DE1944982A1 - Automatischer Messbereichwaehler fuer ein Messgeraet - Google Patents
Automatischer Messbereichwaehler fuer ein MessgeraetInfo
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Description
4. September 1969 Docket EN 968 009
Dr.Schie/E
Anmelderin: International Business Machines Corporation, Armonk, Έ, Y. 10504- (V.St.A.)
Vertreter: Patentanwalt Dr.-Ing. Rudolf Schiering, 7030 Böblingen/Württ., Westerwaldweg 4
Die Erfindung betrifft einen automatischen Meßbereichwähler für ein Meßgerät. Beim Messen von Ümgebungszuständen,
von physikalischen Eigenschaften, von Bauelement-Kennlinien, von Zeitabläufen und dergleichen wird der Wert
oft als ein analoges elektrisches Signal, welches von der Meßvorrichtung gegeben wird, ausgedrückt. Diese Meßvorrichtung
ist zum Beispiel ein Meßwertgeber oder ein übertrager
bzw. ein Wandler. Ein Analog-Digital-Umsetzer erzeugt dann das digitale Äquivalent des Analog-Signales,
um die Daten in einer zweckdienlicheren Form zur Beobachtung oder zur Computer-Datenverarbeitung zu schaffen.
Eine automatisierte Anordnung zur Gewinnung der Meßwertdaten
ist im hohem Maße erwünscht, wenn zahlreiche Ablesungen gemacht werden müssen. Dies ist zum Beispiel der
lall beim Testen oder bei der Qualitätsuntersuchung. Eines
der Probleme, auf die man bei der Prozeß-Automatisierung
stößt, besteht in der Auswahl der passendsten
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Skala, aus welcher die Ausgangsdaten genommen werden können.
Demgemäß hat man bereits verschiedene Geräte entwickelt,
welche die passende Skala mit einem Maximum an Genauigkeit automatisch auswählen.
Diese Apparate haben jedoch wegen des Auftretens innerer Schaltvorgänge den Nachteil, daß sie relativ langsam arbeiten,
da das Meßinstrument Signalbetrag und Kapazität einer Skala vergleicht und dann überwechselt zur nächsten Skala.
Der Betrag des Eingangssignales kann auch in weife
tem Umfange von einer Messung zur nächsten variieren, so
daß die passendste Skala nicht angenähert oder vorgewählt
werden kann. Dieses dabei angewandte vorsichtige Abfühlen und Schalten ist natürlich erforderlich, um die üblicherweise
kostspieligen Meßinstrumente vor Schaden zu schützen.
In manchen Fällen ist es notwendig den Betrag einer Funktion zu messen, welche als Einzelvorfall auftritt. Die
Funktion wird, wenn notwendig, in ein analoges elektrisches Signal für eine erneute Umwandlung in einem Analog-Digital-Umsetzer
umgewandelt. Die Zeitdauer dieses Einzelereignisses kann jedoch nicht ausreichend sein, um es dem
Analog-Digital-Umsetzer zu ermöglichen, den besten Bereich automatisch auszuwählen. Ferner kann die Zeitdauer kleiner
sein als die ümsetzerzeit des Analog-Digital-Umsetzers.
Durch Schaffung von mehr als einem Eingangs-Meßwertgeber,
wobei jeder eine andere Bereich-Leistungsfähigkeit besitzt
und wobei jeder eine Analog-Speicherfähigkeit besitzt, ist es möglich, einen Analog-Digital-Umsetzer mit einer passenden
Skala wirksam werden zu lassen, welche andererseits außerhalb der Konverterfähigkeiten liegen würde.
Obwohl ein einzelner Meßwertgeber angeordnet werden könnte,
um den Analogpegel für eine Zeitdauer zu speichern, die
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ausreichen würde, ein langsames Bereicherstrecken und Umwandeln
zu ermöglichen, so erlaubt das Vorsehen von mehr als einem Meßwertgeber jedem Meßwertgeber für seinen besonderen
Bereich günstigste Verhältnisse. Dies steigert die Genauigkeit der Endergebnisse.
