AT260359B - Analog-Digital-Umsetzer nach dem Prinzip der Drehmomentkompensation - Google Patents

Description

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  Analog-Digital-Umsetzer nach dem Prinzip der Drehmomentkompensation 
Messwertumformer nach dem Prinzip der Drehmomentkompensation sind seit langem bekannt. (L. 



  Brandenburger   "Messumformer   mit Spannungsstrom- und Drehmomentkompensation" ATM Lfg. 228, 
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 formende Messgrösse zugeführt wird, mechanisch mit einem Sekundärmesswerk gekoppelt wird, welches von der umgeformten Grösse so durchflossen wird, dass die in beiden   Messwerken   erzeugten Drehmomente gegeneinander wirken. Sind die Zuführungen richtkraftlos, so kommt das System bei Gleichheit beider Drehmomente zur Ruhe. 



   Das Gegendrehmoment wird z. B. dadurch erzeugt, dass mit Hilfe eines induktiven kapazitiven oder optischen Abgriffsystems eine von der Auslenkung in ihrer Grösse und Richtung abhängige Gleich- oder Wechselspannung gewonnen wird, die nach entsprechender Verstärkung und gegebenenfalls Gleichrichtung das Sekundärmesswerk und den Lastwiderstand durchfliesst. Diese Messwertumformer stellen daher Analog-Umformer dar. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Analog-Digital-Umsetzer nach dem Prinzip der Drehmomentkompensation zu schaffen, um eine in analoger Form gegebene Eingangsgrösse digital auswerten und/oder anzeigen zu können. 



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in an sich bekannter Weise ein   Primär-   messwerk und ein dessen Drehmoment kompensierendes gleichstromdurchflossenes Sekundärmesswerk mit einem Abgriffsystem vorgesehen ist, und dass ein Impulsgenerator über zwei Torschaltungen an einen digitalen Vorwärts-Rückwärts-Zähler anschaltbar ist, dessen Zählerinhalt durch einen an sich bekann- 
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Kompensationsteil,präsentiert jede Stufe einen bestimmten Gleichstromwert,   d. h.   sie kann durch eine diskrete Zahl bewertet werden. Es wäre sehr aufwendig, wollte man allen Ziffern von 1 bis 9 einer Dekade eine eigene Stufe zuordnen. Es liegt nahe, die Unterteilung so zu wählen, dass sich alle Zahlen aus Kombinationen bilden lassen. 



   Hier bietet sich der Aikencode, ein bewertbarer Binärcode an, dessen einzelne Stufen die Wertigkeiten 2-4-2-1 besitzen. Durch Summenbildung dieser Stufen können alle Zahlen einer Dekade gewonnen werden. In der Fig. 1 ist der Kompensationsteil für zwei Dekaden dargestellt, wobei die Widerstände so gewählt werden, dass sich die angeschriebenen Faktoren für die Gleichstromwerte der Teil kompensationsströme ergeben. Die Summierung dieser Teilströme erfolgt im Sekundärmesswerk 2. 



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt. Darin stellt 1 das Primärmesswerk dar, das ein Drehmoment in Abhängigkeit von der Eingangsgrösse erzeugt. Mit dem Primärmesswerk ist ein Sekundärmesswerk 2 mechanisch gekuppelt, das ein entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment erzeugt. Mit den beiden   Messwerken   ist ein Abgriffsystem 3 verbunden, das im unabgeglichenen Zustand entweder links oder rechts wirkt und im abgeglichenen Zustand eine Mittelstellung einnimmt. Im Teil 5   sind Torschaltungen zusammengefasst.

   Der digitale Vorwärts 6R11ckwärts-Zähler   6   mit einem Kompensationsteil nachFig. 1 erhalt von einem Impuisgenerator   4 Impulse über zwei Tor- 

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 schaltungen 5b, 5c, die in Abhängigkeit von der Stellung des Abgriffsystems 3, entweder eine   Vorwärts- oder Rückwärtszählung   bewirken oder den Zählereingang sperren. 



