DE2103055B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Er fassung einei Meßgroße im Rahmen einer Prozeßregelung - Google Patents

Description

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V₂)I H₂)J

entsprechendes Signal bildet und hierzu das d . ersten Wert der Eiehgröße (P₂) gemäß der idealen Ansprech-Kennlinie (L) zugeordnete Bezugseichsignal (Y₂) algebraisch addiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Meßwertgebers (1 : 101) mit linearem Ansprechverhalten je Zyklus lediglich zwei Eichungen vorgesehen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung des verstärkten Eichausgangssignals des Meßwertgebers (201. Fig. 5) in einem Abgleichverfahren mit stetig veränderlichem Wert der Eiehgröße erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem auf die zu erfassende Meß= größe ansprechenden ein Meßsignal abgebenden Meßwertgeber, dessen elektrische Ausgangsgröße über einen Verstärker einer Anzeige-. Registrier- und/oder Stellvorrichtung zur Prozeßrcgelung zugeführt ist. sowie mit Eichvorrichtungen zur Beaufschlagung des Meßwertgebers mit einer Eiehgröße, gekennzeichnet durch Eichvorrichtungen (5,5', 5") zur Beaufschlagung des Meßwertgebers (1) mit mindestens zwei verschiedenen Eichzuständen rntsnrechenden Werten der Eiehgröße (P₂. P₃), durch Speichervorrichtungen (21, 22. 23. 24) zur Speicherung der den Werten der Eiehgröße entsprechenden verstärkten Eichausgangssignak ill',. l!_;| des Meßwertgebers (1). wobei die gespeicherten Eichausgangssignak aus den Speichern während der Messung der Meßgröße abrufbar sind, durch Subtraktiv ^vorrichtungen (40. 41. 42. 43) zur Bildung de. drei Differenzsignale [(Sm - U',) bzw. >', - V₁) bzw. (U₃- W₁)]. durch Rechenvirrichtunsen (52 bis 55. 44 bis 47) zur Bildung des der Große: erstes Differenzsignal mal Verhältnis des zweiten zum dritten Differenzsignal

(V₃ - V₂I
(ΗΛ -~Η·;~!

entsprechenden Signals, sowie durch eine Additionsvorrichtung (56 bis 59) zur Bildung der algebraischen Summe aus diesem Produktsignal und dem dem ersten Wert der Eiehgröße (P₂) gemäP der idealen Ansprech-Kennlinie zugeordneten Bezugseichsignal (Y₂). mit deren Ausgang der Eingang der Anzeige-. Registrier- und oder Regelvorrichtunü (19| verbunden ist.

jo Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, zur Erfassung einer Meßgröße im Rahmen einer Prozeßregelung, insbesondere einer Baggerprozeßregelung, bei welchem das elektrische Ausgangssignal eines auf die Meßgröße ansprechenden Meßwertgebers, insbesondere Druckmessers, nach Verstärkung zur Beeinflussung des Prozesses dient, wobei jeder Meßzyklus jeweils zur Gewinnung eines Eichausgangssignals mindestens eine Eichung, vvährend welcher der Meßwertgeber einer Eichgröße ausgesetzt wird, sowie zur Gewinnung eines die Meßgröße wiedergebenden Meßsignals mindestens eine Messung umfaßt, während welcher der Meßwertgeber der zu erfassenden Meßgröße ausgesetzt ist.

