP_x und Y- Y_m=P(Y_M- Y_m) -

_mP.iP_x

entsprechend der entgegengesetzten Richtung der Änderung von p, die hier gleich j/k ist, und der entgegengesetzten

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Änderungsrichtungen von i und von j (der Geraden D (i) bzw. D (j)). Die Kurve (a), welche die mit Kreisen versehenen Punkte verbindet, stellt hier die Betriebsbereichsgrenze des Systems bis auf die durch die Schritte Ρ_χ, Ρ_γ, ρΡγ, pPy gegebenen Genauigkeiten dar. Die Bereichsgrenze (a) kann auch dadurch erhalten werden, daß die Y-Achse als Ausgangsgerade gewählt wird.

Das symbolische Schema von Pig. 4 bezieht sich auf die Abtastweise von Pig. 2. Zur Vereinfachung der Schreibweise und zur Erleichterung des Verständnisses der durchgeführten Operationen sind die Schritte Ρ_χ und Ρ_γ gleich der Einheit gewählt worden. Die in Pig. 4 eingetragenen Ausdrücke für die Werte X und Y geben die zu berechnenden Vierte links vom Gleichheitszeichen und die bekannten Vierte X ur.a Y üt-s letzten Abtastpunktes rechts vom GleichMeitszei?hen an. Somit sind die Werte X=X und Y = Y„ dem ersten Abtastpunkt zugeordnet. Anschließend wird eine Verzögerung R eingeführt, um die Übertragung dieser Werte zu gewährleisten, die an das System S anzulegen sind, damit dessen Betrieb geprüft wird. Das Ergebnis dieser Prüfung (positiv A oder negativ B) wird in M gespeichert. Wenn die Prüfung negativ ist, wenn also der Abtastpunkt im Bereich B liegt, wird die Abtastung in der Richtung ε fortgesetzt. Wenn die Prüfung positiv ist, wenn also der Abtistpunkt im Bereich A liegt, wird die Abtastung in der Richtung έ" fortgesetzt. In der Abtastrichtung ε nehmen die Parameter X und Y die Werte X+1 bzw. Y-1 an. Dann erfolgt eine Verzögerung R für die Übertragung dieser berechneten Werte zur Prüfung des Betriebs des Systems S. Wenn die Prüfung im Detektor D ergibt, daß der letzte Abtastpunkt immer noch im Bereich B liegt, wird ein neuer Zyklus in der Richtung ε durchgeführt, und dies erfolgt so

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lange, bis ein Punkt im Bereich A erreicht wird. In diesem Pail wird der Kurvenschreiber auf den Punkt gebracht, welcher die letzten berechneten Werte (X,Y) darstellt, die dem Ende eines Vektors in der Richtung ε entsprechen. Dann erfolgt eine weitere Verzögerung R, bevor der Y-Koordinate der nächste Wert Y-T gegeben wird, während Σ den letzten Wert beibehält. Es erfolgt eine erneute Verzögerung R, bevor die Prüfung des Systems mit diesen letzten berechneten Werten von X und Y erfolgt. Das Ergebnis ersetzt dann die zuvor in M gespeicherten Werte für einen neuen Abtastzyklus. Wenn der letzte Abtastpunkt im Bereich B liegt, erfolgt wiederum eine Abtastung in der Richtung ε entsprechend der vorstehenden Beschreibung. Wenn der letzte Abtastpunkt dagegen im Bereich A liegt, wird die Abtastung in der Richtung c durchgeführt. Die Koordinaten X und Y nehmen die Werte X-1 bzw. Y+1 an. Dann erfolgt eine Verzögerung R vor der Prüfung des Betriebs des Systems S. Das im Detektor D festgestellte Prüfergebnis bringt den Kurvenschreiber auf den Punkt, der die Werte X+1 und Y-1 darstellt, die den berechneten Werten X bzw Y vorangehen, welche einem ersten Punkt des laufenden Abtastzyklus im Bereich B entsprechen. Anderenfalls wird der Zyklus Γ wiederholt, bis ein Punkt im Bereich B erreicht wird. Nachdem der Kurvenschreiber auf den letzten Abtastpunkt im Bereich A gebracht worden ist, wird der Zyklus Ρ_γ durchgeführt, der einem Sprung um einen Schritt für Y entspricht. Die Abtastung wird dann fortgesetzt, bis ein Zyklus in der Richtung ε den Grenzwert Y_ffi ergibt, ohne daß die Zone A durchquert worden ist. Dann erfolgt eine Umkehrung der Steuerungen für X undY, so daß der Zyklus ε die V/erte X=X-I und Y=Y+1 und der Zyklus ε die V/erte X=X+1 und Y=Y-I ergibt, und es erfolgt eine Umkehrung der Steuerung von -Ρ_γ auf , d.h. von -1 auf +1.

