DD141875A1 - Einrichtung zur bestimmung stationaerer werte von analogsignalen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Digitalrechentechnik und hat zum Ziel, die Meßgenauigkeit des stationären Wertes des Analogsignals in einem Störungshintergrund zu erhöhen. Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Umsetzer, einem Impulsgenerator, einem Frequenzteiler und einem Zahlanzeigeteil. Die Einrichtung enthält weiterhin Nullzustandsdechiffratoren, deren Eingänge entsprechend an Schwellwertzähler angeschlossen und deren Ausgänge mit den Eingängen der Berechnungsblockierung bei der Subtraktion entsprechend der Schwellwertzähler sowie mit den Eingängen des Reversierzählers und dem Steuereingang des Zahlanzeigeteils verbunden sind. Die Überlaufsausgänge der Schwellwertzähler sind an die Eingänge der Anfangseinstellung des Zeitintervalldiskriminators angeschlossen. Der Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators ist mit dem Eingang des letzten sowie mit den Eingängen der Schwellwertzähler, des Reversierzählers und dem Steuereingang des Zahlanzeigeteils verbunden. Die Einrichtung besteht weiterhin aus UND-Schaltungen sowie NICHT-Schaltungen zur Steuerung der Baugruppen. Die erfindungsgemäße Einrichtung wird in Systemen zur Vorverarbeitung von Information parametrischer Geber, insbesondere zur Temperaturbestimmung flüssigen Stahls verwendet. -

Description

Einrichtung zur Bestimmung stationärer Werte von Analogsignalen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Digitalrechner« technik und betrifft insbesondere digitale Einrichtungen zur Bestimmung des stationären Wertes eines Analogsignals«

Die Erfindung kann in Systemen zur Vorverarbeitung von Information verwendet werden, in denen die Information von technologischen Vorgängen mit parametrischen Gebern aufgenommen wird# Insbesondere wird sie zur Bestimmung der Temperatur eines flüssigen Stahls in Digitalform, die mit einem Tauchthermoelement gemessen wird, verwendet .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei informationsverarbeitenden Systemen gibt es eine Reihe von Aufgaben, bei denen es erforderlich ist, den ' stationären Wert eines Analogsignals in einem Störungshintergrund zu bestimmen und das Ergebnis in Digitalform darzustellen.

Eine solche Aufgabe entsteht insbesondere bei der Temperaturmessung flüssigen Metalls (z. B. Stahl) durch

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einen Temperaturgeber, der kurzzeitig ins Metall getaucht wird. Der vom Geber abgelesene Signalwert, der sich nach der Beendigung des durch das Trägheitsverhalten des Temperaturgebers hervorgerufenen Übergangsvorgang einstellt, ist zu digitalisieren»

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

Diese Einrichtung kann zur Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals (z. Be zur Temperaturmessung flüssigen Metalls) mit einem Tauchthermopaar verwendet werden·

Die angegebene Einrichtung enthält .einen

-Umsetzer zur Umwandlung des Analogsignals in Zählimpulskode* der einen Ausgang für Kodeimpulse mit positivem Zuwachs des Analogsignals und einen Ausgang für Kodeimpulse, mit negativem Zuwachs des Analogsignals aufweist,

- Impulsgenerator,

- Synchronisierteil, der die Zeitverteilung von Kode-und-Taktimpulsen bestimmt und dessen Eingänge an die Ausgänge des Umsetzers des Analogsignals in den Zählimpulskode und an den Ausgajng des Impulsgenerators angeschaltet sind«

Zur Bestimmung lokalen Ansteigens des Analogsignals dienen der ertste und zweite Schwellwertzähler, deren ötellenausgänge an die Eingänge de$? Nullzustandsdechiffratoren der Schwellwertzähler angeschaltet sind. Die Ausgänge der Deehiffratoren sind dabei an die Eingänge der Berechnungs-

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blockierung bei oder. Subtraktion der entsprechenden - '-Schwellwertzähler angeschaltet „ Die Einrichtung weist auch einen Zeitintervalldiskriminator .zur Selektion von Intervallen zwischen aufginanderfolgenden'Zeitpunkten auf, wenn ein lokaler Anstieg des Analogsignals eine angegebene Größe erreicht ο Eingänge der Anfangseinstellung' des Zeitintervalldiskriminators sind an die. Überlaufsausgänge der Schwellwertzähler angeschaltet. Mit dem Recheneingang

des Zeitintervalldiskriminators ist. der.Ausgang von synchronisierten, Taktimpulsen des Synchronisierteils · elektrisch ,verbunden* Die Ausgänge, von synchronisierten Kodeimpulsen- des Synchronisierteils sind mit den Schwell-.wertzählern und einem Reversierzähler elektrisch verbunden. Letzterer erzeugt einen Parallelkode vom Ergebnis* Bin Register, dessen Informationseingang an die Stellenausgänge des Reversierzählers und dessen.Steüereingang an den-Ausgang des Zeitintervalldiskriminators angeschaltet ist»-gewährleistet die Aufbewahrung des Berechnungser-<^: gebaisseso. Das im Register aufbewahrende Berechnungsergebn-is wird durch einen Digitalanzeigeteil -in der Digitalform abgebildet. . «-..-- ^{: ;}

