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DE1192414B - Anordnung zur Daueranzeige von auf ein Zeitintervall bezogenen Messgroessen - Google Patents

Anordnung zur Daueranzeige von auf ein Zeitintervall bezogenen Messgroessen

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Publication number
DE1192414B
DE1192414B DEL29676A DEL0029676A DE1192414B DE 1192414 B DE1192414 B DE 1192414B DE L29676 A DEL29676 A DE L29676A DE L0029676 A DEL0029676 A DE L0029676A DE 1192414 B DE1192414 B DE 1192414B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
counting
display
time
transistor
measuring time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEL29676A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Wilfried Fritzsche
Dipl-Ing Hans Langheinrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to NL236018D priority Critical patent/NL236018A/xx
Priority to NL124240D priority patent/NL124240C/xx
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DEL29676A priority patent/DE1192414B/de
Priority to CH6913959A priority patent/CH373196A/de
Priority to BE575615A priority patent/BE575615A/fr
Priority to GB5068/59A priority patent/GB901465A/en
Priority to US793599A priority patent/US3267372A/en
Publication of DE1192414B publication Critical patent/DE1192414B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/1205Multiplexed conversion systems
    • H03M1/121Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel
    • H03M1/1215Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel using time-division multiplexing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489Digital circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K21/00Details of pulse counters or frequency dividers
    • H03K21/08Output circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche KL: 42 d- 2/50
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
1192414
L29676IXb/42d
14. Februar 1958
6. Mai 1965
Die nachstehend beschriebene Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Daueranzeige von auf ein Zeitintervall bezogenen Meßgrößen. Eine solche Meßgröße ist beispielsweise die Drehzahl. Zur Vereinfachung sei der Beschreibung der Erfindung der Vorgang einer Drehzahlmessung zugrunde gelegt. Es werde angenommen, daß die Welle, deren Drehzahl zu messen ist, Impulse auslöst, deren Frequenz proportional der Drehzahl ist. Man kann die Impulse dann auf eine Anordnung wirken lassen, in der sie eine bestimmte Zeit lang (die Meßzeit) gezählt werden. Dieses Zählergebnis läßt sich an einem Zähler eine bestimmte Zeit lang ablesen (Darstellzeit). Anschließend wird das Zählergebnis gelöscht, und das Zählen beginnt von neuem. Sowohl zur Ablesung als auch zur Weiterverarbeitung des Zählerergebnisses· für Regelzwecke ist es aber vorteilhaft, wenn das Ergebnis dauernd verfügbar ist und sich die Zeiger oder andere Ableseorgane nur dann bewegen, wenn sich das Ergebnis ändert.
Es ist daher bereits als Lösung vorgeschlagen worden, das Verhältnis von Zählzeit zur Darstellzeit etwa 1: 20 zu wählen. Ist die Zählzeit genügend kurz und sind die Instrumente genügend träge, so läßt sich bei Zählverfahren, die das Ergebnis z. B. als Strommeßwert darstellen, dauernd ablesen. Nachteilig ist, daß die Meßzeit extrem kurz sein muß und die Instrumente recht träge ausgeführt werden müssen. Die damit erzielbare Genauigkeit ist für Regelzwecke nicht ausreichend. Solche Meßverfahren werden mit Hilfe von Anordnungen durchgeführt, in denen z. B. bistabile Röhren*- oder Transistor-Kippstufen als Dekaden zusammengeschaltet werden, die mit Strommessern ausgerüstet sind und je nach Schaltstellung den Werten 0 bis 9 entsprechende Ströme liefern.
Eine Verbesserung läßt sich erzielen, wenn man die Zählzeit etwa gleich der Darstellzeit wählt, dafür aber das Instrument während der Zählzeit z. B. durch einen Schalttransistor abschaltet. Dann ergibt sich als Anzeigewert der Mittelwert des Meßwertes. Die Anforderungen an die Kürze der Zählzeit sind dann nicht mehr so hoch. Verbessern läßt sich dieses Verfahren, wenn man die Instrumente nach erfolgter Einstellung mechanisch festhält. Ebenfalls ist ein elektrisches Festhalten durch Kurzschließen einer zweiten Wicklung der Meßinstrumente nach erfolgter Einstellung möglich.
