DE1549599A1

DE1549599A1 - Funktionsgenerator

Info

Publication number: DE1549599A1
Application number: DE19671549599
Authority: DE
Inventors: Ihlenfeldt Eugene T
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1967-09-05
Filing date: 1967-09-05
Publication date: 1971-04-15

Description

Funktionsgenerator Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Funktionsgenerator, insbesondere auf einen verbesserten und vereinfachten Funktionsgenerator für Ein-und Mebrkanalelektrosignale zur verhältnisweisen Darstellung von zwei gewEhlten Kenngrö#en.
Es sind verschiedene Funktionsgeneratoren bekannt und werden in verschiedenen Programmierungs-und Regelsystemen viel verwendet. Ein Funktionsgenerator wird im allgemeinen fUr Elektrosignale verwendet, die sich proportional in vorausbestimmter Xnderung im Verhältnis von zwei unabhängigen Kenngrö#en verändern. Bei der Regelung von Temperatursystemen ist es mitunter zweckmäBig und oft erforderlich, das Verhältnis von Temperatur gegenüber der Zeit für eine bestimmte Zeitspanne vorzuprogrammieren. Ein Beispiel der Programmierung der Temperatur gegenber der Zeit ist die Regelung von Hochtemperaturöfen fUr verschiedene Zwecke der Werkstoffprüfung. Hier ist es notwendig, den Ofen in einer bestimmten Zeitspanne auf eine vorausbestimmte Temperatur zu bringen, diese Temperatur eine gewisse Zeit lang zu halten und danach auf eine andere Temperatur und Zeitspanne überzugehen.
Eine im allgemeinen fUr die Erzeugung von elektrischen Steuersignalen für die Regelung von Vorrichtungen wie z. B.
Hochtemperaturöfen verwendete Funktionsgeneratorart verwendet einen Servokurvenechreiber, welcher eine vorher aufgetragene Temperatur-Zeit-Verhältniskurve einhält. Dabei werden Blektrosignale erzeugt, welche proportional der Stellung des Schreibers sind. Diese Signale werden dann zur Regelung irgendwelcher anderer GerEte verwendet und auch fUr die Betätigung eines oder mehrerer Servosysteme, damit sich die Vorrichtung weiterhin im Gleichlauf mit der Kurve befindet. Im allgemeinen sind solche Servofunktionsgeneratoren verhältnismäßig langsam, weil sie von einem ständig gesteuerten Antriebssystem abhängig sind, damit ein Organ sich mit einer gegebenen Kurve im Gleichlauf befindet.
Allerdings treten bei vielen heute auf dem Markt befindlichen Geräten dieser Art Systemsehwingungen auf. Ein weiterer Nachteil der Servofunktionageneratoren besteht darin, daB nur ein unabhängiges Programm oder ein unabhEngiger Kanal von jedem Kurvenschreiber oder Kurvengeber erhalten werden kann, und daB bei gleichzeitiger Erzeugung mehrerer Funktionen mehrere Funktionsgeneratoren erforderlich sind.
Die vorliegende Erfindung hat deshalb die Schaffung eines verbesserten Funktionsgenerators zum Ziel.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein verbesserter mehrkanaliger Funktionsgenerator.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein vereinfachter Mehrkanalfunktionsgenerator, der fUr die Erzeugung der geforderten Funktionssignale nicht mebr von mechanisch oder elektromechanich servogesteuerten Kurvenschreibern abhängt.
Weiterhin beinhaltet die vorliegende Erfindung einen verbesserten und vereinfachten Funktimsgenertor, bei dem die bisher in Servosystemen aufgetretenen Schwingungen wegfallen.
Schlie#lich ermöglicht die vorliegende Erfindung einen verbesserten und vereinfachten Mehrkanalfunktionsgenerator mit einer schaellen Ansprechzeit, welcher, ohne die AusrUstung beträchtlih vergrü#ern zu müssen, gleichzeitig mehrere voneinander unabhängige programe erzeugt.