Aus der deutschen Auslegeschrii't 1 270 153 ist eine ein solches Verfahren durchführende Eichschaltung für "in System zur Regelung einer variablen charakteristischen Größe, insbesondere zur Regelung der charakteristischen Größe ei.ies laufend aus eier Bearbeitungsmaschine austretenden Materials, uf einen gewünschten Wert bekannt. Zweck der bek. inten Eichschaltung ist es. den Sollwertgeber in Einheiten der von dem Meßwertgeber gemessenen charakteristischen Größe einzustellen und ferner auch eine

f.f Anpassung des Bereichs der einzustellenden Soll-Spannungen bei sprunghaften Änderungen des Meßgutes, beispielsweise bei einer Materialbearbeitung beim übergang von einem relativ dicken aus einer Bearbeitungsmaschine austretenden Bandmaterial zu einem relativ dünnen Bandmaterial zu ermöglichen. Hierbei wird zu Beginn der Messung eine Eichung zur Einstellung des Nullpunktwertes durchgeführt. Durch dieses Verfahren läßt sich zwar der Umstand berücksichtigen, daß die tatsächliche Ansprechkenn-

f>5 linie auch für die Meßgröße Null ein endliches Ausgangssignal besitzt, d. h.. es kann der sogenannte Nullpunktwert des Systems festgelegt werden. Jedoch lassen sich Änderungen dieses Nullpunktweries hier-

2 IU3 055

durch nicht erfassen, sofern die Ek/ang nicht lau^nd wiederholt wird, was bei der bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen ist. Diese stellt vielmehr lediglieh eine Regelvorrichtung mit eingebauter Sollwertgeher-Eiehvorrichtung dar. die von Fall zu Fall. d. h? zu Beginn eines längeren Meßbetriebs oder bei den erwähnten übergängen zwischen stark unterschiedlichen Me"-gutbedingungen betätigt wird, wobei gleichzeitig die normale MeP- und Regelfunkiion der Gesnmtanlage unterbrochen werden muß.

Mit dieser bekannten Vorrichtung lassen sich somit weder Änderungen des Nullpunktwerles in der Zeil zwischen zwei langer auseinanderliegenden Eichungen erfassen, noch insbesondere die si :h aus der Linearitätsabweichung oder gar deren ze acher Änderung der tatsächlichen Kennlinie ergebenden Fehler eliminieren. Im genaue Messungen zu erhalten, wären streng Linear ansprechende Meßwertgeber und streng linear ansprechende Meßwertverstärker erforderlich, die zudem ihren Nullpunktwert sowie die Linearit.it und die Steilheit ihrer Ansprechkennlinie -uch unverändert über die gesamte Benutzungsdauer neibehalten. was insbesondere bei Einsatz unter rauhen Betriebsbedingungen, wie etwa zur Regelung eines Baggerprozesses, wenn überhaupt, so nur mit einem extrem hohen apparativen Aufwand bei gleichzeitiger Verwendung qualitativ hochwertiger und entsprechend teurer Meßwertgeber und -verstärker einigermaßen erreichbar wäre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, im Rahmen einer Prozeßregelung, insbesondere einer Prozeßrcgelung unter rauhen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise bei der Regelung eines Baggerprozesses, bei Verwendung handelsüblicher, nicht besonders hochwertiger Meßwertgeber und -verstärker, die zuverlässige und genaue, bezüglich Nullpunktabweichungen und Linearitätsabweichungen bzw. Steilheits^nderungen der Ansprechkennlinie des aus Meßwertgeber und -verstärker zusammengesetzten Meßsystems korrigierte Erfassung einer Meßgröße, insbesondere der Regelgröße der Prozeßregelung, zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß je Meßzyklus mindestens zwei Eichungen mit verschiedenen Werten der Eichgröße vorgesehen sind, daß man ein dem Unterschied zwischen dem Meßsignal und dem dnem ersten Wert der Eichgröße gemäß der tatsächlichen Ansprech-Kennlinie des Meßweitgebers zugeordneten einen Eichausgangssignal entsprechendes erstes Differenzsignal bildet, daß man ein dem Unterschied zwischen den beider. Werten der Eichgröße gemäß einer idealen Ansprcch-Kcnnlinie zugeordneten Eichbezugssignalen entsprechendes zweites Differenzsignal bildet, daß man ein dem Unterschied zwischen den für die beiden Werte der Eichgröße gemäß der tatsächlichen Ansprech-Kennlinie gemessenen Eichausgangssignalen entsprechendes drittes Differenzsignal bildet, daß man aus den drei Differenzsignalen ein der Größe erstes Differenzsignal mal Verhältnis des zweiten zum dritten Differenzsignal entsprechendes Signal bildet und hierzu das dem ersten Wert der Eichgröße gemäß der idealen Ansprech-Kennlini" zugeordnete Bczugseichsignal algebraisch addiert.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, im wesentlichen die latsächüche Ansprech-Kennlinie des Systems (L') durch eine ideale Ansprech-Kcnnlinie (L) zu ersetzen, welche genau durch den Nullpunkt geht und streng linear ist. Diese Ansprech-Kennlinie ist durch wenigstens zwei »Eichbezugssignale« ( V) festgelegt, welche zu entsprechenden vergegebenen Werten der Eichgröße P gehören und in dem System gespeichert sind. Mit Hilfe dieser im System gespeicherten, die ideale Kennlinie L definierenden Eichbezugswerte und unter Ausführung von mindestens zwei dea Eichgrößen entsprechenden Eichmessungen gemäß

