DE1812454A1

DE1812454A1 - Arrangement for the automatic switching of a measuring range

Info

Publication number: DE1812454A1
Application number: DE19681812454
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Nadler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-03
Filing date: 1968-12-03
Publication date: 1970-06-11
Also published as: DE1812454B2; FR2025097A1; CH508216A; NL6917746A; AT297147B

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ' München 2, den ~ 3.QEL1968 SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 'München 2, the ~ 3rd QEL1968

Berlin und München Wittolsbacherplatz 2Berlin and Munich Wittolsbacherplatz 2

^BA 68/3156 ^BA 68/3156

Anordnung für die automatische Umschaltung eines Meßbereiches Arrangement for the automatic switching of a measuring range

Sollen Signale gemessen werden, deren V/ert sich über einen Bereich von mehr als einer Zehnerpotenz erstreckt, ist es zum Erreichen einer guten Meßgenauigkeit, im allgemeinen erforderlich, den Meßbereich des Meßgerätes umzuschalten. Ändert sich die Meßgröße bereits während einer laufenden Messung um größere Beträge, sollte sogar aus den oben genannten Gründen von Meßbereich zu Meßbereich noch innerhalb der Zeitdauer der Messung umgeschaltet werden können.If signals are to be measured whose value is via a Range of more than a power of ten, it is necessary to achieve good measurement accuracy, in general required to switch the measuring range of the measuring device. If the measured variable changes during a running Measuring by larger amounts, even should from the above Reasons can be switched from measuring range to measuring range within the duration of the measurement.

Hie Erfindung löst diese Aufgabe. Sie sieht eine Anordnung für die automatische Umschaltung eines eine elektrische Meßgröße registrierenden Meßgerätes auf den der Heßgröße entsprechenden Meßbereich vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß während oder vor der Messung den einzelnen Meßbereichen des Heßgerätes zugeordnete elektronische Grenzwertgeber, die die Meßgröße am Eingang des Meßgerätes abfragen, bei Erreichen der den jeweiligen Meßbereichen entsprechenden oberen oder unteren /nsprcchschwelle einen den entsprechenden Meßbereich mit den Meßgerät koppelnden oder entkoppelnden Heßbereichsschalter betätigen. Die Erfindung weist einen Weg auf, um eine automatische Heßbereichsumschaltung aufzubauen, die bereits vor oder während der laufenden Messung den jeweils günstigsten Meßbereich auswählt. Dabei kann die Umschaltung so schnell ausgeführt werden, daß die Messung und deren Genauigkeit nicht beeinflußt werden. Die Umschaltung ist also völlig unabhängig vom Meßvorgang und wird nur durch die Meßgröße selbst gesteuert.The invention solves this problem. She sees an arrangement for the automatic switchover of a measuring device that registers an electrical measured variable to that of the measured variable corresponding measuring range, which is characterized in that the individual measuring ranges during or before the measurement Electronic limit value transducers assigned to the heating device, which query the measured variable at the input of the measuring device, when the upper or lower response threshold corresponding to the respective measuring range is reached, a corresponding one Operate the measuring range with the measuring device coupling or decoupling the measuring range switch. The invention has a way of automatic heat range switching set up, which already selects the most favorable measuring range before or during the current measurement. The switchover can be carried out so quickly that the measurement and its accuracy are not affected. The switchover is completely independent of the measuring process and is only controlled by the measured variable itself.

Die Frfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Figur näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment by means of the figure explained in more detail.

