DE1955917C - Impulszählanordnung - Google Patents

Description

eine lichtempfind- Zeit jedes Vergleichs und speist diese Signale einem

; Codierplatte 2 ist in Impulszahlwerk 14 ein. Die Ausgangsschaltung 12

ihrer Pendelrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie beide oder nur eines

von denen jeder ein der Signale Additions-und Subtraktionssignal erzeugt,

ι- «'«»η Si>o™nf,.n α, f, " ♦ a· ^ Y"^{d lichtundurc}h- 5 und zwar gemäß einer Eigenschaft des Impulszähl-

Iassigen Segmenten aufweist, die in gleichen Intervallen werks 14

p^ngH^ .nf ^t ^Ul^{d SIC}^^evr.^e"^s 1^{Ußr zur} Richtung der Das Impulszählwerk 14 führt eine Addition oder Γ λ^LTl ■ ^Oiex i^tonpfindliche Vorrich- eine Subtraktion des Impulszählsignals d entsprechend tung 4 setzt sich aus einer Mehrzahl lichtempfindlicher der Steuerung des Additions- oder Subtraktionsblemente zusammen, die den entsprechenden Teilen io signals e durch und erzeugt bei Vollendung dieses Ardcr Lodierpiatte Z entsprechen und in einer Geraden beitsgangs ein Zählkontrollsignal /, das zur Ausgangsangeordnet and, die auf der Richtung der Pendelung schaltung 12 und zum Indexregister 10 geleitet wird, der Codierplatte2 senkrecht steht. _Bei Empfang des Zählkontrollsignals/ beendet die

Zur einfacheren ΒβεΛ_ΓεΛυη_Β sei angenommen, daß Ausgangsrchaltung 12 die Erzeugung des Zählsignals ■!. die Codierplatz 2 aus zwei Teilen besteht und die 15 Das Additions- oder Subtraktion· -^:gnal e kann jedoch, hchtempfindliche Vorrichtung 4 aus zwei lichtempfind- je nach den Gegebenheiten, beibehalten werden,
liehen Elementen zusammensetzt ist. Für 'iescn Fall Andererseits empfängt das Indexregister 10 das zeigt F 1 g. 2 die relative Anordnung der Crdierplatte Zählkontrollimpulssignal / und bringt den Zustand und der lichtempfindlichen Elemente zueinander. Die der Ausgangsimpulssignale b_x und b₂ zur selben Zeit Codierplatte 2 besteht aus zwei Teilen 21 und 22, die 20 auf den neuesten Stand (updates). Die Komparatorsich parallel zur Richtung ihrer Pendelung erstrecken. schaltung 8 vergleicht dann diesen Zustand von A₁ Der I eil 21 enthalt transparente Segmente 211 und und b₂ mit demjenigen der Wäge-Impulssignalea, opake Segmente 212, die in gleichen Intervallen mit und a₂. Falls noch eine Differenz zwischen diesen beiden der Teilung/» angeordnet sind, die gleiche Weite pß Signalzuständeu besteht, erzeugt die Komparutorhaben und sich im rechten Winkel zur Pendelungs- 45 schaltung 8 erneut ein Arbeits-Steuersignal c, und die richtung erstrecken. Der Teil 22 enthält ebenfalls trans- Ausgangsschaltung 12 erzeugt ihrerseits ein neues Impaiente Segmente 221 und opake Segmente 222 von pulszählsignal </und ein Additions- oder Subtraktionsgleicher Teilung und Breite wie der Teil 21, die jedoch signal e, auf Grund deren der Zähler 14 wieder wie beum eine viertel Teilung gegen diejenigen de« Teils 21 schrieben in Funktion tritt und zum Ende seines verschoben sind. Die lichtempfindliche Vorrichtung 4 30 Arbeitsgangs ein Zählkontrollsignal / erzeugt. Weitersetzt sich aus zwei lichtempfindlichen Elementen 41 hin wiederholen sich gleichartige Arbeitsgänge. Die und 42 zusammen, die jeweils einem der Teile 21 Verschiebungsrichtung zwischen dem Zustand der und 22 der Codierplatte 2 gegenüberliegen und auf Wäge-Impulssignale α, und a₂ und dem der Ausgangseiner senkref ht zur Pendelungsrichtung der Codier- signale b_x und b₂ des Indexregisters 10 und damit die platte angeordneten Geraden liegen. Die lichtempfind- 35 Wahl zwischen Addition und Subtraktion bestimmt liehen Elemente41 und 42 können photoelektrische die Pendelrichtung der Waagestangel. Wenn die Wandlerelemente sein, die bei einer Vibration der Signale O₁ und a_t und die Signale b_x und b₂ in ÜberStange 1 zwei Impulsfolgen erzeugen, die gegenein- einstimmung kommen, ist die S'ange 1 zum Stillstand ander um eine viertel Teilung verschoben sind. gekommen; zu dieser Zeit entspricht die Zählung des