Es ist auch eine Anordnung mit mehreren Registriervorrichtungen bekannt, bei der zwei je ein Zählwerk für den in einer Ableseperiode anfallenden Gesamtverbrauch und einen Höchstlastmesser auf-Anordnung zur Daueranzeige von auf ein
Zeitintervall bezogenen Meßgrößen
Anmelder:
Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Als Erfinder benannt:
ίο Dr.-Ing. Wilfried Fritzsche,
Dipl.-Ing. Hans Langheinrich,
Berlin-Charlottenburg
weisende Registriervorrichtungen vorgesehen sind, die mittels einer am Ende der Ableseperiode betätigten Umschaltvorrichtung mit der Zählerachse abwechslungsweise kuppelbar sind, wobei eine selbsttätige Rückstellvorrichtung den Höchstlastzeiger der zur Einkupplung kommenden Registriervorrichtung jeweils kurz vor deren Einkupplung in die Ausgangsstellung zurückführt.
Es ist auch bekannt, daß digitale Messen von auf sehr kleine Zeitintervalle bezogenen Meßgrößen durch Zählung von durch die Meßgröße ausgelösten Impulsen unter Einsatz eines die Zeitintervalle bestimmenden Zeittaktgebers zu ermöglichen.
Ungeeignet sind aber auch diese verbesserten Verfahren, wenn man den Meßwert nicht nur zur Kenntnis nehmen, sondern auf ihm Regelvorgänge aufbauen will; denn in diesem Fall wird ein konstanter Strom gefordert, solange der Meßwert konstant ist. Ein solcher Strom tritt aber auch bei diesen Verfahren nicht auf.
Diese Schwierigkeiten lassen sich mit der Anordnung zur Daueranzeige von auf ein Zeitintervall bezogenen Meßgrößen, deren Messung jeweils bei Null beginnend sich über eine vorgegebene Meßzeit erstreckt, unter Verwendung von zwei Speichern, von denen abwechselnd der eine den während der vorhergegangenen Meßzeit erreichten Wert speichert und der andere entsprechend dem in der laufenden Meßzeit gerade erreichten Wert eingestellt wird, und eines Zeittaktgebers, der die Meßzeit bestimmt und die Umschaltung und Richtung der Speicher steuert, nach der Erfindung vermeiden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß bei digitaler Messung von auf sehr kleine Zeitintervalle bezogenen Meßgrößen durch Zählung von durch die Meßgröße ausgelösten Impulsen zur Anzeige ein einziges Anzeigesystem dient, das durch den Zeittaktgeber mit demjenigen
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Speicher verbunden wird, der den in der vorher- gen bei rein elektronischer Ausführung im einzelnen gegangenen Meßzeit erreichten Wert speichert. Be- zu treffen sind, ist in den F i g. 2 bis 4 dargestellt,
sitzen Zähl- und Darstellzeiten gleiche Dauer, so Dem Ausführungsbeispiel liegt die Aufgabe zubedeutet das, daß ein Zählsystem immer gerade gründe, die Drehzahl eines Motors in UpM zu zählt, wenn das andere gerade anzeigt, und umge- 5 messen. Zu diesem Zweck wird die Drehzahl unter kehrt. Die für die Umschaltung erforderlichen Zeiten Zuhilfenahme einer Glühlampe und einer Lochfallen nicht störend ins Gewicht, besonders wenn man scheibe durch Lichtimpulse dargestellt. Die der elektronische Schaltglieder, vorzugsweiseTransistoren, Drehzahl proportionalen Lichtimpulse werden in für die Zählsysteme, die Umschaltmittel für die Zähl- einem Impulserzeuger in positive elektrische Im- und Darstellzeiten und die Steuerorgane verwendet. io pulse verwandelt und durch einen Impulsverstärker
