DE1005741B

DE1005741B - Method and device for measuring the distance between two points which lie on the boundaries of a linear, planar or spatial body, in particular for measuring the width of continuously running, strip-shaped material

Info

Publication number: DE1005741B
Application number: DEE11734A
Authority: DE
Inventors: Dr Guenter Muench
Original assignee: EXATEST GES fur MESSTECHNIK M
Current assignee: EXATEST GES fur MESSTECHNIK M
Priority date: 1955-12-22
Filing date: 1955-12-22
Publication date: 1957-04-04
Also published as: FR1169043A; LU34827A1; CH351410A; BE553624A; GB811769A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen zur Messung des Abstandes zweier Punkte, die auf Begrenzungslinien eines linearen, flächenhaften oder räumlichen Körpers liegen. Sie bezieht sich insbesondere auf Verfahren zur Breitenmessung von kontinuierlich durchlaufendem, bandförmigem Gut, wobei der Körper, z. B. das Band bzw. seine einzelnen Begrenzungen, auf eine bzw. mehrere Bildaufnahmeröhren abgebildet werden.The invention relates to a method and devices for measuring the distance between two Points that lie on the boundary lines of a linear, two-dimensional or three-dimensional body. She relates in particular on methods for measuring the width of continuously running, strip-shaped Well, the body, e.g. B. the band or its individual limits, to one or more Image pickup tubes are mapped.

Es ist bekannt, die Messung von Bandbreiten auf optischem Wege durchzuführen. Durch die Breite des Bandes wird die wirksame Breite eines oder mehrerei Lichtbündel gesteuert, so daß die Intensitätsschwankungen des Lichtbündels als Maß für die Breitenänderungen des Bandes verwendet werden können. Solche auf einer Intensitätsmessung beruhenden Bandbreitenmessungen sind mit vielen Nachteilen behaftet. Sie sind empfindlich gegen Fremdeinflüsse und ergeben leicht Fehlmessungen, wenn wechselndes Eigenlicht des Meßgutes vorhanden ist. Außerdem bedingen die Lichtquellen, die zur Verwendung kommen, oftmals erhebliche Fehlerquellen. Aus prinzipiellen Gründen ist daher eine größere Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit mit diesen Verfahren nicht zu erzielen. Es sind weiterhin Meßverfahren bekannt, bei denen die Breite von bandförmigem, beweglichem Gut in der Weise kontinuierlich gemessen wird, daß das Bild jeder Bandkante optisch erfaßt und mittels einer Optik auf einer Meßfläche abgebildet wird. Diese Abbildung kann z. B. mittel einer Skala ausgewertet werden, indem z. B. die Verschiebung des Schnittpunktes der beiden abgebildeten Bandkanten als Maß für die Breitenänderung bzw. die Parallelverschiebung des Gutes dienen kann. Die Weiterentwicklung dieses bekannten Verfahrens hat zu einer Abbildung der Bandkanten mittels zweier Fernsehkameras geführt, die in einem bestimmten Winkel zu den Kanten des zu messenden Gutes liegen. Die auf den photoelektrischen Flächen der beiden Bildaufnahmeröhren abgebildeten Bandkanten werden dann auf dem Schirm einer gemeinsamen Bildröhre unter einem bestimmten Winkel zueinander gleichzeitig abgebildet. Auch hier ist die Wanderung des Schnittpunktes der Bandkanten ein Maß für die Breitenänderung des Meßgutes.It is known to measure bandwidths optically. Through the width of the Band, the effective width of one or more light beams is controlled, so that the intensity fluctuations of the light beam can be used as a measure of the changes in width of the tape. Such Bandwidth measurements based on an intensity measurement have many disadvantages. she are sensitive to external influences and easily result in incorrect measurements if the natural light changes of the material to be measured is available. In addition, the light sources that are used often condition significant sources of error. For reasons of principle, there is therefore a greater sensitivity and measurement accuracy cannot be achieved with these methods. There are also measurement methods known in which the Width of tape-shaped, movable material is measured continuously in such a way that the image each strip edge is optically detected and imaged on a measuring surface by means of an optical system. This figure can e.g. B. be evaluated by means of a scale by z. B. the shift of the intersection of the two belt edges shown as a measure of the change in width or the parallel shift of the good can serve. The further development of this known method has resulted in an illustration the strip edges are guided by two television cameras that are at a certain angle to the edges of the item to be measured. The ones on the photoelectric surfaces of the two image pickup tubes Imaged tape edges are then on the screen of a common picture tube under a certain Simultaneously mapped angles to each other. Here, too, the migration is the intersection of the Tape edges a measure of the change in width of the material to be measured.

Der Nachteil dieses letztgenannten Verfahrens liegt darin, daß eine optische Abbildung zur Messung der Breite des Bandes dient. Auf der Bildröhre können sich nun gewisse Abbildungsfehler ergeben, welche die Meßgenauigkeit begrenzen. Es sind zwar auch schon Verfahren bekanntgeworden, um diese Fehler zu beseitigen und damit die Meßgenauigkeit noch weiter zu vergrößern. Aber alle diese Methoden sind mit einem beträchtlichen und lästigen Schaltungsaufwand ver-Verfahren und VorrichtungThe disadvantage of this last-mentioned method is that an optical image for measuring the Width of the tape is used. Certain imaging errors can now occur on the picture tube, which the Limit measurement accuracy. Methods have already become known to eliminate these errors and thus to increase the measuring accuracy even further. But all of these methods come with one considerable and annoying circuit expenditure ver procedures and device

zur Messung des Abstandes zweier Punkte, die auf Begrenzungen eines linearen,for measuring the distance between two points that are on the boundaries of a linear,

flächenhaften oder räumlichen Körpersplanar or spatial body

liegen, insbesondere zur Breitenmessung von kontinuierlich durchlaufendem,especially for measuring the width of continuously running,

bandförmigem Gutribbon-shaped material

Anmelder:Applicant:

Exatest GesellschaftExatest society

für Messtechnik m.b.H.,for measuring technology m.b.H.,

Leverkusen 4, Mülheimer Str. 14Leverkusen 4, Mülheimer Str. 14

Dr. Günter Münch, Opladen,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Günter Münch, Opladen,
has been named as the inventor

bunden. Die Messung geht also in jedem Falle auf eine visuelle Beurteilung einer Abbildung zurück, während es insbesondere für ungelernte Kräfte immer vorzuziehen ist, daß eine direkte Meßwertanzeige auf einem anzeigenden Meßinstrument vorliegt. Ferner ist es erwünscht, eine kontinuierliche Registrierung mit einem schreibenden Meßgerät zu erreichen. Dies ist zwar prinzipiell auch bei den bekannten Verfahren möglich. Hierzu ist jedoch ein besonderes Auswertungssystem erforderlich, dessen Fehlerquellen wiederum multiplikativ in das Meßergebnis eingehen. Der Aufwand würde sich also erheblich vergrößern, wobei die Meßgenauigkeit sich eher verschlechtern als verbessern würde.bound. In any case, the measurement is based on a visual assessment of an image, while it is always preferable, especially for unskilled workers, to have a direct readout on an indicating measuring instrument is present. It is also desirable to have continuous registration to achieve with a writing measuring device. In principle, this is also the case with the known methods possible. For this, however, a special evaluation system is required, its sources of error again enter into the measurement result in a multiplicative manner. The effort would therefore increase considerably, the measurement accuracy would deteriorate rather than improve.

Im weiteren ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Abbildungen und damit die Übertragung des gesamten Bildinhaltes von den Kameras auf besondere Bildröhren vermieden werden. Dieses Verfahren ermöglicht auf Grund der beim Abtastvorgang in den Kameras erzielten Spannungswerte eine elektrische Ermittlung des gesuchten Abstandes zwischen zwei Punkten, z. B. der Breite des Bandes. Der auf der photoelektrischen Schicht einer oder mehrerer elektronischer Kameras abgebildete Körper bzw. die Körperbegrenzung wird so vom Elektronenstrahl abgetastet, daß an Stelle einer Übertragung des Bildinhaltes auf eine Bildröhre die Abtastspannungswerte des den abgebildeten Körper überstreichenden Elektronenstrahls gemessen werden, wobei an den KörperbegrenzungenIn addition, a method is known in which the images and thus the transfer of the entire Image content from the cameras on special picture tubes can be avoided. This procedure enables Due to the voltage values achieved in the cameras during the scanning process, an electrical Determination of the distance sought between two points, e.g. B. the width of the tape. The one on the photoelectric layer of one or more electronic cameras imaged body or the body boundary is scanned by the electron beam that instead of a transfer of the image content on a picture tube the scanning voltage values of the electron beam sweeping the imaged body be measured, taking at the body limits

609 867/186609 867/186

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Schwarz-Weiß-Sprünge der Abtastspannungswerte er- daß ein Impuls positiv, der andere negativ ist. Die zeugt werden. nach dem bekannten Verfahren auf komplizierte WeiseBlack-and-white jumps in the scanning voltage values mean that one pulse is positive and the other negative. the be procreated. according to the known method in a complicated manner

Bei diesem bekannten Verfahren erfolgen bei kon- ausgemessene, bei Abweichung vom Sollwert aufstanter Breite des abgetasteten Bandes die Span- tretende ausgemessene Phasendifferenz liefert also nungssprünge an beiden Kanten des Bandes gleich- 5 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine resultiezeitig. Ändert sich jedoch die Breite des Bandes, so rende Spannung, die einen Galvanometerausschlag erfolgt ein Spannungssprung vor dem anderen, so daß hervorruft und so direkt den Fehler anzeigt. Gegender zeitliche Zusammenhang dieser Spannungssprünge über dem bekannten Auswertungsverfahren erweist ein Maß für die Abweichung von der Sollbreite des sich demnach das erfindungsgemäße Verfahren sowohl Bandes ist. Das bedeutet, daß zur Auswertung des io j_n der Durchführung als auch im elektrischen Aufbau Verfahrens eine Bestimmung der Zeitdifferenz zweier als sehr viel einfacher und erhöht somit die Betriebs-Spannungssprünge vorgenommen wird. Solche Be- sicherheit der Messungen.In this known method, when the width of the scanned strip is consistently measured and constant when it deviates from the nominal value, the end of the span measured phase difference therefore provides voltage jumps on both edges of the strip at the same time. However, if the width of the tape changes, so generating voltage, the one galvanometer deflection takes place a voltage jump before the other, so that causes and so directly indicates the error. The time correlation of these voltage jumps over the known evaluation method proves a measure of the deviation from the nominal width of which the method according to the invention is both a band. This means that for evaluating the io j of the _n execution as well as in electrical construction method, a determination of the time difference between two very much easier and thus increases the operating voltage jumps is made. Such certainty of the measurements.

