DE1804623A1 - Static numeric coding device - Google Patents

Static numeric coding device

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DE1804623A1
DE1804623A1 DE19681804623 DE1804623A DE1804623A1 DE 1804623 A1 DE1804623 A1 DE 1804623A1 DE 19681804623 DE19681804623 DE 19681804623 DE 1804623 A DE1804623 A DE 1804623A DE 1804623 A1 DE1804623 A1 DE 1804623A1
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sin
voltages
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DE19681804623
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Marcel Musso
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Safran Electronics and Defense Actuation SAS
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Precilec SAS
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Abstract

1,248,742. Position encoders. PRECILEC. 24 Oct., 1968 [24 Oct., 1967; 6 Sept., 1968], No. 50481/68. Heading G4H. A transducer measuring the relative position of two members to give an amplitude-significant signal and an analogue-digital converter digitizing the amplitude signal are fed with the same source as the reference signal. In the embodiment of Fig. 1 signals u 1 = E sin # . sin wt, u 2 = F cos # . sin wt, u 3 = - E sin # . sin wt and u 4 = - E cos # . sin wt representing the angular displacement # of the primary winding of resolver 10 are first compared with zero to determine which two signals are positive. The associated two comparators are then enabled to compare their two inputs with a stepped reference signal derived from voltage divider 6, each step being counted in an auxiliary counter 7 until one of the two comparators is operated. The logic circuit 5 then sets a counter 9 to a level dependent on which two comparators were initially enabled and which comparator operated first and counter 7 is counted down to 0, counter 9 being simultaneously incremented or decremented from its set level under the control of the logic circuit. The count is stored in a register 14 and may be displayed. The voltage divider (Fig. 3, not shown) comprises a parallel resistor chain the resistances being switched under the control of transistor switches operated by the outputs of counter 7. In the embodiment of Fig. 7 the signal from a potentiometer 18 representing the angular or linear position of its slider 17 are compared with four stepped reference voltages representing four possible ranges of the input. Initially the reference voltages have the values 0, v/4, v/2, 3v/4 to determine the range in which the input lies. The reference voltages are then stepped and as in the embodiment of Fig. 1 pulses simultaneously counted in auxiliary counter 7. The counter 9 is preset by the logic circuitry 5 in dependance on the range in which the input is found to be. The apparatus of Fig. 1 may be modified to include coarse and fine transducers, the coarse transducer giving twice the required resolution, i.e. an auxiliary digit 0 or 1 and the fine transducer dividing one coarse digit into a hundred increments. A logic circuit adds one to the coarse value if the auxiliary digit is " 1 " and the fine value is between 0 and 25 and subtracts 1 if the auxiliary coarse value is " 0 " and the fine value is between 75 and 99. Alternatively a three-stage system, i.e. coarse, fine and medium may be used.

Description

P 2087P 2087

Fa. Precilec, Paris/Frankreich
Statische numerische Codiervorrichtung
Precilec, Paris / France
Static numeric coding device

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Codiervorrichtung, welche auf Grund eines eine Stellung definierenden analogen elektrischen Signals eine numerische Information liefert. Die auf diese Weise definierte Stellung kann eine Winkelstellung oder eine lineare Entfernung sein.The present invention relates to a coding device, which, based on an analog electrical signal defining a position, provides numerical information supplies. The position defined in this way can be an angular position or a linear distance.

Nach der Erfindung ist die Codiervorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination einen Stellungsaufnehmer und einen statischen analog-numerischen Umwandler aufweist, der unmittelbar die Amplitude der Signale, die von dem Aufnehmer geliefert werden, analysiert und eine numerische Information liefert, welche der von dem Aufnehmer angezeigten Stellung entspricht.According to the invention, the coding device is characterized in that that it has in combination a position sensor and a static analog-numeric converter, which immediately analyzes the amplitude of the signals supplied by the transducer and numerical information supplies which corresponds to the position indicated by the transducer.

Unter Aufnehmer sollen irgendwelche Vorrichtungen verstanden werden, welche Wechselsignale liefern, deren Amplituden periodische Funktionen des analysierten Parameters sind.The term pick-up should be understood to mean any devices which supply alternating signals whose amplitudes are periodic Functions of the analyzed parameter are.

Der Stellungsaufnehmer ist beispielsweise ein elektrischer Spannungsaufnehmer, wie z.B. ein Potentiometer, der entsprechend seiner mechanischen Form Rotationen oder Translationen aufzuzeigen gestattet oder ein elektromagnetischer Aufnehmer einer Translation,z.B. ein Differentialtransformator.The position sensor is, for example, an electrical one Voltage pick-up, such as a potentiometer, which accordingly its mechanical form allows to show rotations or translations or an electromagnetic pickup a translation, e.g. a differential transformer.

-2-909822/09 17-2-909822 / 09 17

! - 2 - 1804621! - 2 - 1804621

Im Falle der Aufnahme bzw. Anzeige einer Winkelstellung, gehört dieser Aufnehmer zu der Familie der unter dem Namen Synchron-Übertrager oder Stellungsanzeiger bekannten Einrichtungen, welche mehrere Spannungen liefern, die:-periodische, trigonometrische Funktionen des analyisierten Parameters, das heißt also des zu codierenden Winkels darstellen.In the case of recording or displaying an angular position, this sensor belongs to the family of those under the name Synchronous transmitters or position indicators known devices that supply several voltages that: -periodic, represent trigonometric functions of the analyzed parameter, i.e. the angle to be coded.

Der analog-numerische Umwandler weist ein Teilgerät auf, das eine Folge τοη Spannungen liefert, derenAmplitude proportionalThe analog-numerical converter has a sub-device that supplies a sequence τοη voltages, the amplitude of which is proportional

»der Bezugsspannung ist, ferner Vergleicher, um die Spannungen des Aufnehmers mit dieser Spannungsfolge zu vergleichen, weiterhin einen logischen Auswahlkreis, der die vorausgehende Auswahl von zwei Vergleichern sichert, was für die Prozeßfolge notwendig ist, falls die Identifizierung des Vergleichers der Zustand gewechselt hat, ferner die Steuerung eines numerischen Zählers durch den die numerische Information entsprechend der durch den Aufnehmer angezeigten Stellung an einen Speicher geliefert wird.»The reference voltage is also a comparator for the voltages of the transducer to compare with this voltage sequence, there is still a logical selection circle that follows the preceding Selection of two comparators ensures what is necessary for the process sequence if the comparator is identified the state has changed, furthermore the control of a numerical counter by which the numerical information is supplied to a memory according to the position indicated by the transducer.

Für den Fall, daß eine sehr feiner Auflösung des angezeigten P Winkels gewünscht wird, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, eine Anordnung mit wenigstens zwei Feinheitsgraden vorzusehen. Auf Grund von mechanischen Untersetzungen bezüglich der Anzeige der Winkelstellung sind die Eingangsinformationen somit die Winkelstellungen von Armen, z.B. eines Hauptarmes, der wenigstens einen Sekundärarm antreibt, wobei der Sekundärarm eine gewisse Anzahl von Umläufen bei einem Umlauf des Hauptarmes ausführt.In the event that a very fine resolution of the displayed P angle is desired, it is proposed according to the invention to provide an arrangement with at least two degrees of fineness. The input information is due to mechanical reductions in relation to the display of the angular position thus the angular positions of arms, e.g. a main arm driving at least one secondary arm, the secondary arm executes a certain number of revolutions in one revolution of the main arm.

Für jeden Arm sind ein Aufnehmer für die Winkelstellung und ein analog-numerischer Umwandler vorgesehen. In diesem Fall ist zwischen den Registriergeräten ein logischer !(reis vorge-A transducer for the angular position and an analog-numeric converter are provided for each arm. In this case there is a logical one between the recorders!