Gem§ß der vorliegenden Erfindung wird das gewünschte Verhältnis zwischen zwei Veränderlichen, z. B. Temperatur und Zeit, auf einer nichtleitenden Karte unter Verwendung von isoliertem draht kleinen Durchmssers aufgezeichnet, der auf die Karte mit Isolierband befestigt oder aufgeklebt wind. Auf der Karte wird der Draht in bezug auf zwei ßenkreebte Achsen befestigt, welche der Abszisse und der Ordinate eines zweidimensionalen Koordinatensysteme entsprechen. Der eine Teil des Drahtes ist als Kurve geformt, welche das gewünschte Verhältnis zwischen Zeit und Temperatur darstellt, und der andere Teil ist parallel zu einer Koordinatenaches. Das gewunschte Verhältnis zwischen den beiden Größen kann auf der nichtleitenden Karte auch in anderer Form aufgezeichnet oder dargestellt werden, z. B. durch eine Technik, die bei gedruckten Schaltungen angewendet wird oder durch eine andere Technik. Das System braucht zum Betrieb keinen Kurventaster und dazugehörige servosysteme, so da# gleichzeitig mehrere Funktionen erzeugt werden können. Zu diesem Zweck wird jede einzelne leitende Kurve, welche das gewünschte Verhältnis von Temperatur gegenüber Zeit oder zwischen anderen Kenngrößen darstellt, isoliert, so da# mehrere leitende Kurven auf einer einzigen Karte zusammengefaßt werden können.
Die versehiedenen Kurven können sich also kreuzen, ohne dadurch die Arbeitsweise des Systems zu beeinflussen. Jede Kurve besitzt parallel zu einer Basislinie eine Rückleitung, so da# zur abertragung der Ausgangesignale auf irgendeine in der unten beschriebenen Weise durch Programmierung gesteuerte Vorrichtung ein geschlossener Kreis zur Verfügung steht.
Zur Herstellung einer dünnen Feldlinie quer zur Kartenebene mit den oben beschriebenen Kurven ist ein Magnetfelderzeuger vorgesehen. Die Feldlinie erstreckt sich seukrecht zur obengenannten Basislinie. Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Magnetfelderzeuger ein Abtaster mit einem Paar länglicher Kerne und dazugehöriger Spulen, welche eine Offnung begrenzen, damit zwischen dem Abtaster und der Programmkarte eine Relativbewegung möglich ist. Der Magnetabtaster wird mit einem Wechselstromßignal versehen, so da# ein senkrecht zur Basislinie der Programmkarte auf eine donne Linie beschränktes veränderliches Magnetfeld geschaffen wird. Bei einer bevorzugten Anordnung schwankt dam Elektrosignal im Audiofrequenzbereich. Die Anorduung ist so, daB bei einer Relativbewegung zwischen dem Abtaster und der Programmkarte jede leitende Kurve auf der Karte darin ein Wechselstromsignal erzeugt, welches proportional zum Magnetfluß ist, der durch die mit dieser Kurve in Beziehung stehende Schlaufe umschlossen wird, wobei diese Kurve direkt proportional zur Ordinate der Kurve an ihrem Schnittpunkt mit der durch den Abtaster erzeugten Feldlinie ist. Dam in jeder einzelnen Schlaufe auf der Karte erzeugte Spannungignal wird auf einen Versärker und einen Wechsel-Gleichstrom-Wandler gegeben, so da8 ein Gleichstromaignal erhalten wird, welches proportional der Ordinate der dazu gehörigea Kurve zu jedem Zeitpunkt ist. in welchem der Abtaster entlang der Programmkarte bewegt wird.
Bei der bier gewthlten Darstellung der Erfindung ist die programmkarte unbeweglich und der Abtaeter bewegt sich, aber en ist klar, daß auch umgekehrt verfabren werden kann, d. h. der Abtaster ist unbeweglich und die Karte beweglich.
Die obengenannten zusätzlichen Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus der naohfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verdeutlicht.
In der Zeichnung atellen dar : Fig. 1 eine Schemadaratellung der verschiedenen Bauteile in einer bevorsugten Ausführung, wobei einige Teile in perspektivischer Ansicht dargestellt sind, um ibre Arbeitsweise zu verdeutlichen und andere Teile in eines Blockschaltbild gezeigt sind, Fig. 2 eine Seitenansicht eines bevorzugten Bagneabtasters, Fig. 2A eine Endansicht des Magnetabtasters nach Fig. 2, Fig. 3 eine vergrö#erte Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 eine graphische Darstellung der magnetischen Feldstärke gegenüber der Entfernung von der Mitte des in den Fig. 2 und 3 gezeigten Abtasters, Fig. 5 ein Schaltbild eines Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers fUr die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 6 ein Schaltbild, welche genauer einen bestimmten Wechlselstrom-Gleichstrom-Wandler sur Verwendung in der in Fig. 1 geseigten Vorrichtung seigt und Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Ausfübrung der vorliegenden Erfindung ähnlich der in Fig. 1, wobei allerdings die Programkarte zylindrisch ist und der Abtaster sich so bewegt, daB ununterbrochen sich wiederholende Abtastungen erfolgen.