Der besondere Vorteil der Anordnung nach der verstärkt. Die bisher genannten Teile sind in Erfindung besteht darin, daß das Anzeigewerk über den Zeichnungen nicht dargestellt. Die am Auseinen längeren Zeitraum konstant anzeigt, unab- gang des Impulsverstärkers auftretenden Impulse hängig davon, welches Zählwerk gerade läuft und werden über einen in Fig. 2 mit 18 bezeichwelches zur Anzeige dient. Dadurch erhält man eine 15 neten Impulsformer auf die Zähldekaden 14 bis konstante Anzeige an einem einzigen Instrument, 17 eines Zählers gegeben. Die den Stellenzahlen die sich rein äußerlich nicht von den durch Analog- des Meßergebnisses zugeordneten Zähldekaden messungen gewonnenen Anzeigeweiten unterschei- sind dabei Geräteteile, die je nach Zahl der darauf det. Durch die Erfindung wird es somit beispiels- gegebenen elektrischen Impulse Ströme bestimmter weise möglich, Drehzahlmessungen auf Impulsmes- ao Stärke durch je ein daran angeschlossenes Anzeigesungen pro Sekunde od. dgl. zurückzuführen und system in Gestalt eines Strommeßinstruments 19 dabei den Anzeigewert in gewohnter Weise nur mit bzw. 20 fließen lassen, auf dessen Skala die Ziffern 0 größerer Genauigkeit zu erhalten. bis 9 stehen. Dem Beispiel liegt dementsprechend
Der Zeittakter, der die Meßzeit bestimmt, kann eine zweistellige Anzeige zugrunde. Gibt man mehr die Umschaltung ebenfalls steuern. Die Rückstellung 25 als neun Impulse auf eine Zähldekade, so geht die auf 0 erfolgt dann zu Beginn der neuen Zählperiode. Anzeige nach dem neunten Impuls auf Null zurück. Solange sich das Zählergebnis (die Drehzahl) nicht Die Dekade gibt einen Impuls auf die nächste Deändert, zeigen die Instrumente immer denselben kade und beginnt mit ihrer Zählung von neuem. Wert, bzw. infolge der Unsicherheit des Ergebnisses Die Zähldekaden können aber nur dann zählen, von ± einer Einheit der letzten Stelle pendelt das 30 wenn am Eingang der ersten Dekade (14 oder 16) Instrument der letzten Ziffer etwas bzw. steht auf eine entsprechende Vorspannung herrscht. Ist diese einem Zwischenwert, der aber auch gleich dem zu sehr negativ, können die positiven Impulse nicht wahrscheinlichsten Meßergebnis ist. Diese Unsicher- über die Nullinie kommen, die Dekaden zählen heit entsteht dadurch, daß ein Impuls gerade in Be- nicht. Diese Verhältnisse sind in F i g. 3 veranginn oder Ende einer Zählperiode hineinfallen kann. 35 schaulicht. In dieser Figur sind über der Zeit t die
Schwierigkeiten ergeben sich, wenn das Ergebnis Impulsspannungen V für zwei verschiedene Parazwischen 9 und 0 pendelt. Dies zeigt sich z.B. meter der Vorspannung aufgetragen. Die Vorspandurch besondere Unruhe der letzten Ziffer an. Als nung liefern Torschaltungen 21 bzw. 22, die von Abhilfe für diesen Fall wird eine Ziffer, vorzugsweise einem Taktgeber 23 gesteuert und periodisch immer die Ziffer 5, voreingestellt, d. h., der Zähler zählt 40 V2 Sekunde geöffnet (niedrige Spannung an den fünf Einheiten der letzten Stelle mehr als dem wirk- ersten Zählerdekadeneingang gelegt) und dann liehen Ergebnis entspricht. Dies läßt sich z. B. durch wieder 1Iz Sekunde geschlossen werden. Ein Halbeinen Druckknopf bewerkstelligen; vom Ergebnis ist sekundentakt wurde unter der Annahme gewählt, dann der Wert 5 vor Verwertung desselben abzu- daß die Lochscheibe hundertzwanzig Löcher hat. ziehen. Das Voreinstellen läßt sich auch durch 45 Zählt man während einer Zeit von V120 Minute selbsttätige Einrichtungen bewerkstelligen. V2 Sekunde, so wird die gemessene Drehzahl auch
Um die Erfindung näher zu erläutern, wird ein gleich in UpM angezeigt. Während das Tor geschlos-