F i g. 3 zeigt in Form eines schematischen Block- 40 Zählwerks 14 dem gesuchten Wert des Gewichts,
diagramms einen erfindungsgemäßen Impulszähler, Eine gestrichelte Linie 16 in F i g. 3 deutet eine Verbei dem ein Impulsgenerator 6, der die lichtempfind- bindung an, auf Grund derer das Indexregister 10 dem liehen Elemente 41 und 42 und eine geeignete logische Wert des Impulszählwerks 14 folgt, wie später in VerSchaltung enthält, an tine Komparatorschaltung 8 bindung mit F i g, 8 und folgenden beschrieben wird, und ein Indexregister 10 Impulssignale O₁ und a₂ 45 Der wichtigste durch die Erfindung erzielte Vorteil liefert, die eine gegenseitige Phasenverschiebung von ist, daß auch im Fall, daß externes Rauschen od. dgl. ¹U Periode entsprechend der örtlichen Verschiebung in diö Eingangsschaltung kommt und einmal mitgezwischen den Teilen 21 und 22 der Codierplatte 2 auf- zählt wird, die resultierende fehlerhafte Zählung geweisen (F i g. 4). Die gegenseitige Beziehung der Im- löscht wird und die endgültige Zählung fehlerfrei aufpulssignale a_x und a₂ wird durch vier Zustände P₀, P₁, 50 tritt, da das Indexregister 10 vorgesehen ist, dessen P₂ und P₃ dargestellt, die später erläutert werden. Das Arbeitsweise derjenigen des Impulszählwerks 14 voll-Indexregister 10 verfolgt die jeweiligen Zustände der ständig gleicht, :.nd die Ausgangsimpulse dieses Re-Wäge-Impulssignale Q₁ und a₂ und speichert sie als gisters mit den eingehenden Wägeimpulsen verglichen solche. Aus dem Indexregister 10 abgelesene Signale A₁ werden.

und b_t sind unvermeidlich gegenüber den Impuls- 55 Beim Eintreffen eines externen Rauschsignals, selbst Signalen Ct₁ und a₂ um eine bestimmte Zeit verzögert. wenn im Zustand der Eingangs-Wägeimpulssignale Die im Indexregister 10 gespeicherten Signalzustände keine Veränderung auftritt, zählt der Zähler 14 das werden als die Ausgangssignale O₁ und b_t (F i g. 6) Rauschsignal und erhöh: gleichzeitig den Speicherwert an die Komparatorschaltung 8 weitergeleitet und dort des Indexregisters 10 um eins. Da jedoch das Rauschen hinsichtlich der Phase mi; den Wäge-Impulssignalen O₁ Go im allgemeinen innerhalb einer sehr kurzen Zeit und Uf₂ verglichen. Die Komparatorschaltung 8 erzeugt wieder endet, hat sich die Eingangsschaltung zurückein Signal c, das zur Steuerung eines Additions- oder gestellt, wenn das Zählen des Rauschens beendet ist Subtraktionsarbeitsgangs dient, der auf dem Ergebnis und der Ausgang des Indexregisters 10 nachgezogen ' des Phasenvergleichs beruht, und liefert dieses Signal c hat. Es ergibt sich also ein Unterschied um die Zäh- ^ zu einer Ausgangsschaltung 12. Letztere wird vom 65 lung 1 zwischen dem Zustand von a_x und a₂ und dem : Signal c gesteuert und erzeugt ein entsprechendes Im- von b_t und b_A. Die Komparatorschaltung 8 erzeugt ii pulszählsignal d, das zu addieren oder zu subtrahieren also ein Koinparator-Signal c, die Ausgangsschaltung ist, und ein Additions- oder Subtraktionssignal e zur 12 ein Zählsignal d und ein Additions- oder Subtrak- [

