iMAS how-to… INVENTEK K

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iMAS how-to… INVENTEK K
INVENTEK
iMAS how-to…
KURVENAUSWERTUNG
1 Inhaltsverzeichnis
1
2
3
Inhaltsverzeichnis .................................................................................................................................... 1
Grundlagen.............................................................................................................................................. 2
Kurvenaufbereitung.................................................................................................................................. 3
3.1
Filterung ......................................................................................................................................... 4
3.1.1
Filter 1. Ordnung.................................................................................................................... 4
3.2
Lineare Regression......................................................................................................................... 5
3.2.1
Prinzip der linearen Regression.............................................................................................. 6
3.3
Stützstellennormierung.................................................................................................................... 6
3.4
Mittelwertbildung............................................................................................................................. 7
4
Interne Kurvenauswertung........................................................................................................................ 8
4.1
Grafische Methode.......................................................................................................................... 8
4.1.1
Prinzip................................................................................................................................... 8
4.1.1.1
Automatische benamte Ressourcen .............................................................................. 9
4.1.2
Werkzeugleiste „Kurvenanalyse“ .......................................................................................... 10
4.1.3
Minima / Maxima.................................................................................................................. 11
4.1.4
X - Hysterelineal .................................................................................................................. 13
4.1.5
Y - Hysterelineal .................................................................................................................. 13
4.1.6
Steigungslineal .................................................................................................................... 14
4.1.7
Kurvenabstandslineal........................................................................................................... 14
4.1.8
Hüllkurven- / Kennfelddefinition ............................................................................................ 15
4.2
Methode mit benamten Operationen / Resourcen........................................................................... 17
4.2.1
Prinzip................................................................................................................................. 17
4.3
Operatoren ................................................................................................................................... 18
4.3.1
Kurvenaddition mit Wert ....................................................................................................... 20
4.3.2
Kurvensubtraktion mit Wert .................................................................................................. 20
4.3.3
Kurvenmultiplikation mit Wert ............................................................................................... 20
4.3.4
Kurvendivision mit Wert........................................................................................................ 20
4.3.5
Kurvenaddition zweier Kurven .............................................................................................. 20
4.3.6
Kurvensubtraktion zweier Kurven ......................................................................................... 20
4.3.7
Kurvenmultiplikation zweier Kurven ...................................................................................... 20
4.3.8
Kurvendivision zweier Kurven............................................................................................... 21
4.3.9
Ableitung f’(x) linear ............................................................................................................. 21
4.3.10
Ableitung f’(x) stepps............................................................................................................ 21
4.3.11
Mittlere Kennlinie aus Hysteresekurve berechnen ................................................................. 21
4.3.12
Mittelkennlinie...................................................................................................................... 22
4.3.13
Minima / Maxima bestimmen ................................................................................................ 22
4.3.14
Kurvenabstände bestimmen................................................................................................. 22
4.3.15
Kurvensteigung bestimmen .................................................................................................. 22
4.3.16
Hysteresewerte bestimmen .................................................................................................. 23
4.3.17
Hysterese als Kurve............................................................................................................. 23
4.4
Direkte / manuelle Kurvenauswertung............................................................................................ 24
5
Externe Kurvenauswertung .................................................................................................................... 24
5.1
Einbindung eines iMAS APPLETs ................................................................................................. 24
5.2
Einbindung eines USER APPLETs ................................................................................................ 24
5.3
Direkte Einbindung eines COM / OLE Objekts ( z.B. Excel ) ........................................................... 24
5.4
Direkte Eingabe eines iMAS SAX Basic Macros............................................................................. 24
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
2 Grundlagen
Die iMAS Kurvenauswertung gliedert sich in interne, externe, grafische und nicht
grafische Methoden. Allen Methoden ist gemeinsam, dass die Ergebnisse der
jeweiligen Auswertung in Form sogenannter benamter Resourcen als
Speicherresourcen abgelegt werden. Diese benamten Resourcen werden dann im
weiteren Prüfablauf mit Hilfe der iMAS benamten Operationen weiterverarbeitet
ausgewertet, dokumentiert und an externe Programme kommuniziert.