Zur Erreichung der vorstehend aufgezählten Probleme, bzw. zur Lösung dieser Probleme, liefert die Erfindung eine Anzahl
von den Zustand abfühlenden Vorrichtungen, welche derart angeordnet sind, daß sie zusammen.bei verschiedenen
Beträgen proportional zu einem gemeinsamen Eingangszustand, zum Beispiel Zeit, Temperatur, Druck usw., reagieren.
Die resultierenden Meßwertgeber-Ausgangssignale werden dann
gleichzeitig mit Referenzspannungen verglichen, welche den Sättigungszustand oder den nichtlinearen Signalpegel
darstellen. Die Ausgangssignale dieser Meßwertgeber, welche die betreffenden Sättigungspegel überschreiten, werden
ausgeschaltet. Die Vergleicher-Ausgangssignale und die schaltenden Stromkreise werden benutzt, um die Schaltung
logisch derart zu steuern, daß, wenn ein Geber für eine Skala seinen Sättigungsbereich erreicht, das'Geber-Ausgangssignal
für die nächst höhere Skala dann mit einem Analog-Digital-Umsetzer
gekoppelt wird. Die Schaltungslogik ist auch wirksam, um die im Augenblick umzuwandelnde Skala anzuzeigen.
Bei dem Vorgang, wo alle Geber gesättigt sind, ist so eine Anzeige gemacht.
Die· Skalen-Auswahl anordnung nach der Erfindung erfordert
in vorteilhafter Weise jedoch einen einzigen Analog- Digital -Umsetzer. Die Anordnung nach der Erfindung liefert
ferner verschiedene Geber-Ausgangssignale nebeneinander bestehend, so daß das größte nichtgesättigte Signal leicht
mit dem Konverter gekoppelt werden kann anstelle der üblichen Praxis des Startens mit einem Meßwertgebersignal,
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und dem anschließenden Vergleichen der Kapazität nacheinander
kleiner werdender Skalen mit dem Meßwertgebersignal bis die passende Skala gefunden ist·
Hinzu kommt, daß sich die Erfindung für den Gebrauch von
Festkörper-Schaltvorrichtungen eignet, welche außerdem die Leistungsfähigkeit und die Empfindlichkeit vergrößern·
Für einen automatischen Meßbereichwähler für ein Meßgerät besteht somit die Erfindung darin, daß von einer Anzahl, von
P . Meßwertgebern jeder Meßwertgeber auf ein gemeinsames Eingangssignal
anspricht und dabei jeder Meßwertgeber ein Ausgangssignal liefert, dessen Größe abhängig ist vom Betrag
einer vorgegebenen Charakteristik des genannten Eingangssignales, daß der Wertbereich jedes Meßwertgebers eine
unterschiedliche Funktion des genannten Eingangssignales
ist und daß im Endwert des Bereiches das Ausgangssignal
nicht mehr als eine Funktion des genannten Eingangsimpulses angenommen wird.
Die Vorrichtung zum automatischen Auswählen der passenden
Skala in einem Meßinstrument nach der Erfindung enthält einen Wandler bzw. Übertrager oder Meßwertgeber für jede
verlangte Skala, und alle sprechen gemeinsam durch Erzeugung eines elektrischen Analog-Ausgangssignales bei verschiedenen
Meßbereichen proportional zum Eingangszustand oder irgendeiner Besonderheit an. Eine Auswählschaltung
vergleicht dabei die Ausgangspegel mit den Meßwertgebergrenzen. Anschließend kommt es zu einer Verbindung des
Ausgangssignales des höchsten, nicht gesättigten Meßwert- · gebers mit einem Analog-Digital-Umsetzer.
Automatische Meßbereich-Auswählvorrichtungen sind bereits
durch die amerikanischen Patentschriften 2 981 107 und
3 187 32J bekanntgeworden. Bei diesen bekannten Vorrich-
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tungen betreibt jedoch nicht ein gemeinsames Analog-Eingangssignal
gleichzeitig mehrere Meßwertgeber, von denen jeder eine andere Ansprechempfindlichkeit aufweist.
Die Erfindung sei nachstehend an Hand der Zeichnungen für
eine beispielsweise und besonders vorteilhafte Ausführungsform näher erläutert. Aus der nachstehenden Beschreibung
ergeben sich Weiterbildungen des Erfindungsgedankens.
