DE1424851B2

DE1424851B2 - Zähleinrichtung mit einem den Zählerstand angebenden Anzeigeglied, insbesondere einem Ziffernrollenwerk eines Zählwerks

Info

Publication number: DE1424851B2
Application number: DE19631424851
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Phys.; Roth Lothar Dr. rer. nat.; 8500 Nürnberg Engel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-07-03
Filing date: 1963-07-03
Publication date: 1970-10-08
Also published as: DE1424851A1; NL6404204A; CH417171A; US3373266A

Description

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Es ist bekannt, Elektrizitätszähler mit Übertra- Möglichkeit einer betriebssicheren Abtastung prakgungseinrichtungen zu versehen, mit denen die An- tisch beliebig kleiner Anzeigeglieder zu schaffen, zeige des Zählerstandes fernübertragen werden kann. wobei die Gefahr einer Änderung der Codezeichen Diese fortlaufend durchgeführte Fernübertragung ge- durch Korrosion od. dgl. nicht besteht, schieht dabei meistens durch elektrische Impulse 5 Die Erfindung bezieht sich auf eine Zähleinricheines mit dem Zählwerk mitumlaufenden Impuls- tung mit einem den Zählerstand angebenden Angebers, wobei die Impulse entweder direkt oder über zeigeglied, insbesondere einem Ziffernrollenwerk Zwischenglieder wie z. B. Impulswandler einem Im- eines Zählwerks, welches mit die Ziffernwerte wiederpulsempfänger zugeführt werden. Derartige bekannte gebenden Codezeichen versehen ist, deren Elemente Einrichtungen ermöglichen es also, die Anzeige des io durch ein an dem Anzeigeglied entlangführbares AbZählwerkes nicht nur unmittelbar am Zählwerk ab- tastorgan nacheinander abtastbar sind. Die gestellte lesen zu können, sondern die Anzeige auch in die Aufgabe wird gemäß der Erfindung in einfacher Ferne zu übertragen und dort mit Lochern, Druckern Weise dadurch gelöst, die aufeinanderfolgenden Ein- und anderen Datenauswertern zu verarbeiten. zelelemente eines einem Ziffernwert entsprechenden Die Geber- und Empfängereinrichtungen ein- 15 Codezeichens in verschiedenen Zeilen angeordnet schließlich aller zugehöriger Zwischenglieder, wie sind und das Abtastorgan je ein Abtastelement für z. B. Speichereinrichtungen, ausgeführt als Zählketten jede Zeile enthält. Dadurch ist man in der Lage, mit Relais, elektronischen Zähldekaden und elektro- mehrere einem Ziffemvvert zugeordnete Elemente auf mechanischen Einzelzähler u. a. m. müssen bei dieser hinreichend kleinen Ziffernrollen derart unterzubrin-Übertragung der Zählwerkstellung äußerst genau 20 gen, daß eine einwandfreie Abfrage auch gewähr- und zuverlässig arbeiten und stellen in der Regel leistet ist. Dies ist insbesondere dann von besondeeinen erheblichen Aufwand dar. Außerdem muß eine rem Vorteil, wenn die Einzelelemente in an sich beständige Verbindung zwischen Zählwerk und Fern- kannter Weise als magnetische Beschriftung auf dem anzeige vorhanden sein. Anzeigeglied aufgebracht sind, die mit Hilfe eines Es ist ferner bekannt, zum Zwecke der Abtastung 25 galvanomagnetische Elemente enthaltenden Abtastdes Zählerstandes eines Ziffernrollenwerkes die Zif- organs abgetastet wird.

fernrollen mit den Ziffernwerten wiedergebenden Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter-Codezeichen in Form von Erhebungen, lichtreflektie- ansprächen gekennzeichnet.