Ausführungsbeispiel in Einzelheiten beschrieben. sen ist und die Dekaden nicht mehr weiterzählen
Die F i g. 1 zeigt schematisch, wie die Anordnung können, wird der Weg zu den Strommeßinstrumennach der Erfindung getroffen werden kann. An eine 50 ten, d. h. den Anzeigeinstrumenten, freigegeben, Klemme 1 wird ein elektrischer Impulsgeber ange- und diese zeigen das Ergebnis der Zählung an. Um schlossen. Je nachdem, ob eines von zwei Toren 2 nach der Erfindung eine Daueranzeige zu erreichen, oder 3 geschlossen ist, werden die Impulse auf Zähl- ist in dem Zeitintervall, in dem die Dekaden 14 und dekaden 4 und 5 oder 6 und 7 gegeben. Die Zähl- 15 (System I) nicht zählen, sondern ihr Ergebnis dekaden, die nicht mit dem Impulsgeber verbunden 55 anzeigen, das Tor 22 für die Dekaden 16 und 17 sind, sind über dann geschlossene Kontakte 8 und 9 (System II) geöffnet, und jene Dekaden zählen. Für bzw. 10 und 11 mit Anzeigeinstrumenten 12 und 12' sie ist dabei der Weg zu den Anzeigeinstrumenten verbunden. Die Steuerung der Tore und der Kon- versperrt. In der nächsten halben Sekunde aber, in takte zu den Anzeigeinstrumenten erfolgt durch der die Dekadengruppe 14 und 15—nach vorheriger einen Taktgeber 13. Er bewirkt, daß zu bestimmten, 60 Rückstellung auf 0 — erneut zählt, ist das Tor vorgebbaren Zeiten das jeweils geöffnete Tor ge- 22 geschlossen, und die Dekadengruppe 16 und 17 schlossen und das geschlossene Tor geöffnet wird. zeigt über den jetzt freigegebenen Weg zu den In-Gleichzeitig erfolgt damit eine Umschaltung der strumentenl9 und 20 ihr Zählergebnis an. Beide Kontakte zu den Anzeigeinstrumenten. Soll die Dekadengruppen haben dieselben Instrumente für Zählung in jeder Dekade immer bei Null beginnen, 65 ihre Ergebnisanzeige, sie werden nur niemals gleichso wird die Anordnung so getroffen, daß mit dem zeitig, sondern wechselseitig mit dem Instrument Schließen eines Tores gleichzeitig eine Nullstellung verbunden, so daß die Zeiger bei stets gleichbleibender Dekade erfolgt. Wie die erforderlichen Schaltun- der Frequenz bzw. Drehzahl praktisch stillstehen.
Das vollständige Schaltbild einer Zähldekade mit Anzeigeinstrument und Schalttransistor zeigt F i g. 4. Sie besteht aus vier sogenannten »Flip-Flop-Stufen« (bistabilen Kippstufen) mit je zwei Transistoren 24 bis 31. Es sei zunächst nur eine Kippstufe mit den Transistoren 24 und 25 betrachtet. Die anderen Kippstufen sind entsprechend aufgebaut. Die beiden Emitter sind zusammengelegt, während je ein Kollektor über einen Widerstand 32 bzw. 33 mit der Basis des anderen Transistors verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß immer nur ein Transistor leiten kann, entweder 24 oder 25. Man sieht dies leicht ein, wenn man die Potentiale an den einzelnen Punkten betrachtet. Leitet z. B. Transistor 24, so fällt an ihm wenig Spannung ab. Folglich tritt an dem Punkt 41 nur eine kleine negative Spannung auf. Diese Spannung ist kleiner als das Emitterpotential, so daß sich eine positive Emitter-Basis-Spannung ergibt; dies bedeutet, daß der Transistor 25 sperrt. Kommt nun ein positiver Impuls auf einen Eingang 34, so wird er über zwei Dioden 35 und 36 auf die Basen der Transistoren 24 und 25 weiterlaufen. Ist Transistor 25 vorher schon gesperrt gewesen, so geschieht an ihm nichts. Anders bei Transistor 24. Hier wird die Basis einen Augenblick positiv und der Transistor dadurch einen Moment gesperrt. Damit aber verändert sich das Potential an seinem Kollektor