CH678669A5 - - Google Patents

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CH678669A5
CH678669A5 CH2747/89A CH274789A CH678669A5 CH 678669 A5 CH678669 A5 CH 678669A5 CH 2747/89 A CH2747/89 A CH 2747/89A CH 274789 A CH274789 A CH 274789A CH 678669 A5 CH678669 A5 CH 678669A5
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CH
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data
acquisition device
data acquisition
circuit arrangement
signal
Prior art date
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CH2747/89A
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German (de)
Inventor
Gaston Rubin
Original Assignee
Eidgenoess Munitionsfab Thun
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/08Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles for carrying measuring instruments; Arrangements for mounting sensitive cargo within a projectile; Arrangements for acoustic sensitive cargo within a projectile

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Recording Measured Values (AREA)
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  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)

Abstract

A battery-fed data recording device for high mechanical loads, particularly accelerations, is described. Analog signal (AI) or digital data (DI) are supplied via converters (103) or (118) to a clocked controller (104) and are read out via this controller and a RAM data memory (105) at an interface (108) after the dynamic loading. A tried use of the data recording device exists in the research and development of munition bodies and their safety systems; after the body has been fired, the device is retrieved and the data are then read out. <IMAGE>

Description

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

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CH 678 669 A5 CH 678 669 A5

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenaufzeichnungsgerät zur Registrierung von elektrischen Signalen in mechanisch hochbeanspruchten Körpern, insbesondere solchen, die hohen Beschleunigungen und/oder Verzögerungen unterworfen sind, wobei die Daten der Signale vor und/oder während der mechanischen Beanspruchung in einem batteriegespeisten Signalspeicher gespeichert und nach der Beanspruchung des Körpers abfragbar sind. The present invention relates to a data recording device for registering electrical signals in mechanically highly stressed bodies, in particular those which are subject to high accelerations and / or decelerations, the data of the signals being stored in a battery-powered signal memory before and / or during the mechanical stress and after the Stress on the body can be queried.

Ebenfalls ist eine bevorzugte Venwendung des Geräts angegeben. A preferred use of the device is also specified.

Zur Datenaufzeichnung in dynamisch beanspruchten Körpern und/oder an solchen Körpern sind zahlreiche Vorschläge realisiert worden. Allgemein bekannt sind Datenaufzeichnungsgeräte auf der Basis von analogen oder digitalen Signalträgem (Bänder, rotierende Festplatten etc.), die jedoch aufgrund ihrer mechanischen Antriebssysteme nur bei relativ kleinen Beanspruchungen einsetzbar sind. Ferner sind telemetriseli arbeitende Geräte bekannt, welche insbesondere bei höheren Beschleunigungen verwendet werden; sie erfordern einen relativ grossen apparativen Aufwand und benötigen eine entsprechende Wartung bei deren Einsatz. Numerous proposals have been implemented for data recording in dynamically stressed bodies and / or on such bodies. Data recording devices based on analog or digital signal carriers (tapes, rotating hard disks etc.) are generally known, but due to their mechanical drive systems they can only be used for relatively small loads. Furthermore, telemetriseli devices are known which are used in particular at higher accelerations; they require a relatively large amount of equipment and require corresponding maintenance when they are used.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein einfach zu handhabendes Gerät zur Datenaufzeichnung zu schaffen, welches grosse mechanische Beanspruchungen, insbesondere hohe Beschleunigungen und/oder Verzögerungen betriebssicher erträgt. It is therefore an object of the invention to provide an easy-to-use device for data recording which can withstand high mechanical stresses, in particular high accelerations and / or decelerations in a reliable manner.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine in der Achse der mechanischen Hauptbeanspruchung ausgerichtete, in einem Polymer und/oder in eine Matrix eingegossene Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die wenigstens einen Controller aufweist, der durch einen Taktgeber gesteuert ist und dessen Signaleingänge über einen Analög/Digital-Wandler und/oder über eine Kippschaltung geführt sind und dass dessen Ausgang einerseits mit einem Schreib-Lese-Speicher und andererseits mit einer Schnittstelle zur Abfrage der aufgezeichneten Daten zusammengefasst ist. This object is achieved in that a circuit arrangement aligned in the axis of the main mechanical stress, cast in a polymer and / or in a matrix is provided, which has at least one controller which is controlled by a clock generator and whose signal inputs via an analog / digital Converters and / or via a flip-flop circuit and that its output is combined on the one hand with a read-write memory and on the other hand with an interface for querying the recorded data.

Die erfindungsgemässe Lösung erlaubt, auf kleinsten Abmessungen Daten aufzuzeichnen, zu speichern und nach einer Bergung des Datenaufzeichnungsgeräts diese während eines längeren Zeitraums auszulesen und auszuwerten. Es lässt sich an die verschiedensten Signalgeber und Signalarten anpassen. The solution according to the invention allows data to be recorded and stored in the smallest dimensions and, after the data recording device has been recovered, it can be read out and evaluated over a longer period of time. It can be adapted to a wide variety of signal generators and signal types.

In nachfolgenden abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands beschrieben. Further developments of the subject matter of the invention are described in the following dependent claims.

Das Datenaufzeichnungsgerät nach Anspruch 2 gibt den Vorteil einer mechanisch sehr kompakten Einheit, welche stabil und trotzdem leicht demontierbar mit dem zu messenden Körper verbindbar ist. The data recording device according to claim 2 gives the advantage of a mechanically very compact unit, which is stable and yet easily dismantled can be connected to the body to be measured.

Die Prallplatte, Anspruch 3, verteilt die mechanische Energie auf eine grössere Fläche und schützt damit die Schaltungsanordnung. The baffle plate, claim 3, distributes the mechanical energy over a larger area and thus protects the circuit arrangement.

Vorteilhaft ist die kreisförmige Ausgestaltung nach Anspruch 4; sie erlaubt ein einfaches Umlenken der kinetischen Energie auf stabile Gehäuseteile des beanspruchten Körpers. The circular configuration according to claim 4 is advantageous; it allows a simple redirection of the kinetic energy to stable housing parts of the stressed body.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 ergibt ein kompaktes Umschliessen der Schaltungsanordnungen. The embodiment according to claim 5 results in a compact enclosing of the circuit arrangements.

Die Oberflächenmontage der Bauteile (SMD), Anspruch 6, erhöht die mechanische Stabilität der Schaltungsanordnung und damit deren Belastbarkeit nochmals. The surface mounting of the components (SMD), claim 6, further increases the mechanical stability of the circuit arrangement and thus its resilience.

Der Aufbau nach Anspruch 7 ergibt kleine polare Massenträgheitsmomente, verhindert weitgehend die Bildung von Torsionsspannungen auf der Schaltungsplatte und erhöht dadurch die Schwingungsfestigkeit des Systems, The structure of claim 7 results in small polar moments of inertia, largely prevents the formation of torsional stresses on the circuit board and thereby increases the vibration resistance of the system,

Der Aufbau des Oszillators, entsprechend Anspruch 8, reduziert die auf ihn wirkenden Druckspannungen, was insbesondere bei Quarzoszillatoren von Bedeutung für deren Frequenzstabilität ist. The structure of the oscillator, according to claim 8, reduces the compressive stresses acting on it, which is particularly important in the case of quartz oscillators for their frequency stability.

Eine einfache Speisequelle ist in Anspruch 9 angegeben; der Einbau der Monozellen, orthogonal zur Achse, gewährleistet sichere Kontaktierungen und damit eine unterbruchsfreie Stromversorgung. A simple source of food is given in claim 9; The installation of the mono cells, orthogonal to the axis, ensures reliable contacting and thus an uninterrupted power supply.

