DE2208480A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Länge eines magnetisierbaren Bandes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Länge eines magnetisierbaren BandesInfo
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Description
PHN.5235 C. Va/EVH.
Anmelder: N.Y.Philips' Gloeilampenfabrieked
Akte No., PHJJ- 5235 *
vom« 22. Febr.. 1972
vom« 22. Febr.. 1972
Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Länge eines magnetisierbaren Bandes.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der Länge eines langgestreckten magnetisierbaren
Gegenstandes, der zu diesem Zweck an einer Kalibriervorrichtung entlanggeführt und in der Längsrichtung an Stellen,
die einen vorher genau bestimmten gegenseitigen Abstand aufweisen, derart magnetisiert wird, dass Markierungen
erhalten werden, die dann gezählt werden.
Ein derartiges Verfahren zum magnetischen Kalibrieren und zum Messen langgestreckter Gegenstände aus einem
raagnetisierbaren Material ist Zi.B. aus der USA-Patentschrift
2.U88.277 bekannt. Nach dem darin beschriebenen Verfahren wird ein Stahldraht dadurch kalibriert, dass der Draht an
einer elektromagnetischen Umwandlungsvorrichtung (die z.B.
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- 2 - PHX.5235 C.
durch einen Schreibkopf gebildet werden kann) entlang ge·.
fUhrt und diese Vorrichtung zum Einleiten des Kalibriervorgangs kurzzeitig von einem Stromimpuls erregt wird,
Der Draht wird dadurch örtlich magnetisiert. Eine zweite elektromagnetische Umwandlungsvorrichtung (die z.B. durch
einen Lesekopf gebildet werden kann) ist bei diesem Verfahren in einem festen Abstand von der Ersten in der Fortbewegungsrichtung
des Drahtes angeordnet. Wenn der Draht fortbewegt wird und ein magnetisierter Teil desselben den
Lesekopf passiert, wird darin ein Spannungsimpuls induziert. Dieser kann wieder in einen Stromimpuls zur Wiedererregung
des Schreibkopfes umgewandelt werden, usw. Dadurch kann eine
Reihe magnetischer Markierungen in einem festen gegenseitigen Abstand auf dem Draht angebracht werden. Durch Zählen dieser
Markierungen, was z.B. auf einfache Weise dadurch erfolgen kann, dass die Stromimpulse, die den Schreibkopf erregen,
gezählt werden und die Anzahl gezählter Markierungen mit dem festen Abstand zwischen den Markierungen (= Abstand
zwischen Schreib- und Lesekopf, unter dem hier der Abstand zwischen den Spalten des Schreib- und des Lesekopfes zu
verstehen ist) multipliziert wird, kann mit grosser Genauigkeit die LSnge des Drahtes gemessen werden, die die Messvorrichtung
passiert hat.
Der Vorteil eines magnetischen Kalibrierverfahrens der obenbeschriebenen Art im Vergleich zu mechanischen Messverfahren,
bei denen die Anzahl von Umdrehungen eines Messrades gezählt wird, welches Messrad von dem an ihm
entlang geführten Gegenstand angetrieben wird, ist der, dass Messfehler, die- durch Schlupf des Messrades in bezug
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- 3 - PHN.5235 C.
auf* das zu messende Band oder den zu messenden Draht herbeigeführt
werden können, vermieden werden. Dabei soll bemerkt werden, dass bei dem Verfahren zur Herstellung von Magnetbandern
sehr hohe und sich ändernde Geschwindigkeiten angewandt werden, wodurch bei mechanischen Messverfahren
der erwähnte Schlupf des Messrades sich praktisch nicht vermeiden lässt.
Ein Nachteil der bisher bekannten magnetischen Kalibrierverfahren besteht jedoch darin, dass Störungen der
magnetischen Kalibrierung ihrerseits Messfehler herbeiführen können.
Einerseits ist es nämlich möglich, dass eine
magnetische Markierung fehlt,(z.B. infolge einer elektrischen Störung oder durch das Fehlen eines Teiles der magnetischen
Schicht) oder dass eine der magnetischen Markierungen kein genügend hohes Ausgangssignal in dem Lesekopf induziert,
.um den Schreibkopf für die folgende Markierung zu erregen. Dies bedeutet, dass in beiden Fällen eine unbekannte Menge
Band das Messgerät passieren kann, ohne dass es kalibriert bzw. gezählt wird.
Andererseits ist es möglich, dass eine durch Geräusch oder durch andere Ursachen herbeigeführte und
von dem Lesekopf erkannte Störung ein genügend grosses Signal erzeugt, um den Schreibkopf zu erregen. Dies hat
zur Folge, dass danach pro Längeneinheit stets eine zu hohe Anzahl von Zählimpulsen abgegeben wird, wodurch eine
grössere Bandlänge gemessen wird, als tatsächlich das Messgerät passiert hat (sogenanntes Doppelzählen).