Der in Fig. 1 dargestellte Magnetabtaster 10 hat einen Magnetkern 11 und zwei diametral gegenüberliegende, parallele Polachuhe 11 A und 11 B, welche einen zwischen ihnen befindlichen länglichen Spalt 11 C begrenzen. Ein Paar elektrische Drahtwicklungen 12 und 13 sind in Reihe geschaltet und auf die Polschuhe 11 A und 11 B gewickelt, so da# bei Erregung der Wicklungen 12 und 13 durch ein Wechselstromsignal ein magnetisches Wechselfeld in der Form einer gleichmäßigen dUnnen Linie im Spalt 11 C geschaffen wird. In Fig. 1 ist der Magnetabtaster ohne Abschirmung dargestellt, damit die Grundlagen dieser Erfindung ausreichend verdeutlicht werden können. Wie im nachfolgenden und unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 im einzelnen beschrieben, wird der Abtaster zweckmäßigerweise mit einer ausreichenden Abschirmung serseheu und so gebaut, daß zwischen den Polscbuhen 11 A und 11 B ein sebr schmales langgestrecktes Magnetfeld erzeugt wird, dessen Feldlinien sich von einem Polschuh zum anderen erstrecken.
Die Wicklungen 12 und 13 werden an das Signalgebe-und Steuersystem 14 angeschlossen. Es ist allgemein innerhalb der gestrichelten Linien dargestellt und umfaßt den Audiofrequenzoszillator 15, der an den Detektor 16 angeschlossen ist, welcher an den VerstErker 17 angeschloseen ist, dessen Signalausgangskreis direkt an die Wicklungen 12 und 13 angeschlossen ist. Die Auordaung ist so, daß die Wicklungen 12 und 13 Weebselstromsignale erhalten, deren Amplitude in der nachfolgend beachriebenen Weise geregelt wird.
Der Funktionsgenerator der Fig. 1 entbdlt einen dünnen Bogen oder eine Karte 20 aus geeignetem, nichtleitendem Werkstoff, z. B. Teflon, in dem Zwischenraum 11 C, senkrecht zu den durch den Abtaster erzeugten Feldlinien. Auf der Oberfläche der Karte 20 sind mehrere Programmleiter im allgemeinen Verlauf des gewünschten Verhältnisses zwischen zwei Graben angeordnet.
Zum Zwecke der Daratellung hat die in Fig. 1 gezeigte Programmkarte zwei Programmleiter 21 und 22. Es können aber auch mehr Leiter als nur zwei auf einer einzigen Karte angeordnet sein.
Zum Zwecke der Erläuterung der vorliegenden Erfindung soll dam Gerdt nacb Fig. 1 so beschrieben werden, als kurde es Ausgangssignale erzeugen, die ein bestimmtes Verhältnis von Temperatur zur Zeit darstellen. Jeder Programmleiter 21 und 22 ist daher in verschiedener Weise auf der Karte/angeordnet. Beide Anordnungen entsprechen zwei getrennten bestimmten Verhältnissen von Temperatur und Zeit. Im System der Fig. 1 ist die Temperatur durch die Ordinate oder Y-Achse und die Zeit durch die Abszisse oder X-Achse dargestellt, wenn die Karte das in Fig. 1 gezeigte Koordinatensystem bat. Die Leiter 21 und 22 kUnnen gelackte Kupferdrähte kleinen Durchmessers sein, welche an der Oberfläche der Karte 20 mit Klebstoff oder Isolierband befeetigt sind. Die Leiter kUnnen aber auch aufgedruckt oder sonstwie vorgeaehea werden, um sie in einer vorausbestimmten Anordaung auf einem isolierten ErEger vorzusehen. Jeder Programmdraht ist gegendber allen anderen isoliert, und es können dahalb viele Programmdrdhte fUr getrennte Temperaturzeitprogramme auf einer einzigen Karte 20 vorgeseben sein. Dam System arbeitet so, daß sich die verschiedenen Programmdrähte, ohne den Betrieb zu beeinflussen, kreuzen können. In Fig. 1 sind die beiden Programmleiter 21 und 22 auf derselben Seite der Karte 20 dargestellt, in der Praxis können aber beide Seiten zur Aufnahme der ProgrammdrEbte verwendet werden. Jeder der beiden Programmdrähte 21 und 22 hat einen geraden Abschnitt 21 A und 22 A, der parallel zum unteren Rand (X-Achse oder Zeitachae) der Karte 20 verläuft. Jeder der Leiter 2t und 22 mit ihren dazugehörigen RUckleitungen 21 A und 22 A bildet eine Schleife, welche durch den geradlinigen Abtasterspalt 11 C geschlossen wird. Die Leiter 21 und 22 mit ihren Rückleitungen 21 A und 22 A sind als verdrillte Paare 23 und 24 ausgebildet. Diese Paare gehen zu den dazugehörigen Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlern 25 und 26. Jeder der Wandler 25 und 26 gibt ein Gleichstromausgangssignal an eine dazugeaurige Programmverwertereinrichtung 27 und 28 ab. Die Programmverwertereinricbtungen können verechiedener Art sein, im System der Fig. 1 haadelt es sich allerdings um Hohtemperaturöfen mit bestimmten Temperatur/Zeit-Programmen gemä# den durch die DrEhte 21 und 22 gebildeten Kurven.