Stimmungen von Zeitdifferenzen sind aber meßtech- Nach einer anderen Ausführungsform des erfinnisch sehr kompliziert. Es wird dazu_zunächst eine dungsgemäßen Verfahrens kann der Körper mit der Phasenumkehrstufe benötigt, um den einen negativen 15 ganzen zu messenden Ausdehnung zwischen den zu Spannungssprung in einen positiven umzuwandeln, messenden Punkten vorzugsweise verkleinert auf der so daß zwei positive Signale miteinander verglichen photoelektrischen Schicht einer einzigen elektroniwerden können. Außerdem sind Tiefpässe zur Um- sehen Kamera abgebildet werden. Bei diesem Verformung eines Rechteckimpulses in eine Sinusform fahren dient die Breite des Impulses, der durch die erforderlich. Solche Tiefpässe sind elektronisch auf ₂₀ beiden Schwarz-Weiß-Sprünge begrenzt ist, welche nur sehr umständliche Weise zu verwirklichen. _an den Schnittpunkten des Elektronenstrahls mit denMoods of time differences are, however, very complicated in terms of measurement technology. For this purpose, a method according to the invention is required, the body with the phase reversal stage, in order to convert the negative total expansion to be measured between the points measuring the voltage jump into a positive one, preferably reduced in size on the photoelectric layer of a single electronic layer so that two positive signals are compared with one another can. In addition, low passes are to be mapped to the camera to look around. In this deformation of a square pulse in a sinusoidal shape, the width of the pulse is used, which is required by the. Such low passes are electronically limited to ₂₀ two black-and-white jumps, which are very difficult to implement. _at the intersections of the electron beam with the

Die Erfindung bezweckt nun eine erhebliche meß- _auf der photoelektrischen Schicht abgebildeten Betechnische Vereinfachung und eine Steigerung der Ge- grenzungen während der Abtastung entstehen, als nauigkeit des bekannten elektrischen Meßverfahrens Meßgrundlage für die Dimension des zu messenden durch eine auf einem neuen Prinzip beruhende Aus- 25 Körpers, z. B. der Breite des zu messenden Bandes, wertung der Abtastspannungen zur Ermittlung des rjj_e verschiedenen Möglichkeiten der erfindungs-The invention now aims at a significant measurable _au f of the photoelectric layer depicted Betechnische simplification and an increase in the overall deferrals incurred during the sampling, as accuracy of the measuring method known electrical measurement basis for the dimension of the measurement by measurement based on a new principle education 25 body, e.g. B. the width of the tape to be measured, evaluation of the scanning voltages to determine the rjj _e different possibilities of the invention

Abstandes zweier Punkte. gemäßen Verfahren und Vorrichtungen mögen amDistance between two points. according to methods and devices like on

Gemäß der Erfindung erfolgt die Messung des Ab- Beispiel der berührungslosen Breitenmessung von Standes zweier auf die Begrenzungen eines Körpers bandförmigem Gut erläutert werden, liegender Punkte, insbesondere die Breitenmessung ₃₀ Das zu messende Band wird mittels eines optischen von kontinuierlich durchlaufendem, bandförmigem Linsensystems auf die photoelektrische Schicht der Gut, bei der der Körper bzw. einzelne Begrenzungen Bildaufnahmeröhre übertragen. Zweckmäßig wird das desselben auf elektronischen Kameras abgebildet und Band über eine flächenhafte Lichtquelle geführt, um so vom Elektronenstrahl abgetastet werden, daß an g_Ute Kontraste der Bandkanten zu erhalten. Durch Stelle einer Übertragung des Bildinhaltes von den 35 elektrische Maßnahmen im Meßteil des Impulsverstär-Kameras auf eine Bildröhre direkt die Abtast- kers, beispielsweise durch Begrenzerstufen, wird jespannungswerte des den abgebildeten Körper über- doch eine Unabhängigkeit der Messung von den Bestreichenden Elektronenstrahles gemessen werden, leuchtungsverhältnissen erreicht, solange die Konwobei an den abgebildeten Körperbegrenzungen traste über dem Schwellwert des Begrenzers liegen. Schwarz-Weiß-Sprünge der Abtastspannungswerte er- 40 Der die optische Abbildung abtastende Elektronenzeugt werden, dadurch, daß eine durch die Schwarz- strahl ergibt, solange er die Stellen überstreicht, die Weiß-Sprünge bedingte Impulsbreite der Abtastspan- nicht von dem Band eingenommen werden, am Ausnungswerte als Meßgrundlage dient. gang eine Spannung, die einem Weißwert entspricht.According to the invention, the measurement of the example of the contactless width measurement is carried out from the position of two points lying on the boundaries of a body of tape-shaped material, in particular the width measurement ₃₀ Layer of the good in which the body or individual boundaries transmit the image pickup tube. Suitably, the same mapped to electronic cameras and guided tape over a surface light source are scanned by the electron beam so that to obtain at g _U te contrasts of the strip edges. By transferring the image content from the electrical measures in the measuring part of the pulse intensifier camera to a picture tube directly from the scanner, for example through limiter stages, the voltage values of the body shown will be measured regardless of the independence of the measurement from the scanning electron beam, lighting conditions achieved as long as the Konwobei rested on the body boundaries shown are above the threshold value of the limiter. Black-and-white jumps in the scanning voltage values are generated by virtue of the fact that one through the black beam produces, as long as it passes over the points, the pulse width of the scanning span caused by white jumps is not taken up by the tape , on the calculation values serves as a measurement basis. output a voltage that corresponds to a white value.

