DE2943630C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr, wobei die in der Uhr auftretenden Erschütterungen gemessen und entsprechende Zeitmeßpuise erzeugt werden "nd wobei das Auslösen dieser Zeitmeßpulse während * i:.^ Teils eines jeden Zeitintervalls zwischen zwei aMfe.:;-nderfOlgenden Erschütterungen oder Folgen von " s.ihütterungen unterdrückt wird, um die Erzeugung von Zeitmeßpulsen aufgrund von Störerschör=i;pjp.gen zu verhindern, mit einem Einsetzen d> Unterdrückung unmittelbar nach dem Ende eines jeii.n Zeitmeßpulses, und wobei die derart erhaltenen Zeitmeßpuise mit Impulsen konstanter Wiederhoiungsfrequenz verglichen werden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen und anzuzeigen, welches der zu messenden Größe zu entspricht.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr gemäß diesem Verfahren, mit einem Schwingungsaufnehmer für die in der Uhr auftretenden Erschütterungen, einem Generator zur Erzeugung von Zeitmeßpulsen entsprechend den Erschütterungen und einer Anordnung zur Unterdrückung der Zeitmeßpuise während eines Teils eines jeden Zeitraumes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen und zwar unmittelbar nach dem Ende eines jeden Zeitmeßpulses.

Zur Messung der Funktionskenngröße einer Uhr, beispielsweise des Ganges (in beiden Richtungen), der Abweichung vom abgeglichenen Zustand der Hemmung (Asymmetrie der Halbschwingungen der Unruh) oder der Scnwingungsamplitude der Unruh wird häufig wie folgt vorgegangen:

die Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen, die in der Uhr auftreten, beispielsweise die ScMäge der Hemmung im Falle einer mechanischen Uhr, werden aufgenommen und in elektrische Meßimpulse umgewandelt, wonach die Meßimpulse (oder Zeitmeßpuise) mit eiiiem periodischen Bezugssignal bekannter Frequenz verglichen werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der CH-PS 5 56 573 der Anmelderin bekannt.

Die hiermit erzielbaren Resultate können jedoch noch durch das Entstehen von parasitären oder Stönmpulsen verfälscht werden, die in unregelmäßigen Intervallen zwischen den periodischen Impulsen auftreten, die dem regelmäßigen Gang der Uhr entsprechen, wobei diese Störimpulse zur Erzeugung von Meßpulsen führen können, die nichts mit der Funktionskenngröße der Uhr /u tun haben.

Um das Auslösen von Zeitmeßpulsen durch Stönm- eo pulse zu verhindern, ist es bereits bekannt, dieses Auslösen während eines Teils des Zeitintervalls zwischen zwei periodischen aufeinanderfolgenden Folgen von Erschütterungen oder zwei normalen Impulsen (oder Meßsignalen) zu unterdrücken, wobei diese Unterdrückung unmittelbar oder kurz nach dein Ende eines jeden Meßsignais einsetzt und ausreichend schnell beendet wird, um das Auslösen eines Zeitmeßpulses für das folgende Meßsigna zu ermöglichen.

Das bedeutet, also, daß jedes Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen unterteilt is* in eine Unterdrückungszeit, während der das Erzeugen eines Meßimpulses nicht möglich ist und in ein »Fenster«, während dessen Auftreten die Impulse oder von der Uhr stammenden Folgen von Erschütterungen (Meßsignale oder Störsignale) die Erzeugu eines Zeitmeßpulses auslösen können. Um das Rii .0 des Auslösens eines Zeitmeßpulses durch einen Störimpuls so gering wie möglich zu hallen, muß also die Dauer der Unterdrückung soweit wie möglich gleich dem Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen sein, d. h. also, daß das Fenster gerade vor Erzeugung des zweiten MeSsignals geöffnet wird.

Bis jetzt ist es jedoch nicht möglich gewesen, das Verhältnis zwischen Unterdrückungszeit und entsprechendem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen über einen bestimmten relativ niedrigen Wert zu vergrößern und demzufolge die Zeitdauer dos Fensters unter einen Minimalwert zu drücken, der einem wesentlichen Teil. eses Zeitraumes entspricht.