5 6

tionssignal e, und das Zählwerk 14 führt eine entgegen· 16 Möglichkeiten der von den Ausgangssignalen A₁

gesetzt zur vorhergehenden verlaufende Zählung durch, und A, des Indexregisters 10 im Vergleich zu den Wäge·

um den Zählwert wiederherzustellen, und verursacht Impulssignalen σ, und a_t angenommenen Zuständen,

außerdem, daß der Zustand des Ausgangssignals des Bei dieser Ausführungsform können, hieraus spezifische

Indexregisters 10 wieder mit dem Zustand von O₁ und a₂ 5 einzelne Additions- und Subtraktionsbedingungen

übereinstimmt, so daß die fehlerbehaftete Zählung gewonnen werden. Diese Bedingungen sind durch

korrigiert ist. In ähnlicher Weise wird auch, wenn die logische Schaltungen der Komparatorschaltung 8 ge-

Codierplatte2 (Fig. 1) plötzlich gemäß der Pendel- maß Fig. 5 zu erhalten.

schwingung der Waage ihre Auslenkungsrichtung Der Eingangsteil der Ausgangsschaltung 12 ist mit ändert, beispielsweise unmittelbar nach der Erzeugung io zwei Und-Nicht-Gliedem (NAND-Gliedern) 18 und 20 eines Additionssignals ein Subtraktionssignal erzeugt, ausgestattet. An eine Eingangsklemme des Und-Nichtso daß sich ein Zeitverzug in der Arbeitsweise des Zähl- Glieds 16 sind ein von einem Und-Glied 24 kommenwerks 14 ergibt; da das Ergebnis der Addition im des Signal, das ausasgte, = b_u ein von einem Nicht-Indexregister 10 gespeichert wird, wird ein Subtrak- Glied 26 stammendes Signal, das aussagt o, = A₁, und/ tions-Arbeitsgang wie im beschriebenen Fall der fehler- 15 vom Impulszählwerk 14 angelegt; an eine Eingangshaften Zählung fortgesetzt, und schließlich wird eine klemme des Und-Nicht-Glieds 20 sind ein von einem korrekte Zählung erhalten. Außerdem kann, wenn die Nicht-Glied 28 stammendes Signal, das aussagt U₁-A₁. Schwingungsperiode der Stange 1, also die Breite und ein von einem Und-Glied 30 stammendes Signal und ? das Intervall der Eingangs-Wägeimpulse, vorher be- angelegt. Da / = 1 ist, solange kein Zählkontrollkannt ist, eine noch exaktere Zahlung erzielt werden, 10 signal / erzeugt wird, werden das Ausgangssignal c +■ indem das Zählkontrollsignal / um eine Zeit verzögert des Und~Nicht-Glied318 und das Ausgangssignal c -geliefert wird, die kürzer ist als das Impulsintervall des des Un^-Nicht-Glieds 20 nur durch die Ausgangs-Eingangssignals. signale des Und-Glieds24 und des Nicht-Glieds 26

In Fig. 5 ist ein Schaltplan dargestellt, der das bzw. des Und-Glieds30 und des Nicht-Glieds28 be- Blockdiagramm gemäß F i g. 5 als praktische logische as stimmt und nehmen, wenn die Aaditions- und Subtrak- Schaltung darstellt. Die Wirkungsweise der Schaltung tionsbedingungen erfüllt sind, folgende Werte an:

gemäß F i g. 5 sei im folgenden an Hand der Impuls- Wenn die Additionsbedingung erfüllt ist, formdiagramme gemärt F i g. 6 erläutert.

Da die Wäge-Impulssignale a_x und a_t mit einer _ 1 d — \ Phasenverschiebung von V4 Periode entstehen, wie 30 ^c + = 0 -* I

beschrieben, können die Zustände der beiden Signale, I e + — 1 also die kombinierte Betrachtung der Anwesenheit und und wenn die Subtraktionsbedingung erfüllt ist, der Abwesenheit der Impulse, in vier Gruppen unter- . teilt werden, nämlich P₉(O₁ = 0, O₁ = 0), P₁(O₁ - 1, c - = 0 -► i ⁼ O₁ = 0), P₁(O₁ = 1, a_t = 1) und P,(a_l= 0, a_t = 1), 35 |e— = 1 wie in F i g. 4 gezeigt ist. In der folgenden Beschreibung sind die Impulszustände σ, = 1, a_t = 0, a_t = 1 Ist durch die Additionsbedingung ein Additionsund O₁ = 0, als O₁, e„ a_t und O₁ bezeichnet. signal e+ = 1 erzeugt, so bleibt dieser Zustand be-