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■ *i - PHN.5235 C.
Das Verfahren nach der Erfindung beseitigt diese Nachteile und ist dadurch gekennzeichnet, dass auf dem zu
messenden Band ein magnetisches Blockmuster angebracht wird, wobei jeder Block aus einem ersten eine vorher bestimmte
Anzahl von Daten enthaltenden Teilblock und aus einem zweiten grundsätzlich die gleiche Länge wie der erste Teilblock
aufweisenden und keine Daten enthaltenden Teilblock besteht, dass die Anzahl von Blöcken zum Messen der Länge
des Bandes gezählt wird, und dass die Anzahl von Daten pro Block gezählt und mit einer vorgegebenen Anzahl verglichen
wird, während beim Feststellen eines Unterschiedes der Vorgang zum Anbringen der Blöcke und zum Zählen solange
unterbrochen wird, bis eine vorgegebene Mindestmenge Band die Kalibriervorrichtung passiert hat. Wie noch näher auseinander
gesetzt werden wird, soll diese Mindestmenge derart gewählt werden, dass der Kalibrierfehler möglichst klein ist.
Nach der Erfindung wird also in den Blöcken, deren Gesamtzahl ein Mass für die Länge des zu messenden
Gegenstandes ist, eine Anzahl von Daten angebracht, damit eine fehlerhafte Kalibrierung signalisiert werden kann.
Nach Signalisierung kann dann eine Korrektur vorgenommen werden. Da die Genauigkeit der Signalisierung mit der
Anzahl von Daten pro Block zusammenhängt, ist eine bevorzugte AusfUhrungsform des Verfahrens nach der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass pro Block mindestens 10 und vorzugsweise mindestens 100 Daten angebracht werden.
Dies lässt sich auf besonders zweckmässige Weise dadurch erzielen, dass nach einer weiteren bevorzugten
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- 5 .- PHN.5235 C.
Ausführungsform des erfindungsgeraSssen Verfahrens die in
einem Block vorhandenen Daten in Form eines Wiederholungssignals angebracht werden, dessen Wellenlänge von der
Geschwindigkeit, mit der der zu messende Gegenstand an der Kalibriervorrichtung entlang geführt wird, möglichst
unabhängig ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass
ein Wiederholungssignal mit der gewünschten Wellenlänge derart auf den zu messenden Gegenstand aufgezeichnet wird,
dass ein ununterbrochenes Muster erhalten wird, das anschliessend
dadurch in wellenartige Blöcke mit einer Wellenlänge 2L unterteilt wird, dass der zu messende Gegenstand
an einem Lesekopf entlang geführt und das darin erzeugte Signal zur Steuerung eines Löschkopfes verwendet wird, der
in einem gewissen Abstand L vor dem Lesekopf angebracht ist, in der Weise, dass der Löschkopf löscht, solange in dem
Lesekopf eine Spannung induziert wird.
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass, wenn auf den zu messenden Gegenstand mit grosser Genauigkeit
ein Signal mit einer bestimmten bekannten Wellenlänge aufgezeichnet werden könnte, eine Unterteilung in Blöcke nicht
mehr erforderlich wäre, weil dann für die Messung nur das Zählen von Wellenlängen gentigte. In der Praxis hat sich
dies jedoch als nicht verwirklichbar erwiesen.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zum Messen der Län^e eines magnetisierbaren
Bandes, welche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist,
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- j6 - PKN.5235 c.
dass sie die nachstehenden Einzelteile enthalt:
Eine Einrichtung zum Anbringen eines ununterbrochenen Musters einer erwünschten Wellenlänge auf dem Band,
einen Löschkopf;
einen in einem genau bestimmten Abstand von dem Löschkopf in der Fortbewegungsrichtung des Bandes angeordneten
Lesekopf;
eine erste Z9hlschaltung zum ZShlen von Blöcken;
eine Prüf- und Korrekturvorrichtung, die aus einer zweiten Z3hlschaltung zum Zählen der Anzahl von Wellenlängen
pro Block, einem digitalen Komparatorteil zum Vergleichen
einer gezählten Anzahl von Wellenlängen mit einem festen
Normwert und einem Korrekturteil zum Aufrechterhalten des ununterbrochenen Blockmusters über eine vorgegebene Bandlänge,
falls eine von dem Normwert verschiedene Anzahl gezählt wird,.
besteht, in der Weise, dass ein in dem Lesekopf erzeugtes Signal sowohl den Löschkopf als auch die Zählschaltungen
steuert.
Dadurch, dass ein Band, auf das ein Wiederholungssignal aufgezeichnet ist, in der oben beschriebenen Vorrichtung
zwei Magnetkopfe passiert, die - in der Fortbewegung
sr ichtung des Bandes gesehen - hintereinander angeordnet sind, wobei das Signal des zweiten Kopfes ( des
Lesekopfes) den Strom durch den ersten Kopf (den Löschkopf) schaltet, wird ein magnetisch kalibriertes Band erhalten,
wobei die Länge der Blöcke durch den gegenseitigen Abstand der beiden Magnetköpfe bestimmt wird.