Wie im nachfolgenden beschrieben, werden in einer Bezugssignalschleife Bezugssignalo zur Regelung der Hdhe der Erregerspannung erzeugt, die an die e Abtasterwicklungen 12 und 13 angelegt wird. Diese Bezugssignalschleife wird durch den Drabt 31 gebildet. Er erstreekt sich entlang des rückwärtigen Randes der Karte 20 und parallel su ihm, nach unten und parallel zum linken Rand der Karte 20 und dann wieder zurück nach rechts als Draht 21 A parallel zum unteren Rand der Karte 20. Die Abschnitte 31 und 31 A bilden das bei 32 dargeetellte verdrillte Paar. Dieses ist an einen dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Wändler 33 angeschlossen. Eine Gleichstrombezugsquelle 34 ist an den Wandler 33 und den Detektor 16 angeschlossen, ebenfalls der Wandler 33. Der Detektor 16 vergleicht den Signalpegel der durch den Wanlder 33 erbaltenen Signale mit dem durch die Gleichatrombezugsquelle 34 erbaltenen Gleichatromsignal und regelt den Verstärker 17 so, da# der Magnetfeldpegel im Zwischenraum 11 C wSbrend des Betriebsvorganges stets auf einer gewählten Höhe bleibt.
Im System nach Fig. 1 wird zwischen dem Magnetabtaster 10 und der Programmkarte 20 eine Relativbewegung erzeugt, so daB jeder Programmleiter 21 und 22 auf seiner ganzen Lange abgetastet wird. Die Geschwindigkeit zwischen dem Abtaster und der Karte sollte vorzugsweise gleich sein oder sich in einer vorausbestimmten Weise rader. Der Magnetabtaster 10 wird von Konsolen 36 (eine davon ist dargestellt) getragen. Die Konsolen werden von PUhrungen 37 (eine davon ist dargestellt) so getragen, da# der Abtaster 10 sich im Verhältnis zur Programmkarte 20 bewegen kann, wobei die Karte 20 in der Mitte des Zwischenraumes 11 C bleibt. Eine durch einen Elektromotor 39 angetriebene Gewindewelle 38 bringt ein vom Abtaster getragenes Element 41 in Eingriff, so da# beim Drehen der Welle 38 der Abtaster 10 fortbewegt wird. Eine Motorregelvorrichtung 40 regelt die Geschwindigkeit des Magnetabtasters 10 in n bezug auf die Karte 20 und achafft somit die Zeitgrundlage fUr das System.
Daraus geht hervor, daB jeder Programmleiter 21 und 22 und der Bezugsleiter 31 eine leitende Schleife bilden, welche durch die sich bewegende Feldlinie durchdrungen wird. In dem Bezugsleiter 31 bleibt der Flua konstant, während der in den Programmleitern 21 und 22 sich in Ubereinstimmung mit der Leiterordinate in jedem Augenblick ndert. Wenn sich der Abtaster 10 also tuber die Karte 20 bewegt, danmArd in jedem Programmleiter und im Bezugoleiter 31 ein Weßhselstromsignal durch das sich ändernde Magnetfeld induziert, wobei die momentane Amplitude solcher Signale proportional dem Flua in der Schleife aus leitendem Material ist. Da dies direkt proportional zur Leiterordinate bei ihrem Schnittpunkt mit der Feldlinie ist, wird jede der Programmverwertungsvorrichtungen 27 und 28 mit einem Gleichstromsignal versehen, dessen Amplitude sich in Übereinstimmung mit der gewünschten Änderung von Temperatur zur Zeit ändert.