Bei F i g. 6 ist angenommen, daß o, und a_t die Wäge- stehen, bis durch die Subtraktionsbedingung ein Impulssignale und A, und A₁ die Ausgangssignale von 40 Subtraktionssignal e— — 1 erzeugt wird da die Flipflops B₁ bzw. B, des Indexregisters 10 sind. Die Signale e+ und e- durch einen AS-Flipflop (bistabiler Flipflops sind so voreingestellt, daß a_t = b_t und a_t = A₁ Multivibrator) 32 in der Ausgangsschaltung 12 aufist, wenndieZuständederWäge-Impulssignaleo, und α, rechterhalten werden. Die gleiche Bedingung gut für urd die der Ausgangsimpulssignale b_x und b_t des Index- das Subtraktionssignal e — = 1. registers 10 miteinander übereinstimmen. Wenn sich 45 Wird dem Zählwerk 14 ein Zählsignal d zugeführt, unter diesen Bedingungen die Codierplatte 2 in zu* so führt es eine Zahlung durch und erzeugt das Zähl· nehmender oder abnehmender Richtung bewegt und kontrolbsgnal /. Obs Signal / wird Li einem Nichtden Zustand der Impulssignale 0, und a_t ändert, isl die Glied 34 invertiert und den Und-Nicht-GIiedern 18 Bedingung zur Durchfahrung einer Addition, daß 6, und 20 zugeführt, c+ und e— werden daraufhin 1 und und b_t jeweils um Ί, Periode zur zunehmenden Seite so bringen das Zählsignal d wieder auf 0, während söhnt gegen a_t und a_t verschoben sind und hierbei wohl e+ als auch ■?— ihren Zustand zu dieser Zeit bei- <r, = b_t und o_t Φ 6] sind. Entsprechend ist die Bedin- behalten. Da das Zählkontrollsignal / bei Vollendung gtmg für eine Subtraktion, daß b_t und b_t im Vergleich des Zählungsvorgangs des Zählwerks 14 wieder wie zu a, bzw. e_t um V* Periode in abnehmender Richtung zuvor wird, nimmt auch die Ausgangsschaltung 12 verschoben sind und daß zu dieser Zeit a_x φ b_t und 55 wieder ihren ursprünglichen Zustand an, und die 0, = b_t ist. Die Komparatorschaltung 8 ist so ge- Schattzustände der Flipflops B₁ und B₁ des Indexreschaltet, daß sich c, mit b_t und O₁XtUXb₁ vergleichen gisters 10 ändern sich so, daß sie mit den Zuständen und ein Additionssteuersignal erzeugt wird, wenn der Wägeimjjulssignate o, und a_t zum Zeitpunkt der O₁ — b_t und O₄ Φ bt sowie ein Subtraktionssteuersignal Erzeugung des Zählkontrollsignals übereinstimmen, erzeugt wird, wenn β, φ b_t und α, « *, ist. 60 Es ergeben sich also folgende logische Formeln

Wie m F t g. 7 dargestellt ist, gibt es insgesamt von c+, c— und d:

c+ = /(β, A₁ + O₁A₁)(U₁A₁ +

C- = 7(01*1 + O₁A₁)(O₁A₁ + O₁F₁)

d = / j

Es sei nun erläutert, warum der beschriebene Impulszähler kaum durch äußeres Rauschen beeinflußt werden kann. Solange beispielsweise die Wägeimpulssignale &, und a_t im Phasenzustand P_x sind (F i g. 6), ist der Inhalt des Indexregisters 10 ebenfalls im Zustand P_x, und es findet kein Zählvorgang statt. Falls auf Grund eines Rauschens α, und a_t gleichzeitig 1 werden, so wird der Zustand äußerlich gleich demjenigen, bei dem die Wägeimpulssignale in den Zustand P₁ Überwechseln. Da sich jedoch der Inhalt des Indexregisters 10 noch wie zuvor im Zustand P_x befindet, nehmen die Signale α,, a_t, b_x und b_t die Beziehungen an a, φ b_t und σ, = A₁. Die Ausgangsschaltung 12 erzeugt also einen Subtraktionsimpi'ls, das Zählwerk 14 führt die Subtraktion eines Impulses aus und erzeugt ein Zählkontrollsignal /. Während die Ausgangssignale H_x und b_t des Indexregisters 10 6urch das Zählkontrollsignal /nach P₁ weiterlaufen, werden die Signale a_x und a_t etwa bei Vollendung dieses Weiterlaufens in den vorherigen Zustand P₁ zurückgestellt, da das Rauschen mittlerweile geendet hat. Es wird also nun a_t - b₂ und a_t Φ />,. so daß die Ausgangsschaltung 12 ein Additionssignal erzeugt und das Zählwerk 14 einen Impuls addiert, der die durch das Rauschen verursachte Subtraktion rückgängig macht; die Ausgangssignale b_x und b_t des Indexregisters 10 kehren in den Zustand P_x zurück.

