Einrichtung zur automatischen Analyse von analogen Messsignalen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Analyse von analogen Messsignalen.
Ein Beispiel für ein Messsignal ist das Ausgangssignal eines Chromatographen, das aus einer von einem Grund- oder Nullwert in der einen Polaritätsrichtung abweichenden Spannung veränderlicher Amplitude besteht, wobei die Spannungsschwankungen die Messinformation darstellen. Derartige Signale haben eine lange zeitliche Dauer. Die übliche Analyse derartiger Signale zur Gewinnung der Information aus den Signalschwankungen oder sogenannten Peaks erfordert zudem eine grosse Genauigkeit, da die Signale innerhalb eines Amplitudenbereichs von bis zu sechzig und siebzig Dezibel variieren können. Die Schwierigkeiten bei der Aufzeichnung und Wiedergabe eines Signals mit einem derart grossen dynamischen Bereich sind verschiedener Art.
Sie sind insbesondere darauf zurückzuführen, dass eine Genauigkeit im Grössenbereich eines Zehntels eines Prozentes oder noch weniger sehr erwünscht ist. Mit Rücksicht auf diese und andere Schwierigkeiten soll durch die Erfindung eine Einrichtung zur sehr genauen Aufzeichnung von analogen Signalen mit langer zeitlicher Dauer und gleichzeitig eine Einrichtung zur Wiedergabe des aufgezeichneten Signals geschaffen werden.
Erfindungsgemäss ist die Einrichtung gekennzeichnet durch ein Aufzeichnungsgerät mit einem Messwertkanal, ein Wiedergabegerät mit einem Messwertkanal und einem Referenzkanal, einen mit dem Wiedergabegerät verbundenen Integrator und einen an den Integrator angeschlossenen Drucker.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Gewinnung und Weiterverarbeitung von Messsignalen einer Mehrzahl von Quellen,
Fig. 2 ein Blockschema einer Aufzeichnungseinrichtung für Messsignale,
Fig. 2A mehrere von der Einrichtung der Fig. 2 erzeugte Signale,
Fig. 3 ein Blockschema einer Wiedergabeeinrichtung zur Erzeugung von Ausgangssignalen mit der Hilfe eines Magnetbandes,
Fig. 4 ein Blockschema eines Integrators zum Anschluss an die Einrichtung der Fig. 3,
Fig. 5 die Schaltungsanordnung und die Anschlüsse der Fig. 4 in detaillierter Darstellung,
Fig. 6 ein Diagramm eines Peaks, der durch Anderungen des Verstärkungsfaktors erhalten wird,
Fig. 6A und 6B vergrösserte Abschnitte des Signals nach der Fig. 6,
Fig.
7 ein Schaltschema eines Zeitkreises,
Fig. 8 Verbindungen mit der Wiedergabeeinrichtung der Fig. 3 im Detail und
Fig. 9 eine zusätzliche Schaltung, durch welche eine Speicherung von Werten und ihre Wiedergabe erzielt wird.
In der Fig. 1 ist ein Chromatograph 10 dargestellt, welcher an ein Aufzeichnungsgerät 12 mit Magnetband angeschlossen ist, um Signale auf dem Magnetband 14 aufzuzeichnen. Die Signale stellen Messwerte dar, welche zu geeigneter Zeit später abgespielt werden können.
Das Aufzeichnungsgerät 12 ist auch an andere Quellen, wie z. B. an zusätzliche Chromatographen 10a und lob, angeschlossen. Es versteht sich, dass die dem Aufzeichnungsgerät 12 vorgeschalteten Geräte auch andere Quellen von Messsignalen sein können, z. B. ein Wandler.
Es ist ein Ausgangssignal 10' in der Fig. 1 dargestellt, um den Verlauf des Signals anzudeuten, welches vom Aufzeichnungsgerät 12 als Ausgangssignal des Chromatographen 10 aufgezeichnet wird. Zusätzlich sind weitere Ausgangssignale 10" und 10"' dargestellt, die Ausgangssignale der zusätzlichen Quellen 10a und lOb bilden. Es versteht sich, dass eine grössere Anzahl von Messsignalen durch das Aufzeichnungsgerät 12 aufgezeichnet werden kann, so wie sie entweder zeitlich hintereinander oder gleichzeitig auftreten.
Das Magnetband 14 kann eine gewisse Zeit nach der Aufnahme zum Abspielen in einem Wiedergabegerät 16 verwendet werden. Das Gerät 16 liefert ein Ausgangssignal, welches dem Eingang eines Integrators 18 zugeführt wird. Der Integrator liefert vorzugsweise ein Ausgangssignal mit einer numerischen Darstellung des Messsignals, z. B. des Signals 10'. Das Ausgangssignal des Integrators 18 wird in diesem Falle durch einen Drucker 19 abgedruckt. Das Ausgangssignal des Drukkers 19 kann in vielen verschiedenen Formen gebildet werden. In der Fig. 1 ist ein Papierband 20 dargestellt, auf welchem verschiedene Gruppen von Messwerten aufgedruckt sind.
Die erste Gruppe 20' von Werten stellt die Integrale der verschiedenen Spannungsspitzen oder Peaks des Signals 10' dar. Der Bereich jedes Peaks wird dabei in Einheiten von Spannung mal Zeit summiert und die Summe angegeben. Das Messsignal 10" wird in der gleichen Weise integriert, und ein die Integrale der verschiedenen Peaks des Signals 10" darstellendes Ausgangssignal wird auf dem Papierband 20 erzeugt, wobei wieder eine Summe gebildet wird. Dieser Vorgang kann auf eine beliebige Anzahl von Messsignalen in der beschriebenen Weise ausgedehnt werden. Dabei wird das erste Signal 10' mit einem Identifikationszeichen 1 bezeichnet, welches auf dem Band 20 oberhalb der Werte 20'gedruckt wird.
In der Fig. 2 sind Einzelheiten des Aufzeichnungsgerätes 12 dargestellt. Es enthält einen Gleichstromverstärker 22, der z. B. mit einem Zerhacker und einem geeigneten Demodulator versehen ist. Der Verstärker 22 ist vorzugsweise durch eine Gegenkopplung stabilisiert und enthält eine Gegenkopplungsschleife 22a, welche zwei Gegenkopplungs-Widerstände enthält. Die Widerstände stehen in einem solchen gegenseitigen Verhältnis, dass der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 22 beim Austausch des einen Widerstandes gegen den anderen um einen Faktor von zehn geändert wird. Ausserdem ist ein Relais 23b vorgesehen, welches zur Wahl eines der beiden Gegenkopplungswege dient. Der Ausgang des Verstärkers 22 wird über einen Relaiskontakt 23a eines Relais 23 einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer 24 zugeführt.
In der normalen unbetätigten Stellung nach der Fig. 2 wird das Signal des Verstärkers 22 dem Umsetzer 24 zugeführt, welcher das eingehende Signal in eine Folge von Ausgangsimpulsen umformt, welche eine augenblickliche Frequenz haben, die der Amplitude des Signals des Verstärkers 22 proportional ist. Ein geeig neter Umsetzer 24 wird von der Firma Vidar Corporation hergestellt und hat die Modellnummer 211B.
Die Ausgangsimpulse des Umsetzers 24 sind symmetrisch und enthalten Halbwellen mit gleicher Dauer, die rechteckig sind. Der Ausgang des Umsetzers 24 ist an einen ersten Flipflop 25 angeschlossen und darauf an einen zweiten Flipflop 26, derart, dass die Frequenz der Impulse durch die Flipflop um einen Faktor vier vermindert wird. Die Impulse der Flipflop 24 und 26 werden darauf einem NOR-Gatter 27 zugeführt, welches die Impulse umkehrt und ein Eingangssignal einem Verstärker 28 des Magnetkopfes zuführt. Durch die Umkehrung eines Rechtecksignals wird nur ein phasenverschobenes Rechtecksignal erzeugt, was jedoch keinen Einfluss auf die Symmetrie eines Signals hat, welches zur Aufzeichnung auf das Magnetband gelangt.
Der Verstärker 28 des Magnetkopfes ist ein normaler Verstärker, welcher als erforderliche Ausgangsspannung einem Magnetkopf 29 zur Aufzeichnung auf dem Magnetband dient. Der Magnetkopf 29 bildet das Rechtecksignal auf dem Magnetband 14 ab, wobei dieses am Magnetkopf;29 durch an sich bekannte Transportvorrichtungen vorbei bewegt wird. Eine bevorzugte Vorrichtung zu diesem Zweck wird von der Firma Tandberg Company unter der Bezeichnung Modell 65 hergestellt.
Der zu diesem Zweck geeignete Magnetkopf ist z. B. das Modell Nr. 5601 der Firma Nortronics.
Die Frequenz des auf dem Magnetband 14 aufzuzeichnenden Signals ist der Amplitude des Ausgangssignals der Quelle 10 proportional. Für Zwecke, die später erläutert werden, ist der Spannungs-Frequenz Umsetzer 24 mit einer Vorspannung versehen, so dass der eigentliche Ausgangswert Null des Chromatographen 10 durch eine bestimmte Frequenz des Ausgangssignals dargestellt ist, welche durch die Vorspannung gegeben ist. Diese Vorspannung kann z. B. durch einen zusätzlichen Eingang des Umsetzers 24 in der Form eines Potentiometers gebildet werden, welches an eine Batterie oder eine andere Stromquelle angeschlossen ist, wobei das Potentiometer zur Erzeugung der Vorspannung einstellbar ist.
Der Umsetzer liefert dann ein Ausgangssignal mit einer bestimmten Frequenz, welches einem Ausgangssignal Null der Quelle entspricht, wobei eine Erhöhung der Frequenz iiber diesen Nullwert hinaus möglich ist.
In der Fig. 2 ist eine zusätzliche Schaltung dargestellt, welche der Bildung des symmetrischen Ausgangssignals dient, welches auf dem Band 14 aufgezeichnet ist. In der Fig. 2A sind drei Signale übereinander dargestellt, wobei das oberste Signal 30' Messwerte und die übrigen Signale 30" und 30"' Anweisungen für das Wiedergabegerät und den Integrator darstellen, welche später erläutert werden.
Zur Erläuterung der Quelle des Identifikationssignals 30"' muss die Funktion des Relais 23 betrachtet werden. Bei der Betätigung des Relais 23 wird sein Kontakt 23a an einen mehrfachen Schalter 32 angeschlossen und über diesen an eine gewählte Verbindungsstelle eines Spannungsteilers 33. Der Spannungsteiler ist an eine positive Spannung angeschlossen und enthält eine Mehrzahl von Widerständen, die in Serie geschaltet und an das Erdpotential angeschlossen sind.
Auf diese Weise erhalten die Verbindungsstellen der Reihe von Widerständen ein bestimmtes Spannungsniveau für den Schalter 32. Die Widerstände sind so gewählt und geschaltet, dass jede der Kontaktstellen des Schalters 32 ein Spannungsniveau bildet, welches dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer 24 als ein festes Signal zugeführt werden kann. Durch eine Verbindung des Schalters 32 mit einer dieser verschiedenen Spannungen wird eine feste Spannung dem Umsetzer 24 zugeführt, wodurch das Signal während einer bestimmten Zeit ver ändert wird, so dass das durch den Integrator während der bestimmten Zeit (siehe Fig. 1) gebildete Integral eine charakteristische Zahl enthält, welche der gewählten Zahl entspricht. So liefert z.
B. der Kontakt 33-2 des Schalters eine Spannung, welche, wenn sie aufgezeichnet und darauf vom Band abgespielt wird, das Abdrucken einer Identifikationszahl (2 in diesem Falle) durch den Drucker 19 nach der Fig. 1 zur Folge hat.
In der Fig. 2A ist auch das Signal dargestellt, welches durch den Magnetkopf 29 auf dem Magnetband 14 zur Angabe einer Rückstellung vorgesehen ist. Das Signal ist mit 30" bezeichnet. Das Rückstellsignal ist vor der Aufzeichnung und nach der Aufzeichnung der Messwerte vorhanden, wobei die Messwerte aus einer Umsetzung des Messsignals des Chromatographen 10 in einen impulsförmigen Ausgang durch den Umformer 24 entstehen.
Das Rückstellsignal ist durch einen vom Signal 30' abweichenden Verlauf dargestellt, und zwar in Abhängigkeit von der Betätigung des Schalters 34. Der Rückstellzustand wird abgeschlossen, und die Aufzeichnung der Messwerte beginnt mit der Betätigung eines Schalters 35, durch welchen das Relais 23 den Verstärker 22 mit dem Umsetzer 24 verbindet. Zusätzlich ist noch ein Identifikationsschalter 36 in der Schaltung vorgesehen. An die erwähnten Schalter ist eine Mehrzahl von NOR-Gattern angeschlossen, welche durch die Bezugszeichen 37 bis 45 bezeichnet sind. Zusätzlich sind noch in der dargestellten Weise Dioden 46 und 47 geschaltet, und es ist ein Verzögerer 48 vorgesehen. Die NOR-Gatter 37 und 38 bilden eine Sperre, welche das Signalniveau beibehält, das von der letzten Betätigung der beiden Schalter 34 und 35 geblieben ist.
Wenn der Rückstellschalter betätigt wird, so wird dem Gatter 37 ein binäres Signal Eins als Eingangssignal zugeführt, worauf das Gatter am Ausgang ein binäres Signal Null erzeugt. Das Gatter 38 gibt ein Ausgangssignal in Form einer binären Eins, wodurch das Relais 23 betätigt wird. Dadurch wird gleichzeitig die Quelle 10 vom Umsetzer 24 getrennt, und es wird ein Signal mit einem konstanten Niveau dem Umsetzer 24 zugeführt. Die Betätigung des Schalters 35 zur Zufuhr eines binären Signals Eins an das NOR-Gatter 38 benötigt ein binäres Ausgangssignal Null, durch welches das Relais 23 in die in der Fig. 2 dargestellte Stellung gebracht wird. Durch eine derartige Öffnung des Relais 23 wird der Verstärker 22 mit dem Umsetzer 24 verbunden, und es wird die Verbindung der Quelle 10 des Messsignals mit dem Aufzeichnungsgerät 12 von neuem hergestellt.
Das NOR-Gatter 39 liefert ein binäres Signal Eins beim Zusammentreffen binärer Signale Null an seinen beiden Eingängen. Dadurch wird ein Rechtecksignal mit einem Verhältnis von drei zu eins erzeugt, welches das Eingangssignal des Gatters 40 darstellt. Die gesperrten Gatter 37 und 38 liefern ein Eingangssignal des Gatters 40 über eine Leitung 50. Die Betätigung des Schalters 35 (des Schalters, welcher zur Aufzeichnung der Messwerte, wie z. B. des Signals 30', verwendet wird) ist mit dem Ausgang des Gatters 40 verbunden, indem dem Gatter ein binäres Signal Eins zugeführt wird, was ein Ausgangssignal mit dem binären Wert Null erfordert, solange die Vorrichtung Messwerte verarbeitet. Durch die Betätigung des Rückstellschalters wird das umgekehrte Ausgangssignal vom NOR-Gatter 39 über das Gatter 40 als ein zweites Eingangssignal dem Gatter 27 zugeführt.
Das Verhältnis der Ausgangs signale des Umsetzers 24, des ersten Flipflop 25 und des zweiten Flipflop 26 ist derart, dass das NOR-Gatter 27 ein Signal mit zwei Niveaus erzeugt, die im Verhältnis von sieben zu eins unterteilt sind. Ein derartiges Signal ist durch das Rückstellsignal 30" in der Fig. 2A dargestellt.
Dem NOR-Gatter 27 wird ein drittes Eingangssignal über eine Leitung 51 zugeführt. Wenn in der Leitung 51 ein binäres Signal Null vorliegt, so erfolgt die Steuerung des Ausganges des Gatters 27 ausschliesslich durch das Ausgangssignal des Umsetzers 24, des Flipflop 25 und des Flipflop 26. Anderseits benötigt ein binäres Signal Eins im Leiter 51 ein kontinuierliches binäres Ausgangssignal Null vom Gatter 27, um sein Ausgangssignal zu unterdrücken. Eine Unterdrückung des Ausgangssignals des Gatters 27 verhindert die Zufuhr des Umschaltsignals 30" dem Verstärker 28 des Magnetkopfes. Durch die Betätigung des Schalters 36, durch welche das binäre Signal Eins als Eingang dem NOR-Gatter 45 zugeführt wird, wird ein binäres Signal NULL erzeugt, welches ein Eingangssignal des NOR-Gatters 43 darstellt.
Da der Identifikationsschalter 36 nur nach der Betätigung des Schalters 34 betätigt wird, wird durch ein Eingangssignal Null des Gatters 43 ein binäres Ausgangssignal Eins erzeugt, durch welches der Ausgang des NOR-Gatters 27 auf dem Niveau eines binären Signals Null gehalten wird. Auf diese Weise wird ein Durchgang des Signals 30", das in der Fig. 2A dargestellt ist, durch das NOR-Gatter 27 verhindert. Das NOR-Gatter 41 ist mit den gleichen Eingängen wie das Gatter 27 versehen, mit Ausnahme des Einganges von der Leitung 51. Auf diese Weise ist das Ausgangssignal des Gatters 41 gleich wie das Ausgangssignal des Gatters 27, wenn das Gatter 27 in Abhängigkeit vom Signal auf der Leitung 51 Impulse weitergeben kann. Das NOR-Gatter 42 kehrt das Ausgangssignal des NOR-Gatters 41 um.
Das Signal 30"' ist eine umgekehrte Version des Signals 30", wobei die Umkehr durch das NOR-Gatter 42 durchgeführt wird.
Das NOR-Gatter 42 wird jedoch nur dann betätigt, wenn ein Identifikationssignal 30"' erzeugt werden soll.
Es wird somit durch die Zufuhr binärer Signale Null dem Gatter 43 der Ausgang des Gatters 27 unterdrückt, und es wird dem Gatter 42 erlaubt, die Umkehr des Ausgangssignals des Gatters 41 durchzuführen, um das Identifikationssignal 30"' zu erzeugen. Auf diese Weise arbeiten die Gatter 37 bis 45 in Abhängigkeit der Schalter 34, 35 und 36 und bilden die drei in der Fig. 2A dargestellten Signale.
Wie bereits erwähnt, wird durch die Einstellung des mehrfachen Schalters 32, welcher auf eine der Zwischenstellen des Spannungsteilers 33 einstellbar ist, eine Identifikationszahl dem Magnetband 14 zugeführt, und zwar mit einer Dauer, die durch den Verzögerer 48 bestimmt ist. Die Gatter 44 und 45 bilden eine Sperre, wobei der Ausgang des Gatters 44 durch den Verzögerer 48 und zurück zum Eingang geführt wird, um die Betäti gnng der gesperrten Gatter nach einem bestimmten zeitlichen Abstand zu beendigen. Es kann z. B. der zeitliche Abstand eine beliebige bestimmte Dauer haben, so dass das Integral des Signals, welches durch ein konstantes Spannungsniveau gebildet wird, das vom Schalter 32 geliefert wird, eine charakteristische Zahl enthält, welche eine von zehn Zahlen ist, die zur Identifikation vorgesehen sind.
Zusammengefasst liefert die beschriebene Schaltungsanordnung ein Signal zur Aufzeichnung auf dem Magnetband 14, wobei ein Signal 30' die Ubertragung von Messwerten darstellt, ein anderes Signal 30" die Rückstellung des Gerätes anzeigt, welche jeweils vor und nach der thbertragung der Messwerte auf das Magnetband erfolgt, und wobei die Identifikation einer Folge von Messwerten ebenfalls durch die Aufzeichnung eines zusätzlichen Signals 30"' erfolgt.
Im unteren Teil der Fig. 2 ist ein Referenzoszillator 56 dargestellt, welcher ein Eingangssignal eines NOR-Gatters 57 erzeugt. Das Ausgangssignal des Oszillators 56 ist eine normale sinusförmige Welle, welche dem Eingang des NOR-Gatters 57 mit einer ausreichenden Amplitude zugeführt wird, um ein Abschneiden der Spitzen zu erzielen und ein angenähert rechteckiges Ausgangssignal zu erhalten. Das Ausgangssignal des Gatters 57 wird einem ersten Flipflop 58 und einem zweiten Flipflop 59 zugeführt, wodurch die Frequenz um den Faktor vier vermindert wird. Der Ausgang des NOR-Gatters 60 ist an einen Treiber-Verstärker 61 für einen Magnetkopf angeschlossen, welcher ähnlich dem für den Kanal der Messwerte vorgesehenen Verstärker 28 ist. Der Verstärker 61 arbeitet mit einem normalen Magnetkopf 62 zur Aufzeichnung auf einem Band zusammen, das schematisch als Spule dargestellt ist.
Der Magnetkopf 62 ist ebenfalls ähnlich dem Magnetkopf 29. Die Magnetköpfe 29 und 62 sind so angeordnet, dass sie dem Magnetband 14 gleichzeitig Signale zuführen. Einem Signal, das in einem Zeitpunkt durch den Messwertkanal aufgezeichnet wird, entspricht ein Signal, dessen Aufzeichnung gleichzeitig durch den Referenzkanal erfolgt. Die Bedeutung dieser Massnahme ergibt sich aus der folgenden Beschreibung des Wiedergabegerätes.
Die durch den Referenzkanal auf dem Magnetband
14 erfolgte Aufzeichnung hat einen Verlauf, der angenähert rechteckig ist und dem Signal 30' der Fig. 2A ähnlich ist. Der wesentliche Unterschied besteht in der Tatsache, dass die Frequenz des Signals 30' des Messwertes veränderlich ist, während das Ausgangssignal des Referenzoszillators 56 eine feste Frequenz hat, so dass das durch den Magnetkopf 62 aufgezeichnete Signal keine Änderungen aufweist.
Die vorliegende Einrichtung kann aus Schaltungsteilen hergestellt sein, welche mit Eingangssignalen aus der Quelle 10 zusammenwirken, die sich bis zu einer gewissen Höhe erstrecken. Bei der bevorzugten Ausführung wird angenommen, dass ein nominales Niveau von 50 Millivolt einen ausreichenden Arbeitsbereich bildet, um die üblichen Ausgangssignale von Chromatographen und ähnlichen Geräten zu verarbeiten. In manchen Fällen wird jedoch die Anwendung der Einrichtung einen grösseren dynamischen Bereich erfordern. Der grössere Bereich, der bei der Einrichtung gewählt wurde, gestattet ein maximales Eingangssignal von 600 Millivolt, was einen Bereich darstellt, der angenähert zehnmal grösser ist als der erwähnte niedrige Bereich. Zu diesem Zweck sind Mittel zur Aufzeichnung von Signalen vorgesehen, welche den niedrigen Bereich von 50 Millivolt überschreiten.
Dabei wird das dem Spannungs-Frequenz Umsetzer 24 zugeführte Signal um einen Faktor zehn vermindert.
Entsprechend der Fig. 2 ist ein Seriewiderstand 63 an eine Quelle eines binären Signals Eins eingeschlossen und wirkt mit einem Schalter 65 zusammen, durch welchen ein Signal einem Verstärker 64 zugeführt wird.
Der Schalter 65 ist ein Bereichschalter, welcher einen 500-Millivolt-Bereich, einen 50-Millivolt-Bereich oder einen automatischen Bereich liefert. Im automatischen Bereich stellt die Vorrichtung selbsttätig den Verstärkungsfaktor des Messwertkanals so ein, dass Signale verarbeitet werden, welche 50 Millivolt überschreiten und Werte bis zu 600 Millivolt erreichen. Um Signale im Bereich von 500 Millivolt aufzuzeichnen, ist der Schalter 65 an einem Widerstand 63 angeschlossen, von dem binäres Signal Eins dem Verstärker 64 zugeführt wird, welcher der Betätigung des Relais 23b dient. Wie bereits erwähnt, wirkt das Relais 23b mit dem Verstärker 22 zusammen und wählt einen von zwei Gegenkopplungswiderständen, die so ausgebildet sind, dass durch sie der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 22 um einen Faktor zehn geändert wird.
Das bedeutet, dass im Bereich von 500 Millivolt der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 22 um das Zehnfache vermindert ist. Es versteht sich, dass die Aufzeichnung der Messwerte in der üblichen Weise erfolgt.
Der Bereichschalter 65 hat einen zweiten Anschluss, der den Aufzeichnungskanal der Messwerte im vorbeschriebenen Zustand hält, wobei ein Eingangssignal von 50 Millivolt den maximalen für den Verstärker 22 zulässigen Wert darstellt.
Der Bereichschalter 65 enthält noch einen dritten Anschluss, durch welchen die Einrichtung in den Zustand eines automatischen Betriebs gebracht wird. Die Umschaltung erfolgt automatisch zwischen den beiden Bereichen, so dass die Messwerte die Grenzen der Linearität der Aufzeichnung überschreiten. Durch die Betätigung des Bereichschalters 65 in die dritte Stellung wird das binäre Signal Eins durch den Widerstand 63 einem NOR-Gatter 66 zugeführt, wobei es umgekehrt wird, um ein Ausgangssignal Null zu bilden. Das Ausgangssignal Null hat keinen Einfluss auf die an das Gatter 66 angeschlossene Vorrichtung, bis das Eingangssignal ein bestimmtes Niveau überschreitet. Der Bereichschalter 65 ist mit einem zusätzlichen Schalter 65a versehen, welcher ebenfalls drei Anschlüsse aufweist.
Wenn der Schalter 65 auf den Anschluss für automatische Betätigung gestellt wird, so wird der damit verbundene Schalter 65a ebenfalls auf seinen automatischen Anschluss gestellt. Dadurch wird der Ausgang des Verstärkers 22 mit dem Schalter 65a verbunden und über diesen mit zwei Schmitt-Triggern. Ein Schmitt-Trigger 68 ist für ein hohes Niveau und der andere Schmitt-Trigger 69 für ein niedriges Niveau vorgesehen. Die Schaltungselemente der Schmitt-Trigger sind so gewählt, dass der Schmitt-Trigger für das hohe Niveau ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Eingangssignal der Quelle 10 einen bestimmten Wert, wie z. B. 50 Millivolt, überschreitet.
Dieser Wert ist so gewählt, dass das Signal mit Sicherheit an einer Überschreitung des linearen Arbeitsbereiches der Einrichtung, der z. B. 60 Millivolt beträgt, gehindert wird. Eine Schaltdifferenz ist dabei vorgesehen, wonach der Schmitt-Trigger 69 ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Eingangssignal des Verstärkers unter einen Bereich von z. B. 40 Millivolt sinkt. Es versteht sich, dass die Schaltwerte der Schmitt-Trigger 68 und 69 nicht gleich sein dürfen, da dadurch die Gefahr eines Schwingens der Einrichtung entstehen würde. Es wird dabei den Schmitt-Triggern 68 und 69 das verstärkte Ausgangssignal des Verstärkers 22 zugeführt, welcher mit der Einrichtung zur Einstellung des Verstärkungsfaktors versehen ist.
Wenn daher das Niveau des Signals das Schaltniveau des Schmitt-Triggers 68 überschreitet, so wird der Verstärkungsfaktor des Verstärkers auf einen Zehntel vermindert, wodurch das Niveau unter das Schaltniveau des Schmitt-Triggers 68 sinkt.
Zwei NOR-Gatter 70 und 71 erhalten Eingangssignale über den Bereichschalter 65 und die Schmitt Trigger 68 und 69. Es sei die Funktion der vorliegenden Einrichtung bei einem Eingangssignal der Quelle 10 betrachtet, welches von einem im Mikrovoltbereich liegenden Grundwert auf 220 Millivolt steigt. Sobald der Signalpegel das im voraus bestimmte Niveau von 50 Millivolt überschreitet, wird der Trigger 68 mit dem höheren Niveau betätigt und erzeugt ein binäres Signal Eins, welches ein Eingangssignal des Gatters 71 bildet.
Das Ausgangssignal des Gatters 71 ist ein binäres Signal Null, welches dem Gatter 70 zugeführt wird. Die drei Eingänge des Gatters 70 sind ebenfalls binäre Signale Null, da das NOR-Gatter 66 das binäre Signal Eins, das durch den Widerstand 63 zugeführt wird, umkehrt und das Eingangssignal des Schmitt-Triggers 69 mit dem niedrigen Niveau dessen Schaltniveau überschreitet und ein binäres Siganl Null bildet. Nur wenn der Eingang des Triggers 69 mit dem niedrigen Niveau unterhalb dessen Schaltbereich liegt, liefert der Trigger ein binäres Ausgangssignal Eins. Durch die Zufuhr der Nullsignale an das Gatter 70 wird ein Ausgangssignal Eins erzeugt, welches dem Verstärker 64 zugeführt wird.
Ein Ausgangssignal Eins des Gatters 70 entspricht der Wahl des 500-Millivolt-Bereiches durch den Bereichschalter 65, wobei Signale Eins dem Verstärker 64 zugeführt werden. Der Verstärker 64 betätigt das Relais 23b und vermindert den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 22 um einen Faktor zehn. Dem Gatter 71 wird das Ausgangssignal 70 zugeführt, um dieses in gesperrter Stellung zu halten, auch wenn der Schmitt-Trigger 68 mit dem höheren Niveau nach der Erzeugung des binären Signals Eins ausfällt.
Dieser Zustand wird so lange beibehalten, wie das Eingangssignal der Quelle 10 den gegebenen Grenzwert überschreitet. Es handelt sich dabei um das Niveau des Ausgangssignals des Verstärkers 22, dessen Verstärkungsfaktor um das Zehnfache vermindert ist, wobei das Ausgangssignal mit dem Schaltniveau des Triggers 69 mit dem niedrigeren Niveau verglichen wird. Wenn darauf das Ausgangssignal des Verstärkers auf ungefähr 40 Millivolt sinkt (tatsächliches Ausgangssignal von 4 Millivolt, da der Verstärker 22 mit geringerem Verstärkungsfaktor betrieben wird), so wird der Trigger 69 mit dem niedrigeren Niveau geschaltet und erzeugt ein Ausgangssignal Eins. Das binäre Eingangssignal Eins des Gatters 70 hat die Erzeugung eines Ausgangssignals Null zur Folge, wodurch die Betätigung des Relais 23b beendet wird. Dadurch wird der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 22 erhöht.
Der Verstärkungsfaktor springt auf einen zehnfachen Wert unmittelbar nach dem Eintreffen des Signals Eins des Schmitt-Triggers 69. Das hat jedoch keinen Einfluss auf die Gatter 70 und 71, da diese gesperrt sind. In der Fig. 6 ist ein Ausgangssignal des Verstärkers 22 dargestellt. Darauf kann der Trigger 69 mit dem niedrigeren Niveau von neuem betätigt werden, um ein binäres Signal Eins dem Eingang des NOR-Gatters 70 zuzuführen, welches auf die gesperrten Gatter keinen Einfluss hat. Die Trigger 68 und 69 steuern somit zwei verschiedene Arbeitsbereiche des Kanals für die Messwerte. Die Arbeitsbereiche werden selbsttätig gewählt, wobei nach Bedarf der Aufzeichnungsbereich der Einrichtung um 20 Db erhöht wird.
Es ist erforderlich, dem Wiedergabegerät anzuzeigen, dass die selbsttätige Umschaltvorrichtung der Bereiche betätigt wurde, um Änderungen bei der Integration des vom Magnetband 14 gewonnenen Signals zu ermöglichen. Es würden sonst fälschlicherweise die Signale ohne Rücksicht auf die Umschaltung integriert.
Zu diesem Zweck wird das vom Aufzeichnungsgerät aufgezeichnete Referenzsignal in seiner Signalform ge ändert, um eine Anderung des Niveaus des Aufzeichnungsgerätes 12 anzuzeigen. Die NOR-Gatter 70 und 71, welche Ausgangssignale liefern, die den Arbeitsbereich der Vorrichtung bezeichnen, sind als Eingänge an ein NOR-Gatter 75 angeschlossen, welches an das NOR-Gatter 60 angeschlossen ist. Zusätzlich ist ein NOR-Gatter 74 vorgesehen, welchem die Ausgangssignale des NOR-Gatters 57 und des Flipflop 58 zugeführt werden. Wenn die Einrichtung im niedrigen Bereich (50-Millivolt-Bereich) arbeitet, so liefert das Gatter 71, welches zusammen mit dem Gatter 70 gesperrt ist, ein binäres Ausgangssignal Eins.