Wenn infolge irgendeiner Störung ein Block gestört
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- 7 - ph::.5235
wird, wiederholt sich diese Störung, wenn keine Massnahmen
getroffen werden, in den nächstfolgenden Blöcken,, was ein
fehlerhaftes Zählen zur Folge hat. ¥ie oben auseinandergesetzt wurde, ist es für die Erfindung wesentlich, dass
das zu messende mit Blöcken versehene Band mit einem Datenmuster bestückt wird, das kontinuierlich zur- Signalisierung
von Kalibrierfehlern und zum Korrigieren derselben ausgelesen
wird. Dies wird dadurch erzielt, dass eine Prüf- und Korrekturvorrichtung vorgesehen ist, die einen die Anzahl
von Daten (Wellenlängen) pro Block zählenden Zähler und einen Korrekturteil enthält, der es ermöglicht, wenn eine
Störung festgestellt wird, d.h. wenn die Anzahl von Daten
in einem bestimmten Block nicht dem vorgesehenen Normwert entspricht, die erste Za1IiI^ohej,t\mg and die Steuerung des
Löschkopfes während einigem Zeit auszuschalten, wodurch sich
die Störung nicht fortsetzen kann»
Eine bevorzugte Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zum
Auslesen ein Lesekopf mit zwei oder mehr Spalten bzw.Kanälen
vorgesehen ist, wobei die Spalte in bezug aufeinander und in bezug auf ein auszulesendes Blockmuster derart positioniert
sind, dass ein Signal auf dem Band mehrere gleichförmige
phasenverschobene Signale ergeben kann. Auf diese Weise kann ein Steuersignal für den Löschkopf und die Zählschaltungen
erhalten werden, das möglichst "gefüllt" gehalten wird. Dies bedeutet, dass nit einer Susserst geringen
Zeitkonstante (ohne Anwendung einer Glättung, wie sie bei
Gleichrichtung eines in einem Einspalt-Lesekopf erzeugten
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BAD
- 8 - PfD:.5235 c.
Signals erforderlich wäre)'eine Gleichspannung mit einer genügend geringen Welligkeit erhalten werden kann. Mit
dieser Spannung kann ein Schalttransistor gesteuert werden, der seinerseits den Strom durch den Löschkopf und die ZShI-schaltungen
steuert. Der Lesekopf kann z.B. η (η V, 3) Spalte bzw. Kanäle aufweisen und unter einem derartigen Winkel
zu dem auf dem Band anzubringenden Blockmuster angeordnet sein, dass beim Auslesen des Bandes zwischen den Ausgangssignalen
von je zwei benachbarten Kanälen eine Phasenverschiebung von 360°/n auftritt. Eine Halbweggleichrichtung
ist dann genügend. Eine Doppelweggleichrichtung des ausgelesenen Signals muss erfolgen, wenn ein Lesekopf mit η Spalten
bzw. Kanälen (n \ 2) verwendet wird, der unter einem derartiger
Winkel zu dem Bloclcmuster angeordnet ist, dass eine Phasenverschiebung von 360°/2n auftritt.
Es sei bemerkt, dass der Löschkopf in den oben beschriebenen Fällen vorzugsweise derart in bezug auf den
Lesekopf angeordnet sein soll, dass die Spalte dieser Köpfe zueinander parallel sind, so dass in der Tbene des
Bandes der Löschkopf unter demselben Winkel wie der Lesekopf zu dem anzubringenden Wellenlängenmuster steht.
Ausser durch Schrägeinstellung eines Mehrkanalkopfes in bezug auf das Muster wellenartiger Blöcke kann
das ausgelesene Signal noch auf verschiedenen anderen '.'egen
"gefüllt" gehalten werden, ohne dass Glättung angewandt zu werden braucht. Es ist z.B. möglich, eine Anzahl von
Köpfen, die je einen angrenzenden Teil des Bandes auslesen können, - in der Fortbewegungsrichtung des Bandes gesehen -
... 209840/09 74 BADOBiGiNAL.
- 9 - PHX.5235 C.
etwas gegeneinander verschoben (stufenweise) anzuordnen.
Dies erfordert aber einen grösseren technischen Aufwand.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer
Messvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung, mit deren Hilfe ein Signal auf das Band aufgezeichnet wird, aus einem zylindrischen Körper
besteht, der der Bewegung des Bandes folgen kann und auf dessen Umfang eine Anzahl magnetischer N- und .S-PoIe wechselweise
in einem festen gegenseitigen Abstand angebracht ist.
