AT370537B - Digitale einrichtung zur bestimmung des stationaeren wertes eines analogsignals - Google Patents

Digitale einrichtung zur bestimmung des stationaeren wertes eines analogsignals

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AT370537B
AT370537B AT0845878A AT845878A AT370537B AT 370537 B AT370537 B AT 370537B AT 0845878 A AT0845878 A AT 0845878A AT 845878 A AT845878 A AT 845878A AT 370537 B AT370537 B AT 370537B
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Vladimir Ilich Skurikhin
Leonid Solomonovic Fainzilberg
Leonid Sergeevich Zhitetsky
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Inst Kib Akademii Nauk Uk Ssr
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Description


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   Die Erfindung bezieht sich auf die Digitalrechnertechnik und betrifft insbesondere eine digitale Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes eines Analogsignals. 



   Die Erfindung kann in Systemen der Informationsvorverarbeitung verwendet werden, in denen die Information technologischer Vorgänge mit parametrischen Gebern aufgenommen wird. insbesondere zur Bestimmung der Temperatur flüssigen Stahls in digitaler Form. die mit einem Tauchthermoelement gemessen wird. 
 EMI1.1 
 hintergrundes zu bestimmen und das Ergebnis in digitaler Form darzustellen. 



   Eine solche Aufgabe entsteht insbesondere bei der Temperaturmessung flüssigen Metalls.   z. B.   



   Stahls, durch einen Temperaturgeber, der kurzzeitig ins Metall getaucht wird. Dabei ist es erfor- derlich. den vom Geber abgelesenen Signalwert, der sich nach der Beendigung des durch das Träg- heitsverhalten des Temperaturgebers hervorgerufenen Übergangsvorganges einstellt, in digitaler
Form zu bestimmen. 



   Es ist eine digitale Recheneinrichtung bekannt, die zur Parameterkontrolle flüssigen Metalls dient. 



   Diese Einrichtung kann zur digitalen Bestimmung und Darstellung des stationären Wertes des Analogsignals, z. B. bei der Temperaturmessung flüssigen Metalls mit einem Tauchthermopaar, verwendet werden. 



   Die angegebene Einrichtung enthält einen Wandler, der das Analogsignal in einen numerischen Impulskode umwandelt und der einen Ausgang für die Kodeimpulse, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals entsprechen, und einen weiteren Ausgang für die Kodeimpulse aufweist, die einem negativen Zuwachs des Analogsignals entsprechen. Diese Einrichtung umfasst weiters einen Taktimpulsgenerator und eine Synchronisiereinheit, die zur Synchronisierung von Kode- und Taktimpulsen dient und deren Eingänge an die Ausgänge des Wandlers und an den Ausgang des Taktimpulsgenerators angeschlossen sind. Zur Bestimmung von lokalen Zuwächsen des Analogsignals dienen ein erster und zweiter Schwellenwertzähler, deren Stellenausgänge an die Eingänge von Nullzustandsdechiffratoren der Schwellenwertzähler angeschlossen sind.

   Die Ausgänge der Dechiffratoren sind dabei an die Eingänge der Berechnungsblockierung bei der Subtraktion der entsprechenden Schwellenwertzähler angeschlossen. Die Einrichtung weist auch einen Zeitintervalldiskriminator zur Selektion von Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten auf, wenn ein lokaler Zuwachs des Analogsignals eine angegebene Grösse erreicht. Die Eingänge für die   Anfangseinstel-   lung des Zeitintervalldiskriminators sind an die Überlaufausgänge der Schwellwertzähler angeschlossen. Mit dem Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators ist der Ausgang für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit elektrisch verbunden. Die Ausgänge für die synchronisierten Kodeimpulse der Synchronisiereinheit sind mit den Schwellenwertzählern und einem Zweirichtungszähler elektrisch verbunden.

   Der letztere dient zur Erzeugung eines Parallelkodes des Ergebnisses. Ein Register, dessen Informationseingang an die Stellenausgänge des Zweirichtungszählers und dessen Steuereingang an den Ausgang des Zeitintervalldiskriminators angeschlossen ist, gewährleistet die Speicherung des Ergebnisses. Das im Register gespeicherte Ergebnis wird durch einen Digitalanzeigeteil in digitaler Form abgebildet. 