009824/1082009824/1082

PA 9/510/2280 -2-PA 9/510/2280 -2-

_ ρ —_ ρ -

Eei diesem Ausführungsbeispiel nach der Figur ist die Anzahl der Heßboreiche für die Registrierung einer Meßgröße auf zwei beschrankt, ^n die Eingänge E 1 und E 2 wird eine Spannung U angelegt, die den Wert der Meßgröße entspricht. Die Spannung U gelangt über Meßwiderstände 1 und 2 an den Eingang· eines Heßgerätes 6, wobei die Meßwiderstände 1 und 2 einen niederen Meßbereich für die Spannung ü bilden. Über den Meßbereichsschalter 5 ist der zusätzliche Kcßwiderstand 3 für den zweiten, größeren Meßbereich einschaltfcar. Die Meßwiderstände 1 bis 3 bilden gemeinsam einen Spannungsteiler. Den Eingängen E 1 und E 2 parallel geschaltet ist ein elektronischer Grenzwertgeber 4, der den Moßbereichsschalter 5 einschaltet und den zweiten Heßbereich mit dem Meßgerät 6 koppelt, wenn der Indwert des kleineren Meßbereiches überschritten wird. Der gleiche Grenzwertgeber 4 schaltet den Meßbereichsschalter 5 wieder aus, wenn dieser Indwert unterschritten wird. Me Hysterese des Grenzwertgebers 4 ist derart ausgelegte daß ein Plattern der Umschaltung, wenn der Meßwert auf der Grenze der Meßbereiche liegt, verhindert wird. Der Meßbereichsschalter 5 ist. .vorzugsweise durch einen Halbleiterschalter verwirklicht, der von Grenzwertgeber 4 angesteuert wird. Die Meßwerterfassung mit dem Meßgerät 6 kann analog oder digital erfolgen, z.B. mit Hilfe eines Drehspulinstrumentes oder eines Analog-Digital-lfaforiners, wobei im letzteren Fall der Analog-Digital-Umformer einen Spannungs-Frcquenz-Umforincr mit Zähleinrichtung für dessen iusgangsimpulse sein kann. An den Ausgängen A 1 und A 2 des Meßgerätes 6 ist also ein der Eingangsgröße (Meßgröße) pro-' portionaler, digital aufgeschlüsselter Wert zu erhalten (z.B. auf Karten ausgedruckt oder über Leuchtziffern optisch angezeigt).In this embodiment according to the figure, the number of Hessboreiche for the registration of a measured variable is limited to two, ^ n the inputs E 1 and E 2 a voltage U is applied which corresponds to the value of the measured variable. The voltage U reaches the input of a heating device 6 via measuring resistors 1 and 2, the measuring resistors 1 and 2 forming a lower measuring range for the voltage u. The additional resistance 3 for the second, larger measuring range can be switched on via the measuring range switch 5. The measuring resistors 1 to 3 together form a voltage divider. Connected in parallel to the inputs E 1 and E 2 is an electronic limit value transmitter 4 which switches on the measuring range switch 5 and couples the second measuring range to the measuring device 6 when the index value of the smaller measuring range is exceeded. The same limit value transmitter 4 switches the measuring range switch 5 off again when the value falls below this Indwert. The hysteresis of the limit value transmitter 4 is designed in such a way that a chattering of the switchover when the measured value is on the limit of the measuring ranges is prevented. The measuring range switch 5 is. .Preferably implemented by a semiconductor switch that is controlled by limit value transmitter 4. The measured value acquisition with the measuring device 6 can be analog or digital, for example with the aid of a moving-coil instrument or an analog-digital lfaforiners, whereby in the latter case the analog-digital converter can be a voltage-frequency converter with a counter for its output pulses. At the outputs A 1 and A 2 of the measuring device 6, a value proportional to the input variable (measured variable) is to be obtained (for example, printed out on cards or optically displayed using luminous digits).

Ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße ,anordnung ist die Messung der Ausgangsspannung eines Gleichrichters mit quadratischer Kennlinie. Die Ausgangsspannung TJ soll eine Minute lang gemessen und ihr Mittelwert gebildet v/erden. Das Meßgerät 6 ist ein Digitalvoltmoter. 'Jährend der ·An application example for the arrangement according to the invention is the measurement of the output voltage of a rectifier with a square characteristic. The output voltage TJ should Measured for one minute and averaged it. The measuring device 6 is a digital voltmoter. 'During the

009824/1(182
PA 9/510/2280 . -3- 009824/1 (182
PA 9/510/2280. -3-

Meßzcii; ändert sich die Meßgröße unter Umständen mehrmals innerhalb der Grenzen vcn 0,003 Volt bis 6 Volt. Damit das Digitalvoltmeter die Heßgröße mit genügender Genauigkeit erfassen kann, sind zwei Meßbereiche (Meßwider3tand 1 und 2 und He£widerstand 1, 2 und 3) vorgesehen. Die Umschaltgrcnze des Grenzwertgebers 4 liegt bei 0,3 YoIt. Der Spannungs-Frequenz-Umformer "bildet eine der Eingangs spannung proportionale Impulsfolge, wobei die Anzahl der aufeinanderfolgenden Impulse pro Zeiteinheit bei wachsender Spannung zunimmt. Diese Impulse werden gezählt. Pur jeden variierenden MeCwcrt wird darnach ein Mittelwert erhalten, da bei schnellen Schwankungen der Eingangsspannung auch die Frequenz der Impulsfolge schwankt.Meßzcii; the measured variable may change several times within the limits of 0.003 volts to 6 volts. So that Digital voltmeter the hottest size with sufficient accuracy two measuring ranges (measuring resistor 1 and 2 and He £ resistance 1, 2 and 3) are provided. The switching limit of limit switch 4 is 0.3 YoIt. The voltage-frequency converter "forms a pulse train proportional to the input voltage, with the number of consecutive Pulses per unit of time increases with increasing voltage. These impulses are counted. Pure everyone varying measurement, a mean value is then obtained, because with rapid fluctuations in the input voltage, the frequency of the pulse train also fluctuates.

