DOKUMENTENNAME:

Pflichtenheft: RTK-Steuerprogramm

Hauptfunktion: Topographie
Teilfunktion: Einstellen der Parameter für die Topographie

Dokumentversion: v2.0 (02.Juli 2000)
Autor: M. Gollnick, U.Sacklowski
Zustand: in Bearbeitung

Inhalt

1.   Überblick
2.   Funktionale Beschreibung
2.1   Topographie mit Einfachbelichtung
2.2   Topographie mit Mehrfachbelichtung
2.3   Arbeitspunkt spezifizieren
2.4   Abnormale Ausnahmebehandlung
2.5   Start und Beendigung der Teilfunktion
3.   Benutzerschnittstelle
3.1   Dialogbox 'Einstellungen Topographie'
3.1.1   Steuerung
3.1.2   Eingaben/Ausgaben und Prüfung
4.   Daten
4.1   .ini-Datei
5.   Testfälle
6.   Fehler und Änderungswünsche
6.1   Fehler aus Nutzersicht
6.2   Änderungswünsche
7.   Offene Fragen

1. Überblick

Die Teilfunktion 'Einstellen der Parameter für die Topographie' ist Teil des Topographie-Gesamtvorganges (Dokument: 'Topographie-Gesamtvorgang'). Dort ist sowohl ihre Einordnung in den Gesamtvorgang beschrieben, als auch der fachliche Hintergrund.

Mit der Teilfunktion 'Einstellen der Parameter für die Topographie' sind vor dem Start und der Kontrolle der Topographie alle dafür relevanten Angaben eingebbar.

2. Funktionale Beschreibung

DIALOGBOX:

2.1 Topographie mit Einfachbelichtung

Bei der Topographie mit Einfachbelichtung wird während des Topographievorganges die gesamte Meßanlage (einschließlich der Probenorientierung) in unveränderter Anordnung gehalten. Die Fotoplatte wird für mehrere Stunden belichtet. Bei Abweichungen von der Meßanordnung gegenüber dem Startzeitpunkt über einen vorgegebenen Bereich hinaus, wird die Probe mit dem Ziel nachgeregelt, die Bedingungen, wie sie zum Startzeitpunkt vorlagen, wieder herzustellen.

Im Einzelnen werden eingestellt:

- Die Belichtungszeit der Fotoplatte ('Belichtungszeit')
- Der Detektor zur Kontrolle der Meßbedingungen ('Detektor'). Veränderungen der Bedingungen, wie eine thermische Verformung der Anlage während der Messung oder eine Veränderung der Intensität der Röntgenquelle, zeigen sich in einer veränderten vom Detektor gemessenen Impulsrate (Counts je Zeitintervall). Zur Ermittlung der Impulsrate werden die Zählzeit und die maximale Impulsrate angegeben (Detektor-Parameter: Zeit, Counts).
Die maximale Impulsrate gibt den Maximalwert an, den der Detektor zählen darf. Wird diese vor dem Ablauf der Zählzeit erreicht, wird die max. Impulsrate auf die Zählzeit hochgerechnet. Anschließend beginnt ein neues Zeitintervall.
Beide Angaben sind durch ein log. ODER verknüpft.
- Angaben zur Belichtungsregelung. Der Detektor mißt ständig die Impulszahl je Zeitintervall (vorangegangener Anstrich). Weicht die aktuell gemessene Impulszahl von der bei Messungsbeginn (am Arbeitspunkt) um mehr als einen vorgegebenen Prozentsatz ab (Belichtungsregelung: Bereich), so wird nachgeregelt. Die Nachregulierung erfolgt schrittweise (Belichtungsregelung: Schritt). Zur Regelung wird der Motor (Actuator) benutzt. In der Regel ist dies der Motor 'Beugung fein'. Dieser wird so lange nachgeregelt, bis sich die vom Detektor gemessene Impulszahl wieder im Bereich befindet (?, oder nahe (?) dem Arbeitspunkt?).

Erforderliche Parameter: Motor (Actuator); Detektor, Detektor-Parameter: Zeit, Counts; Belichtungsregelung: Bereich, Schritt; Belichtungszeit

2.2 Topographie mit Mehrfachbelichtung

Bei der Topographie mit Mehrfachbelichtung wird während des Topographievorganges die Probe segmentweise belichtet, - beginnend mit dem am weitesten links liegenden und mit dem am weitesten rechts liegenden endend. Beim Wechsel von einem Segment zum nächsten wird die Probe mittels des Motors (Actuator) um einen Winkel gedreht. In der Regel ist dies der Motor 'Beugung fein'. Dieser Winkel, bestimmt in der vorangegangenen manuellen Justage, ist so gewählt, das die je Segment auf der Fotoplatte entstehenden Teilbilder dicht nebeneinander liegen, also letztendlich ein zusammenhängendes Bild ergeben.

