DE1208533B - Arrangement for the relative position display of apparatus parts in numerical encrypted form - Google Patents
Arrangement for the relative position display of apparatus parts in numerical encrypted formInfo
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Description
Anordnung zur relativen Lageanzeige von Apparateteilen in ziffernmäßig verschlüsselter Form Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lageanzeige eines in bezug auf einen feststehenden Apparateteil beweglichen Apparateteiles in ziffernmäßig verschlüsselter Form.Arrangement for the relative position display of apparatus parts in numerical form encrypted form The invention relates to an arrangement for indicating the position of a with respect to a fixed part of the apparatus, the movable part of the apparatus in numerical terms encrypted form.
Es ist schon eine für Zeigerwagen anwendbare Anordnung bekannt, bei der ein Strichmarken aufweisender Markierungsträger sich vor mehreren Fotozellen vorbeibewegt, deren Ausgangssignale ein Zählwerk steuern, dessen Zählwert dafür maßgeblich ist, wieviel Marken des Markierungsträgers sich an den Fotozellen vorbeibewegt haben.An arrangement which can be used for pointer carriages is already known the marker carrier with line marks is in front of several photocells moved past whose output signals control a counter, whose count value for it The decisive factor is how many marks on the marking carrier move past the photocells to have.
Die Erfindung verwendet dieses Grundprinzip, sieht jedoch die Anwendung magnetischer Marken auf dem Markierungsträger vor und verwendet hierzu in spezieller Schaltungsweise ein bistabiles, magnetisch gesteuertes Kipprelais.The invention uses this basic principle but sees application magnetic marks on the marker carrier and used for this purpose in special Switching mode a bistable, magnetically controlled toggle relay.
Es ist außerdem eine Quecksilberkontaktschaltung bekannt, bei der die Schalterkontaktflächen mit Quecksilber durch Kapillarwirkung von einem Quecksilberbehälter aus benetzt werden, so daß die Kontaktflächen sich kontinuierlich er:ieuern; der aus einer leichten Feder bestehende Anker des Schalters kann bei dieser A>iordiiutig durch ein: Stromspule gesteuert werden.There is also known a mercury contact circuit in which the switch contact surfaces with mercury by capillary action from a mercury container are wetted out, so that the contact surfaces continuously er: euern; the The armature of the switch consisting of a light spring can be used in this case controlled by a: current coil.
Die Erfliidung geht aus von einer Anordnung zur Lageanzeige eines in bezug auf einen feststehenden Apparateteil beweg=lichen Apparateteiles in ziffernmäßig verschlüsselter Form, bei der ein erster Apparateteil einander ab-#;-echselnde magnetische und nielitma@,iietisclie Marken a@; ,veist und ein zweiter Apparateteil ein bistabiles magnetisch gesteuertes Kipprelais aufweist, dessen Anker zwischen zwei magnetischen Aus`a ngselektreden magnetisch umsteuerbar ist iii-d bei der das Kipprelais eiiie=i aus einer Mehrzahl binärer Kippstufen bestchenden Zähler st;ttei-t, dessen Zählwert einen: für die relative Lage der beiden Apparateteile ina 13:;eblichea,binär verschliisselten.#Ieß«Tert liefert.The fulfillment is based on an arrangement for indicating the position of a in relation to a fixed part of the apparatus, the movable part of the apparatus in numerical terms encrypted form, in which a first part of the apparatus from one another - #; - staggering magnetic and nielitma @, iietisclie marks a @; , veist and a second part of the apparatus is a bistable has magnetically controlled toggle relay, whose armature is between two magnetic Outgoing selections are magnetically reversible iii-d where the toggle relay eiiie = i st; ttei-t counter consisting of a plurality of binary flip-flops, its count value one: for the relative position of the two parts of the apparatus ina 13:; eblichea, binary coded. # Iess «Tert supplies.
Die Erfindung ist dadurell gekennzeichnet, daß das bistabile, magnetisch gesteuerte Kipprelais auf die durch die magnetischen Makel, des zweiten Apparateteites bedingten Feldändertm-en in der Nähe seiner Ausgangselektroden anspricht und selbst als erste Binärzählstufe des Aähljj,°erkes dient.The invention is characterized in that the bistable, magnetic controlled toggle relays on the magnetic flaws, the second part of the device due to field changes in the vicinity of its output electrodes and itself serves as the first binary counting stage of the Aähljj, ° erkes.
Die Erfindung gestattet daher, wenn es sich beispielsweise um Zählwerte tnnfasse_ld vier Binärstufen handelt, mit nur drei Flip-Flop-Stufen im Zählwerk auszukommen, da das magnetisch gesteuerte Relais selbst die erste Binärstufe bildet.The invention therefore allows, for example, when it comes to counting values tnnfasse_ld deals with four binary levels, with only three flip-flop levels in the counter get along because the magnetically controlled relay itself forms the first binary level.