Die iMAS benamten Resourcen erlauben es, nahezu alle am Prüfrechner
verfügbaren Schnittstellen, Datenquellen, Datensenken, Programme, Dateien,
Speicherbereiche, Datenbanken, Kurven, Messwerte u.s.w. normiert über benamte
Operationen anzusprechen und zu verknüpfen.
Das Prinzip der iMAS benamten Resourcen ist somit ein Schlüsselleistungsmerkmal,
das die Kurvenauswertung auf eine beliebig flexible Weise einfach und intuitiv
ermöglicht.
Die Kurvenauswertung gliedert sich wie folgt:
1. Kurvenaufbereitung
2. Kurvenauswertung
a. Interne Kurvenauswertung
i. Grafische Methode
ii. Methode mit benamten Operationen / Resourcen
iii. Direkte An-/Auswahl von Kurvenberechnungsfunktionen zur
manuellen Auswertung in der Prüfstandsdesignphase
b. Externe Kurvenauswertung
i.
ii.
iii.
iv.
Einbindung eines iMAS APPLETs
Einbindung eines USER APPLETs
Direkte Einbindung eines COM / OLE Objekts ( z.B. Excel )
Direkte Einbindung eines iMAS SAX Basic Macros
3. Kurvenstatistik
a. Statistikfunktion intern
b. Export in externe Statistikanwendung
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
3 Kurvenaufbereitung
Unmittelbar bei, b.z.w. nach der Kurvenaufzeichnung werden die Messwerte für die
Kurvenauswertung aufbereitet. Je nach Anforderung werden verschiedene
Aufbereitungs- und Normierungsmethoden angeboten. Für die Entstörung der
Signale stehen
Filter-,
Regressions-,
Stützstellen-,
Mittelwertberechnungen
zur Verfügung. Diese Kurvenaufbereitungsfunktionen stehen sowohl als Menüpunkt
Prüfung/Berechnungen für die manuelle Aufbereitung als auch als generelle
Eigenschaft für die jeweiligen Messkurven zur Verfügung. Wird die generelle
Eigenschaft eingestellt, so wird automatisch bei der Aufzeichnung die entsprechende
Berechnung durchgeführt.
generelle Kurveneigenschaften:
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
3.1 Filterung
3.1.1 Filter 1. Ordnung
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YZ[]\(^`_RY2ab2YZ)cdY_feagih@_RY&jlk)YZ)m/nZ
opYZ2cdYZ`q
rsGt [JY_Ru t Y s ab!kZ2uvq
pfil(k)=
fg,mess⋅T⋅π −1
1
⋅( p(k) + p(k −1))−
⋅ pfil(k-1)
1
fg,mess⋅ T⋅π +1
1+
fg,mess⋅ T⋅π
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
3.2 Lineare Regression
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
3.2.1 Prinzip der linearen Regression
Eingelesene Messkurven werden nach dem Inventek eigenen Dreiecksverfahren
gefiltert. Dieses Verfahren wird im Folgenden beschrieben:
P
2
P
1
P
3
P
4
P
5 P
6
Über drei benachbarte Punkte (P1,P2,P3) wird ein Dreieck gelegt. Dann wird die
Fläche dieses Dreiecks errechnet. Falls die Fläche kleiner ist als ein oberer
Grenzwert Amax, wird der mittlere der drei Punkte entfernt, ist die Fläche größer als
Amax, bleiben alle Punkte erhalten. Dann wird das Verfahren auf die nächsten drei
Punkte (P2, P3, P4) angewandt etc. Die resultierende, gefilterte Kurve ist unten
dargestellt:
P
5 P
6
P
1
3.3 Stützstellennormierung
Stützstellen sind immer dann sinnvoll, wenn Kurvenwerte automatisch
weiterverarbeitet werden sollen so kann, z.B die Anzahl der Kurvenwerte auf
interessante Bereiche reduziert werden mit folgenden Vorteilen:
p
p
p
Einfache Weiterverarbeitung z.B. Vergleich in Excel
Weniger Kommunikationsaufkommen
Vergleichbarkeit
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
3.4 Mittelwertbildung
Die Normierung mit Hilfe der Mittelwertbildung verfolgt das gleiche Ziel wie die
Stützstellenmethode nämlichdie Anzahl der Messwerte wird gezielt reduziert, mit
dem Unterschied, dass bei der Mittelwertbildung keine Programmierung der Werte
notwendig ist. Bei der Mittelwertbildung werden eine Vorbestimmte Anzahl
Messpunkte jeweils zusammengefasst.