Nach einer Ausführungsform des erfindungs- An der Bandkante springt die Ausgangsspannung auf gemäßen Verfahrens wird jede der Begrenzungen des 45 einen Schwarzwert und verbleibt dort für die Breite Körpers, auf denen einer der Punkte liegt, zwischen der Abbildung des Bandes, um dann wieder auf den denen der Abstand gemessen werden, soll, auf eine Weißwert zu springen.According to one embodiment of the invention, the output voltage jumps on the strip edge According to the method, each of the boundaries of the 45 becomes a black level and remains there for the width Body, on which one of the points lies, between the figure of the tape, to then again on the where the distance is to be measured, to jump to a white value.

besondere elektronische Kamera abgebildet. Die Trägt man die Ausgangsspannung als Funktion derspecial electronic camera pictured. The one carries the output voltage as a function of the

Schwarz-Weiß-Sprünge der verschiedenen Kameras Zeit auf, so ergibt sich unter der Voraussetzung werden dann zusammengesetzt, und die resultierende 50 gleichmäßiger Beleuchtung und guter Kontraste ein Impulsbreite dient als Meßgrundlage für die Band- Rechteckimpuls. Sind Beleuchtung und Kontraste breite bzw. die Abweichungen vom Sollwert der nicht gleichmäßig über den Abtastweg, so wird der Bandbreite. Die Breite des Impulses kann leicht z. B. verformte Impuls in einer an sich bekannten Impulsdurch eine Integratorschaltung in elektrische Span- begrenzerstufe in einen Rechteckimpuls von stets konnungswerte umgewandelt werden, welche ein genaues 55 stanter Höhe umgeformt. Der Abstand der beiden Maß für die Impulsbreite und damit für die Band- Impulsflanken und damit die Breite des Impulses sind breite bzw. die Abweichungen vom Sollwert der Band- nunmehr lediglich eine Funktion der Breite des Meßbreite sind. gutes. Damit ist auch die von dem erzeugten Impuls Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungs- umschlossene Fläche direkt abhängig von der Breite, form werden die Impulse der elektronischen Kameras 60 Mit Hilfe von bekannten Schaltungsanordnungen kann spannungsmäßig gegeneinandergeschaltet, so daß sich die Impulsfläche beispielsweise durch einen Gleichbeim Sollwert, z. B. bei der Sollbreite eines Bandes, stromwert dargestellt, verstärkt und gemessen werdie Impulse zur Spannung Null zusammensetzen, den. Sollen Abweichungen von einem Sollwert gewährend bei positiven bzw. negativen Abweichungen messen werden, so kann dem Gleichstromruhwert ein vom Sollabstandswert zwischen, den beiden Punkten 65 konstanter Gleichstrom in einer bekannten Kompenpositive bzw. negative Impulse entstehen. satoranordnung gegengeschaltet werden, so daß Über-Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also eine und Unterschreitungen des Sollwertes erkannt werden Phasenumkehrstufe nicht mehr erforderlich. Im können. Ferner besteht die Möglichkeit, die erzeugten Gegenteil zu dem bekanntem Verfahren kann gemäß Meßimpulse mit einem geeichten Impulsgenerator zu der Erfindung sogar die Tatsache ausgenutzt werden, 70 vergleichen. Seitliche Auswanderungen des BandesBlack-and-white jumps of the different cameras time on it arises under the premise are then put together, and the resulting 50 uniform lighting and good contrasts Pulse width serves as the measurement basis for the band rectangular pulse. Are lighting and contrasts width or the deviations from the setpoint value are not uniform over the scanning path, the Bandwidth. The width of the pulse can easily e.g. B. deformed pulse in a known per se an integrator circuit in an electrical voltage limiter stage in a square pulse of always conical values which is converted to an exact 55 constant height. The distance between the two Measure for the pulse width and thus for the band pulse edges and thus the width of the pulse width or the deviations from the nominal value of the band - now only a function of the width of the measurement width are. good. According to a particularly advantageous embodiment, the area enclosed by the generated pulse is therefore also directly dependent on the width, shape are the pulses of the electronic cameras 60 with the help of known circuit arrangements switched against each other in terms of voltage, so that the pulse area, for example, by an equal Setpoint, e.g. B. at the nominal width of a band, current value displayed, amplified and measured whoever Assemble pulses to zero voltage, the. Shall allow deviations from a target value are measured in the event of positive or negative deviations, the DC quiescent value can be a from the setpoint distance value between the two points 65 constant direct current in a known compensation positive or negative impulses arise. Sator arrangement are connected in opposition, so that over-case In the method according to the invention, therefore, an undershooting of the setpoint value is recognized Phase reversal stage no longer required. Im can. It is also possible to use the generated Contrary to the known method, according to measuring pulses with a calibrated pulse generator the invention even exploited the fact 70 compare. Lateral migration of the band

bleiben auf die Messung ohne Einfluß, solange die Auswanderungsgeschwindigkeit sehr viel kleiner als die Abtastgeschwindigkeit ist, da der Weiß-Schwarz-Sprung beispielsweise um dieselbe Zeit später beginnt als der Schwarz-Weiß-Sprung. Die Impulsfläche wird somit nicht beeinflußt. Die Größe des Meßwertes ist durch den Verstärkungsfaktor des den Impuls auswertenden Verstärkers gegeben. Die Fehlererkennbarkeit ist somit sehr hoch und kann beispielsweise auf bestimmte Werte eingestellt werden.have no influence on the measurement as long as the emigration speed is much lower than is the scanning speed because the white-black jump starts later, for example, at the same time than the black and white leap. The pulse area is therefore not influenced. The size of the measured value is given by the gain factor of the amplifier evaluating the pulse. The ability to detect errors is therefore very high and can be set to certain values, for example.

