CH650332A5

CH650332A5 - Verfahren und vorrichtung zur fehlerkorrektur bei der fernablesung von messeinrichtungen mit mindestens zweistelligen anzeigewerten.

Info

Publication number: CH650332A5
Application number: CH4371/79A
Authority: CH
Inventors: Donald T Hess
Original assignee: Cain Encoder
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-05-10
Publication date: 1985-07-15
Also published as: US4214152A; MX150829A; JPS54150159A; DE2919159A1; GB2021341A; IT1192726B; CA1119270A; FR2425629B1; AU530172B2; IT7922684A0; GB2021341B; BR7902914A; AU4688679A; FR2425629A1

Description

650 332

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Fehlerkorrektur bei der Fernablesung von Messeinrichtungen mit mindestens zweistelligen Anzeigewerten, die sich aus der Stellung von mindestens zwei kontinuierlich bewegbaren Zeigern ergeben, von denen die Stellung des einen Zeigers einen niedrigeren und die Stellung des anderen Zeigers einen höheren Stellenwert der Anzeige darstellt, wobei die Bewegung des den höheren Stellenwert liefernden Zeigers in einem Verhältnis 1/N zu der Bewegung des den niedrigeren Stellenwert angebenden Zeigers steht und den Zeigern Skalen mit jeweils N ganzzahligen Skalenwerten zugeordnet sind und wobei sich die Fehlerkorrektur auf Unge-nauigkeiten bezüglich der mechanischen Stellung der Zeiger bezieht, dadurch gekennzeichnet, dass das Fernablesen durch Abtasten der Stellungen der Zeiger mittels Fühler erfolgt, wobei beim Zeiger für den niedrigsten Stellenwert begonnen wird, und dass bei jeder auf die Ablesung des niedrigsten Stellenwertes folgenden Ablesung des jeweils nächsthöheren Stellenwertes in Abhängigkeit von dem auf seinen ganzzahligen Betrag nach unten abgerundeten Wert der vorhergehenden Ablesung ein variabler Korrekturwert berücksichtigt wird, der, wenn der Wert der vorherigen Ablesung Null ist, gleich einem vorgegebenen Bruchteil des Differenzbetrages zwischen zwei benachbarten ganzzahligen Skalenwerten ist und gleich-mässig oder stufenweise bis zum negativen Wert dieses Bruchteils abnimmt, wenn der Wert der vorherigen Ablesung vom Wert Null aufwerte bis zum Wert N steigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Korrekturwert ein mechanischer Fehler bis zur Hälfte des Abstandes zwischen benachbarten ganzen Zahlen auf der Skala des den jeweils höheren Stellenwert angebenden Zeigers ausgeglichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich über 360° erstreckende Drehbereich jedes einer Skala der Messeinrichtung zugeordneten Zeigers in n Abschnitte unterteilt wird, dass in jedem dieser Abschnitte zumindest in etwa der Mittelwert, der sich bei kontinuierlicher Abnahme des Korrekturwertes in diesem Abschnitt ergeben würde, als mittlerer Korrekturwert für diesen Abschnitt konstant gehalten wird, dass derjenige Abschnitt ermittelt wird, in dem sich der der nächstniedrigeren Ziffernstelle zugeordnete Zeiger befindet, und dass die Anzeige des der nächsthöheren Ziffernstelle zugeordneten Zeigers um den Korrekturwert berichtigt wird, der gleich dem mittleren Korrekturwert des Abschnittes ist, in dem sich der der nächstniedrigeren Ziffernstelle zugeordnete Zeiger befindet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass n eine ungerade Zahl ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass n den Wert 5 hat und der mittlere Korrekturwert bei dem ersten Abschnitt + 0,4, bei dem zweiten Abschnitt + 0,2, bei dem dritten Abschnitt 0, bei dem vierten Abschnitt — 0,2 und bei dem fünften Abschnitt — 0,4 beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass n den Wert 3 hat und der mittlere Korrekturwert bei dem ersten Abschnitt + 0,333, bei dem zweiten Abschnitt 0 und bei dem dritten Abschnitt — 0,333 beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert bei dem ersten Abschnitt auf 0,3 und bei dem dritten Abschnitt auf — 0,3 abgerundet wird.