Oder, wenn beispielsweise ein Rauschen auftritt, das die beiden Signale a, und σ, zu 1 macht, während die Anordnung im Zustand P₃ ruht, so wird a_t = b_t und a, + />,. und es wird einmal eine Addition durchgeführt. Wenn jedoch das Rauschen verschwindet, wird a, φ b_t und a_t - b_t, und die stattgefundene fehlerhafte Addition wird durch eine Subtraktion auskorrigiert.

Wie erläutert, ist es also durch die beschriebene Ausführungsform möglich, selbst eine einmal durchgeführte fehlerhafte Zählung auf Grund eines Rauschens von niedrigem Pegel im Eingangsteil stets rückgängig zu machen, so daß das Zählwerk 14 genau nur die dem gemessenen Wert entsprechenden Impulssignale zählt.

Da die Codierplatte 2 in Vertikalrichtung schwingt, wenn ein Gegenstand auf die Waage gelegt wird, ergibt die Beziehung zwischen den Wägeimpulssignalen α, und a_t und den Ausgangssignalen b_t und b_t des Indexregisters abwechselnd eine Addition und eine Subtraktion. Die Zählung vmd jedoch sukzessiv jedesmal korrigier:, wenn die Codierplatte 2 ihre Pendelungsrichtung umkehrt und dabei zwischen Addition und Subtraktion wechselt, bis die Codierplatte 2 zur Ruhe kommt, d. h.. bis die Wägeimpulssignale <t, und a_t in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen b_t und b_t des Indexregisters kommen; somit kann theoretisch eine richtige Zählung ohne irgendeinen Zählfehler erhalten werden.

Eine abgewandelte Ausfühnmgsform gemäß F i g. 8, deren Funktionsweise durch Diagramme an Hand der F i g. 10 und U erläutert ist. ist hinsichtlich der Unbeeinflußbarkeit durch Rauschsignale noch weiter verbessert. Diese Ausführungsform ist etwas komplizierter aufgebaut ab diejenige gemäß F i g. 5. Hinsichtlich der Rauschunempfindlichkeit seien zuerst die folgenden Betrachtungen angestellt:

1. Da das Arbeitssignal eines Indexregisters IC auf Grund eines Additions- oder Subtraktionssignals gebildet wird, das gemäß der gestrichelt eingezeichneten Linie 16 in F i g. 3 dem Impulszählwerk 14 zu geführt wird, ändern sich die Ausgangssignale des Indexregisters in genau der gleichen Weise wie die Zählung des Impulszählwerkes 14. Da die Signale d und e durch Vergleich dieser Ausgangssignale des Indexregisters 10' mit den Eingangs-Wägeimpulssignalen erzeugt wird, wird die Zählung genauer.

2. Da alle Arbeitsgänge der Schaltung durch einen vom Impulszählwerk 14 stammenden Zeit- oder Uhrimpuls Φ zeitlich gesteuert werden, wird die Stabilität

ίο der Schaltung gegen Rauschen höher.