Fig. 1.enthält ein Blockschema einer Schaltung für eine
automatische Skalen-Auswähleinrichtung nach der Erfindung.
Fig. 2 enthält die Schaltung eines Discriminators, der in
Verbindung mit der Einrichtung nach Fig. 1, bzw. nach der Erfindung, verwendet werden kann.
Fig. 3 enthält die Schaltung eines beispielsweisen Zustandgebers, welcher in der Auswählschaltung nach
der Erfindung verwendbar ist.
Fig. 4- zeigt die Ansprechkurven einer Anzahl von Meßwertgebern, die in der Einrichtung nach der Erfindung
betrieben werden.
Fig. 5 enthält eine Schaltung, welche in der Einrichtung
nach Fig. 1 als Schwellwert-Detektor verwendbar ist.
In der folgenden Beschreibung wird das Skalen-Auswählgerät für den Gebrauch in Verbindung mit einem Gerät zur Bestimmung der Zeitfolge bei der Signal-Verzögerungs-GharalEteristik
einer elektrischen Schaltung beschrieben. Der bei dieser Anwendung verwendete Zustandsgeber liefert ein Ausgangs-Analogsignal,
dessen Amplitude mit wachsender Verzögerung der Signalübertragung durch die zu messende Schaltung
ansteigt.
Es ist daran zu denken, daß die Skalen-Auswählvorrichtung
leicht zur Operation mit anderen konventionellen Meßwert-
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gebern oder Übertragern, welche auf eine Änderung des
Parameters eines Eingangssignales ansprechen, angeschlossen werden kann. Als Beispiele solcher Vorrichtungen seien
u. a. genannt: magnetische Feldverschiebungs-Übertrager,
Kristall-Druck-Übertrager, Thermoelemente«
Bei der Anordnung nach Fig. 1 befindet sich auf einem
Substrat 10 eine elektrische Schaltung zwischen den Klemmen 11 und 12, Die Klemme 11 ist die Eingangsklemme und
die Klemme 12 ist die Äusgangsklemme. Die an diesen Klemmen
liegende Schaltung ist Jene Schaltung, für welche die Verzugszeit bei der Signalfortpflanzung zu bestimmen
ist. An der Eingangsklemme wird durch geeignete Mittel ■
ein Testimpuls eingeführt. Mit der Eingangsklemme und der Ausgangsklemme ist ein Spannungs-Discriminator 13» 14- angeschlossen. Dieser erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die
Testimpuls-Spannung den Discriminator-Schwellwert überbrückt. Der Schwellwert wird mit einer Referenz-Bpannung
an den Klemmen 15 gesetzt.
Discriminator-Schaltungen zur Durchführung der Entdeckungsfunktion sind an sich bekannt. Ein Beispiel für eine geeignete
Schaltung zur Anwendung bei der Zeitfolge-Ermittlung ist in Fig. 2 gezeigt.
Beim Fehlen irgendeines Eingangssignales wird der Transistor
16 leitend und der Transistor abgeschaltete Beim Auftreten eines Eingangsignales mit ansteigendem Potential
wird der Transistor 1? in den Ein-Zustand gebracht, wobei
die Spannung am Widerstand 18 genügend angehoben wird,
um den Transistor 16 umgekehrt vorzuspannen, so daß dieser in den Aus-Zustand gelangt. Die anfängliche Leitfähigkeit in der Primärwicklung des Transformators 19
liefert einen Impuls kurzer Dauer in der Sekundär-Wick-■
■ · . ■; '..- ". ■■■ - 7 - ■■■■■'.,
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lung, welcher dann "bei 20 verstärkt wird. Wenn das Eingangspotential abnimmt und unter den Referenz-Spannungspegel
fällt, dann'wird der Transistor 16 wieder leitend werden. In der zu beschreibenden Zeitfolgesituation ist
ein Discriminator sowohl mit der Start- als auch mit der Stoppklemme der in der Prüfung befindlichen Schaltung verbunden,
so daß nur die Discriminatorsignale, welche den Spannungsanstieg eines Prüfimpulses anzeigen, benutzt sind,
um den folgenden Schaltungsaufbau zu steuern.