ίο der tatsächlichen Kennlinie (L') die zu den entsprechenden Werten (VV) führen, kann zu jedem einem beliebigen Wert der Meßgröße entsprechenden Meßsignal gemäß der tatsächlichen Kennlinie der zugehörige, auf der idealen Kennlinie liegende »bereinigte

in Meßsignal«-Wert ermittelt werden. Auf diese Weise kann mit verhältnismäßig niedrigem apparativem Aufwand, bei Verwendung handelsüblicher Meßwertgeber und oder -verstärker, selbst wenn diese mit verhältnismäßig großen Linearitätsabweichungen und

;ü Nullpunktdriften behaftet sine⁴ ;ine genaue Erfassung der Meßgröße gewährleistet wurden. Die Dauer des Zyklus wird den jeweiligen Verhältnissen entsprechend so kurz gehalten, daß das Verstärkerausgangssignal während eines Zyklus im wesentlichen konstant ist.

Lei Verwendung eines verhältnismäßig genauen Meßwertgebers mit linearem Ansprechverhalten kann es nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung ausreichen, je Zyklus lediglich zwei Eichungen vorzusehen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Festlegung des verstärkten Eichausgangssignals des Meßwertgebers in einem Abgleichverfahren mit stetig veränderlichem Wert der Eichgröße erfolgt.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem auf die zu erfassende Meßgröße ansprechenden ein Meßsignal abgebenden Meßwertgeber, dessen elektrische Ausgangsgröße über einen Verstärker einer Anzeige-, Registrier- und'oder Stellvorrichtung zur Prozeßregelung zugeführt ist, sowie mit Eichvorrichtungen zur Beaufschlagung des Meßwertgebers mit einer Eichgröße; erfindungsgemäß kennzeichnet sich eine derartige Vorrichtung durch Eichvorrichtungen zur Beaufschlagung des Meßwertgebers mit mindestens zwei verschiedenen Eichzuständen entsprechenden Werten der Eichgröße, durch Speichervorrichtungen zur Speicherung der den Werten der Eichgröße entsprechenden verstärkten Eichausgangssignale des Meßwertgebers, wobei die gespeicherten Eichausgangssignale aus den Speichern während der Messung der Meßgröße abrufbar sind, durch Subiraktionsvorrichtungen zur Bildung der drei Differenzsignale, dutch Rechenvorrichtungen zur Bildung des der Größe: erstes Differenzsignal mal Verhältnis des zweiten zum dritten Differenzsignal entsprechenden Signals sowie durch eine Additionsvorrichtung zur Bildung de. algebraischen Summe aus diesem Produktsignal und dem dem ersten Wert der Eichgröße gemäß der idealen Ansprech-Kennlinie zugeordneten Bezugseichsignal, mit deren Ausgang der Eingang der Anzeige-, Registrier- und/oder Regelvorrichtung verbunden ist.