Bei der Temperaturmessung eines Metalls wird im Reversier_v_^zähler ein Kode erzeugt^ der den am Temperaturgeber abgelesenen laufenden Anzeigen des Analogsignals pro- por-tional-ist. Überschreiten positive bzw* negative Sig~ nalzuwächse eine .vorangegebene Unempfindlichkeitsschwelle P₀^ gege.Q die Signa-labweichungen: von einem stationären Wert, die durqh Störungen hervorgerufen sind, so entstehen Impulse an .den Überlaufsausgängen der Schwellwertzähler. Jeder 'solcher Impulse versetzt den Zeitintervalldiskriminator, 'Λο& die synchronisierten Taktimpulse zählt, in, den

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Anyangazustand« Sollte während einer angegebenen Zeit- .spanne 7'_ot die mit dem Zeitintervalldiskriminator eingestellt wird, der Signalzuwachs die gegebene Schwelle Qq nicht überschreiten, so tritt am Ausgang _odes Zeitintervalldiskriminators ein Signal auf. Das zeugt davon, daß das Analogsignal den stationären Wert erreicht hat. Der Parallel kode, der im Reversierzähler in -diesem Zeitpunkt enthalten ist» gestattet den stationären Wert des Analogsignals auszuwerten. Das Signal, das vom.ausgang des Zeitint ervalldiskriminators auf den Steuereingang des Registers gelangt, speichert über den stationären Wert des Analogsignals ein·

Es ist zu beachten, daß sich der im Register gespeicherte Parallelkode von einem Kode des stationären Wertes des Analogsignals um + 0,5$_ö unterscheiden kann. Der Maximalfehler der Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals durch die beschriebene Einrichtung darf somit nicht kleiner als 0,5 ^ sein

Da man bei einer Störpegelzunahme gezwungen wird, die Unempfindlichkeitsschwelle p_n zu erhöhen, kommt es bei der Bestimmung des stationären Y/ertes des Analogsignals zu einer Maximalfehlerzunahme« Die Genauigkeit der Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals hängt somit bei der Anwendung der beschriebenen Einrichtung wesentlich vom Störpegel ab.

Bei der Temperaturmessung von flüssigem Stahl durch die bekannten Temperaturgeber, die kurzzeitig in das zu messende Medium getaucht werden, kann der Störpegel eine Abweichung vom Analogsignal von etwa 10 K betragen. In diesem Fall muß man eine Unempfindlichkeitsschwelle^.„ von 10 K ein

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stellen. Das führt zu einem Fehler der Temperaturmessung von + 5 K. Beim Schmelzen und Gießen von Qualitätsstahl ist ein solcher Temperaturfehler nicht vertretbar.

'Ziel der Erfindung . ' '

Ziel der Erfindung ist es, den angegebenen Mangel zu beseitigen, insbesondere die Meßgenauigkeit des stationären Wertes des Analogsignals zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine digitale Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals zu schaffen, die es gestattet, den stationären Wert des Analogsignals als Durchschnittswert zwischen den maximalen und minimalen Werten des Analogsignals auszuwerten, dessen Änderungen während einer vorangegebenen Zeitspanne einen angegebenen Wert nicht überschreiten werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die digitale Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals, einen Umsetzer zur Umsetzung des Analogsignals in den Zählimpulskode hat, der einen Ausgang für einem positiven Zuwachs des Analogsignals entsprechenden Kodeimpüls und einen Ausgang für einem negativen Zuwachs des Analogsignals entsprechenden Kodeimpulse aufweist, desweiteren einen Impulstaktgeneratorj einen Reversierzähler zur Erzeugung eines Parallelkodes des Berechnungsergebnisses} einen Zahlanzeigeteil zur Abbildung des Berechnungsergebnisses, der mit Stellenausgängen des Reversierzählers elektrisch verbunden ist, den ersten und zweiten Schwellwertzählern, die zur Bestimmung von lokalen Analogsignalzuwächsen dienen, Hullzustandsdechiffratoren des ersten und zweiten Schvvellwertzählers, deren Eingänge an Stellenausgänge der Schwellwertzähler und deren

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Ausgänge an Eingänge der Berechnungsblockierung bei der Subtraktion des ersten und zweiten Schwellwertzählers angeschaltet sind; einen Zeitintervalldiskriminator zur Selektion von Intervallen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, wenn der lokale 'Zuwachs des'Analogsignals eine angegebene Größe erreicht, die Eingänge dessen Anfangs eins teilung an Überlauf sauagänge der Schwel^erct zähler angeschaltet sind und einen Synchronisierteil zur Zeitverteilung von Kode-und-Taktimpulsen hat· Die zwei Eingänge des Synchronisierteils sind an die Ausgänge des Umsetzers des Analogsignals in den Zählimpulskode angeschaltet, und der dritte Eingang des Synchronisierteils ist an einen Eingang des Impulstaktgenerators angeschaltet· Die Ausgänge des Synchronisierteils mit synchronisierten Kodeimpulsen sind mit den Schwellwertzählern und dem Reversierzähler elektrisch verbunden. Ein Ausgang des Synchronisierteils mit synchronisierten Taktimpulsen ist mit dem Zeitintervalldiskriminator elektrisch verbunden. Erfindungsgemäß hat ein frequenzteiler im Verhältnis 1 s2, drei MCHT-ScHaltungenj' sieben UND-Schaltungen und ein Zeitintervalldiskriminator vorgesehen, der einen Informationsausgang aufweist, welcher an die ersten Ausgänge der ersten, zweiten, dritten und vierten UND-Schaltungen und über die erste NIGHT-Schaltung an den ersten Eingang der fünften UND-Schaltung angeschaltet ist. Der Ausgang der synchronisierten Taktimpulse des öynchronisierteils ist an. den zweiten Eingang der ersten UND-Schaltung angeschaltet, die Schwellwertzähler weisen zusätzliche Subtraktionseingänge auf, an die der Ausgang der ersten UND-Schaltung angeschaltet ist. Elektrische Kopplung der Ausgänge der synchronisierten Kodeimpulse des Synchronisierteils mit den Schwellwertzählern und dem Reversierzähler wird durch die sechsten und siebenten UND-Schaltungen entsprechend