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In gleicher Weise würde ein symbolisches Schema, das demjenigen von Pig. 4 analog ist, die Hauptstufen der Abtastung in der Abtastweise von Pig. 3 darstellen. Wenn gemäß der Beschreibung von Pig. 3 der gewählte Anfangspunkt die Koordinaten X=X_m» ¥⁼^_m bat, ist der erste Teil der Abtastung in folgender Weisa definiert:

füre : X = X - P_x Υ = Υ-ρΡ_γ

füre : X = X + Ρ_χ Y = Y + P Ρ_γ

mit einem Sprung um einen Schritt ρΡγ für Υ=Υ+ρΡ_γ . Der zweite Teil der Abtastung beginnt bei dem ersten Abtastpunkt, für den die Werte von X und Y durch den folgenden Ausdruck verknüpft sind:

^PY

Die Zyklen ε und ε" sind dann in folgender Weise definiert:

für ε : X = X - ρ Ρ_χ

Y = Y - Ρ_γ

f ür ε : X = X + ρ Ρ_χ

Y = Y + Ρ_γ

Zwischen jeden Zyklus erfolgt ein Sprung um einen Schritt ρΡ_χ durch X=X- ΡΡ_χ. Das Verhältnis ρ hat den Wert i/k oder j/k, wobei i und j ganze Zahlen sind, für die gilt O ^ i und j ^: k..

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Pig. 5 zeigt im einzelnen das Rechenwerk 1. von Fig. 1 für die Abtastweise von Fig. 2, zusammen mit den hauptsächlichen Verbindungen mit den übrigen Schaltungen des automatischen Kurvenschreibers. Der Betriebsdetektor 7 für das System ist über den Eingang 8 des Rechenwerks 1 mit einer Kippschaltung 30 verbunden, welche die Lage des ersten Punktes eines Abtastzyklus in der Zone A oder in der Zone B speichert (wie bei M in Fig. 4 dargestellt ist ). Der Ausgang der Kippschaltung 30 ist einerseits mit einer Schaltung 31 verbunden, die bestimmt, ob die Abtastung in der Richtung ε oder in der Richtung ? erfolgt, und andererseits mit dsm Eingang 12 des Detektors 10, der das überschreiten der Bereichsgrenze feststellt. Die Verbindung des Eingangs H des Rechenwerks 1 mit dem Ausgang 13 des Detektors 10 ermöglicht die Rückstellung der Kippschaltung 30 in den Ruhezustand. Eine Steuerschaltung 32, deren beide Eingänge mit den beiden Ausgängen der Schaltung 31 verbunden sind, ermöglicht den Betrieb eines X-Zählers 33 bzw. eines Y-Zählers 34, Je nach der von der Schaltung 31 festgelegten Abtastweise. Der Betrieb dieser Zähler wird außerdem durch den Berefchsgrenzenüberschreitungsdetektor 10 bedingt, dessen Ausgang 13 mit einer Steuerschaltung 35 verbunden ist, welche nach jedem Übergang von einem Bereich in den anderen Bereich entweder den X-Zähler 33 oder den Y-Zähler 34 um einen Schritt fortschaltet. Diese Steuerung erfolgt über die eine oder die andere von zwei Oder-Schaltungen OU, die jeweils einem der beiden Eingänge jedes Zählers vorgeschaltet sind. Die Ausgänge 2 und 3 der Zähler 33 und 34 sind mit den Eingängen 18 bzw. 19 der Steuerschaltung 16 des Kurvenschreibers 17 verbunden. Außerdem ist der Ausgang 36 des Zählers 34 einerseits mit einem zweiten Eingang der Steuerschaltung und andererseits mit einem dritten Eingang der Schaltung verbunden. Wenn die (vom Detektor 7 angezeigte) Lage des

