DE1272365B - Verfahren zur digitalen Messung der Differenz zweier Drehzahlen mit Hilfe von elektronischen Impulszaehlern fuer eine Zaehlrichtung - Google Patents

Verfahren zur digitalen Messung der Differenz zweier Drehzahlen mit Hilfe von elektronischen Impulszaehlern fuer eine Zaehlrichtung

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DE1272365B
DE1272365B DE19641272365 DE1272365A DE1272365B DE 1272365 B DE1272365 B DE 1272365B DE 19641272365 DE19641272365 DE 19641272365 DE 1272365 A DE1272365 A DE 1272365A DE 1272365 B DE1272365 B DE 1272365B
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pulse
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Application number
DE19641272365
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Horst Leder
Dipl-Ing Klaus Schreckenberger
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BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri France SA
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/56Devices characterised by the use of electric or magnetic means for comparing two speeds
    • G01P3/60Devices characterised by the use of electric or magnetic means for comparing two speeds by measuring or comparing frequency of generated currents or voltages

Description

  • Verfahren zur digitalen Messung der Differenz zweier Drehzahlen mit Hilfe von elektronischen Impulszählern für eine Zählrichtung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur digitalen Messung der Differenz zweier Drehzahlen oder zweier Impulsreihen mit Hilfe von elektronischen Impulszählern für eine Zählrichtung, wobei die jeder Drehzahl zugeordneten Impulse innerhalb einer vorgegebenen Meßzeit von je einem mehrstelligen Impulszähler gezählt werden.
  • Soll eine Drehzahlmessung mit hoher Genauigkeit erfolgen, dann kommt hierfür ausschließlich ein digitales Verfahren in Frage. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich um die Bestimmung einer Drehzahldifferenz handelt. Es ist bekannt, eine solche Drehzahldifferenzmessung digital in der Weise durchzuführen, daß man die jeder Drehzahl zugeordneten Impulse mittels eines Zweirichtungszählers innerhalb einer vorgesehenen Meßzeit zählt, wobei eine vorgeschaltete Logik dafür sorgt, daß die Impulse vorzeichenrichtig in den Zweirichtungszähler einlaufen.
  • Diese Anordnung ist relatv einfach, sie hat jedoch der Nachteil, daß die Zählfrequenz um so niedriger wird, je höherstellig die zu zählende Impulszahl ist.
  • Bei hohen Drehzahlen sind meist mehrere Ziffernstellen erforderlich, so daß die erzielbare Zählfrequenz oft so gering ist, daß die Bestimmung von Drehzahldifferenzen mit hoher Genaugkeit innerhalb kurzer Zeitintervalle nicht mehr durchführbar ist.
  • Dieses Problem beschränkt sich nicht auf Drehzahlmessungen im besonderen, sondern stellt sich ganz allgemein bei der Differenzbildung von Impulsreihen.
  • Eine andere bekannte Anordnung (deutsches Patent 969118) liefert zwar eine gewisse Verbesserung gegenüber den genannten Nachteilen, jedoch ist auch hier eine fortlaufende Messung von Drehzahldifferenzen nicht möglich. Diese Anordnung benutzt zwei Impulszähler, welche je die den zu vergleichenden Drehzahlen entsprechenden Impulse so lange aufzählen, bis einer der Zähler eine volle dekadische Zahl, z. B. 100, erreicht. Am anderen Zähler ist dann das jeweilige Drehzahlverhältnis als Prozentzahl unmittelbar ablesbar. Die Aufgabe ist insofern anders gelagert, als hier keine Differenz, sondern ein Verhältnis zweier Drehzahlen ermittelt wird. Zur Ermittlung von Impulsdifferenzen ist in der nicht vorveröffentlichten älteren deutschen Auslegeschrift 1 217 442 eine Einrichtung vorgeschlagen worden, bei der ebenfalls zwei Zähler vorgesehen sind, mit denen die beiden Impulsreihen gezählt werden. Afr schließend werden beide Zähler mittels eines Taktgebers so lange weitergezählt, bis der Zähler mit dem kleineren Inhalt in allen Dekaden auf die Stellung O aufgezählt ist. Der andere Zähler zeigt dann die Differenz an. Dieses Durchzählen ist naturgemäß sehr zeitraubend, so daß dieses Prinzip für eine fortlaufende quasistationäre Differenzermittlung nicht geeignet ist.
  • Die Erfindung gibt eine vorteilhafte Lösung des Problems mit seinen oben geschilderten Schwierigkeiten. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur digitalen Messung der Differenz zweier Drehzahlen oder zweier Impulsreihen mit Hilfe von Impulszählern für eine Zählrichtung, wobei die jeder Drehzahl zugeordneten Impulse innerhalb einer vorgegebenen Meßzeit von je einem mehrstelligen Impulszähler gezählt werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Impulszählung von einem unabhängigen Taktgeber zunächst in die unterste Dekade beider Zähler gleichzeitig so viele Impulse eingezählt werden, bis die Dekade des Zählers mit dem kleineren Inhalt zu Null aufgezählt wird, wobei Überträge in der nächsthöheren Dekade addiert werden, der Taktgeber sodann bei beiden Zählern synchron auf die nächsthöhere Dekade umgeschaltet wird, diese wieder in dem Zähler mit kleinerem Inhalt zu Null aufzählt usf., bis alle Dekaden des Zählers mit dem kleineren Inhalt den Ziffernwert Null zeigen, der Inhalt des anderen Zählers dadurch um die Komplementärzahl erhöht ist, daß in den beiden n-stelligen Zählern der Übertrag zur (n t 1)-ten Stelle unterdrückt wird, der Inhalt des nun nicht Null enthaltenden Zählers damit die Differenz der zuvor gezählten Impulse darstellt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Fig. 1 fiir das Beispiel einer Drehzahldifferenzmessung näher erläutert. Die beiden Motoren, 2 sind beispielsweise als Antriebsmotoren eines Walzwerkes vorgesehen. Der Motor 1 hat, da er ein nachgeordnetes Walzgerüst antreibt, wegen der Streckung des Walzgutes stets eine höhere Drehzahl als der Motor 2. Mit beiden Motoren sind je ein Impulsgeber 3, 4 gekuppelt. Die von beiden Impuisgebern gelieferten Impulse werden einer Drehzahldifferenzmeßeinrichtung 5 gemäß der Erfindung zugeführt, die dann in einer nachgeschalteten Anzeigevorrichtung 6 die unmittelbare Ablesung der Differenzdrehzahl gestattet. Das Prinzip des erfindungsgemäßen Meßverfahrens soll an Hand F i g. 2 erläutert werden. Jedem Antriebsmotor ist ein Impulszähler 7, 8 zugeordnet.
  • Die von dem Impulsgeber 3 gelieferte Impulszahl wird von dem Zähler 7 und die des Gebers 4 von dem Zähler 8 gezählt. Ein elektronischer Schalter sorgt dafür, daß die Zähler nur innerhalb einer vorgegebenen Meßzeit an die Impulszähler angeschaltet sind. Es sei weiter angenommen, daß der Motor 1 die größere Drehzahl als der Motor 2 hat, so daß entsprechend dieser Drehzahen der Zähler 7 die höhere Impulszahl, beispielsweise 876 Impulse, und der Zähler 8 beispielsweise 385 Impulse erhält. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird anschließend ein unabhängiger Taktgeber 9 mit Hilfe des elektronischen Schalters auf beide Impulszähler 7, 8 geschalaet. Dieser Taktgeber 9 gibt auf beide Zähler gleichzeitig so viele Impulse, bis zunächst die Einer-Stelle im Zähler 8 zur vollen Dekade aufgefüllt, d. h. bis diese Stelle zur vollen Zahlenperiode des jeweiligen Zahlensystems ergänzt ist. Grundsätzlich kann nämlich das erfindungsgemäße Verfahren bei jedem Zahlensystem, beispielsweise auch bei einem binären Zahlensystem, in sinngemäßer Weise Anwendung finden. Im erwähnten Beispiel sind dies bei dem Zähler 8 fünf Komplementärimpulse. Die zugehörige Dekade 10 wird in bekannter Weise auf die zweite Stelle des Zählers 8 übertragen. Im Zähler 7 ist die gleiche Zahl von Impulsen, nämlich fünf, in die Einer-Stelle eingegeben worden, die dort mit der ursprünglich gespeicherten Zahl 6 das Ergebnis 11 liefert. Auch hier wird die entsprechende Dekadenzahl 1 auf die nächste Stelle des Zählers 7 übertragen, in der bereits die Zehnerzahl 7 steht.
  • Von dem Taktgeber 9 werden nunmehr weitere Impulse gleichzeitig auf beide Zähler gegeben. Erfindungsgemäß werden die Zehnerstellen des Zählers 8 wieder bis zur nächsten Dekadenzahl 100 aufgefüllt.
  • Hierfür ist im gewählten Zahlenbeispiel lediglich ein Komplementärimpuls erforderlich, der gleichzeitg auch auf den Zähler 7 eingegeben wird. Im Zähler 8 wird die entsprechende Dekadenzahl 100 auf die nächste Stelle übertragen. Der in den Zähler 7 gleichzeitig eingegebene Impuls ergibt dort die Gesamt ziffer 9. Ein Übertrag entfällt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird sinngemäß fortgesetzt, d. h., die Stelle im Zähler 8 erfordert sechs weitere Komplementärimpulse, bis die zugehörige Dekadenzahl 10 aufgezählt ist. Die gleiche Impulszhal 6 ergibt in der entsprechenden Stelle des Zählers 7 die Zahl 14.
  • Nunmehr wird gemäß der Erfindung von der im Zähler 7 angezeigten Impulszahl 1491 die höchste Dekadenzahl, nämlich 1000, abgezogen. Die verblei- bende Zahl 491 stellt die tatsächliche Drehzahldifferenz dar, wenn jeder Umdrehung je ein Impuls zugeordnet ist.
  • Da die Eingabe der zur Auffüllung der Dekaden erforderlichen Komplementärimpulse fortlaufend und ohne Umschaltung erfolgt ist, läuft dieser Zähl- bzw.
  • Subtraktionsvorgang mit der höchstmöglichen Zählerfrequenz ab, so daß der oben geschilderte Vorgang in sehr kurzen Zeitintervallen wiederholt werden kann.
  • Die Subtraktion der höchsten Dekadenzahl kann auf einfachste Weise durch Abstreichen der Ziffer 1 der vom Zähler 7 angezeigten Zahl erfolgen. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt, wie bereits erwähnt im Fortfall besonders richtungsempfindlicher logischer Glieder, die für jede Drehzahl das entsprechende Vorzeichen festsetzen, und in der sich daraus ergebenden hohen Zählfrequenz.
  • Soll mit dem geschilderten Verfahren die Differenz zweier Drehzahlen gemessen werden, wovon die eine abwechselnd größer bzw. kleiner ist als die andere, so wird gemäß der Erfindung ein logisches Glied vorgesehen, das die Entscheidung trifft, welche der beiden angezeigten Impulszahlen die kleinere ist.
  • Diese Entscheidung ist nicht zu vergleichen mit dem für die Vorzeichenfestlegung erforderlichen logischen Glied in Verbindung mit einem Zweirichtungszähler.
  • Die für die »Größer-Kleiner»-Entscheidung erforderliche Logik bedingt nicht wie bei der bekannten Anordnung eine Verringerung der Zählfrequenz, so daß der eingangs erwähnte Nachteil nicht entsteht. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Messung von Drehzahldifferenzen kann mit an sich bekannten Mitteln der digitalen Elektronik durchgeführt werden.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Anwendung von dekadischen Zahlensystemen, sondern kann sinngemäß für beliebige Zahlensysteme, beispielsweise auch für ein binäres Zahlensystem, sinngemäß Anwendung finden.
  • Sie beschränkt sich weiterhin nicht auf eine Drehzahldifferenzmessung, wie sie vorstehend als Beispiel genannt wurde, sondern ist grundsätzlich immer zur Differenzbildung zweier Impulsreihen geeignet.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur digitalen Messung der Differenz zweier Drehzahlen oder zweier Impulsreihen mit Hilfe von Impulszählern für eine Zählrichtung, wobei die jeder Drehzahl zugeordneten Impulse innerhalb einer vorgegebenen Meßzeit von je einem mehrstelligen Impulszähler gezählt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Impulszählung von einem unabhängigen Taktgeber zunächst in die unterste Dekade beider Zähler gleichzeitig so viele Impulse eingezählt werden, bis die Dekade des Zählers mit dem kleineren Inhalt zu Null aufgezählt wird, wobei überträgt in der nächsthöheren Dekade addiert werden, der Taktgeber sodann bei beiden Zählern synchron auf die nächsthöhere Dekade umgeschaltet wird, diese wieder in dem Zähler mit kleinerem Inhalt zu Null aufzählt usf., bis alle Dekaden des Zählers mit dem kleineren Inhalt den Ziffernwert Null zeigen, der Inhalt des anderen Zählers dadurch um die Komplementärzahl erhöht ist, daß in den beiden n-stelligen Zählern der Übertrag zur (n+ 1)-ten Stelle unterdrückt wird, der Inhalt des nun nicht Null enthaltenden Zählers damit die Differenz der zuvor gezählten Impulse darstellt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidung darüber, welche der beiden Impulszahlen jeweils die kleinere ist, von einem logischen Glied getroffen wird, das dann die entsprechende Aufschaltung des Taktgebers veranlaßt.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 969 118; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 442.
DE19641272365 1964-10-28 1964-10-28 Verfahren zur digitalen Messung der Differenz zweier Drehzahlen mit Hilfe von elektronischen Impulszaehlern fuer eine Zaehlrichtung Pending DE1272365B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE969118C (de) * 1953-09-10 1958-04-30 Licentia Gmbh Einrichtung zur Ermittlung des prozentualen Drehzahlverhaeltnisses an Maschinen mit mehr als zwei getrennt voneinander rotierenden Teilen
DE1217442B (de) * 1964-10-19 1966-05-26 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren und Vorrichtung zur Differenzbildung von Impulsfolgen unter Verwendung von Vorwaertszaehlern

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE969118C (de) * 1953-09-10 1958-04-30 Licentia Gmbh Einrichtung zur Ermittlung des prozentualen Drehzahlverhaeltnisses an Maschinen mit mehr als zwei getrennt voneinander rotierenden Teilen
DE1217442B (de) * 1964-10-19 1966-05-26 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren und Vorrichtung zur Differenzbildung von Impulsfolgen unter Verwendung von Vorwaertszaehlern

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