Bei der Einrichtung nach Fig. 1 spricht der Discriminator 13 auf den Einsatz des Prüfimpulses an. Er ist mit Ein-Eingangsklemme
eines konventionellen, bistabilen Triggers 25 verbunden· Der auf die Ankunft des Testimpulses an der
Klemme 12 ansprechende Diskriminator 14 ist mit der Aus-Eingangsklemme
des Triggers verbunden.
Der Trigger wird deshalb in den Ein-Zustand gebracht, wenn
der Testimpuls der Klemme 11 aufgeprägt wird. Er gelangt in den Aus-Zustand, wenn der Impuls später an der Ausgangsklemme
12 ankommt. Die Zeit während welcher der Trigger im Ein-Zustand ist, repräsentiert die Prüfungs-Schaltungs-Fortpflanzungs-Verzögerung
oder die verflossene Zeit.
Die Beschreibung betrifft insoweit eine Situation, bei
welcher die Zeitverzögerung der zu messende Zustand ist. Ein Signal, welches diesen Zustand repräsentiert, wird
erzeugt und diesemwLrd ein. bedeutungsvoller Wert zugeschrieben.
Das Zeitfolgesignal wird durch die Meßwertgeber 26, 27 und 28, die zusammen an den Ausgang des Triggers 25 angeschlossen
sind, in ein proportionales Analog-Signal umgewandelt. Diese Meßwertgeber reagieren gleichzeitig auf
den Trigger-Ausgangswert und sind Je in einem bestimmten
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Betriebszustand während einer Zeit j in der der Trigger im
Ein-Zustand ist, um einen Speicherkondensator aufzuladen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Funktion der
verflossenen Zeit darstellt· -
In Fig. 3 ist in beispielsweiser Ausführungsform ein für
die Vorrichtung nach der Erfindung besonders geeigneter
Meßwertgeber dargestellt. In der Schaltung nach-Fig. 3
befindet sich der Transistor 30 durch das Signal aus dem
Trigger 25 im Aus-Zustand, so daß die Diode 31 in Durchlaßrichtung
vorgespannt ist und der Kondensator 32 beginnt,
sich auf eine negative Spannung aus der Eonstantstromquelle
21 aufzuladen.
Der Transistor 34· ist zu dieser Zeit im Aus-Zustand. Der ·
Aufladeprozeß setzt sich fort bis entweder der Trigger in
den Aus-Zustand gelangt oder bis der Verstärker gesättigt ist. Der Spannungspegel der gespeicherten Ladung ist das
Analog-Signal, welches die Zeit repräsentiert, in welcher der 'Trigger 25 im Ein-Zustand ist, wenn der Kondensator
noch im linearen Ladebereich bei ausgeschaltetem Trigger war.
Wenn der Transistor 30 in den Ein-Zustand zurückgeschaltet
wird, dann wird die Diode 31 umgekehrt vorgespannt
und hinter den Kondensator 32 an der Entladung, womit eine Abfrage der gespeicherten Einlage sofort möglich ist.
Abhängigkeit von der elektrischen Größe, der Bauelementqualität und der eingeprägten Spannungspegel kann der Kon- „
densator 32 seine Ausgangsspannung für eine Sekunde innerhalb 0,1 #>
halten. Früher wurde zu jeder1 Messung jedoch
ein negativer Rückstellimpuls dem Basiswiderstand des Rückstelltransistors 34- aufgeprägt* Der negative Impuls bringt *
den Transistor 34 in den Ein-Zustand und ermöglicht eine
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Entladung des Kondensators 32 auf eine vorbestimmte Spannung
zur "Vorbereitung für eine folgende Messung. Der Basiswiderstand
dient zum-Ausgleich der Basisströme für den Fall, daß mehr als eine Basis als in Fig. 1 dargestellt ist, vorgesehen
wird.
Um einen größeren Bereich der Signal-Fortpflanzungs-yerzögerung
zu belegen, sind zusätzliche Meßwertgeber vorgesehen,
welche dem in Fig. 3 dargestellten ähnlich sind und welche mit verschiedenen Funktionen der Zeitfolge reagieren.,
Der Ladung sb e tr ag oder Ansprechempfindlichkeitsgrad von jedem Meßwertgeber ist durch Abwandlung der Bauelementwerte
variierbar, so daß jeder Meßwertgeber eine andere Länge der Yerzögerungszeit überdecken kann.