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
4 Interne Kurvenauswertung
4.1 Grafische Methode
4.1.1 Prinzip
Die grafische Kurvenauswertung erlaubt dem Prüfstanddesigner intuitiv und einfach
komplexe Auswertungsfunktionen durch einfache grafische Eingaben, z.B. über die
Werkzeugleiste Kurvenanalyse zu konfigurieren.
Folgende grafischen Methoden sind verfügbar:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Minima / Maxima berechnen und darstellen
X - Hysterelineal mit Min / Max Berechnung zwischen 1. und 2. Lineal
Y - Hysterelineal mit Min / Max Berechnung zwischen 1. und 2. Lineal
Steigungslineal mit Min / Max Berechnung
Kurvenabstandslineal Berechnung
Hüllkurven- / Kennfelddefinition Berechnung
Das Prinzip der grafischen Kurvenauswertung besteht darin, dass jeweils eine Kurve
b.z.w. ein Kurvenpaar selektiert wird und danach das jeweilige Auswertungstool s.o.
angewendet wird. Im Kurvendisplay erscheint das jeweilige Tool. Dieses Tool ist der
Kurve bei jeder Aufzeichnung als Eigenschaft zugeordnet. Das heisst bei jeder
Aufzeichnung wird der Wert neu berechnet und als benamte Resource gespeichert.
Diese benamte Resource steht als Speicherwert zur Verfügung und het den gleichen
Namen wie das angelegte Auswertungstool. Beispiel Ergebnis der
Hystereseauswertung:
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
4.1.1.1 Automatische benamte Ressourcen
Unter automatischen benamten Ressourcen versteht man Speicherwerte, die z.B. im
Messtechnikmodul ermittelt werden und sowohl automatisch generiert ( wenn nicht
vorhanden ) als auch automatisch bei jeder Akquisition einer Messkurve neu ermittelt
und gespeichert werden.
Folgende benamte Ressourcen werden automatisch angelegt und bei Änderung der
Kurve ( z.B. erneuter Messung ) up to date gehalten:
Bezeichnung
Kürzel ( Präposition )
Triggerpunkt
TRIG
Wert des Triggerlevels am
Triggerpunkt ( s. Zeichnungsobjekte
Triggerpunkt einfügen )
Kurvenabstand
DIST
Abstand zweier Kurven
Steigung
STG
Steigungswert ( s. Steigungslineal
einfügen )
Minimale Steigung
STG MIN
Minimaler Steigungswert der Kurve
zwischen dem obersten un dem
untersten Punkt des Steigungslineals
Maximale Steigung
STG MAX
Maximaler Steigungswert der Kurve
zwischen dem obersten un dem
untersten Punkt des Steigungslineals
Hysterese X
HYSTX
Hysterese in x Richtung der Kurve
beim definierten Hystereselineal
Hysterese Y
HYSTY
Hysterese in y Richtung der Kurve
beim definierten Hystereselineal
Min Hysterese Y
HYSTYMIN
Minimale Hysterese in y Richtung der
Kurve zwischen zwei definierten
Hystereselinealen
Max Hysterese Y
HYSTYMAX
Maximale Hysterese in y Richtung
zwischen zwei definierten
Hystereselinealen
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Einheit
Wert
Beschreibung
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
4.1.2 Werkzeugleiste „Kurvenanalyse“
Cursor ein / aus
Programmiermodus ein / aus ( Darstellung Cursorposition )
Achsendarstellung
Kurvenobjekt zeichnen
Hüllkurvenobjekt zeichnen
Triggerpunkt an selektierte Kurve anlegen
Hardware Triggerung definieren
Steigungslineal an selektierte Kurve anlegen
Abstand zwischen zwei selektierten Kurven messen
Steigungslineal Y-gesteuert an selektierte Kurve anlegen
Hystereselineal Y –Richtung an selektierte Kurve anlegen
Hystereselineal X-Richtung an selektierte Kurve anlegen
Minima / Maxima berechnen und darstellen
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
4.1.3 Minima / Maxima
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
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4.1.4 X - Hysterelineal
4.1.5 Y - Hysterelineal
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4.1.6 Steigungslineal
4.1.7 Kurvenabstandslineal
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
4.1.8 Hüllkurven- / Kennfelddefinition
Hüllkurven / Kennfelder werden zeichnerisch oder über Werte definiert / eingegeben.
