專利名稱：筆型記錄器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種筆型記錄器，用根據(jù)數(shù)字伺服控制驅(qū)動的筆來記錄被測信號的大小。
筆型記錄器被廣泛地用于各種領(lǐng)域，在圖上記錄被測信號隨時間的變化，記錄時筆根據(jù)已被轉(zhuǎn)換成電信號的被測信號的值隨伺服控制器作跟蹤移動。
上述筆型記錄器的一個例子涉及一種多筆頭記錄器，其結(jié)構(gòu)是使許多筆頭在圖饋入的方向以給定間距排列，以在同一圖上記錄許多被測信號之間的每一相互關(guān)系。
現(xiàn)有技術(shù)的多筆頭記錄器可以粗略地分成兩類一類是基于模擬技術(shù)的記錄器，另一類是基于微處理器技術(shù)的記錄器。
基于模擬技術(shù)的記錄器相對來說較小并且操作簡單，需要的花費也低，但同時，這種筆型記錄器有不能存儲數(shù)據(jù)或不能執(zhí)行數(shù)據(jù)計算處理的缺點。
另一方面，基于微處理器技術(shù)的多筆頭記錄器能執(zhí)行多筆數(shù)字計算并得到高精度的記錄結(jié)果，但與模擬技術(shù)多筆頭記錄器比較，這類多筆頭記錄器也有缺點難以小型化，因此要花費較多的錢以及不能很容易地確定測量和計算條件。
此外，按照通常的筆頭機構(gòu)很難隨意選擇適合于記錄速度的筆壓力，當(dāng)記錄速度變動很大時不能得到高質(zhì)量的記錄。
避免了上述現(xiàn)有技術(shù)筆型記錄器固有困難的本發(fā)明的首要目的，是提供一種筆型記錄器，通過使用微處理機，它能實現(xiàn)各種數(shù)字計算操作，得到高精度的記錄結(jié)果，其大小及價格均相當(dāng)小，并且能容易地設(shè)置測量和計算條件。
為此目的，本發(fā)明的一個特征是提供一種新的筆頭機構(gòu)，用與記錄速度相適應(yīng)的適當(dāng)筆頭壓力的筆，即使在記錄速度變化很大時也能得到高質(zhì)量的記錄結(jié)果。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點在下述結(jié)合附圖的討論中可以明顯地看到。


圖1是說明本發(fā)明一個實施例的方塊圖。
圖2是表示圖1中的輔助中央處理單元(SUBCPU)的一個具體例子的方塊圖。
圖3是表示圖1操作的時序4是圖1中測量部分的一個系統(tǒng)的具體例子的方塊圖。
圖5是自動復(fù)零電路的一個具體例子的線路圖。
圖6是矩陣顯示元件的一個具體例子的說明性方塊圖。
圖7是多數(shù)字顯示驅(qū)動電路的一個具體例子的方塊圖。
圖8是對每個數(shù)字的多數(shù)字顯示的顯示元件陣列結(jié)構(gòu)的一個實施例的說明性方塊圖。
圖9是表示顯示的另一實施例的說明性方塊圖。
圖10是圖1中人-機接口的一個具體例子的說明性方塊圖。
圖11到14每一個都是表明人-機接口操作的流程圖。
圖15是表示模仿運行的設(shè)置條件的說明圖。
圖16是量程搜索操作的流程圖。
圖17和18每一個都表示一個被測記錄的例子。
圖19是記錄器使用狀態(tài)的說明圖。
圖20到23是每一個表示一個記錄區(qū)域的說明圖。
圖24是說明這種記錄器調(diào)整記錄區(qū)域操作的流程圖。
圖25是伺服控制器的主要部分的說明性方塊圖。
圖26是筆機構(gòu)的一個實施例的說明性方塊圖。
圖27是筆的正視圖。
圖28是圖27的側(cè)視圖。
圖29是基本上沿圖27的A-A線取的部分剖視圖。
圖30是幫助說明筆頭機構(gòu)操作的圖。
圖31是說明多筆頭記錄器的一個具體例子的部分側(cè)剖視圖。
圖32和33每一個都是多筆頭記錄器的抬筆和落筆機構(gòu)的說明圖。
圖34是專門表示一個點陣針式打印頭的平面圖，有一些部分略去了。
圖35是一個色帶盒的具體例子的說明圖。
圖36是幫助解釋操作的主平面圖。
圖37是圖36的部分剖面圖。
圖38是幫助說明色帶裝入狀態(tài)的圖。
圖39是上下移動筆的步驟的電路圖。
圖40是幫助說明機械結(jié)構(gòu)的圖。
圖41是描述圖40主要部分的放大圖。
下面將參考附圖進(jìn)一步詳盡地描述本發(fā)明的實施例。
圖1是說明本發(fā)明的一個實施例的方塊圖。在圖1中，數(shù)字1代表與測量對象的物理量有關(guān)的被測模擬信號的輸入端，提供給輸入端1的被測量的模擬信號用一個放大器2被標(biāo)準(zhǔn)化到分別具有給定的大小，放大器2的增益根據(jù)輸入量程來調(diào)整。隨后，模擬信號提供給模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器3，在那里這些信號被變成數(shù)字信號，數(shù)字4是第一輔助中央處理單元(SUBCPU1)，用以在每一通道上控制放大器2和A/D轉(zhuǎn)換器3。這些數(shù)字信號被暫時存在被測數(shù)據(jù)存儲器5中。數(shù)字6表示一個用數(shù)字顯示被測數(shù)據(jù)的顯示器，7是決定各記錄通道的設(shè)置條件的鍵盤，顯示器6和鍵盤7由第二輔助中央處理單元(SUBCPU2)8來控制。數(shù)字9表示一個伺服控制器，用以模擬式地記錄測量信號的大小，它通過按測得的數(shù)據(jù)的大小在一個圖上移動筆10畫出一條連續(xù)線的形式實現(xiàn)。伺服控制器9由第三輔助中央處理單元(SUBCPU3)11來控制。數(shù)字12是設(shè)置條件存儲器，用來儲存對每一記錄道設(shè)置的被測數(shù)據(jù)。數(shù)字13是一個只讀存儲器(ROM)，用以儲存與測量及對應(yīng)于一系列測量步驟的程序有關(guān)的固定數(shù)據(jù)，數(shù)字14是一個圖饋送機構(gòu)，15是一個打印機，它在圖上打印字符符號，圖饋送機構(gòu)14和打印機15由第四輔助中央處理單元(SUBCPU4)16來控制。用數(shù)字17表示的主中央處理單元(MCPU)通過總線18與每一部件相連接。
現(xiàn)在來看圖2，這是輔助中央處理單元4，8，11和16的一個具體例子的說明性方塊圖。這些輔助中央處理單元4，8，11和16的每一個都由半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成，并有如下所述的同樣的結(jié)構(gòu)。通過總線26連到輔助中央處理單元(SUBCPU)19的是許多功能控制塊，每一個都有不同的功能，它們是測量段控制塊20，顯示控制塊21，鍵盤控制塊22，伺服控制塊23，圖饋送控制塊24及打印機控制塊25。更明確地說，假定記錄通道數(shù)n是8，畫在圖2中的半導(dǎo)體集成電路塊總共要18片，選擇性地使用對應(yīng)于各個控制目的的控制元件。選擇這些控制元件的事先一步是按每一控制目的把線性元件連到原先指定的半導(dǎo)體集成電路的連接腳上。相對于取樣間隔的同步鐘并行地從MCPU17通過信號線27提供給控制測量段的SUBCPU4，并提供給控制伺服控制器的SUBCPU11。28是一個數(shù)學(xué)計算單元，進(jìn)行許多計算操作;29是一個通過通訊接口30接收或傳送數(shù)據(jù)的雙口存儲器。數(shù)學(xué)計算單元28和雙口存儲器29由第5輔助中央處理單元(SUBCPU5)31來控制。數(shù)字32是一個可卸/可連的集成電路(IC)卡存儲器，用以儲存數(shù)據(jù)或設(shè)置條件。
基于這種構(gòu)造，MCPU17控制所有元件總體，包括SUBCPU4，8，11和16。SUBCPU4，8，11和16在MCPU17的控制下依次控制各功能塊。從而，每一通道被測信號的大小被模擬地記錄下來。