Die Anwendung der obenbeschriebenen "Printrolle"
ermöglicht es, auf das Band ein Wellenlängenmuster aufzuzeichnen, wobei die Wellenlänge von der Geschwindigkeit
des Bandes möglichst unabhängig ist. Die Wellenlänge wird durch den gegenseitigen Abstand der Magnetpole bestimmt.
Um ein Band mit einer "jungfräulichen" magnetisierbaren
Schicht liefern zu können, soll das Band vorzugsweise mit der Trägerseite über die zu der Messvorrichtung gehörigen
Magnetköpfe und PUhrungsrollen geführt werden. Dies bedeutet,
dass die zu schreibende Wellenlänge derart gewählt werden soll, dass beim Auslesen des Wellenlängenmusters in einem
Abstand, der der Dicke des Trägers, gegebenenfalls zuzüglich des Abstandes entspricht, der sich infolge von Staubteilchen,
einer Falte im Band oder ähnlicher Ursachen zwischen dem Band und dem Kopf ergibt, die durch diesen Abstand herbeigeführte
Signalschwächung unterhalb eines bestimmten Grenzwertes (z.B. 6 dB) bleibt.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Messvorrichtung
nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
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- 10 - FHX.?235 C.
dass die Vorrichtung zum Aufzeichnen evnes Signals mit einer
gewünschten Wellenlänge auf das Band einen Schreibkopf enthalt, der mit einem Oszillator verbunden ist, dessen
Frequenz von einer Spannungsquelle gesteuert wird, deren Ausgangsspannung der Bandgeschwindigkeit proportional ist.
Dies bedeutet, dass, wenn z.B. die Bandgeschwindigkeit erhöht wird, auch die Ausgangsspannung der Spannungsquelle grosser wird, was wieder die Frequenz des mit dem
Schreibkopf verbundenen Oszillators beeinflusst. Die Ausführung kann derartig sein, dass die Wellenlänge, die auf
das - mit einer sich ändernden Geschwindigkeit fortbewegende Band aufgezeichnet wird, einen praktisch konstanten Wert
beibehält.
Einige AusfUhrungsformen der Erfindung sind in
der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Messen von Bandlängen, bei der die Erfindung angewandt wird;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1{
Fig. 3 schematisch ein magnetisches Band, das z.B. mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 1 magnetisch kalibriert
ist;
Fig. k schematisch eine Printrolle zum Anbringen
eines magnetischen Musters mit fester Wellenlänge;
Fig. 5 ein Teilschaltbild einer Schalttuigsanordnung,
mit deren Hilfe das ausgelesene Signal auf dem Band in eine pulsierende Gleichspannung umgewandelt wird;
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- 11 - ?τίΧ.5235 c.
Fig. 6 einen Teil eines kalibrierten Bandes ohne Störungen;
Fig. 7 einen Teil eines kalibrierten Bandes, wobei eine Störung aufgetreten ist, die nicht korrigiert wird;
Fig. 8 einen Teil eines kalibrierten Bandes, wobei eine Störung aufgetreten ist, die wohl korrigiert wird;
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer kombinierten
ZMhI- und Korrekturschaltung nach der Erfindung.
Tn Fig. 1 ist grundsätzlich die Weise gezeigt, auf die das magnetisierbare Band 10 magnetisch kalibriert
und die Kalibrierung gezählt wird. Die Printrolle 1 (siehe Fig. h) beschreibt das Band mit einer festen Wellenlänge
von z.B. 500/um (unabhängig von der Geschwindigkeit), Diese
beschriebene Stelle 11 passiert den Löschkopf 2 (der zu diesem Zeitpunkt noch ausgeschaltet ist). Wenn die beschriebene
Stelle einen Lesekopf 3 erreicht hat, wird die darin induzierte Spannung über einen Operationsverstärker h verstärkt,
von einer Gleichrichterschaltung 5 gleichgerichtet und einer Schmitt-Kippschaltung 6 zugeführt, die bei diesem Eingangssignal
eine Gleichspannung mit fester Amplitude abgibt. Diese Ausgangsspannung steuert einen Schalttransistor 7»
mit dessen Hilfe die Speisung 8 des Löschkopfes 2 geschaltet wird. Während der Periode, in der der Lesekopf die Modulation
ausliest, ist der Löschkopf 2 eingeschaltet. Ausserdem steuert das von der Schmitt-Kippschaltung 6 herrührende
Signal eine erste Zählschaltung 9, die die Anzahl passierter Blöcke angibt. Wenn nun der gegenseitige Abstand A der
Köpfe 50 mm beträgt, werden Blöcke von 100 mm erhalten.