Im folgenden weiden Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche die Regelung eines Baggerprozesses auf der Grundlage einer Druckmessung betreffen, an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 ein vereinfachtes Schaltschema,

F i g. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise einer zweckmäßigen weiteren Ausgestaltung der Erfindung und

F i g. 4 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels.

Zum besseren Verständnis des Grundgedankens der Erfindung wird zuerst F i g. 3 besprochen.

Es wird angestrebt, Druckunterschiede gegenüber der Umgebungsatmosphäre während des Baggerprozesses, die in Wirklichkeit lu.ear verlaufen, auch linear wiederzugeben. Die wiedergegebenen Differenzdruckwerte dienen zm Beeinflussung des Baggerprozesses im Sinne einer Regelung.

In F i g. 3 sind die auf den Druckmeßwertgeber 1 (im folgenden einfachheitshalber auch als Druckmesser bezeichnet) einwirkenden Drücke P längs der X-Achse und die verstärkten Ausgangssignale S und M' des Druckmeßwertgebers sowie die zu den Eichdrücken P gehörigen Bezugssignale Y längs der Y-Achse eingetragen.

Falls keine Abweichungen vom linearen Ansprechverhalten im Druckmesser und im Verstärker auftreten würden, würden die verstärkten Ausgangssignale des Druckaufnehmers 1 auf der Linie L liegen. In Wirklichkeit kommt es jedoch durch die meistens einseitige Belastung des Druckmessers zu einer »O«-Verschiebung, und auch die Linearität ist nicht genau. Die verstärkten A.usgangssignale W und S liegen daher auf einer Linie L'. Um nun zu erreichen, daß die Ablesungen den wirklichen Ist-Werten möglichst genau gleichen, wird der Druckrr jsser mit vier Eichdrücken P₁ - P₄ beaufschlagt, die auf der Ableseskala eines genau linear ansprechenden Meßgeräts die Werte Y, - Y₄ ergeben müßten; tatsächlich ergeben sie jedoch die Werte W₁ - W₄. Bei P₀ tritt ein verstärktes Ausgangssignal W₀ auf, das von dem verstärkten Ausgangssignal im Meßbereich I abgezogen werden muß. Dann muß ferner noch, um innerhalb des Meßbereiches I eine zuverlässige Ablesung zu erzielen, eine zweite Korrektur vorgenommen werden, denn bei dem Druck P, ist das verstärkte Ausgangssignal = W₁ statt = Y₁. Um die Punkte der Linie von Y₀ nach (W₁ - W₀) — die analytisch als y = xtga wiedergegeben werden kann — in die richtigen Punkte auf der Linie L zu transformieren — welche analytisch als y = xtgb notiert werden kann — muß die Linie y = xtga multipliziert werden mit:

tgfc P₁ - P₀ Yi - Y₀
tga W_x-W₀ W₁-W₀

Im ersten Bereich müssen die gemessenen Werte somit mit multipliziert werden, wobei dieser Bearbeitung Y₀ wiedir hinzugezählt werden muß. Weil bier Y₀ = CXist dies einfach.

Im Meßbereich II wird auf ähnliche Weise die erforderliche Korrektur bestimmt- Beim DmCkP₁ ist, wie vorstehend schon dargelegt, das verstärkte Ausgangssignal = W₁ statt richtig = Y₁. Dies bedeutet eine additive Korrektur von — W₁. Die Verstärkerkorrektui und die Korrektur bezüglich der Linearitätsabweichung des Meßwertgeberansprechverhaltens wird muß die vertikale Verschiebung gemäß Y₁ durch Addition von Y₁ wieder rückgängig gemacht werden. Allgemein gilt: Fällt das durch S angedeutete Meßausgangssignal in einen Meßbereich n, so kann die Korrektionsformel durch

ίο dargestellt werden. In der graphischen Darstellung in F i g. 3 besitzt das Meßsignal S einen Wert, der in den Meßbereich III fällt. Nach der vorstehenden Formel wird dieser Wert als S_m bezeichnet. Die Korrekturschritte sind wie folgt:

_ W 1
^rr2i

Ti)

durch Multiplikation mit

w,- W,

erhalten. Danach was den vollständig korrigierten Wert des Meßsignals darstellt.