Das Signal Eins am Gatter 75 hat eine Fortsetzung des binären Ausgangssignals Null zur Folge, welches keinen Einfluss auf das Gatter 60 hat und welches die Funktion dieses Gatters als ein Umkehrorgan für die Ausgangssignale des Flipflop 59 gestattet. Es werden somit die Aufzeichnungen des Messwertkanals im niedrigen Bereich durch die Aufzeichnung eines rechteckförmigen Referenzsignals gekennzeichnet, welche Signalform ein Verhältnis ungefähr von eins zu eins zwischen ihren beiden Hälften hat und welche dem Signal 30' in der Fig. 2A ähnlich ist.
Wenn anderseits die Vorrichtung beim Eintreffen von grossen Eingangssignalen mit einem um einen Faktor zehn verminderten Verstärkungsfaktor des Verstärkers 22 arbeitet, so liefert das Gatter 71 dem Gatter 75 ein binäres Ausgangssignal Null, wodurch es dem Gatter 75 gestattet wird, die Ausgangsimpulse des Gatters 74 umzukehren und diese dem Eingang des Gatters 60 zuzuführen. Dadurch addiert das Gatter 60 die grundlegende Ausgangsfrequenz des Referenzoszillators 56 (die durch das Gatter 57 in eine Rechteckform gebracht wird) mit dem Ausgangssignal des Flipflop 58 mit halber Frequenz sowie einem Signal, das ein Vierteil der Frequenz des Referenzsignals aufweist und ein Ausgangssignal des Flipflop 59 ist.
Durch die Addition dieser drei Signale im Gatter 60 wird ein unsymmetrisches Signal erzeugt, dessen beide Teile ein Verhältnis von ungefähr sieben zu eins haben und das im Prinzip dem Signal 30" der Fig. 2A ähnlich ist. Beide Signale werden durch den Magnetkopf aufgezeichnet, wobei das Magnetband 14 voll gesättigt wird.
Das Magnetband 14 trägt somit nach dem Empfang eines Signals und nach dessen Aufzeichnung in zwei Kanälen die beschriebene Information. Im Kanal zur Aufzeichnung von Messwerten werden die Messwerte, Angaben für die Umschaltung der Vorrichtung vor und nach der Aufzeichnung der Messwerte und eventuell auch Zahlen für die Identifikation aufgezeichnet. Der Kanal für das Referenzsignal enthält ein Referenzsignal oder ein Signal, das den Arbeitsbereich des Aufzeich nungsgerätes 12 in der beschriebenen Weise bezeichnet.
Die Magnetköpfe 29 und 62 werden zeitlich synchron gespeist, so dass beide Signale auf dem Magnetband 14 in der gleichen Weise Fehlern ausgesetzt sind, die durch das Aufzeichnungsgerät eingeführt werden. Es ist nämlich schwierig und sehr kostspielig, einen Aufzeichnungsmechanismus für ein Magnetband herzustellen, durch welchen Fehler, wie Gleichlauffehler, bei der Aufzeichnung vermieden werden. Da der Antrieb des Bandes nicht mit einer genau konstanten Geschwindigkeit arbeitet und da derartige Veränderungen der Geschwindigkeit als Modulationssignale auftreten können, die der auf dem Band aufgezeichneten Information überlagert sind, besteht die Gefahr, dass derartige Fehler durch das Aufzeichnungsgerät eingeführt werden.
Mit Rücksicht auf die Ungenauigkeit des mechanischen Aufzeichnungsgerätes liefert der Referenzkanal ein Mittel, durch welches den auf dem Magnetband 14 aufgezeichneten Messwerten gleiche Fehler vermittelt werden. Es ist dadurch beim Abspielen eine Kompensation eines Fehlers durch den anderen möglich, und zwar bei einem Signalniveau, welches angenähert gleich ist dem Niveau des Referenzsignals. Dadurch werden Abweichungen der Messwerte bei diesem Niveau vermieden. Bei einem höheren Niveau des Signals der Messwerte werden die Berichtigung von Geschwindigkeits fehlern und die Empfindlichkeit geändert. Es erfolgt somit eine maximale Berichtigung beim Grundwertpegel.
Aus diesem Grunde ist es wesentlich, dass die Magnetköpfe 29 und 62 so angeordnet sind, dass eine gleichzeitige Aufzeichnung möglich ist. Wenn z. B. die Magnetköpfe im Aufzeichnungsgerät 12 im Abstand voneinander angeordnet sind, so müssen sie im Wiedergabegerät im gleichen Abstand angeordnet sein. Wenn es erwünscht sein sollte, die Magnetköpfe auf dem Magnetband 14 linear gegeneinander zu verschieben, so müsste die gleiche Verschiebung im Wiedergabegerät vorgenommen werden, um auf diese Weise Abweichungen des im Messwertkanal aufgezeichneten Signals durch einen gleichen Fehler des Referenzsignals ausgleichen zu können.
Die Erläuterung erfolgt am besten anhand der Fig. 3, welche ein Blockschema des Wiedergabegerätes ist.
Das Wiedergabegerät weist zwei Betriebsgeschwindigkeiten auf, wodurch eine Beschleunigung der Integration der auf dem Magnetband 14 aufgezeichneten Messwerte möglich ist. Da das auf dem Magnetband 14 befindliche Signal voll gesättigt ist und da Abweichungen in der Qualität des Bandes keinen wesentlichen Einfluss haben, ist es möglich, die Aufzeichnung mit verhältnismässig niedrigen Geschwindigkeiten vorzunehmen, beispielsweise der üblichen Geschwindigkeit von 4,5 cm pro Sekunde. Das in der Fig. 3 dargestellte Gerät kann zum Abspielen mit einer ähnlichen Geschwindigkeit verwendet werden, so dass der Messwert im tatsächlichen zeitlichen Verhältnis nachgebildet wird.
Das Wiedergabegerät 16 weist jedoch eine Bandgeschwindigkeit von 19 cm pro Sekunde auf, was das Achtfache der Geschwindigkeit der Aufzeichnung ist und was die Wirkung einer Zeitraffung des Signals um einen Faktor von vier zur Folge hat. Es versteht sich, dass jedoch auch andere Geschwindigkeiten bei der Aufzeichnung und beim Abspielen verwendet werden können. Es ist durch eine geeignete Wahl der Geschwindigkeit möglich, den Integrator (siehe Fig. 1) wirtschaftlicher zu betreiben und mehr Messwerte mit der gleichen Ausrüstung zu bearbeiten.
Der Messwertkanal ist mit einem Wiedergabekopf 80 versehen, welcher in einer Wiedergabeanordnung befestigt ist. Der Wiedergabekopf 80 ist an einen Verstärker 81 angeschlossen, welcher die Ausgangsimpulse des Kopfes 80 verstärkt. An dieser Stelle muss bemerkt werden, dass der Kopf 80 nur Änderungen des Niveaus feststellt, da gesättigte Signale auf dem Magnetband 14 aufgezeichnet sind. Die Ausgangssignale des Wiedergabekopfes sind daher Impulse mit einer Frequenz, die der Frequenz des Signals, welches auf dem Band aufgezeichnet wurde, proportional ist. Es wird daher keine Information verloren, auch wenn das Signal beim Abspielen vom Signal abweicht, das durch das Aufzeichnungsgerät 12 aufgezeichnet wurde. Der Verstärker 81 erzeugt in jedem Falle ein Ausgangssignal, welches zwei Potentiometern 82 und 83 zugeführt ist.
An die Schleifer der Potentiometer 82 und 83 ist ein Schalter 88a anschliessbar. Der Schalter liefert ein Signal an eine Leitung 84, die zum Eingang eines zusätzlichen Verstärkers 85 führt. Die Wahl des Potentiometers durch den Schalter 88a ist von der Geschwindigkeit der Wiedergabe abhängig, so dass die Amplitude des Signals am Eingang des Verstärkers 85 in den erforderlichen Grenzen gehalten wird.
Der Verstärker 85 ist ein normaler Verstärker, welcher ein Eingangssignal für einen Schmitt-Trigger 86 bildet. Für den Anschluss eines Filterkondensators 87 an den Ausgang des Verstärkers 85 ist ein Schalter 88b vorgesehen, der mit dem Erdpotential verbunden ist.
Bei sehr langsamen Geschwindigkeiten ist eine zusätzliche Filterung erforderlich, was die Zufügung des Kondensators 87 zur Schaltung erforderlich macht, wenn das Abspielen bei niedrigen Geschwindigkeiten erfolgt.
Die Eingangssignale des Triggers 86 haben nicht die Form von Rechteckwellen, obwohl sie die gleiche Frequenz haben wie die aufgezeichneten Impulse. Der Schmitt-Trigger 86 liefert jedoch ein Ausgangssignal einem Frequenz-Verdoppler 89, dessen Signal im wesentlichen eine Rechteckform hat. Der Frequenz-Verdoppler ist eine an sich bekannte Einrichtung und liefert ein Ausgangssignal mit der doppelten Frequenz des Eingangssignals. In diesem Falle wird die Rechteckwelle des Triggers 86 durch den Verdoppler 89 in ihrer Frequenz verdoppelt und wird darauf als Eingangssignal einem Frequenz-Spannungs-Umsetzer 90 zugeführt.
Der Umsetzer 90 ist bezüglich seiner Funktion ein Gegenstück des Umsetzers 24 nach Fig. 2. Der Umsetzer 24 liefert Ausgangssignale, deren Frequenz proportional der Amplitude eines Eingangssignals ist. Der Frequenz-Spannungs-Umsetzer 90 nimmt derartige Impulse auf und bildet daraus ein analoges Ausgangssignal, dessen Amplitude der augenblicklichen Frequenz der zugeführten Impulse proportional ist. Ein geeigneter Umsetzer 90 wird durch die Firma Vidar Corp. unter der Modellbezeichnung 321 hergestellt. Die Arbeitsfrequenz des Umsetzers 90 ist einstellbar. Zu diesem Zweck ist der Umsetzer mit einem Schalter 88c versehen, welcher der Wahl von Schaltelementen dient, die im Umsetzer ausgewechselt werden sollen, um eine Arbeitsweise bei einer niedrigen oder einer hohen Frequenz der eingehenden Impulse zu ermöglichen.
Es ist dabei vorteilhaft, die maximal zulässige Frequenz des Umsetzers 90 bei der höheren Geschwindigkeit der Wiedergabe zu erhöhen, da die Erhöhung der Geschwindigkeit auf das Vierfache gleichzeitig auch eine Erhöhung der Eingangsfrequenz um den gleichen Faktor zur Folge hat. Der Wert der im Umsetzer 90 durch Betätigung des Schalters 88c auszuwechselnden Teile ist von der gewünschten maximalen Frequenz abhängig. So ist z. B. bei einer bestimmten Ausführung des Umsetzers eine maximale Frequenz des Eingangssignals von 500 Hz zu verarbeiten. Durch die Wahl anderer Teile ist es möglich, die maximale Eingangsfrequenz bis auf 100 000 Hz zu erhöhen. Die Teile für die hohen und niedrigen Frequenzen können alle im Umsetzer 90 angeordnet sein.
Der Wählschalter 88c kann zur Betätigung eines Relais oder eines anderen Schaltorgans vorgesehen sein, durch welches im Umsetzer ein Satz von Teilen eingeschaltet wird, während ein anderer Satz der Teile abgeschaltet wird. Eine derartige Umschaltung ist an sich bekannt und kann auch durch andere bekannte Massnahmen zur Erhöhung der Arbeitsfrequenz des Umsetzers 90 ersetzt werden.
Das Ausgangssignal des Umsetzers 90 wird einem Differentialverstärker 94 als eines von seinen beiden Eingangssignalen zugeführt. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 94 gelangt an eine Leitung 95 und stellt das rekonstruierte analoge Signal dar, welches auf Grund des Signals der Quelle 10 (Fig. 1 oder 2) erzeugt wurde. In diesem Signal sind alle Fehler, welche sich durch eine unvollkommene Aufzeichnung oder Wiedergabe ergeben, ausgeschaltet, wie dies im folgenden näher beschrieben wird.
Im Wiedergabekanal des Wiedergabegerätes 16 sind Schalter 88a, 88b und 88c vorgesehen, welche der Betätigung bei der Wahl der das Vierfache der Geschwindigkeit bei der Aufzeichnung betragenden, erhöhten Geschwindigkeit der Wiedergabe dienen. Die Schalter sind in der Fig. 3 als mechanisch miteinander gekuppelt dargestellt und sind ausserdem noch mit anderen Schaltern gekuppelt, die später beschrieben werden.
Es ist bereits im Zusammenhang mit den Signalen in der Fig. 2A erwähnt worden, dass im Messwertkanal auf dem Magnetband 14 Signale aufgezeichnet werden, welche etwas anderes darstellen. Die Signale 30', 30" und 30"' haben eine besondere Bedeutung bei der Wiedergabe. So wird mit Vorteil der Umstand ausgenützt, dass das Signal 30' gleiche Halbwellen aufweist, während die anderen Signale ein Verhältnis von ungefähr sieben zu eins haben, das zwischen den zwei binären Zuständen des Signals besteht. Es wird daher der Ausgang des Schmitt-Triggers 86 über ein NOR-Gatter 96 geführt, welches das Signal umkehrt und dadurch ein Eingangssignal für eine Integrieranordnung 97 bildet. Das NOR Gatter 96 ist ein normales Gatter und dient der Umkehr des Signals, da in der Fig. 3 nur ein Eingangssignal dargestellt ist.
Das NOR-Gatter 96 ist jedoch aus Bestandteilen zusammengesetzt und aufgebaut, welche an Spannungen angeschlossen sind, die symmetrisch zum Potential Null angeordnet sind. Ein binäres Eingangssignal bildet daher eine Spannung über dem Erdpotential, die gleich ist der Vorspannung bei der Einführung eines binären Signals Null. Das bedeutet, dass die Ausgangsspannungen des NOR-Gatters 96 um gleiche Werte auf beiden Seiten vom Potential Null entfernt sein können. So kann z. B. das Ausgangssignal entweder + 5 Volt oder -5 Volt betragen. Da das Signal 30', welches den Messwert darstellt, als Ausgangssignal des Gatters 96 symmetrisch zum Potential Null ist, so muss der Integralwert, der ein Eingangssignal des Verstärkers 98 bildet, Null sein. Die Integrieranordnung 97 enthält einen in Serie geschalteten Widerstand 97a und geerdete Kondensatoren 97e und 97f.
Ein Schalter 88d, welcher mit den anderen Schaltern für die Wahl der Geschwindigkeit der Wiedergabe gekuppelt ist, dient der Wahl eines der beiden Kondensatoren 97e oder 97f für die Integrieranordnung 97. Bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit der Wiedergabe wird die Frequenz der der Integrieranordnung 97 zugeführten Impulse erhöht.
Es wird daher die Ansprechzeit der Integrieranordnung durch Verwendung von Schaltelementen mit verschiedenen Zeitkonstanten geändert.
Wie bereits erwähnt, liefert das Ausgangssignal des symmetrischen Signals des NOR-Gatters 96 bei der Integration einen Wert von im wesentlichen Null, welcher als Eingangssignal dem Verstärker 98 zugeführt wird. Sobald jedoch der Messwertkanal ein den Signalen 30" oder 30"' (Fig. 2A) entsprechendes Messwert-Signal feststellt, so liefert die Integrieranordnung 97 ein Vorspannungssignal. Was die Signale 30" und 30"' betrifft, so muss das Integral der einen positiv und das Integral der anderen negativ sein. Die Grösse dieser Werte ist in beiden Fällen, was den absoluten Wert betrifft, gleich. Ein Koppelverstärker 98 dient der Verstärkung des Signals für zwei Schmitt-Trigger 101 und 102.