   Bei der Temperaturmessung eines Metalls wird im Zweirichtungszähler ein Kode erzeugt, der den am Temperaturgeber abgelesenen laufenden Anzeigen des Analogsignals proportional ist. Überschreiten positive bzw. negative Signalzuwächse einen vorgegebenen Unempfindlichkeits-Schwellenwert EO gegen jene Signalabweichungen von einem stationären Wert, die durch Störungen hervorgerufen sind, so entstehen Impulse an den Überlaufsausgängen der Schwellenwertzähler. Jeder solche Impuls versetzt den Zeitintervalldiskriminator, der die synchronisierten Taktimpulse zählt, in den Anfangszustand. Sollte während einer vorgegebenen Zeitspanne To, die mit dem Zeitintervalldiskrimilator eingestellt wird, der Signalzuwachs den gegebenen Schwellenwert e nicht überschreiten, so tritt am Ausgang des Zeitintervalldiskriminators ein Signal auf.

   Dies ist ein Zeichen dafür, lass das Analogsignal den stationären Wert erreicht hat. Der Parallelkode, der im Zweirichtungszähler in diesem Zeitpunkt enthalten ist, gestattet die Auswertung des stationären Wertes des Analogsignals. Das Signal, das vom Ausgang des Zeitintervalldiskriminators auf den Steuereingang 

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 des Registers gelangt, trägt in letzteres Information über den stationären Wert des Analogsignals ein. 
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 somit nicht kleiner als 0,5 E sein. 



   Da man bei einer Zunahme des Störungspegels gezwungen wird, den Unempfindlichkeits-Schwellenwert    E,   zu erhöhen, wie aus dem oben Gesagten folgt, führt dies zu einer Zunahme des Maximalfehlers bei der Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals. Die Genauigkeit der Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals hängt somit bei der Anwendung der beschriebenen Einrichtung wesentlich vom Störungspegel ab. 



   So kann   z. B.   bei der Temperaturmessung des flüssigen Stahls durch die bekannten Tempe- 
 EMI2.2 
 ist ein solcher Fehler der Temperaturmessung unzulässig. 



   Ziel der Erfindung ist es, den angegebenen Mangel zu beseitigen und insbesondere die Mess- genauigkeit des stationären Wertes des Analogsignals im Störungshintergrund zu erhöhen. Der Erfin- dung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine mit einfachsten Bauelementen und Einheiten der Digi- talrechnertechnik aufgebaute digitale Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes eines
Analogsignals zu schaffen, die es gestattet, den stationären Wert des Analogsignals als Durch- schnittswert zwischen den maximalen und minimalen Werten des Analogsignals auszuwerten, dessen Änderungen während einer vorgegebenen Zeitspanne einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten werden. 



   Diese Aufgabe wird bei einer digitalen Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes eines Analogsignals, die einen Wandler aufweist, der das Analogsignal in einen numerischen Impulskode umwandelt und der einen Ausgang für die Kodeimpulse, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals entsprechen, und einen weiteren Ausgang für die Kodeimpulse aufweist, die einem negativen Zuwachs des Analogsignals entsprechen, welche Einrichtung weiters einen Taktimpulsgenerator, einen Zweirichtungszähler zur Erzeugung eines Parallelkodes des Ergebnisses, einen Zahlenanzeigeteil zur Abbildung des Ergebnisses, der mit den Stellenausgängen des Zweirichtungszählers elektrisch verbunden ist, umfasst sowie weiters einen ersten und zweiten Schwellenwertzähler, die zur Bestimmung von lokalen Zuwächsen des Analogsignals dienen,

   ferner diesen Schwellenwertzählern zugeordnete Nullzustandsdechiffratoren, deren Eingänge an die Stellenausgänge der Schwellenwertzähler und deren Ausgänge jeweils an die Eingänge für die Berechnungsblockierung bei der Subtraktion des ersten und des zweiten Schwellenwertzählers angeschaltet sind, ferner einen Zeitintervalldiskriminator zur Selektion von Intervallen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, wenn der lokale Zuwachs des Analogsignals eine angegebene Grösse erreicht, wobei die Eingänge für die Anfangseinstellung des Zeitintervalldiskriminators an die   Überlaufausgänge   der Schwellenwertzähler angeschaltet sind, ferner eine Synchronisiereinheit, die zur Synchronisierung von Kodeund Taktimpulsen dient, deren zwei Eingänge an die Ausgänge des Wandlers angeschlossen sind,