renden Flächen, Magnetisierungen, radioaktiven Stof- Die von den Hallsonden entsprechend der Polarifen zu versehen, die meist durch an den Ziffernrollen 30 tat der Magnetisierung abgegebenen Spannungen

cntlangführbare Abtastorgane nacheinander abtast- werden zweckmäßigerweise in geeignete Stromim-

bar sind. pulse umgeformt, um exakte Fernschreibzeichen mit

Bei einer bekannten Anordnung (USA.-Patent- entsprechender Leistung zu erhalten. Zu diesem

schrift 3 045 903) mit einer magnetischen Beschrif- Zweck ist den Abtastorganen eine Auswerteeinrichtung der Ziffernrollen erfolgt die Abtastung induktiv ₃₅ tung zugeordnet, die mit Hilfe von zeitabhängigen

durch Öffnen und Schließen magnetischer Eisen- Kippstufen die von den Hallgeneratoren abgegebenen

kreise. Zu diesem Zweck sind auf einer zur Ziffern- Signalspannungen in Spannungsimpulse geeigneter

rollenachse parallelen Achse Nockenscheiben aus Form bringen. Diese Impulse werden nach Umfor-

ferromagnetischem Material angeordnet, wobei die mung in entsprechende Stromimpulse, Druckwerken,

Nocken selbst um einen bestimmten Drehwinkel ge- 40 Lochern u. dgl. zur weiteren Verwertung zuge-

geneinander versetzt angeordnet sind, so daß eine führt.

spiralförmige Nockenanordnung entsteht. Durch Dre- In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der hen der Nockenscheiben werden die magnetischen Erfindung als Beispiel schematisch dargestellt. Felder nacheinander abgefragt und nach entsprechen- Mit 1 ist eine Ziffernrolle eines als Anzeigeglied der Impulsformung und -verstärkung zur Anzeige gc- 45 verwendeten Ziffernrollenwerkes bezeichnet. In der bracht. Da die einzelnen Magnetfelder wegen der Regel sind stets mehrere solcher Ziffernrollen nebengegenseitigen Beeinflussung einen bestimmten Ab- einander angeordnet. Soweit sie von dem Zählwerk stand voneinander aufweisen müssen und die Ma- angetrieben werden, sind sie untereinander über intergnetisierung nur eine bestimmte Stärke aufweisen mittierend arbeitende Schalttriebe mit dekadischer kann, ist dieses bekannte Prinzip der induktiven Ab- 50 Untersetzung verbunden. Bei jedem Übergang von frage nur bei relativ groß gehaltenen Ziffernrollen Neun auf Null wird die nächste höherwertige Zifdurchführbar. fernrolle um eine Ziffer weitergeschaltet. Außerdem Bei einer anderen bekannten Zähleinrichtung wird können aber in Reihe mit diesen noch weitere Ziffernvon jeder der abzutastenden Ziffernrollen eine elek- rollen vorgesehen sein für Kennung, Datum, Uhrzeit trisch leitende Coderolle angetrieben. Die Coderollen 55 u. dgl. am Meßort. Ein solches Ziffernrollenwerk bzw. die sich aus der Oberfläche erhebenden EIe- kann beispielsweise in einem Elektrizitätszähler, Fernmente eines Codezeichens werden durch einen ent- gesprächszähler od. dgl. verwendet sein. Die einzellangführbaren Kontakt nacheinander abgetastet. Die nen Ziffernrollen sind in üblicher Weise mit einer Kontaktflächen können aus Sicherheitsgründen ein mit dem Auge lesbaren Beschriftung 2 versehen. Die bestimmtes Ausmaß nicht unterschreiten, so daß auch 60 einzelnen Ziffern der Ziffernrollen 1 sind mit einer dieses bekannte Verfahren bei kleinen Ziffernrollen, magnetischen Beschriftung entsprechend dem Fünferwie sie beispielsweise in Elektrizitätszählern Verwcn- Code versehen, wobei beispielsweise die mit 3 bedung finden, nicht angewandt werden kann. Außer- zeichneten Felder Südpole und die mit 4 bezeichneten dem besteht die Gefahr, daß durch Korrosion der Felder Nordpole sind. Um diese Magnetisierung auf-Kontaktflächen eine fehlerhafte Abtastung entsteht. 65 bringen zu können, ist die Ziffernrolle mit einem ma-Diese Gefahr besteht auch bei Anzeicediedern mit onetisierbaren Band 5, beispielsweise einem Koerzitlichtelcktrischer Abtastung der Codezeichen. band versehen. Die Magnetisierung kann nun derart Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgebracht werden, daß entweder in die Tiefe, wie