Innerhalb der Belichtungszeit eines Segmentes kommt es im Gegensatz zur Topographie mit Einfachbelichtung zu keiner Regelung.

Ebenfalls gibt es hier keinen Arbeitspunkt.

Ein Detektor ist normalerweise nicht erforderlich. Er wird nur zur Behandlung der Ausnahmebedingung benötigt (Pkt. 2.4).

Im Einzelnen werden eingestellt:

- Die Funktion der Mehrfach-Belichtung (Button: 'Mehrfach-Belichtung' ein)
- Die Belichtungszeit je Segment ('Belichtungszeit'), d.h., die Gesamtbelichtungszeit ergibt sich mit Segmentanzahl x Belichtungszeit.
- Die Angaben zur Ansteuerung des ersten Segmentes. Ausgehend von der aktuellen Motorposition, abzulesen in der Dialogbox 'Manuelle Justage', Beugung fein, wird hierzu die relative Position des ersten Meßpunktes angegeben ('Startwert'). Die Angabe erfolgt in arcsec. Ein negativer Wert entspricht einer Lage des Startpunktes links von der aktuellen Position. Das Anfahren des Meßpunktes erfolgt mit vorgegebener Schrittweite in arcsec (Arbeitspunkt; Anfahren mit ... arcsec).
- Die Angabe zur Segmentanzahl ('Anzahl').
- Die Angaben zur Ansteuerung eines weiteren Segmentes. Erforderlich hierfür ist der Abstand zwischen zwei Segmenten in arcsec ('Schrittweite') und die Angabe zum Anfahren des Segmentes, die wiederum über die vorgegebene Schrittweite in arcsec (Arbeitspunkt; Anfahren mit ... arcsec) erfolgt.

Erforderliche Parameter: Motor (Actuator); Mehrfach-Belichtung: Button, Anzahl, Schrittweite, Startwert; Arbeitspunkt: Anfahren mit
Inaktive Parameter (ausgegraut): Arbeitspunkt: Lage; Belichtungsregelung: Bereich; eigentlich auch Belichtungsregelung: Schritt

2.3 Arbeitspunkt spezifizieren

Bei einer Topographie mit Einfachbelichtung sind die Lage und der Wert des Arbeitspunktes bezüglich des Peaks einschließlich der Anfahrgeschwindigkeit anzugeben. Der Punkt kann auf der linken (neg. Wert) oder auf der rechten Flanke (pos. Wert) liegen. Der Wert entspricht dem prozentualen Anteil von der Impulszahl am Peak. Angefahren wird der Arbeitspunkt mit der vorgegebener Schrittweite in arcsec (Arbeitspunkt; Anfahren mit ... arcsec).
Erforderliche Parameter: Motor (Actuator); Arbeitspunkt: Lage, Anfahren mit

Diese Angaben sind nur erforderlich, wenn bei der anschließenden Topographie mit Einfachbelichtung die Funktion 'Startposition einstellen' aktiviert wird. Ein Arbeitspunkt könnte auch schon durch die manuelle Justage eingestellt sein.

2.4 Abnormale Ausnahmebehandlung
Eine abnormale Ausnahmebehandlung ist nur für den Fall der Topographie mit Einfachbelichtung vorgesehen. Hier würde bei einer Abweichung der Detektor-Impulsrate über eine vorgegebene prozentuale Abweichung von der anfänglichen Impulsrate am Arbeitspunkt hinaus (Belichtungsregelung: Bereich), der Motor mit dem Ziel nachgeregelt werden, die anfängliche Zählrate wieder zu erlangen. Ist nun z.B. die Röntgenquelle ausgefallen und die Detektorimpulsrate damit fast Null (Rauschen + Höhenstrahlung), würde der Motor ohne Ende nachgeregelt werden. Diesen Fall fängt man durch die Angabe der maximalen Abweichung des Motors gegenüber der Stellung am Arbeitspunkt ab. Die Angabe erfolgt in +/- ... arcsec (Actuator, Beschränkung auf: +/- ... Sekunden). Bei Erreichung dieser Abweichung erfolgt eine Programmnachricht und das Programm bleibt stehen (was heißt dies?).
Erforderlicher Parameter: Beschränkung auf: +/- ... Sekunden (Da es sich hier um keine Zeiteinheit handelt, wäre statt Sekunden arcsec besser.)