80982 2/09 17 _3_80982 2/09 17 _3_

sehen, um die möglicherweise vorhandene Vieldeutigkeit aufzuheben, die sich daraus ergeben kann, daß ein Fehler in der Stellung des Aufnehmers vorliegt, oder daß die analogen Signale nicht linear sind.see to remove any ambiguity that may exist, which can result from the fact that there is an error in the position of the transducer, or that the analog signals are not linear.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden an Hand der Figuren noch näher erläutert: Es stellen dar:For a better understanding of the invention, it is described below explained in more detail on the basis of the figures: They represent:

Figur 1 ein vereinfachtes Symbolschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer statisch numerischen Codiervorrichtung nach der Erfindung, in welcher der Aufnehmer von einem Umlaufglied gebildet wird; die genannten periodischen Funktionen sind in diesem Fall Sinusfunktionen,FIG. 1 shows a simplified symbolic circuit diagram of an exemplary embodiment of a static numeric coding device according to the invention, in which the transducer is formed by a rotary member; the mentioned periodic In this case, functions are sine functions,

Figur 2 eine Tafel, auf der die Amplitude als Funktion des Winkels θ der verschiedenen Spannungen, die der Umläufer gemäß Figur 1 liefert, dargestellt ist und zwar mit stark ausgezogenen Linien die ausgewählten Spannungen und die diesen Spannungen entsprechenden Angaben,FIG. 2 is a table showing the amplitude as a function of the The angle θ of the various voltages which the rotor supplies according to FIG. 1 is shown, namely with strong lines the selected stresses and the information corresponding to these stresses,

Figur 3 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels für den Spannungsteiler in Figur 1,FIG. 3 shows a simplified electrical circuit diagram of an exemplary embodiment for the voltage divider in Figure 1,

Figur 4,5 und 6 drei typische Schemata für die numerische Anzeige, die von der Codiervorrichtung nach der Erfindung geliefert wird und die das Aufnehmen einer Vieldeutigkeit bei einer vorhandenen mechanischen Untersetzung bei zwei Armen zeigt,Figures 4, 5 and 6 three typical schemes for the numerical display, which is provided by the coding device according to the invention and which accommodates an ambiguity shows with an existing mechanical reduction in two arms,

Figur 7 ein vereinfachtes Sehaltschema für ein Ausführungsbeispiel einer statischen Codiervorrichtung nach der Erfindung bei welchem der eine Längsverschiebung anzeigendeFigure 7 is a simplified Sehaltschema for an embodiment a static coding device according to the invention at which the one indicating a longitudinal displacement

Aufnehmer aus einem Potentiometer besteht und 9098 2 2/0917 Sensor consists of a potentiometer and 9098 2 2/0917

Figur 8 eine Tafel, welche die Amplitude als Funktion der Stellung χ des Schiebers der von dem Potentiometer in Figur 7 gelieferten Spannung zeigt sowie die Konstanten für den Fall, daß vier Vergleicher benutzt werden.FIG. 8 is a table showing the amplitude as a function of the position χ of the slide of the potentiometer in FIG. 7 shows the voltage supplied and the constants for the case that four comparators are used.

Die Figuren 1 - β beziehen sich auf den speziellen Fall der Anzeige einer Winkelstellung, die Figuren 7 und 8 auf den Fall der Anzeige einer Längenverstellung.Figures 1 - β relate to the special case of the display an angular position, Figures 7 and 8 in the case of the display of a length adjustment.

.Der Figur 1 entnimmt man, daß eine Primärspule 10 des Umlaufers den Aufnehmer für eine Winkelstellung bildet,, der einen Winkel θ mit einer Bezugsrichtung einschließt. Diesen Winkel soll die Vorrichtung nach der Erfindung messen und in numerischer Form angeben. Eine BezugswinkLmg 11, entweder auf der primären Armatur oder auf einem identischen magentischen Kreis wie der des Läufers, jedoch auf feststehenden Amaturen, liefert eine sinusförmige Spannung, welche nach Amplitude und Phase ein genaues Bild der elektromotorischen Kraft gibt, welche sekundärseitig von dem Umläufer induziert wird. Diese Bezugsspannung , wird einem Spannungsteiler 6 zugeführt der mit einem Hilfe-· zählwerk 7 verbunden ist, das eine Folge von Spannungen liefert, die bezüglich ihrer Amplitude proportional zu der Bezugsspannung und von gleicher Frequenz sind..Der Figure 1 it can be seen that a primary coil 10 of the circulator the transducer for an angular position forms, which forms an angle θ with a reference direction. The device according to the invention is intended to measure this angle and in numerical form indicate. A reference angle 11, either on the primary Fitting or on an identical magnetic circle as that of the runner, but on fixed fittings, one delivers sinusoidal voltage, which gives an exact picture of the electromotive force according to amplitude and phase, which is on the secondary side is induced by the rotor. This reference voltage, is fed to a voltage divider 6 which is connected to an auxiliary counter 7, which is a sequence of voltages supplies which are proportional in terms of their amplitude to the reference voltage and of the same frequency.

Die Sekundärseite des Aufnehmers für die Winkelstellung wird von zwei Spulen 12 und 13 gebildet, die rechtwinklig zueinander und mit ihrer Mitte an Masse liegen. Diese Spulen liefern vier Spannungen vom TypjThe secondary side of the transducer for the angular position is formed by two coils 12 and 13 which are at right angles to each other and with their center on ground. These coils deliver four voltages of typej

U-j_ = E sin 9 sin-^t U2 = E cos θ sinwtU-j_ = E sin 9 sin- ^ t U 2 = E cos θ sinwt

U, =-E sin θ sin-ct U. =-E cos θ sin-^tU, = -E sin θ sin-ct U. = -E cos θ sin- ^ t

-5-9 0 9 8 2 2/0917-5 -9 0 9 8 2 2/0917

E ist hierbei die induzierte elektromotoriehe Kraft,θ der zu codierende Winkel und ^' die Wechselfrequenz der primären Speisespannung. Die von der Spule 11 gelieferte Bezugsspannung hat die Form:E is the induced electromotive force, θ der angle to be coded and ^ 'the alternating frequency of the primary Supply voltage. The reference voltage supplied by the coil 11 has the form:

v = V sin-:vt,
wobei V möglichst gleich der Spannung E ist.
v = V sin-: vt,
where V is as equal to the voltage E as possible.

Jede der vier Spannungen IL· bis IL· wird einem Vergleicher 1-4 zugeführt, damit diese mit den verschiedenen von dem Teiler erzeugten Spannungen verglichen werden können. Das Ergebnis dieser Vergleiche wird von einem logischen Auswahlkreis aufgenommen, der infolgedessen das spätere Arbeiten des Hilfszählers 7, der Steuervorrichtung 8 und des Zählers 9 programmiert. Der Inhalt des letzteren wird sogleich in den Speicher 14 übertragen oder das numerische Ergebnis steht zur Verfügung, z.B. zur visuellen Anzeige oder zu einer Weiterbehandlung.Each of the four voltages IL · to IL · is provided to a comparator 1-4 supplied so that they can be compared with the various voltages generated by the divider. The result this comparison is taken up by a logical selection circle, which consequently the later work of the auxiliary counter 7, the control device 8 and the counter 9 programmed. The content of the latter is immediately transferred to the memory 14 or the numerical result is available, e.g. for visual display or for further processing.

Eine Uhr 15 und eine Zeitbasis 16, die mit der Bezugsfrequenz gespeist wird, sichern die logische Reihenfolge der verschiedenen Operationen durch die Ausgabe von Anweisungen: a. an den logischen Auswahlkreis 5, b. an den Hilfszähler 7, c. an den Hilfszähler 7, die Steuervorrichtung 8, den Zähler und den Speicher 14. -A clock 15 and a time base 16 associated with the reference frequency are fed, ensure the logical order of the various operations by issuing instructions: a. to the logical selection circle 5, b. to the auxiliary counter 7, c. to the auxiliary counter 7, the control device 8, the counter and the memory 14.-

Das Bild in Figur 2 zeigt die Variationen als Funktion des Winkels Θ, der Amplituden der vier Spannungen die von dem Umläufer geliefert werden. Diese Amplitude' haben die Form:The picture in Figure 2 shows the variations as a function of the Angle Θ, the amplitudes of the four voltages supplied by the rotor. These amplitudes have the form:

U-i = E sin θ mit u-i = U-i sin ^ t.Ui = E sin θ with ui = Ui sin ^ t.

