AT279731B - Einrichtung zur digitalen Messung einer Frequenz, die geringfügig von einer Sollfrequenz abweicht - Google Patents

Description

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  Einrichtung zur digitalen Messung einer Frequenz, die geringfügig von einer Sollfrequenz abweicht 
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   Dies ist die übliche Art der digitalen Frequenzmessung,   wobei-fj-die   zu messende Frequenz ist   und-f-eine   meist von einem Quarzoszillator abgeleitete Eichfrequenz darstellt. Durch dieses integrierende Verfahren wird naturgemäss nur der Mittelwert der Frequenz erfasst und mit der Messhäufigkeit - angezeigt. Soll --fi- nicht nur in Hertz, sondern mit grösserer Genauigkeit, also   z. B.   mit 1/10 oder mit 1/100 Hz gemessen und angezeigt werden, so muss --f2-- gleich 1/10 bzw. 1/100 Hz werden. 



  Messresultate werden dann nur alle 10 bzw. 100 sec erhalten. Um diese langen Integrationszeiten zu vermeiden, kann man in das Zählwerk an Stelle   von --f 1-- auch   die zehnte bzw. hundertste Harmonische   von --f1-- einspeisen   und die   Frequenz --2-- auf   den Wert von 1 Hz belassen. Die Erzeugung der Harmonischen erfordert jedoch einen beträchtlichen technischen Aufwand. 



   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur digitalen Messung einer vergleichsweise geringfügig von einer Sollfrequez --fs-- abweichenden Frequenz --f1-- nach dem Periodenauszählverfahren, insbesondere für Frequenz- und Drehzahlregelung. Sie ermöglicht bei geringfügigem technischem Aufwand eine gesteigerte Messgenauigkeit sowie auch eine hohe Messhäufigkeit. Die Einrichtung nach der Erfindung 
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 den ausgeführt ist. 



   Zwei voneinander nur wenig abweichende Grössen x und y seien darstellbar durch die Beziehung :   x = y (1+d) mit d # 1.   



   Dann gilt : 
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 und : 
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Angewendet auf die vorliegende Aufgabe der Messung einer Frequenz --f1--, die nur wenig von einer   Sollfrequenz-fg-abweicht,   ergibt sich : 
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Das   Auflösungsvermögen   und damit die Messgenauigkeit lassen sich   mit --k-- unabhängig   von der Messhäufigkeit steigern, die bei dem Erfindungsgegenstand gleich der zu messenden Frequenz-f- ist. 



  Bei der bekannten Einrichtung ist die Messhäufigkeit gleich der dort verwendeten Normfrequenz --f2--, die entsprechend dem geforderten Auflösungsvermögen um einige Grössenordnungen kleiner   als --f1--   gemacht werden muss. 



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Blockschemas beschrieben. Die   Zählfrequenz-fg-   (=   fs)   wird über ein Gatter-l-und über die Lei-   tung --2-- einem Zählwerk --3-- zugeführt.   Die zu messende   Frequenz --f1-- wird   einer Impulsformerstufe --4-- mit drei Ausgängen, an welche die Leitungen-5, 6 und 7-angeschlossen sind, zugeführt. 



  An jedem dieser drei Ausgänge tritt einmal je Schwingungsperiode der am Eingang angelegten Schwingung mit der Frequenz-f,- je ein Impuls auf. 



   Der am Ausgang --5-- auftretende Impuls wird dem Gatter-l-als Sperrimpuls zugeführt und sperrt während seiner Dauer die Übertragung der   Zählfrequenz-fg-an   das Zählwerk --3--. Während der Dauer dieses Sperrimpulses wird zunächst durch einen kurzen Impuls über die Leitung--6-- ein Abfrageimpuls an das   Zählwerk --3-- gegeben,   worauf dieses über die Leitung --8-- seinen im Zeitpunkt der Abfrage herrschenden Zählerstand in ein Speicherwerk --9-- eingibt. An das Speicherwerk - ist schliesslich ein Anzeigewerk --10-- angeschlossen, das die jeweils im Speicherwerk eingespeicherte digitale Zahl, z. B. im dekadischen System anzeigt. 



   Während der Dauer des Sperrimpulses an das Gatter-l-wird nach dem Abfrageimpuls auch über die Leitung --7-- ein Impuls an das Zählwerk --3-- gesendet, der als Rückstellimpuls wirkt und das   Zählwerk --3-- in   den Ausgangsstand zurückstellt. 



   An Stelle des Anzeigewerkes --10-- ist im Falle der Verwendung der erfindungsgemässen Einrichtung als Messorgan eines Reglers eine Vergleichsschaltung anzuschliessen, welche die Abweichung der Frequenz-f,- von ihrem   Sollwert --fs-- nach   Grösse und Vorzeichen ermittelt und dementsprechend einen Regelungsvorgang auslöst. 



   Bei den periodisch mit der Frequenz --f1-- erfolgenden Einstellungen des   Zählwerkes --3-- ist   die 
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 drückung eines Zählimpulses während der Umschaltung des Zählwerkes bedingt sein kann, wird mit Erhöhung der Zählfrequenz --f3-- geringer. 



   Da nun die   Zählfrequenz-fg- gleich   dem Quadrat der   Sollfrequenz-f-gewählt   wird und die Zählung im   Zählwerk --3-- mit   dem Wert 2fs beginnend im subtraktiven Sinn erfolgt, kommt es beim Ende jeder Zählperiode zur Anzeige des Wertes 
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 der, wie oben angeführt, dem angenäherten Wert der zu messenden Frequenz --f1-- entspricht. 



   Soll etwa die Netzfrequenz 50 Hz (Sollfrequenz --fs--) auf 1 Hz genau gemessen bzw. geregelt werden, ist die Zählfrequenz   3 zu 52 =   2500 Hz und der Ausgangsstand des Zählwerkes zu 2fs = 100 zu wählen. Die Messung erfolgt etwa alle 2 msec. 



   Will man nun die Genauigkeit erhöhen, also beispielsweise auf 1/100 Hz genau messen, so kann man entweder die Zählfrequenz --f3-- erhöhen und/oder eine Frequenzuntersetzung bei den Impulsen der zu messenden   Frequenz-f.- vornehmen,   ohne dabei auf zu geringe Messhäufigkeit zu kommen. 



  Selbstverständlich muss der Ausgangsstand des Zählwerkes der verlangten Genauigkeit angepasst werden. 



   Wählt man   z. B. fg   = 100. 2500 Hz = 250 kHz und den Ausgangsstand zu 10000, erhält man die gewünschte Genauigkeit alle 20   msec ; lässt   man bei   fg=   2500 Hz statt dessen nur jeden 100. Impuls der   Frequenz-f-die   Stufe --4-- passieren, wird alle 2 sec gemessen. Die gleiche Genauigkeit erhält man bei Messung alle 0, 2 sec mit   fg   = 25 kHz unter Auswertung jedes zehnten Impulses der zu messenden   Frequenz-f-.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Einrichtung zur digitalen Messung einer vergleichsweise geringfügig von einer Sollfrequenz abweichenden Frequenz, nach dem Periodenauszählverfahren, insbesondere für Frequenz- und Drehzahlregelung, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator zur Erzeugung einer Impulsfolgefrequenz 3), derven Zahlenwert dem Quadrat der Sollfrequenz (fs proportional ist, und durch ein auf den dop- <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 EMI4.2