   wobei der dritte Eingang der Synchronisiereinheit an den Ausgang des Taktimpulsgenerators angeschlossen ist, wobei die Ausgänge der Synchronisiereinheit für die synchronisierten Kodeimpulse mit den Schwellenwertzählern und dem Zweirichtungszähler elektrisch verbunden sind und der Ausgang der Synchronisiereinheit für die synchronisierten Taktimpulse mit dem Zeitintervalldiskriminator elektrisch verbunden ist, erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Einrichtung einen Frequenzteiler mit dem Teilungsverhältnis 1 :

   2, drei Inverter sowie sieben UND-Glieder enthält, wobei der Zeitintervalldiskriminator einen Informationsausgang aufweist, der jeweils an die ersten Eingänge des ersten, zweiten, dritten, vierten UND-Gliedes und über den ersten Inverter an den ersten Eingang des fünften UND-Gliedes angeschlossen ist, wobei der Ausgang für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit an den zweiten Eingang des ersten UND-Gliedes angeschlossen ist, wobei die Schwellenwertzähler zusätzliche Subtraktionseingänge aufweisen, an die der Ausgang 

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 des ersten UND-Gliedes angeschlossen ist, wobei die elektrische Kopplung der Ausgänge für die synchronisierten Kodeimpulse der Synchronisiereinheit mit den Schwellenwertzählern und dem Zwei- richtungszähler durch das sechste und siebente UND-Glied durchgeführt ist,

   wobei der Ausgang für die synchronisierten Kodeimpulse, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals entsprechen, an den ersten Eingang des sechsten UND-Gliedes angeschlossen ist und der Ausgang für die syn- chronisierten Kodeimpulse, die einem negativen Zuwachs des Analogsignals entsprechen, an den ersten Eingang des siebenten UND-Gliedes angeschlossen ist, wobei die zweiten Eingänge des sechsten und des siebenten UND-Gliedes mit dem ersten Eingang des fünften UND-Gliedes zusammen- geschaltet sind, wobei der Ausgang des sechsten UND-Gliedes an die Additionseingänge des Zweirichtungszählers und des ersten Schwellenwertzählers sowie an den Subtraktionseingang des zweiten Schwellenwertzählers angeschlossen ist,

   wobei der Ausgang des siebenten UND-Gliedes an die Subtraktionseingänge des Zweirichtungszählers und des ersten Schwellenwertzählers sowie an den Additionseingang des zweiten Schwellenwertzählers angeschlossen ist, wobei die elektrische Kopplung des Ausgangs für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit mit dem Zeitintervalldiskriminator durch das fünfte UND-Glied durchgeführt ist, an dessen zweitem Eingang der Ausgang für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit angeschlossen ist, wobei der Ausgang des fünften UND-Gliedes an den Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators angeschlossen ist, wobei die zweiten Eingänge des zweiten und des dritten UND-Gliedes über den Frequenzteiler mit dem Teilungsverhältnis 1 :

   2 an den Ausgang für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisereinheit angeschlossen sind, wobei der Ausgang des Nullzustandsdechiffrators des ersten Schwellenwertzählers an den dritten Eingang des dritten UND-Gliedes, an den zweiten Eingang des vierten UND-Gliedes und über den zweiten Inverter an den dritten Eingang des zweiten UND-Gliedes angeschlossen ist, wobei der Ausgang des Nullzustandsdechiffrators des zweiten Schwellenwertzählers an den vierten Eingang des zweiten UND-Gliedes, den dritten Eingang des vierten UND-Gliedes und über den dritten Inverter an den vierten Eingang des dritten UND-Gliedes angeschlossen ist, wobei die Ausgänge des zweiten und des dritten UND-Gliedes jeweils an den zusätzlichen Subtraktionseingang und zusätzlichen Additionseingang des Zweirichtungszählers angeschlossen sind und wobei der Zahlenanzeigeteil einen Steuereingang aufweist,

   der an den Ausgang des vierten UND-Gliedes angeschlossen ist. 