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letzten Abtastpunktes dem gleichen Bereich (A oder B) entspricht, wie die (in der Kippschaltung 30 gespeicherte) Lage des ersten Abtastpunktes (d.h. des Anfangs des betreffenden Abtastvektors) in dem laufenden Abtastzyklus (ε ödere"), stellt der Komparator 10 keinen Bereichsübergang fest, und er liefert kein Signal, weder zu der Kippschaltung 30 für deren Rückstellung noch zu der Steuerschaltung 16 des Kurvenschreibers noch zu der Steuerschaltung 35 für die Rückwärtsschaltung des Y-Zählers um einen Schritt Ργ oder die Vorwärtsschaltung des X-Zählers um einen Schritt Ρ_χ. Das Signal am Eingang der Schaltung 31 ändert sich nicht, und die Steuerung der bereits festgelegten Abtastrichtung (ε oder έ" ) wird aufrechterhalten. Wahror.d des ersten Teils der Abtastung, welcher der Abnahme des Parameters Y von seinem Maximalwert Y_T/ bis zu seinem i-auimai· wert Y entspricht, steuert ein Signal (ε) ara ι ...,gang 37 der Schaltung 32 die Vorwärtsschaltung des Wertes X um einen Schritt P_y (am Eingang +des X-Zählers) und dio Rückwärtsschaltung des Wertes Y um einen Schritt Ρ_γ (am Eingang - des Y-Zählers). Dagegen steuert ein Signal (ε) am Ausgang 38 der Schaltung 32 die Rückwärtsschaltung des Wertes X um einen Schritt Ρ_χ (am Eingang - det, X-Zählers) und die Vorwärtsschaltung des Wertes Y um einen Schritt Ρ_γ (am Eingang + des Y-Zählers). Sobald der Y-Zähler an seinem Ausgang 36 anzeigt, daß der Parameter seinen Minimalwert Y erreicht hat, stehen die Eingänge ε und ε der Schaltung 32 in Verbindung mit dem Eingang - des X-Zählers und dem Eingang + des Y-Zählers bzw. mit dem Eingang + des X-Zählers und dem Eingang - des Y-Zählers über die Ausgänge 38 bzv;. 37 der Schaltung 32. Solange der Parameter Y seinen Minimalwert T_m noch nicht erreicht hat, steuert die Schaltung 35, die kein Signal vom Ausgang 36 des Y-Zählers empfängt, an ihrem Ausgang 39 die Rückwärtsschaltung des Y-Zählere

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um einen Schritt Ρ_γ (über die dem Eingang - des Y-Zählers vorgeschaltete Oder-Schaltung OU), sobald der Übergang von einem Bereich in den anderen Bereich festgestellt wird. Wenn der Wert Y erreicht wird, steuert die Schaltung 35 an ihrem Ausgang 40 die Vorwärtsschaltung des X-Zählers um einen Schritt Ρ_χ (über die dem Eingang+ des X-Zählers vorgeschaltete Oder-Schaltung OU), sobald der Übergang von einem Bereich in den anderen Beieich festgestellt wird. Wenn dieser Übergang vom Bereich A zum Bereich B erfolgt, wird ein Signal vom Ausgang 23 des Detektors 10 zum Eingang 41 der Korrekturschaltung 22 geschickt. Solange der Parameter Y seinen Kleinstwert Y noch nich,t erreicht hat, schickt der Y-Zähler kein Signal über den Ausgang 24 des Rechenwerks 1 zu der Korrekturschaltung 22, und die (von der Schaltung 16 kommenden) Werte X und Y des ersten Abtastpunktes in dem Bereich B werden von der Schaltung 22 so korrigiert, daß sie die Werte X + Ρ_χ und Y-Py annehmen. Sobald der Parameter Y seinen Kleinstwert Y erreicht hat, schickt der Y-Zähler ein Signal zu der Korrekturschaltung 22, und die (von der Schaltung 16 kommenden) Werte X und Y des ersten Abtastpunktes im Bereich B werden von der Schaltung 22 so korrigiert, daß sie die Werte X-^_x bzw. Υ+Ργ annehmen. Die von dem Rechenwerk 1 berechneten Werte werden in binärer Porm zu der Steuerschaltung 16 übertragen, die sie in eine dezimale Porm umwandelt, die für die analoge Steuerung des Kurvenschreibers verwendbar ist.