Für beide Meßbereiche ist jeweils der End- und ^nfsngsuert der Eingangsspannung· des Meßgerätes 6 gleich, was zur Folge hat, daß die Frequenz der dem Anfangswert der Eingangsspcnnung, z.B. des größeren Heßbereiches, entsprechenden Impulsfolge weitaus niedriger ist als die Frequenz der Impulsfolge für den Fndwcrt der Eingangsspannung dos niedererer. Meßbereiches. Ea äL^-r Cl. sas^angsfrecucnz des Spannungc-Frcquenz-Utfformers über beide ßociv..chc zur Eingangs spannung proportional sein nuß, wird sie im jev/uxis kleineren Iießbercich zusätzlich im Verhältnis von 10:1 untersetzt, ehe sie über eine (nicht näher dargestellte) Torschaltung auf den Ergebniszähler (ebenfalls nicht näher dargestellt) geleitet wird. £er Grcnzv/ertgobcr 4 kann diese zusätzliche Frcqucnc-Untersetzung im kleineren Hefabcreich über einen weiteren elektronischen Umschalter 5^f (in der Figur in das Heßgerät 6 gestrichelt eingezeichnet) steuern. Er hat also neben der Heßbcreichsuinschaltung noch die Aufgabe, eine Frequenz-Untersetzung beim übergang zu einem kleineren Meßbereich, und eine Frequenz-Übersetzung bein übergang von einen kleineren Meßbereich zu einem größeren vorzunehmen.For both measurement ranges the final and input voltage of the input voltage of the measuring device 6 is the same, which means that the frequency of the pulse train corresponding to the initial value of the input voltage, e.g. the larger measurement range, is much lower than the frequency of the pulse train for the Fndwcrt of the input voltage dos lower. Measuring range. Ea äL ^ -r Cl. If the frequency of the voltage frequency converter has to be proportional to the input voltage over both sociv ... the result counter (also not shown) is directed. The limit switch 4 can control this additional frequency reduction in the smaller yeast area via a further electronic switch 5 ^f (shown in dashed lines in the heating device 6 in the figure). In addition to the Heßbcreichsuin circuit, it also has the task of performing a frequency reduction when transitioning to a smaller measuring range and a frequency translation when transitioning from a smaller measuring range to a larger one.

5 Patentansprüche
1 Figur 5 claims
1 figure

^/510/2280 009824/1082 __Λ_ ^ / 510/2280 009824/1082 _ _Λ _

-^{/p 7} BAD ORIGINAL- ^{/ p 7} BATH ORIGINAL

Claims

_ A - claims

1. Arrangement for the automatic switching of a one electrical 1-Icß size registering measuring device the measuring range corresponding to the measured variable, thereby ker.nseiehnet, - that during or before the measurement the individual Electronic Grcnswertgebcr (4) assigned to the measuring range of the measuring device (6), which measure the measured variable on the Interrogate input (E 1, E 2) of the measuring device (6) when reached the upper or lower claim threshold corresponding to the respective measuring ranges one the corresponding Activate the measuring range with the measuring device (6) coupling or decoupling area 3U2J switch (5) ".

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that gckcnnacichnct the hysteresis of the variable values (4) can be interpreted in this way is that a flutter switching at nearly constant on a switchover limit between two media / crtberoichcn lying measured value is prevented.

3. Arrangement _i according to claim 1, characterized in that the measured value acquisition nit the measuring device (6). analog or digital nit eg a moving-coil instrument or an analog-digital unformer.

4. Arrangement according to claim 1 and 3, characterized. that the analog-digital converter has a voltage-frequency converter is, the output pulse of which can be paid into the counter are.

5. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the limit value transmitter (4) simultaneously to a measuring range unswitching a frequency lower et cung of the voltage-frequency converter switching tone, \; c each time you switch from a higher to one lower measuring range the frequency is undorscizable in a certain ratio.