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemässen digitalen Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes eines Analogsignals, Fig. 2 einen charakteristischen Kurvenabschnitt der Analogsignaländerung für den Fall, in welchem der Punkt des Kurvenabschnittes, in dem das Ansprechen des Zeitintervalldiskriminators erfolgt, in der Mitte zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals in diesem Abschnitt liegt, Fig. 3 im wesentlichen dasselbe wie Fig. 2 aber für den Fall, in welchem der Punkt des Kurvenabschnittes, in dem das Ansprechen des Zeitintervalldiskriminators erfolgt, oberhalb der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals in diesem Abschnitt liegt, und Fig.

   4 im wesentlichen dasselbe wie Fig. 2 aber für den Fall, in welchem der Punkt des Kurvenabschnitts, in dem das Ansprechen des Zeitintervalldiskriminators erfolgt, unterhalb der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals in diesem Abschnitt liegt. 



   Die erfindungsgemässe digitale Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes eines Analogsignals, wie sie in Fig. l dargestellt ist, enthält einen Wandler-l-zur Umwandlung des Analogsignals in einen numerischen Impulskode (unitärer, sequentieller   Einheitskode),   einen Taktimpulsgenerator-2-, eine Synchronisiereinheit --3--, die für die zeitliche Verteilung der Kode- und   raktimpulse   sorgt ; (eine solche Synchronisiereinheit ist eine Typeneinheit, welche in der digitalen Rechentechnik zur zeitlichen Verteilung der Impulse verwendet wird, welche in beliebigen Zeitpunkten von verschiedenen Quellen ankommen ; vgl.   z. B.   die DD-PS Nr. 120713).

   Die erfindungsgemässe Einrichtung enthält weiters zwei   Schwellenwertzähler-4, 5-- (d. s.   Zweirichtungszähler, welche 
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    dann,ist,   welche Zahl einen vorgegebenen Schwellenwert e für den Zuwachs übersteigt, an ihren Aus-   hängen   einen Überlaufimpuls abgeben), einen dem   Schwellenwertzähler --4-- zugeordneten   Nullzu- 3tandsdechiffrator-6--, einen dem   Sohwellenwertzähler-S-zugeordneten Nullzustandsdeohiffra-   

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 tor --7--, einen Zeitintervalldiskriminator --8--, einen   Zweirichtungszähler --9--,   einen Zahlen-   anzeigeteil --10--,   drei Inverter --11, 12,13--, sieben UND-Glieder --14, 15,16, 17,18, 19, 20-- und einen Frequenzteiler --21-- mit dem Teilungsverhältnis 1 : 2. 



   Der Wandler-l-weist einen Eingang --22-- und zwei   Ausgänge --23, 24- auf,   wobei der Ausgang --23-- zur Ausgabe der Kodeimpulse dient, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals entsprechen, und der Ausgang --24-- zur Ausgabe der Kodeimpulse dient, die einem negativen Zuwachs des Analogsignals entsprechen. Die Ausgänge-23 und 24-- sind an die Synchronisiereinheit --3-- angeschlossen. Der Ausgang --25-- des Taktimpulsgenerators --2-- ist ebenfalls an die Synchronisiereinheit --3-- angeschlossen. Der   Ausgang --26-- für   die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit --3-- ist an einen Eingang des UND-Gliedes --14--, an einen Eingang des UND-Gliedes --15-- und an den Eingang des Frequenzteilers --21-- mit dem Teilungsverhältnis 1 : 2 angeschlossen.

   Der Ausgang --27-- der Synchronisiereinheit --3--, der zur Ausgabe der synchronisierten Kodeimpulse dient, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals am Eingang --22-- des Wandlers --1-- entsprechen, ist an einen Eingang des UND-Gliedes --19-- angeschlossen. Der Ausgang --28-- der Synchronisiereinheit --3--, der zur Ausgabe der synchronisierten Kodeimpulse dient, die einem negativen Zuwachs des Analogsignals am Eingang --22-- des Wandlers - entsprechen, ist an einen Eingang des UND-Gliedes --20-- angeschaltet. Die weiteren Ein-   gänge --29,   30,   31-der UND-Glieder-20,   19, 14-- sind entsprechend zusammengeschaltet. Der Ausgang --32-- des UND-Gliedes --14-- ist an den Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators - angeschlossen.