8. Verfahren nachAnspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jede Skala der Messeinrichtung mit den in gleichmässigen Abständen verteilten Zahlen 0 bis 9 versehen ist, dass der Korrekturwert + 0,3 verwendet wird, wenn der angezeigte Wert 0,1 oder 2 beträgt, dass der Korrekturwert Null wird, wenn der angezeigte Wert 3,4,5 oder 6 beträgt, und dass der Korrekturwert — 0,3 verwendet wird, wenn der angezeigte Wert 7,8 oder 9 beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verschiedenen Skalen zugeordnete Zeiger dadurch abgelesen werden, dass ein mit der betreffenden Skala konzentrisches rotierendes elektrisches Feld erzeugt wird, und s dass die Phasendifferenz zwischen dem Nulldurchgang eines Bezugssignals und einem Signal ermittelt wird, das der jeweiligen Stellung des betreffenden Zeigers entspricht, wobei die ermittelte Phasendifferenz in einen Zahlenwert umgewandelt wird, und mit dem Zeiger der der niedrigsten Ziffernstelle zu-io geordneten Skala begonnen wird, und bei jeder auf die Ablesung der niedrigsten Ziffernstelle folgenden Ablesung der Wert 0,3 hinzugefügt wird, wenn die vorherige Ablesung 0,1 oder 2 betrug, während der Wert 0,3 abgezogen wird, wenn die vorausgehende Ablesung 7,8 oder 9 betrug. 15 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasendifferenz dadurch in einen Zahlenwert umgewandelt wird, dass Taktimpulse mittels eines Zählers gezählt werden, und dass zum Zweck des Hinzufügens des Wertes 0,3 eine Voreinstellung des Zählers mit dem Wert 3 bewirkt wird, 20 während zum Zweck des Abziehens von 0,3 eine Voreinstellung des Zählers mit dem Zählergebnis — 3 bewirkt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anlegen des elektrischen Feldes an den bzw. jeden Zeiger der Messeinrichtung eine vorbestimmte

25 Wartezeit eingehalten wird, bevor irgendwelche Phasenvergleiche durchgeführt werden.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 11 mit Fernablesung einer Messeinrichtung mit mehreren, verschiedenen Skalen zugeordne-

30 ten Zeigern, wobei die Vorrichtung Einrichtungen zum Erzeugen mehrphasiger Wechselspannungssignale aufweist, ferner Einrichtungen zum Ausnutzen dieser Signale zum Erzeugen eines mit der betreffenden Skala der Messeinrichtung konzentrischen rotierenden elektrischen Feldes, Einrichtun-35 gen zum Ermitteln der Phasendifferenz zwischen dem einem Zeiger durch das elektrische Feld aufgedrückten Signal und einem Bezugssignal, das einer der erzeugten Phasen entspricht, sowie Einrichtungen zum Umwandeln der Phasendifferenz in einen Zahlenwert, gekennzeichnet durch Einrichtun-40 gen, die bewirken, dass die verschiedenen Zeiger nacheinander abgelesen werden, wobei mit dem der niedrigsten Ziffern-steile zugeordneten Zeiger begonnen wird, sowie Einrichtungen, die dazu dienen, bei den Umwandlungseinrichtungen den Wert 0,3 hinzuzufügen, wenn die vorausgehende Anzeige 45 0,1 oder 2 betrug, und bei den Umwandlungseinrichtungen den Wert 0,3 abzuziehen, wenn die vorherige Anzeige 7,8 oder 9 betrug.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Umwandlungseinrichtungen ein Taktgeber so (11) gehört, ein Zähler, Einrichtungen zum Freigeben des Zählers, damit der Zähler Taktimpulse des Taktgebers zwischen einem Nulldurchgang der Bezugsphase und dem Nulldurchgang des bezüglich eines Zeigers nachgewiesenen Signals aufnimmt, so dass das in dem Zähler enthaltene Zähler-55 gebnis zu der Phasendifferenz proportional ist, und dass zu den Einrichtungen zum Hinzufügen bzw. Abziehen eines Wertes Einrichtungen gehören, die dazu dienen, bei jeder Ablesung festzustellen, ob das in dem Zähler enthaltene Zählergebnis einer Zeigeranzeige von 0,1 oder 2 entspricht, und den so Zähler vor der nächsten Ablesung auf das Zählergebnis + 0,3 voreinzustellen, wenn dies nachgewiesen wird, und festzustellen, ob das Zählergebnis den Anzeigewert 7,8 oder 9 repräsentiert, und den Zähler vor der nächsten Ablesung auf den Wert — 0,3 voreinzustellen, wenn dies nachgewiesen wird. fi5 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche die Freigabe des Zählers verhindern, bis das elektrische Feld während einer vorbestimmten Zeitspanne auf den betreffenden Zeiger aufgebracht worden ist.

3 650 332

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich- Anzeigeelements für die niedrigere Ziffernstelle zwischen den net, dass alle genannten Einrichtungen am Standort der beiden Grenzstellungen zu einer Bewegung des Anzeigeele-Messeinrichtung angeordnet sind. mentes für die höhere Ziffernstelle über eine kleinere Strecke

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch führt. Wenn das Anzeigeelement für die niedrigere Ziffern-eine Einrichtung zum Speichern des in der Messeinrichtung 5 stelle Bewegungen zwischen dem unteren und dem oberen enthaltenen Wertes, nachdem eine Ablesung durchgeführt Grenzwert ausführt, deren Anzahl gleich der Basis des Zah-wurde, und eine Einrichtung zum Übermitteln dieses Wertes lensystems ist, muss dies zu einer Bewegung des Anzeigeele-zu einer entfernten zentralen Stelle. ments für die höhere Ziffernstelle über eine Strecke führen,

die gleich dem Abstand zwischen den zugehörigen Grenzwer- io ten ist.

Bezeichnet man die Strecke zwischen den Grenzwerten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerkorrektur oder Endstellungen mit X und die Basis des Zahlensystems bei der Fernablesung von Messeinrichtungen mit mindestens mit N, führt eine Bewegung des Anzeigeelements für die niedzweistelligen Anzeigewerten, die sich aus der Stellung von rigere Ziffernstelle über eine Strecke X zu einer Bewegung des mindestens zwei kontinuierlich bewegbaren Zeigern ergeben, 15 Anzeigeelements für die höhere Ziffernstelle über die Strecke gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. X/N.

In der US-PS 4 007 454 ist eine Fernabiesevorrichtung für Wenn es sich bei der Anzeigevorrichtung um ein Gerät

Messgeräte beschrieben, bei der von einem rotierenden elek- mit einer runden Skala handelt und wenn das Zahlensystem trischen Feld Gebrauch gemacht wird, das mit der Drehachse die Basis 10 hat, führt somit eine zehnmalige Drehung des des Zeigers des Mess- bzw. Anzeigegerätes konzentrisch ist. 20 Zeigers für die niedrigere Ziffernstelle um 360° zu einer Dre-

Bei dieser Vorrichtung wird die Wechselwirkung zwischen hung des Zeigers für die nächsthöhere Ziffernstelle um dem Zeiger des Messgeräts und dem elektrischen Feld ausge- 360 °C.

nutzt, um eine Anzeige der Zeigerstellung dadurch zu erhal- Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung besteht darin, dass ten, dass die Phase des nachgewiesenen Signals mit der Phase jede Ablesung abgerundet werden muss. Wird z.B. mit einem eines Bezugssignals verglichen wird. 25 Zahlensystem mit der Basis 10 gearbeitet, soll die Abrundung Bei einer solchen Vorrichtung zum Ablesen eines Messge- jeweils auf die nächste ganze Zahl erfolgen. Ergibt sich ein ab-räts können sich Schwierigkeiten aus mechanischen Unge- gelesener Wert von 2,5, soll dieser auf 2 abgerundet werden, nauigkeiten ergeben, die bei dem Messgerät vorhanden sind. Als Basis könnte man auch die Zahl 36 verwenden, um die Bei den meisten Messgeräten oder Zählern, die regelmässig 360 Winkelgrade eines Kreises darzustellen. Auch in diesem abgelesen werden müssen, sind mehrere Skalen mit zugehöri- 30 Fall wäre es erwünscht, wiederum die nächste ganze Zahl zu gen Zeigern vorhanden, die z.B. bei Kilowattstunden die Ei- erhalten. Würde z.B. der Wert 245 angezeigt, der 245° entner bzw. die Zehner bzw. die Hunderter bzw. die Tausender spricht, wird dieser Wert auf 24 abgerundet.

anzeigen. In manchen Fällen befinden sich die Zeiger nicht Das erfindungsgemässe Fehlerkorrekturverfahren wird genau in der richtigen Stellung. Wenn sich z.B. der Zeiger für im folgenden bezüglich eines Zählers mit Skalen bzw. Zeigern die Einerwerte in der Stellung «2» befindet, nachdem er ge- 35 beschrieben. Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um ein rade die Nullstellung durchlaufen hat, müsste der Zeiger bei Beispiel für eine zweckmässige Ausführungsform. Erfinder Skala für die Zehneranzeige eine Stellung einnehmen, die dungsgemäss ist eine Korrektur auch bei anderen Anzeigezwei Zehnteln des digitalen Abstandes von einer signifikanten oder Zählvorrichtungen möglich, bei denen mechanische Ziffer entspricht, z.B. dem Wert 0,2. Infolge eines Fluch- Fehler auftreten können.