in F i g. 1 dargestellt, oder in Längsrichtung magnetisiert wird. In letzterem Falle bestehen die einzelnen Magnetisierungen aus Süd- und Nordpolen, wobei aber dann der Abtastkopf nur über die gewünschte Polarität geführt wird. Da die Beschriftung nach einem Fünfer-Code erfolgen soll, müssen für das eigentliche Zeichen fünf Spuren vorgesehen sein. Diese sind mit II bis VI bezeichnet. Ferner ist noch eine weitere Spur I vorgesehen, die zur Einleitung

Bei den üblichen Anzeigegeräten ist in der Regel die erste Ziffernrolle kontinuierlich beweglich, während alle übrigen Ziffernrollen schrittweise um eine Ziffer weiterbewegt werden. Da bei der Abtastung

5 die Beschriftung in bezug zum Abtastkopf eine bestimmte Stellung einnehmen muß, ist eine zusätzliche Einrichtung erforderlich, um die einzelnen Ziffernrollen während der Abtastung auszurichten. Wenn man auf die Ablesung der ersten Ziffernrolle ver-

des Abtastvorganges dient, wie später noch näher io ziehtet, genügt es, die Rollen nur in den Fällen auserläutert wird. Um eine gegenseitige Beeinflussung, zurichten, wenn der Anzeigewert der ersten Zifferninsbesondere der ungleichpoligen Magnetisierungen
trotz Unterbringung auf kleinstem Raum auszuschalten, sind die zu einem Zeichen gehörenden Magnetisierungen in zwei Zeilen aufgeteilt, denen je eine 15
Hallsonde 6 und 7 zugeordnet ist. Die Hallsonden 6

rolle zwischen Neun und Null liegt.

Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Schaltung ist wie folgt:

Die Schaltung ist so ausgelegt, daß bei eingeschalteter Spannung die Leitung 14 einen der Zeichenhöhe entsprechenden Strom führt. Dementsprechend hat die bistabile Stufe 12 Spannung, so daß wegen der Umkehrstufe 23 die Kippstufe 24 kein Signal ab-

und 7 sind auf einem Träger 8 angeordnet, der beispielsweise mit Hilfe eines Motors und einer Spindel 9 oder einer sonstigen Geradführung in Pfeilrichtung 10 beim Abtastvorgang mit konstanter Ge- 20 gibt. Wird nun die Abtastung des Zählers, z. B. schwindigkeit bewegt wird. Hierbei werden in den durch ein Kommando von der Zentrale über die Hallsonden 6 und 7 entsprechend den Markierungen
Spannungen entstehen, die mit Hilfe einer in F i g. 2

beispielsweise dargestellten Auswerteschaltung in ein

Fernzählleitung veranlaßt, so wird der Antriebsmotor eingeschaltet. Dieser setzt die Hallsonden 6 und 7 in Bewegung und richtet zugleich die Ziffernrollen

exaktes Fernschreibzeichen umgewandelt werden, das 25 aus. Bewegt sich der Hallgenerator 6 über den Südzur Fernübertragung geeignet ist. pol 3, so wird infolge der vom Hallgenerator abgege-