Wenn die Vorspannung einen absoluten Wert von ungefähr 5 Volt aufweist, so ist der Trigger 101 so aufgebaut und geschaltet, dass er auf eine Spannung von z. B. 3 Volt oder mehr im positiven Sinne vom Null Potential anspricht. Der Trigger 102 wird durch ein Eingangssignal von -3 Volt oder mit einem höheren Wert betätigt. Das Signal 30"' aus der Fig. 2A, das eine Bezeichnung des Messwertkanals zur Identifikation darstellt, ist am Ausgang des NOR-Gatters 96 mehr positiv als negativ, so dass der auf eine positive Spannung ansprechende Trigger 101 ein binäres Ausgangssignal Eins auf einer Leitung 103 erzeugt. Dieses Signal wird dazu verwendet, die Anwesenheit einer Identifikationszahl anzuzeigen.
Der auf die negative Spannung ansprechende Trigger 102 liefert anderseits bei der Feststellung einer negativen Spannung ein Signal auf der Leitung 104, welches anzeigt, dass kein Messwert aufgezeichnet wird. Dieses Signal wird im Integrator 18 verwendet, wie dies später erläutert wird.
In der Fig. 3 sind die Ausgänge der beiden Schmitt Trigger 101 und 102 an ein ODER-Gatter 105 angeschlossen, da die Anwesenheit beider Signale 30" oder 30"' (siehe Fig. 2A) anzeigt, dass echte Messwerte im Messwertkanal auf dem Magnetband 14 nicht aufgezeichnet sind. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters ist an einen Verzögerer 106 mit kurzer Verzögerungszeit angeschlossen. Das Ausgangssignal des Verzögerers 106 ist an einen Umkehr-Verstärker 107 angeschlossen, welcher der Anzeige des Messwertes des Niveaus auf der Leitung 104 dient. Das Signal der Leitung 103 (ein binäres Signal) wird später als ein Identifikationssignal beschrieben, während das Signal der Leitung 104 ein Messwertsignal ist. Die beiden Leitungen 103 und 104 sind an den Integrator 18 angeschlossen und werden zu dessen Betätigung verwendet.
Das in der Fig. 3 dargestellte Wiedergabegerät 16 enthält einen zusätzlichen Widergabekopf 108. Der Kopf 108 ist in der Nähe des Magnetbandes 14 angeordnet, um von diesem Signale abzulesen, welche dem aufgezeichneten Referenzsignal entsprechen. Der Kopf 108 ist an einen Verstärker 109 angeschlossen und liefert sein Ausgangssignal zwei Potentiometern 112 und 113. Die Potentiometer sind durch eine Leitung 114 und über einen Schalter 88e miteinander verbindbar.
Der Schalter 8 8e ist mit den anderen Schaltern gekuppelt, um eine Einstellung der Einrichtung in Abhängigkeit von der gewählten Geschwindigkeit der Wiedergabe zu ermöglichen. Wie bereits erwähnt, wird bei einer höheren Geschwindigkeit (19 cm pro Sekunde) die zeitliche Ableitung der vom Wiedergabekopf 108 abgelesenen Signale vergrössert, so dass die Eingangssignale des Verstärkers grösser sind. Es sind daher die beiden Potentiometer 112 und 113 nötig, um das Signal der Leitung 114 zu steuern. Die Leitung 114 ist an einen zusätzlichen Verstärker 115 angeschlossen. Das Ausgangssignal des Verstärkers 115 bildet einen Eingang eines Schmitt-Triggers 116.
Dieser Trigger dient bei Erreichen eines vorbestimmten Niveaus der Umformung der Eingangsimpulse zu Ausgangsimpulsen mit einer besseren Rechteckform, bevor diese einem Frequenzverdoppler 117 zugeführt werden. Der Ausgang des Frequenzverdopplers ist an einen zusätzlichen Frequenz Spannungs-Umsetzer 118 angeschlossen. Die Schaltelemente 116, 117 und 118 sind im Aufbau ähnlich den Elementen 86, 89 und 90, welche im Wiedergabekanal der Messwerte nach der Fig. 3 enthalten sind.
Der Ausgang des Umsetzers 118 ist durch eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Widerständen 119, 120 und 121 an das Erdpotential angeschlossen. Das Steuerorgan für die Geschwindigkeit der Wiedergabe enthält einen Schalter 88f, durch welchen das Verhält nis des Spannungsteilers gewählt werden kann, welcher durch die in Serie geschalteten Widerstände gebildet wird, die an dem Umsetzer 118 angeschlossen sind. Das Signal mit der gewählten Spannung wird dem bereits erwähnten Differentialverstärker 94 zugeführt. Der Differentialverstärker 94 erhält Eingangssignale vom Messwertkanal über den Umsetzer 90 und gleichzeitig auch vom Referenzkanal über den Umsetzer 118. Es ist daher das Ausgangssignal der Leitung 95 die Differenz dieser beiden Signale.
Es sei angenommen, dass durch Ungenauigkeiten der Geschwindigkeit im Betrieb ein Fehler beim Aufzeichnungsgerät 12 aufgetreten ist, in welchem die Messwerte zeitlich moduliert werden und Fehler enthalten.
Derartige zeitliche Fehler sind jedoch auch im Referenzkanal moduliert, da das Aufzeichnungsgerät 12 beide Signale gleichzeitig auf dem Magnetband 14 erzeugt. Es sei weiter angenommen, dass im Wiedergabegerät die gleichen oder andere Fehler entstehen, durch welche das Signal moduliert wird, wobei die Zeit der Wiedergabe geändert wird. Derartige Änderungen entstehen in gleicher Weise im Messwertkanal wie im Referenzkanal auf dem Magnetband 14. Wenn z. B. die Geschwindigkeit der Wiedergabe steigt, so haben die Messwerte den Anschein einer höheren Frequenz und würden daher einer höheren Spannung der Signalquelle 10 während eines kürzeren Zeitraumes entsprechen. Bei der Wiedergabe würde sich aus der höheren Geschwindigkeit im Ausgangssignal des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 90 ein Zuwachs einstellen, welcher auf die erhöhte Geschwindigkeit des Bandes zurückzuführen ist.
Eine derartige Erhöhung der Geschwindigkeit wirkt sich jedoch gleichzeitig auch im Referenzkanal aus, so dass das Ausgangssignal des Umsetzers 118 ebenfalls erhöht ist. Das Ausgangssignal des Umsetzers 118 ist gleichzeitig das Eingangssignal des Differentialvertärkers 94. Die reine Differenz zwischen den beiden Kanälen bleibt gleich für Signalwerte in der Nachbarschaft des Grundwertes, so dass das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 94 konstant bleibt. Während jedoch das Ausgangssignal des Differentialverstärkers konstant bleibt, verändert sich durch die Beschleunigung die Dauer des Signals, was eine Verschlechterung der Wiedergabetreue der Einrichtung zur Folge hat. Dieser Nachteil wird jedoch bei der vorliegenden Einrichtung vermieden, wie dies später erläutert wird.
Wie bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung der Schaltung der Fig. 2 erwähnt wurde, bildet der Referenzkanal ein symmetrisches Signal, welches dem Referenzsignal zugeordnet ist, während ein asymmetrisches Signal gebildet wird, um Änderungen des Bereiches im Aufzeichnungsgerät anzuzeigen. Eine derartige Information wird aus dem Referenzkanal dadurch gewonnen, dass vom Schmitt-Trigger 116 ein Ausgangssignal gewonnen wird, welches einem NOR-Gatter 126 zugeführt wird. Das NOR-Gatter 126 ist dem NOR Gatter 96 ähnlich, indem es mit Ausgangsspannungen versehen ist, welche von einem gleichen Wert, vorzugsweise dem Potential Null, symmetrisch entfernt sind.
Das heisst, dass der Integralwert des Signals über einem beliebigen Zeitraum praktisch Null ist, wenn das Ausgangssignal des Gatters 126 gleiche Teile über und unter dem Potential Null aufweist. Eine zur lategrierung vorgesehene Integrieranordnung 127 enthält einen Seriewiderstand 1 27a und zwei geerdete Kondensatoren 127e und 127f. Ein Schalter 88g ist zur Betätigung bei der Einstellung der Geschwindigkeit der Wiedergabe vorgesehen, wobei die Zeitkonstante der Integrieranordnung 127 geändert werden kann. An die Integrieranordnung 127 ist ein Koppelverstärker 128 angeschlossen, welcher ein Ausgangssignal einem Schmitt-Trigger
129 für negative Spannung liefert.
Der Trigger 129 ist ähnlich dem Trigger 102 und liefert ein Ausgangssignal auf eine Leitung 130, welche der Anzeige einer automatischen Umschaltung aus dem Bereich von 50 Millivolt in den Bereich von 500 Millivolt im Aufzeichnungsgerät 12 dient. Der Schmitt-Trigger 129 liefert allerdings praktisch kein Ausgangssignal bzw. ein binäres Signal Null, wenn das im Referenzkanal aufgezeichnete Signal symmetrisch ist.
Das Wiedergabegerät enthält nach der Fig. 3 vier Ausgangsleitungen 95, 103, 104 und 130. Diese Leitungen liefern rekonstruierte analoge Signale der Quelle 10, eine Spannung, welche eine Übertragung einer Identifikationszahl anzeigt, eine Spannung, welche der Anzeige dient, dass Messwerte übertragen werden und integriert werden sollen, sowie eine Spannung, welche anzeigt, dass das rekonstruierte Signal zufolge der automatischen Umschaltung im Aufzeichnungsgerät 12 um einen Faktor von 10 vermindert wurde. Diese vier Leitungen bilden Eingang des Integrators 18, der in der Fig. 4 in der Form eines Blockschemas dargestellt ist.
In der Fig. 4 ist auch der Anschluss der Leitungen 95, 103, 104 und 130 an den Integrator 18 dargestellt. Es sind nach der Fig. 4 Mittel vorgesehen, die der Zufuhr eines Signals von einer konventionellen Quelle 142 dienen. Das Gleichstromsignal der Quelle 142 ist einem Modulator 143 zugeführt, der das Gleichstromsignal in ein Wechselstromsignal umwandelt, welches einem Verstärker 144 zugeführt ist. Der Verstärker 144 liefert ein verstärktes Ausgangssignal an einen Demodulator 145. Der Demodulator ist an einen Verstärker 146 angeschlossen, welcher mit einer Differenzierschaltung 147 verbunden ist. Die Differenzierschaltung dient der Feststellung von positiven oder negativen Spannungsänderungen im Signal und betätigt dabei eine zusätzliche Schaltung, welche der Anzeige des Vorhandenseins oder der Abwesenheit von Messwertschwankungen im Signal der Quelle 142 dient.
Die Differenzierschaltung 147 enthält einen Kondensator 148 und einen Widerstand 149, welcher geerdet ist. Wenn das Signal von der Quelle 142 eine Veränderung Null aufweist, was eine konstante Spannung bedeutet, so ist der Spannungsabfall über dem Widerstand 149 praktisch Null, so dass dieser im wesentlichen geerdet ist und die Abwesenheit einer Ver änderung anzeigt. Eine positive Veränderung hat die Entstehung einer solchen Spannung am Kondensator 148 zur Folge, dass über dem Widerstand 149 ein positiver Spannungsabfall entsteht. Eine negative Änderung hat anderseits die Entstehung eines negativen Spannungsabfalles am Widerstand 149 zur Folge. Diese Spannungen werden einem Verstärker 150 zugeführt, welcher eine hohe Eingangsimpedanz aufweist, um eine Belastung der Differenzierschaltung 147 zu vermeiden.
Zwei Schaltungskreise sind parallel zum Verstärker 150 geschaltet und enthalten eine dynamische Belastung 151 und eine Schutzschaltung 152. Die dynamische Belastung 151 bildet einen Rückkopplungspfad um den Verstärker 150, so dass dessen Ausgangssignal nahe am Eingangssignal des Verstärkers gehalten wird, wodurch die Ansprechzeit beim Auftreten von grossen Veränderungen des Signals vermindert wird. Die Schutzschaltung 152 liefert auch eine zusätzliche Impedanz parallel zum Verstärker, um das Eingangssignal des Verstärkers 150 während der automatischen Umschaltung des Bereiches festzuhalten, wie dies später genauer beschrieben wird.
Die Schaltungsteile, welche sich vom Modulator 143 zum Ausgang des Verstärkers 150 erstrecken, dienen der Feststellung der Anwesenheit oder der Abwesenheit von Peaks in den Signalen der Quelle 142. An den Ausgang des Verstärkers 150 sind zwei Schmitt Trigger 154 und 155 angeschlossen, welche der Anzeige einer positiven oder negativen Veränderung der binären Signale dienen, worauf die Signale einem Peak-Detektor 156 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Peak Detektors 156 wird durch eine Leitung 157 zwei Hauptkreisen zugeführt, welche im Blockschema in der Fig. 4 dargestellt sind. Der erste Kreis 158 dient einer selbsttätigen Steuerung der Abweichung vom Grundwert und erzeugt ein Rückführsignal, um die Abweichung des Messsignals der Quelle 142 zu beseitigen. Die Korrektur des Signals wird später erläutert.
Beim Integrator 18 der Fig. 4 bildet die Leitung 157 den Eingang des Steuerkreises 158 der Abweichung des Grundwertes, um zu verhindern, dass dieser Steuerkreis die Peak-Werte als eine Abweichung behandelt und ein Signal erzeugt, durch welches die Messinformation gelöscht werden könnte. Es wird somit das Ausgangssignal des Peak Detektors 156 zur Verhinderung der Betätigung des automatischen Steuerkreises der Abweichung des Grundwertes verwendet, und zwar so lange, wie im Eingangssignal der Quelle 142 der entsprechende Peak vorliegt.
Der zweite der Hauptkreise, die an den Ausgang des Peak-Detektors 156 angeschlossen sind, ist eine Steuerlogik 160. Die Steuerlogik 160 steuert die Funktion verschiedener Kreise, die der Speicherung der Messwerte dienen, so dass der Integrator 18 automatisch in einer Folge eine numerische Summe enthält, welche den Integralwert der verschiedenen Peaks des Messsignals bildet. So enthält z. B. beim Signal 10' der Fig. 1 jeder der Peaks eine Zeitfläche, welche eine Information über den chromatographischen Prozess darstellt.
Bisher wurden Schaltungsanordnungen beschrieben, welche der Feststellung der Anwesenheit oder der Abwesenheit von Messsignalschwankungen dienen, die durch den Integrator 18 integriert werden sollten. Es bleiben noch Schaltungsanordnungen zu beschreiben, welche der Umwandlung derartiger Messsignalschwankungen in eine Fläche durch die zeitliche Integrierung der Amplitude dienen, sowie selbstverständlich auch Anordnungen, welche die Integralwerte in eine verwendbare Form bringen. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Demodulators 145 über einen Schalter 162 und eine Leitung 163 als Eingangssignal einem Pegeldetektor 164 zugeführt, ferner einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer 165 und einem durch einen Verstärker 166 gebildeten Isolierkreis, welcher zum Anschluss an ein Aufzeichnungsgerät oder ein ähnliches Gerät verwendet werden kann.
Im Spannungs-Frequenz-Umsetzer 165 wird das Messsignal der Quelle 142 in eine Reihe von Impulsen umgewandelt, deren Frequenz von der augenblicklichen Amplitude des Signals abhängig ist. Der Umsetzer 165 kann ähnlich oder gleich sein wie der Umsetzer 24 der Fig. 2. Das Ausgangssignal des Spannungs-Frequenz Umsetzers 165 ist einer Leitung 167 als Eingangssignal eines Schalters 168 zugeführt. Der Schalter 168 dient der Steuerung der Zufuhr der Impulse zu einem Messwertzähler 169. Der Messwertzähler hat vorzugsweise eine Mehrzahl (z. B. sechs oder acht) von Dekaden, die in Serie geschaltet sind und der Speicherung einer Gesamtsumme von Impulsen dienen, die durch die Leitung 167 zugeführt werden. An den Messwertzähler 169 kann eine optische Anzeigeeinrichtung 170 angeschlossen sein. An den Messwertzähler 169 ist zudem ein Speicher 171 angeschlossen.