Das soeben für die Abtastweise von Pig. 2 beschriebene Rechenwerk wird gemäß der Darstälung von Pig. 6 für die in Pig. 3 dargestellte Abtastweise hinsichtlich der X-Zähler und Y-Zähler abgeändert. Die Ausgänge 37 und 38 der Schaltung 32 von Pig. 5 sind mit den beiden Eingängen eines Zählers 50 verbunden, der den Wert ρ je nach der Abtastrichtung ε

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oder ε zählt. Der Ausgang dieses Zählers ist mit dem Eingang 51 eines Modulators 52 verbunden. Eine Wählschaltung 53 für die Abtastgeraden hat zwei Ausgänge, die mit einem Eingang + bzw. einem Eingang - eines Zählers X. verbunden sind, und zwei weitere Ausgänge, die mit einem Eingang + bzw. einem Eingang - eines Zählers Y. verbunden sind.

J Die Wählschaltung 53 wird über zwei Eingänge gesteuert, die

an den Zähler X. bzw. an den Zähler Y. angeschlossen sind.

J- J

Ein zweiter Ausgang jedes Zählers ist mit einem der drei Eingänge des Modulators 52 verbunden. Die Wählschaltung 53 und die Zähler X. und Y. sind so ausgeführt, daß sie:

J- J

1. den Werten X-X_m und Y-Y_m jeweils kMaldie Werte X_M~X_m bzw.O erteilen;

2. den Werten Y-Y nacheinander alle wachsenden Werte j . Ρ_γ von Y bis Y_M erteilen, während X-X =X_M~X bleibt;

3. den Werten X-X_m nacheinander alle abnehmenden Werte i .P_v von X_M bis X erteilen, während Y-Y_1n=Y,,-Y bleibt;

4. den Werten X-X_m und Y-Y_m jeweils k IbIdie Werte O bzw. Y_M-Y erteilen.

Diese Änderung von X. und Y. entspricht der aufeinanderfolgen-

J" U

den Abtastung der verschiedenen Punkte auf der X-Achse, der Geraden D^ (an den Schnittpunkten mit den Geraden D(j)), der Geraden Dg (an den Schnittpunkten mit den Geraden D(i)) und der Y-Achse in umgekehrter Richtung.

Die Zähler X. und Y. ergeben also direkt die Wertepaare ι «J

^(XM - ^Xm' °>» <^XM - ^Xm' J'^PY>' ^'¹X' ^YM - ^Ym> ^und <⁰' V^)' Die Steuereingänge der Schaltung 53 empfangen ein Signal von

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diesen Zählern für jeden Grenzwert der Änderung von X-X_m

und Y-Y . Somit liefert der Modulator 52 an seinen beiden m

Ausgängen die zu bestimmenden Werte von (X-X_m) bzw. (Y-Y_ffi)

¹ * ^X " ^Xm ⁼ (^XM " ^Xm^
Y - Y_ = O

4. X - X„ = O

-v

Die klassische Schaltung, welche den Übergang von den Werten X-X und Y-Y- auf die Werte X bzw. Y ermöglicht, ist in Pig. 6 nicht dargestellt. Es ist zu bemerken, daß der in Pig. 3 dargestellte Bereich A durch eine beliebige geschlossene Kurve im Innern des Abtastraums gebildet sein kann, der durch die Kleinstwerte X , Y und die Größtwerte X_M, Y^ definiert ist. In diesem Pail muß der Anfangspunkt im Innern des Bereichs A zwischen den Grenzwerten von X und Y so gewählt werden, daß dieser Punkt der Ursprung der betreffenden Achsen ist. In diesem Pail verfolgt der automatische Kurvenschreiber den die Bereichsgrenze enthaltenden Raum entlang Vektoren, welche sie nur ein einziges Mal schneiden.

Von den beiden beschriebenen Abtastweisen hat die zweite dan Vorteil, daß sie eine größere Genauigkeit ergibt als die mit der ersten Abtastweise erhaltene Genauigkeit. Dies ist die

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Folge der Einführung von neuen Schritten für X und für Y, die jeweils kleiner als die Schritte Ρ_χ und P„ oder gleich diesen Schritten sind. Andererseits kann die zweite Abtastweise im Hinblick auf die weniger einschränkenden Bedingungen der Gültigkeit ihrer Anwendung leichter durchgeführt werden. Man kann jedoch veranlaßt sein, eine andere Abtastweise zu wählen, v/enn die Lage des Betriebsbereichs in dem betreffenden Abtastraum die bereits erwähnten gestellten Bedingungen nicht erfüllt. Auch in diesem Pail kann der beschriebene Kurvenschreiber verwirklicht werden. Es genügt nämlich, daß die gewählte Abtastweise durch eine Schar von Geraden definiert ist, die so beschaffen sind, daß die auf ihnen liegenden Abtastvektoren die angenommene Bereichsgren .e nicht mehr als einmal schneiden.