Im folgenden wird unter Zugrundelegung der vorstehenden Erläuterung des Korrekturprinzips das Schaltbild der Ausführungsform nach Fig. 1 beschrieben.

Im hier gewählten Ausführungsbeispiel besteht der Druckmeßwertgeber 1 aus zwei Meßkammern 1 a und Ib mit einer zwischen diesen angeordneten verformbaren Meßmembran, deren Verformung elektrisch wiedergegeben wird. Um die Abweichungen in Höhe des Ausgangssignals zu korrigieren, erfolgt zunächst eine Eichung der Ausgangsstellung; hierzu werden die Meßkammern 1 α und 1 b auf gleichen Druck gebracht, und zwar durch öffnen eines Ventils 5 und Verstellung der Dreiwegventile 6 und 7 in die dargestellte Lage, in welcher die Leitungen 2 und 3 durch eine Pumpe 38 beaufschlagt werden. Die Schaltwalze 20 bewirkt dabei gleichzeitig Schließung des Schalters 8 unter gleichzeitiger Leerung bzw. Löschung der Speicher 21 und 48. Das in diesem Zustand von dem Druckmesser 1 abgegebene Ausgangssignal wird durch den Verstärker 10 verstärkt, wobH das verstärkte Ausgangssignal mit den Fehlern bzw. Abweichungen des Druckmessers 1 bei dieser Eichung behaftet ist Dieses Signal wird als W₀ im Speicher 21 gespeichert. Vorher ist der zu dieser Stellung gehörige Bezugswert Y₀ im Speicher 26 festgelegt Die Schaltwalze 20 dreht sich nun weiter und beaufschlagt die Meßkammer 1 α mit dem zu dem Ventil 5 gehörigen

Eichdruck P₁, dessen Bezugseichsignal Y₁ im Speicher 27 festgelegt ist. Das abgegebene Ausgangssignal des Druckmessers 1 wird über den Verstärker 10 und einen Wählschalter 9 α einem Speicher 22 zugeführt, der zuvor durch Betätigen eines Schalters 8' geleert wurde.

Die Schaltwalze 20 betätigt auf ähnliche Weise mittels Schalter 8", 8'" die Speicher 23, 24 und 25, wobei die entsprechenden Bezugswerte zuvor Bezugsspeichern 28,29 und 30 eingespeichert wurden. Ein Meßsignal S im ersten Meßbereich I wird duich einen Wählschalter96 über die Verbindungsleitung60 dem Korrektor C₁ für den ersten Meßbereich I zugeführt. In der Subtraktionsvorrichtung 40 wird das Signal S_t algebraisch um das von dem Speicher 21 zugeführte

Signal W₀ vermindert. Das Ausgangssignal der Subtraktionsvorrichtung ist daher S₁ — W₀. Inzwischen ist in einer Subtraktionsvorrichtung 31 durch Subtrahieren der aus den Speichern 21 und 22 entnommenen Signale W₀ und H', die Größe (W₁ — W₀) bestimmt worden, während in einer Subtraküunsvorri^htung 35 durch Subtraktion der aus den Speichern M) und 27 kommenden Signale die Größe (Y₁ - Y₀) berechnet ist. Durch Division in einer Dividiervor-

richtung44 wird die Größe ^)-_ ₍|! gebildet, deren Betrag in einem Speicher 48 festgehalten wird. In der Periode zwischen zwei Eichungen geben die Speicher 21 und 48 ihre Speichergrößen kontinuierlich an eine Subtraktionsvorrichtung 40 bzw. eine Multiplikationsvorrichtung 52 ab. Am Ausgang der Multiplikationsvorrichtung 52 hat das Meßsigna! SJ inzwischen den Wert

j' = (S₁ - W₀)