nach negativen Werten hin, was einen negativen Impuls darstellt. Dieser negative Impuls erreicht über einen Kondensator 37 die Basis von Transistor 25, der damit leitend wird. Das Potential an dem Punkt 42 verändert sich gleichfalls, aber umgekehrt von stark negativen zu schwach negativen Werten hin, was einen positiven Impuls darstellt, der über einen Kondensator 38 an den Punkt 40 gelangt. Transistor 24 bleibt somit gesperrt, es leitet jetzt Transistor 25. Dieser Kreislauf der Potentiale an den Punkten 40-43-42-41 vollzieht sich in sehr kurzer Zeit (Größenordnung Mikrosekunde), folglich kann der nächste Impuls sehr rasch folgen. Man gelangt bis zu Frequenzen der Größenordnung MHz. Der nächste Impuls sperrt dann wieder Transistor 25 und läßt Transistor 24 leiten. Am Ausgang dieser Stufe liegt ein Kondensator 44. Die sehr raschen Potentialwechsel an Punkt 43 stellen positive und negative Impulse dar, die sich über den Kondensator 44 zum Eingang der nächsten Stufe fortpflanzen. Die negativen Impulse gelangen nicht über die Dioden, sie brauchen also nicht beachtet zu werden. Anders die positiven Impulse: Jedesmal, wenn das Potential des Punktes 43 auf weniger negative Werte kippt, also nach jedem zweiten Eingangsimpuls, entsteht an 43 ein positiver Impuls, der über den Kondensator 44 auf den Eingang der nächsten Stufe kommt. Damit kommen also aus dem Ausgang dieser Flip-Flop-Stufe halb soviel positive Impulse heraus als in den Eingang hineingelangen. Sie untersetzt demnach 2:1. Schaltet man zwei solche Stufen hintereinander, so ergibt es eine Untersetzung 4:1. Schaltet man vier Stufen hintereinander, erhält man eine Untersetzung 16:1. Um nun eine Untersetzung 10:1 zu erhalten, muß man einen Kunstgriff anwenden. Man schaltet auch vier Flip-Flop-Stufen hintereinander, muß dann aber sechs Schritte überspringen. Dann entsteht schon nach zehn Eingangsimpulsen ein Ausgangsimpuls, und nicht erst nach sechzehn. Dies läßt sich auf folgende Weise erreichen:
Kippt Transistor 29 vom Zustand »nichtleitend« auf »leitend«, so entsteht am Punkt 45 ein positiver Impuls. Über Kondensator 46 und Diode 47, d. h. über eine Art Rückführung, gelangt er an die Basis des Transistors 26 und sperrt diesen wieder, der gerade erst leitend geworden war. Dadurch werden zwei Transistorstellungen unmöglich.
Etwas ähnliches geschieht, wenn der Transistor 31
, von »nichtleitend« auf »leitend« kippt. Dann gelangt
ίο dieser positive Impuls vom Punkt 48 über einen Kondensator 49 und eine Diode 50 auf die Basis des Transistors 28 und sperrt diesen wieder. Dadurch werden weitere Transistorstellungen unmöglich. Ganz kurzzeitig war aber dabei Transistor 28 leitend gewesen, bevor er wieder auf »nichtleitend« kippte. Dies hat aber immerhin einen positiven Impuls an dem Punkt 51 zur Folge. Es müßte also eigentlich auch Transistor 26 wieder über Kondensator 46 und Diode 47 auf »nichtleitend« gestoßen werden. Um dies zu verhindern, wird zwischen 46 und 47 eine Vorspannung gegeben. Sperrt nämlich Transistor 30, so liegt an Punkt 52 ein negatives Potential von einigen Volt, was über den Widerstand 53 von einigen kß auch an dem Kondensator 46 und der Anode der Diode 47 liegt. Damit kommt der positive Impuls nicht bis zur Basis des Transistors 26 durch, da vor der Diode 47 das Potential nicht bis in den positiven Bereich kommt. Die Diode ist also undurchlässig, so daß die entsprechenden Transistor-Stellungen nicht ausfallen.