   Der Ausgang --33-- des UND-Gliedes --15-- ist an die zusätzlichen Eingänge der   Schwellenwertzähler --4, 5-- angeschlossen.   Der Ausgang --34-- des UND-Gliedes --19-- ist an den Additionseingang des   Zählers-5-,   an den Subtraktionseingang des   Zählers --4-- und   an den Additionseingang des   Zweirichtungszählers --9-- angeschlossen.   Der Ausgang --35-- des UND-Gliedes --20-- ist an den Subtraktionseingang des Zählers --5--, an den Additionseingang des   Zählers --4-- und   an den Subtraktionseingang des   Zweirichtungszählers --9-- angeschlossen.   Die   Stellenausgänge --36-- des Zählers --4-- sind   an die Eingänge des zugehörigen Nullzustands- 
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 für die Anfangseinstellung des Zeitintervalldiskriminators --8-- angeschlossen.

   Der Ausgang des Nullzustandsdechiffrators --6-- ist an den   Eingang --38-- für   die Berechnungsblockierung bei der Subtraktion des Zählers --4--, an den Eingang --39-- des UND-Gliedes --16--, an den Eingang --40-- des Inverters --13-- und an den Eingang --41-- des   --41-- des UND-Gliedes --18- angeschlossen.   Die   Stellenausgänge --42-- des Zählers --5-- sind   an die Eingänge des zugehörigen Nullzustandsdechiffrators --7-- angeschlossen. Der Überlaufausgang des   Zählers --5-- ist   an den Eingang - für die Anfangseinstellung des Zeitintervalldiskriminators --8-- angeschlossen.

   Der Ausgang des Nullzustandsdechiffrators --7-- ist an den   Eingang --44-- für   die Berechnungsblockierung bei der Subtraktion des Zählers --5--, an den Eingang --45-- des Inverters --12--, an den Eingang -   des UND-Gliedes-17-- und   an den Eingang --47-- des --47-- des UND-Gliedes --18-- angeschlossen. 



  Der Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators --8-- ist an den Eingang --48-- des Inver- 
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 schlossen. Der Ausgang des Inverters --11-- ist an den Eingang --31-- des UND-Gliedes --14-angeschlossen ; der Ausgang des Inverters --12-- ist an den Eingang --52-- des UND-Gliedes --16-angeschlossen und der Ausgang des Inverters --13-- ist an den Eingang --53-- des UND-Gliedes - angeschlossen.

   Der Ausgang des Frequenzteilers-21-- mit dem Teilungsverhältnis 1 : 2 ist jeweils an die   Eingänge --54, 55-- der UND-Glieder --16, 17-- angeschaltet.   Der Ausgang --56-des   UND-Gliedes-16-- ist an   den zusätzlichen Subtraktionseingang des Zweirichtungszählers --9-- angeschlossen und der Ausgang --57-- des UND-Gliedes --17-- ist an den zusätzlichen Additionseingang des   Zweirichtungszählers --9-- angeschlossen.   Der Ausgang --58-- des UND-Gliedes --18-- ist an den Steuereingang des Zahlenanzeigeteils --10-- angeschlossen. Die Stellenausgänge -   des Zweirichtungszählers-9-- sind   an den Informationseingang des Zahlenanzeigeteils --10-angeschlossen. 



   Wie schon gesagt, sind die   Schwellenwertzähler --4, 5-- als Zählschaltungen   ausgeführt, die auf einen Zählfaktor eingestellt sind, der der vorgegebenen Unempfindlichkeitsschwelle eD gegen lie durch Störungen hervorgerufenen Signalabweichungen vom stationären Wert entspricht. 

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 gang bis zum nächsten Messzyklus des stationären Wertes des Analogsignals erhalten bleibt. Ausserdem entsperrt das Auslösungspotential, das am Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators --8-- vorliegt, das UND-Glied --15--.