Der Speicher 171 ermöglicht eine Rückstellung des Messwertzählers 169 unmittelbar nach dem Ablauf eines Peaks, wobei die gesamte Summe der Impulse dem Speicher 171 zugeführt wird und der Messwertzähler 169 für einen neuen Zählvorgang von Null an bereit ist, da die Möglichkeit besteht, dass unmittelbar ein neuer Peak folgt. Der Ausgang des Speichers 171 ist über eine Leitung 173 an einen Umsetzer 172 angeschlossen. Der Umsetzer 172 dient der Umsetzung der binär kodierten Information, die im Speicher 171 gespeichert ist, in eine dezimale Information. Der Umsetzer 172 ist mittels einer Leitung 174 an mehrere Elektromagnete 175 angeschlossen, die im Drucker 19 angeordnet sind und dessen Antrieb dienen.
Eine richtige und rechtzeitige Übertragung der Information aus dem Speicher 171 über den Umsetzer 172 zum Drucker 19 wird durch einen Abtaster 176 gesteuert, der nacheinander die dezimale digitale Information des Umsetzers 172 in der Reihenfolge von der wichtigsten Zahl zur am wenigsten wichtigen Zahl entnimmt und entsprechend den Drucker 19 betätigt. Nach der Übertragung der Werte enthält der Abtaster einen Arbeitsschritt, bei welchem der Drucker 19 betätigt wird und eine dezimale Darstellung, z. B. auf einem Papierstreifen (Streifen 20 in Fig. 1), bildet. Wenn es erwünscht ist, kann der Drucker auch eine Gesamtsumme bilden.
Die Schaltungsanordnung der Fig. 4 enthält auch einen Peak-Zähler 177, der ebenfalls eine binär kodierte dezimale Zahl erzeugt und sie dem Eingang des Umsetzers 172 zuführt. Dieser Teil kann jedoch vom Integrator 18 weggelassen werden. Es können anderseits zusätzliche Schaltungskreise verwendet werden, welche der Erfüllung anderer Funktionen dienen. So kann z. B. ein Zeitgeber vorgesehen sein, der beim Beginn des Integriervorganges der Messwerte eingeschaltet wird und dessen summierter Wert während des Auftretens eines Peaks, der durch den Detektor 156 festgestellt wird, ausgedruckt wird. Während seines Betriebes erzeugt der Zeitgeber eine Folge von Impulsen, welche zwei oder drei Dezimalstellen einer Zählschaltung zugeführt werden, die ähnlich dem Messwertzähler 169 ist. Auf diese Weise wird die Dauer der Peaks festgehalten.
Diese Werte werden gespeichert und über den Umsetzer 172 dem Drucker zugeführt, wie dies im folgenden erläutert wird.
Wie bereits erwähnt, bildet die Leitung 163 den Eingang dreier Schaltungskreise, die in der Fig. 4 dargestellt sind. Der Isolierkreis 166 sorgt für eine Trennung des Integrators von dem daran angeschlossenen Aufzeichnungsgerät, um schädliche Einflüsse auf die Qualität des Signals zu vermeiden, die z. B. entstehen können, wenn das Aufzeichnungsgerät seine innere Impedanz ändert.
Zusätzlich zum Umsetzer 165 und zum Isolierkreis 166 liefert die Leitung 163 ein Eingangssignal an den Pegeldektor 164. Der in der Fig. 4 dargestellte Integrator 18 enthält selbsttätige Steuermittel, durch welche eine Übersteuerung des Integrators verhindert wird. Zu diesem Zweck ist der Pegeldetektor 164 so geschaltet, dass er den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 144 beeinflusst, z. B. vermindert. Diese Funktion wird im Aufzeichnungsgerät 12 ausgeführt, das in der Fig. 2 dargestellt ist. Es ist dabei erforderlich, den Pegeldetektor
164 während der Integration eines Ausgangssignals durch das Wiedergabegerät 16 zu unterdrücken. Das Wiedergabegerät 16 ist eine alternative Quelle eines zu integrierenden Signals an Stelle der Signalquelle 142 der Fig. 4.
Die Leitung 95 ist an den Schalter 162 angeschlossen, um das alternative Signal für die Zwecke einer Integrierung zu liefern. Die tatsächliche Schaltung ist ausführlicher in Fig. 5 dargestellt, die später beschreiben wird. Zusätzlich ist die Leitung 130, welche eine Aufzeichnung im oberen oder im unteren Bereich anzeigt, an den Pegeldetektor 164 angeschlossen. Die Leitungen 103 und 104 bilden ebenfalls einen Eingang des Integrators 18, und zwar dessen Steuerlogik 160.
Dessen Steuerung erfolgt in einer Weise, die in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Eine Beschreibung dieser Teile folgt nach der Beschreibung der Anordnung nach der Fig. 5.
Die Fig. 5 zeigt den Anschluss der Leitungen 95 und 130, die im Zusammenhang mit Fig. 4 erwähnt wurden. Der Schalter 1 62a enthält drei Anschlüsse, wobei das verstärkte Signal der Quelle 142 an den ersten Anschluss geführt ist und die Leitung 95 mit dem zweiten und dritten Anschluss verbunden ist. Eine Stellung des Schalters 1 62a am ersten Anschluss vermittelt das verstärkte Signal der Quelle 142 der Leitung 163 und führt dieses einer Integration und Verarbeitung im Integrator 18 zu. Durch eine Stellung des Schalters 1 62a am zweiten Anschluss wird das rekonstruierte Signal der Leitung 95 in die Leitung 163 eingeführt und zur Integration im Integrator 18 gebracht.
Wenn der Schalter 1 62a schliesslich auf den dritten Anschluss gestellt ist, wird das Signal der Leitung 95 dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer 165 zugeführt, und es werden die Verbindungen hergestellt, welche, wie dies erläutert wird, eine Umschaltung zwischen einem hohen und einem niedrigen Bereich in Abhängigkeit von den durch die Leitung 130 zugeführten Signalen gestatten. Auf diese Weise führt der Schalter 1 62a das rekonstruierte analoge Signal dem Umsetzer 165 zu, welcher das Signal in eine Mehrzahl von Impulsen umformt, welche die Zeitfläche der Peaks darstellen. Die Impulse des Umsetzers 165 werden über zwei Flipflop 1 65a und 1 65b dem Schalter 168 zugeführt und darauf dem Messwertzähler 169 zur Speicherung.
Die Flipflop 1 65a und 165b, die an den Umsetzer 165 angeschlossen sind, liefern ein von der Geschwindigkeit der Wiedergabe abhängiges Eingangssignal für den Schalter 168. Bei der niedrigeren Wiedergabegeschwindigkeft ist ein Schalter 1 80a an den Ausgang des Flipflop 1 65b angeschlossen, wodurch die Frequenz der Impulse um einen Faktor vier verkleinert wird. Anderseits werden bei einer Stellung des Schalters 1 80a an den anderen Anschluss die Impulse direkt vom Spannungs-Frequenz-Umsetzer 165 mit einer höheren Frequenz zugeführt, welche der höheren Geschwindigkeit der Wiedergabe zugeordnet ist.
Es versteht sich, dass der Schalter 1 80a für die Geschwindigkeit der Wiedergabe in geeigneter Weise mit den Schaltern 88a bis 88f, die in Fig. 3 dargestellt sind, gekuppelt werden kann.
Wenn der Schalter 1 62a auf den dritten Anschluss gestellt ist, bei welchem die Vorrichtung eine selbsttätige Bereichwahl durchführt, wobei die Leitung 95 an den Umsetzer 165 angeschlossen ist, wird das Eingangssignal des Pegeldetektors 164 durch Betätigung des Schalters 1 62b geerdet. Dadurch wird auf wirksame Weise der Pegeldetektor 164 von der Schaltung getrennt, da die Feststellung des Pegels bereits im Wiedergabegerät
16 erfolgt. Ein Schalter 181 vermittelt eine Spannung des binären Wertes Eins drei Anschlüssen, durch welche die Funktion des Integrators 18 gesteuert wird.
Ein Schalter 1 62c ist zur Vermittlung eines der Ausgangssignale des Pegeldetektors 164 an eine Schaltungsanordnung, die später beschrieben wird, vorgesehen, und zwar, wenn der Schalter 162 auf den ersten Anschluss gestellt wird, wodurch das Signal der Quelle 142 integriert wird. Ein Schalter 1 62d liefert ebenfalls Eingangssignale, die entweder durch den Bereichschalter 181 gewählt werden, wenn der Integrator 18 auf direkte Weise betrieben wird. Alternativ wählt der Schalter 1 62d ein Eingangssignal aus der Leitung 130. Die Leitung 130 liefert bekanntlich die Anzeige des Bereiches vom Wiedergabegerät 16.
Ein zusätzlicher Schalter 1 62e ist ebenfalls an die Leitung 130 angeschlossen und liefert am zweiten und dritten Anschluss Eingangs signale, die später behandelt werden. Die Schalter 1 62a bis 1 62e sind in Fig. 5 als mechanisch miteinander verbunden dargestellt und können zusammen als eine Gruppe in die gewünschte Stellung gebraucht werden.
Der Schalter 1 62d dient der Zufuhr eines binären Signals Eins aus der Leitung 130, welches Signal den Zustand der automatischen Bereichswahl anzeigt. Das binäre Signal Eins wird durch ein NOR-Gatter 184 umgekehrt. Zwei NOR-Gatter 185 und 186 bilden eine Sperre, wobei die Eingänge so angeordnet sind, dass sie anzeigen, ob die Information im Messwertkanal im hohen oder im niedrigen Arbeitsbereich aufgezeichnet wurde. Die Eingänge des Gatters 185 enthalten den Schalter 162c, welcher das Ausgangssignal des niedrigen Bereiches vom Pegeldetektor 164 zuführt, wenn dieser im Betrieb ist. Das Gatter 185 erhält auch ein Eingangssignal vom NOR-Gatter 184.
Das Gatter 186 erhält ein Eingang-signal vom Schalter 1 62e und auch das Ausgangssignal des Pegeldetektors 164, der einen Betrieb im 500-Millivolt-Bereich anzeigt. Das NOR-Gatter 186 erhält Eingangssignale entweder von der Leitung 130, die einen Betrieb im hohen Arbeitsbereich anzeigt, oder alternativ vom Pegeldetektor 164. Umgekehrt erhält das NOR-Gatter 185 auch Anzeigen von beiden Quellen, welche einen Betrieb im niedrigen Bereich anzeigen. Im niedrigen Arbeitsbereich wird ein binäres Signal Null dem NOR-Gatter 184 zugeführt und umgekehrt, so dass es eine binäre Eins bildet. Ein binäres Signal Eins am Eingang des Gatters 185 hat einen binären Ausgang Null zur Folge. Der binäre Ausgang Null des Gatters 185 wird dem Eingang des Gatters 186 zugeführt.
Da die anderen Eingänge des Gatters 186 ebenfalls binäre Werte Null sind, so ist das Ausgangssignal eine binäre Eins. Ein binärer Wert Eins auf der Leitung 187 besteht gleichzeitig mit einem ergänzenden binären Wert Null auf der Leitung 188. Die Leitung 187 ist an einen Verzögerer 189 angeschlossen und erzeugt darauf einen binären Wert Eins auf der Leitung 190, die an den Schalter 168 angeschlossen ist. Eine genaue Beschreibung des Schalters 168 wird später gegeben. Der Verzögerer 189 enthält zwei Kondensatoren 1 89a und 189b, welche eine Einstellung der Schaltzeit des Verzögerers 189 ermöglichen. Ein Beispiel einer Schaltung zur Erzeugung einer selektiven Verzögerung ist in Fig. 7 dargestellt.
Im Schalter 168, welcher aus elektronischen Bauteilen besteht, werden die Impulse des Schalters 1 80a einem NOR-Gatter 200 zugeführt. Das NOR-Gatter 200 enthält einen zusätzlichen Eingang für eine Leitung 201, die für die vorliegenden Zwecke das Aus gangssignal des Peak-Detektors führen kann. Wenn kein Peak durch den Detektor 156 der Fig. 4 festgestellt wird, liegt in der Leitung 201 ein binäres Signal Eins vor, das ein konstantes Signal mit dem binären Wert Null als Ausgang des Gatters 200 zur Folge hat. Dadurch wird ein Betrieb des Dekadenzählers 1 69a verhindert, der die durch die Integration erhaltenen Einheiten zählt. Die Leitung 201 bildet gleichzeitig den Eingang eines zweiten NOR-Gatters 202.
Die Zufuhr eines binären Signals Eins an dessen Eingang hat ein kontinuierliches binäres Ausgangssignal Null zur Folge.
Dieses verhindert die Zählung der Impulse in der Zehnerdekade des Messwertzählers 169b. Alle der Zehner iekade 169 zugeführten Summenwerte müssen durch das Gatter 202 geführt werden. Wenn man berücksichtigt, dass das Aufzeichnungsgerät 12 den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 22 der Fig. 2 um einen Faktor zehn vermindert und dass daher die auf dem Magnetband 14 aufgezeichneten Ausgangsimpulse den Zuwachs bei der Integration zehnmal grösser darstellen, so liefert der elektronische Schalter 168 die Ausgangssignale des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 165 direkt der Zehnerdekade 1 69b anstatt der Einerdekade 169a. Es stellt daher die im Zähler 169 enthaltene Summe die Summe der Zuwachse des integrierten Bereiches gleicher Grösse dar.
Zu diesem Zweck erfordert auf der Leitung 190 ein binäres Signal Eins, welches dem Eingang des NOR Gatters 203 zugeführt wird, aus diesem Gatter ein binäres Eingangssignal Null, welches ein Eingangssignal fär das Gatter 202 ist. Dadurch wird das Gatter 202 zur direkten Lieferung der Impulse vom Spannungs Frequenz-Umsetzer freigemacht, welche Impulse über den Schalter 1 80a der Zehnerdekade 1 69b zugeführt werden. Es ist dabei angenommen, dass das die Anwesenheit eines Peaks anzeigende Signal durch einen binären Wert Null auf der Leitung 201 gebildet wird.
Die Impulse sind über das Gatter 200 auch Eingangssignale des Zählers 169a. Es ist jedoch dem Zähler 1 69a unmöglich, einen Schaltimpuls zu erzeugen. Der Schaltimpuls wird dadurch erzeugt, dass Signale, welche die Zustände 1 und 8 des Zählers 1 69a anzeigen, einem NOR-Gatter 204 zugeführt werden, das den Schaltimpuls erzeugt. Der Schaltimpuls wird darauf durch das Gatter 203 dem Gatter 202 zugeführt, um der Zehnerdekade 169b zugeführt zu werden. Wenn somit das Signal auf der Leitung 130 anzeigt, dass das Aufzeichnungsgerät 12 während der Aufzeichnung des Messsignals im niedrigen Bereich arbeitet, so werden die Impulse dem Einerzähler 1 69a zugeführt, und es werden Schaltimpulse durch Betätigung des NOR-Gatters 204 gebildet und der Zehnerdekade 1 69b zugeführt.
Die Erzeugung eines Schaltimpulses durch Betätigung des Gatters 204, welches die Information von den Signalen 1 und 8 innerhalb der Dekade 1 69a erhält, hat besondere Vorteile. Wie bereits erwähnt, werden vier Bits der Information üblicherweise bei einem dezimalen Zählvorgang verwendet, welcher als eine binär kodierte dezimale Darstellung bezeichnet wird.
Wenn der Leitung 130 ein Signal zugeführt wird, welches anzeigt, dass bei der Aufzeichnung auf dem Magnetband das Aufzeichnungsgerät 12 im niedrigen, d. h. dem 50-Millivolt-Bereich, arbeitet, so gestattet der binäre Wert Null auf der Leitung 190 die Erzeugung eines binären Ausgangswertes Null im Gatter 203, welches das Gatter 202 für die Übertragung von Impulsen sperrt. Das binäre Eingangssignal Null wird am Gatter 203 aufrechterhalten, ausser wenn durch das Gatter 204 ein Schaltimpuls erzeugt wird, der darauf dem Gatter 202 den Durchgang eines Impulses für die Zehnerdekade 1 69b gestattet.