Die Zähldekade bewirkt nun entsprechend den Transistorstellungen verschieden große Ströme durch das Anzeigeinstrument. Dies wird wie folgt erreicht: Bei allen Schaltstellungen sind ja immer vier Transistoren leitend, niemals mehr und niemals weniger. An jeder Kippstufe liegt einer der hochohmigen Widerstände 55 bis 58 mit beispielsweise 60, 30, 30 und 15 kQ. Mit diesen Widerständen lassen sich neun verschiedene Ströme einstellen. Leiten
z. B. die Transistoren 25, 26, 28 und 30, so herrscht am 60-kQ-Widerstand 55 eine Spannungsdifferenz von beispielsweise 9 V. An allen anderen Widerständen beträgt die Spannung OV. Durch den Widerstand 55 fließt dann ein Strom von 0,15 mA. Durch Parallelschaltung eines Widerstandes 59 zum Anzeigeinstrument, nämlich zum Milliamperemeter 54, erreicht man, daß durch dieses ein Strom von 1Za mA fließt. Der Zeiger stellt sich damit auf die Zahl »1«. Kommt der nächste Impuls, so werden die Transistoren 24, 27, 28 und 30 leitend. Die Leitfähigkeit von Transistor 24 bewirkt einen Strom durch den 30-kß-Widerstand 56. Der Strom ist jetzt aber doppelt so groß. Der Zeiger des Anzeigeinstrumentes stellt sich also auf die Zahl »2«. Nach dem nächsten Impuls liegt sowohl am 60-kß-Widerstand 55 als auch am 30-kQ-Widerstand 56 Spannung, was bedeutet, daß jetzt der dreifache Strom fließt. Die Widerstände und Rückführungen sind also so angeordnet, daß nach jedem Impuls der Strom im Anzeigeinstrument um 1Ai mA ansteigt. Hat eine Dekade ihre zehn Schaltstufen durchlaufen, so gibt sie in dem Augenblick, in dem sie auf den Null-Zustand zurückgeht, einen Impuls auf die nächsthöhere Dekade, in der sich das Wechselspiel wiederholt. Zur Vereinfachung des Schaltbildes sind die Schaltelemente, die nur zur Spannungsteilung dienen oder nur Wiederholungen bereits beschriebener Schaltelemente sind, nicht mit Bezugszeichen versehen.
Die Steuerung der Tore 21 und 22, die die Zähldekaden von Zählen auf Anzeigen und umgekehrt schalten, erfolgt durch den Taktgeber 23. Zu dem Taktgeber gehört ein Quarzoszillator 60 in F i g. 1, der beispielsweise mit 20 kHz schwingt. Diese Frequenz wird über einen Impulsformer 61 und vier dekadische Untersetzer 62 bis 65 auf eine Impulsfrequenz von 2 Hz herabgesetzt, welche dann ihrerseits die Flip-Flop-Stufe des Taktgebers kippen läßt. Die dekadischen Untersetzter können dabei entsprechend der oben beschriebenen Zähldekade aufgebaut sein. Die Schaltung der Tore 21 und 22 ist eine normale bistabile Transistor-Flip-Flop-Stufe. Eine Basis der Transistoren 66, 67 bzw. 68, 69 wird von der Flip-Flop-Stufe des Taktgebers 23 gesteuert, d. h., sie erhält entweder eine schwach oder eine stark negative Spannung, z.B. —IV oder —9V. Liegt — 1V an dem Eingang, so sperrt der Transistor 66 bzw. 68, liegt — 9 V an, so leitet er. Im ersteren Fall liegen an seinem Kollektor etwa — 9 V. Diese liegen über einen Widerstand 70 bzw. 71 aber auch am Eingang der ersten Zähldekade. Kommen nun positive Impulse, die aber kleiner als 9 V sind, vom Impulsformer an, so können sie die Spannung am ersten Dekadeneingang niemals auf positive Werte bringen; die Flip-Flop-Stufen der ersten Dekade werden also nicht zum Kippen angeregt, das »Tor ist geschlossen«. Ist der Transistor 66 bzw. 68 leitend, so liegen an seinem Kollektor und damit am Eingang der ersten Zähldekade nur etwa — 1V. Die vom Impulsformer kommenden positiven Impulse gelangen somit als positive Impulse auf die Kippstufen der Zähldekade und lassen diese kippen. Das »Tor ist geöffnet«. Das Potential der Kollektoren der Transistoren 66 und 68 liegt aber auch an den Basen der Unterbrecher-Transistoren 72 bis 75, die in den Instrumentenleitungen liegen. »Tor geöffnet« heißt somit auch gleichzeitig »Instrument gesperrt«. In diesem Fall ist die Emitter-Basis-Spannung an dem entsprechenden Transistor gesperrt, so daß während des Zählens kein Strom über die Instrumente fließen kann. Erst wenn das »Tor geschlossen« ist, sind die zugehörigen Unterbrechertransistoren leitend, und das Ergebnis der gerade erfolgten Zählung kann von den Instrumenten angezeigt werden.