Ausführungsformen der Eifindung sind im nachstehenden im Zusammenhau- mit den Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigt F i g. 1 eine teilweise perspektivische und teilweise schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen ziferrmäßig arbeitenden Lageanzeigegerätes, F i g. 2a und 2b Draufsichten auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche die ziferninäßi- arbeitende Umwandlungsvorrichtung im einzelnen zeigt, und zwar insbesondere die Größenverhältnisse zwischen der die magnetischen Elektroden enthaltenden Kapsel und den Magnetpolen und den Zähnen hofier Permeabilität, die auf einem beweglichen Geräteteil niedriger Permeabilität angebracht sind, F i g. 3 eine typische Wellenform, die ei_ie erfindungsgemäße digital arbeitende Umwandlungsvorrichtung liefert, F i g. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform, welche ein Ausgangssignal in zwei verschiedenen digitalen Verschlüsselungen zu liefern imstande ist.Embodiments of the invention are described below in conjunction with the figures. Of the figures, FIG. 1 shows a partially perspective and partially schematic representation of an embodiment of a position display device according to the invention that operates according to the invention, FIG. 2a and 2b plan views of a preferred embodiment of the invention showing the ziferninäßi- working conversion device in detail, in particular the size relationships between the capsule containing the magnetic electrodes and the magnetic poles and the teeth of high permeability, which are mounted on a movable device part of low permeability are, F i g. FIG. 3 shows a typical waveform provided by a digital conversion device according to the invention, FIG. 4 shows a schematic representation of a further embodiment which is capable of delivering an output signal in two different digital encodings.
Die F i -. 1 dargestellte und mit Verschlüsselung arbeitende Lageanzeigevorrichtung besteht aus einem zwei stabile Lagen aufweisenden Schalter 10, der bei Änderungen eines äußeren magnetischen Feldes umgeschwenkt wird, welche durch dis Bewegung des beweglichen Teiles 11 in bezug auf den festen Teil 12 bedingt sind. Die eine Ausgangsklemme des Schalters 10 ist mit der Ausgangsklemme 13 verbunden, während die andere Ausgangsklemme des Schalters mit der Eingangsklemme 14 einer ersten Flip-Flop-Stufe 15 verbunden ist. Weitere in Serie geschaltete Flip-Flop-Stufen 19 und 20 sind an eine Ausgangsklemme der Flip-Flop-Stufe 15 angeschlossen. Eine Rückkopplung 21 verbindet die Ausgangsklemme 30 der dritten Flip-Flop-Stufe 20 mit der Eingangserregungsklemme 31 der ersten Flip-Flop-Stufe 15, so daß ein Ausgangssignal in der binären Dezimalverschlüsselung 2-4-2-1 erhalten wird; ein Ausgangssignal l wird für jede der zehn Einheitsstellungen des beweglichen Teiles 11 in bezug auf den festen Teil 12 geliefert. Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung liefert ein Einheitsausgangssignal für jedes der zehn Lageeinheiten des beweglichen Teiles in bezug auf den festen Teil. Diese zehn Signale für die Einheiten werden unter Anwendung einer möglichst geringen Anzahl Bauteile erhalten, nämlich durch den zwei stabile Lagen aufweisenden Schalter 10 und die drei bistabilen Flip-Flop-Stufen 14, 19 und 20.The F i -. 1 and operating with encryption consists of a switch 10 which has two stable positions and which is swiveled when an external magnetic field changes, which are caused by the movement of the movable part 11 with respect to the fixed part 12. One output terminal of the switch 10 is connected to the output terminal 13, while the other output terminal of the switch is connected to the input terminal 14 of a first flip-flop stage 15. Further series-connected flip-flop stages 19 and 20 are connected to an output terminal of the flip-flop stage 15. A feedback 21 connects the output terminal 30 of the third flip-flop stage 20 to the input excitation terminal 31 of the first flip-flop stage 15, so that an output signal in the binary decimal code 2-4-2-1 is obtained; an output signal is provided for each of the ten unit positions of the movable part 11 with respect to the fixed part 12. The in F i g. The embodiment of the invention shown in Fig. 1 provides a unit output signal for each of the ten positional units of the movable part with respect to the fixed part. These ten signals for the units are obtained using the smallest possible number of components, namely by the switch 10 having two stable positions and the three bistable flip-flop stages 14, 19 and 20.
Die in F i g. 1 beschriebene Anordnung soll nunmehr im einzelnen beschrieben werden: Der zwei stabile Lagen aufweisende Schalter 10 bildet die eine Binärstelle der Umwandlungsvorrichtung 32, welche durch den Schalter 10, eine Vorrichtung 33 zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, die auf dem festen Teil 12 angeordnet ist, und einen nicht homogenen beweglichen Teil 11 gebildet wird, der in geradliniger Richtung in bezug auf den festen Teil 12 bewegbar ist.The in F i g. 1 will now be described in detail: The switch 10, which has two stable positions, forms the one binary digit of the conversion device 32, which is controlled by the switch 10, a device 33 for generating a magnetic field, which is arranged on the fixed part 12, and a non-homogeneous movable part 11 is formed, which is movable in a rectilinear direction with respect to the fixed part 12.
