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Vorrichtung zum Registrieren von laufend ermittelten Meßwerten Es
ist bekannt, durch Meßvorrichtungen laufend Diagramme schreiben zu lassen, so daß
auf diese Weise der Verlauf der betreffenden Meßgrößen über längere Zeiträume registriert
werden kann. Es besteht nun oft der Wunsch, durch Einsatz elektronischer datenverarbeitender
Maschinen die von der Meßstelle aufgezeichneten Meßergebnisse direkt ohne Dazwischenschalten
von Bedienungspersonen auszuwerten.
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Hierbei sind verschiedene Verfahren möglich. Im allgemeinen ist es
für eine mechanische Auswertung günstiger, die Meßwerte digital umzuformen und so
auf Aufzeichnungsträgern, wie Lochbändern, Lochkarten, Magnetbändern od. dgl. festzuhalten.
Die weitere Auswertung ist dann mit Hilfe neuzeitlicher Rechengeräte leicht möglich.
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Für diese Zwecke sind bisher verschiedene Verfahren gebräuchlich.
So kann man beispielsweise das Meßgerät mit einem vollständigen Analog-Digital-Umformer
versehen und in festen Zeitabständen den jeweiligen Meßwert digital auf den Aufzeichnungsträger
geben. Solche Einrichtungen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig. Um dies zu vermeiden,
ist es nun schon bekannt, nicht jedesmal den vollständigen Meßwert zu registrieren,
sondern lediglich seine Veränderungen. So kann man z. B. ein Registrierband mit
konstanter Geschwindigkeit antreiben und jedesmal, wenn eine Anderung des Meßwertes
in positiver bzw. negativer Richtung erfolgt, eine entsprechende Markierung auf
dem Registrierband vornehmen. Ebenso ist es möglich, den Verschub des Registrierbandes
in fester Relation zum Steigen des Meßwertes zu bringen und einfache Zeitmarken
aufzutragen, so daß deren Abstand als Maß für die Anderung der Meßgröße ausgewertet
werden kann.
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Die beiden zuletzt geschilderten Verfahren erfordern zwar verhältnismäßig
einfache Registriergeräte, sie benötigten aber verhältnismäßig lange Registrierbänder,
auf denen nur wenig Informationsmaterial festgehalten ist.
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Durch die Erfindung wird ein Aufzeichnungsverfahren angegeben, welches
ebenfalls nur eine verhältnismäßig einfache Registriervorrichtung mit einfacher
Stufensteuerung erfordert, bei dem jedoch der Registrierstreifen wesentlich besser
ausgenutzt wird.
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Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Registrierung von laufend
ermittelten Meßwerten in digitaler Form auf einen Aufzeichnungsträger, auf den in
getrennten Spuren einerseits Zeitmarken und andererseits jeweils die Änderung der
Meßgrößen um einen bestimmten Betrag diese Änderung charakteri-
sierende Marken aufgezeichnet
werden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel angeordnet sind, welche sowohl bei positiver
als auch bei negativer Anderung der Meßgröße um einen vorbestimmten Betrag einen
Impuls erzeugen, der die Aufzeichnung einer entsprechenden Marke auf den Aufzeichnungsträger
bb wirkt, und daß weiterhin Mittel angeordnet sind, die den Aufzeichnungsträger
nur dann jeweils um einen Schritt weiterbewegen, wenn sowohl eine die Änderung der
Meßgröße charakterisierende Marke oder eine Zeitmarke zur Aufzeichnung gelangt ist.