Wie bereits erwähnt, weist die Leitung 188 einen binären Wert Eins auf, wenn die Einrichtung auf den hohen Arbeitsbereich von 500 Millivolt umgeschaltet wird, wie dies durch das Signal der Leitung 130 bestimmt wird. In einem solchen Falle wird auf der Leitung 188 ein binäres Signal Eins erzeugt, das der zu beschreibenden Schaltungsanordnung zugeführt wird. So ist z. B. die Leitung 188 mit einem Treiberverstärker 208 für einen Elektromagneten verbunden, welcher der Betätigung eines Relais 209 zur Anderung des Verstär kungsfaktors des Isolierkreises 166 dient, sowie der Vorspannung des Steuerkreises 158 des Grundwertes. Wie bereits erwähnt, liefert der Isolierkreis 166 einen isolierten Ausgangswert, welcher nicht durch die an den Kreis angeschlossene Last beeinflusst wird. So kann z.
B. der Isolierkreis 166 so ausgebildet sein, dass er als Ausgangsstufe eine Kollektorschaltung hat, welche als Emitterwiderstand einen Spannungsteiler aufweist. Durch die Wahl verschiedener Punkte am Spannungsteiler können Ausgangssignale erzeugt werden, welche ein Verhältnis von zehn zu eins haben.
Die Leitung 188 ist auch an einen Treiberverstärker 210 eines Elektromagneten angeschlossen. Der Verstärker 210 ist mit einem Relais 211 verbunden und betätigt es bei der Zufuhr des Signals. Das Relais 211 verändert den Verstärkungsfaktor des Eingangsverstärkers 144 des Integrators 18 in der gleichen Weise, wie der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 22 verändert wurde. Diese Veränderung des Verstärkungsfaktors kann z. B. durch die Verwendung von zwei Gegenkopplungs Schaltungen durchgeführt werden, wobei die Grösse der Gegenkopplung so ist, dass sich das Ausgangssignal um einen Faktor zehn ändert. Die Möglichkeit einer Ver änderung des Verstärkungsfaktors 144 in Abhängigkeit von der Betätigung des Relais 211 stellt einen besonderen Vorteil dar.
Die Schaltungselemente 143, 144 und 145 (siehe Fig. 4) werden bei der Integrierung eines auf einem Band aufgezeichneten Signals nicht verwendet.
Eine dritte Verwendung des Signals der Leitung 188, welches anzeigt, dass die Vorrichtung im hohen Bereich, d. h. dem 500-Millivolt-Bereich, arbeitet, ist mit dem Peak-Detektor 156 verbunden. Die Leitung 188 bildet einen Eingang eines Verzögerers 212. Der Verzögerer 212 liefert ein Ausgangssignal an einen Verstärker 213, der mit einem Relais 214 verbunden ist. Das Relais 214 wirkt mit einem Widerstand zusammen und bildet das Halteorgan 152, welches im Zusammenhang mit der Fig. 4 erwähnt wurde. Es wird dadurch das Ausgangssignal des Detektors 156 während der Signalschwankungen festgehalten, die durch das Umschalten des Niveaus der Verstärkung des Eingangssignals entstehen. Die Ansprechzeit der Differenzierschaltung, die den Verstärker 150 steuert, wird wesentlich geändert, wenn der Widerstand parallel zum Verstärker 150 geschaltet wird.
In diesem Zusammenhang muss erwähnt werden, dass der Widerstand einen verhältnismässig kleinen Wert hat, so dass eine kurze Ansprechzeit erhalten wird.
Der Verzögerer 212, der dem Relais 214 vorgeschaltet ist, enthält zwei Kondensatoren 21 2a und 212b, die durch eine Betätigung eines Schalters 1 80c gewählt werden können. Der Schalter 1 80c wird mechanisch zusammen mit den anderen bereits erwähnten Schaltern in Abhängigkeit von der Wahl der Geschwindigkeit der Wiedergabe des Wiedergabegerätes 16 eingestellt. In Fig. 7 ist der Verzögerer 189 dargestellt, der ähnlich oder sogar gleich sein kann wie der Verzögerer 212.
Die in Fig. 7 dargestellte Schaltung gestattet eine kurze Verzögerung beim Umschalten von einem Bereich der Verstärkung auf den anderen, so dass die im Zähler 169 enthaltene Summe genau ist.
Die Verzögerung durch die Verzögerer 189 und 212 dient der Bildung des richtigen Summenwertes im Zähler 169. Der zeitliche Verlauf ist am besten aus Fig. 6 ersichtlich. In Fig. 6 ist die Ausgangsspannung entweder des Verstärkers 144 der Quelle dargestellt, oder das rekonstruierte analoge Signal der Leitung 95.
Der mittlere Teil der in Fig. 6 dargestellten Signalkurve 220 ist im Massstab verkleinert, da eine Verkleinerung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers um das Zehnfache vorgenommen wurde. Auf der Abszisse des Diagramms in Fig. 6 stellt die Zeit T den Augenblick der Verminderung des Verstärkungsfaktors dar. Die Zeit T'bezeichnet einen späteren Zeitpunkt, in welchem der Verstärkungsfaktor auf einen bestimmten minimalen Wert fällt und darauf den Schwankungen des Signals des Chromatographen oder einer anderen Quelle unterworfen ist. In ähnlicher Weise bezeichnet die Zeit X den Zeitpunkt, in welchem der Verstärkungsfaktor in einem der Verstärker um einen Faktor zehn vergrössert wurde. Die Zeit X' bezeichnet den Zeitpunkt, in welchem der Verstärkungsfaktor einen bestimmten maximalen Wert erreicht.
Die Kurve 220 weicht von einer genauen theoretischen Kurve ab, die in Fig. 6A gestrichelt dargestellt ist und mit 221 bezeichnet ist. In der gleichen Figur ist in grösserem Massstab ein Abschnitt 220a der tatsächlichen Kurvenform dargestellt. Es versteht sich, dass die Zeitfläche der Kurven 220 und 221 zusätzliche Einheiten der Integration darstellt, die im Zähler 169 durchgeführt wird. Anderseits verläuft bei einer Vergrösserung des Verstärkungsfaktors eines der Verstärker um das Zehnfache das Signal 220 rasch ansteigend, wie dies aus Fig. 6B ersichtlich ist. Die gestrichelte Linie 222 entspricht einer theoretischen Kurvenform, während das tatsächliche Signal angenähert dem Verlauf der Kurve 220b folgt. Die Fläche zwischen den beiden Kurven stellt wieder eine Differenz eines theoretischen Wertes und eines gemessenen Wertes dar.
Damit die vorliegende Einrichtung eine genaue Messung ohne schädlichen Einfluss der Veränderung des Messbereiches in der Schaltung erlaubt, welche das Messsignal der Integration zuführt, sind die Verzögerer 189 und 212 vorgesehen, wie dies anhand der Kurve 220 in der Fig. 6 erläutert wird. In Fig. 6 erstreckt sich das Intervall mit dem verminderten Verstärkungsfaktor vom Zeitpunkt T bis zum Zeitpunkt X. Dies ist durch die Pfeile 223 dargestellt. Der Verzögerer betätigt den Eingangsschalter 168 des Zählers (siehe Fig. 5) während des Zeitintervalls 224 in Fig. 6, welcher sich vom Zeitpunkt T' zum Zeitpunkt X erstreckt. Anderseits arbeitet der Verzögerer 212 während eines Zeitintervalls 225, der sich vom Zeitpunkt T bis zum Zeitpunkt X' erstreckt. Die Verzögerung hat den Zweck, den Peak Detektor durch eine Betätigung der Schutzschaltung 152 (Fig. 4) zu blockieren.
Auf diese Weise werden Änderungen der Signalkurve 220, die durch das Umschalten des Verstärkungsfaktors des Verstärkers entstehen, nicht als Peaks behandelt. Aus Fig. 6 ergibt sich, dass die Signalkurve, welche angenähert während des Zeitpunktes T vorhanden ist, und die Signalkurve, welche angenähert im Zeitpunkt X entsteht, beide Peaks vortäuschen, obwohl sie in Wirklichkeit nur Teile des eigentlichen Peaks 220 sind. Der Peak-Detektor wird daher während des Intervalls 225 blockiert, um die Anzeige der falschen Peaks zu verhindern.
Wie bereits erwähnt, ist der Verzögerer 212 vorzugsweise ähnlich dem Verzögerer 189, der in Fig. 7 dargestellt ist.
In Fig. 8 ist im Detail eine Ausführungsform der Steuerlogik 160 der Fig. 4 dargestellt. Gemäss Fig. 8 werden Eingangssignale über Leitungen 103 und 104 vom Wiedergabegerät 16 der Fig. 3 zugeführt. Diese Signale zeigen, wie bereits erwähnt, die Anwesenheit von Messwerten an, die der Leitung 95 (Fig. 4) des Integrators 18 zugeführt werden. Alternativ zeigt die Leitung 104 die Anwesenheit einer Identifikationszahl an.
Für die Zwecke der Identifikation enthält die Schaltung nach Fig. 8 die Schmitt-Trigger 154 und 155, Teile des Peak-Detektors 156, einen Peakbreiten-Zeitmesser 230, einen Plateau-Zeitmesser 231, einen Pegel Detektor 232 und eine Schaltungsanordnung 233 für Einbuchtungen der Signalkurve. Zusätzlich enthält die Steuerlogik der Fig. 8 mehrere NOR-Gatter 240 bis 267, zwei Schalter 270 und 271, Dioden 275 bis 282 und Kondensatoren 284 bis 287.
Die Steuerlogik enthält ausserdem noch Leitungen 167, 201, 103 und 104, welche bereits vorher als Leitungen zur Übertragung der Impulse vom Spannungs-Frequenz-Umsetzer zum Zähler 169 erwähnt wurden, Mittel zur Betätigung des Schalters 168, Mittel für die Anzeige der Wiedergabe von tatsächlichen Messwerten vom Magnetband 14 und Mittel für die Anzeige der Übertragung einer Identifikationszahl vom Magnetband. Ferner sind Leitungen 290 bis 305 vorgesehen, deren Funktion später erwähnt wird.
In Fig. 9 ist eine typische Schaltungsanordnung dargestellt, die der Speicherung von Messwerten und deren Übertragung an einen Drucker dient. Zusätzlich enthält die Schaltung den Abtaster 176.
In Fig. 9 ist eine typische Dekade dargestellt, welche den Zähler 169 enthält. Der Dekade werden Eingangsimpulse über eine Leitung zugeführt, die an das Element 169-1 des bistabilen Kreises angeschlossen ist.
Sie enthält zusätzliche bistabile Zählelemente 169-2, 169-4 und 169-8. Die Dekade enthält Mittel für die Speicherung der Werte von vier Bits. Die bistabilen Schaltelemente sind durch ein NOR-Gatter 169-9 miteinander verbunden, welches der Umsetzung des Zählvorganges des Zählers für vier Bits von den maximalen 16 möglichen Zuständen auf 10 zur Anpassung an das dezimale numerische System dient. Eine weitere Beschreibung dieser Anordnung ist nicht notwendig, da sie an sich bekannt ist. Die typische Dekade des Zählers 169 ist mit Eingangsimpulsen einer Dekade mit niedrigerem Wert versehen, welche dem Schaltelement 169-1 zugeführt werden, um Schaltimpulse zu erzeugen, die der nächsten vorangehenden Dekade zugeführt werden, usw. Die Dekade enthält auch Anschlüsse für eine Rückstelleitung für die Messwerte, wie dies später eingehend beschrieben wird.
Typische Mittel zur Speicherung im Speicher 171 sind in Fig. 9 dargestellt. Der Speicher enthält vier bistabile Elemente 171-1, 171-2, 171-4 und 171-8. Der Speicher 171 ist dauernd mit dem Zähler 169 verbunden, der bei jeder Betätigung des Zählers Impulse lie fert. Da es nicht erforderlich ist, alle Zwischenwerte zu empfangen, die im Zähler 169 gebildet werden, sondern nur die endgültige Summe, sind mehrere Sperrgatter 171-5 zwischen dem Dekadenzähler 169 und dem Speicher 171 geschaltet. Es ist eine Eingangsleitung vorgesehen, die der Übertragung der Werte von der Dekade 169 zum Speicher 171 dient.
So wie die Zufuhr von Information in den Speicher 171 durch Sperrgatter gesteuert ist, so ist auch der Ausgang des Speichers durch ähnliche Sperrgatter 171-9 gesteuert. Es versteht sich, dass im Zähler 169 bis sechs oder neun Dekaden des Speichers vorgesehen sein können und dass eine entsprechende Anzahl von Speicherelementen im Speicher 171 vorgesehen sein muss. Der Ausgang einer beliebigen Anzahl der Speicherelemente 171 in dekadischer Form, die sich über eine beliebige Anzahl von Dekaden, wie z. B. sechs oder mehr, erstreckt, ist an einen Dezimalumsetzer 172 angeschlossen. Der Umsetzer 172 wird durch den Abtaster 176 betätigt, so dass nur ein Dezimalumsetzer entsprechend Fig. 9 erforderlich ist.
Fig. 9 ist in der Weise typisch, als sie eine einzige Dekade des Speichers 171 zeigt, während eine beliebige Anzahl von Speicherelementen in Dekadenform an den Dezimalumsetzer 172 angeschlossen sein kann. Das Signal jedes der Speicherelemente 171 wird einer Mehrzahl von Gattern 172-1 usw. zugeführt, so dass die Signale, welche den Zustand der vier Bits in der dezimalen Zahl anzeigen, und die umgekehrten Signale durch die Mehrzahl von NOR-Gattern erzeugt werden. Der Ausgang der NOR-Gatter (die in einer Anzahl von acht vorgesehen sind), ist in einer Schaltmatrix geschaltet, um Eingänge für eine Mehrzahl von NOR-Gattern 172-5 zu bilden. Diese NOR-Gatter
172-5 sind so angeordnet, dass mit ihnen die Dekodierung des binären Ausgangssignals der Gatter möglich ist, die an die Schaltmatrix 172-6 angeschlossen sind.
Die dezimale Umsetzung wird so durchgeführt, dass die entsprechenden Ausgänge der Matrix 172-6 so verwendet werden, dass die Gatter 172-5 Ausgangssignale in einem dezimalen Verhältnis zueinander bilden. Dadurch wird der Zählvorgang erreicht, und es wird eine Um setzung des binären kodierten dezimalen Signals in eine dezimale numerische Darstellung erreicht.
Das Ausgangssignal des Dezimalumsetzers 172 wird dem Treiber 175 für Elektromagnete zugeführt. Der
Treiber enthält Verstärker 175a und Elektromagnete
175s, welche in Fig. 9 als Last der Verstärker 175a dar gestellt sind.
Der Drucker 19 (Fig. 4) ist vorzugsweise ein Druck gerät mit zehn Tasten, wobei die Elektromagnete 175 über den zehn Tasten angeordnet sind, welche die Zah len 0 bis 9 darstellen. Die bedeutendste Zahl wird zu erst eingeführt, und die übrigen Zahlen werden darauf in absteigender Folge ihrer Bedeutung zugeführt, wenn die Elektromagnete zur Betätigung der Tasten erregt werden. Die Ausgabe einer Information wird vervoll ständigt durch Betätigung einer Ausgabetaste bei der
Beendigung der Übertragung der vollständigen Informa tion aus einer Messintegration.
Der Abtaster 176 ist ebenfalls in Fig. 9 dargestellt.
Im Prinzip enthält dieses Gerät einen Multivibrator
176-1, einen Dekadenzähler 176-2 und einen Umsetzer
176-3 zur Umsetzung von binär kodierten, dezimalen
Zahlen auf dezimale Zahlen. Der Zähler 176-2 und der
Umsetzer 176-3 können nach der Dekade 169 und dem entsprechend der Fig. 9 angeordnet sein. Der De zimalumsetzer 176-3 ist mit zehn Ausgängen versehen.
Durch die Zufuhr eines Signals von einem Ausgang zum nächsten Ausgang wird ein Abtasten der verschiedenen Dekaden des Speichers möglich, welche durch die typische Dekade 171 der Fig. 9 dargestellt sind.
Die Verbindung des Abtasters 176 mit dem Speicher 171 geschieht durch mehrere NOR-Gatter 176-4, welche Eingänge für alle Zustände des Abtasters 176 aufweisen. Die Gatter 176-4 dienen der Umkehr des Abtastsignals und liefern dieses mehreren ODER-Gattern 176-5, welches darauf dem Speicher 171 zugeführt wird.