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- 12 - PHX.5235 f~
In Fig, 2 ist dargestellt, dass die Spalte 12 und 13 des Löschkopfes 2 bzw, des Lesekopfes 3 zueinander parallel
sind und mit der beschriebenen Stelle einen Winkel einschliessen. Der Lesekopf 3 weist vier Spalten bzw, Kanäle
auf, die mit A, B, C und D bezeichnet sind, während die Schrägeinstellung derartig ist, dass jeder folgende Kanal
jeweils das Signal mit einer Phasenverschiebung von 90° wiedergibt, so dass der vierte Kanal in bezug auf den
ersten Kanal eine Phasenverschiebung von 270° aufweist.
Durch die Schrägeinstellung liest stets einer der Spalte ein Signal mit einer Amplitude oberhalb der Schalt schwelle
der Schmitt-Kippschaltung, wodurch letztere bei jedem Uebergang von einem ungeschriebenen zu einem geschriebenen
Block oder umgekehrt zu einem möglichst genau definierten Zeitpunkt geschaltet wird, Ausserdem braucht bei Anwendung
eines Mehrkanalkopfes mit einer in bezug auf die Länge der
Spalte (die Spurbreite) verhältnismässig grossen Teilting
(Spurenabstand) die Schrägeinstellung nur gering zu sein, wodurch die Verluste, die durch die Schrägeinstellung der
Spalte in bezug auf das Wellenlängenmuster herbeigeführt werden, niedrig, z.B. weniger als 1 dB, sein können, Die
zu schreibende Wellenlänge soll derart gewählt werden, dass die durch den Abstand herbeigeführte SignalSchwächung beim
Auslesen vorzugsweise weniger als 6 dB beträgt. Dabei kann die Regel von Westmijzej
= Schwächung durch Abstand (dB)
angewandt werden. Z.B. ist bei einen Abstand d von ^O/um
(= die maximale Dicke des Trägers) und einer Wellenlänge
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- 13 - ph:·:.5235 c.
von 500 /um die Schwächung durch Abstand niedriger als 5 dB.
Ausserdem kann das Band mit einer Wellenlänge von 500/um
auch von der Trägerseite her völlig magnetisiert werden, wodurch die Störanfälligkeit des Hessystems auf ein Mindestmass
beschränkt wird.
Der Löschkopf 2 soll vorzugsweise mit Gleichstrom gespeist werden, weil bei Anwendung von Wechselstrom im
Zusammenhang mit den während des Herstellungsvorgangs auftretenden sehr hohen Bandgeschwindigkeiten (von einigen
Metern pro Sekunde) mit extrem hohen Frequenzen gelöscht werden müsste,
Fig. 3 zeigt ein Band mit einem in Blöcke unterteilten
Wellenlängenmuster, das erhalten wird, nachdem das Band die in Fig. 1 bzw, Fig. 2 dargestellte Vorrichtung
passiert ist.
Fig. k zeigt die Bauart einer Printrolle. Diese
Printrolle besteht aus zwei zylindrischen Dauermagneten bzw, 32; die Magnetisierungsrichtungen der respektiven
Magnete sind dabei mit Pfeilen angedeutet. Auf dem N-PoI des Magnets 31 ist eine konzentrische Scheibe 33 aus
einem magnetisierbaren Material befestigt, deren Durchmesser
erheblich grosser als der des Magneten ist. In diese Scheibe sind über den ganzen Umfang radiale Schlitze gesägt, in
denan Platten aus einem magnetisierbaren Material 35» 35'ι■
35" usw. befestigt sind. Auf gleiche Weise ist die Scheibe 3^
aus einem magnetisierbaren Material auf dem S-PoI des
Magnets 32 befestigt und sind Platten aus einem magnetisierbaren
Material 36, 36! f 36" usw. in radialen Schlitzen
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- ι** - ppix.5235 c.
angebracht. Die Platten 35, 35', 35" usw. setzen sich
gerade nicht bis zu der Scheibe 3^ fort, während sich die
Platten 36, 36 · 36" us\t, gerade nicht bis zu der Scheibe 33
fortsetzen. Die Schlitze in der Scheibe 3^ sind ferner
um eine halbe Teilung gegen die Schlitze in der Scheibe 33 versetzt angebracht. Das Ganze wird dadurch hergestellt,
dass es in ein Kunstharz getaucht und die Tromirieloberfläche
37 nach Aushärten genau zylindrisch bearbeitet wird. Die Printrolle ist in den Punkten 38 und 39 der Fassung hO
gelagert.
Eine andere Möglichkeit zum Aufzeichnen einer konstanten Wellenlange besteht darin, dass statt einer
Printrolle ein Schreibkopf verwendet wird. Der Schreibkopf muss dann mit einer Oszillatorspannung gespeist werden,
deren Frequenz von einer Gleichspannung gesteuert wird, die der Bandgeschwindigkeit proportional ist. Dies lässt
sich durch verschiedene, dem Fachmann bekannte Mittel, z.B, mit Hilfe eines Tachodynamos, erzielen.