tungsfehlers kann jedoch der Zeiger der Zehnerskala z.B. bei to Betrachtet man als Beispiel einen Zähler mit mehreren 9,9 stehen. Werden die einzelnen Skalen unabhängig vonein- Skalen und Zeigern, wird gemäss der Erfindung allgemein geander abgelesen, besteht somit die Gefahr, dass sich der Feh- sprochen von der Stellung eines Zeigers für eine niedrigere 1er bei der weiteren Verarbeitung der abgelesenen Werte aus- Ziffernstelle zwischen Null und 360° Gebrauch gemacht, um wirkt. Zwar könnte man jeder Skala Informationen unter An- eine variable Korrekturvorspannung für die Anzeige der Vorwendung einer stärkeren Auflösung entnehmen und an einer « richtung bezüglich der nächsthöheren Ziffernstelle derart zu zentralen Stelle decodieren, doch würde man in diesem Fall erzeugen, dass sich eine Anzeige ergibt, die zwischen den beieine grössere Zahl von Informationen zu übermitteln haben. den Zahlen oder genau in der Mitte zwischen den beiden Zah-Durch die Erfindung sind nunmehr ein Verfahren und len liegt, über die sich der Zeiger hinwegbewegt, wenn er sich eine Vorrichtung geschaffen worden, die gewährleisten, dass genau in der richtigen mechanischen Stellung befindet. Der die von einem Zähler abgelesenen Werte genau sind und dass so Anzeigewert erscheint dann als die untere der beiden Zahlen, man über die abgelesenen Werte hinaus keine zusätzlichen Hierzu wird die Skala in mehrere Abschnitte bzw. Sektoren, Ausgangsdaten für jede Skala benötigt, so dass sich eine wei- und vorzugsweise in eine ungerade Zahl von n Abschnitten tere Verarbeitung der abgelesenen Werte erübrigt. unterteilt, und dann werden nacheinander alle Skalen abgele-Zwar wird die Erfindung im folgenden bezüglich ihrer sen, wobei mit der Skala für die niedrigste Ziffernstelle begon-Anwendung bei mit Zeigern versehenen Zählern beschrieben, 55 nen wird; hierbei wird nach der ersten Skala bei jeder weiteren doch lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren zum Korri- Skala ein Korrekturwert hinzugefügt, der auf dem Abschnitt gieren von Fehlern auch in zahlreichen anderen Fällen an- basiert, in welchem sich der Zeiger bei der vorausgehenden wenden. Die Erfindung ist allgemein bei jeder Vorrichtung Skala befand.

anwendbar, welche die Merkmale eines Zählers aufweist. Bei einem Zähler mit mehreren Skalen entspricht eine Dies bedeutet, dass zu der Vorrichtung mindestens zwei me- 60 volle Umdrehung des Zeigers für eine niedrigere Ziffernstelle chanisch bewegbare Anzeigeelemente gehören müssen, deren einer Bewegung des Zeigers für die nächsthöhere Ziffernstelle Stellungen von einem entfernten Ort aus abgelesen oder ge- zwischen zwei benachbarten Zahlen. Als Beispiel sei angefühlt werden sollen. Hierbei muss bei einem beliebigen Zah- nommen, dass die niedrigste Ziffernstelle für die Zehntel einer lensystem das eine Anzeigeelement einer niedrigeren Ziffern- Kilowattstunde vorgesehen ist, während die nächsthöhere stelle und das andere Anzeigeelement einer höheren Ziffern- « Ziffernstelle ganze Kilowattstunden darstellt. Ferner sei ange-stelle zugeordnet sein. Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung nommen, dass sich der Zeiger bei der niedrigeren Ziffernstelle muss darin bestehen, dass die Anzeigeelemente im wesent- in der Stellung 0 befindet, während der Zeiger bei der näch-lichen stufenlos bewegbar sind und dass eine Bewegung des sten Ziffernstelle auf 4 steht. Bei einer Weiterdrehung des Zei-

650 332 4

gers für die niedrigere Ziffernstelle von 0 bis zum erneuten Er- turwerte beträgt 0,4. Wenn in diesem Fall der erste Zeiger auf reichen der O-Stellung muss sich der Zeiger für die nächsthö- 0 oder 1 steht, beträgt somit die hinzuzufügende Korrektur here Ziffernstelle von 4 nach 5 bewegen. Wenn der Zeiger für 0,4. Entsprechend beträgt die Korrektur 0,2, wenn der Zeiger die niedrigste Ziffernstelle bei der Zahl 8 steht, soll der Zeiger zwischen 2 und 4 steht. Steht der Zeiger z.B. auf 2 oder 3, wird für die nächsthöhere Ziffernstelle acht Abschnitte der Strecke 5 der Korrekturwert 0,2 hinzugefügt.

zwischen 4 und 5 zurückgelegt haben. Weiterhin wurde festgestellt, dass sich eine ausreichende Werden die Skalen abgelesen, wobei eine Vorrichtung be- Genauigkeit auch dann erzielen lässt, wenn man den Bereich nutzt wird, wie sie in der US-PS 4 007 454 beschrieben ist, von 360° in nur drei Abschnitte unterteilt. Theoretisch würde bzw. eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, er- sich der erste Abschnitt von 0 bis 3,33, der zweite Abschnitt folgt die Ablesung gewöhnlich auf eine Dezimalstelle, d.h. bei 10 von 3,33 bis 6,66 und der dritte Abschnitt von 6,66 bis 0 er-dem hier gewählten Beispiel müsste der Wert 4,8 abgelesen strecken. Bei dem ersten Abschnitt würde die mittlere Korwerden, wenn kein Fehler auftritt. Unter diesen Umständen rektur dem Mittelwert von 0,5 und 0,166 entsprechen, so dass würden von der Skala für volle Kilowattstunden 4 Kilowatt- sich ein Wert von + 0,33 ergibt. Im zweiten Abschnitt ergibt stunden abgelesen, denn da der Zeiger der Skala für zehntel sich als Mittelwert von +1,66 und — 1,66 der Korrekturwert Kilowattstunden auf 8 steht, würde sich eine Anzeige für 15 0. Entsprechend würde der Mittelwert im dritten Abschnitt 0,8 kWh ergeben, die hinzugefügt werden muss. Daher wird - 0,33 betragen. Bei dem nachstehend beschriebenen Ausfüh-bei diesem Beispiel die Löchste Ziffernstelle der gemessenen rungsbeispiel der Erfindung ist dieser Korrekturwert jedoch Stellung verwendet, von der Gebrauch gemacht wird und bei auf 0,3 abgerundet.