   Die synchronisierten Taktimpulse gelangen dabei vom Ausgang --26-- der Synchronisiereinheit --3-- über das UND-Glied --15-- auf die zusätzlichen Subtraktionseingänge der Zähler --4 und 5--. 
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 und der Zähler --4 und 5-- durch ein Signal des Zeitintervalldiskriminators --8-- erfolgte, in der Mitte zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Abschnitt der Kurve, die die Zeitabhängigkeit des Analogsignals darstellt (Fig. 2), so ist der Inhalt   AX.   des   Zählers --5-- bei   der Blockierung gleich dem Inhalt   #X2   des   Zählers --4--.    



   Die Taktimpulse, die über das UND-Glied --15-- auf die zusätzlichen Subtraktionseingänge 
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 den Eingängen --41 und 47-- des UND-Gliedes --18-- zu. Da dem Eingang --51-- dieses UND-Gliedes - auch ein Auslösungspotential vom Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators --8-zugeführt wird, tritt am Ausgang --58-- des UND-Gliedes --18-- ein Auslösungspotential auf, das, indem es an den Steuereingang des Zahlenanzeigeteils --10-- gelangt, die Übertragung der Information vom   Zweirichtungszähler --9-- in   den Zahlenanzeigeteil --10-- veranlasst.

   In letzterem wird die Grösse des stationären Wertes des Analogsignals in digitaler Form abgebildet, die der Durchschnittsgrösse zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem genannten charakteristischen Abschnitt der Kurve der Änderung dieses Analogsignals entspricht. 



   Falls der Punkt auf der Kurve der Änderung des Analogsignals, in dem die Blockierung des   Zweirichtungszählers --9-- durch   das Potential am Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators --8-- zustande gekommen ist, oberhalb der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Abschnitt dieser Kurve liegt 
 EMI6.3 
 Abschnitt dieser Kurve durch die folgende Gleichung bestimmt werden kann : 
 EMI6.4 
 
Die synchronisierten Taktimpulse, die an die zusätzlichen Subtraktionseingänge der Zähler --4 und 5-- vom Ausgang --33-- des UND-Gliedes --15-- gelangen, werden ebenso, wie es oben 
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   Beim Auftreten des Wertes Null im   Zähler --4-- blockiert   der Nullzustandsdechiffrator --6-den   Zähler --4-- und führt   den   UND-Gliedern --16, 18-- Auslösungspotentiale   zu. Der Nullzustandsdechiffrator --7-- des Zählers --5-- führt mit Hilfe des Inverters --12-- das Auslösungspotential dem   Eingang-52-des UND-Gliedes-16-zu.   Da am Eingang --49-- dieses UND-Gliedes --16-auch ein Auslösungspotential vorhanden ist, das vom Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators --8-- stammt, gelangen die synchronisierten Taktimpulse, deren Frequenz im Frequenzteiler --21-- im Verhältnis 2 :

   1 geteilt worden ist, über das UND-Glied --16-- an den zusätzlichen Subtraktionseingang des   Zweirichtungszählers --9--.   Diese Impulse gelangen so lange an den genannten zusätzlichen Subtraktionseingang des   Zweirichtungszählers --9--,   bis der Wert Null im   Zähler --5-- ebenso   wie im   Zähler --4-- auftritt.   Das Auslösungspotential am Ausgang des Null-   zustandsdechiffrators-7-- sperrt   dann über den Inverter --12-- das UND-Glied --16--.

   In den   Zweirichtungszähler --9-- gelangt   somit eine solche Anzahl von Impulsen, die der nach der Gleichung   (1)   zu berechnenden Grösse   AX   entspricht ; infolgedessen wird der Inhalt des Zweirichtungs- 

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   zählers --9-- automatisch   bis auf den erforderlichen Wert berichtigt, der dem Durchschnittswert zwischen dem maximalen und minimalen Wert des Analogsignals auf dem charakteristischen Abschnitt des Analogsignalverlaufs gleich ist.

   Beim Auftreten des Wertes Null im   Zähler --5-- wird   das 
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 durch das Potential am Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators --8-- zustande gekommen ist, unterhalb der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Kurvenabschnitt liegt (Fig. 4), wird der Inhalt   AX.   des   Zählers --5-- beim   Auftreten des Signals am Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators - kleiner sein als der Inhalt A X2 des Zählers --4--.