Wenn es sich zeigt, dass sechs Speicherdekaden im Integrator 18 erforderlich sind, so versteht es sich, dass nur sechs von den zehn oder mehr Stufen des Abtasters 176 benötigt werden. Anderseits ist es jedoch möglich, alle Stufen zu verwenden. In jedem Falle werden die Ausgänge des Abtasters 176 in einer Folge mit den Dekaden des Speichers 171 verbunden, und zwar in der Reihenfolge der Bedeutung von der wichtigsten Information zu der am wenigsten wichtigen Information. Die Gatter 176-4 und 176-5 sind nur stellvertretend für eine grössere Anzahl dargestellt und sind an alle Ausgänge des Abtasters 176 angeschlossen, mit der Ausnahme, wenn einer der Ausgänge zur Verwendung zusammen mit der Identifikationszahl bestimmt ist, die vom Wiedergabegerät 16 übertragen wird.
Es genügt vorläufig, in diesem Zusammenhang festzustellen, dass die sechste Ausgangsleitung zu diesem Zweck ausgewählt ist und dass das an diese Leitung angeschlossene Gatter 176-5 ein anderes Eingangssignal erhält als das stellvertretend dargestellte Gatter 176-5.
Die letzte Stelle des Abtasters 176 ist mit einer Leitung versehen, die an mehrere Gatter 176-6, 176-7 und 176-8 angeschlossen ist. Der Ausgang des Gatters
176-6 dient als Druckbefehl für den Drucker 19 und ist mit einem ODER-Gatter 310 verbunden. Das ODER-Gatter steuert einen Verstärker 311, welcher der Betätigung eines Elektromagneten 312 dient, der über der Summentaste des Druckers 19 angeordnet ist. Zusätzlich ist in Fig. 9 ein Schalter 313 dargestellt, der am Drucker 19 so angeordnet ist, dass er die tatsächliche Funktion des Druckers bei der Übertragnng der Messwerte auf ein Papierband, wie das Papierband 20 aus Fig. 1, anzeigt.
Der Schalter 313 ist an eine Quelle eines binären Signals Eins angeschlossen und ist mit einem Kondensator 314 sowie über diesen mit einer geerdeten Diode 315 verbunden, um auf diese Weise ein Eingangssignal für einen Sperrkreis zu bilden, welcher Gatter 316 und 317 enthält. Ein Eingangssignal des Gatters 317 wird von einem NOR-Gatter 318 zugeführt. Das Ausgangssignal des Gatters 318 wird gleichzeitig auch einem NOR-Gatter 319 zugeleitet.
Wie bereits erwähnt, sind in der Schaltung nach den Fig. 8 und 9 Leitungen 290 bis 305 verwendet.
Im folgenden sei eine Liste der Leitungen angeführt, anhand welcher ihre Funktion bestimmt werden kann.
Die Leitung 290 ist an die Rückstelleitung angeschlossen und vermittelt die Rückstellspannung dem NOR Gatter 318 nach Fig. 9. Die Leitung 291, welche an den Ausgang des Gatters 242 der Fig. 8 angeschlossen ist, führt das Signal, welches eine Umkehr der Identifikation anzeigt. Die Leitung 292 führt das umgekehrte Signal der Leitung 291. Beide Leitungen 291 und 292 sind Eingänge zu den Gattern 176-5 nach Fig. 9. Die Leitung 291 ist auch an das Gatter 318 angeschlossen.
Die in Fig. 8 dargestellte Leitung 293 ist an den Zähler 177 für die Zählung der Anzahl der Peaks angeschlossen (Fig. 4). Dieser Zähler ist eine dekadische Vorrichtung, welche ähnlich ist der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung, und dient der Aufzählung der Peaks, wie sie im Messsignal auftreten. Es ist somit die Leitung 293 an eine normale dekadische Zählvorrichtung angeschlossen, und die Messwerte werden von dieser Vorrichtung in der gleichen Weise gewonnen, wie dies bereits im Zusammenhang mit der Schaltung der Fig. 9 beschrieben wurde. Das Signal der Leitung 294 wird erzeugt, wenn sich der Abtaster 176 in seinem Ruhezustand befindet, und erscheint an seinem Nullanschluss.
Es bildet ein Eingangssignal für die in Fig. 8 dargestellte Steuerlogik 160. Das Signal der Leitung 295 wird durch den Multivibrator 176-1 im Abtaster 176 erzeugt und ist auch das Eingangssignal der Steuerlogik 160. Die Leitung 296 führt ein Signal, welches von der Beendigung des Abtastzyklus des Abtasters 176 abhängig ist und welches durch eine Betätigung mehrerer Gatter beim Erreichen der neun Zustände des Abtasters 176-3 erzeugt wird. Das Signal ist auch ein Eingangssignal der Steuerlogik 160. Das Signal 297 wird durch den Schalter 313 erzeugt und zeigt an, dass der Drucker tatsächlich die Messwerte abdruckt, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Das Signal der Leitung 298 ist von einer beliebigen der Zwischenstellen im Dezimalumsetzer 176-3 erzeugt und dient der Anzeige, dass der Abtaster eine Zwischenstelle eines Arbeitszyklus passiert hat.
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, ist die Leitung 298 an den vierten Ausgang des Abtasters angeschlossen. Es ist jedoch möglich, diesen an eine beliebige andere der Zwischenstellen anzuschliessen, um ein Signal für die Steuerlogik 160 zu erzeugen. Die Steuerlogik 160 erzeugt in der Leitung 299 ein Signal, welches der Rückstellung des Zählers 169 dient.
Die Steuerlogik erzeugt auf der Leitung 300 ein Signal, das den Eingang von Information aus dem dekadischen Zählwerk 169 in den Speicher 171 verhindert.
Das Signal der Leitung 301 wird durch die Steuerlogik erzeugt, um den Betrieb des Abtasters einzuleiten. Das Signal wird dem Multivibrator zugeführt. Die Signale in den Leitungen 302, 303, 304 und 305 zeigen als Ausgangssignale der Schmitt-Trigger 154, 155 nach Verarbeitung durch den Peak-Detektor 156 das Auftreten eines Peak, einer negativen Neigung, einer positiven Neigung und einer nicht positiven Neigung an.
Die Funktion der Steuerlogik der Fig. 8 und der Datenverarbeitungsmittel der Fig. 9 wird in der Form eines Beispieles an einem einzigen Peak erläutert. Von diesem Peak wird angenommen, dass er nacheinander eine positive Neigung, eine Neigung Null und eine negative Neigung aufweist, wobei der Peak von einem Grundwert mit im wesentlichen keiner Neigung und sehr geringer Amplitude ausgeht. Zur Beschreibung wird in der Anordnung der Fig. 8 ein Rückstellzustand angenommen. Die Rückstellung der Steuerlogik wird durch Betätigung eines Rückstellschalters 270 erhalten, welcher ein binäres Signal Eins der Leitung 290 zuführt. Wie bereits erwähnt, ist ein binäres Signal Eins ein negatives Signal, während ein binäres Signal Null angenähert ein Potential Null aufweist.
Die Leitung 290, die das binäre Signal Null mehreren Gattern zuführt, erfordert ein binäres Ausgangssignal Null an den Gattern 244, 247, 255, 260, 262, 265 und 252. Eine Rückstellung wird anderseits durch einen binären Wert Eins am Ausgang der Gatter 251, 254, 257, 259 und 261 bewirkt. Die Leitung 305 ist an die entgegengesetzte Seite des Schmitt-Triggers 154 angeschlossen. Die Abwesenheit einer Neigung des Grundwertes hat daher die Erzeugung eines binären Signals Eins auf der Leitung 305 zur Folge und erfordert ein binäres Ausgangssignal Null vom Gatter 253. Wenn das binäre Signal Eins von der Rückstelleitung 290 entfernt wird, kehren die Gatter 262 und 263 ihre Zustände um und führen dem Gatter 264 ein binäres Signal Eins zu. Auf der Leitung 299 wird ein binäres Signal Null erzeugt, durch welches der Messwertzähler 169 zurückgestellt wird.
Die Leitung 299 ist allerdings an alle Dekaden des Messwertzählers 169 angeschlossen. Das ist erforderlich, da dadurch der Zähler 169 auf eine Endsumme Null gestellt wird und somit zum Zählen von Impulsen beim Auftreten eines Messsignals vorbereitet wird.
Der Beginn eines Peak wird durch eine positive Neigung des Messsignals angezeigt. Diese erzeugt ein binäres Signal Eins auf den Leitungen 302 und 304, wobei gleichzeitig ein Signal Null auf der Leitung 305 entsteht. Der Ausgangswert des NOR-Gatters 251 wird Null und wird durch die Leitung 201 dem Schalter 168 des Messwertzählers zugeführt, der im Detail in Fig. 5 dargestellt ist. Dies gestattet die Zufuhr der Messwerte zum Zähler 169. Gleichzeitig werden auch beim Beginn eines Peak die Verhältnisse an den Ausgängen der Gatter 252, 253 und 255 umgekehrt. Es wurde angenommen, dass der Peak eine Stelle mit einer maximalen Amplitude durchläuft, an welcher das Messsignal die Neigung Null aufweist.
Dadurch wird das Signal der Leitung 305 geändert, so dass ein binäres Signal Eins entsteht, durch welches augenblicklich der Kondensator 284 aufgeladen wird und ein Signal dem Gatter 252 zugeführt wird. Die Änderung des Signals am Gatter 252 ist von der Ladezeit des Kondensators 284 abhängig.
Das Messsignal weist nach dem Durchgang durch den maximalen Wert einen Bereich mit negativer Neigung auf. In diesem Bereich vermindert sich das Messsignal und nähert sich dem Grundwert mit dem Potential von angenähert Null. Während dieses Verlaufs des Peak wird das Ausgangssignal des Peak-Detektors 156 in der Leitung 302 entfernt und wird zu einem logischen Wert Null. Die Beendigung eines Signals, welches das Auftreten eines Peak anzeigt, hat die Erzeugung eines logischen Wertes Eins auf der Leitung 201 zur Folge, welcher Wert dem bereits erwähnten Schalter
168 zugeführt wird, um dadurch den weiteren Eingang der Messwerte zu verhindern.
Das ist an sich logisch, da die Impulse, welche nach dem Ende eines Peakwertes eintreffen, zufällige Impulse sind, welche im Zusammenhang mit dem Grundwert entstehen und keine Information tragen, die bei der chromatographischen Analyse oder einem ähnlichen Vorgang sinnvoll wäre. Durch das Ende des Peak werden auch die in Serie geschalteten Gatter 251, 252, 256 und 261 umgekehrt. Der Ausgangswert Null des Gatters 261 wird durch die Leitung 300 den Gattern 171-5 zugeführt, die in Fig. 9 dargestellt sind, und hat eine Beendigung der Sperrung der Gatter gegen eine Aufnahme und Übertragung von logischen Signalen vom Messwertzähler 169 zur Folge.
Es wurde vorher erwähnt, dass der Speicher gesperrt ist, während der Zähler 169 eine Summe bildet, da diese Zwischenzählungen keine Bedeutung haben. Die Umkehrung des Zustandes des Gatters 256 hat zur Folge, dass das Gatter 257 einen Wert Null auf der Leitung 293 erzeugt, welche an den Peakzähler 177 angeschlossen ist (Fig. 4). Dieses Signal stellt einen Zyklus dar und hat eine Weiterschaltung des Zählers zur Folge, wodurch der Peak auf numerische Art festgehalten wird.
Das Ende des Peak hat die ilbertragung der Messwerte durch die in Fig. 9 dargestellte Schaltungsanordnung zur Folge. Beim Ende des Peak entsteht auf der Leitung 301 ein binärer Wert Null, welcher einen Beginn der Funktion des Multivibrators 176-1 (Fig. 9) bewirkt. Der Ausgang des Gatters 261 erhält den binären Wert Null, welcher als Eingang den Gattern 171-5 (Fig. 5) zugeführt wird. Dadurch wird der Speicher 171 mit dem Messwertzähler 169 verbunden, und der Speicher nimmt den Zustand des Zählers an. Die Verbindung wird während einer kurzen Zeit beibehalten, um dem Speicher 171 die Aufnahme der Werte, die vom Zähler 169 zugeführt werden, zu erlauben.
Das Signal wird jedoch durch die Betätigung der Gatter 259, 260 und 256 abgekürzt, welche ein Eingangssignal dem Gatter 261 liefern, wodurch das Signal auf der Leitung 300 beendigt wird und das binäre Signal Eins wieder hergestellt wird. Darauf wird der Speicher vom Zähler getrennt, um unmittelbar darauf die Bildung der Integralsummen im Zähler zu ermöglichen, auch wenn die Information über den Peak im Speicher verbleibt und sie hier während einer bestimmten Zeit während der Übertragung zum Drucker 19 gespeichert wird. Dies gestattet der Vorrichtung die Behandlung zweier aufeinanderfolgender Peaks, die sehr nahe aneinanderliegen, ohne dass die Messwerte der beiden durcheinandergebracht werden.
Die erwähnten Spannungen der Leitung 300 werden über den Kondensator 285 geleitet und erzeugen unter Umständen einen kurzen Impuls auf der Leitung 299, durch welchen Impuls der Zähler zurückgestellt wird. Alle Dekaden des Zählers 169 werden durch das Signal der Leitung 299 zurückgestellt, wodurch der Zähler in der erwähnten Weise in einen Zustand der Bereitschaft zur Vornahme weiterer Zählvorgänge gebracht wird.
Wie bereits erwähnt, wurde der Multivibrator 176-1 betätigt, was die Abgabe einer Folge von Ausgangssignalen des Abtasters 176 zur Folge hat. Die Ausgangssignale des Abtasters 176 werden alle den NOR Gattern 176-4 zwecks Umkehrung zugeführt und werden den Gattern 171-9 zugeleitet, die am Ausgang des Speichers 171 angeordnet sind. Normalerweise ist es erwünscht, die Übertragung der Information aus den Dekaden im Speicher 171 zu verhindern, was dadurch geschieht, dass allen Dekaden der binäre Wert Eins zugeführt wird. Ein binärer Wert Eins an allen NOR-Gattern 171-9 hat einen Ausgangswert Null dieser Gatter zur Folge. Das Abtasten erfolgt durch die Abgabe von binären Werten Null in einer Folge an die Leitung, die zu den den Ausgang sperrenden Gattern 171-9 führt.
Dabei wird mit der Zahl mit der grössten Bedeutung begonnen. Da der Abtaster in seinem Ruhezustand am Anschluss Null verbleibt, wird durch den ersten Schritt beim Abtastvorgang ein Wert Eins auf den Anschluss Eins gebracht und gleichzeitig ein Wert Null auf den Anschluss Null, der durch die Leitung 294 mit dem Gatter 249 der Fig. 8 verbunden ist. Dieses Signal wirkt mit dem Signal der Leitung 295 zusammen, welches vom Multivibrator zugeführt ist und ein Ausgangssignal am Gatter 250 zur Folge hat, das als Eingangssignal dem Gatter 255 zugeführt wird. Das hat die Zufuhr eines binären Wertes Eins an das Gatter 256 zur Folge und lässt den Ausgangswert Null an diesem Gatter entstehen. Dieser Wert verbleibt bis zum Beginn eines neuen Peak.
In der Mitte des Arbeitszyklus werden Signale auf der Leitung 298 erzeugt, die an das Gatter 258 angeschlossen ist. Diese Signale wirken in der gesperrten Schaltung der Fig. 8. Hierauf, nach dem Erreichen des letzten Anschlusses der Abtastvorrichtung (des 9. Ausganges), erzeugt der binäre Wert Eins des Abtasters auf der Leitung 296 einen Impuls, der ein Eingangssignal des Gatters 310 ist. Das ODER-Gatter 310 hat die Zufuhr der Messwerte zum Drucker 19 zur Folge, der sich über dem Papierband 20 befindet. Während dieser Betätigung wird der Schalter 313 eingeschaltet und erzeugt ein Signal auf der Leitung 297, die mit den Gattern 176-6, 176-7 und 176-8 verbunden ist, um den Druckbefehl auf der Leitung 296 zu beendigen.