In der ersten Zeile der Abbildung ist in römischen Ziffern die Nummer des Quadranten (Q7 und in der zweiten Zeile die Nummer des Halbquandranten (1/2 Q) angegeben, in welchem aich der Winkel θ befindet. Bei dem betrachteten Ausführungs-The first line of the figure is in Roman numerals the number of the quadrant (Q7 and in the second line the number of the semiquandrant (1/2 Q) in which aich the angle θ is located. With the considered execution

809822/09 17809822/09 17

-S--S-

SAD ORIGINALSAD ORIGINAL

beispiel sind nur die positiven Spannungen des im wesentlichen linearen Teiles der darstellenden Kurven festgehalten. Die dritte Zeile zeigt die erhaltene Spannung u an, welche mit dem Winkel der stark ausgezogenen Linien korrespondiert. Die vierte Zeile stellt den Wert der konstanten c zur Einführung in den Zähler als Funktion des Halbquadranten in dem sich der zu codierende Winkel befindet, dar.For example, only the positive voltages of the essentially linear part of the curves shown are recorded. the The third line shows the voltage u obtained, which corresponds to the angle of the solid lines. the fourth line represents the value of the constant c introducing the numerator as a function of the half-quadrant in which the angle to be coded is.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende, wobei vorausgesetzt wird, daß bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Speisefrequenz 400 Hz beträgt*. Der Umläufer liefert vier Spannungen u-, bis u. in Phase oder in Gegenphase mit der Bezugsspannung v, deren Amplitude für einen bestimmten Winkel θ in Figur 2 angegeben ist. Zu irgend einem Augenblick sind zwei der Spannungen u positiv und die beiden anderen negativ.The operation of the device is as follows, it being assumed that in the embodiment described the feed frequency is 400 Hz *. The rotor supplies four voltages u-, to u. In phase or in antiphase with the reference voltage v, the amplitude of which for a given Angle θ is indicated in Figure 2. At any moment two of the voltages u are positive and the other two are negative.

Die Codierung der Winkelstellung erfolgt mindestens einmal im Verlauf dieser Spannungen u und zwar nach einem zeitlich nacheinander ablaufenden Prozeß, der die drei im folgenden genannten Operationen umfaßt ι The coding the angular position is performed at least once in the course of these voltages u and indeed for a time-successive running process which comprises the three operations mentioned below ι

a. Identifizierung des Quadrantena. Identification of the quadrant

b. Quantifizierung der Amplitudeb. Quantification of the amplitude

c. Synthesec. synthesis

Diese drei Operationen werden nacheinander ausgeführt, z.B. im Verlauf der positiven Halbwelle der Bezugsspannung, innerhalb einer Zeitspanne von ungefähr 0,3 ms,.ziemlich genau etwa in dem Augenblick, in dem die Bezugspannung ihren Scheitelwert erreicht.These three operations are carried out in sequence, e.g. in the course of the positive half-wave of the reference voltage, within a period of about 0.3 ms,. fairly accurate around the moment when the reference voltage reaches its peak value.

-I-909822/0917 -I- 909822/0917

Die Zeitbasis 16 steuert die zeitlich nacheinander erfolgende Auslösung dieser Operationen, welchen die Verbindungen a, b, c, in Figur 1 entsprechen.The time base 16 controls the successive triggering of these operations, which the connections a, b, c, in Figure 1 correspond.

a. Feststellung des Quadrantena. Determination of the quadrant

Der Quadrant, in welchem sich die Lage des Winkels θ befindet, wird durch einfaches Ablesen der Polarität der beiden von dem Umlaufer gelieferten Spannungen festgestellt.The quadrant in which the position of the angle θ is located is determined by simply reading the polarity of the two voltages supplied by the circulator.

Der Ausgang des Spannungsteilers 6 hat in dem Zeitintervall a die Spannung Null, die Vergleicher 1 und 2 geben beispielsweise unmittelbar die Polaritäten der Spannungen u-, und Up an. Das Ablesen der Polaritäten erfolgt ohne Zweideutigkeit, denn zu dem Zeitpunkt,wo es erfolgt, befinden sich die Spannungen einerseits zu mehr als 90$ auf ihrem Scheitelwert und andererseits wechselt an der Grenze des zweiten Quadranten nur eine der zwei Spannungen ihr Vorzeichen. Der logische Auswahlkreis registriert die Angabe des Quadranten und wählt infolgedessen die beiden Vergleicher aus, welche die mit der Bezugsspannung in Phase liegenden beiden, im Zeitintervall a positiv^pannungen erhalten. Befindet sich beispielsweise der Winkel θ in dem zweiten Quadranten, so werden die Vergleicher 1 und 4 ausgewählt (Figur 2). Diese Auswahl erfolgt einfach dadurch, daß die beiden anderen Vergleicher in ihrer Funktion gehemmt werden. Diese Auswahl der Vergleicher, d.h. der Spannungen u, entspricht einem Wechsel der Variablen, welche anstelle von θ einen Winkel Θ' setzt und zwar zwischen 0 und 90° und der sich von θ durch einen bekannten Betrag von 90, 180 oder 270° unterscheidet, je nach dem der Winkel θ sich im zweiten, dritten oder vierten Quadranten befindet.The output of the voltage divider 6 has the voltage zero in the time interval a, the comparators 1 and 2 give, for example directly the polarities of the voltages u- and Up. The reading of the polarities is done without ambiguity, because at the point in time where it is done, the voltages are on the one hand to more than $ 90 on their peak value and on the other hand only one of the two voltages changes its sign at the boundary of the second quadrant. The logical selection circle registers the indication of the quadrant and consequently selects the two comparators, which are those with the reference voltage two in phase, positive voltages in the time interval a obtain. If, for example, the angle θ is in the second quadrant, the comparators 1 and 4 are selected (Figure 2). This selection is made simply by the fact that the other two comparators are inhibited in their function. This selection of the comparators, i.e. the voltages u, corresponds to a change in the variable, which instead of θ a Sets angle Θ 'between 0 and 90 ° and which differs from θ by a known amount of 90, 180 or 270 °, depending on whether the angle θ is in the second, third or fourth quadrant.

In der folgenden Operationsphase werden die beiden ausgewählten Spannungen mit u-,' und U^' bezeichnet.In the following phase of the operation, the two are selected Stresses are designated with u-, 'and U ^'.

90 9 8 2 2/091790 9 8 2 2/0917

-O--O-

b. Quantifizierung der Amplitudeb. Quantification of the amplitude

Diese Operation hat zum Ziel, den numerischen Wert der neuen Variablen Θ1 zu messen, der durch die beiden Spannungen: U-,1 = E sin Θ' sincf t; Up1 = E cos Θ1 sin^tThe aim of this operation is to measure the numerical value of the new variable Θ 1 , which is determined by the two voltages: U-, 1 = E sin Θ 'sincf t; Up 1 = E cos Θ 1 sin ^ t

definiert ist.is defined.

Für diese Messung benutzt man eine Winkeleinheit ε, welche von dem gewünschten Auflösungsvermögen N abhängt.ε = 360°/ϊί-An angle unit ε is used for this measurement, which is from depends on the desired resolution N. ε = 360 ° / ϊί-

Bei einem Auflösungsvermögen von N = 360 Punkten bei einer Umdrehung beträgt die Winkeleinheit 1°.With a resolution of N = 360 points for a The unit of rotation is 1 °.

Der Spannungsteiler 6 erzeugt zum Aussenden der Bezugsspannung ν ein stufenförmiges Signal, bei dem jede Stufe eine Amplitude hat, die folgendermaßen definiert istjThe voltage divider 6 generates ν to transmit the reference voltage a step-shaped signal in which each step has an amplitude defined as follows: j

V sin η £ · sin. a/ t,V sin η £ · sin. a / t,

wobei η die wachsende Folge der vollständigen Werte, die von dem Hilfszähler 7 geliefert werden, annimmt. Die Zählfrequenz des Hilfszählers sei beispielsweise 200 K Hz und η kann die Werte zwischen 0 und 45 annehmen, denn, welches auch der Wert von θ ist, er hat notwendigerweise eine Spannung u-,' oder Ug't welche ihren Scheitelwert zwischen 0 und E/ Γ2 hat.where η is the increasing sequence of the complete values given by the auxiliary counter 7 is supplied, assumes. The counting frequency of the auxiliary counter is, for example, 200 K Hz and η can assume the values between 0 and 45, because whichever is the value of θ, it necessarily has a tension u-, 'or Ug't which has its peak value between 0 and E / Γ2.

