Einrichtung zum Bilden der Summe von an mehreren Messstellen als Impulse auftretenden Messwerten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Bilden der Summe von an mehreren Messstellen als Impulse auftretenden Messwerten, die eine der Summe aller Im pulse proportionale Impulsfolge an ein Zählwerk ab gibt, wobei die in einer bestimmten Zeiteinheit von je weils einer Messstelle abgegebenen Impulse einem be stimmten Messwert entsprechen.
Bei der fortschreitenden Rationalisierung der Indu strie geht das Bestreben immer mehr dahin, Impulse, die an einer zentralen Stelle über mehrere Leitungen ein treffen, dort zu summieren, um z.B. die Summe der von mehreren Messwerken gemessenen und in entsprechen den Impulsfolgen umgewandelten Messwerte zu bilden. Die zu summierenden Messwerte werden dabei meist aufgelaufene Mengen, z.B. die an verschiedenen Stellen eines Netzes entnommene bzw. zugelieferte Arbeit be treffen. Die Anwendung braucht aber nicht auf die Mes sung der elektrischen Arbeit beschränkt bleiben, sondern kann auch überall dort, wo man Messwerte in elektri sche Impulse umwandelt, eingesetzt werden.
Es ist bekannt, dass Impuls-Summierungen derart vorgenommen werden, dass jeder Impulsleitung ein Schrittschaltwerk zugeordnet ist, das durch die Impulse, die auf dieser Leitung ankommen, fortgeschaltet wird. Über ein Differentialgetriebe, welches die Bewegungen aller Schrittschaltwerke auf ein gemeinsames Summen zählwerk überträgt, wird die gesamte Summe gebildet.
Ebenso bekannt sind die Impulssummiereinrichtun- gen, welche mittels eines Differentialgetriebes die Summe der von 2 rotierenden Messwerken, z.B. Elektrizitäts zählern, zurückgelegten Winkelwege unmittelbar auf ein Anzeigewerk übertragen. Durch Vergrösserung der An zahl der Differentialgetriebe lässt sich naturgemäss die Zahl der Summanden beliebig steigern. Den bekannten Einrichtungen dieser Art ist gemeinsam, dass das Dreh moment, mit welchem das Summenzählwerk über das Differentialgetriebe verstellt wird, von den Schrittschalt- werken, die von den Impulsen weitergeschaltet werden, bzw. von den Messwerken, deren Messwerte unmittel bar summiert werden, aufgebracht werden muss.
Das ist aber insbesondere bei der Summierung von Impulsen ein schwerwiegender Nachteil, weil die Impulse zumindest soviel Energie enthalten müssen, wie zum Verstellen des Zählwerkes einschliesslich der vorgeschalteten Getriebe teile nötig ist, wobei der grösste Teil der Energie für die Überwindung der Reibung in den Differentialgetrieben benötigt wird.
Diesen Nachteil hat man versucht zu vermeiden, in dem man ein Prinzip verwendet hat, das für die Mittel wertbildung des Ganges zweier Uhrwerke zur Erhöhung der Genauigkeit der Zeitanzeige bekannt geworden ist.
Hier wird das Drehmoment, das zum Antrieb des Zeigerwerks und zum Antrieb der beiden Uhrwerke nö tig ist, unmittelbar der Zeigerwelle zugeführt, die zu gleich die Planetenradwelle des Differentialgetriebes bil det. Man kann nach diesem Prinzip auch elektrische Impulse summieren, wenn man die Unruhen der Uhr werke durch elektromechanische Einrichtungen ersetzt, welche die Anker der Echappements der Uhrwerke nach Massgabe der Impulse hin und her schwenkt.
Durch Vergrösserung der Anzahl der Differentialgetriebe lässt sich auch die Zahl der Echappements, die anderen Im pulsleitungen zugeordnet werden können, beliebig ver- grössern. Obwohl hier ein wesentlich geringerer Kraftauf wand erforderlich ist als bei den vorgenannten Einrich tungen, kann nicht übersehen werden, dass der Aufwand insbesondere an feinmechanischer Präzisionsarbeit be deutend vergrössert werden muss, um die Minderung des Kraftaufwandes zu erreichen.
Andere bekannte Anordnungen zum Summieren von Impulsen sind sogenannte Summenwandler, die aus meh reren Primärspulen bestehen und die einlaufenden Strom- bzw. Spannungswerte auf eine gemeinsame Se kundärwicklung übertragen. Nachteilig an dieser An- ordnung ist, dass der Eigenfehler des Summenwandlers das Zählergebnis verfälscht und ausserdem die einzelnen Messstellen sehr dicht beieinander liegen müssen. Der artige Anordnungen sind daher nur bedingt anwendbar.