Die Dauer des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen ist nämlich nicht genau bekannt, wenigstens vor der Messung, wodurch der Zeitdauer des Fensters ein ausreichend großer Wert zuerkannt werden muß, um zu vermeiden, daß das zweite Meßsignal außerhalb des Fensters auftritt. Außerdem bedingt bei Uhren mil Unruh die Ungleichheit zwischen den aufeinanderfolgenden Zeitintervalk-n, die jeweils einer der Halbschwingungen der Unruh entsprechen, eine Begrenzung der Unterdrückungszeit auf einen Wert, der dem kürzeren Intervall entspricht. Das bedeutet, daß das dem längeren Intervall zugeordnete Fenster größer ist als das dem kürzeren Intervall zugeordnete und daß es ohne weiteres die Hälfte des Intervalls überschreiten kann. Für eine Uhr. deren Schwingungszahl 36 000 Halbschwingungen pro Stunde entspricht (Dauer einer Schwingung: 200 ms) beträgt das kürzere Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen z. B. 90 ms und das längere Intervall UO ms. In diesem Fall ist die maximale Unterdrückungszeit praktisch auf 80 ms festgelegt, was einem Fenster von 10 ms für das kurze Intervall und von JO ms fürs lange Intervall entspricht. Für eine entsprechende Schwingungsfrequenz von 18 000 Halbschwingungen pro Stunde (Dauer einer Schwingung 400 ms) errechnen sich folgende praktische Werte:

— Dauer des kurzen Intervalls: 190 ms

— Dauer des langen Intervalls: 2!0 ms

— Unterdrückungszeit: 80 ms

— Dauer des Fensters

im kurzen Intervall: 110 ms

— Dauer des Fensters

Das bedeutet, daß trotz der Unterdrückung des Auslösens von Meßimpulsen während eines Teils des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen das Risiko einer Auslösung eines Meßimpulses durch einen Störimpuls, der von der Uhr stammt, immer noch erheblich ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das oben genannte Risiko praktisch verschwindet, da die Öffnungszeit des Fensters erheblich kleiner ist.

Bei den erfindungsgemäßen Verführen ist dazu vorgesehen, daß die Dauer der Unterdrückung des Auslösens der Zeitmeßimpulse während eines jeden Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Folgen von Erschütterungen, die von der Uhr erzeugt werden, gleich der Dauer des vorletzten vorhergehenden Zeitintervall, abzüglich einer festen Zeitdauer ist.

Erfindungsgemäß erfolgt also die Unterdrückung des Auslösens von Zeitmeßpulsen während einer variablen Dauer, die für jedes Intervall von der Dauer des vorletzten vorhergehenden Intervalls abhängt, während die! Öffnungsdauer des Fensters selbst fest ist. Das bedeutet, daß selbst im Falle einer erheblichen Abweichung vom abgeglichenen Zustand der Hemmung einer mechanischer Uhr (große Ungleichheit zwisch'"' den Dauern der Halbschwingungen) der Dauer der Unterdrückung ein Wert zugeordnet werden kann, der einen erheblichen Prozentsatz der Gesamtdauer des Intervalls beträgt, ohne dabei den Zeitpunkt zu verpassen, an dem das nächste Meßsignal auftritt. Damit verringert sich entsprechend das Risiko der Erzeugung eines Störsignals außerhalb der Unterdrükkungszeit.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Anordnung zur Unterdrückung des Auslösens der Zeitmeßpulse derart ausgestaltet ist. daß die Dauer der Unterdrückung während sines jeden Zeitintervalls gleich der Dauer des vorletzten, vorhergehenden Zeitintervalls abzüglich einer festen Zeitdauer ist.

Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen der festen Öffnungszeit To (die dem Unterschied zwischen der Gesamtdauer T eines jeden Intervalls und der Unterdrückungsdauer Tb entspricht) zur Gesamtdauer Teines jeden Intervalls in der Größenordnung von 0.001 bis 0.02.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschakbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Zeitmeßpulsen,

Fig.2 den Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten der in F ig. 1 gezeigten Vorrichtung,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur automatischen Synchronisierung der Zeitmeßpulse mit den Meßsignalen der Uhr. und

Fig.4 den Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten der in F i g. 3 gezeigten Schaltung.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung werden die in einer Uhr durch die Schläge der Hemmung hervorgerufenen Erschütterungen, sowie auch die durch andere Ursachen hervorgerufenen Erschütterungen, von einem Schwingungsaufnehmer 1 (z.B. einem Mikrophon) aufgenor-men und anschließend von einem Verstärker 2 verstärkt

Am Punkt a der Anordnung erscheint also ein Signal, das sich aus einer Reihe von Impulsen zusammensetzt, wie sie in Fig.2, linie a dargestellt ist. Diese Impulse bestehen jeweils aus einer kurzen Folge von Stoßen, die einmal dem Schlag am Beginn jeder Halbschwingung der Unruh entsprechen (normale Impulse, die zur Messung des Ganges oder der Abweichung vom abgeglichenen Zustand der Hemmung dienen) und zum anderen Störsignalen, die eine andere Ursache haben, (z.B. denjenigen die mit P in der linie a in Fig.2 dargestellt sind). Die normalen Impulse treten in regelmäßigen Intervallen auf, die vom Gang und der Abweichung vom abgeglichenen Zustand der Hemmung abhängen, während die Störimpulse in unregelmäßigen Intervallen auftreten. In der folgenden Beschreibung werden diese normalen Impulse als Meßsignale (top) bezeichnet und die anderen als Slörsignale,

Das am Punkt a auftretende Signal wird einer monostabilen Schaltung 3 zugeführt (die zum Beispiel ein integrierter Schaltkreis sein kann, wie er unter der Bezeichnung 74 LS 221 von der Firma Texas Instruments Company angeboten wird). Dadurch erhält man

to am Ausgang Qs der Schaltung 3 ein Signal b, das aus einer Folge ausgeprägter Rechteckimpulse sehr kurzer

■Dauer (z.B. 4 MikroSekunden): besteht, Wobei jeder Impute zuerst eine ansteigende Vorderflanke und eine abfallende Hinterflanke aufweist und wobei die Impulse mit den Meßsignalen synchronisier^ sind, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. Am Ausgang Qs der Schaltung 3 erscheint ein zum Signal b inverses Signal 5, welches das Ausgangssignal der Anordnung ist und aus den gewünschten Zeitmeßpulsen besteht. Diese Pulse sind mit den Meßsignalen synchronisiert, wobei jedes Meßsignal einen Zei'meßpuls auslöst. Ein Auslösen eines Zeitmeßpulses während de* Auftretens eines Störsignals wird dadurch verhindert, daß die Schaltung 3 während beinah des ganzen Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen gesperrt ist, und nur ■ während eines konstanten Zeitraums wirksam ist, der einem geringen Bruchteil (z. B. in der Größenordnung von 0.1 bis 2%) des gesamten Zeitraums entspricht.

während der Pulse von der Schaltung 3 erzeugt werden.

Dieses Resultat wird durch die noch näher zu beschreibe! Jen Schaltungsteile erzielt

Das Signal b wird dem Eingang einer monostabilen Schaltung 5 zugeführt (die z. B. ein integrierter Schaltkreis sein kann, wie er unter der Bezeichnung 74 LS 221 erhältlich ist) und die an ihrem Ausgang Q, ein Ausgangssignal d abgibt, das aus einer Folge von Rechteckimpulsen besteht, die z. B. eine Dauer von 2 Mikrosekunden aufweisen, und jeweils zuerst mit ihrer Abstiegsflanke erscheinen, wobei diese Impulse ebenfalls mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind.

Das Signal d wird dem Steuereingang Lt eines Impulszählers 6 zugeführt, der eine Rückwärtszählung durchführt (und der z. B. ein integrierter Schaltkreis mit der Bezeichnung 74 LS 193 von Texas Instruments Company sein kann). Dem Impulszähler 6 wird weiterhin ein periodisches elektrisches Signal zugeführt das aus einem Zug von Rechteckimpulsen besteht mit einer Periode von 1 Millisekunde, das von einem Frequenzteiler 7 stammt welcher über den Leiter OSC mit einem Generator persischer Impulse konstanter Frequenz verbunden ist z. B. mit einem nichtdargestellten Quarzoszillator. Ein geeigneter Zähler 6 ist z. B. vom Typ »negative-edge-triggered« d. h. er wird von j«*der Anstiegsflanke der vom Teiler 7 stammenden Impulse ausgelöst