Wenn es sich, was meistens der Fall sein wird, um bandförmiges Gut handelt, das so breit ist, daß die optische Ausbildung auf einer Bildaufnahmeröhre im Verhältnis zur tatsächlichen Bandbreite zu klein wirdIf, as will usually be the case, it is a strip-shaped product that is so wide that the optical formation on an image pickup tube is too small in relation to the actual bandwidth

Impulse zu einer resultierenden Spannung Null zusammensetzen. Bei Unterschreitung des Sollwertes ergibt sich dann ein negativer Impuls, während bei Überschreitung des Sollwertes ein positiver Impuls 5 entsteht, oder umgekehrt. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt einen besonders einfachen Aufbau der Meßanlage, da die Horizontalauslenkung des Abtaststrahles für beide Kameras — deren Ablenkspulen beispielsweise in Serie geschaltet und aus einem Ablo lenkspannungsgenerator gespeist werden können — synchron verläuft und bei Sollwert keine Kompensatoranordnung nötig ist, weil in diesem Falle der Meßausgang spannungslos ist. Die Richtung der Abweichung vom Sollwert wird gleichzeitig durch die und damit die Meßgenauigkeit nachläßt, kann man 15 Polarität der Ausgangsspannung angegeben, statt einer Aufnahmekamera zwei räumlich vonein- Die erfindungsgemäße Neuerung läßt sich neben derCombine the impulses to a resulting zero voltage. When falling below the setpoint A negative pulse then results, while if the setpoint is exceeded, a positive pulse 5 arises, or vice versa. This embodiment allows a particularly simple construction of the measuring system, because the horizontal deflection of the scanning beam for both cameras - their deflection coils for example connected in series and fed from a deflection voltage generator - runs synchronously and at the setpoint no compensator arrangement is necessary because in this case the Measuring output is de-energized. The direction of the deviation from the target value is simultaneously determined by the and so that the measurement accuracy decreases, one can specify 15 polarity of the output voltage, instead of a recording camera two spatially from one- The innovation according to the invention can be next to the

ander getrennte Aufnahmekameras verwenden, die Bandbreitenmessung sinngemäß beispielsweise auch untereinander mechanisch, aber evtl. verstellbar ver- auf die Messung der Maßhaltigkeit von Serien- und bunden sind. Dabei werden die Kameras beispiels- Massenteilen, auf die Messung der Parallelität von weise so über dem Band aufgehängt, daß mit jeder 20 Werkstücken und die Entfernungsmessung anwenden. Kamera das Bild einer Bandkante auf die photoelek- Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, daß der irische Schicht abgebildet wird. Der Abtastvorgang Raum zwischen den beiden Punkten, deren Abstand bleibt grundsätzlich derselbe wie bei der Messung mit gemessen werden soll, mit Meßgut ausgefüllt ist. So nur einer Kamera. Um die Entstehung der die Breite ist es auch möglich, den Abstand zweier Stäbe oder des Meßgutes darstellenden Impulse bei dieser Aus- 25 die Maschenweite eines gitterhaften Gebildes zu beführungsart der erfindungsgemäßen Neuerung zu er- stimmen, indem man nur das entsprechende Impulsläutern, mögen verschiedene Möglichkeiten erörtert bild geeignet in einen Meßwert umformt, werden. Da nach der Erfindung nur eine Zeile der photo-Use separate recording cameras elsewhere, the bandwidth measurement analogously, for example, too mechanically, but possibly adjustable, to measure the dimensional accuracy of series and are bound. The cameras, for example, are mass-produced to measure the parallelism of wisely so hung over the tape that with each 20 workpieces and apply the distance measurement. Camera the image of a tape edge on the photoelek- It is not absolutely necessary that the Irish layer is depicted. The scanning process space between the two points, their distance basically remains the same as should be measured with the measurement, is filled with material to be measured. So only one camera. To the emergence of the width it is also possible to change the distance between two bars or the impulses representing the material to be measured, in this case, the mesh size of a grid-like structure to be carried out to determine the innovation according to the invention by only the corresponding impulse sounding, like various possibilities discussed picture suitable converted into a measured value, will. Since according to the invention only one line of the photo

Die Lage von Meßgut und Kamera sei von links elektrischen Schicht abgetastet wird, kann der zur nach rechts so, daß zuerst die Hellzone, dann die 30 Messung nicht benutzte Teil ohne Störung, z. B. durch durch das Band verursachte Dunkelzone vom Elek- eine Schlitzblende, abgedeckt werden. Wenn sich die tronenstrahl auf der photoelektrischen Schicht abge- Schicht an der Meßzeile im Laufe der Zeit verbraucht tastet wird. Bei der auf der rechten Bandseite befind- hat, kann durch eine konstante Gleichspannung und liehen Kamera sind die beschriebenen Verhältnisse Verschiebung der Blende der Strahl auf eine unverentsprechend umgekehrt. Der Spannungsverlauf am 35 brauchte Stelle der photoelektrischen Schicht verAusgang der linken Kamera ist bei Abtastrichtung schoben werden. Weiter ist es möglich, bei zwei oder von links nach rechts so, daß bei Beginn der Abtastung
sich ein Weißwert einstellt, der an der Bandkante auf
einen Schwarzwert springt und bis zum Ende der Abtastung auf dem Schwarzwert bleibt. Die rechte Ka- 40
mera in dem Beispiel beginnt entsprechend der Abtastung mit einem Schwarzwert und springt an der
Bandkante auf einen Weißwert. Die in beiden Abtastsystemen erzeugten Impulse können in einer bekannten elektronischen Anordnung aneinandergesetzt 45 nahmekamera sowie ein Blockschaltbild des elektriwerden und liefern wiederum nach entsprechender sehen Teiles der Meßanlage; Amplitudenbegrenzung einen Rechteckimpuls, wie er
bei schmalem Meßgut auch mit einer Kamera erhalten
wird. Die Fläche des Impulses ist ein Maß für die
Breite, wenn man die Entfernung der mechanisch ge- 50
kuppelten Kameras als Systeimkonstante einbezieht.
Bei Messungen von Abweichungen von einer Sollbreite ist es dabei nicht nötig, den Abstand der Kameras genau zu kennen, wenn das gekoppelte SystemThe position of the material to be measured and the camera should be scanned from the left electrical layer, the can to the right so that first the bright zone, then the 30 measurement unused part without interference, z. B. be covered by a slit diaphragm caused by the dark zone from the elec. When the electron beam is scanned on the photoelectric layer, the layer on the measuring line is consumed in the course of time. In the case of the one located on the right side of the tape, a constant DC voltage and borrowed camera can result in the described ratios shifting the aperture of the beam on an inappropriately reversed. The voltage curve at the required point of the photoelectric layer at the output of the left camera is to be shifted in the scanning direction. It is also possible at two or from left to right so that at the beginning of the scan
a white value is set that is at the edge of the band
jumps a black level and remains at the black level until the end of the scan. The right ca- 40
mera in the example starts with a black level corresponding to the scanning and jumps to the
Tape edge to a white level. The pulses generated in the two scanning systems can be attached to each other in a known electronic arrangement 45 as well as a block diagram of the electrical system and in turn deliver according to the corresponding part of the measuring system; Amplitude limiting a square pulse, like him
also obtained with a camera for narrow material to be measured
will. The area of the momentum is a measure of that
Width, if one considers the distance of the mechanically 50
coupled cameras as a system constant.
When measuring deviations from a nominal width, it is not necessary to know the exact distance between the cameras if the coupled system

der beiden Kameras einmal — beispielsweise mit 55 bungen (Parallelverschiebungen) des Bandes die vom einem Eichblech — auf die gewünschte Sollbreite ein- Impuls umschlossene Fläche und damit der Meßwert gestellt worden ist. Die Fläche des Impulses kann nicht ändert;of the two cameras once - for example with 55 exercises (parallel shifts) of the tape the one from a calibration plate - on the desired target width, a pulse enclosed area and thus the measured value has been made. The area of the momentum cannot change;

wiederum in bekannter Weise in einen Gleichstrom- Fig. 6 veranschaulicht die Messung von breitemagain in a known manner in a direct current- Fig. 6 illustrates the measurement from wide

wert umgeformt, verstärkt und gemessen bzw. regi- Bandgut, wobei zwei elektronische Kameras vorgestriert werden. Durch die Art der Messung bedingt 60 sehen sind;value is transformed, amplified and measured or registered will. Due to the type of measurement, 60 are seen;

werden Abweichungen von einer Sollbreite auf die be- Fig. 7 und 8 dienen zur Veranschaulichung derdeviations from a nominal width on FIGS. 7 and 8 serve to illustrate the

schriebene Weise stets mit einem Absolutwert gemessen, da der Abstand der beiden Kameras nicht in
den Meßwert eingeht. Es sind also grundsätzlich beliebig breite Gegenstände mit stets der gleichen abso- 65 luten Genauigkeit meßbar.always measured with an absolute value, as the distance between the two cameras is not in
the measured value is received. In principle, objects of any width can be measured with always the same absolute accuracy.

Es ist auch möglich, die nach dem oben beschriebenen Verfahren erhaltenen Impulse der beiden Kameras so in an sich bekannter Weise gegeneinander-It is also possible to use the pulses from the two cameras obtained using the method described above against each other in a manner known per se

drei aufeinanderfolgenden Abtastungen den Strahl elektrisch ein wenig zu versetzen, so daß der Strahl stets eine erholte Zeile abtastet.three consecutive scans to electrically offset the beam a little, so that the beam always scans a recovered line.

In den Zeichnungen wird die Erfindung erläutert, wobei weitere Kennzeichen und Vorteile derselben beschrieben werden.The invention is illustrated in the drawings, with further characteristics and advantages thereof being described will.

Fig. 1 veranschaulicht eine vorteilhafte zur Breitenmessung geeignete Anordnung mit einer einzigen Auf-Fig. 1 illustrates an advantageous arrangement suitable for width measurement with a single

Fig. 2 veranschaulicht schematisch die Abbildung des Bandes auf der photoelektrischen Schicht der Kamera gemäß Fig. 1;Fig. 2 schematically illustrates the imaging of the tape on the photoelectric layer of the camera according to FIG. 1;

Fig. 3 zeigt eine Impulsspannungsform, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erzielt wird;Fig. 3 shows a pulse waveform as obtained in the embodiment of Fig. 1;

Fig. 4 dient zur Verdeutlichung der Wirkungsweise des Amplitudenbegrenzers;4 serves to illustrate the mode of operation of the amplitude limiter;

Fig. 5 erklärt, warum sich bei seitlichen Verschie-Fig. 5 explains why with lateral shifts

photoelektrischen Schichten der beiden Kameras gemäß Fig. 6 und des Elektronenstrahlverlaufs auf den beiden photoelektrischen Schichten;photoelectric layers of the two cameras according to FIG. 6 and the electron beam path the two photoelectric layers;

Fig. 9 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel der Messung von breitem, bandförmigem Gut, wobei wiederum zwei Kameras Verwendung finden.Fig. 9 illustrates another embodiment of the measurement of wide, strip-shaped material, again two cameras are used.

In der Fig. 1 wird das Meßgut 1 durch eine stabförmige Lichtquelle 2 beleuchtet und mittels derIn Fig. 1, the material to be measured 1 is illuminated by a rod-shaped light source 2 and by means of the

zuschalten, daß sich bei Sollwertbreite die beiden 70 Optik 3 auf die photoelektrische Schicht 4 der Bild-switch on so that at the setpoint width the two optics 3 are directed to the photoelectric layer 4 of the image

röhre 5 abgebildet. Der eine Zeile der Abbildung abtastende Elektronenstrahl wird von der Horizontalablenkspule 6, die aus dem Steuergerät 7 gespeist wird, ausgelenkt. Der durch die Abtastung entstehende Impuls wird im Impulsverstärker 8 verstärkt und im Hauptverstärker 9 auf die zu einer einwandfreien Begrenzung nötige Amplitude gebracht. Der Begrenzer 10 schafft konstante Amplitudenverhältnisse. In einer Integrationsschaltung 11 wird der Impuls in einen Gleichstromwert umgeformt, der im Meßgerät 12 angezeigt oder registriert werden kann.tube 5 shown. The one scanning one line of the figure The electron beam is fed from the horizontal deflection coil 6, which comes from the control unit 7 is deflected. The pulse resulting from the scanning is amplified in the pulse amplifier 8 and in the Main amplifier 9 brought to the amplitude necessary for proper limitation. The limiter 10 creates constant amplitude ratios. In an integration circuit 11, the pulse is converted into a Converted direct current value, which can be displayed or registered in the measuring device 12.