Es ist nun noch ein elektronisches Summen-Fern- zählgerät bekannt geworden, bei dem die Impulse der einzelnen Messstellen über Torschaltungen einer Oder- Schaltung zugeführt und dann gespeichert und gezählt werden. Die einzelnen Tor-Schaltungen werden durch ein Schieberegister in zyklischer Reihenfolge abgefragt in einer Zeit, die kürzer ist als der kleinste vorkom mende Abstand der Eingangsimpulse.
Bei dieser Anord nung ruft zwar das gleichzeitige Eintreffen zweier Im pulse keinen Summierfehler hervor, jedoch ist hier ein schaltungstechnischer Aufwand erforderlich, der für nor male Betriebsmessgeräte auf Grund der sehr bedeuten den Verteuerung nicht mehr vertretbar ist, Es ist auch bekannt, bei elektromechanischen Sum menzählwerken die ankommenden Impulse zunächst ein zuspeichern und aus dem Speicher abzufragen, um eine Koinzidenz zweier oder mehrerer Impulse zu vermeiden. Hierdurch tritt ebenfalls eine ziemliche Verteuerung und Erhöhung des technischen Aufwandes ein.
Die Erfahrungen haben gezeigt, dass es in den mei sten Fällen genügt, wenn die Gesamtsumme der an meh reren Messstellen aufgelaufenen Messwerte angezeigt wird, so dass es nicht erforderlich ist, die einzelnen Summanden in der Zentralstelle für sich sichtbar zu ma chen.
Zweck der Erfindung ist es, die geschilderten Män gel zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Einrichtung zum Bilden der Summe von an mehreren Messstellen als Impulse auftretenden Mess- werten für vorzugsweise elektromechanische Zählwerke zu schaffen, bei der unter Verzicht auf Speicher die Koinzidenz von Impulsen mit grosser Wahrscheinlich keit ausgeschaltet wird.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch ge löst, dass eine Summieranordnung vorgesehen ist, in der einem mit einer der mit ihm korrespondierenden Mess- stellen analogen Anzahl Eingängen und einem Ausgang ausgerüsteten Mischgatter je Eingang ein die ankom menden Impulse extrem verkürzender elektronischer Baustein vorgeschaltet und dem Ausgang ein Frequenz- teiler, dessen Divisor mindestens der Anzahl der vor handenen Eingänge entspricht, nachgeschaltet ist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Summieranordnung aus mehreren einheitlichen Bausteinen aufgebaut ist, die je mit vorzugsweise zwei Eingängen und einem Ausgang ausgebildet sind. Weiter hin kann der Summieranordnung je Eingang eine Im pulsformereinheit vorgeschaltet sein, die aus einem In tegrierglied und einem Schmitt-Trigger besteht. Am Aus gang der Summieranordnung kann noch eine monosta bile Kippschaltung vorgesehen sein.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemässen Ein richtung ist darin zu sehen, dass der gesamte Summen zähler als Baueinheit entfallen und die Summenanzeige in einem anderen auf der Schalttafel montierten Ge häuse, z.B. der Maximumanzeige, mit untergebracht werden kann. Die nur sehr wenig Raum beanspruchen den Bauteile der Summieranordnung können ohne Schwierigkeiten an der Rückseite der Schalttafel mon tiert werden. Hieraus ergibt sich also neben einer sehr vorteilhaften Ausbildung der Anordnung noch eine we sentliche Platzeinsparung auf der meist sowieso sehr beanspruchten Schalttafel.
Ein weiterer Vorteil besteht noch darin, dass die erfindungsgemässe Einrichtung nicht nur in Verbindung mit elektromechanischen Zählwerken eingesetzt werden kann, sondern unter dem Fachmann geläufigen Anpassungen auch für eine elektronische Zählung verwendbar ist. Wenn in besonderen Fällen die Anzeige der Gesamtsumme nicht ausreichend sein sollte und das Bedürfnis besteht, auch die einzelnen Summan den sichtbar zu machen, so ist dies ohne Veränderung der Einrichtung ebenfalls möglich.
Anhand zweier Ausführungsbeispiele soll der Erfin dungsgegenstand näher erläutert werden: Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Summieren und Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Summieranordnung nach dem Bausteinprinzip.