Das Signal d wird weiterhin dem Eingang einer

. monostabilen Schaltung 9 zugeführt (z. B. ein integrierter Schaltkreis 74 LS 221) an deren Ausgang Q₉ ein Ausgangssignal e entsteht Dieses besteht aus einer Reihe rechtwinkliger Impulse mit einer Dauer von z. B. 2 Mikrosekunden und deren Anstiegsflanke zuerst erscheint Diese Impulse sind mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert, Jedoch zu den Impulsen des Signals i/um einen Betrag verschoben, der gleich der Dauer der letzteren Impulse ist i h. z- B. um 2 Millisekunden.

Das Signal e wird weiterhin dem Steueranschluß (oder Taktanschluß) einer Speicherschaltung 8 zugeführt

FV: ^S

Gleichzeitig wird das Signal e einerseits dem Eingang einer monostabilen Schaltung 10 und andererseits dem Eingang einer monostabilsn Schaltung 11 zugeführt. Die beiden Schaltungen 10 und 11 können z.B. aus integrierten Schaltkreisen mit der Bezeichnung 74 LS 221 bestehen.

Die monostabile Schaltung 10 gibt ein Ausgangssignal if j η ihrem Ausgang Qw ab' sowie_ein zu g inverses Ausgangssignal ~g am Ausgang Qi₀. Diese Signale bestehen jeweils aus einer Reihe rechtwinkliger Impulse . mit einer Di^er von z, B. 2 Mikrosekunden, wobei die Impulse des Signais g zierst mit ihrer Abi tiegsflanke und diejenigen des (nicht dargestellten) Signals Jzuerst mit 'hrer Anstiegsflanke erscheinen. Diese Impulse sind ebenfalls mil den Meßsignalen der Uhr synchronisiert und bezüglich der Impulse des Signals e verschoben, um einen Betrag, der der Dauer der letzteren Impulse enispricht d. h. z. B. um 2 Mikrosekunden. woraus sich eine Verschiebung bezüglich der Impulse des Signals d ergibt, die gleich der Summe der Impulsdauern der Signale c/und cist.d. h. z. B.4 Mikrosekunden.

Das Signal g wird an den Ruckstclleingang (oder Löscheingang) CLj des Frequenzteilers 7 angelegt. Das Signal ~g wird dem Eingang 12' einer bistabilen oder Kippschaltung 12 zugeführt, deren anderer Eingang 12" mit dem Ausgang des Zählers 6 verbunden ist und demzufolge das Ausgangssignal k des letzteren aufnimmt.

Die monostabile Schaltung 11 gibt ein Ausgangssignal /an ihren Ausgang Q, 1 ab, welches die Form einer Reihe rechtwinkliger Impulse aufweist mit einer Dauer von z. B. 2 Millisekunden und deren Anstiegsflanken zuerst erscheiner Diese Impulse sind mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert, weisen jedoch bezüglich des Signals e die gleiche Verschiebung auf. wie die Impulse der Signale ^und ~g.

Das Signal / wird dem Rückstelleingang (oder Löscheingang) CLu eines Impulszählers 13 zugeführt, der eine Vorwärtszählung durchführt (und der z. B. aus einer integrierten Schaltung 74 LS 393 von Texas Instruments Company bestehen kann). Der Zähler 13 zählt die Impulse des vom Teiler 7 stammenden Signals und ist vom Typ »negative-edge-triggered«.

Dio Speicherschaliung 8 ist zwischen den Vorwärtszähler 13 und den Rückwärtszähler 6 geschaltet.

Jeder Impuls des Signais /hält den Zähler 13 während der Dauer dieses Impulses auf Null, d. h. während 2 Millisekunden.

Das bedeutet, daß während eines jeden Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen, d. h. im Falle einer Uhr mit Unruh während der Dauer einer Halbschwingung der Unruh, der Zähler 13 eine Anzahl von Impulsen des vom Teiler 7 stammenden Signals zählt, die gleich der Gesamtzahl der während dieses Zeitraums abgegebenen Impulse ist, vermindert um die Anzahl der Impulse, die während der Nullstellung (2 Millisekunden) des Zählers ί 3 abgegeben werden.