Steuert man beide Systeme wechselseitig, so erhält man eine Daueranzeige, d. h., wenn sich die Zählimpulsfrequenz nicht verändert, bleiben alle Instrumente auf demselben Wert stehen, obwohl fortwährend neu gemessen wird. Auch die Rückstellvorrichtungen, die durch 76 und 77 angedeutet sind, werden von der letzten Flip-Flop-Stufe des Taktgebers 23 gesteuert. Sie bestehen gleichfalls aus zwei Transistoren, von denen der eine im Normalzustand leitend und andere gesperrt ist. Wenn ein positiver Impuls auf die Basis des erstgenannten Transistors kommt, wird dieser kurzzeitig gesperrt. Dadurch entsteht ein negativer Impuls an der Basis des anderen Transistors. Dieser wird einen Augenblick leitend und läßt über eine Klemme78 (Fig. 4) einen positiven Impuls auf die Basen der Dekaden-Transistoren 25, 27, 29 und 31 fließen. Dadurch werden jene gesperrt; die Dekade steht damit auf Stellung 0. Die Rückstellung auf 0 kann in demselben Zeitpunkt erfolgen, in dem das Tor wieder für die neue Zählung geöffnet wird. Bevor der erste Zählimpuls die Dekade erreicht, ist die Rückstellung
ίο auch bereits abgeschlossen.
Der Strom des Anzeigeinstrumentes der letzten Ziffer läßt sich schon als einfacher analoger Wert für das Zählergebnis für eine Regelung oder ähnliche Aufgaben weiter verwerten. Oft wird der Bereich für diesen Zweck nicht ausreichen. Man kann dann Teile oder die ganze nächsthöhere Dekade mit hinzunehmen. Es muß dann dafür gesorgt werden, daß die entsprechenden Stromwerte mit dem zehnfachen Wert in Erscheinung treten. In vielen Fällen
ao wird die Genauigkeit dieses Stromes nicht ausreichen. Durch kleine Stromkonstanthalterschaltungen läßt sich dann der Stromwert unabhängig von Störeinflüssen mit der erforderlichen Genauigkeit einschalten. Jeder Kippstufe der höheren Dekade ist
as dann ein solches kleines Gerät zuzuordnen.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Anordnung zur Daueranzeige von auf ein Zeitintervall bezogenen Meßgrößen, deren Messung jeweils bei Null beginnend sich über eine vorgegebene Meßzeit erstreckt, unter Verwendung von zwei Speichern, von denen abwechselnd der eine den während der vorhergegangenen Meßzeit erreichten Wert speichert und der andere entsprechend dem in der laufenden Meßzeit gerade erreichten Wert eingestellt wird, und eines Zeittaktgebers, der die Meßzeit bestimmt und die Umschaltung und Rückstellung der Speicher steuert, dadurch gekennzeichnet, daß bei digitaler Messung von auf sehr kleine Zeitintervalle bezogenen Meßgrößen durch Zählung von durch die Meßgröße ausgelösten Impulsen zur Anzeige ein einziges Anzeigesystem dient, das durch den Zeittaktgeber mit demjenigen Speicher verbunden wird, der den in der vorhergegangenen Meßzeit erreichten Wert speichert.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch elektronische Schaltglieder, vorzugsweise Transistoren, für die Zählsysteme, die Umschaltmittel für Zähl- und Darstellzeiten und die Steuerorgane.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 017 701;
»Funk-Technik«, Nr. 1, 1958, S. 10, Kap. 4.2;
»Elektrotechnische Zeitschrift«, Ausgabe A (ETZ-A), Bd. 78, H. 21, v. 1.11.1957, S. 772 bis 775, insbesondere Kap. »Zeitbasis«.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 568/204 4.65 © Bimdesdruckerei Berlin
DEL29676A 1958-02-14 1958-02-14 Anordnung zur Daueranzeige von auf ein Zeitintervall bezogenen Messgroessen Pending DE1192414B (de)

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NL236018D NL236018A (de) 1958-02-14
NL124240D NL124240C (de) 1958-02-14
DEL29676A DE1192414B (de) 1958-02-14 1958-02-14 Anordnung zur Daueranzeige von auf ein Zeitintervall bezogenen Messgroessen
CH6913959A CH373196A (de) 1958-02-14 1959-02-03 Anordnung zur digitalen Gewinnung von auf eine vorgegebene Hilfsgrössenperiode bezogenen Messgrösse
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NL (1) NL124240C (de)

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