In Fig. 3 a ist das der Zahl 4 entsprechende benen Spannung der Verstärker 12 auf die Ausgangs-Zeichen im Fernschreibcode dargestellt, wobei die spannung Null gesteuert. Folglich fließt über die Stromimpulse mit einer Schraffur gekennzeichnet sind. Leitung 14 kein Strom. Sobald das Zeichen am Av.s-Es besteht also aus zwei Stromimpulsen, die zwischen 30 gang der Stufe 12 verschwindet, wird über die Umdrei Pausen gegeben werden. Impuls- und Pausen- kehrstufe 23 die Kippstufe 24 angestoßen, welche ein dauer sind gleich und betragen 20 ms. Signal auf die Und-Stufe 22 gibt. Da durch die Um-

In F i g. 2 ist eine Prinzipschaltung der Auswerte- kehrstufe 21 bereits die zweite Und-Bedingung ereinrichtung dargestellt. Mit 6 und 7 sind die beiden füllt ist, wird die Kippstufe 18 angestoßen" welche Hallgeneratoren bezeichnet, deren Ausgang über eine 35 über die Umkehrstufe 20 die Leistungsstufe 16 für Hallgenerator-Anpassungsstufe 11 (Verstärkerstufe) die Steuerspannung des Hallgenerators 6 abschaltet und eine bistabile Stufe 12 sowie eine Leistungsstufe und den Verstärker für die Steuerspannung des HaIl-13 über eine Leitung 14 mit dem Empfänger 15 ver- generators 7 nach Ablauf einer Zeit von 20 ms umbunden ist. Als Empfänger kann beispielsweise ein schaltet. Dadurch kommt der Hallgenerator 7 zur Locher oder Drucker vorgesehen sein. Die beiden ₄₀ Wirkung, der auf seiner Spur die gleiche Polarität Hallgeneratoren 6 und 7 erhalten ihren Steuerstrom der Magnetisierung antrifft. Es wird sich am Ausgang von zwei im Gegentakt arbeitenden Leistungsstufen der Hallgeneratoren nichts ändern. Nach Ablauf von 16 und 17. Diese werden wieder von zeitabhängigen 20 ms wird über die Kippstufen 18 und 19 wiederum Kippstufen 18 und 19 mit nachgeschalteten Umkehr- der Hallgenerator 6 zur Wirkung gebracht. Da dem stufen 20 bzw. 21 in einem bestimmten Rhythmus ge- 45 Hallgenerator nunmehr ein Nordpol gegenübersteht, schaltet. Den beiden Kippstufen 18 und 19 ist eine _wi_rd im Hallgenerator eine Spannung hervorgerufen, Und-Stufe 22 zugeordnet, die eine Und-Bedingung die zu einer positiven Aussteuerung der Stufe 12 und von der Umkehrstufe 21 und eine Und-Bedingung damit zu einem Stromimpuls führt. Auch der Stromvoneiner Kippstufe 24 erhält. Letztere wird wiederum impuls besitzt eine Dauer von 20 ms entsprechend über eine Umkehrstufe 23 von der Ausgangsspan- 50 der Zeiteinstellung der beiden Kippstufen 18 und 19. nung der bistabilen Stufe 12 gesteuert. Mit den Kipp- Jetzt wird der Hallgenerator 7 zur Wirkung gebracht, stufen 18 und 19 kann die Breite der einzelnen das der den Stromfluß wieder unterbindet. Anschließend Zeichen ergebenden Stromimpulse festgelegt werden. wird wiederum der Hallgenerator 6 im Sinne eines Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind sie auf Stromflusses erregt. Der Hallgenerator 7 unterbindet 20 ms entsprechend der Breite der einzelnen Strom- 55 schließlich wieder den Stromfluß. Nach Ablauf von impulse eingestellt (F i g. .3 b). Die Kippstufe 24 be- 150 ms wird die Und-Bedingung von der Und-Stufe stimmt die Gesamtlänge des Zeichens und sorgt am 22 weggenommen, so daß die Anfangsbedingung, Zeichenende für die Einschaltung des Ruhestromes d. h. der Stromfluß in der Leitung 14 wieder hergein der Leitung. Da außer dem eigentlichen Zeichen stellt wird. In F i g. 3 b ist ein Abbild des Stromflusses noch ein Zeichen für die Einleitung des Startvorgan- 60 dargestellt. Diese Vorgänge wiederholen sich bei der ges vorgesehen ist, ist die Gesamtzeit der Kippstufe Abtastung jeder Ziffernrolle.