der es sich um die Zahl 4 handelt. Hierbei besteht ein Problem Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung sei das darin, dass es möglich ist, dass der Zeiger für die nächsthö- 20 vorstehende Beispiel näher betrachtet. Es sei angenommen,

here Ziffernstelle infolge einer mechanischen Störung nicht dass der Zeiger für die niedrigste Ziffernstelle den Wert 2,3

etwa auf 4,8 steht, sondern fälschlicherweise schon 5,0 an- anzeigt. Hierbei wird nur die höchste Ziffernstelle verwendet zeigt. In diesem Fall würde anstelle des richtigen Wertes 4,8 und ausgegeben. Zum Zweck der Ausgabe wird bei einem bi-

der falsche Wert 5,8 angezeigt. när codierten Dezimalzähler eine Zählung vom Nulldurch-

Ès ist eine Aufgabe der Erfindung, die Stellung eines Zei- 25 gang einer Bezugssinuswelle bis zum Nulldurchgang des gers, der sich zwischen zwei Zahlen, z.B. den Zahlen 4 und 5, nachgewiesenen Signals durchgeführt. Hierauf beginnt die bewegt, so zu korrigieren, dass der Fühler bei der Bewegung Ablesung bei der nächsten Skala. Wenn der erste Zeiger 0,1 zwischen diesen Zahlen so beeinflusst wird, dass er stets an- oder 2 anzeigt, wird jedoch vorher dem Zähler der Korrekturzeigt, dass sich der Zeiger genau in der Mitte zwischen den wert 0,3 eingegeben. Lautet die Anzeige 7,8 oder 9, wird dem Zahlen befindet und dass der angezeigte Wert z.B. 4,5 beträgt. 30 Zähler der Korrekturwert — 0,3 eingegeben. Zu diesem Dies ermöglicht die Berücksichtigung des maximal vorkom- Zweck wird tatsächlich die Zahl 9,7 hinzugefügt. Eine logi-menden mechanischen Fehlers, der plus oder minus die Hälfte sehe Vergleichseinrichtung dient dazu, Grösse und Vorzei-des Abstandes zwischen den beiden Zahlen betragen kann. chen der Korrektur zu wählen. Auf eine noch zu erläuternde Das genaueste Verfahren zur Durchführung einer solchen Weise wird hierdurch praktisch ein mechanischer Fehler bzw. Korrektur würde darin bestehen, dass ständig ein Korrektur- 35 ein Linearitätsfehler von 3 x 3,6° bzw. 10,8° korrigiert. Bei einfluss ausgeübt wird. Mit anderen Worten, wenn sich der den durch den Zeiger angezeigten Zwischenwerten von 3 bis 6 Zeiger für eine niedrigere Ziffernstelle über einen Bereich von wird keine Korrektur durchgeführt.

360° bewegt, würde auf den Fühler für die nächsthöhere Zif- Das gleiche Verfahren zum vorherigen Einstellen der Korfernstelle ständig ein Korrektureinfluss ausgeübt, um diesen rektur bei einer Messeinrichtung kann bei einer Unterteilung Zeiger in seiner Mittelstellung zu halten. Wenn sich z.B. der 40 in fünf oder mehr Abschnitte angewendet werden. Der einzige Zeiger für die nächsthöhere Ziffernstelle zwischen 4 und 5 be- Unterschied besteht hierbei darin, dass man zusätzliche logi-wegt, während der Zeiger für niedrigere Ziffernstelle den Wert sehe Vergleichseinrichtungen benötigt, um weitere Korrek-0 anzeigt, würde der hinzuzufügende Korrekturwert +0,5 be- turwerte zu gewinnen. Auf welche Weise dies geschieht, ergibt tragen. Steht der Zeiger für die niedrigere Ziffernstelle auf 0,1, sich für jeden Fachmann aus der nachstehenden Beschrei-müsste man entsprechend eine Korrektur von + 0,4 hinzufü- « bung der Erfindung.

gen usw. Wenn der Zeiger für die niedrigere Ziffernstelle die Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden

Stellung 0,5 erreicht, die 180° entspricht, hat die Korrektur anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

den Wert Null. Erreicht der Zeiger die Stellung 6, würde der Fig. 1 a in Verbindung mit Fig. 1 b ein Blockschaltbild ei-

Korrekturwert - 0,1 verwendet, um den Zeiger für die ner erfindungsgemässen Vorrichtung; und nächsthöhere Ziffernstelle auf 4,5 zurückzuführen. 50 Fig. 2 die Skalen und Zeiger einer Messeinrichtung in Ver-

Zwar lässt sich mit Hilfe einer kontinuierlichen Korrektur bindung mit einer Tabelle von Korrekturwerten zur Erläute-die höchste Genauigkeit erzielen, doch hat eine Untersuchung rung der Erfindung.

gezeigt, dass sich eine ausreichende Genauigkeit erreichen Die in Fig. la und lb dargestellte Vorrichtung ist einer lässt, wenn man mit einem Quantisierungs verfahren arbeitet. nach Bedarf abzulesenden Messeinrichtung räumlich zuge-

Hierbei wird der 360°-Bereich der Skala in n Abschnitte, und 55 ordnet. Solange keine Ablesung durchgeführt wird, befindet zwar vorzugsweise in eine ungerade Anzahl von Abschnitten sich die Vorrichtung im Ruhezustand, wobei sich jedoch ein unterteilt. Beispielsweise kann man den 360°-Bereich in 3,5,7 Taktgeber 11 in Betrieb befindet. Von einer entfernten Stelle usw. Abschnitte unterteilen. Im folgenden sei eine Untertei- aus kann die Vorrichtung dadurch in Betrieb gesetzt werden,

lung in fünf Abschnitte angenommen. Jeder Abschnitt oder dass der Leitung 13 ein Erdungssignal zugeführt wird, um den

Sektor würde sich über den zweifachen Abstand zwischen 60 Einerzeiger der Messeinrichtung abzufragen. Dieses Signal zwei benachbarten Zahlen erstrecken, d.h. es ist jeweils ein triggert einen monostabilen Multivibrator 15, dessen Aus-

Abschnitt zwischen 0 und 2, zwischen 2 und 4,4 und 6 usw. gangssignal über ein Oder-Gatter 17 ein Und-Gatter 19 öff-

vorhanden. Der Korrekturwert, der bei diesem Ausführungs- net, damit der Taktgeber 11 seine Ausgangssignale den Anzei-

beispiel der Erfindung hinzugefügt wird, entspricht annä- geeinheiten der Messeinrichtung zuführen kann.

hernd der mittleren Korrektur für den betreffenden Ab- 65 Der Taktgeber 11 arbeitet mit einer Frequenz von schnitt. Zunächst sei der erste Abschnitt zwischen 0 und 2 be- 2,4 MHz, die mittels eines Zählers 21 durch 6 geteilt wird, so trachtet. Die Korrektur für 0 würde 0,5 und die Korrektur für dass sich eine Taktfrequenz von 400 kHz ergibt, die dann er-

2 würde 0,3 betragen. Der Mittelwert dieser beiden Korrek- neut mittels eines Zählers 23 durch 100 geteilt wird, so dass

man eine Frequenz von 4 kHz erhält. Dieses Signal von 4 kHz wird durch ein Sieb 25 geleitet, dem es in Form einer Sinuswelle entnommen wird, welche bei 0° die Bezugssinuswelle bildet.

Die Sinuswelle wird bei 0° durch ein RC-Verzögerungs-glied 27 geleitet, um eine Verzögerung um 60° zu bewirken, so dass man bei einem Winkel von 300° eine Sinuswelle erhält. Ausserdem wird das 0°-Signal durch einen Inverter 29 umgekehrt, um ein Signal bei 180° zu gewinnen. Das Signal bei 300° wird durch einen Inverter 31 umgekehrt, so dass man ein Signal bei 120° erhält. Das 120°-Signal und das 0°-Signal werden durch eine Addiereinrichtung 33 addiert, um ein Signal bei einem Winkel von 60° zu gewinnen, das durch einen Inverter 35 umgekehrt wird, so dass ein Signal bei einem Winkel von 240° zur Verfügung steht. Auf diese Weise werden sechs Phasensignale mit Abständen von je 60° erzeugt. Diese Signale werden einer Modulatoreinheit 37 zugeführt, wo sie dazu dienen, die Rechteckwelle mit einer Frequenz von 400 kHz zu modulieren. Somit erhält man als Ausgangssignale sechs modulierte Rechteckwellen von 400 kHz. Diese Rechteckwellen werden den zugehörigen Teilen 30 der den Anzeigeeinheiten des Zählers zugeordneten kapazitiven Vorrichtungen zugeführt, die in der eingangs genannten US-PS beschrieben ist.