Jede der beiden Programmverwertungsvorrichtungen benutzt solche Programmsignale zur Regelung der Heizelemente in einem Hochtemperaturofen in bekannter Art und Weise. Der Draht 31 und seine RUckleitung 31 A bleiben parallel zueinander und ebenso zur X-Achse, und das an den Wandler 33 abgegebene Signal bleibt auf im wesentlichen konstantem Pegel. Der Detektor 16 und die Bezugsquelle 34 dienen zur Verbesserung des Betriebes durch automatische Einstellung des VerBtErkers 17, damit der Flußpegel während der Betriebsdauer auf der Karte 20 weiterhin n konstant bleibt. Daraus geht hervor, da# ein vereinfachter und wirtschaftlicher Mehrkanalfunktionsgenerator zur gleichzeitigen Erzeugung mebrerer elektrischer Programmsignale proportional zu einem gewünschten Verhältnis zweier Großen, wie Zeit und Temperatur, geschaffen ist.
Wie in Bezug auf Fig. 1 beschrieben, ist es fUr einen verbesserten Betrieb zweckmä#ig, daB der Magnetabtaster ein sehr schmales Feld erzeugt. In Fig. 2 und 3 sind die baulichen Einzelheiten einer bevorzugten Ausführung des Magnetabtasters einschließlich der Abachirmung dargestellt. Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß der Magnetkern 11 aus mebreren dünnen Platten aus magnetischem Material besteht, wie den im allgemeinen bei NF-Umformern verwendeten Platten. Die Platten sind zusammengeschichtet. Der Kern 11 befindet sich in Offaungen eines Aluminiumrahmens 46, wobei die Spulen 12 und 13 um den Magnetkern innerhalb der im Aluminiumrahmen 46 eingearbeiteten Schlitze gewickelt sind. Die ganze Vorrichtung befindet sich in einem einteiligen EupSerbehESter 42. Obgleich andere Werkstoffe ebenfalls verwendet werden können, hat sich in der Praxis herausgestellt, daß Aluminium eine einfachere Bearbeitung des Rahmens 46 ermöglicht. Ein einteiliges Kupferstück mit geringem Widerstand bietet ale Behälter die gewünschten Abschirmungseigenschaften. Die Schlitze für die Wicklungen 12 und 13 werden vorzugsweise mit einem geeigneten Isolierstoff zum Schutz der Drähte beim Bau des Abtasters versehen. Wie im Querschnitt der Fig. 3 deutlich dargestellt, sind zwischen den Enden der Polachuhe 11 A und 11 B und dem Kupferschild 42 Luftspalte 43 und 44 zur Herabsetzung der Ausbreitung des Feldes vorgeseben. Der Zwischenraum 11 C wird durch die Kupfersehildabachnitte 42 gegenUber den Enden der Polschuhe 11 A und 11 B begrenzt. Ein Paar enge lange Schlitze 42 A und 42 B verlaufen tuber die gesamte Lange des Kupferscbildes 42 und begrenzen damit die Austrittsoffnung für das Magnetfeld.
Die Schlitze 42 A und 42 B fluchten mit den Mittellängsachsen der Polschuhe 11 A und 11 B, Fig. 4 zeigt graphisch die Intensität des Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Entfernung von der Mitte Schlitte 42 A und 42 B des Abtasters nach Fig. 2 und 3. Die in Fig. 4 dargestellte Kurve wurde erhalten durch Schlitze 42 A und 42 B mit einer Breite vnn ca. 0, 4 mm und bei ca. 200 Windungea der Spulen 12 und 13. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, da# durch den Abtaster ein sehr donnes symmetrisches Feld gew haffen wird, wodurch eine hohe Auflösung erzielt wird.
In Fig. 7 ist eine Ausfübrung der vorliegenden Erfindung dargestellt, welche der in Fig. 1 ähnlich ist, wobei aber die Programmvorrichtung ein dünnwandiges zylindrisches Programmelement 89 aus einem Isolierstoff ist und wobei an ibm inolierte Programmdrähte 90 und 91 befestigt sind. Ein Bezugsaignaldraht 92 ist in ähnlicher Weise am Element 89 befestigt und liegt am Umfangarand des Elements 89. Jeder Draht 90, 91, 92 läuft um das Element 89 berum und hat eine RUckleitung 90 A, 91 A und 92 A, so da# jeder Draht eine U-förmige Schleife bildet, ähnlich wie die Drähte in Fig. 1. Die Drähte 90, 91 und 92 zusammen mit ihren Rückleitungen 90 A, 91 A und 92 A sind im Kabel 93 als verdrillte Paare ausgebildet. Sie erstrecken sich rechts von der Unterkante des Programmelementes 89 und werden, wie in Fig. 1 gezeigt, an die Programmverwertungseinrichtungen angeschlossen. Das zylindrische Programmelement 89 und die dazugeh8rigen ProgrammdrChte werden durch Rollen der Programmkarte 20 der Fig. 1 in die gewUnschteGestalt geformt. Zum Zwecke der Darstellung weiterer Vorteile der vorliegenden Erfindung kreuzen sich die Leiter 90 und 91.
