174987. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fonalak szakítóvizsgálatának tömeges, nagysebességű automatizált elvégzésére
9 174987 10 A 211 .. . 220 komparátorok kimenetei logikai H (magas) szinten vannak, ha a 201 ... 210 mérőcellák kimeneti szintje magasabb a 227 D/A konverter kimenő szintjénél és logikai L (alacsony) szinten vannak, ha a 201 ... 210 mérőcellák szintje alacsonyabb a 227 D/A konverter kimenő szintjénél. Az n-bemenetű 312 VAGY-kapu kimenete attól függően van H vagy L állapotban, hogy a 4-bites 316 számláló a 301 ... 310 ÉS-kapukon keresztül melyik komparátor kimenetét kapcsolja a 312 VAGY-kapura és az ilyen módon kiválasztott komparátor milyen logikai állapotban van. Ha a vezérlő 222 egység a b kimenetre logikai H-t kapcsol, s a 312 VAGY-kapu kimenete is H, akkor a második 225 regiszter — az a bemenetén át vezérelve - 1 bit/ps sebességgel inkrementál. Mivel a második 225 regiszter b kimenete az összegképző 226 fokozaton át a 227 D/A konverter bemenetéit vezérli, a 227 D/A konverter kimeneti szintje a példánknál 2 mV/ps sebességgel emelkedik. A mintavételezés a következőképpen történik: Tételezzük fel, hogy a bekapcsolás után a 4-bites 316 számláló, a második 225 regiszter és a 223 RAM-memória tartalma nulla. A vezérlő 222 egység m kimenetére adott impulzussal a 316 számlálót az első pozícióba lépteti (annak első a kimenetén jelenik meg a H szint). A 223 RAM-memóriában ez a 329 címcsatornán át kijelöl egy 12 bit hosszúságú ún. „erőrekeszt” az első 201 mérőcella számára. Ezután a kiolvasást vezérlő csatornára a 222 egység g kimenete impulzust ad, melynek eredményeképpen a 223 RAM-memóriában kijelölt rekesz tartalma a kimenő 328 csatornára kerül. (Induló feltételünk szerint ez a tartalom most éppen nulla. Ezután a vezérlő 222 egység o kimenetére adott impulzus hatására a 328 csatornára adott információ átíródik a második 225 regiszterbe, majd a c kimenetre az inkrementálási engedély kerül (a c kimenet szintje ekkor: H). A 227 D/A konverter kimeneti szintje az inkrementálás hatására 2 mV/ps sebességgel növekszik. Amikor ez a kimeneti szint eléri az első 211 komparátor egyenes bemenetére kötött első 201 mérőcella kimeneti szintjét, a 211 komparátor, az első 301 ÉS-kapu és a 312 VAGY-kapu kimenő szintjei H-ból L-be váltanak, tiltva a további inkrementálást. A vezérlő 222 egység megszünteti a c kimenetén az inkrementálási engedélyt (a c kimenet L szintre kerül) és az f kimenetre adott impulzussal a második 225 regiszter tartalmát a 335 adatcsatornán keresztül a 223 RAM-memória előbb kiolvasott rekeszébe írja. Ezután a vezérlő 222 egység az m kimenetre adott léptető impulzussal a 316 számlálót a következő pozícióba lépteti, (a b kimenet szintje: H, az a kimenet szintje: L). A leírt játék idődiagramját mutatja a 4. ábra, mely egymás alatt mutatja a következő pontokon megjelenő jelalakot: 222 egység m, 316 számláló a, 222 egység e, g, o, c, 227 D/A konverter kimenete, 211 komparátor kimenete, 222 egység f kimenete. A vezérlő 222 egység megismétli a leírt utasítássorozatot, azzal a különbséggel, hogy a 329 címcsatornán át most a 202 mérőcellához tartozó rekeszt jelöli ki. Amikor a vezérlő 222 egység az n+l-ik léptetési utasítást adja, a 316 számláló ismét első pozícióba kerül. Amikor a 222 egység p kimenetén megjelenik egy beíró impulzus, a második 225 regiszter, illetve a 227 D/A konverter felveszi a 201 mérőcella első mintavételezésénél nyert értéknek megfelelő értéket, mivel a 223 RAM-memóriában az első mintavételkor ezt az értéket tároltuk. A 201 mérőcella kimenő szintjétől függően most két eset lehetséges: a) Az első 201 mérőcella kimenetén a szint az előző mintavételi időpontban mért szinthez képest csökkent, vagy nem változott. Ebben az esetben az első 211 komparátor kimeneti szintje: L és ennek megfelelően a 312 VAGY-kapu kimenete és így a vezérlő 222 egység bemenete ugyancsak L állapotban vannak. Ezért a 222 egység nem ad inkrementálási engedélyt és a második 225 regiszter tartalmát változatlanul visszaíratja a 223 RAM-memóriába. b) Az első 201 mérőcella kimenetén a szint az előző mintavételi időpont szintjéhez képest növekedett. Ennek eredményeképpen az első 211 komparátor és a 312 VAGY-kapu kimenetei és a vezérlő 222 egység b bemenete H állapotban vannak. A vezérlő 222 egység ekkor kiadja a c kimenetre az inkrementálási engedélyt és a 225 regiszter annyit lép, hogy az időközben történt szintváltozást felvegye. A várható korrekció mindössze 1 bit. Amikor ez megtörtént, a 211 komparátor kimenete L-be vált és a 222 egység a második 225 regiszter korrigált tartalmát visszaíratja a 223 RAM-memóriába. A folyamat során fellépő jeleket az 5. ábra mutatja a már ismert jelölésekkel. Ezután a vezérlő 222 egység átléptet a 202, 203 ... 210 mérőcellákra és az utasitás-sorozatot ciklikusan megismétli. 2. Automatikus nullhiba korrekció: Közismert tény, hogy a mérőműszerek erősítőinek nullpontvándorlása folytán azok kimenetén a hasznos jelre szuperponálódik egy időben lassan változó — hőmérséklettől, tápfeszültségingadozástól stb. függő — hibakomponens is. A megoldásunkban alkalmazott erőmérő hidak hasznos kimeneti feszültége mV nagyságrendű, s ezzel a hiba összemérhető. Ugyanakkor digitálissá alakításkor a 4000-nél finomabb felbontáshoz pV nagyságrendű legkisebb feszültséglépcső tartozik, ami azt jelenti, hogy közvetlenül a hídban a driftkompenzálás gyakorlatilag nem oldható meg. Ehhez járul még a csatlakozási és forrasztási pontok kontaktpotenciálja és annak driftje, továbbá a hídnak a tápfeszültség és a nyúlásmérőbélyegek instabilitásából eredő instabilitása. Nyilvánvaló, hogy magában a hídban a sűrű automatikus nullázás nem szervezhető meg, s a kézi nullázás is elképzelhetetlen az n-állású gyorsműködésű berendezésben. A már említett utólagos, elektronikus driftkorrekció folyamata a következő: Minden egyes szakítás előtt, de még terheletlen mérőcellák mellett, a digitális mintavevő és tartóáramkör feldolgozza és tárolja az egyes mérőcellák pillanatnyi nullhibáit, majd szakítás alatt - amikor az egyes mérőfejek által szolgáltatott jel a ténylegesen mért értékekből és a fej nullhíbájából tevődik össze — a mért értéket a korábban tárolt nullhiba értékével korrigáljuk. A szakítógép indulásakor a szakítógép vezérlő 300 elektronika első kimenete a hitelesítési folyamatot indító impulzust ad a vezérlő 222 egység h bemenetére. Ezzel kezdetét veszi a hitelesítés művelet. Mint-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