Jeder Impuls des Signals g bewirkt eine Nullstellung des Frequenzteilers 7 während der Dauer dieses Impulses (2 MikrosekundenX wodurch eine Synchroni- eo sierung des Beginns der Zählung durch den Zähler 13 mit jedem Meßsignal der Uhr ermöglicht wird (mit einer Verschiebung, die einer Verzögerung von 4 Mikrose-• künden entspricht, weiche vernachlässigbar gegenüber der Periode von einer Millisekunde des vom Teiler 7 abgegebenen Signals ist). Dadurch wird die Ungenauig-" keil von' einer Impulseinheit der vom Zähler 13 gezählten Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen beseitigt (d. h. eines Fehlers von einer Millisekunde) der sonst auftreten würde, wenn das vom Teiler 7 stammende Signal nicht zeitweise während eines jeden Meßsignals auf Null gehalten würde.

Jeder Impuls des Signals e bewirkt den Übergang der vom Zähler 13 gezählten Informationen in die Speicherschaltung 8 und jeder Impuls des Signals d bewirkt den Übergang der in der Speicherschaltung 8 enthaltenen Informationen in den Zähler 6. Das Ausgangssignal kd&s Zählers 6 besteht aus einer Reihe rechtwinkliger impulse, deren Dauer z, B. eine Millisekunde beträgt und die zuerst mit ihrer Abstiegsflanke anliegen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn der Zähler 6 am Ende der Rückwärtszählung bei Null anlangt.

Das Ausgangssignal der Kippschaltung 12 wird dem Rückstelleingang CL\ der monostabilen Schaltung 3 zugeführt. Demzufolge werden die Ausgangssignale S und b dieser Schaltung während eines Zeitintervalls unterdrückt, der zwischen dem Zeitpunkt des Auftretens der Abstiegsflanke der Impulse des Signals g und dem Zeitpunkt des Erscheinens der Abstiegsflanke der Impulse des Signals k liegt. Dieses Intervall oder diese U.iterdrückungszeit beginnt also 4 Mikrosekunden nach dem Anfang eines jeden Meßsignals der Uhr (z. B. I_n), wobei seine Dauer Tb ι gleich der Zähldauer des Zählers 13 im Intervall ist, welches zwei aufeinanderfolgende Meßsignale (I_n-2 und /„-1) trennt.

Die Zähldauer des Zählers 13 im Intervall, das zwei aufeinanderfolgende Meßsignale trennt, z. B. die beiden Signale /„-2 und I_n-1 und das einer Halbschwingung der Unruh entspricht, wobei diese Dauer gleich der Dauer der Halbperiode vermindert um die feste Dauer 7ö ist (im gewählten Beispiel 2 Millisekunden), wird im Speicher 8 während der folgenden Halbperiode eingespeichert (zwischen den Meßsignalen /„_ 1 und I_n) und vom Rückwärtszähler 6 während der Halbperiode zwischen den Signalen I_n und I_n+\ derart ausgewertet, daß die Unterdrückungszeit Tb ι dieser letzteren Halbperiode entspricht.

Der Unterschied zwischen dieser Unterdrückungszeit Und der Dauer der Halbperiode bildet die Öffnungszeit 7ö der Anordnung, d. h. die Zeit, während der ein Meßsignal (oder ein Störsignal) vom Aufnehmer 1 aufgenommen wird und zur Erzeugung eines Zeitmeßpulses des Signals 5 führen kann.

Die Öffnungszeit hat einen konstantem Wert (2 Millisekunden im gewählten Beispiel) selbst in dem Fall, in dem die aufeinanderfolgenden Intervalle zwischen den Meßsignalen der Uhr aufgrund einer Asymmetrie der Hemmung unterschiedlich sind.