圖3是幫助說明這樣構(gòu)造的多筆頭記錄器的操作的時序圖。在圖3中，(a)表示同步時鐘信號;(b)顯示控制測量段的SUBCPU4的操作狀態(tài);(c)是MCPU17的一個操作狀態(tài);(d)是控制伺服控制器的SUBCPU11的一個操作狀態(tài)。在同步時鐘信號的上一個階躍，SUBCPU4輸出一個已作過A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)到MCPU17，然后啟動A/D轉(zhuǎn)換。同時，SUBCPU11從MCPU17讀出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并啟動作為目標(biāo)值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的筆頭位置伺服處理。另一方面，在同步時鐘信號的第一次階躍，MCPU17串行地從SUBCPU4讀出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后MCPU17串行地輸出處理過的數(shù)據(jù)到SUBCPU11。
基于上述安排，因為比現(xiàn)有技術(shù)大大減少不同類型SUBCPU的數(shù)目，可以得到SUBCPU的通用性，從而減少電路元件及布線排列的造價。
作為整體系統(tǒng)，MCPU17，控制測量段的SUBCPU4及控制伺服控制器的SUBCPU11是按同步時鐘信號操作的。因此不會產(chǎn)生取樣速率之間的同步關(guān)系的漲落，而且還可以防止伺服控制器產(chǎn)生的噪聲以及由于取樣速率同步關(guān)系的漲落引起的記錄波形的畸變。更明確地說，在多筆頭記錄器的現(xiàn)有技術(shù)中，MCPU對測量段發(fā)出一個取樣指令，數(shù)據(jù)被輸入到與測量段的數(shù)據(jù)輸出有關(guān)的伺服控制器。假如伺服控制器在輸入數(shù)據(jù)的同時變動伺服目的值，則取樣速率的同步關(guān)系發(fā)生漲落，從而可能引起記錄波形的畸變和伺服控制器中的噪聲。特別是當(dāng)進(jìn)行高速取樣操作時，影響是很大的。
圖4是圖1中測量段的一個系統(tǒng)的具體例子的方塊圖。在圖4中，數(shù)字33是一個根據(jù)直流電壓、電阻溫度探測器RTDS和熱電隅TCS的輸入手動改變第三端子B/G的連接位置的終端開關(guān)。數(shù)34是一個過電壓探測器，用以探測輸入的過電壓。在輸入過電壓探測之后，有一個分壓器35，其電壓分壓比在1/1到1/100之間變化，從而保護(hù)了測量段。分壓器35的輸出信號通過一個模擬濾波器36的一個測量/調(diào)零開關(guān)傳送到放大器2。設(shè)想測量/調(diào)零開關(guān)37是一個自動復(fù)零線路，通過自動改變下級放大器的輸入，用場效應(yīng)晶體管(FET)開關(guān)來測量對輸入信號態(tài)和對輸入零態(tài)的偏離。圖5中給出這種自動復(fù)零線路的一個具體例子。
參考圖5，符號T1和T2是輸入端子，它們分別連著信號電壓Vin和一個共電位點。電阻R1的一端連到輸入端子T1，另一端連到電阻R2的一端，電阻R1還通過電容器C1連著共電位點，電阻R2的另一端連到FET開關(guān)Q1的漏極，R2還通過電容C2連到共電位點，電阻R1、R2和電容C1、C2組成低通濾波器LPF。FET開關(guān)Q1的源極連到運算放大器OP1的正相輸入端，并同時連到電阻R5的一端。電阻R5的另一端連到第二個FET開關(guān)Q2的漏極，而FET開關(guān)Q2的源極則連到共電位點。電阻R6的一端連到輸出端子T3和運算放大器OP1的輸出端，另一端接到運算放大器OP1的反相輸入端和另一個運算放大器OP2的正相輸入端，R6的這一端還通過電阻R7連到共電位點。運算放大器OP2的反相輸入端與其輸出端相連。運算放大器OP2的輸出端通過電阻R3連到FET開關(guān)Q1的柵極，還通過電阻R4連到FET開關(guān)Q2的柵極。晶體管TR1的集電極連到FET開關(guān)Q1的柵極，而晶體管TR2的集電極連到FET開關(guān)Q2的柵極。晶體管TR1和TR2的射極接負(fù)電位-V，同時相互反相的開/關(guān)信號V1和V2分別提供給TR1和TR2的基極。符號Q3和Q4表示FET，每一個都具有與FET開關(guān)Q1相同的特性，它們的漏極相連，源極也相連。FETQ3的柵極連到FET開關(guān)Q1的漏極，而FETQ4的柵極連到FET開關(guān)Q2的柵極，這些FETQ3和Q4聯(lián)合組成一個場效應(yīng)晶體管電路FETC。
在這樣構(gòu)造的自動復(fù)零線路中，惺淙攵俗覶1的信號電壓Vin的噪聲被低通濾波器LPF消去。那以后信號電壓Vin被按晶體管TR1和TR2的狀態(tài)相互反相驅(qū)動的ET開關(guān)Q1和Q2開或關(guān)，并被運算放大器OP1放大。當(dāng)FET開關(guān)Q1保持開的狀態(tài)時，F(xiàn)ET開關(guān)Q2處于關(guān)的狀態(tài)。低通濾波器LPF的輸出信號被運算放大器OP1放大，而對應(yīng)于輸入信號Vin的信號輸出到輸出端子T3和T4。當(dāng)FET開關(guān)Q1保持關(guān)的狀態(tài)時，F(xiàn)ET開關(guān)Q2被打開。運算放大器OP1的正相輸入端呈現(xiàn)零電位，并且對應(yīng)于運算放大器OP1的偏差電壓的電壓被輸出到輸出端子T3和T4。輸出端子T3和T4的輸出信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，從而得到了它們之間的差值。這樣就消去了運算放大器OP1的偏差帶來的影響。在FET電路FETC中，兩個FETQ3和Q4的柵極間的靜電電容布置得使兩個串聯(lián)的柵/源靜電電容與兩個串聯(lián)的柵/漏靜電電容是并聯(lián)的。如上所述，因為使用了與FET開關(guān)Q1有相同性質(zhì)的FETQ3和Q4，所以包括溫度特性的電容特性與FET開關(guān)Q1相同，F(xiàn)ETQ4的柵極是與FET開關(guān)Q1的柵極輸入反相的，即FETQ4的柵極驅(qū)動是與FET開關(guān)Q2的柵極輸入同相的。因此，與來自FET開關(guān)Q1的柵極的尖峰電流極性相反的尖峰電流被允許流入電容C2。這樣的尖峰電流的補償防止在電容C2中產(chǎn)生偏差電壓，并且由于溫度變化引起的偏差的漂移也能用補償電容器的溫度特性匹配來防止。從運算放大器OP2來的反饋電壓用來把開關(guān)通時的偏置電壓加給FET開關(guān)Q1和Q2的柵極。
回到圖4，數(shù)字38表示一個溫度傳感器，用來補償參考接觸點，其輸出信號提供給放大器2。數(shù)字39是一個自動補償器，用于把放大器2的補償量限制到較小的值。具體不同極性的電壓通過例如一個8比特數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器加到放大器2上。標(biāo)為40的調(diào)零/全程/測量開關(guān)是用來作調(diào)零/全程測量和自動補償，以保持下一級A/D轉(zhuǎn)換器性能的高精度。41是一個永久性隨機存取存儲器(NVRAM)，例如一個電可擦只讀存儲器(EEROM)，以儲存分壓器35的誤差數(shù)據(jù)及放大器2的增益誤差數(shù)據(jù)。包括一個單片微處理器的SUBCPU4控制測量段的每一單個組件。此外SUBCPU4以例如135赫茲進(jìn)行各種補償數(shù)字運算，線性化及數(shù)字濾波功能，并把測量的數(shù)據(jù)通過光耦合器42傳送給MCPU17。
圖1中的顯示6使用了多數(shù)字顯示，其中許多矩陣顯示元件布成矩陣。圖6是說明這種矩陣顯示元件的具體例子的解釋性方塊圖。多數(shù)字顯示由35片顯示元件組成，按5×7排列，這些元件由陽極A0到A34組成;一個單片柵極G作為這些陽極A0到A34的共同柵極。事實上，一個多數(shù)字，例如20位數(shù)顯示是這樣構(gòu)成的20片矩陣顯示元件布成矩陣，這些矩陣顯示元件的共同柵極引到外面以便分別驅(qū)動。在同樣位置的陽極A0到A34平行地互相連接，根據(jù)柵極和陽極的驅(qū)動組合有選擇地點亮或熄滅顯示元件。