Der Vergleich der Kurve mit dem Kennfeld erfolgt als benamte Operation s.u..
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
4.2 Methode mit benamten Operationen / Resourcen
1. Kurvenaddition mit Wert
2. Kurvensubtraktion mit Wert
3. Kurvenmultiplikation mit Wert
4. Kurvendivision mit Wert
5. Kurvenmultiplikation mit Wert
6. Kurvenaddition zweier Kurven
7. Kurvensubtraktion zweier Kurven
8. Kurvenmultiplikation zweier Kurven
9. Kurvendivision zweier Kurven
10. Kurvenmultiplikation zweier Kurven
11. Ableitung f’(x) linear
12. Ableitung f’(x) stepps
13. Mittlere Kennlinie aus Hysteresekurve berechnen
14. Mittelwertbildung
15. Filterung
16. Stützstellenfestlegung
17. Minima / Maxima bestimmen
18. Kurvenabstände bestimmen
19. Kurvensteigung bestimmen
20. Hysteresewerte bestimmen
21. Hysteres als Kurve
4.2.1 Prinzip
Mit Hilfe benamter Operationen können auf Kurven Standard arithmetische und
logische Verfahren angewendet werden.
Über benamte Operationen können
Verknüpfungen zwischen Variablen oder
Ein/Ausgöngen durchgeführt werden.
Im obersten Feld wird der symbolische
Name der Operation eingegeben. Dann folgt
das Ziel der Operation (z.B. ANA_OUT_0_7,
danach folgt die Verknüpfung der
gewünschten Quellen. Über „Werte
konfigurieren“ können direkt Benamte
Resourcen erstellt oder modifiziert werden
ohne diesen Menüpunkt zu verlassen.
Mit der Taste „Übernehmen“ wird eine neue Operation gespeichert.
Jede benamte Operation besteht aus einer oder mehreren benamten Ressourcen,
die mit Operatoren verknüpft werden. Die erste benamte Ressource in jeder
benamten Operation steht im Resultatfeld. Ist nur das Resultatfeld ausgefüllt so wird
die benamte Resultat in einer Entscheidungsoperation ( Decision ) auf ungleich
NULL abgefragt und mit True ( Y ) oder False ( N ) bewertet.
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
In benamten Operationen werden benamte Ressourcen miteinander verknüpft
werden. Es können sowohl gleiche als auch unterschiedliche Ressourcetypen
miteinander verknüpft werden.
IPS konvertiert automatisch unterschiedliche Datentypen und wählt den für die
Operation optimalen Datentyp automatisch aus. So wird z.B. bei der Zuweisung
eines Editfeldes mit einer Zahl zu einer Operation mit einem Floatwert der String des
Editfeldes in einen Floatwert konvertiert und das Ergebnis berechnet.
Bei Addition zweier Strings werden die Strings miteinander verbunden, d.h. die
reultierende Zeichenkette betseht aus Zeichenkette1 + Zeichenkette2 angehängt.