In der Fig. 2 ist die auf dem Bildschirm 4 vorhandene Abtastbahn 13 des Elektronenstrahls eingezeichnet. Die schraffierte Fläche 14 ist das Bild des auf die photoelektrische Fläche der Kamera abgebildeten Bandes.The scanning path 13 of the electron beam present on the screen 4 is shown in FIG. The hatched area 14 is the image of the image imaged on the photoelectric area of the camera Band.

In der Fig. 4 bezeichnet die dünne Linie 15 die Impulsspannungsform, welche bei der Abtastung des Elektronenstrahls entsteht. Dieser Impuls ist durch Helligkeitsschwankungen verformt und daher für genauere Messungen vollkommen ungeeignet. Um diesen Impuls in eine für die Messung geeignete Form zu bringen, ist die Begrenzerstufe vorgesehen, deren Wirkung durch die dick ausgezogene Impulsspannungslinie 16 verdeutlicht ist. Der obere Begrenzungspegel 17 und der untere Begrenzungspegel 18 sind durch gestrichelte Linien angedeutet. Hinter der Begrenzerstufe ergibt sich also ein Impulsbild, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist.In Fig. 4, the thin line 15 denotes the pulse voltage waveform, which when scanning the Electron beam is created. This pulse is deformed by fluctuations in brightness and is therefore more accurate Measurements completely unsuitable. To convert this pulse into a form suitable for the measurement bring, the limiter stage is provided, the effect of which is indicated by the thick pulse voltage line 16 is clarified. The upper limit level 17 and the lower limit level 18 are indicated by dashed lines. So behind the limiter stage there is a pulse pattern as shown in Fig. 3 is illustrated.

In Fig. 5 wird die Wirkung einer seitlichen Ver-Schiebung auf die Impulsform dargestellt. In einer ersten Stellung des Bandes ergibt sich eine Impulsform, wie sie durch die dünn ausgezogene Impulsspannungslinie 19 dargestellt ist. Bleibt die Breite des Bandes konstant und findet eine Verschiebung der beiden Bandkanten auf der photoelektrischen Schicht um einen gewissen Betrag statt, so verschiebt sich der Impuls in seiner gesamten Breite um einen entsprechenden Betrag s, wie dies durch die gestrichelte Impulsspannungsform 20 angedeutet ist.In Fig. 5 the effect of a lateral displacement on the pulse shape is shown. In a first position of the belt, a pulse shape results as it is shown by the thinly drawn pulse voltage line 19. If the width of the strip remains constant and the two strip edges on the photoelectric layer are shifted by a certain amount, the entire width of the pulse is shifted by a corresponding amount s, as indicated by the dashed pulse voltage waveform 20.

Bei breitem Meßgut und bei Anforderungen an besonders hohe Meßgenauigkeit ergibt sich die Notwendigkeit, die Begrenzungen des zu messenden Körpers auf mehreren Kameras abzubilden. In Fig. 6 wird das Meßgut 1 auf den beiden stabförmigen Lichtquellen 2 und 2' von unten beleuchtet. Die rechte und linke Bandkante wird mittels zweier getrennter optischer Linsensysteme 3 und 3' auf die beiden photoelektrischen Schichten 4 und 4' der Bildaufnahmeröhre 5 und 5' geworfen. Der das Bild abtastende g₀ Elektronenstrahl wird mittels der Horizontalablenkspule 6 bzw. 6' ausgelenkt. Der Ablenkstrom wird durch den Generator 7 bzw. T geliefert. In den beiden Impuls verstärkern 8 und 8' werden die in jeder Kamera erzeugten Impulse verstärkt und in einer an sich bekannten Schaltungsanordnung 21 aneinandergefügt. In einem Verstärker 22 wird der in der Anordnung 21 zusammengesetzte Impuls verstärkt und danach im Amplitudenbegrenzer 10 in einer gewünschten Weise amplitudenmäßig begrenzt. Der Integrator 11 erzeugt einen Gleichstromwert, der der Impulsbreite entspricht. Der Integrationswert, welcher ein Maß für die Breite bzw. die Breitenabweichung ist, wird im Meßgerät 12 angezeigt bzw. registriert.If the material to be measured is wide and if there is a requirement for particularly high measurement accuracy, it is necessary to map the boundaries of the body to be measured on several cameras. In FIG. 6, the material to be measured 1 is illuminated from below on the two rod-shaped light sources 2 and 2 '. The right and left edge of the tape is projected onto the two photoelectric layers 4 and 4 'of the image pickup tube 5 and 5' by means of two separate optical lens systems 3 and 3 '. _{The g 0} electron beam scanning the image is deflected by means of the horizontal deflection coil 6 or 6 '. The deflection current is supplied by the generator 7 or T. In the two pulse amplifiers 8 and 8 ', the pulses generated in each camera are amplified and joined together in a circuit arrangement 21 known per se. The pulse composed in the arrangement 21 is amplified in an amplifier 22 and then limited in amplitude in the amplitude limiter 10 in a desired manner. The integrator 11 generates a direct current value corresponding to the pulse width. The integration value, which is a measure of the width or the width deviation, is displayed or registered in the measuring device 12.

