검사 프로브들에 대한 타이밍 측정 document_id A220623065787

예를 들어, 기계 내에 장착된 헤드(head)들 또는 접촉 검출 프로브들을 검사함으로써 발생되는 기계 피스(mechanical piece)들의 위치 및/또는 치수를 나타내는 신호들을 송신하기 위해 수치 제어 공작 기계(numerical control machine tool)들에서 이용되는 신호들의 무선 송신을 위한 알려진 시스템들이 존재한다. 더 명확하게는, 검사 사이클(checking cycle)들 중에, 프로브들이 검사될 피스에 대해 변위되고, 피스 표면들에 닿으며, 접촉 신호를 발생시킴으로써 접촉에 응답한다. 접촉 신호는 적절한 송신 디바이스들로 하여금 수신기 유닛들에 대한 접촉을 나타내는 신호들을 무선으로 송신할 수 있게 하는 디바이스들을 처리함으로써 처리된다. 차례로, 인터페이스 디바이스(interface device)에 의해 각각의 수신기 유닛이 그 연계된 수치 제어 유닛에 연결된다. 프로브와 피스 간의 상호 공간 위치에 관한 다른 신호들을 처리함으로써, 수치 제어 유닛이 피스 표면들의 위치에 대한 정보를 얻는다. 송신된 신호들은, 예를 들어 광학 또는 무선-주파수 형태의 전자기 신호들일 수 있다. 전형적으로, 프로브들은 프로브들의 내부에 적절하게 위치된 배터리들에 의해 전력공급된다. 배터리 수명을 보존하여 가능한 작동 결점들 및 잦은 대체를 회피하기 위해, 가능한 한 전력 소비를 제한할 필요가 있다. 프로브와 피스 간의 접촉 지점을 정확하게 확인하기 위해, 지연들- 프로브의 상태를 송신하는 경우에 반드시 도입됨 -이 상당히 짧고, 특히 정확하며 반복가능할 것이 요구된다. 매우 정확하고 반복가능한 도입 지연을 얻을 수 있게 하는 시스템들 및 방법들이 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, 프로브와 피스 간에 접촉이 일어나는 순간에 펄스 발생기(pulse generator) 또는 "클럭(clock)" 발생기를 활성화하고, 검사하는 중에 그것이 활성화되게 유지하는 것이 알려져 있으며, 매우 안정된 주파수를 갖는 기준 신호를 발생시키기 위해, 그 사이클들이 카운터에 의해 카운트되는 한편, 프로브 논리 회로들은 필요한 검사 작동들을 수행한다. 카운터에 의해 카운트되는 기준 신호(또는 균등하게 클럭)의 사이클들의 총 개수는, 프로브 논리 회로들이 검사하는 중에 수행하는 작동들(예를 들어, 이전 접촉 신호, 또는 프로브의 상태를 나타내는 신호들의 송신에 관한 작동들)이 항상 카운트가 끝나기 이전에 완료되는 방식으로 미리 조정된다. 카운트의 마지막에는, 접촉을 나타내는 출력 신호가 수신기 유닛들에 송신된다. 도 1 및 도 2는 프로브 논리 회로들로 하여금 필요한 검사 작동들을 완료하게 하는데 필수적인 2 개의 상이한 시간 구간들(각각, Δt1CPU 및 Δt2CPU)의 경우에 앞서 언급된 것을 간소화한 형태로 나타낸다. 더 명확하게는, 상기 도면들은 기준 신호(RS), 접촉 이후에 논리 회로들에 의해 수행되는 작동들을 나타내는 신호(CPUA), 출력 신호(OS01) 및 접촉 신호(TS01)의 - t0 순간과 t1 순간 간의 시간 구간에서 시간(t)의 함수로서 - 추세를 나타낸다. 도 1 및 도 2 모두의 출력 신호(OS01)는 신호(CPUA)의 시간 구간(Δt1CPU 및 Δt2CPU), 즉 검사하는 중에 프로브 논리 회로들에 의해 수행된 작동들의 지속기간에 상관없이 t0 순간에 시작하여 동일한 지연(Δt01) 이후인 t1 순간에 발생하고 송신된다는 것을 알 수 있다. 