Die Zufuhr der Information bedeutet auch, dass es nicht länger erforderlich ist, die Werte im Speicher 171 zu behalten. Aus diesem Grunde wird die Leitung 297 an die bistabilen Speicherorgane im Speicher 171 angeschlossen, um diese zurückzustellen.
Der Abtaster setzt seine Tätigkeit so lange fort, bis er zum Ausgangswert Null zurückkehrt. Dadurch entsteht ein binärer Wert Eins auf der Leitung 294. Die Leitung 294 bildet den Eingang der Gatter 259 und 260 in einer solchen Weise, dass das Signal der Leitung 301 beendigt wird. Dadurch wird die Tätigkeit des Multivibrators 176-1 beendet und somit auch der Betrieb des Abtasters 176.
Wie bereits erwähnt wurde, erfolgte die Funktionsbeschreibung unter der Annahme, dass der Peak aus einer normalen Quelle stammt, ohne die Verwendung des Aufzeichnungsgerätes und des Wiedergabegerätes.
Diese Beschreibung der Funktion ist insofern gültig, als sie sich nicht durch die Verwendung des Aufzeichnungsgerätes und des Wiedergabegerätes wesentlich ändert, mit der Ausnahme der folgenden Änderungen. So liefern die Leitungen 103 und 104 der Steuerlogik 160 der Fig. 8 Eingangssignale. Wie bereits im Zusammen hang mit dem Wiedergabegerät der Fig. 3 erwähnt wurde, wird bei der Aufzeichnung eines symmetrischen Signals, welches die Übertragung von Messsignalen, wie des Signals 30' der Fig. 2A, anzeigt, auf der Leitung 104 ein binärer Wert Eins erzeugt, und zwar nach einer Verzögerung, die durch den Verzögerer 106 der Fig. 3 bestimmt ist. Während der Übertragung der Messwerte liefern das Gatter 240 und das Gatter 241 beide binäre Werte Null an die Steuerlogik 160.
Wenn über die Leitung 104 nicht Messwerte übertragen werden, so erzeugt das Gatter 240 einen Rückstellimpuls für die Leitung 290. Es ist somit ersichtlich, dass die Steuerlogik selbsttätig zurückgestellt wird, wenn im Wiedergabegerät 16 keine Messwerte rekonstruiert werden und kein Ausgangssignal auf der Leitung 95 zur Integration durch den Spannungs-Frequenz-Umsetzer vorliegt.
Während der Übertragung der Messwerte in der Form eines Ausgangssignals des Wiedergabegerätes 16 wird ein binärer Wert Null dem Gatter 251 zugeführt, welcher keinen Einfluss auf dessen Funktion hat. Es ist bereits erwähnt worden, dass die Leitung 302 ein Signal liefert, welches einen Peak anzeigt, der durch den Peak Detektor 156 der Fig. 8 bestimmt wurde.
Wenn anderseits keine Messwerte durch die Leitung 95 übertragen werden und das. Wiedergabegerät 16 ein Signal abgibt, das zuerst eine Rückstellung und darauf die Erzeugung einer Identifikationszahl anzeigt (Signale der Fig. 2A), so wird ein binärer Wert Eins der Leitung 290 zugeführt, durch welchen das Gerät zurückgestellt wird. Ein binäres Signal Eins der Leitung 103 wird dem Eingang des Gatters 251 zugeführt, um dadurch ein Signal eines Peak zu simulieren, wie dieses vom Peak-Detektor 156 der Leitung 302 und dem Gatter 251 zugeführt wird. Eine Identifikationszahl wird wie ein Peak behandelt, und es wird ein Integral des Signals erzeugt, obwohl man sieht, dass das Signal eine verhältnismässig konstante Spannung aufweist, die durch die Spannung am Wählschalter 32 der Fig. 2 bestimmt ist.
Die zeitliche Dauer des Identifikationssignals wird durch den Verzögerer 48 (Fig. 2) bestimmt. Wenn das Identifikationssignal beginnt, so ist die Signalspannung der Leitung 103 an das Gatter 251 geführt und simuliert einen Peak als Ersatz einer Betätigung des Peak Detektors 156. Dadurch wird die Steuerlogik 160 der Fig. 8 in der gleichen Weise wie durch ein Signal eines Peak betätigt. Darauf wird die Einführung von Messwerten in den Zähler 169 begonnen, da der Spannungs Frequenz-Umsetzer 165 (Fig. 4), der die Impulse für den Zähler 169 erzeugt, das Signal ohne Rücksicht auf die Form der Welle in Impulsform kodiert. Auf diese Weise werden die Signale dem Zähler zugeführt; die Integration der Signale verläuft während einer bestimmten Zeit.
Es ist möglich, die Spannung am Spannungsteiler 33 der Fig. 2 so zu berechnen, dass die Verstellung des Schalters 32 für die Identifikationszahl auf einen Anschluss, z. B. den fünften Anschluss, eine Integration zur Folge hat (es muss wiederholt werden, dass der Zeitraum konstant ist), wodurch eine vierstellige Zahl im Zähler 169 gespeichert wird, von welcher die bedeutendste Zahl eine fünf ist. Es kann anderseits eine beliebige andere Stelle des Spannungsteilers 33 gewählt werden, wobei die bedeutendste Zahl der gewählten Stelle entsprechen wird. Das ergibt sich aus der Integration eines angenähert rechteckförmigen Signals mit bestimmter Höhe und bestimmter zeitlicher Dauer.
Während die in Fig. 8 dargestellte Schaltungsanordnung durch die Spannung der Leitung 103 betätigt wird, welche Spannung dem Gatter 251 zugeführt ist, verwendet die Schaltungsanordnung der Fig. 9 den Ausgang der gesperrten Gatter 242 und 243 als Mittel zur Steuerung des Druckes der Identifikationszahl. Der Abtaster wird in Tätigkeit gesetzt, da die Steuerlogik 160 das Identifikationssignal wie einen anderen Peak behandelt. Auf der Leitung 291 wird während des Abtastens ein binärer Wert Eins aufrechterhalten, der über das ODER-Gatter 176-5 dem Speicher 171 zugeführt wird. Es muss wiederholt werden, dass eine vierstellige Information im Speicher festgehalten wird, von welcher die bedeutendste Zahl die Identifikationszahl ist. Die Leitung 291 ist an alle Leitungen angeschlossen, welche vom Abtaster 176 zum Speicher 171 führen.
Es wird dabei ein Wert Eins an den Gattern 171-9 aufrechterhalten, um die Übertragung der Bits in den Dezimalumformer 172 zu verhindern, welche Bits der Bestimmung der im Zähler 169 gespeicherten Zahlen dienen.
So wird durch das Signal der Leitung 291 die Ausgabe aller Daten verhindert. Das gilt jedoch nicht für die bedeutendste Zahl im Speicher, welche die gewünschte Identifikationszahl ist.
Die Leitung 292, die von dem gesperrten Identifikationsgatter wegführt, bildet eine Eingangsteilung des Gatters 176-5, das mit der Dekade des Speichergerätes verbunden ist, in welcher die bedeutendste Zahl gespeichert ist. Wenn ein binäres Signal Null an diesem Gatter mit dem Eintreffen eines Signals vom Abtaster 176 zum sechsten Anschluss zusammentrifft (der bei der bevorzugten Ausführung der Fig. 9 gewählt ist), so wird dadurch ein Signal Null auf der Leitung erzeugt, das den Gattern 171-9 zugeführt wird, welche der sechsten Dekade oder der vierten bedeutendsten Dekade im Zähler zugeordnet sind. Die Einrichtung kann die Messwerte aus dem Speicher 171 in den Dezimalumsetzer 172 übertragen. Das hat die Übertragung einer einzigen Identifikationszahl zur Folge, die ursprünglich während der Aufzeichnung gewählt wurde.
Diese Identifikationszahl wird dem Drucker 19 durch Betätigung des Elektromagneten 175 in der beschriebenen Weise zugeführt. Wenn der Abtaster zum letzten oder neunten Anschluss gelangt, wird ein Druckbefehl auf der Leitung 296 erzeugt, was die Angabe der Identifikationszahl zur Folge hat.
Eine Erläuterung der Zufuhr der Information und der Summierung der vorher zugeführten Werte hängt mit der Funktion der Summentaste zusammen. Es sei in diesem Zusammenhang auf das in Fig. 1 als Beispiel dargestellte Signal 10' hingewiesen, das mehrere Peaks hat. Durch die vorliegende Einrichtung wird ein Integral jedes Peak getrennt erzeugt. Die so erhaltenen Werte werden auf dem Papierband 20 vom Drucker 19 ausgedruckt. Nach der Beendigung einer Reihe von Messwerten ist es erwünscht, eine Summe der Zeitflächen aller Peaks zu bilden, welche Summe eine besondere Bedeutung bei der Berechnung des prozentuellen Anteils der einzelnen Peaks gegenüber dem Ganzen hat. Dadurch kann z. B. die Menge einer chemischen Substanz durch die chromatographische Analyse bestimmt werden.
Die Verwendung des Aufzeichnungsgerätes und des Wiedergabegerätes hat die Erzeugung eines Rückstellsignals (Fig. 2A) vor und nach jeder Abgabe von Daten zur Folge. So wird z. B. nach dem Abschluss der Analyse und der Integration des Signals 10' der Fig. 1 sowie dem Druck der dezimalen Werte des Bereiches der einzelnen Peaks auf dem Band 20 durch den Rückstellimpuls der Drucker 19 betätigt, der eine Summierung der Werte durchführt. Das Rückstellsignal, welches auf dem Magnetband 14 der Aufzeichnung der gesamten Werte der chromatographischen Analyse folgt, erzeugt einen binären Wert Eins oder einen Rückstellimpuls auf der Leitung 290 entsprechend Fig. 8. Der Rückstellimpuls wird dem Gatter 318 der Fig. 9 zugeführt.
Wenn der Rückstellimpuls auf der Leitung 290 des Gatters 318 erscheint, so wird durch den binären Wert Eins am Eingang ein Wert Null am Ausgang erzeugt, welcher dem Gatter 319 zugeführt wird. Durch eine vorangehende Betätigung des Schalters 313, was die Erzeugung eines binären Wertes Eins bewirkt, der über den Kondensator 314 geleitet wird, wird der Ausgang des gesperrten Gatters 317 in einen binären Zustand Eins gesetzt. Nach der Betätigung des Schalters 314 gelangt, je nach der Grösse der Aufladung des Kondensators und anderen konstruktiven Faktoren, die Spannung am Eingang des Gatters 316 auf einen binären Wert Null, wodurch der Ausgang des Gatters 317 so abgeändert wird, dass ein zusätzliches Signal Null dem Gatter 319 zugeführt wird. Der Eingang Null hat die Erzeugung eines Ausgangssignals mit dem binären Wert Eins zur Folge.
Dieses Ausgangssignal wird über das ODER-Gatter 310 geleitet und dient der Betätigung des Elektromagneten für die Summe im Drukker 19. Es wird somit durch die erste Betätigung des Elektromagneten 312 die letzte Zufuhr eines Signals der chromatographischen Analyse bewirkt. Eine weitere Betätigung des Druckers ohne die Zufuhr von Messwerten hat zur Folge, dass die Summe der vorher eingeführten Zahlen im Drucker gebildet wird und diese Summe auf dem Band 20 ausgedruckt wird. Es ist eine vorangehende Betätigung der Eingangstaste des Druckers erforderlich, um die Bildung einer Summe zu ermöglichen.
Die vorangehende Betätigung kann unmittelbar vor der Einführung der Summe erfolgen, oder sie kann auch zu irgendeinem Zeitraum vorher erfolgen, was eintreten kann, wenn das Signal 10' entsprechend Fig. 1 am Ende der Analyse den Grundwert aufweist, der die Einführung der letzten Messwerte zeitlich von der Betätigung der Summentaste trägt.
Die Identifikationszahl wird erst nach der Einführung der Summe eingeführt, da die Einführung der Summe bei der Beendigung der Messwerte durch die Aufzeichnung des Rückstellsignals (Fig. 2A) bewirkt wird.
In Fig. 5 ist die Stellung der Schalter 180a, 1 80b und 1 80c dargestellt, welche der Wahl der Geschwindigkeit der Wiedergabe dienen. Die Möglichkeit der Entstehung eines Proportionalitätsfehlers bei der Wiedergabe ist durch den Anschluss der Flipflop 1 65a und 1 65b verhindert. Diese Flipflop liefern bei einer erhöhten Geschwindigkeit Ausgangsimpulse mit einer höheren Frequenz, die das Vierfache beträgt.
Die vorliegende Einrichtung ist insbesondere bei der Integration verwendbar, um die Fläche des Bereiches unterhalb des Peak zu erhalten. Wie bereits erwähnt, werden dabei Fehler bei der Aufnahme und der Wiedergabe durch die Verwendung eines Messwertkanals und eines Referenzkanals auf dem Magnetband 14 verhindert. Die beiden Kanäle steuern, wie bereits erwähnt, einen Differentialverstärker, welchem die Differenz der beiden Signale zugeführt wird, so dass die augenblicklichen Abweichungen der Geschwindigkeit des Bandes, welche die aufgezeichneten Signale zeitlich modulieren, beim rekonstruierten Signal vermindert werden und das rekonstruierte Signal genauer ist.
Bei der Verwendung des rekonstruierten Signals für die Zwecke der Integration muss berücksichtigt werden, dass die Fehler in der Amplitude durch die Verwendung des Referenzsignals am Differentialverstärker vermindert werden, dass jedoch die Fehler die zeitliche Dauer der Amplituden der Spitzenwerte beeinflussen. So sei z. B. angenommen, dass das Wiedergabegerät 16 das Magnetband 14 mit einer erhöhten Geschwindigkeit abspielt, die ungefähr um ein Prozent schneller ist als die richtige Geschwindigkeit. Dadurch wird ein Fehler eingeführt, welcher bezüglich der Amplitude vermindert wird. Wenn die Amplituden des Signals und des Referenzsignals angenähert gleich sind, so werden die Anderungen des Signals durch gleiche Änderungen der Vorspannung ausgeglichen, so dass bei der Wiedergabe ein verhältnismässig störungsfreies Signal erhalten wird.
Es wird eine sehr genaue Integration erreicht, da Fehler, welche die Amplituden der Signale beeinflussen, gleichzeitig im umgekehrten Sinne die zeitliche Dauer der Signale beeinflussen. Das bedeutet, dass ein Fehler in der Grösse von einem Prozent bei einem vom Grundwert abweichenden Signal eine vergrösserte Amplitude des Signals zur Folge hat, jedoch gleichzeitig die zeitliche Dauer des Signals abkürzt. Da die Integration ein Mass der Fläche dieser Parameter ist, so wird durch die Vergrösserung des einen und die gleichzeitige Verminderung des anderen im gleichen Masse praktisch der Fehler der durch die Integration erhaltenen Fläche beseitigt.
Es zeigt sich somit, dass derartige Fehler bei grösseren Signalen auf die Gewinnung genauer Signale keinen Einfluss haben, während der Fehlerwert bei der Vorspannung verwendet wird, welche dem ursprünglichen Signal zugeführt wird, und bei angenähert den Werten des Grundwertes aufgezeichnet wird, um einen genauen Grundwert zu erhalten und eine genaue Bestimmung des Beginnes und des Endes der Peaks zu ermöglichen.
Es muss betont werden, dass der Signalbereich einer Quelle, z. B. eines Chromatographen, im Bereich von 80 bis 100 dB variieren kann, und dass die vorliegende Einrichtung dazu geeignet ist, das Signal durch eine Modulation des Magnetbandes anhand der Impulsdichte aufzuzeichnen. Magnetbänder sind auf einen dynamischen Bereich von dreissig oder höchstens vierzig dB beschränkt und sind nicht fähig, die Werte anders als durch die vorliegende Einrichtung aufzunehmen. Es muss auch hervorgehoben werden, dass die Einflüsse auf die Modulation durch ein unvollkommenes Wiedergabegerät und Aufzeichnungsgerät beseitigt werden, insbesondere beim Grundwert. Wenn derartige Einflüsse der Modulation eine grosse Abweichung bilden, so können sie grosse Fehler verursachen.
Anderseits werden Fehler bei grö sseren Signalen gegenseitig ausgeglichen, so dass das durch den Integrator 18 erzeugte Integral ausreichend genau ist.