I W\ - W₀)

erhalten. Indem hierzu in einer Additionsvorrichtung 56 der Wert Y₀ algebraisch addiert wird, erhält man das korrigierte Meßsignal

Sj" = (S₁ - W_n)

(V, - Y₀)
(H₁ - W_n)

über einen Wählschalter 9r wird dieses Mcßsiunnl einer Verarbeitungs- und Anzeigevorrichtung 19 zugeführt. Auf ähnliche Weise werden in Subtraktionsvorrichtungen 41, 42 und 43 die Signale W_x, W₂ und W₁ von Meßsignalen S_n und S_m und S|_V subtrahiert und mit Hilfe von Subtraktionsvorrichtungen 32. 36. 33, 37, 34 und 39, Dividiervorrichtungen 45. 46 und 47 und Speicher 49, 50 und 51 die teilweise korrigierten Meßsignale S'_n, Sj_n und SJ_V bei 53. 54 und 55 mit

(W₂ - W_x)

bzw.

multipliziert, während in 57, 58 und 59 die zu den üchdrücken gehörigen Bezugswerte Y,, Y₂ und Y₃ hinzugezählt werden. Durch Anwendung dieser Korrektionen wird ein Wert erhalten, der dem wirklichen Wert am nächsten kommt, ungeachtet der Anwendung von verhältnismäßig einfachen Verstärkern und Meßwertgebern, wodurch auch unter rauhen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise einer Baggervorrichtung, doch nahezu Laborpräzision erreicht werden kann.

Das korrigierte Meßsignal kann zum Regeln eines Baggerprozesses dienen, z. B. zur Einstellung von Beladungsklappen 141 eines zum Beladen eines Raumes la angewandten Baggerprozesses.

In F i g. 2 ist das Schaltschema einer vereinfachten Ausführungsfonn dargestellt. Es wird hierbei angenommen, daß innerhalb des Gesamtmeßbereiches die Linearitätsabweichung des Druckmessers 101 so klein ist, daß dies für die überwachung zulässig ist. In F i g. 2 ist durch 101 der Druckmeßwertgeber angedeutet, der in diesem Beispiel ebenfalls mit zwei Kammern ausgebildet ist. Die beiden Kammern 101 a und 101 b stehen mit Druckleitungen 102 und 103 in Verbindung, die mittels Dreiweghähnen 107 und 106 mit Meßleitungen 102b und/oder 103/; oder mit Eichleitungen 102« und 103« verbunden werden können. Eine Pumpe 138 sorgt dafür, daß die Einleitungen 102 α und 103« stets überlaufen, so daß die Niveaus konstant bleiben. Bei der »0«-Eichung werden die Eichleitungen 102« und 103a benutzt, wobei ein Hahn 105 in die gezeichnete (Öffnungs-)Stellung gebracht wird. Die beiden Kammern 101« und 101/) des Druckaufnehmers werden, falls auch die Dreiweghähne 106 und 107 in die dargestellte Stellung umgelegt sind, an beiden Seilen mit einem gleichen Druck beaufschlagt, so daß die Anzeige auch 0 sein muß. Gibt der Druckmesser 101 in diesem Zustand dennoch ein Ausgangssignal ab, so wird dieses über einen Verstärker 110 und den geschlossenen Abzweigschalter 108 einer Subtraktionsvorrichtung 112 zugeführt, in welcher dieses Signal von dem Bezugssignal aus dem Speicher 111 subtrahiert wird, in diesem Fall somit 0. Das Ergebnis wird einem Speicher 113 zugeleitet, der bis zur nächstfolgenden Eichung der Subtraktionsvorrichtung 114 dieses Signal zuführt. Der Abzweigschalter 108 wird nun wieder geöffnet. Bei der nächstfolgenden Betätigung des Abzweigschalters 108 wird gleichzeitig der Speicher 113 geleert Ferner wird durch Schließen des Ventils 105 uiwl gegebenenfalls auch durch Umstellung des Dreiwegventils 107 das Eichrohr 103a gefüllt, wodurch die Kammer 101/) mit einem vorbestimmten Druck, entsprechend der Druckhöhe 104, beaufschlagt wird.