Der Bereich der Quandifizierung der Amplitude ist somit auf dieses Intervall beschränkt; der entsprechende Teil der Kurven ist mit stark ausgezogenen Linien in Figur 2 dargestellt.The range of the quantification of the amplitude is thus limited to this interval; the corresponding part of the curves is shown in solid lines in FIG.

Im praktischen Fall vollzieht sich das Fortschalten des Zählers bis daß der eine der beiden benutzten Vergleicher seinen Zustand wechselt und die Amplitude der von dem Spannungsteiler 6 erzeugten Spannung eine der beiden Spannungen u-,' und u2' über-In the practical case, the incrementing of the counter takes place until one of the two comparators used changes its state and the amplitude of the voltage generated by the voltage divider 6 exceeds one of the two voltages u-, 'and u 2 '.

-9-909822/09 17-9-909822 / 09 17th

schreitet.strides.

Die Zustandsänderung des einen der Vergleicher ruft durch den logischen Selectionskreis die Aussendung eines Haltesignals für • den Hilfszähler 7 hervor, der bei dem Wert k blockiert wird, gemäß folgender Beziehung:The change in state of one of the comparators is called by the logical selection circuit sending a hold signal for • the auxiliary counter 7, which is blocked at the value k, according to following relationship:

(k - 1)£</θ'οάβρ ( 90ί- θ ')]<£ k£(k - 1) £ </ θ'οάβρ (90ί- θ ')] <£ k £

Die Identität des Vergleichers,welcher gekippt ist,definiert den Halbquadranten, in welchem sieh θ befindet, die entsprechende Information wird durch den logischen Auswahlkreis festgehalten.Defines the identity of the comparator which is flipped the half-quadrant in which you see θ is the corresponding one Information is retained by the logical selection circle.

c. Synthesec. synthesis

In dem Augenblick, in dem die Zeitbasis 16 die Phase c auslöst, gibt der logische Auswahlkreis den numerischen Wert der konstanten C, welcher den im Verlauf der vorausgehenden Identifizierungsphase festgestellten Halbquadranten charakterisiert,an den Zähler 9 weiter. Dieser numerische Wert ist in Figur 2 auf der letzten Zeile angegeben.At the moment when the time base 16 triggers phase c, the logic selection circuit gives the numerical value of the constant C, which is the in the course of the previous identification phase identified half-quadrant, to the counter 9 Further. This numerical value is given in FIG. 2 on the last line.

Kurz danach wird der Inhalt des Hilfszählers 7 dem Zähler 9 auf folgende Weise zugeführt: Der Hilfszähler,von UuIl ausgehend, zählt Schritt für Schritt, in dem er die entsprechenden Impulse an den Steuerkreis 8 des Zählers 9 weitergibt. Dieser empfängt von dem logischen Auswahlkreis eine Information über die Identität des Halbquadranten. Diese Information bestimmt die Zählrichtung des Zählers 9. Der Zähler 9 ist ein Vorwärts- Rückwärtszähler klassischer Bauart, der mit irgendeinem zweckmäßigen Code arbeitet. Seine Wirkungsweise ist die folgende:Shortly thereafter, the content of the auxiliary counter 7 is fed to the counter 9 in the following way: The auxiliary counter, starting from UuIl, counts step by step, in which it forwards the corresponding pulses to the control circuit 8 of the counter 9. This receives information about the identity of the half-quadrant from the logical selection circle. This information determines the Counting direction of the counter 9. The counter 9 is an up / down counter of the classic type, which can be combined with any suitable Code works. Its mode of action is as follows:

Ist der festgestellte Halbquadrant ungerade, so zählt der Zähler 9, ausgehend von dem konstanten Wert C alle Impulse, welche notwendig sind, um den Hilfszähler 6 auf Null zu stellen. Das Endergebnis ist dann: c + k.If the determined half-quadrant is odd, the counter counts 9, starting from the constant value C, all the necessary pulses are to set the auxiliary counter 6 to zero. The end result is then: c + k.

-10-80 9822/09 17-10-80 9822/09 17

Ist der festgestellte Halbquadrant gerade, so zieht der Zähler 9 (k - 1) Impulse ab und das Endresultat ist: C - (k - 1).If the determined half-quadrant is even, the counter subtracts 9 (k - 1) pulses and the end result is: C - (k - 1).

Auf Grund des Befehls der Zeitbasis wird der Inhalt des Zählers $ dem Ausgang zugeführt oder die numerische Information bleibt bis zum folgenden Zyklus verfügbar.Based on the command of the time base, the content of the counter $ is fed to the output or the numerical information remains available until the next cycle.

Der Speicher 14 ist irgend ein elektrischer Speicher, dessen Information sichtbar gemacht oder z.B. in einen Rechner eingebracht werden kann.The memory 14 is any type of electrical memory, the information of which is made visible or, for example, incorporated into a computer can be.

Die Genauigkeit der erfolgten Umwandlung, d.h. also der Übertragung der Winkelstellung in eine numerische Information hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, von denen folgende genannt werden: Die Gleichartigkeit der Signale des Aufnehmers, die Gültigkeit der Annäherung der Bezugspannung und der induzierten elektromotorischen Kraft und die Genauigkeit des Arbeitens des Spannungsteilers 6.The accuracy of the conversion that took place, i.e. the transmission the angular position in numerical information depends on a number of factors, of which the following are mentioned be: The similarity of the signals of the transducer, the validity of the approximation of the reference voltage and the induced electromotive Power and accuracy of working of the voltage divider 6.

Die nach der Erfindung vorgeschlagene Einrichtung ergibt eine zufriedenstellende Lösung unter zwei Bedingungen: Die Wicklung ist als Sekundärwicklung eines mit dem Aufnehmer identischen Magnetkreises, jedoch an einer festen Armatur vorgesehen und in der gleichen Umgebung gelegen. Der Primärkreis dieses magnetischen Kreises wird von dem Speisestrom der Spule 10 durchflossen. Auf diese Weise ist die Bezugsspannung so nahe wie möglich gleich der elektromotorischen Kraft, welche sekundärseitig des Aufnehmers induziert wird und sie variiert in der gleichen Weise wie sie im Falle der Variation der Amplitude oder der Frequenz der Speisespannung oder unter den Bedingungen der Umgebung variiert. Das heißt also, daß mit großer Annäherung gilt: V = E.The proposed according to the invention device results in a satisfactory solution under two conditions: The winding is provided as the secondary winding of a magnetic circuit identical to the transducer, but on a fixed armature and in located in the same area. The feed current of the coil 10 flows through the primary circuit of this magnetic circuit. on this way the reference voltage is as close to the same as possible electromotive force, which is on the secondary side of the transducer is induced and it varies in the same way as it does in the case of a variation in the amplitude or frequency of the supply voltage or varies according to the conditions of the environment. This means that with a close approximation the following applies: V = E.

-11-90 9822/09 17-11-90 9822/09 17

Bei einer Anordnung gemäß Figur 7, bei der von einer linearen Ortsverschiebung ausgegangen wird, wird das angezeigte elektrische Signal durch die Zwischenschaltung des Schiebers 17 eines Potentiometers 18 dazu benutzt, um es einem Vergleicher 1, 2, 3,4 zuzuführen. Die Bezugsspannung, die dem Klemmen des Potentiometers 18 entnommen wird, wird dem Spannungsteiler 6 zugeführt, der eine Folge vpn Spannungen liefert, deren Amplitude proportional zu der Bezugsspannung ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Bezugsspannung in vier Abschnitte unterteilt und jeder der vier Vergleicher empfängt eine Folge vpm Spannungen, deren Nullniveau um ein Viertel gegenüber dem Wert der Bezugsspannung verlagert ist, gemäß dem bekannten Prinzip der gestaffelten Funktionen.In an arrangement according to FIG. 7, in which a linear displacement is assumed, the indicated electrical signal is used by interposing the slide 17 of a potentiometer 18 to feed it to a comparator 1, 2, 3, 4. The reference voltage, which is taken from the clamping of the potentiometer 18, is fed to the voltage divider 6, which supplies a sequence of voltages vpn, the amplitude of which is proportional to the reference voltage. In the illustrated B e ispiel the reference voltage is divided into four portions and each of the four comparators receives a sequence vpm voltages whose zero level is shifted by a quarter relative to the value of the reference voltage, according to the known principle of the staggered functions.