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durchgeführt, wobei der Ausgang der synchronisierten Kodeimpulse, die einem positiven Zuwachs des Analogsignale entsprechen, an den ersten Eingang der sechsten UND-Schaltung, der Ausgang der synchronisierten Kodeimpulse, die einem negativen Zuwachs des Analogsignals entsprechen, an den ersten Eingang der siebenten UND-Schaltung angeschaltet ist. Die zweiten.Eingänge der sechsten und siebenten UUD-Schaltung sind mit dem ers-ten Eingang der fünften UND-Schaltung zusammengeechaltetj der Ausgang der sechsten UND-Schaltung ist an Additionseingänge des Reversierzählers und des ersten Schwellwertzählers sowie an einen Subtraktionseingang des zweiten Schwellwertzählers angeschaltet und der Ausgang der siebenten UND-Schaltung ist an Subtraktionseingänge des Reversierzählers und des ersten Schwellwertzählers sowie an einen Additionseingang des zweiten ochwellwertzählers angeschaltet. Die elektrische Kopplung des Ausgangs der synchronisierten Taktimpulse des Synchronisierteils mit dem Zeitintervalldiskriminator erfolgt durch die fünfte UND-Schaltung, an deren zweiten PJingang der angegebene Ausgang des Synchronisierteils angeschaltet ist. Der Ausgang der fünften UND-Schaltung ist an den Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators angeschaltet, die zweiten Eingänge der zweiten und der dritten -UND-Schaltung sind über den .Frequenzteiler 1%2 an den Ausgang der synchronisierten Taktimpulse des Synchronisierteils angeschaltet* JJer Ausgang des Nullzustandsiechiffrators des ersten Schwellwertzählers ist an den dritten Eingang der dritten UND-Schaltung, an den zweiten-Eingang aer vierten UlfD-Schaltung und über die zweite NICHT-Schaltung an den dritten Eingang der zweiton UND-Schaltung angeschaltet. Der Ausgang des Nullzustandsdechiffrators des zweiten Schwellwertzählers ist an den vierten Eingang der zweiten UND-Schaltung, an_ den dritten Eingang der vierten UND-Schaltung und über die dritte NIGHT-

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Schaltung an den vierten Eingang der dritten UND-Schaltung angeschaltet» Die Ausgänge der zweiten und dritten UND-Schaltungen sind entsprechend an einem zusätzlichen Subtraktionseingang und einem zusätzlichen Additionseingang des fteversierZählers angeschaltet, der Zahlanzeigeteil weist einen Steuereingang auf, der an den Ausgang der vierten UND-Schaltung angeschaltet ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: '

Fig. 1 ί eine Strukturschaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung j · ^ä

Fig. 2: einen charakteristischen Kurvenabschnitt der Analogsignaländerung für den Fall, wenn der Punkt des charakteristischen Kurvenabschnitts, in dem das Ansprechen des Zeitintervalldiskriminators erfolgte, in der Mitte zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem Abschnitt liegt; /

Fig. 3i wie Fig. 2, aber für den Fall, wenn der Punkt des charakteristischen Kurvenabschnitts, in dem das Ansprechen des Zeitintervalldiskriminators erfolgt, oberhalb der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem Abschnitt liegt} ·

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Pig. At wie Pig« 2, aber für den Pall, wenn der Punkt, de"s charakteristischen Kurvenabschnitts, in dem das Ansprechen des Zeitintervalldiskriminators erfolgt, unterhalb der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem Abschnitt liegt.

.Die Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals, wie sie in Pig. 1 dargestellt ist, enthält einen Umsetzer 1 zur Umsetzung des Analogsignals in den Zählimpulskode, einen Impulsgenerator 2, einen Synchronisierten 3» der für die Zeitverteilung der Kode-und« Taktimpulse vorher bestimmt ist, Schwellwertzähler 4, 5» einen liullzustandsdechiffrator 6 des Schwellwertzählers 4, einen liullzustandsdechiffrator 7 des SchwellwertZählers 5, einen Zeitintervalldiskriminator 8, einen Reversierzähler 9, einen Zahlanzeigeteil 10, drei NICHT-Schaltungen 11, 12, 13, sieben UHD-Schaltungen 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 und einen Prequenzteiler 21 im Verhältnis 1 ;2.