Besonders praktisch ist die Ausgestaltung der Schnittstelle als Datenstecker gemäss Anspruch 10. Neben dem einfachen Auslesen der Daten ergibt sich ebenfalls eine Verbindungsmöglichkeit mehrerer Schaltungsanordnungen in Kaskadenform. The configuration of the interface as a data connector is particularly practical. In addition to the simple reading of the data, there is also the possibility of connecting several circuit arrangements in cascade form.

Synchron mit der gleichen Oszillatorfrequenz betriebene Datenaufzeichnungsgeräte, geschaltet nach Anspruch 11, dienen der Speichererweiterung (RAM-Expansion). Data recording devices operated synchronously with the same oscillator frequency, switched according to claim 11, serve to expand the memory (RAM expansion).

Die asynchrone Schaltung der Oszillatoren, vgl. Anspruch 12, kann besonders von Vorteil sein, wenn zeitlich verschiedenartig verlaufende Signale aufzuzeichnen sind. The asynchronous switching of the oscillators, cf. Claim 12, can be particularly advantageous if signals which differ in time are to be recorded.

Bei sehr hohen Abschuss- und/oder Aufprallbeschleunigungen hat sich der RC-Oszillator nach Anspruch 13 als besonders robust erwiesen. Seine an sich begrenzte Frequenzstabilität bleibt auch bei hohen mechanischen Belastungen weitgehend unverändert. With very high launch and / or impact accelerations, the RC oscillator according to claim 13 has proven to be particularly robust. Its inherently limited frequency stability remains largely unchanged even under high mechanical loads.

insbesondere bewährt hat sich der Einsatz des Geräts nach Anspruch 14; damit können aufwendige, feiemetrisch übertragene Messungen mit höher Störempfindlichkeit auf einfache Art eliminiert werden. the use of the device according to claim 14 has proven particularly useful; In this way, complex, measured measurements with high sensitivity to interference can be easily eliminated.

Anhand von Zeichnungen wird nachfolgend die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen; The invention is explained below, for example, with reference to drawings. Show it;

Fig. 1 ein in ein Geschoss eingebautes Datenaufzeichnungsgerät, 1 is a data recording device installed in a floor,

Fig. 2 eine erste Prallplatte gemäss Fig. 1, 2 shows a first baffle plate according to FIG. 1,

Fig. 3 einen Verbindungsflansch nach Fig. 1, 3 shows a connecting flange according to FIG. 1,

Fig. 4 einen Trägerflansch gemäss Fig. 1, 4 shows a carrier flange according to FIG. 1,

2 2nd

CH678 669 A5 CH678 669 A5

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung der Schaltungsanordnung im Datenaufeeichnungsgerät mit einem analogen und einem digitalen Eingang, 5 shows a schematic diagram of the circuit arrangement in the data calibration device with an analog and a digital input,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung eines für die Aufzeichnung von analogen Signalen bestimmten Datenaufzeichnungsgeräts, 6 shows a circuit arrangement of a data recording device intended for recording analog signals,

5 Fig. 7 eine Schaltungsanordnung eines für die Aufzeichnung von digitalen Signalen bestimmten Datenaufzeichnungsgeräts, 7 shows a circuit arrangement of a data recording device intended for recording digital signals,

Fig. 8 eine detaillierte Darstellung des in Fig. 7 gezeigten Controllers, 8 is a detailed illustration of the controller shown in FIG. 7,

Fig. 9 eine Schaltungsplatte in seitlicher Draufsicht, 9 is a side view of a circuit board,

Fig. 10 die Schaltungsplatte Fig. 9 um 90° gedreht, von oben betrachtet, 10 the circuit board FIG. 9 rotated by 90 °, viewed from above,

10 Fig. 11 die Schaltungsplatfe Fig. 9 um 180° gedreht in seitlicher Draufsicht, 10 the circuit plate FIG. 9 rotated by 180 ° in a side plan view,

Fig. 12 eine Kaskadierung von drei Datenaufzeichnungsgeräten zur Speichererweiterung, 12 is a cascading of three data recording devices for memory expansion,

Fig. 13 eine Kaskadierung von drei Datenaufzeichnungsgeräten bestimmt zur Aufzeichnung von in ihrem zeitlichen Ablauf sehr verschiedenen Signalen und Fig. 14 einen Oszillator bestimmt für ein Datenaufzeichnungsgerät für extrem hohe Abschussbe-15 schleunigungen. 13 shows a cascading of three data recording devices for recording signals which are very different in terms of their timing, and FIG. 14 shows an oscillator for a data recording device for extremely high launch accelerations.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Datenaufzeichnungsgerät bezeichnet, welches in ein Geschoss 2, ein Artilleriege-schoss, eingebaut ist. Eine übliche Doppelhaube 3 dient der Kontaktierung und damit der Aufschlagszündung und bildet die Spitze zu einem Munitionskörper 4, der als Mantel ausgebildet ist und eine Prall-20 platte 5 trägt. Ein Verbindungsflansch 6 mit Gewinden verbindet die Prallplatte 5 mit dem Munitionskörper 4 und der Doppelhaube 3. Im unteren Bereich des Munitionskörpers 4 ist ein Trägerflansch 7 eingesetzt, welcher das Datenaufeeichnungsgerät 1 zentriert. Ein Leitwerk 8 in der üblichen Form ausgebildet befindet sich im Endbereich des Geschosses 2, ebenso ein Messwertaufnehmer 9, ein Zünder mit Sicherheitselement 10 und ein Zündgenerator 11 mit der entsprechenden Zündelektronik und einem La-25 dekondensator etc. In Fig. 1, 1 denotes a data recording device which is installed in a floor 2, an artillery shell. A conventional double hood 3 is used for contacting and thus the impact ignition and forms the tip of an ammunition body 4, which is designed as a jacket and carries a baffle plate 5. A connecting flange 6 with threads connects the baffle plate 5 with the ammunition body 4 and the double hood 3. In the lower region of the ammunition body 4, a carrier flange 7 is used, which centers the data calibration device 1. An empennage 8 in the usual form is located in the end area of the storey 2, as is a measurement sensor 9, an igniter with a safety element 10 and an ignition generator 11 with the corresponding ignition electronics and a La-25 decenser etc.

Im vorliegenden Fall eines Geschosses entspricht die Achse A-A der Hauptbeanspruchung der Längsrichtung des Körpers und gibt auch die Richtung des Vektors der Beschleunigung +a und der Verzögerung -a an. In the present case of a projectile, the axis A-A corresponds to the main stress in the longitudinal direction of the body and also indicates the direction of the vector of the acceleration + a and the deceleration -a.

Die flanschartige Ausgestaltung der frontseitigen Prallplatte 5 ist in Fig. 2 näher ersichtlich. Ein Hal-30 teflansch 51 spannt das Datenaufeeichnungsgerät in der in Fig. 1 gezeigten Weise ein. Ausnehmungen 52 begrenzen diese Fläche. Ein randseitiger Konus 53 ist der äusseren Form des Geschosses 2 ange-passt. Das periphere Aussengewinde 54 dient dem Verschrauben mit der zentralen Öffnung der ebenfalls konusförmigen Doppelhaube 3. Auf einer frontseitigen Stauchfläche 55 wird die Doppelhaube 3 beim Aufprall zusammengeknautscht. The flange-like configuration of the baffle plate 5 on the front side can be seen in more detail in FIG. 2. A Hal-30 flange 51 clamps the data calibration device in the manner shown in FIG. 1. Recesses 52 delimit this area. An edge-side cone 53 is adapted to the outer shape of the projectile 2. The peripheral external thread 54 is used for screwing with the central opening of the likewise conical double hood 3. On a front compression surface 55, the double hood 3 is crumpled up on impact.

35 Der im Halbschnitt dargestellte Verbindungsflansch 6, Fig. 3, weist einen innenkonus 61, ein erstes und zweites Aussengewinde 62 und 64 auf und besitzt auf seinem grössten Durchmesser eine den Abmessungen des Munitionskörpers angepasste zylindrische Ringfläche 63. Das Gewinde 64 ist mit dem Innengewinde 56, Fig. 2, entsprechend Fig. 1 verschraubt. The connecting flange 6 shown in half section, FIG. 3, has an inner cone 61, a first and a second external thread 62 and 64 and, on its largest diameter, has a cylindrical ring surface 63 adapted to the dimensions of the ammunition body. The thread 64 is with the internal thread 56 , Fig. 2, screwed according to Fig. 1.

Im Trägerflansch 7 sind, entsprechend Fig. 4, mehrere Bohrungen 72, welche als Durchlässe für 40 Messleitungen, in Fig. 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt, dienen. Die Peripherie des Flansches 7 ist als Kegelstumpf 71 ausgebildet. Eine zentrale rechteckförmige Halterungsausnehmung 73 ist mit scharfkantigen Ecken 74 versehen und umfasst formschlüssig das Datenaufeeichnungsgerät 1 an seiner unteren Stirnseite vollständig. 4, there are several bores 72 in the carrier flange 7, which serve as passages for 40 measuring lines, not shown in FIG. 1 for reasons of clarity. The periphery of the flange 7 is designed as a truncated cone 71. A central rectangular mounting recess 73 is provided with sharp-edged corners 74 and completely encloses the data calibration device 1 on its lower end face.

Die Prinzipdarstellung der Schaltungsanordnung des Datenaufeeichnungsgeräts 1 ist in Fig. 5 er-45 sichtlich. Analoge Signale AI werden hier einem mit I bezeichneten Teil des Geräts und digitale Signale DI einem mit II bezeichneten Teil zugeführt. Die beiden Teile sind durch eine gestrichelte Linie symbolisch abgetrennt und entsprechen in der Regel zwei verschiedenen Typen von Datenaufeeichnungsgeräten. Die Analog-Signale AI werden in einem Analog/Digital-Wandler 103 zu Digital-Signalen konvertiert und entsprechenden Eingängen Dn eines Controllers 104 (Steuerbaustein) zugeführt. Ebenso werden Digi-50 tal-Signale DI über eine Kippschaltung 118 (Schmitt-Trigger) impedanzmässig an die Signal-Eingänge Dn angepasst und dem Controller 104 zugeführt. Steuersignale P dienen der Programmierung des Controllers 104 vor dessen Einsatz. Getaktet wird der Controller durch einen Oszillator 106. Die derart kontrollierten Digital-Signale D sind an einer Schnittstelle 108 mit einem Schreib-Lese-Speicher 105 (RAM) zu-sammengefasst und hier abfragbar. The schematic diagram of the circuit arrangement of the data calibration device 1 can be seen in FIG. 5. Analog signals AI are fed here to a part of the device labeled I and digital signals DI to a part labeled II. The two parts are symbolically separated by a dashed line and usually correspond to two different types of data verification devices. The analog signals AI are converted to digital signals in an analog / digital converter 103 and supplied to corresponding inputs Dn of a controller 104 (control module). Likewise, Digi-50 tal signals DI are impedance-matched to the signal inputs Dn via a flip-flop 118 (Schmitt trigger) and fed to the controller 104. Control signals P are used to program the controller 104 before it is used. The controller is clocked by an oscillator 106. The digital signals D controlled in this way are combined at an interface 108 with a read / write memory 105 (RAM) and can be queried here.

55 Der Betrieb eines Datenaufeeichnungsgeräts kann in sehr einfacher Weise erfolgen. Die aufzuzeichnenden Signale bleiben im Speicher 105 während mehrerer Stunden abrufbar, da sie durch eine un-terbruchsfreie batteriegespeiste Stromversorgung elektronisch gespeichert bleiben. Somit kann das Datenaufeeichnungsgerät extreme mechanische Beanspruchungen erfahren und nach dessen Bergung (Crash etc.) ausgelesen werden. 55 The operation of a data verification device can be done in a very simple manner. The signals to be recorded remain available in the memory 105 for several hours since they remain electronically stored by means of an uninterrupted battery-powered power supply. The data verification device can thus experience extreme mechanical loads and can be read out after its recovery (crash, etc.).

60 In Fig. 6 ist eine erprobte Schaltungsanordnung für die Aufnahme und Speicherung von analogen Signalen dargestellt. Die Stromversorgung aus dem Batteriefach 120 erfolgt in der oben dargestellten Weise und ist hier für einen Spannungsbereich von +2 Volt bis +6 Volt ausgelegt und verwendet die an sich bekannte Technik getakteter Spannungsregler zur Spannungsstabilisierung. Damit ist die Funktionssicherheit der Schaltungsanordnung relativ unabhängig vom Ladezustand der Batterien. Zusätzlich sind 65 Kondensatoren C vorgesehen, welche kurzzeitige Unterbrüche in der Speisung überbrücken könnten. 60 A proven circuit arrangement for the recording and storage of analog signals is shown in FIG. 6. The power supply from the battery compartment 120 takes place in the manner shown above and is designed here for a voltage range from +2 volts to +6 volts and uses the known known clocked voltage regulator for voltage stabilization. The functional reliability of the circuit arrangement is therefore relatively independent of the state of charge of the batteries. In addition, 65 capacitors C are provided, which could bridge short interruptions in the supply.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

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55 55

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65 65

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Über einem 12poligen Datenstecker 101 werden die analogen Signale über einem als sogenannten Span-nungsfolger geschalteten Operationsverstärker 102 zu einem Anaiog/Digital-Wandler 103 geführt. Die Daten werden dann unter vorgegebenen Bedingungen, die von einem Controller 104 überprüft werden, in einen Schreib-Lese-Speicher 105 eingelesen. Die interne Taktfrequenz für den Controller 104 wird von einem Quarzoszillator 106 abgeleitet; der Eingang am Controller 104 ist mit OSC bezeichnet. Zur Übermittlung der Daten vom Anaiog/Digital-Wandler 103 zum Schreib-Lese-Speicher 105 und vom Datenstecker 101 zum Controller 104 sind Daten-Sammelleitungen (Datenbus) 107 vorgesehen. Die eingelesenen Daten können über einen 20poligen Datenstecker 108 sobald gewünscht wieder ausgelesen werden. Über den Ausgang A/D des Controllers 104 werden die Taktfrequenz und die Schreib-Lese-Bedin-gungen der Konvertierung des Analog/Digital-Wandlers 103 bestimmt. Die digitalisierten Daten werden dann über die Ausgänge D des Analog/Digital-Wandlers 103 und die ebenso benannten Eingänge D in den Schreib-Lese-Speicher 105 eingelesen. Gleichzeitig mit derselben Taktfrequenz werden die Adressen über die Ausgänge A des Controllers 104 den im Schreib-Lese-Speicher 105 eingelesenen Daten zugeordnet. Die wichtigsten Anschlüsse des Controllers 104 sind wie folgt bezeichnet: —OSC Oszillatorsignaleingang Via a 12-pin data connector 101, the analog signals are routed to an analog / digital converter 103 via an operational amplifier 102 connected as a so-called voltage follower. The data are then read into a read-write memory 105 under predetermined conditions, which are checked by a controller 104. The internal clock frequency for controller 104 is derived from a crystal oscillator 106; the input on controller 104 is labeled OSC. Data bus lines (data bus) 107 are provided for transmitting the data from the analog / digital converter 103 to the read / write memory 105 and from the data connector 101 to the controller 104. The read-in data can be read out again as desired via a 20-pin data connector 108. The clock frequency and the read / write conditions for the conversion of the analog / digital converter 103 are determined via the output A / D of the controller 104. The digitized data are then read into the read / write memory 105 via the outputs D of the analog / digital converter 103 and the likewise named inputs D. At the same time with the same clock frequency, the addresses are assigned via the outputs A of the controller 104 to the data read into the read-write memory 105. The main connections of controller 104 are identified as follows: —OSC oscillator signal input

— ECL Eingang für ein externes Taktsignal - ECL input for an external clock signal

—ST Eingänge zum Bestimmen der Triggerung auf der positiven bzw. negativen Flanke der Signale —ST inputs for determining the triggering on the positive or negative edge of the signals

— RE Eingang für die Rückstellung - RE input for the reset

—Po/Pi Programmierung des internen Taktsignals —Po / Pi programming of the internal clock signal

— CL Ausgang des internen Taktsignals - CL output of the internal clock signal

—RF Ausgang zur Angabe, dass der Schreib-Lese-Speicher 105 voll ist —RF output to indicate that read-write memory 105 is full

— DP Aus-/Eingänge für die Auslese-Bedingungen - DP outputs / inputs for the readout conditions

-WE Ausgang für die Freigabe zum Einlesen der Daten (Write Enable) -WE output for the enable to read the data (Write Enable)

— ROE Ausgang für die Freigabe einer Speichererweiterung (RAM Output Enable) - ROE output for the release of a memory expansion (RAM Output Enable)

In Fig. 7 ist die Schaltungsanordnung für die Aufnahme und Speicherung von digitalen Daten dargestellt. Es wurden für gleiche Funktionsteile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 6 verwendet. 7 shows the circuit arrangement for the recording and storage of digital data. The same reference numerals as in FIG. 6 were used for the same functional parts.

Im Gegensatz zur Schaltungsanordnung nach Fig. 6 werden hier die Daten über die Eingänge Din und die Ausgänge D0ut des Controllers 104 in den Schreib-Lese-Speicher 105 eingelesen. Zwischen diesen Ein- und Ausgängen sind nicht dargestellte Schmitt-Trigger geschaltet, damit Störspannungen der Digitalsignale eliminiert werden. In contrast to the circuit arrangement according to FIG. 6, the data are read into the read / write memory 105 via the inputs Din and the outputs D0ut of the controller 104. Schmitt triggers (not shown) are connected between these inputs and outputs so that interference voltages in the digital signals are eliminated.

Der Controller 104 wird nun anhand der Fig. 8 näher erläutert: Controller 104 will now be explained in more detail with reference to FIG. 8:

Die eingezeichneten Funktionsblöcke sind eine Adressensteuerung 109, eine Zustandssteuerung 110, ein Befehlsfolgegeber 111, ein Taktgeber 112 und eine Auslese-Steuerung 113. Die Adressensteuerung 109 weist einen Adressenzähler 114, einen Startadressenspeicher 115 und einen Endadressenzähler 116 auf. Der Adressenzähler 114 besteht aus dreimal sechs D-FIip-Flops mit einem Clear Direct- und einem Set Direct-Eingang, welche miteinander zu einem asynchronen Dualzähler geschaltet sind. Die Ausgänge der ersten sechs Flip-Flops sind von einer Nicht-Und-Schaltung (NAND) zusammengefasst, welche über eine Exklusiv-Oder-Schallung mit dem Ausgang des ersten Flip-Flops der zweiten Reihe am Eingang dieses ersten Flip-Flops verbunden sind. Die Ausgänge dieser zweiten Reihe Flip-Flops sind wiederum mit einer NAND-Schaltung zusammengefasst, deren Ausgang mit dem Ausgang der ersten NAND-Schaltung einer ODER-Schaltung zugeführt und in ähnlicher Weise wie bei der zweiten Reihe am Eingang des ersten Flip-Flops der dritten Reihe über einer Exklusiv-Oder-Schaltung angeschlossen ist. Damit wird die nächste Reihe von D-Flip-Flops erst aktiviert, wenn die erste Reihe vollgezählt ist (2S = 64 bzw. 212 = 4096). Sämtliche Ausgänge der 18 D-Flip-Flops sind über einer 18adrigen Signalleitung an die Adressen-Ausgänge Ao bis At? angeschlossen. Mit diesem Adressenzähler 114 können somit 262144 Adressen ausgewählt werden. The function blocks shown are an address controller 109, a status controller 110, a command sequence generator 111, a clock generator 112 and a read-out controller 113. The address controller 109 has an address counter 114, a start address memory 115 and an end address counter 116. The address counter 114 consists of three times six D-FIip flops with a Clear Direct and a Set Direct input, which are connected together to form an asynchronous dual counter. The outputs of the first six flip-flops are combined by a non-and circuit (NAND), which is connected via an exclusive-OR sound to the output of the first flip-flop of the second row at the input of this first flip-flop. The outputs of this second row of flip-flops are in turn combined with a NAND circuit, the output of which is fed to the output of the first NAND circuit of an OR circuit and in a manner similar to that of the second row at the input of the first flip-flop of the third Row is connected via an exclusive-OR circuit. The next row of D flip-flops is only activated when the first row is fully counted (2S = 64 or 212 = 4096). All outputs of the 18 D flip-flops are connected via an 18-wire signal line to the address outputs Ao to At? connected. With this address counter 114, 262144 addresses can thus be selected.

Der Startadressenspeicher 115 besteht aus 18 D-Latch-Flip-Flops mit je einem Clear Direct-Eingang und je einem Gate, welcher Speicher beim Anlegen eines Ladesignals (L-SA = Lade Startadresse) an die Gates die Startadresse festhält. The start address memory 115 consists of 18 D-latch flip-flops, each with a Clear Direct input and a gate, which memory holds the start address when a load signal (L-SA = load start address) is applied to the gates.

Der Endadressenzähler 116 ist ähnlich aufgebaut wie der Adressenzähler 114 jedoch mit einem D-Flip-Flop mit Clear Direct versehen. Die Ausgänge der drei letzten oder der drei vorletzten Flip-Flops sind über einer NAND-Schaltung zusammengefasst und bilden das Signal FL (voll), sobald das erste dieser drei letzten oder vorletzten Flip-Flops angesprochen hat. The end address counter 116 is constructed similarly to the address counter 114, but is provided with a D flip-flop with Clear Direct. The outputs of the last three or the penultimate flip-flops are combined via a NAND circuit and form the signal FL (full) as soon as the first of these three or the penultimate flip-flops has responded.

Die Zustandssteuerung lio hat zwei hintereinander geschaltete Flip-Flops, die gleichzeitig das Steuersignal RS und das Steuersignal L-SA mit dem Umkippen des ersten Flip-Flops der drei letzten oder vorletzten im Endadressenzähler 114 bewirken. Somit bestimmt das Umkippen des 15./16./17. oder 16./17./18. Flip-Flops die Startadresse, was bedeutet, dass die Daten vor dem Startereignis mit einer Speichertiefe von 16k oder 32k x 8 bit gespeichert sind. Ein Steuersignal ST+ bzw. ST- liegt an zwei anderen hintereinandergeschalteten Flip-Flops der Zustandssteuerung 110, wodurch das Rückstellsignal RS für den Endadressenzähler 114 erfolgt. The state control lio has two flip-flops connected in series, which simultaneously cause the control signal RS and the control signal L-SA with the overturning of the first flip-flop of the last three or penultimate in the end address counter 114. Thus, the overturning of the 15th / 16th / 17th or 16./17./18. Flip-flops the start address, which means that the data is stored with a memory depth of 16k or 32k x 8 bit before the start event. A control signal ST + or ST- is connected to two other series-connected flip-flops of the status control 110, as a result of which the reset signal RS for the end address counter 114 takes place.

Der Befehlsfolgegeber 111 weist eine Reihe von fünf D-Flip-FIops mit Clear Direct auf, die als sogenannte Johnson-Zähler geschaltet sind, d.h. als Schieberegister mit einem Rücklauf des Q-Ausgangs des letzten Flip-Flops zum D-Eingang des ersten Flip-Flops, und dient als schneller Zähler/Zeitmesser. Mit diesem Zähler und dem Taktsignal CL oder mit dem direkten Oszillatorsignal OSC werden die Steuer- The command sequence transmitter 111 has a series of five D flip-FIops with Clear Direct, which are connected as so-called Johnson counters, i.e. as a shift register with a return of the Q output of the last flip-flop to the D input of the first flip-flop, and serves as a fast counter / timer. With this counter and the clock signal CL or with the direct oscillator signal OSC, the control

4 4th

CH 678 669 A5 CH 678 669 A5

signale A/D RD, BOE, WE, CKF und A/D WR bereitgestellt. signals A / D RD, BOE, WE, CKF and A / D WR provided.

Die Signale A/D RD und A/D WR sind die Lese- und Schreib-Signale für den Anaiog/Digital-Wandler 103, welche den Takt der Analog/Digital-Wandlung und der Übermittlung in den Schreib-Lese-Speicher 105 bestimmen. Das Steuersignal BOE (Buffer Output Enable) ist vorgesehen für den Fall, dass statt 8-5 Bit-Daten 16-Bit-Daten oder mehr eingelesen werden sollen. Dieses Signal BOE führt zu zwei Treibern 117, deren Ausgänge mit den Tristate-Treibern der Digital-Ausgänge Do bis D? verbunden sind. Das Steuersignal WE (Write Enable) gibt die Daten frei zum Einlesen in den Schreib-Lese-Speicher 105. Das Steuersignal CKF, am Befehlsfolgegeber 111, zeigt an, dass die Messzeit abgelaufen ist, und ergibt zusammen mit dem Steuersignal FL vom Endadressenzähler 116 das Steuersignal L-SA in der Zustands-10 Steuerung 110. The signals A / D RD and A / D WR are the read and write signals for the analog / digital converter 103, which determine the clock of the analog / digital conversion and the transmission into the read / write memory 105. The control signal BOE (Buffer Output Enable) is provided in the event that 16-bit data or more are to be read in instead of 8-5 bit data. This signal BOE leads to two drivers 117, the outputs of which are connected to the tristate drivers of the digital outputs Do to D? are connected. The control signal WE (Write Enable) releases the data for reading into the read-write memory 105. The control signal CKF, on the command sequence generator 111, indicates that the measurement time has expired and, together with the control signal FL from the end address counter 116, gives this Control signal L-SA in state 10 controller 110.

Der Taktgeber 112 besteht aus zwei Johnson-Zählern, welche eine Division durch 10 bzw. eine Division durch 100 des eingegebenen Taktsignals OSC ergeben. Mit den Programmiersignalen Po und Pi können die Abtastrate und die Taktfrequenz eingestellt werden: The clock generator 112 consists of two Johnson counters which result in a division by 10 or a division by 100 of the input clock signal OSC. The sampling rate and the clock frequency can be set with the programming signals Po and Pi:

15 15

20 20th

Po Butt

Pi pi

Taktfrequenz Clock frequency

Abtastrate sampling rate

0 0

0 0

1 MHz 1 MHz

10 (is 10 (is

0 0

t t

100kHz 100kHz

100 jXS 100 jXS

1 1

0 0

10 kHz 10 kHz

1 ms 1 ms

1 1

1 1

extern external

- -

Falls Po = Pi = 1, kann die Taktfrequenz von einem externen Oszillator ECL bestimmt werden (Eingang 25 ECI). Mit einem Schmitt-Trigger 118 werden mögliche Störspannungen bzw. Störspitzen im Oszillatorsignal unterdrückt, so dass eine einwandfreie Rechteckspannung generiert wird. If Po = Pi = 1, the clock frequency can be determined by an external oscillator ECL (input 25 ECI). With a Schmitt trigger 118, possible interference voltages or interference peaks in the oscillator signal are suppressed, so that a perfect square wave voltage is generated.

Die Auslese-Steuerung 113 besteht im wesentlichen aus einem RS-Flip-Flop mit NAND-Gattern, deren eines ein Tristate-Gatter ist, und aus zwei als Schieberegister gekoppelten D-Flip-Flops mit Clear Di-rect-Eingängen besteht. Die Signale IFC (Interface Clear), RFD (Ready for Data), DAC (Data Accep-30 ted) und DAV (Data Valid) sind die üblichen Steuerbefehle für eine IEC-Bus-Schnittstelle (Einzelheiten dazu sind dem Buch «Halbleiterschaltungstechnik» von U. Tietze und Ch. Schenk, (1980), Seite 580 bis 585 zu entnehmen). Die Eingangssignale IFC, RF (siehe oben), RFD und DAC bilden über das RS-Flip-Flop das Steuersignal ROE (RAM Output Enable), Fig. 7, welches ein Steuersignal für eine Erweiterung des Schreib-Lese-Speichers 105 ist. The read-out controller 113 essentially consists of an RS flip-flop with NAND gates, one of which is a tri-state gate, and consists of two D flip-flops coupled as shift registers with clear direct inputs. The signals IFC (Interface Clear), RFD (Ready for Data), DAC (Data Accept-30 ted) and DAV (Data Valid) are the usual control commands for an IEC / IEEE bus interface (details are given in the book "Semiconductor Circuitry" from U. Tietze and Ch. Schenk, (1980), see pages 580 to 585). The input signals IFC, RF (see above), RFD and DAC form, via the RS flip-flop, the control signal ROE (RAM Output Enable), FIG. 7, which is a control signal for an expansion of the read-write memory 105.

35 Dieses Steuersignal ist ferner an den CD-Eingang der D-Flip-Flops angelegt, deren CP-Eingänge mit dem Taktsignal OSC beaufschlagt sind. Am D-Eingang des ersten Flip-Flops liegt eine logische Eins an, und der Q-Ausgang dieses Flip-Flops ist mit dem D-Eingang des folgenden Flip-Flops verbunden. Auf diese Weise wird das bekannte Steuersignal DAV für die IEC-Bus-Schnittstelle erzeugt. 35 This control signal is also applied to the CD input of the D flip-flops, the CP inputs of which are supplied with the clock signal OSC. A logic one is present at the D input of the first flip-flop and the Q output of this flip-flop is connected to the D input of the following flip-flop. In this way, the known control signal DAV is generated for the IEC bus interface.

Zwischen den Digital-Eingängen Dio bis DI7 und den Digital-Ausgängen Do bis D7 sind aus demselben 40 Grund wie bei dem Eingang des externen Oszillatorsignals Schmitt-Trigger 118 vorgesehen, so dass Rechtecksignale ohne Störspitzen an dem Schreib-Lese-Speicher 105, Fig. 7, anliegen. Die möglichen Störsignale, welche dem analogen Datensignal überlagert sind, werden bei der Analog/Digital-Wandlung ausgemerzt. Schmitt triggers 118 are provided between the digital inputs Dio to DI7 and the digital outputs Do to D7 for the same reason as for the input of the external oscillator signal, so that square wave signals without interference spikes at the read-write memory 105, FIG. 7, concern. The possible interference signals, which are superimposed on the analog data signal, are eliminated in the analog / digital conversion.

Es sind weiter einzelne Treiber 117 vorgesehen, um eine einwandfreie Signaiübermittlung zu gewährlei-45 sten. Femer sind in dem Schema nach Fig. é noch drei AND-Gatter 119 ersichtlich, welche das IFC- und das RF-Signal, bzw. das CL- und das L-SA-Signal, bzw. das RF- und das A/D-Signal verknüpfen. Furthermore, individual drivers 117 are provided in order to guarantee perfect signal transmission. Furthermore, three AND gates 119 can also be seen in the diagram according to FIG. É which the IFC and the RF signal, or the CL and the L-SA signal, or the RF and the A / D Link signal.

Als Anaiog/Digital-Wandler 103, Fig. 10,11, wurde die integrierte Schaltung ADC 0820 der Firma National Semiconductor, U.S.A. (siehe Datenblatt IM-B30N113 vom November 1983), als Schreib-Lese-Spei-cher 105 wurde die integrierte Schaltung DPS 41 288 der Firma Densepac, U.S.A., als Quarzoszillator 50 106 wurde die Oszillatorschaltung MCSO der Firma ETA, CH-Grenchen, und als Controller 104 wurde die anwenderspezifische integrierte Schaltung der Serie PA 50 000 in CMOS-Technologie der Firma RCA, U.S.A., verwendet. Die dazu benötigten elektronischen Komponenten, wie Flip-Flops und NAND-und NOR-Gatter usw. sind als Standardzellen gegeben und aus dem Handbuch AGL132 (1985) entnehmbar. The integrated circuit ADC 0820 from National Semiconductor, USA (see data sheet IM-B30N113 from November 1983) was used as the analog / digital converter 103, FIG. 10, 11, and the integrated circuit was used as the read / write memory 105 DPS 41 288 from Densepac, USA, the oscillator circuit MCSO from ETA, CH-Grenchen, was used as the quartz oscillator 50 106, and the controller-specific integrated circuit of the PA 50 000 series in CMOS technology from RCA, USA, was used as the controller 104 . The electronic components required for this, such as flip-flops and NAND and NOR gates etc., are given as standard cells and can be found in the manual AGL132 (1985).

55 Die Leiterplatte 1b, Fig. 9, mit der eingezeichneten Achse A-A ist auf der dargestellten Oberfläche mit den in ihren Funktionen an sich bekannten elektrischen und elektronischen Komponenten bestückt. Ersichtlich sind: Der 20polige Datenstecker 108, zwei Blockkondensatoren 125 und 126 der Speisung des A/D-Wandlers, der Schreib-Lese-Speicher 105, Netzwerkwiderstand 127, der als Pull-down-Wider-stand des Controllers dient, die Monozellen 123 bis 124 mit ihrer Verschluss-Schraube 121 im Batterie-60 fach 120 und den Kontaktflächen 122' bis 124', ein weiterer Blockkondensator 128, hier in der Speisung des Operationsverstärkers 102, ein DC/DC-Wandler 129 zur Erzeugung von 12 Volt als Spannungserhöhung bei reduzierter Batteriespannung, eine Drosselspule 130 zum 5 Volt DC/DC-Wandler 131 gehörend, ein weiterer Blockkondensator, in der Speisung des Schreib-Lese-Speichers 105. Ebenfalls ist die Lage des Polymers bzw. der Matrix 40 durch einen Pfeil symbolisch angedeutet; der Datenstecker 101 65 ist stirnseitig ebenso wie der Datenstecker 108 auf der Leiterplatte 1 b bündig angeordnet. 55 The printed circuit board 1b, FIG. 9, with the axis A-A drawn in, is equipped on the surface shown with the electrical and electronic components known per se in their functions. The following can be seen: the 20-pin data connector 108, two block capacitors 125 and 126 for supplying the A / D converter, the read / write memory 105, network resistor 127, which serves as the pull-down resistor of the controller, the monocells 123 to 124 with its screw plug 121 in the battery 60-fold 120 and the contact surfaces 122 'to 124', a further block capacitor 128, here in the supply of the operational amplifier 102, a DC / DC converter 129 for generating 12 volts as a voltage increase reduced battery voltage, a choke coil 130 belonging to the 5 volt DC / DC converter 131, a further block capacitor in the supply to the read / write memory 105. The position of the polymer or the matrix 40 is also symbolically indicated by an arrow; Like the data connector 108, the data connector 101 65 is arranged flush on the circuit board 1 b.

5 5

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

CH 678 669 A5 CH 678 669 A5

In Fig. 10 ist die Schaltungsanordnung mit 1a bezeichnet der Fig. 9 von oben befrachtet. Zusätzlich sind hier ersichtlich: Der Anaiog/Digital-Wandler 103, der Quarzoszillator 106, der Controller 104, ein Blockkondensator 134 in der Speisung des Controllers, einer der beiden Netzwerkwiderstände 135,136, In FIG. 10, the circuit arrangement designated 1a of FIG. 9 is loaded from above. The following can also be seen here: the analog / digital converter 103, the crystal oscillator 106, the controller 104, a block capacitor 134 in the supply to the controller, one of the two network resistors 135, 136,

welche als Pull-up Widerstände für den Controller dienen, eine Drossel 139 im 12 Volt DC/DC-Wandler sowie das teilweise dargestellte Gehäuse 100. ^ which serve as pull-up resistors for the controller, a choke 139 in the 12 volt DC / DC converter and the housing 100 shown partially. ^

In der Fig. 11 sind die bereits in Fig. 9 und 10 dargestellten Komponenten zu sehen; zudem noch ein wei- ~ 11 shows the components already shown in FIGS. 9 and 10; also a white ~

terer Blockkondensator 133, welcher zur Glättung der Referenzspannung im A/D-Wandler dient tere block capacitor 133, which serves to smooth the reference voltage in the A / D converter

Die Verschluss-Schraube 121 presstdie Monozellen 122-124 an ihren Kontaktflächen 122-124' rüttelsicher aufeinander, vgl. Fig. 9. Diese Art der Montage ergibt eine sehr betriebssichere Stromversor- * gung, da hier nur mit geringen Querbeschleunigungen zu rechnen ist. The locking screw 121 presses the monocells 122-124 against one another at their contact surfaces 122-124 ', see FIG. Fig. 9. This type of assembly results in a very reliable power supply, * since only minor lateral accelerations are to be expected here.

Als Gehäuse 100 dient ein gezogenes Chromstahl-Normprofil. In ihm ist die gesamte Schaltungsanordnung in einen Polymer eingegossen und im Sinne einer Matrix gehalten. A drawn chrome steel standard profile serves as the housing 100. In it, the entire circuit arrangement is cast in a polymer and held in the sense of a matrix.

Die Kaskadierung nach Fig. 12 findet vor allem bei grösseren Datenmengen Anwendung. Es genügt an sich, identische Datenaufeeichnungsgeräte 1', 1", 1"' mit ihren entsprechenden Schaltungsanordnungen 1a'-1a'" miteinander zu verbinden. Die charakteristischen Ein- und Ausgänge jeder Schaltungsanordnung sind mit 31-36" bezeichnet. Sämtliche Controller sind durch dasselbe Taktsignal CL miteinander synchronisiert. Das Startsignal Sl schaltet das Eingangssignal S2 vom Eingang 36 des ersten Geräts V zu dessen Speicher; ist dieser voll, so wird durch das am Ausgang 35 erscheinende Signal RF dem Einqang 34' des nächsten Geräts das Eingangssignal S2 in dessen Speicher eingelesen. Auf die gleiche Art können an sich beliebig grosse Kaskaden aufgebaut werden. The cascading according to FIG. 12 is used above all with larger amounts of data. It is sufficient in itself to connect identical data recording devices 1 ', 1 ", 1"' to one another with their corresponding circuit arrangements 1a'-1a '". The characteristic inputs and outputs of each circuit arrangement are designated 31-36". All controllers are synchronized with each other by the same clock signal CL. The start signal S1 switches the input signal S2 from the input 36 of the first device V to its memory; if this is full, the input signal S2 is read into the memory 34 of the next device by the signal RF appearing at the output 35. Cascades of any size can be built up in the same way.

Bei der Messung physikalischer Grössen sind oft verschiedene Abtastraten gewünscht, da die zeitlichen Verläufe der einzelnen Signale zueinander recht unterschiedlich sind. Die Kaskadierung nach Fig. 13 ermöglicht dies in einfacher Weise. Im Unterschied zur vorher beschriebenen Kaskadierung sind hier die einzelnen Oszillatoren der Controller jeweils individuell gesteuert. Dies erfolgt durch einfache Programmierung des Controllers selbst. Different sampling rates are often desired when measuring physical quantities, since the temporal courses of the individual signals are quite different from one another. The cascading according to FIG. 13 enables this in a simple manner. In contrast to the cascading described above, the individual oscillators of the controllers are each individually controlled. This is done by simply programming the controller itself.

Es hat sich gezeigt, dass bei sehr hohen Abschuss- und/oder Aufprallbeschleunigungen ein auf der Basis von Quarzoszillatoren getaktetes Gerät funktionsbereit bleibt bis ca. 50 000 g. Die hohen Beschleunigungswerte bewirken jedoch innerhalb der Struktur des Quarzkristalls Ladungsverschiebungen, welche die Konstanz der Schwlng-Frequenzen negativ beeinfiusst. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass ein RC-Oszillator, vor allem bei relativ kurzzeitigen Messungen, bessere Werte ergibt, da dessen an sich thermisch bedingte Frequenzunstabilität unabhängig ist von der auftretenden Beschleunigung. It has been shown that at very high launch and / or impact accelerations, a device clocked on the basis of quartz oscillators remains operational up to approximately 50,000 g. However, the high acceleration values cause charge shifts within the structure of the quartz crystal, which negatively affects the constancy of the oscillation frequencies. Surprisingly, it has been shown that an RC oscillator, especially in the case of relatively short-term measurements, gives better values, since its inherently thermally induced frequency instability is independent of the acceleration occurring.

Eine charakteristische Schaltungsanordnung 20, Fig. 14, basiert auf einem handelsüblichen Schmitt-Trigger 21 (TLC555 LinCMOS Timer Warenzeichen der Firma Texas Instruments, USA), welcher durch Kondensatoren und Widerstände 22-30 rückgekoppelt ist. Mit den Widerständen 27 und 28 kann die Schwingkreisfrequenz in engen Grenzen abgestimmt werden. A characteristic circuit arrangement 20, FIG. 14, is based on a commercially available Schmitt trigger 21 (TLC555 LinCMOS timer trademark from Texas Instruments, USA), which is fed back through capacitors and resistors 22-30. The resonant circuit frequency can be tuned within narrow limits with the resistors 27 and 28.

Als Taktfrequenzen für Quarzoszillatoren haben sich für die meisten Messungen solche von 1 bis 24 MHz bewährt. Der RC-Oszillator, Fig. 14, ist auf 1 MHz ausgelegt Gestartet wird dieser Oszillator ebenfalls beim Anlegen der Speisespannung; das Ausgangssignal CL ist dem Controller 104 zugeleitet. For most measurements, those from 1 to 24 MHz have proven to be the clock frequencies for quartz oscillators. The RC oscillator, FIG. 14, is designed for 1 MHz. This oscillator is also started when the supply voltage is applied; the output signal CL is fed to the controller 104.

Das Datenaufeeichnungsgerät ist vorteilhafterweise mit einer Vergussmasse aus einem kalthärtenden Giessharzsystem (Araldit CY220 bzw. Härter HY842, Warenzeichen der Firma Ciba-Geigy, Basel) The data recording device is advantageously provided with a casting compound from a cold-curing cast resin system (Araldit CY220 or hardener HY842, trademark of Ciba-Geigy, Basel)

ausgegossen. Andere Vergussmassen, beispielsweise mit wärmeableitenden Zusätzen und/oder an sich bekannten Zuschlägen von Füllstoffen und/oder Matrixmaterialien können je nach Einsatzzweck die mechanischen Eigenschaften des Geräts verbessern; insbesondere hat sich mikrofein gemahlener Dolomit (Microdol, Handelsbezeichnung der A/S Norwegian Tale) mit Anteilen von 200-300% am Harzgewicht der Vergussmasse bewährt. poured out. Other casting compounds, for example with heat-dissipating additives and / or known additives of fillers and / or matrix materials, can improve the mechanical properties of the device depending on the intended use; In particular, microfine ground dolomite (Microdol, trade name of A / S Norwegian Tale) has proven its worth with proportions of 200-300% of the resin weight of the casting compound.

Neben der aufgezeigten Verwendung sind weitere kinetische Signalaufeeichnungen denkbar, und zwar zur Auswertung von Aufprallversuchen (Crash-Tests), Untersuchungen an exponierten Stellen (Umwelteinflüsse etc.). In addition to the use shown, further kinetic signal calibrations are conceivable, namely for evaluating impact tests (crash tests), investigations at exposed locations (environmental influences, etc.).

Claims (14)