In jedem Vergleicher wird diese Spannungsfolge mit dem aufgespürten Signal des Aufnehmers wie im Falle einer Winkelverstellung verglichen. Die Prozesse der Umwandlung äind analog, jedoch mit dem Vorbehalt, daß gewisse spezielle Bedingungen, welche der linearen Natur der Verstellung des Schiebers angepaßt sind, verändert sind. So ist die Länge des Potentiometers in Abschnitte unterteilt, anstelle von Quadranten oder Winkelbereichen im Falle einer Winkelverstellung, und der Schieber bewirkt eine lineare anstelle einer Winkelverstellung.In every comparator this voltage sequence is tracked down with the one Signal of the transducer compared as in the case of an angle adjustment. The processes of transformation are analogous, but with the proviso that certain special conditions which are adapted to the linear nature of the displacement of the slide are changed. So the length of the potentiometer is divided into sections instead of quadrants or angular ranges in the case of an angular adjustment, and the slide effects a linear instead of an angular adjustment.

Die Speisefrequenz sei beispielsweise 400 Hz. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende: Der Aufnehmer liefert eine Spannung u, deren Amplitude eine lineare Funktion der mechanischen Einstellung ist. Die Codierung der Lage vollzieht sich einmal durch die Periode der Spannung u, nach den im vorausgehenden Fall definierten Prozeßfolgen, deren drei Operationen nacheinander ablaufen und zwar im Verlauf der positiven Halbwelle der Bezugsspannung, in" einem Zeitintervall,The feed frequency is, for example, 400 Hz. The mode of operation of the device is as follows: The transducer delivers a voltage u, the amplitude of which is a linear function of the mechanical setting. The coding of the situation takes place once through the period of the voltage u, according to the process sequences defined in the previous case, three of them Operations run one after the other in the course of the positive half-wave of the reference voltage, in "a time interval,

-12-90 9 822/0917-12-90 9 822/0917

dessen Mitte ziemlich genau mit dem Zeitpunkt zusammenfällt, in dem die Bezugsspannung ihren Scheitelwert erreicht»the middle of which coincides almost exactly with the point in time in which the reference voltage reaches its peak value »

Die Zeitbasis 16, steuert die Reihenfolge der Auslösung dieser Operationen, wobei diese den Verbindungen a, b, c in Figur 7 entsprechen.The time base 16 controls the order in which these operations are triggered, these being linked to connections a, b, c in FIG correspond.

a. Feststellung des Abschnittes .a. Determination of the section.

Der Abschnitt, in welchem der Schieber gelegen ist, wird durch die gleichzeitige Stellung der Vergleicher identifiziert, die nur einen tax von zwei Zuständen einnehmen können. Der entsprechend zugeordnete Vergleicher ist auf diese leise ausgewählt. The section in which the slider is located is identified by the simultaneous position of the comparators, the can only take one tax from two states. The correspondingly assigned comparator is selected for this quietly.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Vergleichsspannungen für diese Operation die folgenden Wertes V1 = o, Y2= v/4, v3 « v/2, v4 = 5,v/4.In the exemplary embodiment shown, the comparison voltages for this operation have the following values V 1 = 0, Y 2 = v / 4, v 3 << v / 2, v 4 = 5, v / 4.

Somit ist der Vergleicher 2 ausgewählt. (Punkt A)The comparator 2 is thus selected. (Point a)

b. Die Quantifizierung der Amplitudeb. The quantification of the amplitude

Diese Operation hat zum Ziel, den numerischen Wert des von der Spannung u erreichten Niveaus zu messen, die von dem Aufnehmer innerhalb des ausgewählten Abschnittes geliefert wird. Für diese Messung wählt man einen ansteigenden Wert, der von der gewünschten Auflösung abhängt, oder eine Anzahl N von Analysenpunkten des maximalen Laufs des Schiebers. Der Spannungsteiler erzeugt die Bezugsspannung, in dem dargestellten Beispiel, bei dem vier Analysenabschnitte und vier Vergleicher benutzt werden, vier Stufensignale, wobei der Anstieg die Höhe der Stufen definiert. Die Stufe 'Null von jedem der Signale ist von derThe aim of this operation is to find the numerical value of the Measure the voltage u reached level, which is supplied by the transducer within the selected section. For for this measurement one chooses an increasing value, which depends on the desired resolution, or a number N of analysis points the maximum run of the slide. The voltage divider generates the reference voltage, in the example shown, at the four analysis sections and four comparators are used, four level signals, the increase being the height of the levels Are defined. The zero level of each of the signals is from the

-13-909822/0917 -13-909822 / 0917

vorausgehenden durch ein Viertel der Bezugsspannung unterschieden. Die. Fortschaltfrequenz der Stufe, z.B. 200 K Hz, steuert die Fortschaltung des Hilfszählers 7 und wenn der ausgewählte Vergleicher den Zustand wechselt, wird dieser Zustandswechsel dazu benutzt um den Zähler anzuhalten.previous distinguished by a quarter of the reference voltage. The. The incremental frequency of the level, e.g. 200 K Hz, controls the incrementation of the auxiliary counter 7 and if the selected comparator changes the state, this state change is used to stop the counter.

Bei dem dargestellten Beispiel sind die verlagerten Vergleichsspannungen durch folgende Ausdrücke definiert: ν-, = k v/N, V2 = k v/N + v/4In the example shown, the displaced equivalent stresses are defined by the following expressions: ν-, = k v / N, V2 = k v / N + v / 4

V5 = k v/N + v/2, V4= v/N + 3 v/4V 5 = kv / N + v / 2, V 4 = v / N + 3 v / 4

wobei k im Verlauf dieser Operation die Folge von Werten annimmt, die zwischen 0 und N/4 liegen. where k takes on the sequence of values between 0 and N / 4 in the course of this operation.

c. Die Synthesec. The synthesis

In dem Augenblick, in dem die Zeitbasis die Phase c auslöst, gibt der logische Auswahlkreis 5 an den Zähler 9 den numerischen Wert der Konstanten, welche den im Verlaufe der vorausgehenden Identifizierungsphase festgestellten Abschnitt kennzeichnest. Im Falle von vier Abschnitten ist dieser numerische Wert für den ersten Abschnitt 0, für den zweiten N/4, für den dritten N/2 und für den vierten Abschnitt 3 N/4. N = die gewünschte Codeauflösung, das heißt also die Anzahl der analysierten Punkte.At the moment in which the time base triggers phase c, the logic selection circuit 5 gives the numeric counter to the counter 9 Value of the constant which characterizes the section identified in the course of the preceding identification phase. In the case of four sections, this numerical value is 0 for the first section and N / 4 for the second section the third N / 2 and for the fourth section 3 N / 4. N = the desired code resolution, i.e. the number of analyzed points.

Diese Konstanten, sind auf der unteren Linie des Schemas in Figur 8 angegeben, die als Funktion der Stellung χ des Schiebers die Amplitude u der von dem Aufnehmer gelieferten Spannung ergeben und damit die Abschnitte P, ebenso wie die Vergleichsspannungen, welche ihnen entsprechen,definieren.These constants are indicated on the lower line of the diagram in Figure 8, which are a function of the position χ des Slide result in the amplitude u of the voltage supplied by the transducer and thus the sections P, as well as the Define equivalent stresses that correspond to them.

-14-909822/0917 -14-909822 / 0917

Der Rest der Funktionsablaufe vollzieht sich Punkt für Punkt wie im vorausgehenden beschrieben.The rest of the functional processes take place point by point as described above.