4.3 Operatoren
Operator
Ergebnis
Operand1
1
1
2
1
NOP
=
+
Operand2
Operand3
Beschreibung
Keine Operation
Addition zweier
benamter Ressourcen
( Kurven, Werte Strings)
-
Subtraktion zweier
benamter Ressourcen
( Kurven, Werte )
*
Multiplikation zweier
benamter Ressourcen
( Kurven, Werte )
/
Division zweier
benamter Ressourcen
( Kurven, Werte )
>
Logischer /
arithmetischer
Vergleich auf
GRÖSSER zweier
benamter Ressourcen
( Kurven, Werte )
<
Logischer /
arithmetischer
Vergleich auf KLEINER
zweier benamter
Ressourcen
( Kurven, Werte )
>=
Logischer /
arithmetischer
Vergleich auf
GRÖSSER GLEICH
zweier benamter
Ressourcen
( Kurven, Werte )
<=
Logischer /
arithmetischer
Vergleich auf KLEINER
GLEICH zweier
benamter Ressourcen
( Kurven, Werte )
==
Logischer /
arithmetischer
Vergleich auf IST
GLEICH zweier
benamter Ressourcen
( Kurven, Werte )
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
Operator
Ergebnis
Operand1
Operand2
Operand3
Beschreibung
AND
Logisches UND zweier
benamter Ressourcen
( Kurven, Werte )
OR
Logisches ODER
zweier benamter
Ressourcen
( Kurven, Werte )
NOT
nicht unterstützt
CRVMID
Mittelkennlinie von
Kurve1
Kurve1
Mittelkennlinie
CRVDIF
f’(x)
f(x)
1. Ableitung als Kurve
mit Übergang
CRVDIFSTEP
f’(x)
f(x)
1. Ableitung in Stufen
CRVATX
Y Wert der
Kurve an
Stelle x
Kurve
CRVATY
X Wert der
Kurve an
Stelle y
Kurve
CRVMX
y -Mittelwert
f(x)
x1
x2
y Mittelwert zwischen
x1 und x2 in x Richtung
CRVMY
x -Mittelwert
f(x)
y1
y2
x Mittelwert zwischen
y1 und y2 in y Richtung
CRVDELTAX
f1(x)
f(x)
Kurvendelta f1(x) = abs(
f(x) – x )
CRVDELTAY
Kurvendelta f1(x) = abs(
f(x) – x )
CRVINTERSECT
Anzahl
Hüllkurvfehler ( Wert )
Kurve f(x)
Hüllkurve
Vergleich von f(x) mit
der Hüllkurve. Resultat
ist die Anzahl der
Verletzungen der
Hüllkurve. ( Anzahl der
Punkte, die außerhalb
liegen.
CRVGETMIN
Minima bei xWert
Kurve f(x)
index
Hole Minima aus Liste
aller Minima ( Kurve
muss mit MiniMaxfunktion belegt sein s.a.
Kurven-aritmethik )
CRVGETMAX
Maxima bei xWert
Kurve f(x)
index
Hole Maxima aus Liste
aller Maxima ( Kurve
muss mit MiniMaxfunktion belegt sein s.a.