Ein Wechselstromsignalerzeuger 80 ist durch Zuleitungen 81 und 82 an eine Bürstenvorrichtung 83 angeschlossen. Die Bürstenvorrichtung ist mit einer an der Scheibe 85 befestigten Welle 85 A verbunden. Ein Motor 39 ist mit seiner Welle 39 A mit der Welle 85 A gekuppelt, um die Scheibe 85 zu drehen. Die Scheibe 85 trigt einen Bolzen 86, an welchem ein Magnetabtaster 87, ähnlich dem Abtaster 10 in Fig. 1, befestigt ist. Der Abtaster ist scbematisch dargestellt und bat einen Kern 87 A und in Reihe geschaltete Wicklungen 88 A und 88 B. Diese Wicklungen sind über die Bürstenvorrichtung 83 mit dem Signalgeber 80 verbunden. Die Anordnung ist so getroffen, da8 die Drehaebse der Scheibe 85 mit der Achse des Zylinders zusammenfällt, der das Trogrammelement 89 darstellt, wobei der Abtaster 87 ein magnetisches Weehselfeld erzeugt, welches durch das Element 89 geht. Das Feld wird auf eine schmale Linie beschränkt, welche sich senkrecht su den Rückleitungen 90 A, 91 A und 92 A erstreckt. Der Betrieb des in Fig. 7 dargestellten Systems Kheelt im Prinsip dem der Fig. 1 dadurch, daB bei Erregung des Abtseterß 87 durch ein Wechselstromsignal und bei veiner Bewegung in besug auf die programmleiter 90 und 91 die gewünschten Programmsignale in den Programmleitern erzeugt werden. Die Amplitude solcher Signale ist proportional dem FluB in jeder Schleife zu einem gegebenen Zeitpunkt und wiederum proportional dem Abstand der DrEhte 90 und 91 und ihren Rückleitungen 91 A und 90 A. Das im Draht 92 induzierte Spannungssignal dient als Bezugssignal zur Regelung und Binstellung, wie in Fig. 1 beschrieben.
Daraus ist ersichtlich, daß man mit der Ausführungsform nsch Fig. 7 mehrere sich stets wiederholende einzelne Programmsignale in Abhängigkeit von der Erregung und der Drehung der Abtasters 87 und in Abhängigkeit vonder Gestalt der Programmdrähte entsprechend dem gewünschten Verhältnis zweier Größen, wie Zeit und Temperatur, erzielt.
Es sind verschiedene Arten von Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlern gebaut worden, die sich für das in Fig. 1 dargestellte System eignen. Um das System noch weiter zu verbessern, kUnnen die in Fig. 5 allgemein und in Fig. 6 weber dargestellten Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler verwendet werden, um die Auswirkungen vieler auf dem Markt befindlicher Wandler in bezug auf Nichtlinearität herabzusetzen oder auszuschalten. Der in der Fig. 5 allgemein dargestellte verbesserte Wandler hat einen Hochleistungsveratärker 50 mit einer geerdeten Signaleingangsklemme 51 und einer Signaleingangsklemme 52, an welche eine Wechselstromsignlquelle 53 angeschlossen ist. Die andere Klemme der Wechselstromsignalquelle 53 ist durch die Zuleitung 54 an den Punkt 55 angeschlossen. Dieser Punkt-liegt zwischea den Widerständen R 2 und R 1, wobei R 1 geerdet ist. Bine Signalausgangsleitung 56 des Hochleistungsverstärkers 50 ist an Erde angelegt und die andere, 57, ist tuber die Dioden 58 bis 61 an den Widerstand R 2 angeschlossen. Die Dioden 58 und 59 sind so in Reihe geschaltet, da8 der StromfluS in einer Richtung durch den Widerstand R 2 erfolgt, während die Dioden 60 und 61 so in Reine geschaltet sind, daB der Ström in Gegenrichtung durch den Widerstand R 2 flieBt.
