DE1944982A1 - Automatischer Messbereichwaehler fuer ein Messgeraet - Google Patents

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

Automatischer Meßbereichwähler für ein Meßgerät

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- \ 0 0 98 T1/106 7 - 5 -

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-Eingaagspegel_s. -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

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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·

Patentanspruch»

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Claims (1)

1. '-'■ Patent ansprüche

   Automatischer 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 c

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   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.

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