PatentansprücheClaims 1, Datenaufeeichnungsgerät zur Registrierung von elektrischen Signalen in mechanisch hochbeanspruchten Körpern, insbesondere solchen, die hohen Beschleunigungen und/oder Verzögerungen unterworfen sind, wobei die Daten der Signale vor und/oder während der mechanischen Beanspruchung in einem batteriegespeisten Signalspeicher gespeichert und nach der Beanspruchung des Körpers abfrag- t>1, data recording device for registering electrical signals in mechanically highly stressed bodies, in particular those which are subject to high accelerations and / or delays, the data of the signals being stored in a battery-powered signal memory before and / or during the mechanical stress and after the stress on the body queries-> bar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Achse (A-A) der mechanischen Hauptbeanspruchung ausgerichtete, in einem Polymer und/oder in eine Matrix (40) eingegossene Schaltungsanordnung (1a) vorgesehen ist, die wenigstens einen Controller (104) aufweist, der durch einen Taktgeber (106) gesteuert ist und dessen Signaleingänge (Dn) über einen Anaiog/Digital-Wandler (103) und/oder Über eine " Kippschaltung (118) geführt sind und dass dessen Ausgang (D) einerseits mit einem Schreib-Lese-Speicher (105) und andererseits mit einer Schnittstelle (108) zur Abfrage der aufgezeichneten Daten zusammengefasst ist. (Fig. 1,5,10)bar, characterized in that a circuit arrangement (1a) which is aligned in the axis (AA) of the main mechanical stress and is cast in a polymer and / or in a matrix (40) is provided, which has at least one controller (104) which is controlled by a clock generator (106) is controlled and its signal inputs (Dn) are led via an analog / digital converter (103) and / or via a "flip-flop (118) and that its output (D) is connected on the one hand to a read / write memory (105) and on the other hand is combined with an interface (108) for querying the recorded data. (Fig. 1,5,10) 2. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (1a) in einem kastenförmigen Gehäuse (100) eingegossen ist und dass dieses in der Achse (A-A)2. Data acquisition device according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement (1a) is cast in a box-shaped housing (100) and that this is in the axis (A-A) 66 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 CH 678 669 A5CH 678 669 A5 der mechanischen Hauptbeanspruchung, in seinen Endbereichen in Flanschen (5, 7) formschlüssig gehalten und in Längsrichtung (A-A) gesichert ist. (Fig. 1,10)the main mechanical stress, in its end areas in flanges (5, 7) and held in the longitudinal direction (A-A). (Fig. 1,10) 3. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Prallplatte (5) vorgesehen ist, die wenigstens einem Trägerflansch (7) vorgelagert ist. (Fig. 1)3. Data acquisition device according to claim 2, characterized in that at least one baffle plate (5) is provided, which is upstream of at least one carrier flange (7). (Fig. 1) 4. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Prallplatte (5) und/oder ein Trägerflansch (7) kreisförmig ausgestaltet sind und dass an diesen wenigstens ein Aussengewinde (54) vorgesehen ist. (Fig. 1,3).4. Data calibration device according to claim 3, characterized in that at least one baffle plate (5) and / or a carrier flange (7) are circular and that at least one external thread (54) is provided on them. (Fig. 1.3). 5. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (100) ein Hohlprofil mit wenigstens zwei ebenen und zueinander parallelen Flächen ist. (Fig. 10)5. Data acquisition device according to claim 2, characterized in that the housing (100) is a hollow profile with at least two flat and mutually parallel surfaces. (Fig. 10) 6. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (1a) eine Leiterplatte (1b) aufweist und dass sich die Bauelemente (101 bis 124') der Schaltungsanordnung (1a) auf der Oberfläche dieser Leiterplatte (1b) oder in dieser Leiterplatte (1b) befinden und dass die Bauelemente (101 bis 124) von einem Polymer (40) aus Epoxidharz und einem Füllstoff umschlossen sind (Fig. 9 und 10).6. Data acquisition device according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement (1a) has a circuit board (1b) and that the components (101 to 124 ') of the circuit arrangement (1a) on the surface of this circuit board (1b) or in this circuit board (1b) and that the components (101 to 124) are enclosed by a polymer (40) made of epoxy resin and a filler (FIGS. 9 and 10). 7. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente (101 bis 124') der Schaltungsanordnung (1a) auf zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen der Leiterplatte (1b) angeordnet sind, dass die Masse der Bauelemente (101 bis 124') auf einer dieser Oberflächen annähernd gleich ist der Masse der Bauelemente (101 bis 124') auf der anderen dieser Oberflächen und dass sich Verbindungsleitungen zwischen den Bauelementen (101 bis 124') auf diesen Oberflächen der Leiterplatte (1b) befinden. (Fig. 9 bis 11).7. Data acquisition device according to claim 6, characterized in that the components (101 to 124 ') of the circuit arrangement (1a) are arranged on two opposite surfaces of the circuit board (1b), that the mass of the components (101 to 124') on one These surfaces are approximately equal to the mass of the components (101 to 124 ') on the other of these surfaces and that connecting lines between the components (101 to 124') are located on these surfaces of the printed circuit board (1b). (Figs. 9 to 11). 8. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator des Taktgebers (106) in der Achse (A-A) der mechanischen Hauptbeanspruchung ausgerichtet ist und diese mit der Symmetrieachse des Gehäuses (100) kongruent ist. (Fig. 11)8. Data acquisition device according to claim 6, characterized in that the oscillator of the clock generator (106) is aligned in the axis (A-A) of the main mechanical stress and this is congruent with the axis of symmetry of the housing (100). (Fig. 11) 9. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (100) ein Batteriefach (120) vorgesehen ist, in welchem wenigstens zwei Batterie-Monozellen (122,123) hintereinander angeordnet sind, und dass deren Kontaktflächen (122', 123') orthogonal zur Achse (A-A) der mechanischen Hauptbeanspruchung ausgerichtet sind. (Fig. 9,10)9. Data acquisition device according to claim 2, characterized in that a battery compartment (120) is provided in the housing (100), in which at least two battery mono cells (122, 123) are arranged one behind the other, and that their contact surfaces (122 ', 123') are orthogonal are aligned with the axis (AA) of the main mechanical stress. (Fig. 9,10) 10. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (108) als Datenstecker ausgebildet ist. (Fig. 9)10. Data acquisition device according to claim 1, characterized in that the interface (108) is designed as a data connector. (Fig. 9) 11. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schaltungsanordnungen (1a', 1a") kaskadenartig und synchron mit einem einzigen Taktsignal (CL) miteinander geschaltet sind, wobei ein einen vollen Schreib-Lese-Speicher (105) anzeigendes Signal (RF) einer Schaltungsanordnung (1a') jeweils auf den Start-Signal-Eingang (34') der nächsten Schaltungsanordnung (1a") geführt ist und wobei sämtliche Speichersignal-Eingänge (36, 36') miteinander verbunden sind. (Fig. 12)11. Data acquisition device according to claim 1 or 10, characterized in that at least two circuit arrangements (1a ', 1a ") are connected to one another in a cascade-like manner and synchronously with a single clock signal (CL), one indicating a full read-write memory (105) Signal (RF) of a circuit arrangement (1a ') is in each case routed to the start signal input (34') of the next circuit arrangement (1a ") and all the memory signal inputs (36, 36 ') are connected to one another. (Fig. 12) 12. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenistens zwei eingegossene Schaltungsanordnungen (1a', 1a") kaskadenartig und asynchron miteinander geschaltet sind, wobei ein einen vollen Schreib-Lese-Speicher (105) anzeigendes Signal (RF) einer Schaltungsanordnung (1a') jeweils auf den Start-Signal-Eingang (34') der nächsten Schaltungsanordnung (1a") geführt ist und wobei sämtliche Speichersignal-Eingänge (36, 36') miteinander verbunden sind. (Fig. 13)12. Data acquisition device according to claim 1 or 10, characterized in that at least two cast-in circuit arrangements (1a ', 1a ") are cascaded and asynchronously connected to one another, a signal (RF) of a circuit arrangement indicating a full read-write memory (105) (1a ') is in each case led to the start signal input (34') of the next circuit arrangement (1a ") and all the memory signal inputs (36, 36 ') are connected to one another. (Fig. 13) 13. Datenaufeeichnungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator als RC-Oszillator (20) ausgebildet ist. (Fig. 14)13. Data acquisition device according to claim 8, characterized in that the oscillator is designed as an RC oscillator (20). (Fig. 14) 14. Verwendung des Datenaufeeichnungsgerätes nach Anspruch 1 oder 13 in Geschossen zur Aufzeichnung von ballistischen und/oder elektrischen Daten. (Fig. 1)14. Use of the data acquisition device according to claim 1 or 13 in storeys for recording ballistic and / or electrical data. (Fig. 1) 77
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