Der Meßwertgeber 26 kann zum Beispiel den Bereich von 0 bis
10 HanoSekunden, der Meßwertgeber 27 den Bereich von 0 bis
100 Nanosekunden und der Meßwertgeber 28 den Bereich von 0
bis 1000 Nanosekunden belegen. In jedem Meßwertgeber werden
Bauelementwerte entsprechend abgewandelt, so daß der überdeckte Zeitbereich für jeden Meßwertgeber in den linearen
Teil der Ladungskurve für die verschiedenen Kondensatoren fallen würde.
Aus Gründen der Einfachheit ist es wünschenswert, daß jeder
Geber-Ausgangswert zwischen festen, gemeinsamen Spannungen zum Beispiel zwischen 0 und 10 Volt, variiert. Der
gemeinsame Spannungsausgangsbereich ist indessen, nicht erforderlich,
da der Analog-Digital-Umsetzer multipliziert werden kann, um einen Bereich anzunehmen, welcher alle
Geber überdeckt. "
In Figur 4 ist die Zuwachszeit, welche mit jedem Meßwertgeber
belegt wird, dargestellt, wobei die Werte der nagativ verlaufenden Ladespannung über der Zeit für die Meß-
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wertgeber 26, 27 und. 28 bei eingeschaltetem Zustand durch
den Trigger verglichen werden können. Die brauchbaren Teile der Kurven liegen über der gebrochenen Linie. Die Signalwerte
unter dieser Linie liegen im nichtlinearen Teil oder Sättigungsbereich des Meßwertgebers und werden durch einen
konventionellen Schwellwert-Detektor blockiert. Wenn der Meßwertgeber nach Fig. 3 durch den Trigger in den Aus-Zu—
stand gebracht wird, hält die zugehörige Verstärkerschaltung 33 den Grenzwert der Anstiegsspannung durch eine
Kückkopplungsschleife aufrecht, so daß eine Abfrage des
Meßwertgeberwertes zu einer Zeit stattfinden kann, welche
der wirklichen Messung der Fortpflanzungsverzögerung für
die unter Prüfung stehende Schaltung folgt.
Jeder der Meßwertgeber 26 und 28 nach Fig. 1 ist mit einem
eigenen Schwellwertdetektor und einer Zerhacker-Transistorschaltung verbunden. Der Meßwertgeber 26 ist zum Beispiel . ■
an den Detektor 35 und an die Unterbrecherschaltung 36 angeschlossen. Der Meßwertgeber 27 ist mit dem Schwellwert—
Detektor 37 und der Zerhacker schaltung 38 verbunden. An
den Schwellwert-Detektor 39 und an die Zerhacker schaltung
4Ό ist der Meßwertgeber 28 angeschlossen. Einer oder alle
der Meßwertgeber können unterhalb oder oberhalb des ausgewählten Grenzwertes ihren Sättigungspunkt haben. Jede
Folgeschaltung ist daher für jeden dieser Meßwertgeber
logisch mit einer anderen verbunden, um die Zustände zu
belegen, wenn ein Abfühlgeberist oder nicht ist über der
Sättigung oder dem vorgewählten Endpunkt. Die Schwellwertspannungen der Detektoren können einzeln auf den gewünschten
Wert einstellbar sein. Sie sind jedoch vorzugsweise
auf gleiche Spannungswerte einstellbar eingerichtet.
.
In Fig. 5 ist in beispielsweiser Ausführungsform eine besonders
geeignete Schwellwert-Detektorschaltung gezeigt·
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Wenn das Signal an der Eingangsklemme aus einem Meßwertgeber
negativ zunimmt, wird die Diode 41 in ausreichendem
Maße in der Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß sie
in den Ein-Zustand gelangt. Dieser Vorgang führt zur Erniedrigung des Basis-Potentials des Transistors 42, so
daß der Transistor in den leitenden Zustand gelangt·; Das Potential an der Ausgangskiemine 43 ändert sich vom binären
O-Pegel zu dem positiveren 1-Pegel, womit angezeigt
ist, daß der gegenwärtige Schwellwert überschritten worden ist.