圖7是用以驅(qū)動多數(shù)字顯示的一個線路的例子的方框圖。圖7中，串行數(shù)據(jù)從SUBCPU8分別送到陽極移位寄存器43和柵極移位寄存器44，移位寄存器43和44用來把SUBCPU8送來的串行數(shù)據(jù)變成并行數(shù)據(jù)。已被陽極移位寄存器43轉(zhuǎn)換過的并行數(shù)據(jù)通過鎖存器45和陽極驅(qū)動器46加到熒光顯示管(VFD)47的陽極。另一方面，已被柵極移位寄存器44轉(zhuǎn)換過的并行數(shù)據(jù)通過柵極驅(qū)動器48加到螢光顯示管47的柵極。
因此螢光顯示管47的各數(shù)字的顯示元件按照柵極和陽極的驅(qū)動組合有選擇地被點亮或熄滅。
圖8是幫助說明多數(shù)字顯示中的單個數(shù)字顯示元件的陣列關(guān)系的一個實施例的圖。在圖8中，矩陣顯示元件D排列得使相鄰矩陣元件間距d等于顯示矩陣的陣列列距P。
在利用這樣構(gòu)成的多數(shù)字顯示進(jìn)行圖條顯示的情況，如圖8所示，在五條顯示線l1到l5中，中央線l3總是亮的，而把l3夾在中間的兩組線l1，l2和l3，l4是選擇性地驅(qū)動光亮的。
由此，矩陣顯示元件D事實上可以分成兩半，從而圖條顯示的分辨率可以提高到是現(xiàn)有技術(shù)的矩陣顯示元件驅(qū)動的獎丁 圖9是顯示的另一實施例的說明性方塊圖。在圖9中，同樣地，矩陣顯示元件D排列得使相鄰矩陣元件的間距d等于每一顯示矩陣的陣列的列距。在提供圖條顯示的情況下，在每一數(shù)字的l1到l5的五條顯示線中，偶數(shù)線l2和l4總是熄滅的，而奇數(shù)線l1，l3和l5是有選擇地點亮的。
因此矩陣顯示元件事實上被分成3部分，從而在圖條顯示情況下的分辨率可以是通常矩陣顯示元件驅(qū)動的三倍。
基于上面描述的位形，數(shù)據(jù)的多數(shù)字顯示是用其中許多矩陣顯示元件排列成矩陣的多數(shù)字顯示完成的，并且它便于以相當(dāng)高的分辨率用圖條形式來顯示被測數(shù)據(jù)大小。
注意在上述實施例中是用螢光顯示管作為矩陣顯示元件來作例子的，但是液晶，發(fā)光二極管和場致發(fā)光(EL)也都可以使用。
在上面例子中動力驅(qū)動過程是利用作為多數(shù)字顯示的發(fā)光顯示元件來執(zhí)行的，把發(fā)光顯示元件的相關(guān)電極分成許多組，并且并行地施加單電極顯示數(shù)據(jù)也是實際可用的，這樣，即使顯示數(shù)字增加，也不用增加驅(qū)動電壓，而可以改進(jìn)螢光亮度的減低。
圖10是說明用SUBCPU8控制的顯示6和鍵盤7組成的人-機接口的主要部分的例子的方塊圖。在圖10中，鍵盤7裝有許多鍵49到52，用來選擇作為菜單的下列設(shè)置條件中相應(yīng)的項目圖速度，輸入量程，記錄面積和工作幅寬;游標(biāo)鍵53和54用來上下移動顯示6上的顯示圖象;入口鍵55執(zhí)行設(shè)置數(shù)據(jù)的輸入;“下一個”鍵改變顯示時在顯示6的圖象上同時顯示的功能鍵的每一功能;許多功能鍵57到60作為與顯示6的顯示內(nèi)容有關(guān)的軟鍵;一個轉(zhuǎn)動編碼器61用來變化與轉(zhuǎn)動操作相關(guān)的選定的設(shè)置條件的項目中的設(shè)置值。轉(zhuǎn)動編碼器61的表面有一個監(jiān)視燈63來指示從外部進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動的轉(zhuǎn)動操作單元62的操作條件和轉(zhuǎn)動編碼器61的操作條件。存在ROM13中的是許多稱為表的程序，它們相應(yīng)于如圖速度，輸入量程，記錄面積和工作幅寬這些設(shè)置條件項目，這些項目都是由鍵盤7作為菜單來選擇的。
下面結(jié)合流程圖集中描述這樣構(gòu)成的人-機接口的功能。
圖11是表示設(shè)置圖速度的操作的流程圖。操作從按下鍵盤7上的圖速度鍵49開始，執(zhí)行存在ROM13中的圖速度程序。然后圖速度進(jìn)入設(shè)置表菜單方式，并且顯示6建立圖速度設(shè)置設(shè)置圖象。隨后轉(zhuǎn)動編碼器61的監(jiān)視燈63被點亮，轉(zhuǎn)動編碼器61的輸出信號進(jìn)入有效狀態(tài)。更詳細(xì)地說，許多預(yù)設(shè)置的圖速度通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動操作單元62順序逐步地在顯示6的設(shè)置圖象上顯示。當(dāng)顯示所需要的圖速度時，就停止轉(zhuǎn)動。這樣就選擇了所要求的圖速度。在這個菜單方式，與顯示6的功能鍵57-60對應(yīng)的部分標(biāo)明了有選擇地設(shè)置毫米/小時或毫米/分鐘的軟鍵;它們中的任一個都可以被設(shè)置。如前面所說明的，通過在所需速度被顯示的狀態(tài)下按下入口鍵55，速度數(shù)據(jù)就被存在預(yù)先指定的設(shè)置條件存儲器中。然后改變圖速度。若要再次變動圖速度，只需旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動編碼器61。當(dāng)完成速度設(shè)置操作后，連續(xù)按下入口鍵55兩次。在入口鍵55第二次被按下時，就退出了菜單方式。在本實施例中，速度數(shù)據(jù)是用按下入口鍵55來更新的。但是速度可以根據(jù)應(yīng)用與轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動一起順序地變化。此外當(dāng)需要的時候也可以設(shè)置預(yù)設(shè)置速度以外的任意速度。
圖12是說明設(shè)置輸入量程操作的流程圖。首先按下鍵盤7上的輸入量程鍵50，從而執(zhí)行存在ROM13中的輸入量程程序。輸入量程進(jìn)入設(shè)置表菜單方式。然后在顯示6上出現(xiàn)輸入量程設(shè)置圖象。被顯示的第一個設(shè)置圖象是通道選擇圖象。用功能鍵選擇所需通道。選擇所需通道后，方式選擇圖象就作為設(shè)置圖象被顯示出來，并根據(jù)功能鍵選擇所需方式。方式選定后，轉(zhuǎn)動編碼器61的監(jiān)視燈63點亮，轉(zhuǎn)動編碼器61的輸出信號進(jìn)入有效狀態(tài)，即通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動操作單元，許多預(yù)設(shè)置的輸入量程逐個依次在顯示6的設(shè)置圖象上顯示出來。剛好顯示所需輸入量程時，止住旋轉(zhuǎn)就可以選擇該所需輸入量程。應(yīng)該注意，在這一菜單方式，輸入量程數(shù)據(jù)是與轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動一起存入分別分配給每一測量通道的設(shè)置條件存儲器中的，而輸入量程隨轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動而變化。隨著轉(zhuǎn)動編碼器的轉(zhuǎn)動，筆頭位置隨之改變，當(dāng)選定所需輸入量程時，按下入口鍵55就完成了對給定通道的這樣選擇的輸入量程的設(shè)置。假如要再次改變輸入量程，可以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動編碼器61。要設(shè)置其他通道的輸入量程時，重復(fù)通道選擇步驟以后的操作相應(yīng)于柰ǖ朗康拇問涂梢粵?。连续奥斅入吭?5兩次，就結(jié)束輸入量程設(shè)置操作。在第二次按下入口鍵時，輸入量程就退出菜單方式。
圖13是表示調(diào)整記錄兩積的操作的流程圖。在這種情況第一步是按下鍵盤7的記錄面積鍵51，從而執(zhí)行存在ROM13的記錄面積程序。記錄面積進(jìn)入設(shè)置表菜單方式，在顯示6上出現(xiàn)記錄面積設(shè)置圖象。被顯示的第一個設(shè)置圖象是通道選擇圖象。用功能鍵選擇所需通道。選擇了所需通道后，設(shè)置目標(biāo)選擇圖象被作為設(shè)置圖象顯示。根據(jù)功能鍵選擇左端(L)或右端(R)。在L或R任一個被選定后，轉(zhuǎn)動編碼器61的監(jiān)視燈63點亮，轉(zhuǎn)動編碼器61的輸出信號進(jìn)入有效狀態(tài)。即通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動操作單元62，顯示在顯示6的設(shè)置圖象上的端點位置數(shù)據(jù)的一個被選定的端顯示值和轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動一起，相繼順序地在1%到100%的范圍內(nèi)顯示。當(dāng)剛好顯示所需位置值時，停止旋轉(zhuǎn)就可以方便地設(shè)置所需的端點位置數(shù)據(jù)。在這個菜單方式，端點位置數(shù)據(jù)也與轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動一起存入分別分配給每一通道的設(shè)置條件存儲器中，筆頭位置也隨轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動而變化。在設(shè)置一個端點數(shù)據(jù)后，當(dāng)需要的時候，另一端點數(shù)值可同樣設(shè)置。在這樣設(shè)置了必要的端點數(shù)據(jù)后，按下入口鍵55就完成了對給定通道的記錄面積的調(diào)整。例如對左邊設(shè)置50%，對右邊設(shè)置100%。這樣筆記錄在50%到100%的范圍內(nèi)進(jìn)行。筆的左端位置設(shè)在圖的0%，而右端位置設(shè)在100%，由此均衡了圖的擴張與收縮。在調(diào)整其它通道的記錄面積時，重復(fù)通道選擇步驟以后的操作相應(yīng)于所需通道數(shù)目的次數(shù)就可以了。當(dāng)完成設(shè)置記錄面積后，連續(xù)按下入口鍵兩次，在第二次按下入口鍵55時，記錄面積退出這個菜單方式。
圖14是設(shè)置工作幅寬的操作的流程圖。開始按下鍵盤7的工作幅寬鍵52，從而執(zhí)行存在ROM13中的工作幅寬程序。工作幅寬進(jìn)入設(shè)置表菜單方式，在顯示6上出現(xiàn)工作幅寬設(shè)置圖象。顯示的第一個圖象是通道選擇圖象。用功能鍵選擇所需通道。選好通道后，設(shè)置目標(biāo)選擇圖象作為顯示圖象出現(xiàn)。然后用功能鍵選擇左端(L)，右端(R)，雙端(L和R)或最佳工作幅寬搜索。當(dāng)選擇最佳工作幅寬搜索時，自動選擇設(shè)置并顯示相應(yīng)于現(xiàn)在輸入信號的最佳工作幅寬。另一方面，若選擇了除最佳工作幅寬搜索以外的其它任一方式，轉(zhuǎn)動編碼器61的監(jiān)視燈63點亮，轉(zhuǎn)動編碼器61的輸出信號進(jìn)入有效狀態(tài)。更詳細(xì)地說，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動操作單元，在顯示6的設(shè)置圖象上顯示的端點工作幅寬數(shù)據(jù)的一個選定端點的顯示值或兩個端點的顯示值相繼順序地隨轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動而變化。當(dāng)剛好顯示所需工作幅寬數(shù)據(jù)時，停止轉(zhuǎn)動就設(shè)置了所需的端點工作幅寬數(shù)據(jù)。在這個菜單方式，端點工作幅寬數(shù)據(jù)也是當(dāng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動編碼器61時存入分別分配給每一通道的設(shè)置條件存儲器中，并且筆頭位置也隨轉(zhuǎn)動編碼器61的轉(zhuǎn)動而變化。如果必要的話，在設(shè)置一定數(shù)據(jù)之后，可以類似地設(shè)置其它工作幅寬數(shù)據(jù)。當(dāng)達(dá)到工作幅寬設(shè)置極限值時，顯示值被點亮以引起操作員的注意。所需工作幅寬數(shù)據(jù)這樣設(shè)置后，按下入口鍵55就完成了對選定通道的工作幅寬的設(shè)置。需要設(shè)置其它通道的工作幅寬時，重復(fù)通道設(shè)置步驟之后的操作相應(yīng)于所需通道數(shù)目的次數(shù)就可以了。完成了工作幅寬設(shè)置操作后，連續(xù)按下入口鍵55兩次。第二次按下入口鍵55時，工作幅寬退出這個菜單方式。
基于上述布置，能很快地根據(jù)顯示6的顯示內(nèi)容精確設(shè)置相應(yīng)的設(shè)置條件，而旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動編碼器61與通常的模擬處理記錄器的轉(zhuǎn)換開關(guān)或可變電阻器方式是很相似的。
在上面給出的實施例中，設(shè)置條件是由轉(zhuǎn)動編碼器給出的。但如果必要的話，轉(zhuǎn)動編碼器可以和數(shù)字鍵結(jié)合使用。
復(fù)制任意記錄通道的設(shè)置條件作為其它記錄通道的設(shè)置條件也是方便的。在這種情況下，圖1的總線18上有一個設(shè)置條件緩沖寄存器，同時復(fù)制設(shè)置條件的程序已先存在ROM13的程序表里。圖15是幫助說明基于這種組成的設(shè)置條件的復(fù)制操作的。
在圖15中列舉了把第二通道的量程數(shù)據(jù)復(fù)制到第四通道的過程。在這種情況，首先按下輸入量程鍵50，以量程菜單方式實現(xiàn)設(shè)置。在顯示6的圖象上的功能鍵顯示進(jìn)入應(yīng)設(shè)置量程的通道選擇。操作員按下功能鍵F460，因為要設(shè)置量程通道的是第四通道。按下功能鍵F460后，在顯示6的圖象上功能鍵顯示進(jìn)入量程菜單的功能選擇。但是“復(fù)制”并不出現(xiàn)在功能鍵顯示的第一個圖象上。然后操作員按下下一個鍵56，以改變功能鍵顯示。按下下一個鍵56后，顯示6的功能鍵顯示變到含有“復(fù)制”的第二個圖象。在顯示6的功能鍵顯示變成包含“復(fù)制”的第二個圖象時，按孿嚶τ凇案粗啤鋇墓δ薌麱359，從而執(zhí)行存在ROM13中的復(fù)制程序。在顯示6的圖象上的功能鍵顯示被轉(zhuǎn)換到已設(shè)置了要復(fù)制的量程數(shù)據(jù)的通道選擇。然后操作員按下功能鍵F258，因為原來的通道是第二通道。由此，存在于第二通道的設(shè)置條件存儲器中的設(shè)置條件數(shù)據(jù)被復(fù)制，并通過設(shè)置條件緩沖寄存器存到第四通道的設(shè)置條件存儲器中。在這樣復(fù)制并存儲數(shù)據(jù)的條件下執(zhí)行測量時，按下入口鍵55。
如上所述，可以通過簡單的鍵操作復(fù)制和設(shè)置需要復(fù)雜設(shè)置過程的各種設(shè)置條件。這樣就防止了設(shè)置錯誤。
上述實施例是以菜單方式選擇量程來復(fù)制設(shè)置條件的實例。但是也允許選擇記錄面積或工作幅寬，也可以復(fù)制它們的設(shè)置條件。
另一種辦法是設(shè)置條件的設(shè)置數(shù)據(jù)預(yù)先存在集成電路(IC)卡存儲器32中，如果必要的話可以自動設(shè)置設(shè)置條件。
此外，量程搜索功能在需要時指定一個軟鍵作為量程搜索執(zhí)行鍵來執(zhí)行。這個鍵由操作者控制來有選擇地驅(qū)動量程搜索機構(gòu)。即當(dāng)電源輸入時，測量記錄進(jìn)入由MCPU17設(shè)置的初始輸入量程。在觀察了記錄到的結(jié)果后，如果操作員判斷初始輸入量程對被測數(shù)據(jù)的大小不恰當(dāng)，就立即控制指定為量程搜索執(zhí)行鍵的軟鍵，MCPU17就按圖16的流程圖執(zhí)行一系列的量程搜索操作。
參考圖16，MCPU17首先對A/D轉(zhuǎn)換器3設(shè)置最高感度的量程并執(zhí)行測量記錄(步驟(1))。假如在這個狀態(tài)下存在過量程，則重新設(shè)置感度使量程比原來的高一級，再進(jìn)行測量。感度逐級減小到對被測數(shù)據(jù)沒有過量程，然后進(jìn)行測量記錄(步驟(2))。如果對最低感度的量程仍產(chǎn)生過量程，最低感度的量程必經(jīng)被設(shè)想為最佳輸入量程。另一方面，為在這個輸入量程中也不造成過量程，在操作量程搜索執(zhí)行鍵時，繼續(xù)執(zhí)行量程搜索。當(dāng)探測到過量程時，就轉(zhuǎn)換到下一個低感度量程。如果操作員從記錄結(jié)果判斷出測量記錄中的輸入量程是適當(dāng)?shù)?，就停止操作量程搜索?zhí)行鍵，這時輸入量程被證明是最佳的。然后量程搜索操作就結(jié)束了(步驟(3))。
轉(zhuǎn)到圖17，這是一個測量記錄的例子。通過操作量程搜索執(zhí)行鍵直到從記錄結(jié)果中探測到正弦波的一個波峰(不知道其峰值)而進(jìn)行測量記錄。在圖17中，數(shù)字(1)到(3)分別相應(yīng)于圖16流程圖中的步驟(1)到(3)。
在圖16和17的實施例中，舉例說明在一個預(yù)定期間通過連續(xù)操作量程搜索執(zhí)行鍵，使量程搜索操作持續(xù)一個給定的時間這樣一個過程。如果量程搜索操作的持續(xù)是不必要的，則可以簡單地通過操作量程搜索執(zhí)行鍵一次來啟動量程搜索的操作。
圖18(a)和18(b)是表明禁止量程搜索操作繼續(xù)時，測量記錄的例子。圖18(a)說明一個記錄的例子，其中通過在過量程記錄間隔的一個任意時間T操作量程搜索鍵一次來啟動量程搜索操作，從而排除了過量程記錄。圖18(b)是輸入量程被設(shè)置在對小振幅記錄最適宜的值的例子，這是通過在小振幅記錄的過程中任意一個時間T操作量程搜索執(zhí)行鍵一次啟動量程搜索操作實現(xiàn)的。更詳細(xì)地說，當(dāng)測量或記錄一個極低頻率的波形，記錄和測量由于不規(guī)則而經(jīng)受過量程或象要經(jīng)受過量程的波形。以及記錄和測量在適當(dāng)?shù)妮斎肓砍讨械囊蝗我鈺r間振幅逐漸衰減的波形時，通過簡單地操作量程搜索執(zhí)行鍵一次，自動設(shè)置最佳輸入量程。
啟動量程搜索操作的控制并不限于操作鍵盤的執(zhí)行鍵。還可以使用沒有如鍵盤開關(guān)這種結(jié)構(gòu)的機械開關(guān)，它包括一個觸點開關(guān)，一個邏輯開關(guān)和一個時限開關(guān)，該邏輯開關(guān)通過一個根據(jù)通訊指令或菜單設(shè)置指令工作的觸發(fā)器利用存儲信息設(shè)置表，該時限開關(guān)輸出一個信號，它對于操作員設(shè)置的時間在內(nèi)部等效于執(zhí)行鍵操作。
圖19是一個使用這樣構(gòu)造的筆型記錄器的狀態(tài)的說明圖。在圖19中，數(shù)字64代表能測量例如0到10千克的測量儀器。這個測量儀器64的探測信號傳送到轉(zhuǎn)換器65，在那里0到10千克的測量探測信號轉(zhuǎn)換成例如1伏到5伏的電壓信號。轉(zhuǎn)換器65的轉(zhuǎn)換輸出信號施加到記錄器66，在那里輸出信號的每一大小被模擬地記錄在圖上。
根據(jù)圖20中說明的記錄器66的記錄方式，輸入量程被設(shè)置在例如5伏。然后圖的0%可被設(shè)置為0伏，而100%可被設(shè)置為5伏。但是在這樣的設(shè)置狀態(tài)，被測物理量0千克相當(dāng)于圖的20%。因此難以直觀地從測得結(jié)果讀出物理量的大小。為克服這一問題，例如象 1說明的，把圖的0%設(shè)置在1伏而100%設(shè)置在5伏是實際的。在這個設(shè)置方法中，被測物理量0千克相應(yīng)于圖的0%，而10千克相應(yīng)于100%。這樣就可以直觀地從記錄的結(jié)果讀出測得的物理量的大小。
在圖19中，現(xiàn)在假定由于在轉(zhuǎn)換器65中的誤差，當(dāng)測量0千克時轉(zhuǎn)換電壓為1.087伏，當(dāng)測量10千克時的另一個轉(zhuǎn)換電壓為4.982伏，這個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換輸出被以圖22表明的方式設(shè)置的記錄器記錄。如圖22所示，在0千克測量時間的轉(zhuǎn)換電壓1.087伏被記錄在圖上。在10千克測量時間的轉(zhuǎn)換電壓4.982伏也按其數(shù)值記錄在圖上。即上面描述的圖上的記錄結(jié)果包含一些誤差。所以以上述設(shè)置方式不能從記錄結(jié)果讀出被測物理量的精確值。
但是這類不方便可以如圖23說明的那樣消去，即設(shè)置圖的0%為1.087伏，而100%為4.982伏。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行上述工作幅寬的設(shè)置時，操作員從顯示6讀出在0千克測量時間轉(zhuǎn)換器的輸出電壓1.087伏，并操作鍵盤上的數(shù)字鍵，把相應(yīng)于圖的0%的“1.087”作為工作幅寬左端數(shù)據(jù)存在工作幅寬存儲區(qū)域，同樣，在讀出轉(zhuǎn)換器65在10千克測量時間的輸出電壓4.982伏后，操作鍵盤7的數(shù)字鍵，把相應(yīng)于圖的100%的“4.982”作為工作幅寬右端數(shù)據(jù)存在工作幅寬存儲區(qū)域。
但在前面通常的布置中，記錄面積的調(diào)整涉及這些步驟操作員在顯示上讀出顯示數(shù)據(jù)，操作鍵盤的數(shù)字鍵輸入讀得的值。因此，操作員必須進(jìn)行復(fù)雜的操作，可能在輸入中產(chǎn)生錯誤。
但是這種人工設(shè)置的缺陷可以用下述方方避免。用一個緩沖寄存器來暫時存儲相應(yīng)于記錄面積兩端的測量數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行選擇操作，使存在緩沖寄存器中的測量數(shù)據(jù)分別傳送并儲存在相應(yīng)于圖的0%的工作幅寬存儲器區(qū)域中和相應(yīng)于圖的100%的另一工作幅寬存儲區(qū)域中。
圖24是表明在上述記錄器中調(diào)整記錄面積操作的流程圖。為設(shè)置記錄面積的左端數(shù)據(jù)，首先判斷是否選擇自動量程設(shè)置。如果不選，則操作員操作鍵盤7的數(shù)字以在左工作幅寬區(qū)域中存儲所需數(shù)據(jù)。如果選擇自動量程設(shè)置，則通過在輸入端子1施加一個要設(shè)置在記錄面積左端的電壓(例如，轉(zhuǎn)換器65在0千克測量時間的輸出電壓)來進(jìn)行測量。然后，測量數(shù)據(jù)暫時存在緩沖寄存器里。接著存在緩沖寄存器里的數(shù)據(jù)被傳送到并存儲在左工作幅寬存儲區(qū)域中。為設(shè)置記錄面積的右端數(shù)據(jù)，第一步也是判斷是否選擇自動量程設(shè)置。如果是如同工作幅寬左端設(shè)置那樣不選，則操作者操作鍵盤7的數(shù)字鍵，所需數(shù)據(jù)被存在右工作幅寬存儲區(qū)域。如果選擇自動量程設(shè)置，則通過在輸入端施加一個要設(shè)置在記錄面積后端的電壓(例如，轉(zhuǎn)換器65在10千克測量時間的輸出電壓)來進(jìn)行測量。然后，測量數(shù)據(jù)暫時存在緩沖寄存器里。接著，存在緩沖寄存器里的數(shù)據(jù)被傳送到并存儲在右工作幅寬存儲區(qū)域中。