Die Genauigkeit des obenbeschriebenen Verfahrens
wird durch drei Arten Toleranzen bestimmt»
a) Die Auslesegenauigkeit.
Bei einer Blocklänge von 0,1 m und einer Bandlänge von 100 m ist diese Genauigkeit 1,0 foo.
b) Der gegenseitige Abstand der Köpfe,
Dieser kann mit einer Genauigkeit von ± 0,010 mm eingestellt bzw. geeicht werden; dies entspricht einer
Toleranz von 0,2 #o.
c) Die Geschwindigkeit des elektronischen Kreises,
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- 15 - PHX.5235
mit dessen Hilfe der Löschkopf geschaltet wird.
Bei einer nominalen Bandgeschwindigkeit von z.B.
125 m/min passiert pro Mikroselcunde eine BandlSnge von 2,1 /um.
Eine in der Praxis erzielbare Sehaltgeschwindigkeit ^ 5/usec
bedeutet, dass bei 100 mm Blocklänge die Toleranz beim Messen höchstens 0,1 1^o betragen kann.
Fig. 5 zeigt die Schaltungsanordnung, die verwendet wird, wenn ein Vierkanalwiedergabekopf, dessen Nutzspalte
mit dem auf dem Band anzubringenden Wellenlängennuster einen
Winkel einrchliessen, zum Auslesen des Bandes benutzt wird (vgl. Fig.2"). Die vier Kanäle sind mit A, B, C und D bezeichnet,
während die Phasen der ausgelesenen Signale mit Pfeilen 41 , 42, 43 und 44 angedeutet sind. In dem dargestellten
Fall weisen die von den Kanälen ausgelesenen Signale einen gegenseitigen Phasenunterschied von 90° auf« Die
Signale werden von Verstärkern 45» 46» 47 und 48 verstärkt
und von Dioden 49, 50, 51 und 52 gleichgerichtet. An einem
Ausgang 53» 54 der Schaltungsanordnung erscheint dann eine
pulsierende Gleichspannung, die zur Steuerung der Schmitt-Kippschaltung benutzt wird.
Das Prinzip der Prüf- und Korrekturschaltung wird an Hand der Fig. 6, 7 und 8 näher erläutert.
Fig. 6 zeigt ein Band 11, das sich nach links fortbewegt und auf das ein Wiederholungssignal mit einer
festen Wellenlänge von z.B. 500/um aufgezeichnet ist, das
in beschriebene (schraffiert dargestellte) und unbeschriebene Teilblöcke unterteilt ist. Bei einer Blocklänge von 50 mm
sind dann in eine-n Teilblock 100 Wellenlängen enthalten.
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- 16 - ph::.5235 C
Dadurch, dass von einem elektronischen Zähler die Anzahl von Wellenlängen in jedem geschriebenen Teilblock gezählt
wird, wird geprüft, ob der betreffende Teilblock eine
genügende Länge aufweist.
Wenn infolge einer Störung ein Teilblock eine zu grosse Anzahl von Wellenlängen enthält und also eine zu
grosse Länge aufweist, wird er als "gut" angezeigt, weil er der gestellten Norm.genügt, Durch die Art der Kalibriervorrichtung
wird sich ein zu langer Block aber nicht wiederholen, so dass nicht eingegriffen zu werden braucht.
Wenn dagegen infolge einer Störung ein Teilblock zu kurz ist, besteht die Möglichkeit, dass sich dieser zu
kurze Block wiederholen wird. Der Zähler zeigt aber an, dass dieser Block zu kurz ist, und die Korrekturschaltung
wird in Betrieb gesetzt. Der Löschkopf und der Blockzähler werden dann während des Passierens einer bestimmten Bandlänge
unwirksam gemacht, so dass der zu kurze Block ohne Folgen passieren kann. Der Löschkopf und der Zähler bleiben
z.B. solange unwirksam, bis der Lesekopf 150 Wellenlängen
ausgelesen hat. Dies wird an Hand der Fig. 7 und 8 im Zusammenhang mit Fig. 6 verdeutlicht.
Die vertikalen (unterbrochenen) Linien haben einen
gegenseitigen Abstand, der gleich dem Abstand zwischen dem Lesekopf und dem Löschkopf (50 mm) ist. Die Lage des
Lesekopfes muss links von der Lage des Löschkopfes gedacht werden, wobei sich das Band nach links bewegt. Fig. 6 zeigt
ein mit einer Kalibrierung versehenes Band 11, wobei während der Kalibrierung keine Störung aufgetreten ist. An den
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- 17 - PHX.5235.C
mit +1, + 2, +3 und +4 bezeichneten Stellen ist ein Zählimpuls
abgegeben; es i&t also 300 ram Band gezählt worden. Fig. 7 veranschaulicht, was geschieht, wenn eine Störung
auftritt (Α). Die Störung wiederholt sich immer wieder, so dass das Band falsch kalibriert wird. Dies hat zur Folge,
dass an der Stelle, an der bei dem Band nach Fig. 6 der vierte Zählimpuls abgegeben wurde, nun der neunte Zählimpuls
abgegeben wird. Der Zähler gibt dann fälschlicherweise an, dass 800 mm Band passiert haben.