Wie Fig.2 zeigt, ist die Unterdrückungszeit Tb? während der Halbperiode zwischen den Meßsignalen I„+\ und /„+2 größer als die Unterdrückungszeit T_B\ (wobei die Dauer der Unterdrückungszeit Tbz g/eich derjenigen der Halbperiode zwischen den Meßsignalen =I_n-i und ir liegt, weiche wiederum gleich derjenigen der Halbperiode zwischen den Signalen I„_+i und !„+2 abzüglich der Zeitdauer 7J ist).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet also mit "einer variablen Unterdrückungszeit als Funktion der Zeitdauer eines jeden Iniervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen, wodurch man eine Öffnungszeit mit einer festen Zeitdauer 7J erhält Dadurch kann diese einen erheblich geringeren Wert aufweisen, als bei den bekannten Vorrichtungen, die mit einer festen Unterdrückungszeit und einer variablen Öffnungszeit arbeiten.

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Für den Fall einer mechanischen Uhr mit einer Schwingungsfrequenz von 36 000 Halbschwingungen pro Stunde und unter Berücksichtigung der oben genannten Werte für die Zeitdauer der Impulse der einzelnen Signale Sowie für eine kurze Intervalldauer ■ von 90 Millisekunden und eine lange Intervalldauer von 110 Millisekunden gemäß Fig.2 erhält man z.B. eine feste Öffnungszeit To mit einem Wert von 2 Millisekunden welche» ungefähr 2,2% des kurzen Intervalls und ungefähr 1,8% des langen Intervalls entspricht. Man kann diese Zahlen den üblichen oben angegebenen Werten annähern (10 Millisekunden, entsprechend ungefähr 11% für das kurze Intervall und 30 Millisekunden entsprechend ungefähr 27% für das lange Intervall).

Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise noch zusätzlich eine Anordnung aufweisen zur Kontrolle der Synchronisierung der Auslösefrequenz der Impulse der einzelnen Signale mit der Meßsignalfrequenz des Uhrwerks und um erforderlichenfalls eine automatische erneute Synchronisierung der Zeitmeßimpulse vorzunehmen.

Diese Anordnung kann z. B. aus einer Schaltung bestehen, wie sie in F i g. 3 dargestellt isL

Diese Schaltung weist eine monostabile Schaltung 4 auf, die z.B. ein integrierter Schaltkreis mit der Bezeichnung 74 LS 221 sein kann. Wird dem Eingang das Signal a zugeführt, so erscheint am Ausgang Q dieser Schaltung ein Signal / (F i g. 4), das aus einer Reihe rechtwinkliger Impulse sehr kurzer Dauer besteht (z. B. eine Mikrosekunde) und bei dem die Abstiegsflanken zuerst anliegen, wobei diese Impulse mit dem Meßsignal der Uhr synchronisiert sind.

Das Signal / wird dem Eingang UPu eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 14 zugeführt, der z. B. aus einem integrierten Schaltkreis mit der Bezeichnung 74 LS 192 von Texas Instruments Company bestehen kann. Einem anderen Eingang DWu des Zählers 14 wird das Signal e über einen logischen Koinzidenz-Schaltkreis 15 zugeführt (wobei letzterer ein ODER-Tor ist).

Ist die Anzahl der Impulse des Signals / gleich

derjenigen der Impulse des Signals e, so herrscht Gleichgewicht an den Ausgängen Au (nicht dargestellt),

. Bu, Cu und Du des Zähicrs 14, wobei an den letzteren drei Ausgängen kein Signal ansteht

Ist hingegen die Anzahl der Impulse des Signals / größer als die Anzahl der Impulse des Signals e, so herrscht ein Ungleichgewicht an den Ausgängen Au,