Das 0°-Signal wird ausserdem einem Nulldurchgangsdetektor 41 zugeführt, dessen Ausgangssignal über ein Und-Gatter 43 dem Setzeingang eines Kippgliedes 44 zugeführt wird. Zum Öffnen des Gatters 43 dient das Ausgangssignal des Oder-Gatters 17, das in der Leitung 45 erscheint, nachdem es durch eine Verzögerungseinrichtung 47, z.B. einen monostabilen Multivibrator, verzögert worden ist. Die Verzögerung nach dem Anlegen des Feldes an die in Fig. la dargestellten Platten 39 soll etwa 0,5 ms betragen. Das Ausgangssignal des Kippgliedes 44 öffnet ein Und-Gatter 49 (Fig. la), um das 400-kHz-Signal einem bis 100 zählenden, binär codierten Dezimalzähler 51 zuzuführen, der durch ein Rücksetzsignal rückgesetzt wird, das in der Leitung 45 erscheint, welche über einen monostabilen Multivibrator 53 oder dergl. angeschlossen ist, um einen kurzen Rücksetzimpuls zu erzeugen. Der Zähler zählt die Impulse, bis ein Nulldurchgangsdetektor 57 einen Nulldurchgang des Ausgangssignals für den Zeiger 55 nachweist. Hierdurch wird das Klippglied 44 zurückgesetzt, um das Gatter 49 zu sperren. Somit repräsentiert die in dem Zähler 51 gespeicherte Zahl die Stellung des Zeigers 55. Welcher der Zeiger abgefragt wird, wird durch einen Schalter oder Multiplexer 61 bestimmt, dem Schaltsignale von den monostabilen Multivibratoren 15 aus zugeführt werden. Nimmt man an, dass gerade die Einer abgefragt werden, wird das Ausgangssignal für die Einerskala dem Nulldurchgangsdetektor 57 zugeführt. Das Ausgangssignal des Detektors 57 setzt das Kippglied 44 zurück, so dass das Gatter 49 gesperrt wird. Das Ausgangssignal des Zählers 51 repräsentiert jetzt die Stellung des Zählerzeigers. Dieses Ausgangssignal wird in einem Register 62 gespeichert, an dessen Ausgänge Treiber 75 angeschlossen sind, welche Schalter-Schliess- und -Erdungssignale im binär codierten Dezimal-Ausgangsformat liefern, die die Zeigerstellung anzeigen und jetzt zu einer entfernten Stelle übermittelt werden können. Es sei bemerkt, dass dem binär codierten Dezimalzähler 51 nur die höchste Ziffernstelle entnommen wird. Ferner ist zu bemerken, dass der Zähler beim Ablesen der Einer auf 0 zurückgesetzt wurde.

Anhand von Fig. 2 sei angenommen, dass der Anzeigewert bei dem Zähler für die niedrigste Ziffernstelle 23 betrug. Hierbei würde das Register 62 das Ausgangssignal 2 liefern. Da dieses Ausgangssignal kleiner ist als 3, muss gemäss der Erfindung der Zähler 51 vorbereitend auf das Zählergebnis 3 eingestellt werden, bevor der Zeiger für die nächste Ziffern5 650 332

stelle abgelesen wird. Dies geschieht mit Hilfe mehrerer Gatter. Die in den Leitungen 10 und 20 des Registers 62 erscheinenden Ausgangssignale werden als Eingangssignale einem Exklusiv-Oder-Gatter 63 zugeführt, dessenAusgangssignal s durch ein Und-Gatter 64 mit den 45- und 80-Signalen des Registers 62 verknüpft wird. Somit liefert das Und-Gatter 64 nur dann ein Ausgangssignal, wenn das Zählergebnis 10 oder 20 beträgt. Die 10,20-, Ifr- und SÜ-Signale werden einem Und-Gatter 65 zugeführt, das nur dann ein Ausgangssignal liefert, io wenn das Zählergebnis den Wert 0 hat. Schliesslich werden die Ausgangssignale der Gatter 65 und 64 einem Oder-Gatter 66 zu geführt, das ein Ausgangssignal nur dann liefert, wenn das Zählergebnis 10 oder 20 oder 0 beträgt. Bei dem endgültigen Ausgangssignal entspricht dies den Zeigerstellungen 1 15 bzw. 2 bzw. 0. Diese Ausgangssignale bilden jeweils ein Eingangssignal für die beiden Und-Gatter 67 und 68, zum Eingeben von Voreinstellsignalen für die ersten Bits des Einer-Teils des binär codierten Dezimalzählers 51. Die zweiten Eingangssignale für diese Gatter sowie mehrere weitere Gatter 69 bis 20 74 werden in Form eines gemeinsamen Voreinstellsignals durch den monostabilen Multivibrator 53 erzeugt. Somit wird bei dem Beispiel nach Fig. 2, bei dem das Ausgangssignal für die erste Skala den Wert 2 hat, dem Zähler 51 der Betrag 3 eingegeben. Hierdurch wird der erste Zyklus abge-25 schlössen.