以此方式，自動設(shè)置了記錄面積，它不必由操作員用數(shù)字鍵輸入數(shù)據(jù)。此外，記錄面積能迅速準(zhǔn)確地調(diào)整。在進(jìn)行自動設(shè)置后記錄結(jié)果與圖23中描繪的完全一樣。即使在轉(zhuǎn)換器65中有些誤差，只要能保持轉(zhuǎn)換器65的直線性，可以不用重新標(biāo)定轉(zhuǎn)換器而得到精確的記錄結(jié)果。
圖1中的伺服控制器9是可以這樣構(gòu)成的，如圖25中所描述的例子，作為無刷電機67的位置探測元件的一個光碼板69裝在無刷電機67的軸68上。無刷電機67是由用永磁鐵做成的外緣面磁化成四極的轉(zhuǎn)子70和幾對電樞線圈71組成，每對電樞線圈有一個A相線圈和一個B相線圈，它們對轉(zhuǎn)子70施加轉(zhuǎn)動磁場，這些電樞線圈繞轉(zhuǎn)子70安放造成90°的電相位角。光碼板69做成盤形結(jié)構(gòu)，在其外緣附近有許多等距的鍵72。光碼板69還有一個標(biāo)志參考位置的孔73以確定磁極位置。數(shù)74是一個狹縫傳感器，通過光學(xué)檢測狹縫72輸出相位差90°的兩相信號;75是孔傳感器，用來光學(xué)檢測孔73°轉(zhuǎn)子70的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)角可以由狹縫傳感器74的輸出信號來探測，而轉(zhuǎn)子70的參考位置可以由孔傳感器75的輸出信號來探測，從而得到適于做數(shù)字伺服系統(tǒng)的位置反饋信息。一些位置反饋信息被傳送給SUBCPU11，這樣產(chǎn)生一個脈沖寬度信號，其負(fù)載根據(jù)轉(zhuǎn)子70的磁極位置象正弦函數(shù)和余弦函數(shù)那樣變化。這個脈沖寬度信號用來驅(qū)動和激勵電樞線圈71，借此正弦和余弦項消失。這樣可以得到轉(zhuǎn)距恒定且與轉(zhuǎn)子70的轉(zhuǎn)動角無關(guān)的無刷電機。
圖26是幫助說明用于本發(fā)明的筆頭機構(gòu)的一個實施例的圖，僅解釋一個系統(tǒng)。在圖26中，數(shù)76是一個截面為園形的第一導(dǎo)軸;77是一個蘆葫形截面導(dǎo)軸，有一個大直徑部分和一個小直徑部分。它們由不同材料相互連接組成，每一個都有非園形截面?？梢苿踊?8裝在第一導(dǎo)軸76上?？梢苿庸P頭支承器79裝在第二導(dǎo)軸77上。注意第二導(dǎo)軸77可以用一個未畫出的轉(zhuǎn)動機構(gòu)有選擇地驅(qū)動作前后轉(zhuǎn)動。數(shù)80是一個定時帶，用來沿第一導(dǎo)軸76移動滑架78，這個定時帶可以用一個未畫出的直流無刷電機來回驅(qū)動。數(shù)81是把滑架78連到筆頭支承器79的連接元件，82是一個可以裝到筆頭支承器或以其上卸下的筆頭。
筆頭支承器79兩側(cè)面有插孔97，導(dǎo)軸77松動地穿在其中。前平面的一部分是開口83，用來安裝筆頭82的端部。鎖軸84與導(dǎo)軸77平行裝入開口83中。鎖軸84的兩頭有與其整體相連的呈尖錐形的凸緣，用來校準(zhǔn)筆頭82安裝的位置，同時裝在中心支承上，能稍作轉(zhuǎn)動。前平面還有一個槽口85，筆頭的一部分裝在那里。
圖27是筆頭的正視圖。圖28是圖27的側(cè)視圖。圖29是大致沿圖27的A-A線取的部分剖視圖。如這些圖中所說明的，筆頭82包括裝有內(nèi)棉芯86的墨水盒87，墨水滲入棉芯86中，墨水盒87形狀是平的，其一端彎曲;一個筆尖，裝得與墨水盒87彎曲端部的內(nèi)部相連通;一個與墨水盒87的另一端形成整體的安裝部分89，用來裝入筆頭支承器79的開口83中;一個通過軸90可轉(zhuǎn)動地裝在安裝部分89的表面的一部分上的筆壓產(chǎn)生板92，板92的一端壓在筆頭支承器79一部分上的槽口85，另一端用筆壓彈簧91偏置;一個嚙合部分93，裝在安裝部分89的下面與裝在筆頭支承器79上的鎖軸84可裝、可卸、可轉(zhuǎn)動地嚙合;一個定位元件94，在安裝部分89的下面，裝在筆頭支承器79上，與導(dǎo)軸77的下表面相對。
在這個結(jié)構(gòu)中，當(dāng)把筆頭82裝到筆頭支承器79上時，筆頭82的安裝部分89裝在筆頭支承器79的開口83中，這一步之后，在安裝部分89下面的定位元件94面對導(dǎo)軸77的下表面插入，然后嚙合部分93與鎖軸84嚙合。
圖30是表示筆頭82裝在筆頭支承器79上操作的說明圖。實線是可記錄狀態(tài)，這時筆頭82取下位，而雙點劃線是記錄禁止?fàn)顟B(tài)，這時筆頭取上位。參考圖30，數(shù)95是一個壓紙滾筒;96是部分繞在壓紙滾筒95上的圖紙。壓紙滾筒的表面有許多鍵S，循環(huán)地與圖紙折縫重合，以減少在使用折疊圖紙作圖紙96時筆頭墨水從折縫的漏出量。即使在不可轉(zhuǎn)的平板壓紙軸上這些縫S也可以防止圖紙被墨水弄臟。
在可記錄狀態(tài)，定位元件94與導(dǎo)軸77機械上脫離。由于自重及在筆頭支承器79的槽口85和筆壓彈簧91偏置的筆壓產(chǎn)生板92間產(chǎn)生的筆壓的作用下，筆頭82壓向壓紙滾筒95并繞鎖軸84向其轉(zhuǎn)動。筆尖88被帶到筆頭下位，筆尖88穩(wěn)定地以給定的壓力與壓紙滾筒95上的圖紙96接觸。
在記錄禁止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)軸77按箭頭B所指方向轉(zhuǎn)動，定位元件94的端部被導(dǎo)軸77的小直徑部分?jǐn)D壓，筆頭82順時針繞鎖軸84轉(zhuǎn)動，同時抵消自重和筆壓結(jié)合向壓紙滾筒作用的力。這樣筆尖38進(jìn)入筆頭上位，與圖紙96脫離。
上述實施例中的導(dǎo)軸77取葫蘆形截面，但并不限于葫蘆形，非園形截面就足夠了。
圖31是說明8支筆的筆頭機構(gòu)的多筆頭記錄器的實例的部分側(cè)剖視圖。在圖31中，數(shù)98是一個模擬轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)，借助定時帶99旋轉(zhuǎn)驅(qū)動鏈輪100和101。鏈輪100和101裝得能按圖紙96的擴展或收縮而雙向移動。102是第一容納單元，用以裝未記錄過的圖紙;103是第二容納單元，用以裝記錄過的圖紙。這些容納單元102和103以及包括鏈輪100和101的各饋送機構(gòu)組成作為圖紙盒的一個整體。這樣組成的圖紙盒支撐在未畫出的側(cè)板之間，當(dāng)繞點P1轉(zhuǎn)動時它能取出。104是一個打印頭，裝得能與壓紙軸平行地在圖紙96的可記錄范圍內(nèi)移動，以進(jìn)行數(shù)字打印。105是一個有平的表面的間隔棒，置于鏈輪100和101之間。106是一個圖紙固定元件，附屬于圖紙盒。
各個筆機構(gòu)的第二導(dǎo)軸77以等角距分布在圍繞壓紙滾筒95的轉(zhuǎn)軸P2的周緣上?？紤]到安裝驅(qū)動各筆頭機構(gòu)的直流無刷電機(未畫出)的空間，第一導(dǎo)軸76不裝在繞壓紙滾筒95的轉(zhuǎn)軸P2的周緣上，而裝在其它適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 由于這一布置，除了連接元件81外，組成單個筆的所有元件都取同樣形狀且具有可交換性。第一導(dǎo)軸76可以不裝在繞壓紙滾筒95的轉(zhuǎn)軸的周緣上，只須改變連接元件81的形狀，它就可以放在任何位置。此外，未畫出的驅(qū)動各筆頭機構(gòu)的無刷電機可以放在最佳位置，以減少系統(tǒng)整體的大小。