Die Abtastung des Zählwerkes erfolgt praktisch rückwirkungsfrei. Das hat den Vorteil, daß die an sich äußerst geringe Reibung des Ziffernrollenwerkes rollen untereinander nicht gleich und nicht unvcr- 65 nicht erhöht wird, so daß es nach wie vor vom eigentänderlich gehalten sein muß. Die einzelnen Ziffern- liehen Meßorgan (Zählerläufer) angetrieben werden

kann. Es ist aber auch möglich, ein nachgesteuertes Zählwerk (Servozählwerk), das in gleicher Weise,

bei der gewählten Impulsbreite auf 150 ms eingestellt. Jede Ziffer wird also für sich abgetastet. Das hat den Vorteil, daß der Abstand der einzelnen Ziffernrollen dürfen sich nur nicht während des Abtastvorganges vom gerade eingenommenen Platz bewegen.

aber dafür wesentlich robuster ausgeführt sein kann, mit den gleichen Mitteln abzufragen.

Die Erfindung wurde an Hand eines Ziflernrollenwerkcs erläutert, bei welchem die einzelnen Ziffernrollen nebeneinander angeordnet sind. Die Ziffernrollen können aber auch in einer Ebene angeordnet sein, beispielsweise kreisbogenförmig. In diesem Falle führt dann der Abtastkopf keine geradlinige, sondern eine rotierende Bewegung aus. Die Anwendung der Erfindung ist also nicht auf eine bestimmte Ausführungsform des Anzeigegliedes beschränkt.

Die erfindungsgemäße Zähleinrichtung kann bei Einrichtungen zur Erfassung der elektrischen Energie, festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffmengen u. dgl. verwendet werden. Ferner kann sie zum Zählen von Ferngesprächen u.dgl. verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Zähleinrichtung mit einem den Zählerstand angebenden Anzeigeglied, insbesondere einem Ziffernrollenwerk eines Zählwerks, welches mit die Ziffernwerte wiedergebenden Codezeichen versehen ist, deren Elemente durch ein an dem Anzeigeglied entlangführbares Abtastorgan nacheinander abtastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Einzelelemente (3, 4) eines einem Ziffernwert entsprechenden Codezeichens in verschiedenen Zeilen angeordnet sind und das Abtastorgan (8) je ein Abtastelement (6, 7) für jede Zeile enthält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente (3, 4) als magnetische Beschriftung auf dem Anzeigeglied (1) aufgebracht sind, die mit Hilfe eines galvanomagnetische Elemente (6, 7) enthaltenden Abtastorgans (8) abgetastet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Hallsonden (Hallgeneratoren) enthaltenden Abtastorganen (8).

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeglied (1) zur Aufbringung der magnetischen Beschriftung mit einer magnetisierbaren Folie versehen ist.

5. Einrichtung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abtastorgan (8) eine Auswerteeinrichtung zugeordnet ist, die die von den Abtastelementen (6, 7) kommenden Signale in entsprechende Siromschritte umformt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Zeichen bildenden Stromschritte von Kippstufen (18, 19) mit zeitabhängigen Gliedern in eine für die Wiedergabe in einer Empfängereinrichtung (15) geeignete Form gebracht werden.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Codezeichen ein Startzeichen voransteht.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeichenende durch eine Zeitkippstufe (24) überwacht wird, die einen Kippimpuls in der Länge des Codezeichens abgibt.

9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeglied (1) aus Scheiben zusammengesetzt ist, die zumindest an der beschrifteten Oberfläche aus hartmagnetischem Material bestehen.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehreren Ziffernrollen die einzelnen Ziffernrollen vor der Abfrage ausgerichtet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen