DE1513165A1

DE1513165A1 - Steuerstromkreis

Info

Publication number: DE1513165A1
Application number: DE19651513165
Authority: DE
Inventors: Charles Gunn-Russell
Original assignee: GUNN RUSSELL CHARLES
Current assignee: GUNN RUSSELL CHARLES
Priority date: 1964-10-16
Filing date: 1965-10-15
Publication date: 1970-09-17
Also published as: CH468670A; BE670940A; NL6513373A; US3448347A

Description

Dt-LWIEGAND 8000 MDNÖ\tNTS, · ■ \_t%j_tVJ,_x*. , .

MtJNCHEN NUSSBAUMSTRASSE 10^l'~'

DIfL-INO. W. NIEMANN ^TELEFON' "⁵⁴⁷ⁱ 1513165

HAMBURG
MTINTANWXLTI

*. 12 331/65 12/We

Charles Gunn-Russel London (England)

SteuerStromkreis

Ein Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Steuerstromkreises neuer und verbesserter Art.

Gemäß der Erfindung ist ein Steuerstromkreis geschaffen, der einen Kondensator, welcher mit einer Quelle eines Grleichstrompotentials über einen Widerstand und mit einem Impulsstromkreis verbunden ist, und einen ochmitt-Auslöser oder einen anderen Ein- bzw. Ausblend-Stromkreis (gating circuit) aufweist, der betätigbar ist, um einen Steuerausgang zu ergeben, wenn das Potential an dem Kondensator einen kritischen Wert überschreitet, wobei

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die Ausführung derart getroffen ist, daß der Impulsstromkreis und die Gleichstrompotentialquelle das Potential an dem Kondensator entgegengesetzt beeinflussen.

Pur die Einfachheit der Beschreibung wird nachstehend angenommen, daß der Kondensator durch die Gleichstrompoientialquelle aufgeladen und durch den Impulsstromkrei8 entladen wird, und daß der äin- bzw. Ausblendstromkreis seinen Steuerausgang gibt, wenn das Potential an dem Kondensator über den kritischen Viert ansteigt. lis sind jedoch andere Ausführungen möglich einschließlich Ausführungen, bei denen die Gleichstrompo+ertla'⁵ -melle eine Spannung von :«ull hat_T beispielsweise, wenn der Kondensator über den Widerstand geerdet ist.

Eine bevorzugte Anwendung des Steuerstromkreises ist die Anwendung bei einer Abfühl- bzw. Abtastvorrichtung, die eine Verbesserung bzw. Abänderung einer Vorrichtung zum Abtasten linearen Materials ist, beispielsweise von Garnen, für das Erfassen von Fehlern, wobei die Fehler die Höhe einer impulsförmigen Irägerwellenform verringern. Line solche btastvorrichtung ist beispielsweise in der schwebenden Patentanmeldung (British Patent

Application No. 24992/64) beschrieben. Bei einer typischen

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Ausführungsform wird die Verstärkungseinrichtung für die Trägerfrequenz nls Impulsstromkreis verwendet. Vorzugsweise ist der Impulsausgang der Verstärkungseinrichtung in Reihengegenphase (series opposition) mit einem weiteren .ausgang davon geschaltet, welcher einen TrägheitaatromkrBis enthält. Bei dieser Ausführun^sform wirkt der weitere Ausgang als ein Bezugsstromkreis, der dahingehend wirkt, die Stromkreisdrift auf einem Minimum su halten, wie es in der erwähnten Patentanmeldung beschrieben ist.

Vielte *e Zwecke und Vorteile der Lrfindun»; gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in welcher eine AusführungBform der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert iat.

Fig. 1 ist ein schenatiachua iitrGir.kreisQiai'ran.ir:, ir velchen eine Vorrichtung _{jen .2 ier ^rfinouxij: wiedergegeben ist.

Fig. 2 iat eine schematiache reicht fines Grames, welches über die beleuchtete Öffnung eines optischen Abtastkopfes wandert, der in der Vorrichtung f;emHß Flg. 1 verwendet wird. Fig. 3 Iat eine schematische Ansicht, in deren linken Teil das G'irn eine Noppe, einen Knoten od.dgl.

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aufweist, dessen Durchmesser das 1,25-faoht dee mittleren Durchmessers des Garnes beträgt, und in deren rechtem Teil das Garn eine Noppe, einen Knoten od.dgl. aufweist, dessen Durchmesser das 5-fache des mittleren Durchmessers des Garnes beträgt, wobei das Garn in die Öffnung des Abtastkopfes einläuft.

Fig.4a ist eine achematieohe Darstellung eines Garnes mit zwei Dickenänderungen, eine läng· und eine im Durchmesser.

Fig.4b zeigt die Wirkung der Garnänderung auf den Verstärkerausgang.

Fig.4c zeigt die Wirkung der Garnänderungen auf den Eingang eines monostabilen Multivibrator··

Fig.4d zeigt die irkung der Garnänderung auf dtn Ausgang des monostabilen Multivibrators.

Fig.4e zeigt den .,ingang eines !.in- bzw. Ausblendstromkreises.

Fig. 5 zeigt eine Abänderung der Vorrichtung, wobei eine stationäre Lichtquelle verwendet wird und eine Photodiode mit einer impulsförmigen Wellenform vorgespannt ist.

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Pig. 6 und 7 zeigen Eingangs- und Ausgangswellenformen der Photodiode, wenn sie durch ein Eingangssignal mit kleinem Impulstastverhältnis bzw. einen Eingang von Quadratwellenform vorgespannt wird.

Der Sender bzw. die Lichtquelle, die in Jj¹Ig. 1 wiedergegeben ist, ist eine Halbleitereinrichtung, die bei 0,9\*. im Infrarotbereich arbeitet und Impulse mit einer Wiederholungsfrequenz von 30 kHz aussendet mit einer Impulsweite zwischen 5 und 10 Microsekunden. Me Photodiode hat ebenfalls eine Öpitze bei 0,9a, wobei durch diese Ausführung das Bestreben besteht, die irkungen des Umgebungslichtes herabzusetzen.

Der Ausgang des Verstärkers wird zu einem !Transformator geführt, der ^ekundärteile Bl, S2 und U3 aufweist. Der üekundarteil 81 führt zu einem üblichen Gleichstromwiederheratellungsgleichrichterstromkreis, der ein signal für automatische Verstärkungsregelung für den Verstarier zuführt, wobei der Du.'chschnittsausgang mit einer Abweichung von + 10^ gleichbleibend gehalten ist. Dor Sekundärteil S2 führt zu einem ähnlichen Stromkreis mit einer langen Zeitkonstante, von dessen .ausgang eine iieite in ^eihenge^en-.

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phaaenanordnung mit dem Auagang von Sj5 und einem wüteren Gleichatromwiecerherstellungagleichrichteratromkreie verbunden ist. Me andere Seite des Auaganga dee durch ü2 geapeisten ütromkreiwes iat mit einer quelle veränderbarer GIeichatroravorspannung verbunden, die ala "Pehlergrößenateuerspannung" bezeichnet iat.

I/er in I.eihengegenphase geschaltete Auagang wird an einen monoatabilen Multivibrator angelegt, der einen Impula fester Amplitude an β einem Auagang für jeden ankommenden Impule erzeugt, welcher eine gewisse amplitude übersteigt, öle Auagangaimpulse werden angelegt, um einen Kondenaator C zu entladen, der über einen Widerstand K von einer veränderbaren Gleichstromvorepannung aufgeladen wird, die ala ''kritische Längenateuervorapannung¹' bezeichnet ist. ΊΛη Jin- bzw, Auablendatronkreia (gating circuit), beispielsweise derjenigen Art, die t.inen nonoatabilen Kultivibrator aufweiat, welcher auf daa Potential am Kondensator ü anspricht, entregt ein Üolenoid, um zu ermöglichen, daß ein Kesser zum schneiden des Garnes wirksam wird, wenn das genannte Potertial einen gewiesen Grenzv/ert erreicht. Der üin- bzw. Auablendstromkreia iet angeordnet, um das Solenoid ;;u entregen und nicht zu erregen, so daß das Garn

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automatisch geschnitten wird, wenn die Vorrichtung aufhört zu arbeiten. Ale Lin- bzw. Aueblendstronkreie kann ein Schmitt-Auslöser verwendet werden, jedoch wird dies nicht bevorzugt, da dieser das Bestreben hat, das Mesaersolenoid während einer rieht ausreichenden Zeit zu entregen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4a bis 4e ist ersichtlich, daß, wenn eine Noppe, ei- Knoten 303 od.dgl. quer über einer öffnung 302 eines optischen Abtastkopfes liegt, das die Photodiode erreichende Licht verringert wird, um eine entsprechende Verringerung in der Amplitude der wiederhergestellten Oleiohstromimpulse an dem Ausgang des Sekundärteils S3 herbeizuführen. Wird angenommen, daß der Durchmesser des Knotens 303 einen kritischen l-urchmesser D Übersteigt, der durch die Pehlergrößensteuervorepannung bestimmt ist, wird kein Ausgang am Multivibrator erhalten. Demgemäß wird der Aufladung des Kondensators C über den Widerstand R nicht entgegengewirkt und das Eingangspotential des Schmitt-Auslösers steigt an. Venn die Länge des Knotens größer als die kritische Länge L ist, die durch die kritische Längensteuervorspannung bestimmt ist, wird der Auslöser ausgelöst, um das '.lirksamwerden des Messers und damit das Schneiden des G trnes zu ermöglichen.

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Hit Noppen oder Knoten wi* dem Knoten 304_f dessen Länge geringer als die von der kritischen Längensteuervorspannung eingestellte Länge ist, steigt das Potential am Kondensator nicht in ausreichendem I'aße an, um den Auslöser auszulösen, und das Hesser wird daher nicht wirksam.

üa ist zu verstehen, daß die Vorrichtung zwei getrennte Steuerungen hat, die entsprechend eingestellt werden können, um die Zunahme des Durchmessers und die Länge des Knotens zu bestimmen, die zum Arbeiten bzw. zur Betätigung des l'eseers erforderlich sind. Auf diese -eise kann ein schneiden bei Ansprechen auf Noppen oder Knoten vermeiden werden, aie zu kurz sino, unannehmbar eu sein. V.eiterhin ist die Vorrichtung in der Lage, zwischen dünnen Knoten, die lang i'er.ug sind, um unannehmbar zu sein, und dicken Knoten zu unterscheiden, die eine zulässig geringe Länge haben.

Lie in Fig. 3 wiedergegebenen zwei bedingungen bzw. Zustände, deren e'iner einen langen dünnen Knoten zeigt, der sich über die ti'fnung 502 erstreckt, und deren anderer einen dicken Knoten zei^t, eier beginnt, sich über die Öffnung 302 zu bewegen, können bewirken, daß das die Photodiode

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erreichende Licht auf die gleiche Menge verringert wird. .Jedoch können diese beiden Bedingungen von der Vorrichtung unterschieden werden, da ein Fehler während einer Zeitdauer vorhanden sein muß, die eine aufladung des Kondensators C ermöglicht, bevor das Messer wirksam wird.

Offensichtlich unterscheidet die Vorrichtung Längen von Noppen oder Knoten als die Zeit, während welcher sie die Menge an Licht verringern, die durch die Öffnung 302 hindurchtritt, und diese Zeit hängt natürlich von der Garngeschwindigkeit ab, die typisch etwa 225 bis 1125 m je Minute (250 bis 1250 yards per minute) beträgt. Me kritische Längensteuerungsvorspannung muß daher geändert werden, wenn die Garngeachwindigkeit geändert wird. Vorzugsweise wird diese Vorspannung von einem Jtromkreis erhalten, der zwei Steuerungen aufweist, die für Geschwindigkeiten bzw. Längen gekennzeichnet sind.

Die funktion des Multivibrators besteht darin, zu gewährleisten, daß die den Kondensator C erreichenden Impulse eine, konstante Amplitude haben, iiine andere ..irt und heise, auf welche ein ähnliches Ergebnis erhalten werden kann, besteht darin, die Impulse von b2 und LO durch einen .begrenzer hindurchlaufen zu lassen. Die Impulse von 62 und

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33 können in denjenigen Fällen direkt dem Kondensator G zugeführt werden, in denen die Längeneinstellung lediglich angenähert zu sein braucht.

In' Pig. 5 ist eine Photodiode 1) in Reihe mit einem Vorspannstromkreis C und einem Belastungewiderstand R geschaltet, typisch einem 1 K-Viderstand. Die bei X erhaltene Ausgangsweilenform für ein konstantes Beleuchtungsniveau bzw. -pegel, wenn der Vorspannstromkreis eine Wellenform mit kurzen Impulsen in Form sinusförmiger Spitzen hat, ist in Fig. 6 wiedergegeben. Typisch wird ein Ausgang einer 3pitζenspannung von ungefähr 1 Volt für eine Spitsenvorspannung von 15 Volt erhalten. Fig. 7 zeigt die ^usgangswellenform, wenn der Vorspannstromkreis eine Quadratwellenform erzeugt, welche die gleiche V.'iederholfrequenz wie die Wellenform mit kurze» Impulsen gemäß Fig. 6 hat. Der Stromkreis gemäß Fig. 5 ist mit Erfolg mit Photodioden der Typennu£mern 3Of2, 51F2, 32F2, 33F2, 34F2 und 35F2 verwendet worden, die von der "üociete üuropeenne des Semiconducteurs" hergestellt werden.

Wenn der otromkreis gemäß Fi^. 5 verwendet wird, kann die bei der !trägerfrequenz betriebene lichtquelle gemäß den Fig. 1 bis 4 durch eine Quelle mit konstantem Ausgang er&etzt werden.

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Claims

!Patentansprüche

1. isteuerstromkreis, gekennzeichnet durch einen Kondensator (C), der mit einer Gleichstrompotentialquelle Über einen Y/iderstand (L.) und mit einem Impulsetromkreis verbunden ist, und durch einen iichmitt-Auslöser oder einen anderen iiin- bzw. Auablendatroiakreie, der betätigbar ist, unreinen öteuerausgang zu ergeben, wenn das Potential an dem Kondensator einen kritischen l.ert überschreitet, wobei die Einordnung derart getroffen ist, daß der Impulastronkreia und die Gleichstrompotentialquelle das Potential an dem Kondensator entgegengesetzt beeinflussen.

2. Steueratromkreia nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (J) durch die Sleichatrompotentielquelle aufgeladen und durch den Impulsstrorakreis entladen wird_t wobei der Üin- bzw. jiusblenästroinkreis seinen iteuerausgang gibt, wenr. das Potential an Kondensator über den ."kritischen V ert ansteigt.

3. ÜteuerStromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstronpotentialquelle eine ,Spannung von EuIl hat, beispielsweise wenn der Kondensator (G) über den Widerstand (Iv) geerdet ist.

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4. Steuerstroinkreie nach Anspruch 1, dadurch ."ekonnzeichnet, daß der Impulsstromkreis die Form eines Verstärkers hat, der eine iüipulsförnige Trägerwelle verstärkt, die durch Abtasten eines Garnes oder .anderen linearen I'ateriales moduliert ist.

5. ^teuerstronkreis nach iinspruch 4_t dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Verstärkerstromkreis ausgesendete verstärkte impulsförrcige Trägerwelle in "„eihengegenphase mit einem weiteren usgang davon geschaltet ist, wobei der weitere :.uagar.r^r als Üezugsatronkreis öient, der so angepaßt iijt, daß er die Jtroir.kreisdrift auf einen Miniraum hält.

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