Die von einer Messstelle MS" bis<B>MS,</B> abgegebenen Impulse gelangen über je eine zugehörige Leitung L1 bis L4 zunächst an eine zugeordnete Impulsformereinheit JEl bis JE4, welche aus einem Integrierglied JGG bis JG4 und einem Schmitt-Trigger <B>ST,</B> bis<B>ST,</B> besteht.
Wäh rend das Integrierglied JG die Aufgabe hat, evtl. auf die Leitungen L1 bis L4 gekommene Störimpulse auszusie ben, gibt der Schmitt-Trigger den grösstenteils schon etwas deformiert ankommenden Impulsen in bekannter Weise die angestrebte Rechteckform.
Nachfolgend gelangen sie in eine Summieranordnung (SA), wo sie zunächst mittels eines je Eingang vorhan denen Differenziergliedes Dl bis D4 in einen extrem verkürzten möglichst spitzen Nadelimpuls umgeformt werden und dann über ein mit vier Eingängen und nur einem Ausgang versehenes Mischgatter MG in einen Frequenzteiler F mit dem Frequenzverhältnis 1 :4 ge langen. Dieses Frequenzverhältnis kann natürlich auch anders gewählt werden, jedoch empfiehlt es sich, dass der Divisor grösser oder gleich der Anzahl der Eingänge des Mischgatters MG ist.
Beim Ausführungsbeispiel wird erreicht, dass nur jeder vierte Impulse zur Zählung gelangt und eine für die Zählung in elektromechanischen Zählwerken erforderliche Zeitspanne zwischen zwei Im pulsen vorhanden ist.
Dieser vom Frequenzteiler F jeweils durchgelassene vierte Impuls gelangt dann auf eine monostabile Kipp- stufe K, die dann ihrerseits kurze für die Funktions fähigkeit ausreichende Impulse an das elektromecha nische Zählwerk abgibt, wo sie gezählt und angezeigt werden. Durch die extreme Verkürzung der Rechteck impulse auf möglichst spitze Nadelimpulse ist die Wahr scheinlichkeit der Koinzidenz zweier oder gar mehrerer Impulse derartig gering, dass sie um mehrere Grössen- ordnungen unter der Fehlergrenze der Messwertgeber liegt.
In Fig. 2 ist eine besonders günstige Ausbildungs form der Summieranordnung SA dargestellt. Sie ist aus mehreren einheitlichen Bausteinen B mit je 2 Eingängen und 1 Ausgang aufgebaut, die je mit 2 Differenzier- gliedern D1 einem Mischgatter MG mit 2 Eingängen und einem Frequenzteiler F mit dem Frequenzverhält- nis 1 : 2 bestückt sind. Aus der Anzahl der ankommen den Leitungen ergibt sich die Anzahl der notwendigen nebeneinander und hintereinander anzuordnenden Bau steine B.
Die Funktionsweise ist genau die gleiche wie bereits in Fig. 1 beschrieben.
Der Vorteil einer solchen Anordnung besteht einmal in der Wirtschaftlichkeit der Lagerhaltung und in der Universalität der Aufbaumöglichkeit durch die völlig gleichartigen Bausteine. Darüber hinaus sind mit einer solchen Anordnung die Zählfehler wegen der besseren Anpassungsmöglichkeiten wesentlich geringer zu halten und ausserdem kann die Wahrscheinlichkeit des gleich zeitigen Auflaufens von Impulsen noch weiter verringert werden.
Wird in besonderen Fällen gefordert, auch die ein zelnen Summanden anzuzeigen, so bedarf es nur der Einschaltung eines Zählwerkes an den Eingang der Summieranordnung SA. Obwohl in solch einem Fall wieder mehr Aufwand an Schalttafelplatz benötigt wird, bleibt doch der Vorteil des geringeren Energieaufwan des erhalten, da die sonst erforderlichen Differentialge triebe weiterhin eingespart werden.
Gelangt nun über eine der Leitungen eine Impuls folge in einen der Eingänge der Summieranordnung, de ren Impulse eine andere Impulskonstante aufweisen als die der auf den anderen Leitungen ankommenden Im pulsfolgen, so kann durch die Vorschaltung eines oder mehrerer Frequenzteiler eine Anpassung dieser Impuls konstante an die anderen erreicht werden, so dass die Impulsfolge am Ausgang der Anordnung der Summe proportional ist.
Soll nun anstelle der elektromechanischen Zählung eine elektronische treten, so kann auf den Frequenzteiler F und die monostabile Kippstufe K verzichtet werden.