圖32是幫助說明上述多筆頭記錄器中筆頭上下移動機構(gòu)的一個實施例的圖，只說明一個筆頭系統(tǒng)。參考圖32，107是一個扇形可轉(zhuǎn)動凸輪，裝得與壓紙滾筒95的轉(zhuǎn)軸P2同軸。凸輪107的外周緣形成許多槽108，它們是等角距的，對應(yīng)于第二導(dǎo)軸77安裝的位置，107還有突起109，每一突起在其一面形成斜坡，其高度為h。凸輪107的一端有一個與其整體相連的突出部分110，用來做手動操作。在凸輪107的側(cè)面有裝有齒輪的第一開口111和校正轉(zhuǎn)動位置的第二開口112。113是與第一開口111的齒輪嚙合的齒輪，這個齒輪113可以用步進(jìn)電機114前后方向地轉(zhuǎn)動驅(qū)動。在第二開口112中裝有一個止動銷115;116是一個連桿，其一端固定在第二導(dǎo)軸77的端部，另一端成園弧形，裝在凸輪107的槽108中。
基于上述結(jié)構(gòu)，在可記錄狀態(tài)，連桿116的端部在凸輪107的槽108中，第二導(dǎo)軸77在箭頭D所指方向轉(zhuǎn)動。象在圖30中的實線所畫的下位狀態(tài)一樣，筆頭82的定位元件94與導(dǎo)軸77脫離機械接觸，即筆頭82進(jìn)入筆的下位狀態(tài)。
另一方面，通過反時針轉(zhuǎn)動凸輪107，連桿116的端部沿突起109的斜坡面滑動，這使導(dǎo)軸77在箭頭C所指方向被轉(zhuǎn)動地驅(qū)動。然后，如圖30中雙點劃線所畫的狀態(tài)那樣，導(dǎo)軸77的小直徑部分?jǐn)D壓定位元件94的端部，也就是說筆頭82進(jìn)入筆的上位狀態(tài)。要注意筆頭提起的最大量是由連桿116到達(dá)凸輪117的突起109的頂部決定的，即由突起109的高度h決定。
這樣通過轉(zhuǎn)動凸輪107，所有的筆頭可以同時移上移下。如前所討論的，凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動可以用步進(jìn)電機114電動地實現(xiàn)或用手動操作實現(xiàn)。用步進(jìn)電機114轉(zhuǎn)動驅(qū)動凸輪時，可以減小驅(qū)動脈沖頻率來增加筆移下過程需要的時間，這樣筆頭輕輕地移下。這樣可以減小筆頭移下過程引起的沖擊。因而使筆尖的磨損最小，隨沖擊伴生的噪聲也減小。
圖33是多筆頭記錄器筆頭上下移動機構(gòu)的另一實施例的說明圖，其中說明不使用圖32中的電機114的例子。在圖33中，117是一個與凸輪107的一部分連成整體的鎖定連桿，它有彈性。鎖定連桿的端部有一個爪120，可以與側(cè)板118上的凸緣119貼合或脫開;121是限定凸輪107轉(zhuǎn)動范圍的止動銷。
基于這樣的構(gòu)造，在實線所示的可記錄狀態(tài)，連桿116的端部位于凸輪107的槽108中，從而筆頭處于下位狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)外拉凸輪107的突起部分110時，凸輪107如雙點劃線所示反時針轉(zhuǎn)動，連桿116的端部在突起109的斜坡面上滑動。這時鎖定連桿117的爪120與側(cè)板118的突起部分119貼合，阻止了凸輪117的順時針轉(zhuǎn)動，使筆頭維持在上位狀態(tài)。當(dāng)從筆頭上位狀態(tài)變到筆頭下位狀態(tài)時，推入凸輪107的突起部分110，使突起部分119和爪120脫離;凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動直到被止動銷115擋住。在這個過程中，連桿116在突起109的斜坡面上滑動，筆頭輕輕地移下。
象圖32中一樣，通過這樣操作突起部分110轉(zhuǎn)動凸輪107，所有的筆頭能同時上下移動。
圖34是圖31的平面圖，略去了一些部分，專門說明打印頭104。圖35是打印頭104所用色帶盒的一個例子的說明圖。圖36是說明操作的主平面圖。圖37是圖36的部分剖視圖。圖38是色帶盒裝入后情況的說明圖。
在這些圖中，122是色帶盒，用來裝色帶123，色帶盒大體上是方棱形。在色帶盒122一端的兩邊有臂124和125，每一臂上有色帶123的通過口，間距L1比打印頭104的高度L0要大。色帶盒122的底面有一個齒輪128，用來對裝在那里的色帶卷軸126和127施加轉(zhuǎn)動力。臂124的側(cè)面有止動爪129;色帶盒的一端的上表面有一與盒整體相連的L型定位元件130;另一端的底面與盒整體相連有一個楔形定位元件131。132是與記錄器主體相連的右側(cè)板。側(cè)板132有一個窗133，色帶盒122的另一端插入里面，這樣就定位在相應(yīng)于打刷頭104移動范圍的延伸線上。134是一個托架，裝在窗133向外，以支承色帶盒122的端部。裝在托架134底部的是一個由齒輪組136和電機135組成的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)，用來轉(zhuǎn)動驅(qū)動色帶盒122的色帶卷軸126和127。托架134下部的后表面鉆有嚙合孔137。色帶盒122底面的定位元件131插在那里。138是連在記錄器主體上的左側(cè)板。側(cè)板138以間距L2裝有導(dǎo)筒139和140，L2比色帶盒122的臂124和125的間距L1要小，這樣就定位在相應(yīng)于打印頭104移動范圍的延伸線上。注意如圖37所示，這些導(dǎo)筒139和140放得比打印頭104要高。
根據(jù)這樣一個結(jié)構(gòu)，當(dāng)把色帶盒122裝入記錄器后，在色帶盒122兩臂124和125間暴露的色帶是繞過導(dǎo)筒139和140的。因此如圖38所示，色帶123沿導(dǎo)筒139和140滑下。緊接著這一步，色帶盒122被移向右側(cè)板132，相應(yīng)的那端被插入窗133，同時拉出色帶123。色帶盒122插入窗133的端部裝入托架134。然后在色帶盒底面的定位元件131被插入在托架134上的嚙合孔137。側(cè)板132的兩個側(cè)面被臂124上的爪129和上表面的L形定位元件130卡住，這樣就把色帶盒122固定在托架134上。這種固定使轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)的齒輪組136與同軸地和色帶盒122的色帶卷軸126固定的齒輪128嚙合，從而色帶123隨轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動而饋送出來。
在更換色帶盒122時，使從側(cè)板132突出的臂124和125向內(nèi)偏斜。這樣解除了爪129和窗133的咬合，色帶盒122就可以從托架134上卸下。
在上述布置中，色帶盒122可以簡單地用一只手裝入或更換。色帶盒122不是裝在打印頭104的滑架上的，因此滑架可以做得很小，從而滑架驅(qū)動機構(gòu)的負(fù)載可以減小。
在上面的實施例中，給出了一個例子，其中一個側(cè)板裝有導(dǎo)筒;另一個側(cè)板鉆有孔，色帶盒的端部插在其中;托架裝在側(cè)板之外。如果在記錄器主體中有空間，導(dǎo)筒和托架可以裝在兩側(cè)板向內(nèi)形成的該空間中。
不提供兩個導(dǎo)筒，也可以做成一個寬度等于導(dǎo)筒間距的導(dǎo)向器。
圖39是筆頭上下移動的線路圖。圖40是幫助說明圖39機械結(jié)構(gòu)的圖。圖41是圖40主要部分的放大圖。在這些圖中，數(shù)141代表筆頭上位數(shù)據(jù)的數(shù)字信號輸入的端子。數(shù)142是記錄操作的通/斷開關(guān)。開關(guān)142的一個固定觸點a連到A/D轉(zhuǎn)換器2的輸出端，而其另一固定觸點b連到筆頭上位數(shù)據(jù)輸入端141?？梢苿佑|點c連到伺服控制器9的輸入端以移動筆頭10(82)。顯示6連到轉(zhuǎn)換開關(guān)142的固定觸點a。數(shù)143是一個筆頭上位部件，裝在置于記錄面積E之外的側(cè)板132上。筆頭上位部件143有一個斜面144，按照筆頭上位數(shù)據(jù)移動的筆頭82在它上面滑走。轉(zhuǎn)換開關(guān)142可以是一個機械開關(guān)或一個軟件操作開關(guān)。