Die an einer entfernten Stelle angeordnete Einrichtung nimmt das Anzeigesignal aus den Treibern 75 auf und lässt dann ein Signal in der Leitung 76 erscheinen, um die Ablesung der Zehner einzuleiten. Hierbei wird wieder in der be-3o schriebenen Weise vorgegangen. Anhand von Fig. 2 sei nunmehr angenommen, dass zwischen dem Setzen des Kippgliedes 44 und dem Zurücksetzen 98 Zähleinheiten auftreten. Da der Stand des Zählers bereits 3 betrug, ergibt sich jetzt das Gesamtzählergebnis 101, und das Ausgangssignal hat den Wert 35 0. In diesem Fall wird der Zähler 51 erneut auf das Zählergebnis 3 voreingestellt. Danach wird durch ein über die Leitung 77 zugeführtes Eingangssignal die Ablesung der Hunderter eingeleitet. Es sei angenommen, dass in diesem Fall das Zählergebnis 93 vorliegt, dem die Zahl 3 zugefügt wird, so dass 40 man als Ergebnis 96 erhält. Somit ergibt sich das Ausgangssignal 9, bei dem es erwünscht ist, die Zahl 3 vom nächsten Zählergebnis abzuziehen. Wird einer der Werte 7,8 oder 9 angezeigt, soll diese Subtraktion in der beschriebenen Weise stattfinden. Zu diesem Zweck dienen das Und-Gatter 81 und 45 das Oder-Gatter 83. Das Gatter 81 ist an die Ausgänge 10,20 und 40 des Registers 51 angeschlossen, so dass es ein Ausgangssignal für 70 liefert. Dem Gatter 83 werden als Eingangssignale das 80-Ausgangssignal des Registers und das Ausgangssignal des Gatters 81 zugeführt. Somit liefert das so Gatter 83 die Ausgangssignale 70,80 und 90. Hierbei handelt es sich um das zweite Eingangssignal für die Gatter 69 bis 74. Wenn das Voreinstellsignal erscheint, wird somit dem Zähler 51 das Zählergebnis 97 eingegeben, was der Subtraktion von 3 entspricht. Mit anderen Worten, die ersten drei Zählein-55 heiten nach dem Setzen des Kippgliedes 44 führen den Zähler 51 auf 0 zurück.

Jetzt erscheint ein Signal in der Leitung 79, um die Ablesung der Tausender-Skala einzuleiten. Gemäss Fig. 2 hat sich der Tausender-Zeiger etwas über die Zahl 5 hinwegbewegt. Es 6o sei angenommen, dass 51 Einheiten gezählt worden sind. Von diesem Zählergebnis wird 3 abgezogen, oder es wird 97 hinzugefügt, so dass man das tatsächliche Zählergebnis 48 erhält. Bei dem Zählergebnis 48 wird das Ausgangssignal 4 dem Register 62 und den Treibern 75 zugeführt. Für den Fall, dass 65 keine Korrektur durchgeführt worden wäre, ist ersichtlich, dass als Ausgangssignal das falsche Signal 5 erzeugt worden wäre.

Im Verlauf der vorstehend beschriebenen Vorgänge hat

650 332

der Zehner-Zeiger gemäss Fig. 2 die 0-Stelhmg noch nicht ganz erreicht. Da jedoch der Einer-Zeiger die O-Stellung soeben durchlaufen und jetzt die Stellung 2 erreicht hat, müsste der Zehner-Zeiger gerade soeben die Stellung 9 oder die Stellung 0 durchlaufen haben. Offensichtlich liegt ein mechanischer Fehler vor, und der Zehner-Zeiger müsste sich etwas jenseits der O-Stellung statt etwas vor der O-Stellung befinden. Dieser Fehler wurde dadurch berichtigt, dass die beschriebene Addition vor dem Ablesen des Zehner-Zeigers durchgeführt wurde. Im Falle des Hunderter-Zeigers, der die Stellung 0 schon nahezu erreicht hat, müsste der Tausender-Zeiger kurz vor der Zahl 5 stehen. Wegen eines mechanischen Fehlers steht der Tausender-Zeiger jedoch etwas jenseits der Zahl 5, d.h. gemäss Fig. 2 bei 5,1. Da gemäss dem Fehlerkorrekturplan der Wert 0,3 abgezogen wird, wird auch dieser mechanische Fehler ausgeglichen. Bei dem Hunderter-Zeiger ist der maximale korrigierbare Fehler vorhanden. Gemäss Fig. 2

steht er auf 93, während er tatsächlich auf 9 stehen müsste. Jedoch wird trotz dieses grossen Fehlers eine fehlerfreie Ablesung erreicht. Es sei der Fall betrachtet, in dem der Hunder-ter-Zeiger genau auf 9 steht. Die Addition von 3 würde un-s schädlich sein, und das Ausgangssignal würde immer noch dem Wert 9 entsprechen. Das gleiche gilt für die übrigen Fälle. Würde der Zehner-Zeiger genau auf 0 stehen, würde sich bei der Addition von 3 immer noch das Ausgangssignal 0 ergeben. Wenn der Tausender-Zeiger auf 4,9 stände, wie es io der Fall sein sollte, würde die Subtraktion von 3 zu dem Wert 4,6 führen, und das Ausgangssignal würde immer noch den Wert 4 haben. Somit führen die gemäss der Erfindung durchgeführten Additions- und Subtraktionsvorgänge zur Korrektur von sich in vernünftigen Grenzen haltenden Fehlern, und 15 gleichzeitig wird das Entstehen von Fehlern verhindert, wenn die Zeiger zutreffende Werte anzeigen.

C

3 Blatt Zeichnungen