In den Fig. 7 und 8 wird der Verlauf des Elektronenstrahls 13 auf den photoelektrischen Schichten 4 bzw. 4' der Kameras 5 bzw. 5' gemäß Fig. 6 veranschaulicht. In der Fig. 7 geht der Elektronenstrahl vom Weißbereich in den gestrichelten Schwarzbereich über, während gemäß Fig. 8 der Elektronenstrahl vom gestrichelten Schwarzbereich in den Weißbereich übergeht.In Figs. 7 and 8, the course of the electron beam 13 on the photoelectric layers 4 and 4 'of the cameras 5 and 5' according to FIG. 6. In FIG. 7, the electron beam goes from the white area into the dashed black area via, while according to FIG. 8 the electron beam from the dashed black area into the white area transforms.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Fig. 9 veranschaulicht, wobei infolge der Gegeneinanderschaltung der Impulse eine erhebliche Reduzierung des Schaltaufwandes möglich ist. Das Meßgut wird von den beiden stabförmigen Leuchtquellen 2 und 2' von unten beleuchtet. Die rechte und linke Bandkante wird mittels zweier getrennter optischer Linsensysteme 3 und 3' auf die beiden photoelektrischen Schichten 4 und 4' der Bildaufnahmeröhren 5 und 5' geworfen. Der das Bild abtastende Elektronenstrahl wird mittels der Horizontalablenkspule 6 bzw 6' ausgelenkt. Die beiden Horizontalablenkspulen sind miteinander elektrisch gekoppelt und werden gemeinsam von einem Ablenkstromgenerator 7 gespeist. Die beiden Ausgangsimpulse der Kameras 5 und 5' werden in den Impulsverstärkern 8 und 8' verstärkt und durchlaufen danach den Verstärker 23 bzw. 23', der für die zur guten Amplitudenbegrenzung im Begrenzer 24 bzw. 24' notwendige Amplitude sorgt. In einer an sich bekannten elektronischen Anordnung 25 werden die Impulse aus beiden Kanälen so gegeneinandergeschaltet, daß sich bei Sollbreite am Ausgang der Anordnung 25 die Spannung Null ergibt. Bei Abweichungen von der Sollbreite entstehen am Ausgang der Anordnung 25 positive bzw. negative Impulse, die in einer bekannten Schaltungsanordnung 26 nach Größe und Polarität ausgewertet und in einen Gleichstromwert umgewandelt werden. Dieser Gleichstromwert kann auf einem Instrument angezeigt bzw. registriert werden.A particularly preferred embodiment of the invention is illustrated in FIG. 9, wherein Due to the counter-switching of the pulses, a considerable reduction in the switching effort is possible is. The material to be measured is illuminated from below by the two rod-shaped light sources 2 and 2 '. the the right and left edge of the tape is applied to the two by means of two separate optical lens systems 3 and 3 ' photoelectric layers 4 and 4 'of the image pickup tubes 5 and 5'. The picture The scanning electron beam is deflected by means of the horizontal deflection coil 6 or 6 '. The two Horizontal deflection coils are electrically coupled to one another and are jointly operated by a deflection current generator 7 fed. The two output pulses from cameras 5 and 5 'are fed into the pulse amplifiers 8 and 8 'amplified and then pass through the amplifier 23 or 23', which is used for the good Amplitude limitation in the limiter 24 or 24 'ensures the necessary amplitude. In a known one electronic arrangement 25, the pulses from both channels are switched against each other so that at the desired width at the output of the arrangement 25, the voltage is zero. In the event of deviations from the Set width arise at the output of the arrangement 25 positive or negative pulses, which in a known Circuit arrangement 26 can be evaluated according to size and polarity and converted into a direct current value. This DC value can be on a Instrument can be displayed or registered.

Claims

Patent claims:

1. Procedure for measuring the distance between two lying on the boundaries of a body Points, in particular for measuring the width of continuously running, strip-shaped goods, the body or individual boundaries thereof being imaged on electronic cameras and so scanned by the electron beam that instead of a transfer of the image content The scanning voltage values of the body shown are sent directly from the cameras to a picture tube scanning electron beam can be measured, taking into account the body boundaries shown Black-and-white jumps of the sampling voltage values are generated, characterized in that one through the black-and-white jumps The conditional pulse width of the scanning voltage values serves as the measurement basis.

2. The method of claim 1, wherein each boundary of the body on which one of the points between which the distance is to be measured, on a special electronic camera is mapped, characterized in that the black and white jumps of the various cameras are composed and the resulting pulse width forms the measurement basis.

3. The method according to claim 2, characterized in that the pulses from the electronic cameras be switched against each other in terms of voltage, so that the setpoint, for example at the nominal width of the strip, the impulses combine to zero voltage, while at positive or negative deviations from the setpoint, corresponding positive or negative pulses develop.

4. The method according to claim 1, wherein the body to be measured, for example that to be measured Tape, preferably reduced in size, is imaged on a single electronic camera, thereby characterized in that the width of the pulse serves as a measurement basis, the pulse by the two black-and-white jumps is limited, which at the intersections of the electron beam with the boundary imaged on the photoelectric layer during the single line scan develop.

5. Device for performing the method according to claim 3, characterized in that that a known limiter stage is provided to the amplitude ratios of the Voltage values during the scanning of the electron beam independent of illumination or To design contrast ratios.

6. Device for performing the method according to claims 1 to 4, characterized in that

indicates that an integrator circuit is provided to the width of the by the limiter stage to measure or register amplitude-limited impulse.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the photoelectric layer of the camera is covered with a mask, which is a slit-shaped Has aperture around the area in which the scanning line of the electron beam lies.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that by changing a constant DC voltage and the displacement of the slit diaphragm a line scan at any one Place of the photoelectric layer of the picture tube can be made.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,548,590.

For this purpose 2 sheets of drawings