Solche Ausnahmebedingungen werden nicht bei der Topographie mit Mehrfachbelichtung abgefangen. Hier würde die Belichtung (?) mit der Steuerung zwischen den noch anstehenden Segmenten weitergeführt werden, allerdings für die Fotoplatte ohne Wirkung.

2.5 Start und Beendigung der Teilfunktion

Start: Die Dialogbox wird geöffnet

- über das Menü: Einstellungen, Topographie ...
- über den Button 'Einstellungen' in der Dialogbox 'Topographie'; hier nur mit begrenzten aktiven Feldern.

Beendigung: Die Dialogbox wird geschlossen:

- über die Buttons Abbrechen und OK
- über den Windows-Button 'x'

3. Benutzerschnittstelle

3.1 Dialogbox 'Einstellungen Topographie'

DIALOGBOX:

3.1.1 Steuerung

- Die Dialogbox ist mausgesteuert
- zum nächsten Dialogfeld: Tab
- dürfen die Felder bei Maussteuerung mit Return abgeschlossen werden?
- ?

3.1.2 Eingaben/Ausgaben und Prüfung

a) Gruppenfeld: [Actuator]

- [Kombinationsliste]: Auswahl des Motors
Der ausgewählte Motor (Actuator) wird im Bedarfsfall zur Bewegung der Probe benutzt . Angezeigt werden alle in der .ini-Datei spezifizierten und physisch verfügbaren Motoren:
.ini-Datei: [Motor i], Name=
Sinnvoll ist nur: Name=Beugung fein

- Beschränkung auf: Eingabefeld: [+/- ... Sekunden]
Maximale Abweichung vom Arbeitspunkt in arcsec. Fängt abnormale Ausnahmebedingung ab.
--> Vorgabewert aus .ini-Datei?
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

b) Gruppenfeld: [Arbeitspunkt]

- Eingabefeld: [Lage ... Prozent]
Angabe, bei welcher prozentualen Teilintensität (Pik = 100%) der Arbeitspunkt liegen soll. Neg. Wert: links vom Pik. Relevant nur bei der Topographie mit Einmalbelichtung. Dieser Punkt wird später über die Operation [Startposition einstellen] in der Topographie-Dialogbox angefahren.
- Vorgabewert aus .ini-Datei: [Topographie], WorkPoint
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

- Eingabefeld: [Anfahren mit ... arcsec]
Schrittweite in arcsec, mit der der Arbeitspunkt bzw. die einzelnen Segmentpositionen angefahren werden kann.
--> .ini-Datei ?
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

c) Gruppenfeld: [Detektor]

- Kombinationsfenster: Name des Detektors
Detektor zur Kontrolle des Topographievorganges.
Anzeige aller der in der .ini-Datei spezifizierten und physisch verfügbaren Detektoren:
.ini-Datei: [Detektor i], Name=

- Teil-Gruppenfeld: [Detektor-Parameter]

- Eingabefeld: [Zeit ... sec]
Zeitintervall in Sekunden, in welchem der Detektor die Impulsrate zählt.
- .ini-File: [Topographie], ExposureTime
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

- Eingabefeld: [Counts]
Maximale Impulsrate, die der Detektor zählen darf.
- .ini-File: [Topographie], ExposureCounts
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

Detektor-Zeit und -Counts sind durch ein log. ODER verknüpft. Bei Erfüllung einer Bedingung erfolgt eine Reaktion.

d) Gruppenfeld: [Belichtungsregelung]

- Eingabefeld: [Schritt ... arcsec]
Nachregel-Schrittweite des Motors (Actuator) in arcsec bei der Topographie mit Einmalbelichtung.
- .ini-File: [Topographie], ControlStep
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

- Eingabefeld: [Bereich ... Prozent]
Bereich für eine Nachregelung des Motors bei der Topographie mit Einmalbelichtung.
- .ini-File: [Topographie], ControlRange
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

e) Gruppenfeld: [Belichtungszeit]

- Eingabefeld: [ ... Minuten]
Einfachbelichtung: Gesamtdauer der gewünschten Belichtung in Minuten
Mehrfachbelichtung: Gesamtdauer der gewünschten Belichtung je Probensegment in Minuten.
--> .ini-File: [Topographie], ?
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]

f) Gruppenfeld: [Mehrfach-Belichtung]

- Markierungsfeld (Button): [Mehrfach-Belichtung]
Mehrfach-Belichtung gewünscht

- Eingabefeld: [Anzahl ...]
Anzahl der Mehrfach-Belichtungs-Zyklen (der Segmente) mit jeweils in der [Belichtungszeit] angegebener Zeitdauer.
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

- Eingabefeld: [Schrittweite ... arcsec]
Weiterführung der Probe um ... arcsec zwischen den Belichtungs-Zyklen (zum nächsten Segment)
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

- Eingabefeld: [Startwert ... arcsec]
Relative Position des Startpunktes gegenüber der aktuellen Motorposition in arcsec. Relevant nur für die Topographie mit Mehrfachbelichtung.
--> Defaultwert aus dem Programm?
- zulässiger Wertebereich: [-n, schrittweite, +n]
Priorität: ?

g) Aktionsschalter: [Abbrechen]

Dialogbox schließen, bereits eingegebene Werte werden verworfen.

f) Aktionsschalter: [OK]

Dialogbox schließen unter Akzeptanz der eingegebenen Werte???
Werden die Werte in das .ini-File übernommen?
Werden Abhängigkeiten zwischen einzelnen Feldern überprüft (Integritätsbedingungen)?
Wird die Dialogbox geschlossen, wenn Prüfbedingungen zu einzelnen Feldern verletzt sind?

4. Daten

Bei unserem System zählen hierzu die Dateien .mak-, .ini-, Log- und Meßwert-Dateien. Sie sind hier mit ihren wesentlichen Bestandteilen zu beschreiben. Details fallen in das Design. Des weiteren scheinen Dateibeziehungen nicht zu existieren, so daß entsprechende Beschreibungsmittel, wie ER-Diagramm, nicht erforderlich sind.

4.1 .ini-Datei

Die .ini-Datei speichert Vorabeinstellungen und übernimmt in der Dialogbox geänderte Werte.

Folgende Abschnitte und Parameter sind erforderlich:

[Topography]
ShotingTime
   Einfachbelichtung: Gesamtdauer der gewünschten Belichtung.
   Mehrfachbelichtung: Gesamtdauer der gewünschten Belichtung je Probensegment
   Bezugsfeld in der Dialogbox: Belichtungszeit
ExposureTime
   Detektormeßzeit: Zeitintervall, in welchem der Detektor die Impulsrate zählt.
Bezugsfeld in der Dialogbox: ...
ExposureCounts
   ...
Bezugsfeld in der Dialogbox: ...
Failure
   ...
Bezugsfeld in der Dialogbox: ...
WorkPoint
   Arbeitspunkt
Bezugsfeld in der Dialogbox: ...
MultibleShot
   Anzahl der Mehrfach-Belichtungen
Bezugsfeld in der Dialogbox: ...
ControlStep
   ...
ControlRange
   ...

[Motor i]
Name=
Name des Motors, in der Regel 'Beugung fein '
Bezugsfeld in der Dialogbox: Actuator

[Device2]
Name=
Name des Detektors
Bezugsfeld in der Dialogbox: Detektor

5. Testfälle

Hier sind umfassende Testfälle zu spezifizieren, wie Kombinationen von Eingabewerten und die Reaktion darauf beim OK- und Abbrechen-Button. Des weiteren ist zu testen, ob die Werte in das .ini-File übernommen werden.

6. Fehler und Änderungswünsche

Bei den Fehlern sind nur solche aus Nutzersicht zu dokumentieren. Fehler aus Entwicklersicht werden im Web-Dokument 'Pflichtenheft, Systemfehler, Systemfehler aus Entwicklersicht, Topographie' beschrieben.

6.1 Fehler aus Nutzersicht

Dokumentiert sind keine. Es gibt jedoch Fälle, wo Werte aus der Dialogbox nicht in die .ini-Datei übernommen werden.

6.2 Änderungswünsche

- Bei ungültigen Eingabewerten in die Felder sollte eine Fehlernachricht erfolgen.
- Bei der Mehrfachbelichtung erfolgt das Anfahren der Segmente mit der Schrittweite 'Anfahren mit ... arcsec' aus dem Gruppenfeld Arbeitspunkt. Dies ist unglücklich, da der Arbeitspunkt nur bei der Einfachbelichtung relevant ist. Es ist daher zu überlegen, ob man die Angabe 'Anfahren mit ... arcsec' auch in das Gruppenfeld der Mehrfachbelichtung aufnimmt.

7.0 Offene Fragen

???

(Beispiele hierfür siehe: Pflichtenheft zur 'Probe und Kollimator manuell einstellen'.)