基于這個組成，象筆頭上位數(shù)據(jù)一樣，加上相應(yīng)于筆頭上位F的位置數(shù)據(jù)。
在正常記錄狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)142的可移動觸點c連著固定觸點a。這時筆頭82是在所說的筆頭下位的狀態(tài)，筆尖利用預(yù)定筆壓的力量壓在壓紙滾筒95上的圖紙96上。筆頭82被伺服控制器移動到相應(yīng)于一個被測信號值的位置。被測信號值相繼記錄在圖紙96上。被測信號值也可以從顯示6的顯示上讀出。
在筆頭82移上的情況，轉(zhuǎn)換開關(guān)142的可移動觸點c連著固定觸點b，筆頭82被伺服控制器調(diào)整移到相應(yīng)于筆頭上位數(shù)據(jù)值的位置F。如上面描述的筆頭上位部件有一斜面144，到達(dá)預(yù)定位置的筆頭82在它上面滑走。因此如圖41的雙點劃線所示，筆頭82在斜面144上滑走，同時與滑架78一起轉(zhuǎn)動，從而使筆尖脫離圖紙96。注意象在筆頭下位的狀態(tài)一樣，在筆頭上位狀態(tài)測量的信號值可以從顯示6的顯示上讀出。測量操作完全不被筆頭移上過程所妨礙。
根據(jù)上面描述的組成，當(dāng)需要時，通過倒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)142，筆頭82可以與滑架78相對于圖紙的交叉移動相結(jié)合有選擇地上下移動。因而不需要用任何獨立的電源如電機或螺線圈來把筆頭移上。這就降低了造價。在筆頭上位狀態(tài)，筆頭82靜止在筆頭上位部件143上，這就減小了滑架78和導(dǎo)軸76間的動摩擦。此外，這還便于筆頭的更換。因為筆頭上位部件143成形為面對著繞有圖紙96的鏈輪外周緣的一部分，所以筆頭上位部件起著圖紙固定器的作用。在轉(zhuǎn)換開關(guān)142是一個軟件控制開關(guān)時，即使記錄器主體是由通用通訊總線或外接觸點信號控制，也不需要加任何專用部分就能用外控制信號控制轉(zhuǎn)換開關(guān)。
在上述實施例中，主要集中描述多筆頭記錄器，但是其中絕大多數(shù)技術(shù)也可用于僅有一個筆頭的筆型記錄器的情況。
如以前所討論過的，根據(jù)本發(fā)明，容易得到控制筆型記錄器的各功能塊的SUBCPU的通用性，在該筆型記錄器中，筆頭用數(shù)字伺服控制器移動，而且進(jìn)一步實現(xiàn)了能低價制造的多筆頭記錄器。
通過使用功能鍵和轉(zhuǎn)動編碼器，這種類型記錄器能基于與顯示器會話的方式簡單地操作?？梢匀我膺x擇地在顯示器上顯示每一通道的測量數(shù)據(jù)、圖條和量程信息。
由于使用了IC存儲卡，很容易存儲設(shè)置條件和被測數(shù)據(jù)，進(jìn)行自動設(shè)置和以任意速度輸出數(shù)據(jù)。
可以根據(jù)記錄速度選擇適當(dāng)筆壓的筆，即使當(dāng)記錄速度有大的漲落時，仍可得到高質(zhì)量的記錄結(jié)果。
在構(gòu)成多筆頭記錄器時，筆頭機構(gòu)的大部分元件可以做得通用化，從而在整體上使系統(tǒng)小型化。
權(quán)利要求
1.一種筆型記錄器，包括一個轉(zhuǎn)換測得的模擬信號或數(shù)字信號的測量段；一個與顯示器作會話式操作的人一機接口；一個按所述測得信號的大小移動所述筆的伺服控制器；及一個按設(shè)置條件饋送圖紙的圖紙饋送機構(gòu)，其特征在于許多輔助中央處理單元每一個都有相同結(jié)構(gòu)，通過一個總線連到主中央處理單元，基于所述筆型記錄器的功能塊以進(jìn)行各種多樣的控制。
2.如權(quán)利要求1要求的筆型記錄器，其中所述輔助中央處理單元涉及應(yīng)用半導(dǎo)體集成電路，在其中綜合了一個輔助中央處理單元，一個控制所述測量段轉(zhuǎn)換所述測量的模擬信號為所述數(shù)字信號的元件，一個控制所述人-機接口的元件，一個控制所述伺服機構(gòu)的元件和一個控制所述圖紙饋送機構(gòu)的元件，所述的元件都通過總線相連。
3.如權(quán)利要求1要求的筆型記錄器，還包括一個打印單元，由所述控制圖紙饋送的元件控制，用作數(shù)字打印。
4.如權(quán)利要求1要求的筆型記錄器，其中一個集成電路卡存儲器可裝卸地連接著所述總線。
5.如權(quán)利要求1要求的筆型記錄器，其中一個雙口存儲器連接于所述總線。
6.如權(quán)利要求1要求的筆型記錄器，其中使用的所述伺服控制器由一個無刷電機和一個光碼板組成，后者接在所述無刷電機的輸出軸上，以輸出與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)子磁極位置有關(guān)的信號。
7.如權(quán)利要求1要求的筆型記錄器，其中所述的人-機接口由一個轉(zhuǎn)動編碼器提供，能從外邊操作。
8.如權(quán)利要求1要求的筆型記錄器，其中所述顯示涉及使用多數(shù)字矩陣顯示元件，所述測量的信號大小以圖條的形式通過在數(shù)字方向按所述測量的信號大小有選擇地驅(qū)動所述顯示元件的顯示組件來顯示。
9.如權(quán)利要求1要求的筆型記錄器，其中許多系統(tǒng)每一個包括所述測量段和所述伺服控制器，許多所述筆以給定間距在所述圖紙的饋送方向排列。
10.如權(quán)利要求9要求的筆型記錄器，還包括帶動所述圖紙的鏈輪;部分地繞有所述圖紙的壓紙滾筒;許多對導(dǎo)軸，以等角間距安置，每一對所述導(dǎo)軸由第一和第二導(dǎo)軸相互平行放置組成，所述第一導(dǎo)軸放在一個不同于繞所述壓紙滾筒的轉(zhuǎn)軸的周緣的位置，所述第二轉(zhuǎn)軸放在繞所述壓紙滾筒的所述轉(zhuǎn)軸的周緣上;許多滑架，每一個有同樣形狀，可移動地裝在每一對所述導(dǎo)軸的所述第二導(dǎo)軸上;筆頭支承器，每一個有同樣形狀，可移動地裝在每一對所述導(dǎo)軸的所述第二導(dǎo)軸上;一個連接組件，以連接裝在每一對所述導(dǎo)軸上的所述滑架和所述筆頭支承器;及有同樣形狀的許多筆，可裝卸地配裝在所述筆頭支承器上。
11.如權(quán)利要求10要求的筆型記錄器，其中鏈輪裝得能根據(jù)圖紙的擴大和縮小雙向可移動。
12.如權(quán)利要求10要求的筆型記錄器，其中所述壓紙滾筒表面刻有許多槽，循環(huán)地與所述折疊圖紙的折縫相重合。
13.如權(quán)利要求10要求的筆型記錄器，其中每一使用的所述第二導(dǎo)軸取大直徑部分和小直徑部分連在一起的截面形狀，通過同時轉(zhuǎn)動所述第二導(dǎo)軸，所述筆同時移上移下。
14.如權(quán)利要求10要求的筆型記錄器，還包括一個根據(jù)作用在所述筆頭支承器上的壓力分配筆壓給所述筆的機構(gòu)。
15.如權(quán)利要求10要求的筆型記錄器，其中筆頭上位部件有一個斜面，到達(dá)預(yù)定位置的所述筆在其上滑走，所述筆頭上位部件在有效記錄面積之外。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種筆型記錄器，當(dāng)筆按數(shù)字伺服控制器移動時可以記錄被測信號的大小，使用ASIC可以獲得高品質(zhì)及好的功能，可以實現(xiàn)簡單的會話操作。本發(fā)明還提供了一種新穎的筆機構(gòu)，其中按照記錄速度選擇適當(dāng)?shù)墓P壓力可以得到低價格高質(zhì)量的記錄。
文檔編號G06F3/13GK1034624SQ8810760
公開日1989年8月9日 申請日期1988年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月14日
發(fā)明者木材敏雄, 岡野芳洋, 大谷正広, 宮本重信 申請人:橫河電氣株式會社