   Die Abweichung   Xi diesels   Blockierungspunktes von der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Kurvenabschnitt wird in diesem Fall nach der folgenden Gleichung bestimmt : 
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Die synchronisierten Taktimpulse, die auf die zusätzlichen Subtraktionseingänge der Zähler --4 und 5-- gelangen, ändern den Inhalt dieser Zähler. Sobald im   Zähler --5-- der   Wert Null 
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 Der Nullzustandsdechiffrator --7-- blockiert somit den Subtraktionseingang des   Zählers --5-- und   öffnet das UND-Glied-17-. Die synchronisierten Taktimpulse gelangen über den Frequenzteiler   - -21-- im Verhältnis 2 : 1   geteilt und über das UND-Glied --17-- an den zusätzlichen Additionseingang des Zweirichtungszählers-9-.

   Sie gelangen so lange an den genannten zusätzlichen Addi- 
 EMI7.4 
 liche Grösse korrigiert, die einem Punkt entspricht, der auf der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Kurvenabschnitt liegt. Der korrigierte Inhalt des Zweirichtungszählers --9-- wird in den Zahlenanzeigeteil --10-- mit einem Signal übertragen, das vom Ausgang --58-- des UND-Gliedes --18-- kommt und wird in diesem Zahlenanzeigeteil-10-in digitaler Form abgebildet. 



   Die beschriebene konstruktive Ausführung der digitalen Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes eines Analogsignals gestattet es, eine genauere Auswertung des stationären Wertes des Analogsignals zu erreichen. Der Fehler bei der Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals hängt dabei nicht von einem allfälligen Störpegel ab, sondern wird ausschliesslich durch das Auflösungsvermögen des Wandlers des Analogsignals in den numerischen Impulskode bestimmt. Die Anwendung von einfachen Elementen und Baugruppen der digitalen Rechentechnik in der erfindungsgemässen Einrichtung gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit derselben bei niedrigen Herstellungskosten und geringen Aussenabmessungen. 



   Die Anwendung der oben beschriebenen digitalen Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes eines Analogsignals,   z. B.   zur digitalen Temperaturmessung von flüssigem Stahl mit einem Thermopaar, das kurzzeitig in den flüssigen Stahl getaucht wird, sichert eine hohe Messgenauigkeit. 
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Claims (1)