Es muß bemerkt werden, daß der Fall des Potentiometers mit Schieber, der eine lineare Verstellung ergibt, auf eine Winkelverstellung (zirkuläres Potentiometer) abgewandelt werden kann, ohne daß die Anordnung selbst abgeändert werden muß. Selbst der Fall von Aufnehmern von Stellungsänderungen, welcher zylindrisch codierte Signale liefert, ist auf den Fall von Aufnehmern von Winkelstellungen zurückzuführen./ Was den Spannungsteiler 6 betrifft, so zeigt Figur 3 die Prinzipschaltung. It must be noted that the case of the potentiometer with Slider, which results in a linear adjustment, can be changed to an angular adjustment (circular potentiometer), without having to change the arrangement itself. Even the case of position change sensors, which provides cylindrically coded signals is due to the case of angular position sensors. / Was den Regarding voltage divider 6, FIG. 3 shows the basic circuit.

Es handelt eich hier um einen klassischen Generator von ausgewogenen Strömen, der von dem Hilfszähler 7, der im vorliegenden Fall ein Binärzähler ist, gesteuert wird. Für jede Ziffer ^; weist er einen Widerstand R und in Serie einen Transistor Q -:ά-auf, wobei die Ausgangs signale durch die Spannung s gebildet. ;ϊ; : werden, «tE welche an den Klemmen des Widerstandes r gewonnen werden, in welchem die Summation der Ströme bewirkt wird. Wenn die Ziffer vom Gewicht ρ des Zählers den Zustand 1 durchläuft, * ist der entsprechende Transistor Qp gesperrt, so daß ein StromThis is a classic generator of balanced currents that is controlled by the auxiliary counter 7, which in the present case is a binary counter. For each digit ^; it has a resistor R and a transistor Q -: ά- in series, the output signals being formed by the voltage s. ; ϊ; : are, «tE which are obtained at the terminals of the resistor r in which the summation of the currents is effected. When the digit of the weight ρ of the counter passes through the state 1, * the corresponding transistor Qp is blocked, so that a current

U1.U 1 .

ip die Widerstände Rp^r durchläuft, ist der Widerstand r selbst sehr viel kleiner als Rp, so ist der Strom ip ziemlich genau VRp.ip passes through the resistances Rp ^ r, the resistance r is itself very much smaller than Rp, the current ip is quite accurate VRp.

Die Zweckmäßigkeit dieser Einrichtung ist jedoch je nach den Anwendungen verschieden. Die für den Spannungsteiler benutzte Spannung ν ist eine Wechselspannung, was dadurch möglich ist, daß die Ausgangsspannung s beispielsweise nur während eines Teiles der positiven Halbphase benutzt wird.The usefulness of this facility, however, depends on the Applications different. The one used for the voltage divider Voltage ν is an alternating voltage, which is possible because the output voltage s, for example, only during one Part of the positive half-phase is used.

-15-909822/0917 -15-909822 / 0917

Andererseits ist das Gesetz der Summation der Ströme nicht linear, denn die aufeinanderfolgenden Stufen der Spannung s müssen als Funktion von η einem Sinusgesetz folgen. Im praktischen Fall ist das erzielte Änderungsgesetz, aufgrund der Tatsache, daß der Strom ip den Wert (τ - s)/Rp hat, ziemlich genau parabolisch, was bei passender Auswahl der Widerstände E eine genügende Annäherung an das Sinusgesetz in dem betrachteten Intervall (0-45°) erlaubt.On the other hand, the law of the summation of the currents is not linear, because the successive steps of the voltage s must follow a sine law as a function of η. In practical Case is the law of change achieved, due to the fact that the current ip has the value (τ - s) / Rp, fairly exactly parabolic, which with a suitable selection of the resistors E is a sufficient approximation to the sine law in the considered Interval (0-45 °) allowed.

,Die Erzielung von besseren Lösungen bedingt indessen die Verbesserung dieser Annäherung durch das Hinzufügen zusätzlicher Stufen unter Benutzung von Korrekturströmen. Der Gewinn an Genauigkeit hat jedoch eine Vergrößerung an Volumen und an Materialpreis zur Folge.However, the achievement of better solutions requires improvement this approximation by adding additional stages using correction currents. The profit on However, accuracy results in an increase in volume and in material price.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach einer Variante der Erfindung ein besonderer Aufnehmer vom Typ eines Linear-Umläufers verwendet, das heißt also, daß in dem Quantifizierungsabschnitt (Halbquadranten) das Ausgangssignal des Aufnehmers proportional zu dem Winkel θ ist. Dieses Ergebnis wird durch eine besondere Anordnung der Wicklungen des Aufnehmers erzielt. Diese relativ einfache und wenig kostspielige Ausführungsform gestattet einen mit einem ausgewogenen Code arbeitenden linearen Spannungsteiler zu verwenden, der den doppelten Vorteil aufweist, daß er nur eine minimale Anzahl von Stufen zählt und eine relativ niedrige Zählfrequenz (50 K Hz statt 200 K Hz wie in dem beschriebenen Beispiel) vorschreibt JDer nach der Erfindung benutzte Spannungsteiler kann entweder auf dem Prinzip des Zuwachsens, unter Verwendung einer Folge von treppenförmigen Signalen oder nach dem Prinzip unterschiedlicher Gewichte, in dem der Amplitude der Bezugsspannung eine Folge von Koeffizienten z.B. 2° bis 2n, zugeordnet wird, beruhen.In order to avoid this disadvantage, according to a variant of the invention, a special transducer of the linear rotary type is used, that is to say that the output signal of the transducer is proportional to the angle θ in the quantification section (half-quadrant). This result is achieved by a special arrangement of the windings of the transducer. This relatively simple and inexpensive embodiment allows a linear voltage divider working with a balanced code to be used, which has the double advantage that it only counts a minimum number of steps and a relatively low counting frequency (50 K Hz instead of 200 K Hz as in the described example) prescribes J The voltage divider used according to the invention can either be based on the principle of increment, using a sequence of step-shaped signals or according to the principle of different weights, in which the amplitude of the reference voltage is a sequence of coefficients, e.g. 2 ° to 2 n , is assigned, are based.

-16-909822/0917 -16-909822 / 0917

Wenn das Auflösungsvermögen (Anzahl der Punkte im Meßintervall) oder die Zählkapazität über eine vorgegebene Anzahl von Intervallen die Leistungsfähigkeit der im vorausgehenden beschriebenen Vorrichtung überschreitet, wird gemäß der Erfindung eine Anordnung vorgeschlagen, bei der beispielsweise in zwei Etappen, d.h. mit zwei Feinheitsstufen, analog dem klassischen Doppelkettenverfahren der Synchron- oder Fernanzeige vorgegangen wird. Unter Benutzung einer mechanischen Untersetzung ist jetz ^Information durch die Winkelstellung von zwei Armen,, der eine" Arm "grob" und der andere "fein" gegeben. Jede dieser Winkelstellungen wird in einen numerischen Wert durch eine Anordnung Aufnehmer-Übertrager vom oben beschriebenen Typus übertragen» Der endgültige Wert ergibt sich durch Zusammensetzen der beiden Teilwerte. Dies setzt einerseits voraus, daß die Anwendung einer Untersetzung auf das Auflösungsvermögen der "Grobstufe" keinen Einfluß hat und andererseits die Unbestimmtheit auf Grund von Synchrones ierungsfehlern zwischen- dem Wechseln der Werte grob und fein vorher beseitigt werden kann.If the resolving power (number of points in the measurement interval) or the counting capacity over a given number of intervals exceeds the capability of the device described above, an arrangement according to the invention becomes suggested, for example in two stages, i.e. with two fineness levels, analogous to the classic double chain process the synchronous or remote display is proceeded. Using a mechanical reduction, there is now information due to the angular position of two arms, one "arm" roughly " and the other given "fine". Each of these angular positions is converted into a numerical value by a transducer-transducer arrangement of the type described above transferred »The definitive The value is obtained by combining the two partial values. On the one hand, this assumes that the use of a reduction has no influence on the resolution of the "coarse level" and on the other hand the indeterminacy due to synchronization errors between changing the values coarse and fine can be eliminated beforehand.