Fig. 8 zeigt, was geschieht, wenn eine Prüf- und Korrekturschaltung vorgesehen ist. Die Prüfschaltung detektiert
die Störung A, sobald deren Ende a den Lesekopf passiert, indem eine zu geringe Anzahl von Wellenlängen
gezählt wird. Der zwischen dem Lesekopf und dem Löschkopf zwischen a und b liegende Teil des Bandes ist dann inzwischen
falsch kalibriert worden. Zwischen c und b ist nämlich gelöscht worden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Löschkopf,
gleich wie der Blockzähler, ausgeschaltet; die Schaltung zählt nun 150 Wellenlängen ab. Danach wird sich der Punkt d
des Bandes an der Stelle des Lesekopfes befinden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Löschkopf, der sich in einem Abstand von
50 mm rechts von dem Lesekopf befindet, (Punkt e) eingeschaltet. Er fängt sofort zu löschen an, weil der Lesekopf
einen beschriebenen Teil des Bandes ausliest. Ausserdem wird dem Zähler wieder ein Zählimpuls zugeführt. Zu Beginn
der Störung (A) wurde dem Zähler auch ein (Störung^-)Zählimpuls
zugeführt. Infolge der Sperrung des Löschkopfes während I50 Wellenlängen wird erreicht, dass der vierte
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- 18 - pn:-.5235 C.
Zählimpuls sich endgültig dem (richtigen) vierten Zählirapuls nach Fig. 6 möglichst nShert.
Dabei sei noch bemerkt, dass die Stelle, an der der vierte (bzw. der dritte) Zählimpuls erscheint, nur von
der Länge der auftretenden Störung abhängig und von der Stelle der Störung innerhalb eines Blockes unabhängig ist.
Fig. 9 zeigt die verwendete Prüf- und Korrekturschaltung
in vereinfachter Form. Der unterhalb der horizontalen (unterbrochenen) Linie liegende Teil der Schaltung
enthält die Blockeingabe- und -Zählschaltung. Darin wird das Ausgangssignal des Lesekopfes 3 von der Verstärkerschaltung
h und von der Gleichrichterschaltung 5 gleichgerichtet. Mittels des gleichgerichteten Signals wird die
Schmitt-Kippschaltung 6 geschaltet, die ihrerseits den Löschkopf 2 und den Zähler 9 steuert. Ausserdem zeigt ein
Zähler 21 in Zusammenarbeit mit dem Ausgangssignal der
Schmitt-Kippschaltung 6 an, ob ein geprüfter Teilblock eine genügende Länge aufweist. Wenn davon ausgegangen wird,
dass zur Prüfung einerseits mindestens die Hälfte der Anzahl von Wellenlängen pro Block, die maximal vorkommen
kann, gezählt werden muss, und dass andererseits in der auf das Band aufgezeichneten Wellenlänge und somit in der
Anzahl von Wellenlängen pro Block eine Variation von 1(Tv auftreten kann, ist im vorliegenden Fall ein "8O"-Zähler
vorgesehen. Wenn 80 Impulse gezählt worden sind, ist der Ausgang des Zählers 21 in die Nullage zurückgekehrt, so
dass, wenn der positive Impuls der Schmitt-Kippschaltung 6 erscheint (der angibt, dass der Block beendet ist), am
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- 19 - ΡΐΐΧ.5235 C.
Ausgang des UND-Gatters 22 nichts geschieht. (Mit 26 ist eine Vorrichtung bezeichnet, die nötigenfalls das von 6 zu
gehende Signal verzögert). Der Impuls der Schmitt-Kippschaltung führt den "80"-Zähler 21 dann in die Nullage
zurück, so dass er zur Prüfung des nächsten Blockes bereit ist.
Wenn eine Störung auftritt, hat der "80"-Zähler den ¥ert 80 noch nicht erreicht, wenn die Schmitt-Kippschaltung
6 bereits das Signal liefert, das angibt, dass der Block beendet ist. Die beiden Eingänge des UND-Gatters
befinden sich dann in der "1"-Lage, wodurch der Ausgang auch in die 11I"-Lage gelangt. Dadurch wird ein Flip-Flop Zh
eingestellt und gelangt sein Ausgang in die "1"-Lage, so dass das hinter dem Flip-Flop 2^ angeordnete UND-Gatter 23
einen "150"-Zahler 25 schaltet. Letzterer führt sich selbst
und das Flip-Flop, sobald er 150 erreicht hat, in die
Anfangslage zurück. Während des Vorgangs zum Zählen bis wird der Löschkopf 2 von dem Signal am Ausgang des Flip-Flops
gesperrt.' Sobald der "150"-Zähler 25 das Flip-Flop Zk in die Anfangslage zurückversetzt, wird der Löschkopf wieder
freigegeben und ist der Kalibrierungsfehler korrigiert.