In der folgenden Beschreibung wird die Arbeitsweise der verschiedenen Schaltungsblocks in. der binären Logik mit
dem 1 oder dem O-Zustand erörtert.
Der O-Zustand zeigt an, daß das Ausgangssignal der Schaltung
auf dem negativeren der beiden Pegel liegt. Der 1-Zu-' stand zeigt an, daß der Ausgangswert auf dem positiveren
Pegel liegt.
Wenn der Ausgangswert des Meßwertgebers 26 unter dem vorgewählten Wert wie die nichtliniare oder Sättigungs-Spannung
liegt, ist das Ausgangssignal des Schwellwert-Detektors 35 im O-Zustand, womit der Zerhacker-Transistor-Schalter
leidend wird. Das Zerhacker-Ausgangs-Potential stimmt mit dem Meßwertgeberpegel überein und wird über einen Verstärker
46 zur Umsetzung auf einen Digitalwert einen geeigneten Analog-Digital-Umsetzer 4? zugeführt. Für den vorliegenden
Fall eignet sich besonders ein Adage Voldicon-Konverter,
Modell No. VR16-AD der Firma Adage, Inc. of Boston, Mass.
Das Ausgangssignal vom Detektor 35 wird als Eontroll-Eingangssignal
der Umkehr-Treiberschaltung 48 zugeführt. Die Treiberschaltung kehrt den Detektor-Ausgangswert in den
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!-Zustand um, womit eine Operation des Bereich-Auswahl-Gerätes
angezeigt ist, welcher iniig. 1 das Bezugszeichen
I entspricht. -
Mit dem Ausgang des Detektors 35 ist auch eine Inverterschaltung
49 verbünden, um einen 1-Pegel-Ausgang zu erzeugen, während der Detektor auf dem 0-Pegel liegt* Der
Inverter-Ausgangswert wird über die Oder-Schaltung /50 dem
invertierendenTreiber51für den nächsthöhören Bereich.zugeführt« -,■-.""■.·-" ^. ".""..■"■ ;.-.. _-■'_- " ;\. ·- ; ;':.
Der Treiber 51 nimmt daher einen Ö-Ausgangszustand as, womit
angezeigt ist, daß dar Bereich II nicht wirksam ist* Der
Zerhacker-Transistorschalter: 56 ist ebenfalls durch
das Invertersignal blockiert. Während" der, iföJBwertjgeber 26
in einem annehmbaren Meßbereich liegtV sind die Meßwert-*
geber 27 und 28 im annehmbaren Meßbereich deriart, daß
ihre entsprechenden Sehwellwert-Detektoren 37 und 38 iia
O-Zustand liegen. Der Inverter 52 ist- Jedoeü, »it dem D@~ ;
taktor 37'.-verbunaea und_ liefest über die .Od^^Sehältuag- ".!-
55 einen. Eias-Eingaagspegels. -so.-.daS der ¥slEaM?t2?eiber 5^·
einen O-Pegelamsgang erzeugt. Damit wird ang©£©igt8 daS '
auch der Bereich III nicht wirksam ist» Das Signal as® d@a?
Oder-=-Schaltung 53 schaltet den TranBistor-Sehalter 1VQ ssas«
Die Ausgangswerte der umkehrenden Treiber 489 51 und
zeigen soait die augenblicklieh umgaketefe@a Skalen
In dem FaIIe9 wo der Meßwertgeber 26 seises
Endpunkt überschreitet 9 geht der Ö-Amsgaogswert des
^ert^Sstekfea^s 35 auf eiaea !-Pegel ubei? tsad
eine Bakete am
ia des O-P©gsl den
Des* Sesfea^Ises^Bo^aloar 36 isl^l äzrsek, fico. Γ\= L'c.^1 t®d So=-· ^
to^j, so daß Oan Sigaal- -/on !'Jocso^ga^es? 25
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nicht länger konvertiert ist. In dem Zeitpunkt, wo der Inverter
49 auch in den O-Pegel überwechselt, wird die frühere
Behinderung des umkehrenden Treibers 5I aufgehoben.