Bei der Schaltung gemäß F i g. 5 ist es so, daß bei einem Rauschen, das die beiden Signale α, und a_t zu »1« macht und einläuft, wenn sowohl die Wägeimpulssignale als auch die Ausgangssignale des Index-

iS registers sich im Zustand P_x befinden, die Signale a_x und a_t einen Zustand annehmen, der dem Phasenzustand P₁ entspricht, ο daß ein Subtraktionssignal erzeugt wird und ein Subtraktionsvorgang durchgeführt wird; das Indexr- -ister 10 wird in den Zustand P₁

ao weitergebracht. Bewegt sich jedoch die Codierplatte 2 der Waage abwärts, während das Zählwerk 14 die vom Rauschen stammenden Impulse zählt oder bevor das Rauschen endet, und ist der Zustand der Wägeimpulssignale unmittelbar nach dem Ende des Rauschens

as und der vom Rauschen verursachte Impuls vollständig gelesen, so ergeben sich zwischen den Wägeimpulssignalen a_x und a_t und den Ausgangssignalen b_x und b_t des Indexregisters 10 zwei Verschiebungen, und die Komparatorschaltung 8 wird arbeitsunfähig. Bewegt sich nun die Codierplatte 2 weiter in der abnehmenden Richtung und die Impulssignale σ, und a_t werden in den Zustand P₃ versetzt, so führt die Beziehung zwischen P₃ und dem Ausgangszustand P_x des Indexregisters 10 zu einer Subtraktion; es wird also ein Subtraktionssignal erzeugt, auf Grund dessen das Impulszählwerk 14 weiterhin »lt subtrahiert und das Indexregister 10 in den Zustand P₃ nachgestellt wird, so daß der Arbeitsgang endet. Obwohl also in diesem Fall das Gewicht praktisch um einen zwei Impulsen entsprechenden Wert angestiegen ist, führt das Impulszählwerk 14 die Subtraktion von zwei Impulsen durch und erzeugt dadurch einen Fehler von vier heim Stillstand.

Dieser Nachteil wird bei der Ai'sführungsform

gerräß F1 g. 8 vermieden. Kommen nämlich die Wägeimpulssignale α, und a_t und die Ausgangssignale des Indexregisters 10' in eine um zwei gegeneinander verschobene Zustandsbeziehung, also P₀ und P_t oder P₁ und P₃, so wird ein Zählsignal «/erzeugt, das das Zähl-

Se werk zur Tätigkeit anregt, wobei das Additions- oder Subtraktionssignal entgegengesetzt zum letzten Signal werden kann. Dies fuhrt dazu, daß im Zustand P₀ von α, und o, und P_t von b, und b_t ein Additionsvorgang durchgeführt wird, nachdem ein Rauschen verschwun-

SS den ist, oder sogar, wenn eine fehlerhafte Zählung in der oben beschriebenen Weise vom Rauschen verursacht wurde. Die Signale α, und a_t verbleiben also im Zustand P₀, während b_t und b_t den Zustand P₁ annehmen, und sodann wird ein Additionssigna] erzeugt,

das β,, σ,, 6, und b_t in den Zustand P₀ bringt, so daß der Arbeitsvorgang vollendet ist Ist also die Nachlaufgeschwindigkeit der Schaltung und des Impulszählwerks 14 hoch im Vergleich zur Frequenz uei Eingangs-Zählimpulse, so können fehlerhafte Zählungen inso-

6$ weit praktisch nie erfolgen, als die Dauer eines in der Eingangsschaltung erzeugten Rauschen* von niedrigem Pegel nicht so lang ist. Im folgenden wird an Hand der F i g. 8, 10 und 11

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ίο

die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform be- Addition durchgeführt, wenn zuletzt eine Subtraktion schrieben. stattgefunden hatte.

Die vom Impulsgenerator 6 kommenden Impuls- Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8 wird eine

signale O₁ und a₂ und die Ausgangssignale b_x und b_t Addition oder Subtraktion eines Impulses mit Hilfe des Indexregisters 10' werden in einer ersten Korn- 5 zweier Uhrimpulse durchgeführt. Die Ausführungsparatorschaltung 81 verglichen, die zwei Signale C₁ form gemäß F i g. 9 bringt jedoch eine Addition oder Ia₁ φ 6j) und C₁ (a_% Φ b_t) erzeugt und einer zweiten Subtraktion mit einem Uhrimpuls zuwege.