이 알려진 방법에 따르면, 접촉과 연계된 신호의 송신 사이에 발생된 지연(Δt01)의 정확성은 기준 신호의 주파수의 안정성, 및 접촉 신호 또는 다른 적절한 신호의 에지에 대해 클럭이 더 활성화하는데 필요한 시간으로서 정의된 클럭의 짧은 활성화(또는 "스타트업(start-up)") 시간에 엄밀히 상관된다. 신호의 주기에 대해 긴 시간 구간 동안 주파수에 있어서 안정적인 기준 신호를 갖기 위해, 예를 들어 수정 결정 공진기(quartz crystal resonator) 또는 유사한 디바이스들에 의해 클럭을 구현할 필요가 있다. 하지만, 이 디바이스들은 변하기 쉽고 긴 스타트업 시간들, 발생된 신호들의 주기의 약 수만 배를 갖는다. 실제로, 비교적 긴 시간 구간들 및 비교적 짧은 스타트업 시간들 동안 안정된 주파수들을 동시에 제공하는 발진기 또는 공진기와 같은 디바이스는 당업계에 알려져 있지 않다. 또한, 발진기의 에너지 소비는 그 발진 주파수가 증가함에 따라 증가한다고 알려져 있다. 상이한 방법, 설명 처음에 언급된 방법과 실질적으로 비슷한 방법은 (접촉이 일어나기 이전에) 검사의 시작에 결정 공진기의 활성화를 예견하는 한편, 접촉 신호의 에지에서 카운터만이 활성화된다. 이 경우, 발진 주기가 접촉의 순간과 출력 신호의 송신의 시작 간의 시간 지연량에서 얻어질 분해능을 정의하기 때문에, 기준 신호의 주파수의 선택은 임계적(critical)이다. 사실, 카운터는 어떠한 순간에도 활성화될 수 있는 것이 아니라, 상태의 변화, 즉 기준 신호의 에지, 전형적으로 상승 에지(rising edge)를 기다려야 한다. 앞선 결과는, (비교적 긴 주기(TRS)를 갖는 기준 신호(RS)를 발생시키는) 비교적 느린 클럭이 도시되고, 3 개의 접촉 신호들(TSA, TSB, TSC)이 3 개의 상이한 순간들의 접촉(t0A, t0B, t0C)에서 표현되는 도 3에서 쉽게 알 수 있으며; 모든 신호들(TSA, TSB, TSC)에 대해 카운트는 항상 접촉에 후속한 기준 신호(RS)의 동일한 제 1 상승 에지에서 시간 tC에 시작하여, 그 원래 시간 간격이 더 이상 존재하지 않고, 정확히 tC 순간으로부터 동일한 지연(Δt) 이후, 동일한 시간(tABC)에 모든 신호들에 대해 출력 신호(OSABC)가 발생되고 송신된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 유럽 특허 출원 EP-A-0826201은 접촉과 출력 신호의 송신의 끝 간의 지연을 일정하게 유지하도록 접촉을 나타내는 출력 신호의 주기를 (증가시키거나 감소시켜) 약간 변경할 것을 제안한다. 앞서 언급된 문제점을 극복하는 또 다른 방식은 기준 신호의 주파수를 증가시킴으로써 지연 시간의 분해능을 증가시키도록 예견한다. 앞서 설명된 적용들에서, 전형적으로 요구되는 분해능은 약 1 ㎲이며, 이는 1 MHz의 기준 신호의 최소 주파수에 대응한다. 유사한 주파수들에서의 작동은, 연계된 클럭의 전류의 높고 일정한 소비 때문에, 배터리-전력 시스템(battery-powered system)에서 꽤 문제가 된다. 그러므로, 배터리-전력 접촉 검출 프로브들이 장착된 검사 시스템들에서, 우수한 반복성 특성들을 갖는 송신을 보장하기 위해 짧은 스타트업 시간 및 시간에 있어서 안정된 주파수를 갖는 기준 신호를 보증하는 발진기/공진기를 이용하는 것이 적절할 것이다. 또한, 배터리 수명을 연장하도록 낮은 에너지 소비의 요건이 존재한다. 불행하게도, 앞서 설명된 바와 같이, 단일 발진기/공진기 내에 이 모든 특성들을 갖는 것은 실제로 불가능하며, 기존의 알려진 시스템들 및 방법들에서 흔히 불만족스러운 타협책들을 받아들일 필요가 있다.