   Diese Torschaltungen können von einem auf der gemeinsamen Achse des Primär- und Sekundär-   messwerkes   angebrachten Abgriff in bekannter Weise kapazitiv, induktiv, optisch oder mechanisch so i gesteuert werden, dass bei zu kleinem Gegendrehmoment der Zählerstand erhöht und bei zu grossem
Gegendrehmoment der Zählerstand vermindert wird und dass bei Gleichgewicht keine Impulse in den
Zähler gelangen. Im abgeglichenen Zustand entspricht dann der Zählerstand der Eingangsgrösse und stellt diese somit in codierter Form dar. Die digitale Anzeige kann nach entsprechender Umwertung oder Umkodierung in 8 nach einem bekannten Verfahren erfolgen. 



  Wird nicht eine kontinuierliche   sondem   eine periodische Umsetzung des analogen Wertes in die di- gitale Form etwa mit nachfolgender Speicherung gewünscht, so ist eine zusätzliche Torschaltung 5a zwischen Impulsgenerator 4 und Zähler 6 samt Kompensationsteil vorgesehen, die dem Messtakt entsprechend freigegeben wird. 



   Da der Umsetzer die analoge Eingangsgrösse oft vorzeichenrichtig erfassen soll, kann in bekannter
Weise vor Beginn des eigentlichen Messvorganges die Polarität festgestellt und   ! hderanzeigeeinrich-   tung 8 wiedergegeben werden. 



   In gewissen Fällen ist es zweckmässig, ausser der digitalen Darstellung der Primärgrösse über einen proportionalen eingeprägten Gleichstrom zu verfügen. Dieser in weiten Grenzen vom Lastwiderstand unabhängige Gleichstrom kann mit Hilfe eines Verstärkers 7 erzeugt werden, der zwischen den Sum- mierpunkt und dem Sekundärmesswerk 2 geschaltet wird. 



   Wird als Primärmesswerk ein Messwerk mit quadratischer   Drehmomentcharakteristik, z.   B. ein Dreh- eisenmesswerk gewählt und als Sekundärmesswerk ein solches mit linearer Drehmomentcharakteristik, so wird das Quadrat der analogen Eingangsgrösse digital angezeigt. Wird hingegen als   Primärmesswerk,   z. B. ein   Drehspulmesswerk   und als Sekundärmesswerk ein Dreheisenmesswerk verwendet, so wird die Quadrat- wurzel der Eingangsgrösse in digitaler Form darstellbar. 



   PATENTANSPRÜCHE- 
1. Analog-Digital-Umsetzer nach dem Prinzip der Drehmomentkompensation,   da dur c h ge < -     k e n n z e i c h n e t, dass   in an sich bekannter Weise ein Primärmesswerk (1) und ein dessen Drehmoment kompensierendes, gleichstromdurchflossenes Sekundärmesswerk (2) mit einem Abgriffsystem (3) vorge- sehen ist, und dass ein Impulsgenerator (4) über zwei Torschaltungen (5b, 5c) an einen digitalen Vor-   wärts-Rückwärts-Zähler   (6) anschaltbar ist, dessen Zählerinhalt, durch einen an sich bekannten Kom- pensationsteil, den Gleichstrom fur das Sekundärmesswerk (2) bestimmt.

Claims (1)

1. 2. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie mit den Torschaltungen (5b, 5c), welche die Zählimpulse auf den Vorwärts- bzw. den Rückwärtseingang des Zählers (6) schalten, ein weiteres Tor (5a) zur Sperrung des Zählereinganges im abgeglichenen Zustand vorgesehen ist.

   3. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Torschaltungen mit Hilfe eines an sich bekannten kapazitiven, induktiven, optischen oder mechanischen Abgriffes erfolgt.

   4. Analog-Digital-Umsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise mit zusätzlichen Tor- bzw. Verknüpfungsschaltungen das Vorzeichen der Eingangsgrösse erfasst wird.

   5. Analog-Digital-Umsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zähler mit Kompensationsteil (6) und dem Sekundärmesswerk (2) ein Gleichstromverstärker (7) eingefügt ist.

   6. Analog-Digital-Umsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du rc h g ek enn- zeichnet, dass durch die Wahl eines Primär- oder Sekundärmesswerkes mit quadratischer Drehmo- mentcharakteristik das Quadrat oder die Quadratwurzel der Eingangsgrösse in Ziffern dargestellt wird.