ßi4, Cu und Du des Zählers 14 und die Zählung verschiebt sich nach vorn, derart, daß der Pegel am Ausgang der logischen Koinzidenzschaltung 16 (die ein ODER-Tor mit drei Eingängen darstellt) auf Null fällt. Dieser Pegel wird dem Löscheingang des Zählers 17 zugeführt, wobei ab diesem Zeitpunkt jeder Impuls des Signals 5 am Eingang des Zählers 17 diesen auslöst. Der Zähler 17 gibt am Ende der Zählung ein Signal ab und kehrt dabei auf Null zurück, nachdem er eine .!vorbestimmte Anzahl von Impulsen des Signals S¹ gezählt Hat, wobei diese Anzahl z. B. 32 beträgt. Das am Ausgang Qm des Zählers 17 anstehende Signal bei Beendigung der Zählung des Zählers 17 wird dem Eingang einer monostabilen Schaltung 18 zugeführt, die z. B. ein integrierter Schaltkreis mit der Bezeichnung 74 LS 221 sein kann. Jedem Impuls des Signals bei Beendigung der Zählung im Zähler 17 entspricht also ein Impuls des Signals am Ausgang Qm der Schaltung i3, wobei der letztere Impuls z. B. eine Dauer von 4 Mikrosekunden aufweist Das Ausgangssignal der Schaltung 18 wird dem Rückstelleingang auf Null CLu des Zählers 14 zugeführt

Des weiteren wird das Signal am Ausgang Du des Zählers 14 über einen Inverter 20 dem Unterdrückungseingang CLi der monostabilen Schaltung 3 mittels einer logischen Koinzidenzschaltung 19 (ODER-Tor) zugeführt, sowie dem Eingang des ODER-Tors 15, der von demjenigen verschieden ist, der das Signal e empfängt.

Dem ODER-Tor i9 wird an dem Eingang, der von demjenigen verschieden ist, dem das Signal des Aufgangs Du des Zählers 14 zugeführt wird, das Ausgangssignal der Schaltung 12 zugeführt

In dem Fall, in dem die Anzahl der Impulse des Signals / nur um wenige Einheiten größer ist als diejenige der Impulse des Signals e, d. h. beim eventuellen Auftreten von einigen Störsignalen in Form nichtperiodischer Impulse am Punkt a der Schaltung, werden die Ausgänge Bu und Cu des Zählers 14 schnell abgeglichen.

In dem Fall jedoch, in dem die Anzahl der Impulse des Signals /erheblich größer als diejenige der Impulse des Signals e ist wie es der Fall ist wenn die Z jitmeßpulse S und damit die Impulse des Signals e nicht gut synchronisiert sind mit den Meßsignalen der Uhr, wird der Zähler 14 automatisch auf Null zurückgestellt wenn der Zähler 17 die vorgegebene Anzahl von Impulsen des Signals S gezählt hat, wodurch eine erneute Synchronisierung der Zeitmeßpulse mit den Meßsignalen entsteht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr, wobei die in der Uhr auftretenden Erschütterungen gemessen und entsprechende Zeitmeßpulse erzeugt werden und wobei das Auslösen dieser Zeitmeßpuise während eines Teils eines jeden Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen unterdrückt wird, um die Erzeugung von Zeitmeßpulsen aufgrund von Störerschütterungen zu verhindern, mit einem Einsetzen der Unterdrückung unmittelbar nach dem Ende eines jeden Zeitmeßpulses, und wobei die erhaltenen Zeitmeßpulse mit Impulsen konstanter Wiederholungsfrequenz verglichen werden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen und anzuzeigen, welches der zu messenden Größe entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Unterdrückung des Auslösens der Zeitmeßpulse während eines jeden Zeitraums zwischen zwe. aufeinanderfolgenden Folgen von Erschütterungen, die von der Uhr erzeugt werden, gleich der Dauer des vorletzten, vorhergehenden Zeitintervalls abzüglich einer festen Zeitdauer ist

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der festen Zeitdauer und der Gesamtdnuer eines jeden Intervalls einen Wert in der Größenordnung von 0,001 bis 0,02 annimmt.

3. Vorrichtung zur Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Schwingungsaufnehmer für die in der Uhr auftretenden Erschütterungen, einem Generator zur Erzeugung von Zeitmeßpulsen entsprechend den Erscnüite-ungen und einer Anordnung zur Unterdrückung der Zeilmeßpulse während eines Teils eines jeden Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen und zwar unmittelbar nach dem Ende eines jeden Zeitmeßpulses, dadurch gekennzeichnet, daß die letztere Anordnung so ausgestaltet ist, daß die Dauer der Unterdrückung während eines jeden Zeitintervalls gleich der Dauer des vorletzten, vorhergehenden Zeitintervalls abzügiich einer festen Zeitdauer ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur zeitweisen Unterdrückung des Auslösens von Zeitmeßpulsen folgende Schaltteile aufweist:

— einen ersten monostabilen logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignals als Funktion des Ausgangssignals des Schwingungsaufnehmers für die Erschütterungen der Uhr, wobei das erste Ausgangssignal eine Folge von Rechteckimpulsen mit ansteigender Vorder-ίίαiikc aufweist, uic um den rvicGsigiiaien der Uhr synchronisiert sind und zur Erzeugung eines zweiten, zum ersten invertierten Ausgangssignals, das die Zeitmeßpulse darstellt;

— einen zweiten monostabilen logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines dritten Ausgangssignals als Funktion des ersten Ausgangssignals, welches eine Folge von Rechteckimpulsen mit fallender Vorderflanke aufweist, die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind;

— einen dritten monostabiien logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines vierten Ausgangssignals als Funktion des dritten Ausgangssignals, wobei das vierte Ausgangssignal eine Folge von Rechteckimpulsen mit ansteigender Vorderflanke aufweist die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind und gegenüber den Impulsen des dritten Ausgangssignals um einen Wert verschoben sind, der gleich ihrer Dauer ist;

einen vierten monostabiien logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines fünften A.usgpngssignals als Funktion des vierten Ausgangssignals, das eine Folge von Rechteckimpulsen mit ansteigender Vorderflanke aufweist, die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind und gegenüber den Impulsen des vierten Ausgangssignals um einen Wert verschoben sind, der gleich ihrer Dauer ist und zur Erzeugung eines sechsten Ausgangssignals, welches zum fünften Äusgangssignal invertiert ist;
einen fünften monostabilen logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines siebten Ausgangssignals als Funktion des sechsten Ausgangssignals, das eine Folge von Rechteckimpulsen mit ansteigender Vorderflanke aufweist die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind und gegenüber den Impulsen des vierten Signals um einen Wert verschoben sind, der gleich ihrer Dauer ist;

einen Frequenzteiler zur Aufnahme von Referenzimpulsen konstanter Frequenz und zur Abgabe von Zeitimpulsen, wobei der Frequenzteiler mit einem Löschausgang versehen ist, der mit dem Ausgang des vierten monostabilen logischen Schaltkreises verbunden ist, zur Unterdrückung der Ausgangssignale des Teilers während der Dauer eines jeden Ausgangsimpulses des vierten monosiabilen Schaltkreises;
einen Vorwärtszähler, dessen Zähleingang mit dem Ausgang des Frequenzteilers verbunden ist und dessen Stelleingang mit dem Ausgang des fünften monostabilen Schaltkreises verbunden ist, um den Zähler nach jedem Ausgangsimpuls des fünften monostabiien Schaltkreises zurückzustellen;

einen Speicherschaltkreis mit einem Steuereingang, der mit dem Ausgang des dritten monostabilen Schaltkreises verbunden ist zur Speicherung der Zählung des Vorwärtszählers nach dem Auftreten des Ausgangssignals des dritten monosfabilen Schaltkreises:
einen Rückwärtszähler, dessen Zähleingang mit dem Ausgang des Frequenzteiler·* verbunden ist, der ein Endsignal an einem Ausgang abgibt, wenn die Zählung des Zählers Null erreicht, und dessen Steuereingang mit dem Ausgang des zweiten monostabilen Schaltkreis verbunden ist so daii der Zahler oen zustand des Speicherschaltkreises nach dem Auftreten des Ausgangssignals des zweiten monostabiien Schaltkreises zählt:

einen bistabilen logischen Schaltkreis mit einem ersten Eingang, der mit dem Ausgang des vierten monostabilen Schaltkreises verbunden ist mit einem zweiten Eingang, der mit dem Ausgang des das Endsignal erzeugenden Rückwärtszählers verbunden ist, und mit einem Ausgang, der mit einem Stelleingang des ersten monostabilen Schaltkreises verbunden ist, so

daß das Ausgangssignal des ersten monostabilen Schaltkreises während eines Zeitintervall unterdrückt wird, das durch die Eingangsimpulse bestimmt wird, welche den ersten und zweiten Eingängen des bistabilen logischen Schaltkreises zugeführt werden.