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Claims (8)
1. Verfahren zum Messen der Länge eines langgestreckten
magnetisierbaren Gegenstandes, der zu diesem Zweck an einer Kalibriervorrichtung entlang geführt und
in der Längsrichtung an Stellen, die einen vorher genau bestimmten gegenseitigen Abstand aufweisen, derart magnetisiert
wird, dass Markierungen erhalten werden, die dann gezählt werden, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Band (1O)
ein magnetisches Blockmuster angebracht wird, wobei jeder Block aus einem ersten eine vorher bestimmte Anzahl von
Daten enthaltenden Teilblock und aus einem zweiten grundsätzlich die gleiche Länge wie der erste Block aufweisenden
und keine Daten enthaltenden Teilblock besteht; dass die Anzahl von Blöcken zum Messen der Länge des Bandes gezählt
wird, und dass die Anzahl von Daten pro Block gezählt und mit einer vorgegebenen Anzahl verglichen wird, während
beim Feststellen eines Unterschiedes der Vorgang zum Anbringen von Blöcken und zum Zählen solange unterbrochen wird,
bis eine vorher bestimmte Mindestmenge Band die Kalibriervorrichtung passiert hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pro Block mindestens 10 und vorzugsweise mindestens
100 Daten angebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die in einem Block vorhandenen Daten in Form eines Wiederholungssignals angebracht werden, dessen '.•.'eilenlänge
von der Geschwindigkeit, mit der der zu messende Gegenstand an der Kalibriervorrichtung entlang geführt wird,
möglichst unabhängig ist.
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— ii I — r .l.\ » jj ti _ jp L, ,
4, Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
dass ein Wiederholungssxgnal mit der gewünschten Wellenlänge derart auf den zu messenden Gegenstand aufgezeichnet
wird, dass ein ununterbrochenes Muster erhalten wird, das anschliessend in Blöcke mit einer Wellenlänge 2L unterteilt
wird, indem der zu messende Gegenstand an einem Lesekopf (3) entlang geführt und das darin erzeugte Signal zur Steuerung
eines Löschkopfes (2) verwendet wird, der in einem Abstand L vor dem Lesekopf (3) angeordnet ist, in der Weise, dass der
Löschkopf löscht, solange in dem Lesekopf eine Spannung induziert wird,
5· Vorrichtung zuu Messen der Länge eines magnetisierbaren
Bandes, dadurch gekennzeichnet, dass sie die nachstehenden Einzelteile enthält!
eine Einrichtung zum Anbringen eines ununterbrochenen
Musters einer gewünschten Wellenlänge auf dem Band (1O); einen Löschkopf (2);
einen in einem genau vorher bestimmten Abstand von diesem
Löschkopf (2) in der Fortbewegungsrichtung des Bandes angeordneten Lesekopf (3)>
eine erste Zählschaltung (9) zum Zählen von Blöcken;
eine Prüf- und Korrekturvorrichtung (1*0, die aus einer
zweiten Zählschaltung (21) zum Zählen der Anzahl von Wellenlängen pro Block, einem digitalen Komparatorteil
zum Vergleichen einer gezählten Anzahl mit einem festen Normwert und einem Korrekturteil zum Aufrechterhalten des
ununterbrochenen Wellenlängenmusters über eine vorgegebene Handlange, falls eine von dem Normwert verschiedene Anzahl
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- 22 - ρ—:.5235 :.
gezählt wird, besteht, derart, dass ein in dem Lesekopf (3)
erzeugtes Signal sowohl den Löschkopf (2) als auch die Zählschaltungen (9, 21 ) steuert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass zum Auslesen ein Lesekopf (3) mit zwei oder mehr Spalten
vorgesehen ist, wobei die Spalte in bezug aufeinander und in bezTig auf ein auszulesendes ¥ellenl3ngenmuster derart
positioniert sind, dass ein Signal auf dem Band mehrere gleichförmige, aber phasenverschobene Signale liefern kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, mit deren Hilfe ein Signal
auf das Band aufgezeichnet wird, aus einem zylindrischen Körper (37) besteht, der der Bewegung des Bandes (1O)
folgen kann und auf dessen Umfang eine Anzahl magnetischer N- und S-PoIe wechselweise in einem bestimmten gegenseitigen
Abstand angebracht ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Signals mit einer gewünschten Wellenlänge auf das Band einen Schreibkopf
enthält, der mit einem Oszillator verbunden ist, dessen Frequenz von einer Spanüungsquelle gesteuert wird, deren
Ausgangsspannung der Bandgeschwindigkeit proportional ist.
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| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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