Der Umsetzer 1 des Analogsignals in den Zählimpulskode enthält einen Eingang 22, einen Ausgang 23, der zur Ausgabe dQr Kodeimpulse dient, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals entsprechen, und einen Ausgang 24, der zur Ausgabe der Kodeimpulse dient, die einem negativen Zuwachs des Analogsignals entsprechen. Ausgänge 23 und 24 sind an dem Synchronisierteil 3 angeschaltet. Der Ausgang 25 des Impulsgenerators 2 ist auch an dem Synchronisierteil 3 angeschaltet. Der Ausgang 26 der synchronisierten Taktimpulse des Synchronisierteils 3 ist an den Eingang der UND-Schaltung 14, an den Eingang der UND-Schaltung 15 und an den Eingang des Frequenzteilers 21 im Verhältnis- 1 i2 angeschaltet* Der Ausgang 27 des Synchronisierteils 3, der zur

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Ausgabe des synchronisierten Kodeimpulse dient, die einem positiven Zuwachs des Analogsignals am Eingang 22 des Umsetzers 1 entsprechen, ist an den Eingang der-UND-Schaltung 19 angeschaltet« Der Ausgang 28. des Synchronisierteils 3, der zur Ausgabe der synchronisierten Kodeimpulse dient, die einem negativen Zuwachs des Analogsignale am Eingang 22 des Umsetzers 1 entsprechen, ist an den Eingang der UND-Schaltung 20 angeschaltet. Eingänge 29» 30, 31 der UND-Schaltungen 20, 19»· 14 sind entsprechend zusammengeschaltet. Der Ausgang 32 der UND-Schaltung-14 ist an den Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators 8 angeschaltet, Der Ausgang 33 der UND-Schaltung 15 ist an die zusätzlichen Eingänge der Schwellwertzähler 4, 5 angeschaltet. Der Ausgang 34 der UND-Schaltung 19 ist an den Additionseingang des Schwellwertzählers 5, an den Subtraktionseingang des Schwellwertzählers 4 und an den Additionseingang des Reversierzählers 9 angeschaltet. Der Ausgang 35 der UND-Schaltung 20 ist an den Subtraktionseingang des Schwellwertzählers 5, ah den Additionseingang des Schwellwertzählers 4 und an den Subtraktionseingang des Reversierzählers 9 angeschaltet. Stellenausgänge 36 des Schwellv/ertzählers 4 sind an die Eingänge des Dechiffrators 6 angeschaltet* Der überlaufseingang des Schwellwertzählera 4 ist an den Eingang 37 der Anfangseinstellung des Zeitintervalldiskriminators8 angeschaltet« Der Ausgang des Dechiffrators 6 ist an den Eingai g 38 der Bere.chnungsblockierung bei "der Subtraktion des Schwellwertzählers 4_S an den Eingang 39 der UND-Schaltung 16, an den Eingang 40 der NICHT-Schaltung 13 und an den Eingang 41 der UND-Schaltung 18 angeschaltet» Die Stellenausgänge 42 des SchwellwertZählers 5 sind an die Eingänge des Dechiffrators 7 angeschaltet* Der Überlaufseingang des Schwellwertzählers 5 ist an den Eingang 43 der Anfangseinsteilung

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des Zeitintervalldiskriminators 8 angeschaltet. Der Ausgang des Dechiffrators 7 ist an den Eingang 44 der Berechnungsblockierung bei der Subtraktion des Schwellwertzählers 5,- an den Eingang 45 der NICHT-Schaltung-12, an den Eingang 46 der UND-Schaltung 17 und an den Eingang 47 der UUD-Schaltung 18 angeschaltet* Der Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators 8 ist an den Eingang 48 der NICHT-Schaltung 11 und an die Eingänge 49, 50, 51 der UND-Schaltungen 16, 17; 18 entsprechend angeschaltet« Der Ausgang der NICHT-Schaltung 11 ist an den Eingang 31 der UND-Schaltung 14 angeschaltet 5 der Ausgang der NICHT-Schaltung 12 ist an den Eingang 52 der UND-Schaltung 16 angeschaltet, und der Ausgang der NICHT-Schaltung 13 ist an den Eingang 53 der UND-Schaltung 17 angeschaltet» Der Ausgang des Frequenzteilers 21 im Verhältnis 1j2 ist an die Eingänge 54, 55 der UND-Schaltungen 16, 17 entsprechend angeschaltet. Der Ausgang 56 der UND-Schaltungen 16 ist an den zusätzlichen Subtraktions· eingang des Reversierzählers 9 und der Ausgang 57 der UND-Schaltung 17 ist an den zusätzlichen Additionseingang des Reversierzählers 9 angeschaltet. Der Ausgang 58 der UND-Schaltung 18 ist an den Steuereingang des Zahlanzeigeteils 1Oj die Stellenausgänge 59 des Reversierzählers 9 sind an den Informationseingang des Zahlanzeigeteils 10 angeschaltet.

Schwellwertzähler 4, 5 sind als Zählschaltungen ausgeführt, die auf·'dem, Zählfakt or eingestellt sind, der der angegebenen Uiierapfindlichkeitsschwelle ^ gegen die durch Störungen hervorgerufenen Signalabweichungen vom stationären Wert entspricht.

Der Zeitintervalldiskriminator 8 ist in der Form einer

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Zählschaltung ausgeführt, deren Zählfaktor einer angegebenen Zeitintervalldauer entspricht.