Ein Doppelweggleichrichter mit den Dioden 62 bis 65 ist parallel zum Auegang des VerstErkers 50 mit den Widerständen R 11 und R 22 in reine geachaltet. Der Abschnitt mit den WiderstEaden R 11 und R 22 ähnelt im wesentlichen dem Abschnitt mit den Widerständen R 1 und R 2 in bezug auf die Wirkung der Dioden in den Kreisen, d. h., da# zu jedem Zeitpunkt zwei von den Dioden 62 bis 65 und die beiden WiderstEnde R 11 und R 22 über den Ausgang des Verstärkers 50 in Reihenschaltung verbunden sind. Das gleiche gilt fUr die Widerstände R 1 und R 2 und fUr zwei von den Dioden 58 bis 61. Alle acht Dioden sind Festkörper und haben im wesentlichen gleiche Eigenschaften.
Bei relativ hoher Verstärkung des Verstärkers 50 ist für alle praktischen Zwecke der Spannungeabfall über den Widerstand R 1 gleich dem durch den Wechselstromsignalerzeuger 53 erzeugten Eingangesignal. Somit ist der Spannungsabfall tber die Serienkombination der WiderstEnde R 1 und R 2 gleicb dem Eingang R 1 + R2E. Da der Abschnitt mit den WiderstEnden R 11 und R 22 R1 Ri im wesentlichen dem Abschnitt mit den Widerständen R 1 und R 2 ähnelt, mit der Ausnahme, daB gleichgerichteter StromfluB in dem Abschnitt mit den WiderstEnden R 11 und R 22 stattfindet, wird ein genauer Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler geschaffen. Parallel zum Widerstand R 11 kann ein Filter 68 angeschlossen werden, um die Gleichstromausgangssignale zwischen den Signalabgabeklemmen 69 und 70 zu filtern. Wena eine Isolierung von der Signalerde erforderlich ist, kann ein Hoohleistungs-Isolationstransformator zwischen dem Abschnitt mit den Widerständen R 1 und R 2 und dem Abachnitt mit den Widerständen R 11 und R 22 geschaltet werden. Um den Eingang von der Erde zu isolieren, kana auch ein Trenntransformator in dem Eingang verwendet werden.
Fig. 6 zeigt einen Schaltplan eines Wandlers gemEB dem allgemeinen Diagramm der Fig. 5, der sich in Systemen der vorliegenden Erfindung bewdhrt. hat. In der Fig. 6 haben die Bauteile, welche den Bauteilen der Fig. 5 entsprechen, die gleichen Bezugsziffern. Der Widerstand R 11 ist ein Regelwiderstand und ermöglicht die Eichung des Systems. Der Hochleistungsverstärker hat zwei Stufen durch die Pentode 71, welche durch den Eingangatranaformator 73 vom Wecheelstromsignalerzeuger und der Triode 72 Einganggeignale erhält.
Die beiden Stufen arbeiten als Hochleistungsverstärker mit entsprechender negativer Rückkopplung vom Aungungskreis, um eine NichtlinearitAt der Dioden auszugleichen. Unter Verwendung der in Fig. 6 fUr Erläuterungezwecke angegebeen Parameter wird bei der Umwandlung kleiner Wechselstromsignale (0 - 2 Millivolt) in Gleichstromsignale eine Linearitttt erzielt, die besser ist ale 0, 5 %.
Die Erfindung ist hier auf der-Grundlage von Zeit gegenüber Temperatur beschrieben worden. Das System eignet sich natürlich auch für andere Programme mit Lasten, Spannung, Druck, Dehnung, Htlhe und andere Kenngrö#en. Es eignet sich besonders für die Programmierung kombinierter prüfkenngrö#en, wie z. B. Temperatur und Hoche oder andere Kombinationen. Das System hat eine schnelle Ansprechzeit ; ein bestimmtes System hat eine Ansprechzeit von ca. 1 Millisekunde, wenn der Oszillator 15 der Fig. 1 mit einer Frequens von 10 kHz arbeitet.
In der Praxis hat sich herausgestellt, daB die Ansprechfähigkeit des Systems auf ein Stufenfunktionsprogramm hauptsächlich nur von der Form des Abtastfeldes beschrEokt wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Funktionsgenerator, gekennzeichnet durch2elektrische Leiter (21, 22), die als Funktion eines vorausbestimmten Verhältnisses zwischen zwei Kenngrö#en räumlich zueinander verlegt sind, und durch einen Magnetfelderzeuger zur Erseu--gang eines sich ändernden magnetfeldes, dessen Flu# die beiden Leiter durchsetzt, sowie durch eine Vorrichtung zur Erzielung einer Relativbewegung zwischen dem Magnetfelderzeuger und den Leitern, an die eine Signalabgabevorrichtung-angeschlossen ist.
2. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die beiden Leiter (22, 21) Teil eines in Schleifenform angeordneten elektriseben Leiters sind.
3. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB sich der eine Leiter in einer Richtung parallel zur Richtung der Relativbewegung erstreckt.
4. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daB der erste Leiter gerade verläuft.
5. Funktionsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da# beide Leiter in einer Ebene liegen.
6. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB die beiden Leiter auf einer Karte (20) aus nichtleitendem Werkstoff montiert sind.
7. Funktionsgenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daB ein Leiter sich um die Achse eines Zylinders (89) erstreckt.
8. Funktionsgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daB ein Leiter senkrecht zur Richtung der Erzeugenden des Zylindrs erstreckt.
9. Funktionsgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekenazeichnet, daß beide Leiter von einem dünnwandigen Zylinder (89) aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff getragen sind.
10* Funktionsgenerator nacb Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, da# der eine Leiter eine Koordinatenachee und der andere Leiter eine leitende Kurvenlinie darstellen, wobei das Schaubild das Verhältnis zwischen zwei Kenngrö#en darstellt, die in einem Koordinatensystem dargestellt sind.
11. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, da# ein weiterer Leiter mit einem ersten Abschnitt parallel zu einem eraten von zwei Leitern verlduft und ein zweiter Abschnitt getrennt davon als Funktion eines gewünschten Verhältnisses zwischen einer dritten und vierten Kenngröße.
12. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, da# ein zusätzlicher Leiter in Schleifenform zur Ableitung eines Bezugssignals mit konstanter Amplitude vorgesehen ist.
13. Funktionegenerator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da# mit dem Magnetfelderzeuger eine Regelvorrichtung und der zusätzliche Leiter gekoppelt sind und auf das Bezugssignal anspricht, zur Steuerung der Intensität des Feldes des Magnetfelderzeugers.
14. Funktionsgenerator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung einen Detektor umfaßt, dem ein Bezugspotential angelegt ist und der zusätzliche Leiter ein Signal als Funktion einer Differenz zwischen dem Bezugspotential und dem im zusältzlichen Leiter erzeugten Bezugsaignal liefert.
15. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet@elderzeuger zwei parallele längliche Polochube (11 A, 11 B) besitzt, die auf gegenüberliegenden Seiten des Bewegungsweges swischen dem Magrtfelderzeuger und den Leitern liegen, und wobei die Polschuhe Spulen (12, 13) tragen, an die eine Wechselstromvorrichtung angeschloseen ist.
16. Funktionsgenerator nach Anspruch 15, dadurch gekennseichnet, da8 der Magnetfelderzeuger (10) ein im wesentlichen geradliniges wechselndes Magnetfeld erzeugt, dessen Feldlinien in wesentlichen senkrecht zu dem Leitermuster verlaufen und wobei der Abstand zwischen den genannten ersten und zweiten Leitern parallel zu dem genannten Leitermuster ist.
17. Funktionagenerator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, da# das gerade Leitermuster im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Relativbewegung zwischen dem Magnetfelderzeuger und den beiden Leitern (21, 22) liegt.
18. Funktionagenerator nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, da8 jeder Polschuh (11A, 11B) eine im wesentlichen rechteckige Polfläche hat, die sich parallel und senkrecht zum Relativbewegungsweg zwischen dem Magnetfelderzeuger und den Leitern erstreckt'und bei dem eine Abschirmung in Form zweier Metallplatten vorgesehen ist und wobei die Platten zwischen den Polflächen und dem Relativbewegungsweg schmale längliche Schlitze aufweisen, durch die das Magnetfeld hindurchgeht.
19. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daB der Magnetfelderzeuger einen Magnetabtaater besitzt, der dan Wechselmagnetfeld liefert und wobei die Feldlinien durch den Relativbewegungsweg zwischen dem Magnetfelderzeuger und dem genannten eraten und zweiten Leiter gehen und eine schmale Linie senkrecht zur Richtung dieser Relativbewegnng bilden, und wobei eine Antriebsvorrichtung den Abtaster betätigt, um die Relativbewegung su erbalten und wobei ein Signalausgangakreia an jeden der beiden Leiter (21, 22) angeachloaaen ixt.
20. Funktionsgenerator nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, da8 die Längsrichtung des ersten Leiters die Zeit darstellt und der Abstand des sweiten Leiters die Temperatur.