Die numerische Information fein von jedem numerischen Abschnitt grob soll beispielsweise 100 Stufen umfassen. Die theoretische relative Anordnung der beiden numerischen Angaben ist in Figur 4 dargestellt. In der Praxis sehen die von den beiden Stufen grob und fein gleichzeitig gelieferten Werte, welche unabhängig voneinander erzielt werden so aus, wie dies Figur 5 zeigt. Die Versetzungen D, welche sich in dem einen oder anderen Sinn zeigen können, rühren im einzelnen von mechanischen Stellungsfehlern und der Nichtlinarität der Signale des Umlauf er s uind^om Antriebsspiel her. Es ist somit notwendig die' numerische Information grob zu korregieren und zwar auf Grund der genaueren Angabe der Vorrichtung fein, für Versetzungen, die z.B. + 1/4 des Intervalls grob erreichen können, oder für den Fall derThe numerical information fine of each numerical section coarse is intended to include 100 levels, for example. The theoretical The relative arrangement of the two numerical data is shown in FIG. In practice they see from the two stages Coarse and fine values delivered at the same time, which are achieved independently of one another, as shown in FIG. 5. the Displacements D, which can show themselves in one sense or the other, are due in detail to mechanical positional errors and the non-linearity of the signals of the revolution Drive backlash. It is therefore necessary to have the 'numerical information to be roughly corrected based on the more precise specification of the device fine, for displacements that e.g. + 1/4 of the interval can roughly reach, or in the event of

-17-. 90 982 2/0917-17-. 90 982 2/0917

+ 25 Einheiten des Intervalls fein ausmacht.+ 25 units of the interval fine.

Zu diesem Zweck hat die Vorrichtung grob eine doppelwirksame Auflösung, die durch die Bedürfnisse der Anwendung notwendig ist und zwar derartig, daß ihre Angabe nicht nur den numerischen Wert definiert, wo sich der Arm grob befindet, sondern auch dessen Halbwert. Die vollständige Information, die von der Stufe grob ausgeht ist z.B.:To this end, the device has roughly a double-acting resolution made necessary by the needs of the application is such that its specification not only defines the numerical value where the arm is roughly located, but also its half value. The complete information that is roughly based on the level is e.g .:

-44,1: Die zusätzliche Ziffer, welche den Wert 1 hat sagt aus, daß der Arm grob sich in der zweiten Hälfte des Intervalls mit der Nummer 44 befindet.-44.1: The additional number, which has the value 1, indicates that the arm is roughly in the second half of the interval with the number 44 is located.

-45,0: Der Arm grob befindet sich in der ersten Hälfte des Intervalls 45.-45.0: The arm roughly is in the first half of interval 45.

Zwischen den Zählern der zwei Stufen und ihrem gemeinsamen Speicher tritt ein logischer Entscheidungskreis, um die Unbestimmtheit zu beheben. Dieses Dazwischentreten besteht darin:Between the counters of the two stages and their common Memory enters a logical decision cycle to resolve the vagueness. This intervening consists in:

- Füge 1 dann zu dem Wert grob hinzu, wenn die zusätzliche "Ziffer 1 ist und die Stufe fein einen Wert liefert, der zwischen 0 und 25 (I.Quadrant) liegt.- Then add 1 to the value roughly if the additional "digit is 1 and the level fine returns a value that is between 0 and 25 (1st quadrant).

- Ziehe den Wert 1 dann von dem Wert grob ab, wenn die zusätzliche Ziffer 0 ist und die Stufe fein einen Wert liefert der zwischen 75 und 99 (4.Quadrant) liegt.- Then roughly subtract the value 1 from the value if the additional Digit is 0 and the level fine delivers a value between 75 and 99 (4th quadrant).

Dies ist in dem Beispiel der Figur 6 dargestellt, bei dem die angehäuften Spiele derart sind, daß am Übergang von 44 nach des Wertes grob (G) der Zustand fein nicht von 99 nach 0 wechselt, sondern weil seine Angabe 20 (F) ist. An der durch den Pfeil angegebenen Stelle sind die beiden angegebenen Teilwerterer Tatsache Hechnung tragend, daß die zusätzliche Ziffer (es) 1 ist: Grob - 44,1 und fein - 15.This is illustrated in the example of Figure 6 in which the accumulated games are such that at the transition from 44 to of the value coarse (G), the state fine does not change from 99 to 0, but because its specification is 20 (F). At the through the position indicated by the arrow are the two indicated partial valors Carrying out the fact that the additional digit (es) is 1: coarse - 44.1 and fine - 15.

-18-909822/0917 -18-909822 / 0917

In diesem Fall fügt der logische Entscheidungskreis 1 zu dem Wert grob hinzu und die am Ausgangsspeieher verfügbare Information ist nach dieser Korrekturs 45 - 15.In this case, logic decision circuit adds 1 to the Roughly add value and the information available on the output memory is 45 - 15 after this correction.

Bei einer verallgemeinerten Anordnung "grob - fein" mit drei Stufen "grob - mittel - fein", bei der beispielsweise jeweils 100 Feinheitsstufen vorgesehen sind, ist das Auftreten von Unbestimmtheiten ebenso zu behandeln, wie dies für zwei Stufen im vorausgehenden Beispiel beschrieben wurde..Die allgemeine Regel lautet somit:In a generalized arrangement "coarse - fine" with three Levels "coarse - medium - fine", in which, for example, 100 levels of fineness are provided, are the occurrence of indeterminacies to be treated in the same way as described for two stages in the previous example. The general The rule is:

P - Füge 1 zu dem Wert grob dann hinzu, wenn die zusätzliche Ziffer 1 ist und die Stufe mittel einen Wert liefert, der zwischen 0 und 25 (I.Quadrant) liegt, oder wenn die Stufe fein einen Wert liefert, der zwischen 00 und 25 (I.Quadrant) mit der Stufe mittel über 99 (4.Quadrant) liegt.P - roughly add 1 to the value if the additional Digit is 1 and the medium level provides a value that is between 0 and 25 (1st quadrant), or if the level fine returns a value between 00 and 25 (1st quadrant) with the medium level is above 99 (4th quadrant).

- Ziehe 1 von dem Wert grob dann ab, wenn die zusätzliche Ziffer 0 ist und die Stufe mittel einen Wert zwischen 75 und 99 (4.Quadrant) liefert oder wenn die Stufe fein einen .' Wert liefert, der zwischen 75 und 99 (4.Quadrant) mit der Stufe mittel über 0 (I.Quadrant) liegt.- Subtract 1 from the value roughly if the additional digit is 0 and the level medium delivers a value between 75 and 99 (4th quadrant) or if the level fine one . ' Returns a value between 75 and 99 (4th quadrant) with a medium level above 0 (1st quadrant).

- Füge 1 zu dem Wert mittel dann hinzu, wenn die zusätzliche Ziffer 1 ist und die Stufe fein einen Wert zwischen 0 und 25 (I.Quadrant) liefert.- Add 1 to the value medium if the additional digit is 1 and the level fine has a value between 0 and 25 (I. Quadrant) returns.

- Ziehe 1 von dem Wert mittel dann ab, wenn die zusätzliche Ziffer 0 ist und die Stufe fein einen Wert zwischen 75 und 99 (4.Quadrant) liefert.- Subtract 1 from the value medium if the additional digit is 0 and the level fine has a value between 75 and 99 (4th quadrant) returns.

Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile die auf verschiedenen Punkten beruhen. Zunächst gestattet die Verwendung eines Synchron-Überfragers oder eines Umlaufers als Aufnehmer der Winkelstellung in erhöhtem Maß Störungen und die Schwäche von mechanischen Einrichtungen zu vermeiden. Die EinrichtungThe invention has numerous advantages based on various points. First of all, the use of a Synchronous Überfrager or a circulator as a pick-up of the Angular position increased disturbances and weakness mechanical devices. The establishment

90982 2/09Vl '90982 2/09 Vl '

-1 j — -1 y -

nach der Erfindung ist robust und von großer Lebensdauer. Wegen des periodischen Charakters der Signale erlaubt diese ferner das genaue Messen zu vereinfachen und auf einen Bruchteil des bisherigen Aufwandes zu reduzieren.according to the invention is robust and has a long service life. Because of the periodic nature of the signals, this allows Furthermore, to simplify the precise measurement and to reduce it to a fraction of the previous effort.