Die digitale Einrichtung zur Bestimmung des stationären Viertes des Analogsignals arbeitet wie folgt» Ein Analogsignal gelangt auf den Eingang 22 des Umsetzers 1 de3 Analogsignals in den Zählimpulskode. Je nach dem Zeichen " des Analogsignalzuwachses werden die Kodeimpulse entweder am Ausgang 23 oder am Ausgang 24 des Umsetzers 1 des Analogsignals in die Zählimpulskode erzeugt· Die Anzahl der Kodeimpulse ist dabei einem Zuwachs des Analogsignals proportional. Die Kodeimpulse gelangen von den Ausgängen 23 und 24 auf den ersten und zweiten Eingang des Synchronisierteils 3· Auf den dritten Eingang des-Synchronisierteils 3 gelangen die Taktimpulse vom Ausgang 25 des Impulsgenerators 2. Im Synchronisierteil 3 erfolgt die Zeitverteilung der Kode--und-Taktimpulse. Die synchronisierten (zeitlich verteilte) Kode-und-Taktimpulse werden entsprechend an den Ausgängen 26, 27 und am Ausgang 28 des Synchronisierteils 3 erzeugt.

Im Ausgangszustand wird der Zeitintervalldiskriminator 8 in den. Anfangs zustand mit dem Knopf der .Anfangseinstellung (auf der Zeichnung nicht gezeigt) oder automatisch eingestellt. Infolgedessen wird am Informationsausgang des Zeit int ervallditikriminators 8 ein niedriges Verhinderungspotential erzeugt, das die UND-Schaltungen 15» 16, 17 und 18 sperrt und über die NICHT-Schaltung 11 die UMD-Schaltungen 14, 19 und 20 entsperrt«

Die synchronisierten Kodeimpulse gelangen vom Synchronisierteil 3 über die geöffneten UliD-SchaJtungen 19, 20 auf

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den Additionseingang oder auf den Subtraktionseingang des Reversierzählers S· Infolgedessen wird in ihm der Parallelkode eines Augenblickswertes des Analogsignals erzeugt. Die selben Kodeimpulse gelangen auf die Additions-und-Subtraktionseingänge der Schwellwertzähler 4, 5e Ist dabei der Zuwachs des Analogsignals positiv, gelangen die Kodeimpulse vom Ausgang 34 der UND-Schaltung 19 auf den Additionseingang des Reversierzählers 9 und den Subtraktionseingang des Schwellwertzählers 4. Ist der Zuwachs des Analogsignals negativ, so gelangen die Kodeimpulse vom Ausgang 35 der UND-Schaltung 20 auf den Subtraktionseingang des Reversierzählers 9» den Subtraktionseingang des Schwellwertzählers 5 und den Additionseingang · des Schwellwertzählers 4«. Wenn im Schwellwert zähler 4 eine UuIl erzeugt wird, wird eine weitere Subtraktionsrechnung in diesem Zähler mit Hilfe des Dechiffrators 6 blockiert. Gleicherweise, wenn im Sehwellwertzähler 5 eine Null erzeugt v/ird, so wird eine v/eitere Subtraktionsrechnung in diesem Zahler mit Hilfe des Dechiffrators 7 blockiert. Im Sehwellwertzähler 5 entsteht somit ein Kode, der einem lokalen positiven Zuwachs des Analogsignals einem lokalen Minimum des Signalsverlaufs entspricht. Im Sehwellwertzähler. 4 wird ein Kode erzeugt, der einem lokalen negativen Zuwachs einem lokalen Maximum des Signalsverlaufs ent~ spricht» Wenn von den genannten lokalen Zuwächsen die angegebene Schwelle ^₀ überschritten wird, entsteht am Überlaufsausgang eines entsprechenden Schwel.lwertzählers ein Impuls, der den Zeit int ervalldisicriminator 8 in den Anfangszustand versetzt. Dem Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators 8 werden über die geöffnete UND-Schaltung 14 synchronisierte Taktimpulse zugeführt. Auf dem Informations-

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ausgang des Zeltintervalldiskriminators 8 kann ein Auslösungspotential nur dann erzeugt, werden, wenn er während einer angegebenen Zeitspanne HT₀ mit einem Impuls, der vom Überlaufsausgang eines der Schwellwertzähler 4, 5 ankommt, in den. Anfangszustand nicht eingestellt wird· Im Verlauf der Änderung des Analogsignals wird somit der Zeitintervalldiskriminator 8 in den Anfangszustand jedesmal eingestellt, sobald der Zuwachs des Analogsignals während einer angegebenen Zeit spannung¹^ eine Größe P''. überschreitet» Nachdem das Analogsignal den statio-

nären Wert erreicht hat, überschreiten seine positiven und negativen Zuwächse nicht die Größe % ' , Nach dem Verlauf einer Zeitspanne (^ , gemessen von der letzten Einstellung des Zeitintervalldiskriminators 8 in den Anfangszustand, entsteht auf seinem Informationsausgang das Auslösungspotential. Das Verhinderungspotential, das am Ausgang der NICHT-Schaltung'11 erzeugt wird, blockiert dabei die UND-Schaltungen 14, 19» 20, infolgedessen gelangen die Kodeimpulse zum Reversierzähler 9 und den Schwellwert zählern 4, 5 nicht» Gleichzeitig bricht die Ausgabe der Taktimpulse auf dem Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators 8 ab, wodurch das Auslösungspotential an seinem Informationsausgang bis zum nächsten !«ießzyklus des stationären Wertes des Analogsignals erhalten bleibt. Das auf dem Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators 8 erzeugte Auslösungspotential entsperrt die UND- · Schaltung 15o Die synchronisierten Takt impulse gelangen dabei vom Ausgang 26 des Synchronisierteils 3 über die UHD-Schaltung 15 auf die zusätzlichen Subtraktionseingänge der Schwellwertzähler 4 und 5»