Kurven-aritmethik )
CRVGETMINCNT
Anzahl der
Minima
Anzahl der Maxima
CRVGETMAXCNT
Anzahl der
Maxima
Anzahl der Minima
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
4.3.1 Kurvenaddition mit Wert
Resultattyp
Kurve2
Operand1typ
=
Kurve1
+
Operand2typ
Beschreibung
Float
Zu Kurve1 wird ein Offset ( Float addiert )
und in Kurve 2 gespeichert
Operand2typ
Beschreibung
Float
Zu Kurve1 wird ein Offset ( Float
subtrahiert ) und in Kurve 2 gespeichert
4.3.2 Kurvensubtraktion mit Wert
Resultattyp
Kurve2
Operand1typ
=
Kurve1
-
4.3.3 Kurvenmultiplikation mit Wert
Resultattyp
Kurve2
Operand1typ
=
Kurve1
Operand2typ
*
Beschreibung
Float
4.3.4 Kurvendivision mit Wert
Resultattyp
Kurve2
Operand1typ
=
Kurve1
Operand2typ
/
Beschreibung
Float
4.3.5 Kurvenaddition zweier Kurven
Resultattyp
Kurve2
Operand1typ
=
Kurve1
Operand2typ
+
Beschreibung
Kurve0
4.3.6 Kurvensubtraktion zweier Kurven
Resultattyp
Kurve2
Operand1typ
=
Kurve1
Operand2typ
-
Beschreibung
Kurve0
4.3.7 Kurvenmultiplikation zweier Kurven
26.06.2002
20/25
IMAS How to .... Kurvenauswertung
Resultattyp
Kurve2
Operand1typ
=
Kurve1
Operand2typ
*
Beschreibung
Kurve0
4.3.8 Kurvendivision zweier Kurven
Resultattyp
Kurve2
Operand1typ
=
Kurve1
Operand2typ
/
Beschreibung
Kurve0
4.3.9 Ableitung f’(x) linear
Resultattyp
F’(x)
4.3.10
Operand1typ
CRVDIV
4.3.11
Resultattyp
26.06.2002
Beschreibung
Ableitung f’(x) stepps
Resultattyp
F’(x)
Operand2typ
F(x)
Operand1typ
CRVDIFFSTEP
Operand2typ
Beschreibung
F(x)
Mittlere Kennlinie aus Hysteresekurve berechnen
Operand1typ
Operand2typ
Beschreibung
21/25
IMAS How to .... Kurvenauswertung
Kurve2
4.3.12
CRVHYST
Mittelkennlinie
Resultattyp
Kurve2
4.3.13
Kurve1
Operand1typ
CRVMID
Operand2typ
Beschreibung
Kurve1
Minima / Maxima bestimmen
Die durch die grafische Operation angelegten Minima / Maxima Arrays können über
benamte Operationen weiterverarbeitet werden. Mit den Befehlen
CRVGETMAXCNT, CRVGETMINCNT, CRVGETMAX, CRVGETMIN können die
Anzahl der Maxima / Minima und die eigentlichen Werte ausgelesen werden. Als
Parameter wird die Kurve und der Index benötigt ( 0-MaxCnt, 0-MinCnt ).
4.3.14
Kurvenabstände bestimmen
s. grafische Auswertung oben
4.3.15
Kurvensteigung bestimmen
s. grafische Auswertung oben
26.06.2002
22/25
IMAS How to .... Kurvenauswertung
4.3.16
Hysteresewerte bestimmen
s. grafische Auswertung oben
4.3.17
Hysterese als Kurve
Resultattyp
Kurve2
26.06.2002
Operand1typ
CRVHYST
Operand2typ
Beschreibung
Kurve1
23/25
IMAS How to .... Kurvenauswertung
4.4 Direkte / manuelle Kurvenauswertung
5 Externe Kurvenauswertung
S
S
S
S
Einbindung eines iMAS APPLETs
Einbindung eines USER APPLETs
Direkte Einbindung eines COM / OLE Objekts ( z.B. Excel )
Direkte Eingabe eines iMAS SAX Basic Macros
5.1 Einbindung eines iMAS APPLETs
5.2 Einbindung eines USER APPLETs
5.3 Direkte Einbindung eines COM / OLE Objekts ( z.B. Excel )
5.4 Direkte Eingabe eines iMAS SAX Basic Macros
IMAS kommt fertig konfiguriert mit einer eingebauten Makrosprache, die es erlaubt
ohne externe Programmierhilfsmittel komplexe Auswertefunktionen zu erstellen,
debuggen und als Runtimeversion in den Prüfablauf einzupassen.
26.06.2002
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IMAS How to .... Kurvenauswertung
Mit dieser Macrofunktion besteht eine universelle Möglichkeit auf sämtliche
Resourcen des iMAS zuzugreifen und via Active-X, COM, DCOM nahezu alle
Funktionen des Rechners einzubinden.
26.06.2002
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