Die Betätigung kann 7.. B. mittels einer Schall walze 120 mit Kontakten 105Λ bis 109i> erfolgen, die mittels Verbindungen 105« bis 109a die verschiedenen Schalter betätigt. In der zweiten Eichstellung wird der Abzweigschalter 109 geschlossen. Das Ausgangssignal der Subtraktionsvorrichtung 114 ist dann das für »0« korrigierte, zu einer Beaufschlagung des Druckmessers 101 mit der Säule 104 gehörige Eichsignal. Das dazugehörige Bezugssignal ist im Speicher 115 festgelegt, dieses ergibt durch Dividieren mit dem korrigierten Eichsignal das Fehlersignal, das im Speicher 117 gespeichert wird, der bis zur nächstfolgenden Eichung dieses Feblersignal der Dividiervorrichtung 118 zuführt. Der Abzweigschalter 109 kann nun wieder bis zur nächstfolgenden Eichung geöffnet werden.

Auch hier wird beim Schließen des Schalters 109 gleichzeitig der Speicher 117 gelöscht.

Beim Messen weist das eingehende Meßsignal S. das festgelegt werden muß. folgende Ungenauigkeiten auf: α: die »0«-Abweichung und R: die Empfindlichkeitsabweichung: S' = a + RS. Bei 114 wird dieses Signal durch Subtraktion mit α vom α befreit; es bleibt somit RS übrig. Durch Vergleich und Eichung ist auch R bekannt. Das übrigbleibende Signal Ri wird in 118 durch R dividiert, so daß in der Verarbei· tungs- und Ableseapparatur 119 lediglich S übrigbleibt In F i g. 4 ist ein Eichverfahren dargestellt, bei den der ganze Meßbereich während des Eichens allmählicr durchlaufen wird.

Dies wird in dem gezeigten Ausführungsbeispie dadurch erreicht, daß der Druckmesser 201, falls er wünscht, in der drucklosen Stellung geeicht werdei kann, indem der obere Rand 236 eines flexiblen Rohre; 203 bis unter das Niveau des Druckmessers 201 abge senkt wird. Durch öffnen des Hahnes 235 wird dii untere Kammer des Druckmessers 201 mit dem atmo sphärischen Druck verbunden, und das Ausgangs signal bildet das »0«-Signal. Die obere Kammer de Druckmessers 201 steht ständig über eine Öffnung 20:

mit der Atmosphäre in Verbindung. Danach wird der obere Rand 236 in die Ausgangsstellung der Eichung gebracht und der Entlüftungshahn 235 geschlossen. sobald das durch die Pumpe 238 zugeführte Wasser ausströmt, wobei der obere Rand 236 des flexiblen Rohres 203 im Niveau genau mit der Membran des Druckaufnehmers 201 übereinstimmt, der dann somit noch kein Ausgangssignal abgeben dürfte.

Zum Eichen sind ferner die Schalter 208 und 209 in die jeweils untere Stellung gelegt. Ein durch den Druckmesser 201 abgegebenes Ausgangssignal wird über eine Verbindungsleitung 237 und den Verstärker 210, eine Leitung 239, dann Schalter 209 und eine Leitung 227 dem der einen Spur einer zweispurigen Aufzeichnungsvorrichtung 223 zugeordneten Aufnahmekopf 213 zugeführt, diese Aufzeichnungsvorrichtung kann als eine fotografische, elektronische oder anderweitige Gleichstromregistriervorrichtung ausgebildet sein.