Wenn der zweite Meßwertgeber 27 noch in seinem annehmbaren
Signalbereich liegt, bleibt der Schwellwert-Detektor 37 im
O-Zustand. Die umkehrende Treiberschaltung 51 liefert dann
einen 1-Pegel-Ausgangswert und der Transistorschalter 38
wird eingeschaltet. Dies führt zu einer Verbindung des Signales aus dem Meßwertgeber 27 mit dem Verstärker 46 zur Umwandlung
bei 47. Der Bereich II wird daher wirksam.
Wenn der Meßwertgeber 27 seinen Endpunkt überschreitet, nimmt der zugehörige Schwellwert-Detektor 37 einen 1-Ausgangs
zustand an. Dieser wird über die Oder-Schaltung 50
übertragen, um den Schalter 38 in den Aus-Zustand zu bringen
und den Ausgangswert des invertierenden Treibers 51 zu einem O-Zustand zu ändern. Dies führt zur Sperrung der
Umsetzung des Bereiches II.
Der Inverter 52 ändert sich auch zu einem O-Zustand, so
daß die Behinderung des invertierenden Treibers 54 über
die Oder-Schaltung 53 aufgehoben, wird. Wenn der dritte
Meßwertgeber 37 noch in seinem annehmbaren Ausgangs-Bereich liegt, ist sein Schwellwert-Detektor 39 auf dem
O-Pegel, so daß der Zerhacker-Schalter 40 eingeschaltet wird und der Treiber 54 einen 1-Ausgangspegel liefert, um
eine Operation im Bereich III anzuzeigen. Das Signal des Meßwertgebers 28 wird für die Umwandlung bei 42 benutzt.
In dem lalle, daß der Meßwertgeber 28 oder der letzte Meßwertgeber
der Seihe seinen Endwert überschreitet, entsteht eine Über-Strich-Böreich-Anzeige auf der Leitung 55
an der Klemme 56. Der Ausgangspegel auf dieser Leitung
ist nur der Pegel vom Schwellwert-Detektor 39. Er wird nur, auf dem 1-Pegel sein, wenn der letzte Meßwertgeber seinen
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vorgewählten Bereich überschritten hat· Wenn dies eintritt, wird der Zerhacker 40 ausgeschaltet und der Trei-"ber
54 erzeugt einen O-Pegel, weil das Detektor-Signal
über die Oder-Schaltung 53 zugeführt wird·
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß alle Meßwertgeber 26 bis 28 dem gleichen Analog-Signal aus dem
Trigger 25 ausgesetzt sind und daß alle gleichzeitig ansprechen und zwar in der Zeit, in welcher der Trdger im
_ Ein-Zustand ist. Wegen der gleichzeitigen Aktion werden
™ die Schwellwert-Detektoren für jene Skalen im Ein-Zustand
sein, die durch das Analog-Signal überschritten werden
ohne den Folge test für jeden Geber gehabt zu haben, um seinen Zustand au bestimmen, wie dies gewöhnlich bei automatischen
Meßbereich-Vorrichtungen getan wird.
Die Geschwindigkeit des automatischen Skalen-Systems ist bestimmt durch die Ansprechzeit, welche für den Analog-Digital-Umsetzer
gebraucht wird, da eine Umsetzung während der Zeit stattfinden kann, wo der Analog-Eingangsimpuls zugeführt
wird.
Im Bedarfsfälle kann der Konverter durch eine Trigger-Tor
schaltung verriegelt werden, um. nur nach dem Eingangswert
an den Meßwertgebern in Betrieb zu sein. Es ist möglich,
daß die Meßwertgeber 26 bis 28 eliminiert sein können und daß dafür Übertrager, wie sie oben erwähnt sind,
ausgetauscht werden können«, Die Übertrager müssen natürlich gegen Überbeanspruchung und Überbelastung in den
unteren Bereichen im Falle des analogen Einganges, zum Beispiel als Versetzung oder Druck3 widerstandsfähig sein,
wenn diese hohe Werte überschreiten. "
Obgleich die beschriebenen Skalen die zehnfache Kapazität
der vorangehenden Skala aufweisen, können verschiedene
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Skalen nach Wahl in die automatische Skalenvorrichtung nach der Erfindung einverleibt werden. Die Skalen-Anzeige-Leitungen
können in diesem Falle mit pasenden Schaltungen verbunden sein, um den Eingang zum Konverter zu ändern.
Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn eine Teilwertlösung
gewünscht wird, wobei eine Änderung von einem vollen Meßwertausschlag
von ίλ auf einen vollen Skalenausschlag von
10 oder ait anderen Proportionen gegeben sein soll.
Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht in einfacher
Heise eine Computer-Anwendung, da die Baten aus dem Konverter 42 und aus den Bereichleitungen I, II und III leicht
ia. digitaler Form zxt speichernsind·
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Claims (1)
- '-'■ Patent ansprücheAutomatischer Meßbereiehwähler für ein Meßgerät, dadurch gekennzeichnet, daß Von einer Anzahl von Meßwertgebern (26, 27, 28) jeder Meßwertgeber auf ein gemeinsames Eingangssignal anspricht und dabei jeder dieser Meßwertgeber ein Ausgangssignal liefert, dessen Größe abhängig ist vom Wert einer vorgegebenen Charakteristik des genannten Eingangsignales, daß der Meßwertbereich jedes Meßwertgebers eine unterschiedliche Funktion des genannten Eingangssignales darstellt und daß imEndwert des Bereiches das Ausgangssign'al nicht mehr als Funktion des genannten Eingangsimpulses wirksam werden kann«2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wählschaltung die Ausgangspegel mit Meßwertgeber-Grenzwerten vergleicht und daß danach das Ausgangssignal des höchsten, nichtgesättigten Meßwertgebers auf einen Analog-Digital-Umsetzer oder auf ein Anzeigeorgan gegeben wird.5.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleichzeitiger Vergleich der Meßwertgeber-Ausgänge mit den Endwerten aller Meßbereiche vorgesehen ist.4.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichzeitige Ausschaltung aller Meßbereiches deren Endwerte von den Meßgeberausgängen übertroffen, werden, vorgesehen ist· . .5») Anor&aBsg nach den Ansprüchen 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet s daß ein© sofortig© Beschickung des richtigen Meßbereie!i='3inga3!g3s &©s Acsilos—Bigital-Uiiisetsers vorgesehen ist c00 9811/1067 ~ 17 - '6.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Anschlußklemmen (11, 12) der zu messenden Vorrichtung (10) je ein Discriminator (15» 14) angeschlossen ist, daß diese beiden Discriminatoren über eine Referenz-Spannungsquelle (15) zusammengeschaltet sind und ausgangsseitig mit einem gemeinsamen bistabilen Trigger (25) verbunden sind, in dessen Ausgangskreis alle Meßwertgeber (26, 27,28) in Parallelschaltung angeordnet sind, wobei jeder Meßwertgeber im Ausgang einen Schwellwert-Detektor (35» 37» 39) enthält und daß jedem Schwellwert_Detektor (35» 37» 39) eine invertierende Treiberschaltung (48,51» 54) zugeordnet ist, wobei verschiedenedieser Treiber (48) eingangsseitig durch je eine Inverterschaltung (49) mit nachgeschalteter Oder-Schaltung (50) überbrückt sind, wobei der andere Eingang der nachgeschalteten Oder-Schaltung (50) mit der Ausgangsleitung des Schwellwert-Detektors des anderen Treiberkreises 01) verbunden ist.7.) Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder invertierende Treiber eingangsseitig mit dem Eingang einer Unterbrecher-Schaltung (36, 38, 40) verbunden ist und daß der andere Eingang jedes dieser Unterbrecher-Schaltungen (36, 38, 40) vom Ausgang des zugeordneten Meßwertgebers (26, 27, 28) gespeist wird, wobei sämtliche Ausgänge der Unterbrecher-Schaltungen zusammengefaßt sind und über einen Verstärker (46) dem Analog-Digital-Umsetzer (47) zugeführt werden.009811/1067
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- 1969-09-05 DE DE19691944982 patent/DE1944982A1/de active Pending
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