Im Gegensatz zur Zuwachscodierung, welche nur die Variationen der gemessenen Größe quantifiziert und welche infolgedessen von den vorausgehenden Messungen abhängig ist, erlaubt der vorgeschlagene Aufnehmer eine absolute Codierung und liefert infolgedessen dauernd einen numerischen Wert, der auf einem festen Originalwert des Winkels Q zurückgeht.In contrast to incremental coding, which only uses the variations of the measured size quantified and which is consequently dependent on the previous measurements, allows the proposed transducer an absolute coding and delivers as a result, a numerical value which goes back to a fixed original value of the angle Q continuously.

Die Vorrichtung läßt sieh einer großen Zahl von Forderungen bei ihrer Anwendung anpassen. Der Code, in welchem die Information übertragen wird, kann irgend einer sein, ebenso das Auflösungsvermögen (Zahl der Punkte bei einem Umlauf) bei der Messung, wo sie mit der dem System eigentümlichen Genauigkeit verträglich bleibt. Die Übertragungsgeschwindigkeit ist praktisch nur durch die maximale Antriebsgeschwindigkeit des Aufnehmers beschränkt. Da die Informationen in der Amplitude des Signals enthalten sind, besteht die Analyse darin, diese Amplitude unmittelbar zu quantifizieren,im Gegensatz zur gewöhnlichen Piacis, die damit beginnt, die Modulation der Amplitude in eine lineare elektrische Phasenmodulation umzuwandeln und dann eine Phasenverschiebung zu quantifizieren. Um die Wirkungen von Abweichungen des Aufnehmers ebenso wie die äußeren Schwankungen oder Störungen auf das System Aufnehmer-Übertrager auszuschalten, erfolgt die Messung der momentanen Amplitude nach dem angewendeten Verfahren nach einem differentiellen Verfahren; Der Vergleich der Amplitude erfolgt nicht mit einem festen Potential, sondern mit geeigneten Bezugsspannungen, die im gleichen Maß wie die gemessenen Signale variieren.The device accommodates a large number of requirements adapt to their application. The code in which the information is transmitted can be any one as well the resolving power (number of points in one revolution) in the measurement, where it is related to that peculiar to the system Accuracy remains tolerable. The transmission speed is practically only due to the maximum drive speed of the transducer limited. Since the information is contained in the amplitude of the signal, the analysis passes in immediately quantifying this amplitude, im Contrasted with the common piacis, which begins with the Modulation of the amplitude to convert it into a linear electrical phase modulation and then a phase shift to it quantify. About the effects of deviations in the transducer as well as external fluctuations or disturbances to switch off the transducer-transducer system, the measurement of the instantaneous amplitude is carried out according to the applied Method according to a differential method; The comparison the amplitude does not take place with a fixed potential, but with suitable reference voltages, which are in the same degree as the measured signals vary.

909822/0917909822/0917

Claims (10)

PatentansprücheClaims 1. Statische Codiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß diese in Kombination einen elektromagnetischen Aufnehmer für eine Stellung, insbesondere Winkelstellung und einen analog numerischen Übertrager, der unmittelbar die impli- ' tude der γοη dem Aufnehmer gelieferten-Signale analysiert, aufweist.1. Static coding device, characterized in that it comprises in combination an electromagnetic pickup for a position, in particular angular position, and an analog-numeric exchanger which analyzed immediately tude the implicit 'of the pickup γοη supplied signals. 2. Statische CodierYorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer für die Stellung, insbesondere Winkelstellung dem Typus eines Synchron-Ubertragers oder Umlaufers angehört, der verschiedene Spannungen liefert, welcher eine periodische Funktion der zu codierenden Stellung,insbesondere Winkelstellung darstellen«2. Static coding device according to claim 1, characterized in that that the sensor for the position, in particular the angular position, is of the type of a synchronous transformer or Umlaufers belongs to different tensions supplies which represent a periodic function of the position to be coded, in particular the angular position « 3. Statische Codiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der analog-numerische Übertrager einen Spannungsteiler aufweist, der eine Folge von Spannungen liefert, deren Amplitude proportional zu einer Bezugs-3. Static coding device according to claim 1, characterized in that that the analog-numerical transmitter has a voltage divider, which a sequence of voltages supplies whose amplitude is proportional to a reference » spannung ist, der ferner Vergleicher aufweist, welche die Ausgangsspannungen des Aufnehmers mit dieser Folge von Spannungen vergleichen, sowie einen logischen Ausiahlkreis, der die vorausgehende Auswahl der beiden Vergleicher sichert, um damit dem Fortgang des Verfahrens zu gewährleisten und die Identifizierung des Vergleichers, der seinen Zustand gewechselt hat, und die Steuerung eines numerischen Zählers vornimmt, der-an einen Speicher die entsprechende numerische Information liefert, die der durch den Aufnehmer festgestellten Stellung, insbesondere Winkelstellung entspricht.»Voltage, which also has comparators that compare the output voltages of the transducer with this sequence of voltages, as well as a logical selection circuit that ensures the prior selection of the two comparators in order to ensure the progress of the process and the identification of the comparator that its state has changed, and performs the control of a numerical counter which -an a memory supplies the corresponding numerical information corresponding to the detected by the pickup position, in particular angular position. 909822/0917909822/0917 4. Statische CodierTorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Teiler von einem Generator ausgewogener Ströme gebildet wird, der von einem Hilfszähler gesteuert wird.4. Static coding device according to claim 3, characterized in that that said divider is formed by a generator of balanced currents from an auxiliary counter is controlled. 5. Statische Codiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitbasis vorgesehen ist, durch welche die zeitliche Reihenfolge der verschiedenen Operationen gesteuert wird.5. Static coding device according to claim 3, characterized in that that a time base is provided through which the chronological order of the various operations is controlled. 6.Statische Codiervorrichtung für eine Einrichtung, bei der ein Hauptarm und wenigstens ein Sekundärarm zur Stellungsanzeige vorgesehen sind, die durch eine mechanische Untersetzung miteinander verbunden sind und in einer vorbestimmten Zuordnung umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Arme mit einer statischen Codiervorrichtung nach Anspruch 1 versehen ist.6. Static coding device for a device in which a main arm and at least one secondary arm are provided to indicate the position, which is achieved by a mechanical reduction are connected to one another and circulate in a predetermined association, characterized in that each of the two arms is provided with a static coding device according to claim 1. 7. Statische Codiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zählern und dem Ausgangsspeicher ein logischer Entscheidungskreis vorgesehen ist, um die gegebenen_falls auftretenden Unbestimmtheiten zu beseitigen, die durch das Nichtfluehten der Aufnehmer und/ oder die Jiichtlinearität der analogen Signale hervorgerufen werden.7. Static coding device according to claim 6, characterized in that that a logic decision-making circuit is provided between the counters and the output memory, in order to eliminate any uncertainties that may arise due to the non-floating of the transducers and / or the non-linearity of the analog signals will. 8. Statische Codiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer aus einem Stellungsaufnehmer besteht, der ein aufgenommenes Signal an eine Anzahl von Vergleichern liefert und in welcher der analognumerische Übertrager einen Teiler aufweist, der jeden Vergleicher eine Folge von Spannungen liefert, deren Amplitude proportional zu der Bezugsspannung ist.8. Static coding device according to claim 1, characterized in that that the sensor consists of a position sensor that sends a recorded signal to a number of comparators and in which the analog-numeric transmitter has a divider that each Comparator supplies a sequence of voltages, the amplitude of which is proportional to the reference voltage. ■80982 2/0917■ 80982 2/0917 9. Statische Codiervorrichtung nach Anspruch ö„ crnaurcn -g®·^ kennzeichnet, daß der Spannungsteiler gestufte Spannungen liefert, wobei die Bezugsspannung auf gleiche Werte begrenzt wird, deren Amplitude die von dem Spannungsteiler gelieferten Spannungsstufen "bestimmt.9. Static coding device according to claim Ö "crnaurcn -g® · ^ indicates that the voltage divider supplies stepped voltages, the reference voltage being limited to the same values, the amplitude of which determines the voltage steps supplied by the voltage divider. 10. Statische Codiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gewünschte Auflösungsvermögen die Anzahl der Abschnitte und infolgedessen die Anzahl der Vergleicher bestimmt. 10. Static coding device according to claim 9, characterized in that that the desired resolution determines the number of sections and consequently the number of comparators. 809822/0917809822/0917 L e e r s e i f eL e r s e i f e
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