Bei dieser Eichstellung wird gleichzeitig von einer konstanten Stromquelle 217 mittels eines geeichten Widerstandes 241 an einem Abgriff 211 eine Spannung abgegeben, die über eine Leitung 224, den Schalter 208 und eine Leitung 225 zu dem Aufnahmekopf 212 der anderen Spur der zweispurigen Aufzeichnungsvorrichtung 223 zugeführt wird. Weil beim Anheben des oberen R ndes 236 mittels eines Kabels 205 durch den Motor 207. der mechanisch mit dem Abgriff 211 des geeichten Potentiometers 241 verbunden ist. das abgegebene Bezugssignal linear verlaufen wird, wird auf dem zweispurigen Band- oder Schreibspeicher in der Aufzeichnungsvorrichtung auch ein lineares Signal registriert werden.

Zum Messen werden die Schalter 208 und 209 in die obere Stellung und der Dreiweghahn 206, der einen

ίο Wasserauslaß 204 hat, in die Mcßslcllung gebracht. Hierbei gelangt ein verstärktes Ausgangssignal über eine Leitung 240 in eine Subtraktionsvorrichtung 216. in welcher dieses Signal von dem durch den Ablcsekopf215 abgelesenen Signal subtrahiert wird. Falls

is dieses Signal positiv ist, gelangt es über eine Leitung 230 in eine Befehlseinheit 220, die ein Signal zur Betätigung des Aufnahmemotors gibt. Falls das Signal negativ ist. wird über eine Befehlseinheit 222 und eine Leitung 234 der Aufnahmemotor in entgegen-

ao gesetzter Richtung angetrieben. Sobald eine »0«-Span· nung erreicht ist, wird der Motor durch ein Signal dei Befehlseinheit 221 über die Verbindung 232 stillgesetzt und gleichzeitig wird über eine Leitung 229 eir Schalter 218 umgeschaltet, der das Signal des Auflesekopfes 214 für das Bezugssignal mit der Registriervorrichtung 219 verbindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erfassung einer Meßgröße im Rahmen einer Prozeßregelung, insbesondere einer Baggerprozeßregelung, bei welchem das elektrische <\usgangssignal eines auf die Meßgröße ansprechenden Meßwertgebers, insbesondere Druckmessers, nach Verstärkung zur Beeinflussung des Prozesses dient, wobei jeder Meßzyklus icweils zur Gewinnung eines Eichausgangssignals mindestens eine Eichung, wahrend welcher der Meßwertgeber einer Eiehgröße ausgesetzt wird, sowie zur Gewinnung eines die Meßgröße wiedergebenden Meßsignals mindestens eine Messung umfaßt, wahrend welcher der Meßwertgeber der zu erfassenden Meßgröße ausgesetzt ist. dadurch gekennzeichnet, daß je Meßzyklus mindestens zwei Eichungen mi' \ erschiedenen Werten der Eiehgröße vorgesehen sind, daß man ein dem Unterschied zwischen dem Meßsignal (S_n,. Fig. 3) und dem einem ersten Wert der Eiehgröße (Pj) gemäß der tatsächlichen Ansprech-Kennlinie (L') des Meßwertgebers zugeordneten einen Eichausgangssignal [W₂' entsprechendes erstes Differenzsignal (S_m — VV₂) oildet. daß man ein dem Unterschied zwischen den beiden Werten der Eiehgröße (P₂. P₃) gemäß einer idealen Ansprech-Kennlinie (L) zugeordneten Eichbezugssignalen (V₂. Y₃) entsprechendes zweites Dif.-renzsignal (V₃-Y₂) bildet, daß man ein dem Unterschied zwirnen den für die beiden Werte der Eiehgröße (P,. P,) gemäß der tatsächlichen Ansprech-Kennhnie 'L'j gemessenen Eichausgangssignalen (W₂. W₅) entsprechendes drittes Differenzsignal (M₃ - W₁) bildet, daß man aus den drei Differenzsignalen ein der Größe erstes Differenzsignal mal Verhältnis des zweiten zum dritten Differenzsignal