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Liegt der Wert des Analogsignals, bei dem die Blockierung des Reversierzählers 9 und der Schwellwerk zähler 4 und durch ein Signal des Zeitintervalldiskriminators 8 erfolgte, in der Mitte zwischen den Punkten des maximalen 'und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Abschnitt der Kurve, die die Zeitabhängigkeit des Signals darstellt (Pig.- 2), so ist der Inhalt Λ X- des Schwellwertzählers 5 bei der Blockierung gleich dem Inhalt Δ ^xp ^{des Scn}wellwertzählers 4·

Die Taktimpulse, die über die UND-Schaltung 15 auf die zusätzlichen Subtraktionseingänge der Schy/ellwertzähler 4 und 5 gelangen, verändern den Inhalt dieser Schwellwertzähler. Sobald in den Schwellwertzählern eine Null erzeugt v/ird, blockieren die Null'zustandsdechiffratoren 6 und. 7 der Schwellwertzähler 4 und 5 die Subtraktionseingänge dieser "Zähler und führen gleichzeitig Auslösungspotentiale den Eingängen 41 und 47 der UND-Schaltung 18 zu. Da dem Eingang 51 dieser Schaltung auch ein Auslösungspotential vom Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators 8 zugeführt wird, 00 wird am Ausgang 58 der UND-Schaltung 18 ein Auslösungspotential erzeugt, das die Übertragung der Information vom Reversierzähler in das Zahlanzeigeteil 10 zustande bringt, indem es auf den Steuereingang des Zahlanzeigeteils 10 gelangt. Im letzten v/ird in der Digitalform eine Größe des stationären Wertes des ^nalogsignals abgebildet, die der Durchschnitt sgröße zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des ^Analogsignals auf dem genannten charakteristischen Abschnitt der Kurve der Änderung dieses Signals entspricht *

Falls der Punkt auf der Kurve der Änderung des Analog«

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signals (Pig. 3),in dem die Blockierung des Reversierzählers 9 mit dem Potential auf dem Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators 8 zustande gekommen ist, oberhalb der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und-minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Abschnitt dieser Kurve liegt, so wird bei der Signalerzeugung auf dem Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators 8 der Inhalt Δ X-j des Schwellwertzählers 5 größer des Inhalts A X„ &^es Schwellwertzählers sein, wobei die Abweichungsgröße ΔX' des Blockierungspunktes in bezug auf die Mitteilins zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Abschnitt dieser Kurve mit der folgenden Beziehung bestimmt werden kann?

X V = Ä^X1 " A^X2 (1)

Die synchronisierten Taktimpulse, die auf die zusätzlichen Subtraktionseingänge der Schwellwertzähler 4 und 5 vom Ausgang 33 der UND-Schaltung ..15 gelangen, werden ebenso, wie es oben beschrieben wurde, den Inhalt der Schwellwertzähler 4 und 5 verändern, jedoch Null wird zuerst im Schwellwertzähler 4 erzeugt, im Schwellwertzähler 5 wird dagegen ein Kode vorhanden sein, der der Differenz von /j X- und /\ Xp entspricht. Beim Erscheinen von Null im Schwellwertzähler 4 blockiert der Nullzustandsdechiffrator

6 den Schwellwertzähler 4 und führt Auslösungspotentiale den UND-Schaltungen 16, 18 zu. Der Nullzustandsdechiffrator

7 des SchwellwertZählers 5 führt mit Hilfe der NICHT-Schaltung 12 das Auslösungspotential dem Ein-gaa g 52 der

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UND-Schaltung -16 zu* Da auf dem Eingang 49 dieser UND-Schaltung "auch ein Auslosungspotential vorhanden ist, das auf dem Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators 8 erzeugt wurde, gelangen die synchronisierten Taktimpulse, deren Frequenz im Frequenzteiler 21 im Verhältnis 2:1 geteilt worden ist, über die UND-Schaltung 16 auf den zusätzlichen Subtraktionseingang des Reversierzählers 9« Diese- Impulse v/erden auf den genannten zusätzlichen Subtraktionseingang des Reversierzählers 9 gelangen, bis Null im Schwellwert zähler. 5 ebenso wie im Schwellwertzähler 4 erzeugt wird. Das Auslösungspotential am Ausgang des Dechiffrators 7 sperrt dabei über die NICHT-Schaltung 12 die UND-Schaltung 1.6. In den Reversierzähler 9 wird also eine solche Anzahl von Impulsen gelangen, die der nach der Beziehung (1) zu "berechnenden Größe Λ ZX entspricht, infolgedessen wird der Inhalt des Reversierzählers 9 automatisch bis auf einen erforderlichen Wert berichtigt, der dem Durchschnittswert zwischen dem maximalen und minimalen V/ert des Analogsignals auf dem chrakteristischen Abschnitt des Analogsignalverlauf s gleich ist. Beim Erscheinen von Null im Schwellwertzähler 5 wird die UND-Schaltung 18 geöffnet _t die die Übertragung der Information über den Analogsignal wert in den Zahlanzeigeteil 10 zustande bringt.