Der Schalter 10 besteht vorzugsweise aus einer Kapsel 34, in welcher am einen Ende zwei magnetische Elektroden 35 und 36 eingeschmolzen sind. Eine dritte Elektrode 37 ist am anderen Ende der Kapsel eingeschmolzen, und an dieser Elektrode ist eine magnetische Lamelle 38 befestigt, die zwischen den beiden magnetischen Elektroden liegt, so daß sie elektrischen Kontakt entweder mit der einen oder der anderen Elektrode bilden kann, je nachdem, an welcher Elektrode das stärkere magnetische Feld herrscht. Der Schalter 10 bildet daher einen einpoligen Schalter mit zwei Schaltstellungen. Eine geringe Menge Quecksilber 39 ist in der Kapsel 34 vorgesehen und steigt durch Kapillarwirkung bis zur Spitze der Lamelle 38 und befeuchtet die Elektroden 35 und 36 und die Lamelle 38, so daß ein guter metallischer Kontakt zwischen der Lamelle und der der Lamelle am nächsten liegenden Elektrode sich ergibt. Das Quecksilber bildet eine saubere Kontaktfläche jedesmal, wenn der Schalter geschlossen wird, so daß sich dadurch ein sehr niedriger Kontaktwiderstand ergibt. Das Quecksilber stellt ferner eine Schaltwirkung her, bei der ein Kontaktschluß vor der Kontaktunterbrechung auftritt, was bei einer erfindungsgemäßen Anordnung zweckmäßig ist. Zweckmäßigerweise ist in der Kapsel ein inertes Gas unter hohem Druck vorgesehen, so daß die Spannungsgrenzen des Schalters hoch sind und Lichtbogen, die sich bei der Schaltoperation bilden könnten, unterdrückt werden.The switch 10 preferably consists of a capsule 34 in which two magnetic electrodes 35 and 36 are fused at one end. A third electrode 37 is fused to the other end of the capsule, and a magnetic lamella 38 is attached to this electrode, which lies between the two magnetic electrodes so that it can make electrical contact with either one or the other electrode, as the case may be. which electrode has the stronger magnetic field. The switch 10 therefore forms a single-pole switch with two switch positions. A small amount of mercury 39 is provided in the capsule 34 and rises by capillary action to the tip of the lamella 38 and wets the electrodes 35 and 36 and the lamella 38 so that there is good metallic contact between the lamella and the electrode closest to the lamella results. The mercury creates a clean contact surface every time the switch is closed, resulting in very low contact resistance. The mercury also produces a switching effect in which a contact closure occurs before the contact is broken, which is useful in an arrangement according to the invention. An inert gas under high pressure is expediently provided in the capsule so that the voltage limits of the switch are high and arcs which could form during the switching operation are suppressed.
Die das magnetische Feld erzeugende Vorrichtung 33 liefert ein symmetrisches magnetisches Feld in der Nähe der Elektroden 35 und 36 des magnetischen Schalters. Bei der Vorrichtung 33 handelt es sich zweckmäßigerweise um zwei entgegengesetzt gepolte Magnete 40 und 41 gleicher Stärke, deren Enden 50 und 51 neben den Elektroden 35 und 36 des magnetischen Schalters liegen. Dementsprechend ist die Dichte des Magnetflusses in der Nähe der Elektroden 35 und 36 im wesentlichen gleich, es sei denn, dsß ein Element nicht homogener Permeabilität sich zwischen den Elektroden 35, 36 und den Magneten 40, 41 befindet.The magnetic field generating device 33 provides a symmetrical magnetic field in the vicinity of the electrodes 35 and 36 of the magnetic switch. The device 33 is expediently two oppositely polarized magnets 40 and 41 of the same strength, the ends 50 and 51 of which lie next to the electrodes 35 and 36 of the magnetic switch. Accordingly, the density of the magnetic flux in the vicinity of the electrodes 35 and 36 is substantially the same unless an element of non-homogeneous permeability is located between the electrodes 35,36 and the magnets 40,41.
Ein solches Element besteht aus dem beweglichen Teil 11, der aus einer Stange 52 aus einem Material niedriger Permeabilität besteht, wobei im Abstand Zähne 53, 54, 55, 56 und 57 aus einem Material hoher Permeabilität vorgesehen sind. Die Stange 52 ist in den nach oben gerichteten Blöcken 58 und 59 verschiebbar geführt, wobei die Blöcke 58 und 59 an dem festen Teil 12 befestigt sind. Die Breite der Zähne 53 bis 57 ist im allgemeinen ebenso groß wie die Breite der Magnetpolflächen 50, 51.Such an element consists of the movable part 11, which consists of a rod 52 made of a material of low permeability, teeth 53, 54, 55, 56 and 57 made of a material of high permeability being provided at a distance. The rod 52 is slidably guided in the upwardly directed blocks 58 and 59, the blocks 58 and 59 being fastened to the fixed part 12. The width of the teeth 53 to 57 is generally the same as the width of the magnetic pole faces 50, 51.