Der beschriebene Kurvenschreiber kann beispielav. i.se vorteilhaft für die Kontrolle von Speichern mit integrierten Schaltungen vor deren Einsetzen in die Rechenanlagen verwendet werden. Diese Speicher müssen nämlich durch zwei Spannungsquellen versorgt werden, die gegebene Grenzv/erte nicht überschreiten dürfen, da sonst die Speicher zerstört werden. In diesem Sonderfall entspricht der festzustellende Betriebsbereich allen Wertepaaren der Speisespannungen, für welche jeder Speicher alle eingegebenen Informationen wiederherstellt. V/enn man beispielsweise einen 1024 Bit-Speicher betrachtet, der durch zwei spannungen versorgt wird, von denen jede in einem Intervall von 15 Volt zulässig ist, ermöglicht der beschriebene Kurvenschreiber in der ersten beschriebenen Abtastweise das Zeichnen der Bereichsgrenze in zehn Sekunden mit zwei Schritten P^- und Py, die jeweils 0,06 Volt betragen. Ein klassischer Kurvenschreiber gleicher Genauigkeit würde die gleiche Bereichsgrenze in etwa drei Minuten bestimmen. Die Prüfgeschwindigkeit ist also etwa

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um den Paktor 20 bei dem beschriebenen Kurvenschreiber erhöht. Außer den Eigenschaften der Schnelligkeit und der Genauigkeit, die diesen Kurvenschreiber auszeichnen, ermöglicht dieser auch das Zeichnen von mehreren Kurven auf dem gleichen Papierblatt, wenn mehrere Parameter zu beachten sind.

Es ist zu bemerken, daß das vollkommen digitale Aufsuchen der zu bestimmenden Bereichsgrenze wesentlich zur Geschwindigkeit des Kurvenschreibers beiträgt.

Ganz allgemein kann, jedes System, dessen Betrieb von zwei Parametern abhängt, die aus ihrer wirklichen Form in eine elektrische Analogform umwandelbar sind, mit dem automatischen Kurvenschreiber verbunden werden, damit dieser die Bereichsgrenze bestimmt.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   . Automatischer Kurvenschreiber für die Aufzeichnung der Betriebsbereichsgrenze eines von zwei Parametern abhängigen Systems durch punktweises Abtasten von Geraden, die gleichförmig in einem Raum verteilt sind, der schrittweise Änderungen der Parameter zwischen ihren Extremwerten darstellt, mit einem schrittweise arbeitenden Rechenwerk zur Berechnung aller zwischen den Extremwerten angenommenen Werte der beiden Parameter, die entlang den Geraden berechnet werden, die nacheinander in der gleichen Richtung durchlaufen werden, einer an die Ausgänge des Rechenwerks angeschlossenen Prüfschaltung für das System, die für jedes berechnete Wertepaar der beiden Parameter in Tätigkeit tritt, einem an den Ausgang der Prüfschaltung angeschlossenen Betriebsdetektor für das System und mit einer Steuerschaltung für einen Kurvenschreiber ,dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk (1) so ausgeführt ist, daß es die Amplitude der Abtastung entlang einer Geraden auf einen Vektor beschränkt, der die angenommene Bereichsgrenze in der Richtung entgegengesetzt zu dem zuvor abgetasteten Vektor nur einmal schneidet, daß ein Überschreitungs-Detektor (10) das Überschreiten der Bereichsgrenze bei der Abtastung anzeigt, daß der Ausgang des Betriebsdetektors (7) einerseits mit einem Eingang des Rechenwerks (1) und andererseits mit einem Eingang des Überschreitungs-Detektors (10) verbunden ist, daß ein Ausgang des Rechenwerks (1) mit einem Eingang des Überschreitungs-Detektors (10) verbunden ist, daß der Überschreitungs-Detektor (10) einerseits mit einer Steuerschaltung (16) für den Kurvenschreiber (17) und andererseits mit dem