In dem Fall, wenn der Punkt, in dem die Blockierung des Reversierzählers 9 mit dem Potential auf dem Informationsausgang des Zeitintervalldiskriminators 8 zustande gekommen ist, unterhalb der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dem charakteristischen Kurvenabschnitt (Fig. 4) liegt, so wird der Inhalt Δ X₁ des Schwellwertzählers 5 bei der Erzeugung

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des Signals auf "dem Informationsausgaig des Zeitintervalldiskriminators 8 kleiner als der Inhalt £\ ^p Schwellwertzählers 4 sein. Die Abweichung ./\ X'' dieses Blockierungspunktes von der Mittellinie zwischen den Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignals auf dein charakteristischen Kurvenabschnitt wird in diesem Pail nach der folgenden Beziehung bestimmt:

" Δ ^Χ1 (2)

Die synchronisierten Taktimpulse, die auf die zusätzlichen Subtraktionseingänge der Schwellwertzähler 4 und 5 gelangen, ändern ihren Inhalt. Sobald im Schwellwertzähler. 5 Null erzeugt wird, entsteht im Schwellwertzähler 4 ein Kode, der einer Differenz von ^ Xp und .Δ X. entspricht. Der Dechiffrator 7 blockiert dabei den Subtraktionseingang des Schwellwertzählers 5 und öffnet die UND-Schaltung 17» Die synchronisierten Taktimpulse gelangen über den Frequenzteiler 10 im Verhältnis 1 j2 und die UND-Schaltung 17 auf den zusätzlichen Additionseingang des Reversierzählers 9< Sie werden auf den genannten zusätzlichen Additionseingang des Reversierzählers 9 gelangen, bis im Schwellwertzähler ebenso wie im Schwellwertzähler 5 Null erzeugt wird. Der. Dechiffrator 6, der den Subtraktiönseingang des Schwellwertzählers 40 blockiert, sperrt.über die NICHT-Schaltung 13 die UND-Schaltung 17» Derselbe Dechiffrator 6 öffnet gleichzeitig die UND-Schaltung 18* In den Reversierzähler 9 wird also eine Anzahl von Impulsen gelangen, die einer Größe Z\X'' entspricht, die sich nach der Beziehung (2) berechnet wird, infolgedessen wird der Inhalt des Reversierzählers 9 automatisch bis auf eine erforderliche

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Größe korrigiert, die einem Punkt entspricht, der auf der Mittellinie zwischen den'Punkten des maximalen und minimalen Wertes des Analogsignale auf dem charakteristischen Kurvenabschnitt liegt» Der korrigierte Inhalt des Reversierzählers 9 wird in den Zahlanzeigeteil 10 mit einem Signal übertragen, das vom Ausgang 58 der UND-Schaltung 18 ankommt und wird in ihm in der Digitalform abgebildet«

Die beschriebene konstruktive Ausführung der digitalen Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes des ^ Analogsignals gestattet es, eine genauere Auswertung des stationären Wertes des Analogsignals zu erreichen. Der Fehler der Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals hängt dabei von einem Störpegel nicht ab, sondern wird ausschließlich durch das'Auslösungsvermögen des Umsetzers des Analogsignals in den Zählimpulskode bestimmt., Die Anwendung von einfachen Elementen und Baugruppen der Digitalrechnertechnik in·, der Einrichtung gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit bei den niedrigen Herstellungskosten und geringen Außenabmessungen»

Die Anwendung der oben beschriebenen digitalen Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals z» B₀ zur Temperaturmessung in der Digitalform des flüssigen Stahls mit einem Thermopaar, das kurzzeitig in den flüssigen Stahl getaucht wird, sichert eine hohe Meßgenauigkeit.

So, z. B₀ bei der Anwendung in der Einrichtung des Umsetzers des Analogsignals in den Zählimpulskode mit einem Auslösungsvermögen von 1 C ist der maximale Fehler, der durch

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die Vorrichtung ins Meßsystem hineingebracht wird, nicht größer als + 0,5°C.

Es wurde eine bevorzugte Ausfü'hrungsVariante der Erfindung beschrieben; weitere Varianten und Modifikationen der di-.gitalen Einrichtung zur Bestimmung des stationären Wertes des Analogsignals können durchgeführt werden.