Der Abstand dieser Zähne ist größer als der Abstand der Polstücke 50 und 51 der Magnete, so daß in einer bestimmten Stellung der Stange jeweils nur ein Zahn sich in der Nähe einer Elektrode befindet.The distance between these teeth is greater than the distance between the pole pieces 50 and 51 of the magnets, so that in a certain position of the rod only one tooth is in the vicinity of an electrode.
Nunmehr soll die Wirkungsweise der digitalen Umwandlungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die F i g. 2a und 2b beschrieben werden. Der Schalter 11 wird dadurch betätigt, daß ein äußeres magnetisches Feld entweder auf die eine oder die andere der magnetischen Elektroden 16 und 17 wirkt, und es wird die Zunge 19 an diejenige Elektrode gezogen, an der das stärkere magnetische Feld wirkt. Da der Weg geringsten magnetischen Widerstandes zwischen der Quelle 12 magnetischer Kraft und derjenigen Elektrode herrscht, welche dem Zahn 36a von hoher Permeabilität am nächsten ist, wird die Zunge an diese Elektrode gezogen, da dort das stärkere magnetische Feld herrscht. In F i g. 2 a wird die Zunge 19 zur Elektrode 17 gezogen, da diese Zunge in der Nähe des magnetischen Zahnes 36a liegt. Wenn die Stange 35 in die in F i g. 2b dargestellte Lage nach links verschoben wird, verläßt der Zahn 36a seine Lage in der Nähe der Elektrode 17 und nimmt eine Stellung in der Nähe der Elektrode 16 an, wodurch das magnetische Feld, welches auf die Elektrode 17 wirkte, geschwächt wird, während das magnetische Feld auf die Elektrode 18 verstärkt wird. Dementsprechend wird plötzlich die Zunge 19 von der Elektrode 17 zur Elektrode 16 gezogen. Mit anderen Worten ausgedrückt wird der Schalter 11 aus seiner stabilen Kontaktlage der Elektroden 17 und 19 in die zweite stabile elektrische Kontaktlage der Elektroden 16 und 19 umgekippt. Eine weitere Verschiebung der Stange 35 bewirkt, daß die Zunge 19 abwechselnd von der einen Elektrode zur anderen übergeschaltet wird. Dementsprechend liefert der Schalter 11 unter Anwendung einer geeigneten Spannungsquelle ein Ausgangssignal, welches maßgeblich für die Länge der Bewegung der Stange 35 in bezug auf die Grundplatte 13 ist. Die Anzahl der Umschaltungen der Zunge oder Lamelle 17 von der einen Elektrode zur anderen und zurück zur ersten Elektrode - dieser volle Umschaltvorgang wird im nachstehenden als Schaltperiode bezeichnet, die pro Längeneinheit des beweglichen Teiles sich ergibt -wird umgewandelt, d. h., die Auflösung der Vorrichtung hängt von der Anzahl Abschnitte hoher und niedriger Permeabilität pro Längeneinheit des Teiles 14 ab. Eine erfindungsgemäße Umwandlungsvorrichtung liefert eine Auflösung von vier Schaltzyklen pro Zoll der Bewegung. Eine verhältnismäßig schnelle Bewegung des Teiles 14 kann auch genau durch eine erfindungsgemäße Umwandlungsvorrichtung gemessen werden, da kommerziell erhältliche Schaltkapseln mit Quecksilber Umschaltzahlen von bis zu 100 Schaltzyklen pro Sekunde gestatten.The operation of the digital conversion device will now be described with reference to FIGS. 2a and 2b. The switch 11 is operated in that an external magnetic field acts either on one or the other of the magnetic electrodes 16 and 17, and the tongue 19 is drawn to the electrode on which the stronger magnetic field acts. Since the path of least magnetic resistance exists between the source 12 of magnetic force and the electrode which is closest to the tooth 36a of high permeability, the tongue is drawn to this electrode, since there is the stronger magnetic field. In Fig. 2a, the tongue 19 is drawn towards the electrode 17, since this tongue is located in the vicinity of the magnetic tooth 36a . When the rod 35 is in the position shown in FIG. 2b is shifted position shown to the left, the tooth 36a leaves its position in the vicinity of the electrode 17 and assumes a position in the vicinity of the electrode 16, whereby the magnetic field which acted on the electrode 17 is weakened, while the magnetic Field on the electrode 18 is intensified. Accordingly, the tongue 19 is suddenly pulled from the electrode 17 to the electrode 16. In other words, the switch 11 is tipped over from its stable contact position of the electrodes 17 and 19 into the second stable electrical contact position of the electrodes 16 and 19. A further displacement of the rod 35 has the effect that the tongue 19 is alternately switched over from one electrode to the other. Accordingly, using a suitable voltage source, the switch 11 supplies an output signal which is decisive for the length of the movement of the rod 35 with respect to the base plate 13. The number of switchings of the tongue or lamella 17 from one electrode to the other and back to the first electrode - this full switching process is referred to below as the switching period, which results per unit length of the movable part - is converted, that is, the resolution of the device depends on the number of sections of high and low permeability per unit length of the part 14. A conversion device according to the invention provides a resolution of four switching cycles per inch of movement. A relatively rapid movement of the part 14 can also be measured precisely by a conversion device according to the invention, since commercially available switching capsules with mercury allow switching rates of up to 100 switching cycles per second.
Es wurde bereits darauf verwiesen, daß eine derartige Schalkapsel eine Schalterwirkung hat, bei der eher ein Stromscltluß erfolgt, als daß eine Stromunierbrechung stattfindet. Diese Wirkung ergibt sich, wenn die Schaltkapsel in der Umwandhingsvorrichtung zur Anwendung gelangt, mit einer Ausnahme, die darin besteht, daß ein Magnetzahn langsam zwischen den Polflächen 32 und 33 sich bewegt und die Schaltlamelle 19 das Bestreben hat, dem magnetischen Zahn zu folgen. Es kann dann die Übergangszeit zwischen den magnetischen Schalterelektroden verzögert werden, so daß die Stromleitende und überbrückende Wirkung des Quecksilbers unterdrückt wird. Diese geringe Verzögerung der Schaltwirkungszeit ist insbesondere offensichtlich in einer Umwandlungsvorrichtung zu erwarten, welche eine verhältnismäßig schwache Quelle 12 für das Magnetfeld verwendet. Es ist zu beachten, daß die hier auftretende Wirkungsweise durchaus nicht die Auflösung und Reproduzierbarkeitsgenauigkeit der Umwandlungsvorrichtung beeinträchtigt; es wurde hier lediglich die Möglichkeit erörtert, möglicherweise der Wirkung eines Kontaktschlusses vor der Kontaktunterbrechung bei der Erzeugung abwechselnder ziffernmäßiger Signale zu begegenen.It has already been pointed out that such a shell capsule has a switching effect in which a current is closed rather than a current interruption takes place. This effect results when the switching capsule in the conversion device is used, with one exception, which is that a magnetic tooth slowly moves between the pole faces 32 and 33 and the switching blade 19 the Endeavors to follow the magnetic tooth. It can then be the transition period between the magnetic switch electrodes are delayed so that the current conducting end and bridging effect of the mercury is suppressed. This slight delay the switching action time is particularly evident in a conversion device to be expected, which uses a relatively weak source 12 for the magnetic field. It should be noted that the mode of action that occurs here is by no means the resolution and deteriorates the reproducibility accuracy of the converting device; it only the possibility was discussed here, possibly the effect of a Contact closure before contact interruption when generating alternating numerical To encounter signals.
Typische Wellenformen, die eine Umwandlungsvorrichtung gemäß F i g. 1 liefert, sind in F i g. 3 gezeigt. Eine Gleichstromquelle, beispielsweise eine Batterie 40, liefert aufeinanderfolgend rechteckig komplementäre Wellenzüge zwischen der Ausgangsklemme 41 und dem Massepunkt bzw. zwischen der Ausgangsklemme 42 und dem Massepunkt. Diese rechteckigen Wellenzüge können direkt dazu verwendet werden, einen Wiedergabekreis, beispielsweise zwei Lampen, zu steuern, die in Serie mit den Elektroden 16 18 bzw. 17, 18 geschaltet sind.Typical waveforms that a converter of FIG. 1 supplies are shown in FIG. 3 shown. A direct current source, for example a battery 40, supplies successively rectangular complementary wave trains between the output terminal 41 and the ground point or between the output terminal 42 and the ground point. These rectangular wave trains can be used directly to control a display circuit, for example two lamps, which are connected in series with the electrodes 16, 18 and 17, 18, respectively.
Die Ausgangssignale, die von dem Schalter 10 abgeleitet werden, dienen direkt als Ausgangssignale der ziffernmäßig arbeitenden Anordnung zur Anzeige der Lage und auch zur Steuerung der zugehörigen Flip-Flop-Stufen. Die magnetische Elektrode 35 ist mit der Ausgangsklemme 13 direkt verbunden und mit dem Erdungspunkt über einen Widerstand 60 verbunden, während die magnetische Elektrode 36 an die Steuerelektrode 14 der Flip-Flop-Stufe 15 und ferner an den Erdungspunkt über den Widerstand 61 angeschlossen ist. Die Ausgangssignale des bistabilen Schalters 10 werden von einer positiven Spannungsquelle, die durch eine Batterie 62 zwischen dem Erdungspunkt und der Schalterelektrode 37 dargestellt ist, geliefert. Bei der dargestellten Anordnung charakterisiert Erdpotential an der Klemme 13 den Binärzustand »0«, während ein positives Potential an dieser Klemme den Binärzustand »1« bezeichnet.The output signals which are derived from the switch 10 serve directly as output signals of the numerically operating arrangement for displaying the position and also for controlling the associated flip-flop stages. The magnetic electrode 35 is directly connected to the output terminal 13 and connected to the grounding point via a resistor 60, while the magnetic electrode 36 is connected to the control electrode 14 of the flip-flop stage 15 and further to the grounding point via the resistor 61. The output signals of the bistable switch 10 are provided by a positive voltage source, which is represented by a battery 62 between the grounding point and the switch electrode 37. In the arrangement shown, ground potential at terminal 13 characterizes the binary state "0", while a positive potential at this terminal denotes the binary state "1".
Die bistabilen Flip-Flop-Stufen 15, 19 und 20 können in an sich üblicher Weise ausgebildet sein. Eine sich für die vorliegenden Zwecke eignende Schaltung besteht aus zwei Transistoren, die kreuzweise so gekoppelt sind, daß die Transistoren komplementär im Zustand der Stromleitung und Stromsperrung sich befinden. Die Flip-Flop-Stufe 15 hat zwei Ausgangsklemmen 70 und 16, eine Eingangssteuerklemme 14, eine die Stufe in den Erregungszustand überführende Klemme 31 und eine die Stufe in den Löschzustand überführende Klemme 71. Ein positiver Spannungsimpuls, der der Steuerelektrode 14 zugeführt wird, bewirkt, daß der Flip-Flop in seinen anderen stationären Zustand übergekippt wird. Die beiden Zustände der Transistoren äußern sich in verschiedenen Potentialwerten an den Ausgangsklemmen 70 und 16. Ein negatives Signal an der linken Ausgangsklemme 70 und ein Erdpotential an der rechten Ausgangsklemme 16 bezeichnet den Binärzustand »0«, während ein Erdpotential an der linken Klemme und ein negatives Potential an der rechten Ausgangsklemme den Binärzustand »l« charakterisiert. Ein Löschimpuls geeigneter Polarität, der der Klemme 71 zugeführt wird, bewirkt, daß der Flip-Flop in den binären Zustand »0« zurückkehrt. Ein positives Potential, welches der Erregungsklemme 31 zugeführt wird, bewirkt, daß die Flip-Flop-Stufe in den Binärzustand »1« übergeführt wird, wenn die Stufe sich zuvor in dem Zustand »0« befand. Wenn eine positive Stufenspannung dieser Klemme zugeführt wird und der Flip-Flop sich bereits im Binärzustand »1« befand, so ergibt sich keine Änderung des Zustandes der Flip-Flop-Anordnung. Die Schaltung weist ferner eine UND-Stufe 72 auf, welche einen Impuls nur zu einem solchen Zeitpunkt weiterleitet, in welchem die zweite Flip-Flop-Stufe den Zustand »1« hat und die erste Flip-Flop-Stufe vom Zustand »1« in den Zustand »0« übergeht.The bistable flip-flop stages 15, 19 and 20 can be more common per se Way to be trained. A circuit suitable for the present purposes consists of two transistors that are cross-coupled so that the transistors are complementary in the state of the power line and power block. The flip-flop stage 15 has two output terminals 70 and 16, one input control terminal 14, one the stage Terminal 31 which brings the stage to the energized state and one that switches to the extinguished state transferring terminal 71. A positive voltage pulse which is transmitted to the control electrode 14 is supplied, causes the flip-flop in its other steady state is tipped over. The two states of the transistors are expressed in different ways Potential values at output terminals 70 and 16. A negative signal at the left Output terminal 70 and a ground potential at the right output terminal 16 the binary state "0", while a ground potential at the left terminal and a negative one Potential at the right output terminal characterizes the binary state »l«. A Erase pulse of suitable polarity, which is applied to terminal 71, has the effect that the flip-flop returns to the binary state "0". A positive potential, which the energization terminal 31 is applied, causes the flip-flop stage in the binary state "1" is transferred if the level was previously in the "0" state. if a positive step voltage is fed to this terminal and the flip-flop itself was already in the binary state "1", there is no change in the state the flip-flop arrangement. The circuit also has an AND stage 72 which transmits an impulse only at a point in time in which the second The flip-flop stage has the state "1" and the first flip-flop stage has the state "1" changes to the state "0".
Es soll nunmehr die Wirkungsweise der ziffernmäßig arbeitenden Anordnung
zur Anzeige der Lage des beweglichen Teiles beschrieben werden. Die Stromkreisanordnung
liefert Ausgangssignale, die Dezimalzahlen verschlüsselt im Binärschlüssel 2-4-2-1
liefern; die Ausgangssignale der bistabilen Schaltstufe und jeder Flip-Flop-Stufe
entsprechen den einzelnen Stellungen des beweglichen Teiles 11 in bezug auf den
festen Teil 12 gemäß Tabelle 1.
Eine weitere Bewegung des beweglichen Teiles führt zur Einnahme der Stellung 3, wobei lediglich der Zustand des bistabilen Schalters 10 geändert wird. Eine weitere Bewegung zur Stellung 4 bringt den bistabilen Schalter wieder in seinen Binärzustand »0«, was eine Umschaltung der ersten Flip-Flop-Stufe wiederum in den binären Zustand »0« zur Folge hat. Diese Änderung des Zustandes der ersten Flip-Flop-Stufe bewirkt einen positiven Potentialsprung an der Eingangsklemme 17 der zweiten Flip-Flop-Stufe 19 und an den Eingangsklemmen der UND-Stufe 72. Dementsprechend ändert sich der Zustand der zweiten Flip-Flop-Stufe in den Binärzustand »1«; die dritte Flip-Flop-Stufe bleibt indessen unbeeinflußt, und die UND-Stufe bleibt geschlossen, da die Flip-Flop-Stufe 19 ihren Zustand »0« beibehält.A further movement of the movable part leads to the assumption of position 3, with only the state of the bistable switch 10 being changed. A further movement to position 4 brings the bistable switch back into its binary state "0", which in turn results in a switchover of the first flip-flop stage to the binary state "0". This change in the state of the first flip-flop stage causes a positive potential jump at the input terminal 17 of the second flip-flop stage 19 and at the input terminals of the AND stage 72. The state of the second flip-flop stage changes accordingly to the binary state "1"; the third flip-flop stage, however, remains unaffected, and the AND stage remains closed since the flip-flop stage 19 maintains its "0" state.
Die Bewegung des beweglichen Teiles zu den Stellungen 5, 6 und 7 bewirkt Umschaltungen des Schalters 10 und der ersten Flip-Flop-Stufe 15 in der Weise, wie es in der obigen Tabelle angegeben ist. Eine Bewegung der Stange 52 in die Stellung 8 bewirkt, daß der magnetische Zahn 57 zwischen die zweite magnetische Elektrode 36 und das Polstück 41 der Magnetanordnung 33 tritt. Der entsprechende positive Potentialsprung an der Eingangsklemme 14 bewirkt, daß die erste Flip-Flop-Stufe in ihren Binärzustand »0« übergeführt wird. Die rechte Ausgangsklemme 16 dieser Flip-Flop-Stufe erfährt eine positive Potentialänderung, die sich an der Erregungselektrode 17 der zweiten Flip-Flop-Stufe 19 und an der Eingangsklemme der UND-Stufe 72 auswirkt. Da die zweite Flip-Flop-Stufe sich bereits im Binärzustand »1« befindet, ändert der positive Potentialsprung an der Eingangsklemme nicht den Zustand dieser Flip-Flop-Stufe. Der positivePotentialsprungwird indessen durch die UND-Stufe 72 weitergeleitet und bewirkt, daß die dritte Flip-Flop-Stufe 20 in den Binärzustand »1« versetzt wird. In diesem Zeitpunkt sind nur die zweite und dritte Flip-Flop-Stufe 19 bzw. 20 in ihrem Binärzustand »1«, während gemäß der vorstehenden Tabelle sämtliche drei Flip-Flop-Stufen den Binärzustand »1« annehmen müssen, um in richtiger Weise die Stellung 8 des beweglichen Teiles in bezug auf den festen Teil anzuzeigen. Zu diesem Zweck ist die Rückkopplung 21 vorgesehen, welche von der linken Ausgangsklemme 30 der dritten Flip-Flop-Stufe 20 zur Erregungsklemme 31 des ersten Flip-Flops 15 führt. Wenn die dritte Flip-Flop-Anordnung in den Binärzustand »1« überkippt, wird ein positiver Potentialsprung auf diesem Rückkopplungsweg weitergeleitet, und dadurch wird der Zustand der ersten Flip-Flop-Stufe geändert, so daß nunmehr sämtliche Flip-Flop-Stufen sich im Binärzustand »1« befinden.The movement of the movable part to the positions 5, 6 and 7 causes switching of the switch 10 and the first flip-flop stage 15 in the manner as indicated in the table above. A movement of the rod 52 into position 8 causes the magnetic tooth 57 to pass between the second magnetic electrode 36 and the pole piece 41 of the magnet arrangement 33 . The corresponding positive potential jump at input terminal 14 causes the first flip-flop stage to be transferred to its binary state "0". The right output terminal 16 of this flip-flop stage experiences a positive change in potential, which has an effect on the excitation electrode 17 of the second flip-flop stage 19 and on the input terminal of the AND stage 72. Since the second flip-flop stage is already in the binary state "1", the positive potential jump at the input terminal does not change the state of this flip-flop stage. The positive potential jump is, however, passed on through the AND stage 72 and has the effect that the third flip-flop stage 20 is set to the binary state "1". At this point in time, only the second and third flip-flop stages 19 and 20 are in their binary state "1", while according to the table above, all three flip-flop stages must assume the binary state "1" in order to correctly use the To indicate position 8 of the movable part in relation to the fixed part. For this purpose, the feedback 21 is provided, which leads from the left output terminal 30 of the third flip-flop stage 20 to the excitation terminal 31 of the first flip-flop 15. If the third flip-flop arrangement flips over into the binary state "1", a positive potential jump is passed on this feedback path, and this changes the state of the first flip-flop stage, so that now all flip-flop stages are in Binary state »1«.
Eine weitere Verschiebung des beweglichen Teiles in bezug auf den festen Teil der Anordnung in die Stellung 9 bewirkt, daß der bistabile Schalter den Binärzustand »l« annimmt, wobei die übrigen Flip-Flop-Stufen ihren Binärzustand »1« behalten. Nach Beendigung der Feststellung und Messung der lagenmäßigen Verschiebung wird der Stab 52 in die Ausgangsstellung, nämlich die Stellung 0, zurückgezogen, und es wird ein Löschimpuls geeigneter Polarität der Löschklemme 79 zugeführt zu dem Zweck, sämtliche Flip-Flop-Stufen 15,19 und 20 in den Binärzustand »0« zu bringen. Damit ist die Anordnung für eine neue Messung der Lage der beiden Teile zueinander vorbereitet.A further shift of the movable part with respect to the fixed part of the arrangement into position 9 causes the bistable switch to assume the binary state "1", with the remaining flip-flop stages retaining their binary state "1". After completion of the detection and measurement of the positional displacement of the bar 52 into the starting position, namely position 0 is withdrawn, and an erase pulse of appropriate polarity of the erase terminal 79 supplied for the purpose of all flip-flop stages 15,19 and 20 to bring it into the binary state "0". The arrangement is thus prepared for a new measurement of the position of the two parts with respect to one another.
Die beschriebene Anordnung gestattet, jede einzelne Stellung des beweglichen Teiles in bezug auf den feststehenden Teil anzuzeigen durch ein entsprechendes ziffernmäßiges verschlüsseltes Signal, welches durch den bistabilen Schalter 10 und die drei Flip-Flop-Stufen 15, 19 und 20 erzeugt wird; weder der bistabile Schalter 10 noch die drei in Serie geschalteten Flip-Flop-Stufen haben je für sich eine hinreichende Anzahl ziffernmäßiger Ausgangssignale zur Anzeige der zehn einzelnen Stellungen des beweglichen Teiles 11 in bezug auf den festen Teil 12. Die ökonomische Ausnutzung der zur Anwendung gelangenden Schaltelemente ergibt sich dadurch, daß ziffernmäßige verschlüsselte Ausgangssignale sowohl von dem bistabilen Schalter als auch den Flip-Flop-Stufen abgeleitet werden. Es ist offensichtlich, daß zusätzliche Lagen des beweglichen Teiles dadurch zur Anzeige gebracht werden können, daß weitere Flip-Flop-Stufen in der in F i g. 1 dargestellten Schaltung verwendet werden.The arrangement described allows each individual position of the movable To indicate the part in relation to the fixed part by means of a corresponding number encrypted signal which is generated by the bistable switch 10 and the three flip-flop stages 15, 19 and 20 is generated; neither the bistable switch 10 nor the three in series switched flip-flop stages each have a sufficient number of digits Output signals to display the ten individual positions of the moving part 11 in relation to the fixed part 12. The economic utilization of the for application arriving switching elements results from the fact that digit-based encrypted Output signals from both the bistable switch and the flip-flop stages be derived. It is obvious that additional layers of the movable Part can be brought to the display that further flip-flop stages in the in F i g. 1 can be used.
Die im vorstehenden beschriebene Schaltung erzeugt einzelne Ausgangssignale,
die in der binären Dezimalverschlüsselung 2-4-2-1 ausgedrückt sind. Es werden verschiedene
Verschlüsselungsarten heutzutage in Anordnungen verwendet, welche ziffernmäßig verschlüsselte
Informationsdaten verarbeiten, so daß es häufig wünschenswert ist, schnell und einfach
die Ausgangsdaten in einer weiteren Verschlüsselung erhalten zu können, so daß die
Anordnung mit einer möglichst großen Anzahl Daten verarbeitender Maschinen benutzt
werden kann. In F i g. 4 ist eine Anordnung dargestellt, welche ein Ausgangssignal
entweder in der binären Dezimalverschlüsselung 2-4-2-1 oder in der binären Dezimalverschlüsselung
4-2-2-1 liefern kann. Die Schaltelemente, welche bereits in F i g.1 auftreten, sind
durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im nachfolgenden sind die Zustände
des bistabilen Schalters und der Flip-Flop-Stufen angegeben, welche zur Verschlüsselung
in dem binären Dezimalkode 4-2-2-1 erforderlich sind.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1208533XA | 1961-05-05 | 1961-05-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1208533B true DE1208533B (en) | 1966-01-05 |
Family
ID=22392916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEB67078A Pending DE1208533B (en) | 1961-05-05 | 1962-05-02 | Arrangement for the relative position display of apparatus parts in numerical encrypted form |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1208533B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2854415A1 (en) * | 1978-12-16 | 1980-06-19 | Pfisterer Elektrotech Karl | DEVICE FOR OPTICALLY DISPLAYING THE OPERATING CONDITION OF AN INSULATED CABLE OF A POWER SUPPLY NETWORK |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE963626C (en) * | 1953-09-21 | 1957-05-09 | Western Electric Co | Agents for preventing contacts from becoming stuck in mercury contact switches |
-
1962
- 1962-05-02 DE DEB67078A patent/DE1208533B/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE963626C (en) * | 1953-09-21 | 1957-05-09 | Western Electric Co | Agents for preventing contacts from becoming stuck in mercury contact switches |
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