  1. B.PATENTANSPRUCH : Digitale Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes eines Analogsignals, die einen Wandler aufweist, der das Analogsignal in einen numerischen Impulskode umwandelt und der einen Ausgang für die Kodeimpulse, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals entsprechen, und einen weiteren Ausgang für die Kodeimpulse aufweist, die einem negativen Zuwachs des Analog- signals entsprechen, welche Einrichtung weiters einen Taktimpulsgenerator, einen Zweirichtungszäh- ler zur Erzeugung eines Parallelkodes des Ergebnisses, einen Zahlenanzeigeteil zur Abbildung des Ergebnisses, der mit den Stellenausgängen des Zweirichtungszählers elektrisch verbunden ist, um- fasst, sowie weiters einen ersten und zweiten Schwellenwertzähler, die zur Bestimmung von lokalen Zuwächsen des Analogsignals dienen,
    ferner diesen Schwellenwertzählern zugeordnete Nullzustands- dechiffratoren, deren Eingänge an die Stellenausgänge der Schwellenwertzähler und deren Ausgänge jeweils an die Eingänge für die Berechnungsblockierung bei der Subtraktion des ersten und des zweiten Schwellenwertzählers angeschaltet sind, ferner einen Zeitintervalldiskriminator zur Selektion von Intervallen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, wenn der lokale Zuwachs des Analogsignals eine angegebene Grösse erreicht, wobei die Eingänge für die Anfangseinstellung des Zeitintervalldiskriminators an die Überlaufausgänge der Schwellenwertzähler angeschaltet sind, ferner eine Synchronisiereinheit, die zur Synchronisierung von Kode- und Taktimpulsen dient, deren zwei Eingänge an die Ausgänge des Wandlers angeschlossen sind,
    wobei der dritte Eingang der Synchronisiereinheit an den Ausgang des Taktimpulsgenerators angeschlossen ist, wobei die Ausgänge der Synchronisiereinheit für die synchronisierten Kodeimpulse mit den Schwellenwertzählern und dem Zweirichtungszähler elektrisch verbunden sind und der Ausgang der Synchronisiereinheit für die synchronisierten Taktimpulse mit dem Zeitintervalldiskriminator elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Frequenzteiler (21) mit dem Teilungsverhältnis 1 :
    2, drei Inverter (11,12, 13) sowie sieben UND-Glieder (14, 15, 16,17, 18, 19,20) enthält, wobei der Zeitintervalldiskriminator (8) einen Informationsausgang aufweist, der jeweils an die ersten Eingänge des ersten, zweiten, dritten, vierten UND-Gliedes (15,16, 17,18) und über den ersten Inverter (11) an den ersten Eingang des fünften UND-Gliedes (14) angeschlossen ist, wobei der Ausgang (26) für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit (3) an den zweiten Eingang des ersten UND-Gliedes (15) angeschlossen ist, wobei die Schwellenwertzähler (5,4) zusätzliche Subtraktionseingänge aufweisen, an die der Ausgang (33) des ersten UND-Gliedes (15) angeschlossen ist, wobei die elektrische Kopplung der Ausgänge (27,28) für die synchronisierten Kodeimpulse der Synchronisiereinheit (3) mit den Schwellenwertzählern (5,4) und dem Zweirichtungszähler (9)
    durch das sechste und siebente UND-Glied (19,20) durchgeführt ist, wobei der Ausgang (27) für die synchronisierten Kodeimpulse, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals entsprechen, an den ersten Eingang des sechsten UND-Gliedes (19) angeschlossen ist und der Ausgang (28) für die synchronisierten Kodeimpulse, die einem negativen Zuwachs des Analogsignals entsprechen, an den ersten Eingang des siebenten UND-Gliedes (20) angeschlossen ist, wobei die zweiten Eingänge des sechsten und des siebenten UND-Gliedes (19,20) mit dem ersten Eingang des fünften UND-Gliedes (14) zusammengeschaltet sind, wobei der Ausgang (34) des sechsten UND-Gliedes (19) an die Additionseingänge des Zweirichtungszählers (9) und des ersten Schwellenwertzählers (5) sowie an den Subtraktionseingang des zweiten Schwellenwertzählers (4) angeschlossen ist, wobei der Ausgang (35)
    des siebenten UND-Gliedes (20) an die Subtraktionseingänge des Zweirichtungszählers (9) und des ersten Schwellenwertzählers (5) sowie an den Additionseingang des zweiten Schwellenwertzählers (4) angeschlossen ist, wobei die elektrische Kopplung des Ausgangs (26) für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit (3) mit dem Zeitintervalldiskriminator (8) durch das fünfte UND-Glied (14) durchgeführt ist, an dessen zweitem Eingang der Ausgang (26) für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit (3) angeschlossen ist, wobei der Ausgang (32) des fünften UND-Gliedes (14) an den Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators (8) angeschlossen ist, wobei die zweiten Eingänge des zweiten und des dritten UND-Gliedes (16,17) über den Frequenzteiler (21) mit dem Teilungsverhältnis 1 :
    2 an den Ausgang (26) für die synchronisierten Taktimpulse der Synchronisiereinheit (3) angeschlossen sind, wobei der Ausgang (44) des Nullzustandsdechiffrators (7) des ersten Schwellenwertzählers (5) an <Desc/Clms Page number 9> den dritten Eingang des dritten UND-Gliedes (17), an den zweiten Eingang des vierten UND-Gliedes (18) und über den zweiten Inverter (12) an den dritten Eingang des zweiten UND-Gliedes (16) angeschlossen ist, wobei der Ausgang (38) des Nullzustandsdechiffrators (6) des zweiten Schwellenwertzählers (4) an den vierten Eingang des zweiten UND-Gliedes (16), den dritten Eingang des vierten UND-Gliedes (18) und über den dritten Inverter (13) an den vierten Eingang des dritten UND-Gliedes (17) angeschlossen ist, wobei die Ausgänge (56, 57) des zweiten und des dritten UND-Gliedes (16,17)
    jeweils an den zusätzlichen Subtraktionseingang und zusätzlichen Additionseingang des Zweirichtungszählers (9) angeschlossen sind, und wobei der Zahlenanzeigeteil (10) einen Steuereingang aufweist, der an den Ausgang (58) des vierten UND-Gliedes (18) angeschlossen ist.
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