Claims (1)

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   Erfindungsanspruch . . '

   Einrichtung zur Bestimmung stationärer Werte von Analogsignalen» bestehend aus " -

   « einem Umsetzer zur Umsetzung des Analogsignals in den Zählimpulskode $ der einen Ausgang für Kodeimpulse mit positivem Zuwachs des Analogsignals und einen weiteren Ausgang für Kodeimpulse mit negativem Zuwachs des Analogsignals hat; *

   - einem Impulsgenerator; ·

   - einem Reversierzähler;

   ~ einem Ziffernanzeigeteil, der mit den Stellenausgängen des Reversierzählers elektrisch verbunden ist;

   - einem ersten und zweiten Schwellwertzähler;

   - Nullzustaidsdechiffratoren des ersten und des zweiten Schwellwertzählers, deren Eingänge an die Stellenausgänge der Schwellwertzähler, und deren Ausgänge an die Eingänge der Berechnungsblockierung bei der Subtraktion des ersten und zweiten Schwellwertzählers angeschaltet sind;

   - einem Zeitinter^alldiskriminator sowie

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   - Eingänge, dessen Anfangseinstellung an Überlaufsausgänge der Schwellwertzähler angeschaltet sind'und

   - eimern Synchronisierteil, dessen zwei Eingänge an die Ausgänge des Umsetzers des Analogsignals in den Zählimpulskode angeschaltet sind, der dritte Eingang des ^Synchronisierteils ist an den Taktimpulsgenerator angeschaltet, "

   die Ausgänge synchronisierter Kodeimpulse des Synchronisierteils sind mit dem Schwellwertzähler und dsm Reversierzähler elektrisch verbunden, und der Ausgang synchronisierter Taktimpulse des Synchronisierteils ist mit dem Zeitintervalldiskriminator elektrisch verbunden, gekennzeichnet dadurch.,·' daß ein Frequenzteiler (21) im Verhältnis 1:2, drei NICHT-Schaltungen (11, 12, 13), sieben UND-Schaltungen (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20), vorgesehen sind, wobei der Zeitintervalldiskriminator (8) einen Informationsausgang hat, der an die ersten Eingänge der ersten, zweiten, dritten und vierten UND-Schaltung (15, 16, 17, 18) entsprechend und die erste NICIIT-Schitung (11) an den ersten Eingang der fünften UND-Schaltung (14) angeschaltet ist, der Ausgang der synchronisierten Takt~ impulse des Synchronisierteils (3) ist an den zweiten Eingang der ersten UND-Schaltung (15) angeschaltet, die Schwellwertzähler (5, 4) haben zusätzliche Subtraktionseingäage, an die der Ausgang (33) der ersten UND-Schaltung (15) angeschaltet ist, die elektrische Kopplung der Ausgänge der synchronisierten Kodeimpulse (27, 28) des Synchronisierteils (3) mit den ^schwellwertzählern (5, 4) und dem Reversierzähler (9) wird durch die sechste und siebente )-Schaltung (19, 20) entsprechend durchgeführt, wobei

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   der Ausgang (27) der synchronisierten Kodeimpulse mit positivem Zuwachs- des Analogsignals an den ersten Eingang der sechsten UlJD-Schaltung (19) und der Ausgang (28) der synchronisierten Kodeimpulse mit negativem Zuwachs des Analogsignals an den ersten Eingang der siebenten UHD-Schaltung (20) angeschaltet istj.die zweiten Eingänge der sechsten und siebenten UHD-Schaltung (19, 20) sind mit dem ersten Eingang der fünften UHD-Schaltung (14) zusammengeschaltet, der Ausgang (34) der sechsten UED-Schaltung (19) ist an die Additionseingänge des Reversierzählers (9) und des ersten Schwellwertzählers (5) sowie an den Subtraktionseingang des zweiten Schwellwertzählers (4) angeschaltet, der Ausgang (35) der'siebenten UND-Schaltung (20) ist an die Subtraktionseingänge des Reversierzählers (9) und des ersten Schwellwertzählers (5) sowie an den Additionseingang des zweiten Schwellwertzählers (4) angeschaltet; die elektrische Kopplung des Ausgangs der synchronisierten Taktimpulse (26) des Synchronisierteils (3) mit dem Zeitintervalldiskriminator (8) wird durch die fünfte MD-Schaltung (14) durchgeführt, an deren zweiten Eingang der genannte Ausgang (26) des Synchronisierteils (3) angeschaltet ist, der Ausgang (32) der fünften UUD-Schaltung (14) ist an den Recheneingang des Zeitintervalldiskriminators (8) angeschaltet, die zweiten Eingänge der zweiten und dritten UHD-Schaltung (16, 17) sind über den Frequenzteiler (21) im Verhältnis·1:2 an den Ausgang (26) der synchronisierten Taktimpulse des Synchronisierteils (3) engeschaltet, der Ausgang des Uullzustandsdechiffrators (7) des ersten Schwellwertzählers (5) ist an den dritten Eingang der dritten UIiD-Schaltung (17), an den zweiten Eingang der vierten-UHD-Schaltung (18) und über die zweite UICHT-Schaltung (12) an den dritten Eingang der zweiten UHD-Schaltung (16) angeschaltet, der Ausgang des Nullzus-tandsdechiffrators (6) des zweiten Schwellwert-«

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   Zählers (4) ist an den vierten Eingang der zweiten UND-Schaltung (16), an den dritten Eingang der vierten UND-Schaltung (18) und über die dritte NICHT-Schaltung (13) an den vierten Eingang der dritten UND-Schaltung (17.) angeschaltet, die Ausgänge (56, 57) der zweiten und dritten UND-Schaltung (16, 17) sind entsprechend an den zusätzlichen Subtraktionseingang und zusätzlichen Additionseingang des Reversierzählers (9) angeschaltet, der Zahlanzeigeteil (10) weist einen Steuereingang auf, der an den Ausgang (58) des? vierten UND-Schaltung (18) angeschaltet ist.

   Hierzu $ Seite Zeichnung