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   Rechenwerk (1) verbunden ist, und daß zwei Ausgänge der Kurvenschreiber-Steuerschaltung (16) mit dem Kurvenschreiber (17) über eine Korrekturschaltung (22) verbunden sind, die durch den Überschreitungs-Detektor (10) und das Rechenwerk (1) gesteuert wird.
2. 2. Automatischer Kurvenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk (1) eine Anordnung zur Bestimmung cfer Richtung eines Abtastvektors in Abhängigkeit von der Lage seines Ursprungs innerhalb (bzw. außerhalb) des Betriebsbereichs aufweist, die zwei Eingänge hat, die mit dem Betriebsdetektor(7)und dem Überschreitungs-Detektor (lO)verbunden sind, und die zwei Ausgänge hat,-die mit einer Rechenanordnung zur Berechnung der dem Ende des Vektors zugeordneten Werte (X, Y) verbunden sind, daß die Rechenanordnung andererseits durch den Überschreitungs-Detektor (10) für die Berechnung der dem Ursprung des folgenden Abtastvektors zugeordneten Werte (X, Y) gesteuert wird, und daß der Kurvenschreiber (17) nur für die Wertepaare (X, Y) gesteuert wird, die den im Inneren des Betriebsbereichs liegenden Vektorenden und den den außerhalb des Betriebsbereichs liegenden Vektorenden vorangehenden Abtastpunkten zugeordnet sind.
3. 3. Automatischer Kurvenschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Bestimmung der Richtung eines Abtastvektors eine Speicherkippschaltung (30) air Speicherung der Lage des Ursprungs des betreffenden Vektors innerhalb (bzw. außerhalb) des Betriebsbereichs aufweist, deren Ausgang mit einem der beiden Eingänge des Überschreitungs-Detektors (10) derart verbunden ist, daß als Ende des Vektors im Verlauf der Abtastung der erste Punkt bestimmt wird, der außerhalb des gerade abgetasteten Bereichs erreicht wird.

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4. 4. Automatischer Kurvenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk (1) die Berechnung jedes Parameters gemäß Vektoren durchführt,die auf Geraden liegen,, die parallel zu einer gegebenen Grenzgeraden des zu bestimmenden Betriebsbereichs verlaufen, ausgehend von einem Punkt der Grenzgeraden, der außerhalb der angenommenen Bereichsgrenze liegt.
5. 5. Automatischer Kurvenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk die Berechnung jedes Parameters, ausgehend von einem innerhalb der angenommenen Bereichsgrenze liegenden Anfangspunkt,gemäß Vektoren durchführt, die auf Geraden liegen, die in dem Anfangspunkt zusammenlaufen.
6. 6. Automatischer Kurvenschreiber nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanordnung zwei Zähler für die Werte X bzw. Y enthält, die jeweils zwei Eingänge für die Addition eines Schrittes zu dem letzten berechneten Wert jedes Parameters in der Richtung des gerade abgetasteten Vektors bzw. für die Subtraktion eines Schrittes von diesem Wert aufweisen, daß dem der Addition eines Schrittes zugeordneten Eingang des einen Zählers und dem der Subtraktion eines Schrittes zugeordneten Eingang des anderen Zählers jeweils eine Oder-Schaltung vorgeschaltet ist, daß ein Eingang jeder Oder-Schaltung mit einer Steuerschaltung für die Steuerung der Portschalteschritte für den Übergang vom Ende eines Vektors zum Ursprung des folgenden Vektors verbunden ist, und daß die Steuerschaltung einerseits durch den Überschreit ungs-Detekt or (10) und andererseits durch einen Ausgang des einen Zählers beim Erreichen des Grenzwertes des in dieaem Zähler gezählten Parameters gesteuert wird.

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7. 7. Automatischer Kurvenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung (22) so ausgeführt ist, daß sie wahlweise einen Schritt zu den Werten, die dem außerhalb des Betriebsbereichs Inenden Ende eines Vektors zugeordnet sind, addieren bzw. einen Schritt von diesen Werten subtrahieren kann.
8. 8. Automatischer Kurvenschreiber nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk zwei Zähler zur systematischen Zählung der Werte X-X_m bzw. Y-Y_m enthält, die den verschiedenen nacheinander abgetasteten Geraden zugeordnet sind, sowie einen durch die Anordnung zur Bestimmung der Richtung des Vektors gesteuerten Zähler für einen Faktor ρ, der von dem betreffenden Punkt des gerade abgetasteten Vektors abhängt, und daß ein Modulator zur Modulation der Werte X-X und Y-Y mit dem Faktor ρ vorgesehen ist, dessen beide Ausgänge mit der Kurvenschreiber-Steuerschaltung (16) über eine Addierschaltung verbunden sind, welche die zu berechnenden Werte X und Y angibt.

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