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Die Erfindung ist am Beispiel eines Pegels zur Messung von Wasserständen
erläutert, bei dem Lochstreifen als Aufzeichnungsträger und elektromagnetische Relais
verwendet sind, kann aber auch mit äquivalenten Mitteln, wie z. B. Magnetbändern,
Lochkarten bzw. elektronischen Relais wie Flip-Flops, verwirklicht werden, insbesondere
wenn schnelle jainderungen einer Meßgröße erfaßt werden sollen. In den Zeichnungen
stellt dar Fig. 1 ein willkürlich gewähltes Zeitdiagramm mit zugehöriger Lochstreifenregistrierung,
Fig. 2 das Grundschema der Vorrichtung, Fig. 3 ein Schahungsdetail des Diskriminators,
Fig. 4 eine Abwandlung der Lochstreifenregistrierung nach Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt den Verlauf eines Pegeldiagramms Pd und die entsprechenden
Lochungen auf einem Lochstreifen Ls. Das Diagramm ist stufenweise gezeichnet, da
von der Vorrichtung der Pegelstand nur stufenweise erfaßt werden soll. Man hat zunächst
zwei laufende Zeitmarken T1 und T2, wobei die Marke T1 beispielsweise in Abständen
von IG Minuten gesetzt sind und die Marken T2 in Abständen von einer Stunde. Die
Abszisse entspricht dem Meßwert. Kontrollmarken K entsprechen mehreren Stufen des
Meßwertes (z. B.
normale Meßwertstufe 1 cm, Kontrollmarkenabstand
Im).
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Die Lochung erfolgt nun so, daß sowohl beim Passieren einer Zeitmarke
als auch bei Änderung des Meßwertes um einen vorgegebenen Wert d eine Markierung
auf dem Lochstreifen erfolgt. Der Lochstreifen enthält im Ausführungsbeispiel fünf
Kanäle.
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Davon dienen die Kanäle t1 und t2 der Markierung der beiden Zeitmarken
T1 und T2. Die Kanäle +S und od werden jeweils bei positiven bzw. negativen Meßwertveränderungen
um eine Stufe markiert.
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Schließlich dient der Kanal k der Markierung der Meßwertkontrolle
K. Der Kanal k wird mitgelocht, wenn nach einer Änderung eine Kontrollmarke K erreicht
ist. Der Lochstreifen wird jeweils nur nach einer Lochung in einem der fünf Kanäle
um einen Schritt weiterbewegt.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Ändert sich der Meßwert nicht, so
enthält der Lochstreifen lediglich die Zeitmarkierungen in dichtem Abstand. Bei
Meßwertänderungen erhält der Lochstreifen außerdem entsprechende Markierungen, wobei
bei schneller Änderung mehr Zeichen gesetzt werden als bei langsamer Änderung. Die
Ausnutzung des Lochstreifens ist daher sehr rationell, und es können nun mit Lochstreifen
über verhältnismäßig lange Zeiträume starke Schwankungen der Meßwertverläufe aufgezeichnet
werden.
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Fig. 2 zeigt das Schema einer Vorrichtung zur Herstellung derartiger
Lochstreifen. Der Schwimmer P des Pegels betätigt über eine Kette r ein Meßrad ml.
Dieses treibt über ein Übersetzungsgetriebe das Meßrad m2 an. An den Meßrädern sind
Dauermagnete M1 und M2 befestigt, welche auf Kontakte u, v, w, k einwirken. Das
Meßrad m 2 ist so übersetzt, daß eine Drittelumdrehung der kleinsten noch zu erfassenden
Änderung (z. B. 1 cm) des Meßwertes entspricht. Die drei Kontakte U, V, W werden
bei gleichsinniger Steigerung des Werßwertes periodisch in der Reihenfolge U, V,
W betätigt. Wird der Meßwert kleiner, so erfolgt die Betätigung in umgekehrter Reihenfolge.
In einem Diskriminator D werden die Kontaktschließungen analysiert und dementsprechend
an einen der Ausgänge A oder B Impulse für +A brzw. -d auf ein Lochregister gegeben.
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Der Kontrollimpuls k kann nur gleichzeitig mit einem Impuls an A oder
B auftreten und wird dem Lochregister R direkt zugeführt. Eine Zeituhr H gibt zwei
Arten von Zeitimpulsen T1 und T2 heraus, von denen Tl z.B. alle Minuten, T2 z.B.
alle Stunden auftritt, so daß jeder sechste Impuls T 1 von einem Impuls T2 begleitet
ist. Die Impulse aus A, B und T 1 bewirken das Lochen der auf dem LochregisterR
eingestellten Kombination und den Weitertransport des Lochbandes in einem Streifenlocher
Lo.
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Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Diskriminators
D. Die Kontakte U, V, W wirken auf Folgerelals U', V', W', welche mit Selbsthaltekreisen
u1,, U2', U3' ausgestattet sind. Eines der Relais U', V', W' ist stets angezogen,
und es entspricht der zuletzt von dem Meßrad m 2 angenommenen Position. In Abhängigkeit
von der durch dieses Relais angegebenen vorhergehenden Position wird bei Erreichen
des nächsten Kontaktes U, V oder W eines der Relais A oder B über einen der Relaiskontakte
W2 n U2= V2 V3 w3,, U3 geschaltet, je nachdem, ob es sich um eine Vorwärts- oder
Rückwärtsbewegung des Meßrades m 2 handelt. Die Relais A, B bewirken
die Lochereinstellung
und betätigen ein Locherrelais L, welches die Lochung auslöst und ferner über den
Ruhekontakt 12 das bisher angezogene Relais der Gruppe U', V', W' löscht. Das neu
angezogene Relais dieser Gruppe wird dabei über den gerade betätigten Kontakt U
bzw. V bzw. W eingeschaltet und hält sich dann selbst. Das Relais L betätigt noch
ein Folgerelais L', welches über den Ruhekontakt 1' die Relais A, B löscht.
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Eine andere Ausführungsform des Aufzeichnungsprinzips gemäß der Erfindung
zeigt Fig. 4. An Stelle der Markierung t und -3, welche das Steigen bzw. das Fallen
des Meßwertes um eine Stufe direkt auf dem Aufzeichnungsträger anzeigen, können
auch die Kontaktschließungen der Kontakte U, V, W in Fig. 2 selbst auf den Lochstreifen
aufgetragen werden. Die Analyse, ob es sich um Steigen bzw. Fallen des Meßwertes
handelt, kann aber dann der Auswertmaschine überlassen werden. Es entfällt dann
der größte Teil der Relaisschaltung gemäß Fig. 3.
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Statt dessen sind auf dem Lochstreifen neben den Zeitmarken statt
der zwei Kanäle t , - drei Kanäle für die Zeichen u, v, w vorgesehen. Diese können
ebenso wie im vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel durch einen Kontrollkanal
K ergänzt werden, der in Fig. 4 nicht gezeichnet ist.
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Die Anwendung des gezeigten Prinzips ist in vielfacher Weise abwandelbar.
Als Meßgrößen kommen verschiedene physikalische Größen, wie Spannung, Druck, Durchflußmengen
usw., in Frage, welche durch Meßgeräte in an sich bekannter Weise auf Anzeigerädchen
od. dgl. übertragen werden. Für die Ermittlung der Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung
des Meßwertes sind ebenfalls andere Methoden anwendbar und bekannt. So kann man
an Stelle von drei Kontakten auch mit zwei Kontakten auskommen, deren Schaltbereiche
sich phasenübersetzt überschneiden. An Stelle der durch Magnete betätigten Kontakte
können Bürsten, fotoelektrische Ablesesystems usw. treten. Die Aufzeichnung kann
an Stelle eines Lochstreifens auf Lochkarten, Magnetbänder od. dgl. erfolgen. Ebenso
können an Stelle der elektromechanischen Elemente rein mechanische oder elektronische
Elemente treten.
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Die Auswertung der nach diesem Verfahren hergestellten Streifen kann
z.B. durch bekannte elektronische Rechengeräte durchgeführt werden. Die hierbei
anzuwendenden Methoden sind bekannt und brauchen im einzelnen nicht beschrieben
zu werden.