Komparatorschaltung 82 zuführt. Das Ausgangssignal Bei dieser Ausführungsform gemäß F i g. 9 wird ein j

der zweiten Komparatorschaltung 82 ist 5 = 0. Dieses Hilfs-Uhrimpuls Φ_ο zu einem Zeitpunkt erzeugt, der Signal ist also immer 0, wenn das Zählsignal erzeugt io etwas vor demjenigen Zeitpunkt liegt, zu dem der Uhr-

wird. In den anderen Fällen folgt es jedoch einer an impuls Φ zum Anlaufen des Zählvorganges an die ^:

Hand von Fig. 11 erläuterten Beziehung: Flipflops D und E der Ausgangsschaltung 12' ingeleg:

a) Wenn der Zustand von a_x und a_t um eins oder wird, um ein Signal d von der Komparatorschalti.ng82 zwei gegenüber dem Zustand von b_t und b₂ voraus ist abzuhalten. Werden also gemäß dieser Schaltung die (A₁ und /»,entsprechend »Addition« oder »Verschiebung 15 Signale durch den Hilfs-Uhrimpuls Φ_α in die Ausgangsum zwei« in F i g. 10), c+ = I₁ schaltung 12' eingespeist und die Additions- und

b) Wenn der Zustand von O₁ und a_t um eins oder Subtraktionssteuerung der Impulsj vom Uhrimpuls 0 zwei gegenüber dem Zustand von b_t und b_t zurück ist dem Impulszählwerk 14und dem Indexregister 10' zuge-(6, und b_t entsprechend »Subtraktion« oder »Verschie- leitet, so kann eine Addition oder Subtraktion um einen bung um zwei« in Fig. 10), c— = 1. ao Impuls in einer Periode des Uhrimpulses stattfinden

c) Wenn der Zustand von σ, und a_t und der von und so die Zählgeschwindigkeit verdoppelt werden.

Ä, und b_t nicht in Übereinstimmung miteinander sind Die beschriebenen Ausführungsformen verwenden

[oben a) oder b)], C₀ = 1. zwei Wägeimpulssignale α, und a_v Werden jedoch

Der Uhrimpuls Φ wird vom Impulszählwerk 14 drei Wägeimpulssignale a„ a₂ und a₃ erzeugt, die Flipflops D und Ein der Ausgangsschaltung 12' und as gegeneinander um'/₃ Periode verschoben sind (F ig. 12). Flipflops B₁ und B₁ im Indexregister 10' zugeleitet, um indem eine in drei Teile unterteilte Codierplatte und diese Flipflops D, E, B₁ und B₁ entsprechend den Ein- drei lichtempfindliche Elemente verwendet werden, so gangsbedingungen an Eingangsklemmen J oder K werden sechs verschiedene Zustände P₀, P₁, P₁, ... P₅ eines jeden dieser Flipflops umzuschalten. erhalten, und eine Teilung der Codierplatte kann sechs

Andererseits führt das Indexregister 10' einen Ar- 30 Impulsen zugeordnet werden. Durch die Verwendung beitsgang »um einen Impuls vor« oder »um einen Im- einer solchen Codierplatte, die die gleiche Länge aufpuls zurück« als Antwort darauf durch, daß eines der weist wie die vorher beschriebene, kann also die sechs-Ausgangssignale f f ödere— des Flipflops £»1« wird, fache Ablesegenauigkeit erzielt werden, so daß ein wenn das Zählsignal d »1« wird. Im Gegensatz zum noch genauerer Zählvorgang möglich ist. Weicht Flipflop B₁, der jedesmal umschaltet, schaltet der Flip- 35 hierbei der Zustand der Wägeimpulssignale um zwei flop B₁ zur Additionszeit mit 6, und zur Subtraktion- oder drei Schritte vom Inhalt des Indexregisters ab. zeit mit b,. Fig. 10 veranschaulicht diese Vorgänge so kann er doch schließlich zufriedenstellend wiederklar, hergestellt werden.

Zusammengefaßt spielen sich folgende Vorgänge ab: Der erfindungsgemäße Impulszähler kann also in

i) Wenn der Zustand von α, und a_t mit dem von 40 exakter und korrekter Weise die Wägeimpulssignale bx und b_t übereinstimmt, ist c₀ = 0. Selbst wenn der allein zählen, da er selbst dann, wenn ein impulsähn-Uhrimpuls Φ einläuft, bleiben die Vorgänge in den ent- liches externes Rauschen von niedrigem Spannungssprechenden Schaltungsteilen blockiert, da. d = 0 pegel eingeht oder im Eingangsteil erzeugt wird und ist. der Impulszähler es als Impuls gezählt hat, diese

ii) Wenn der Zustand von α, und a_t um eine Einheit 45 rauschbedingte Zählung durch einen Arbeitsgang des gegenüber dem Zustand von b_v und b_t vorausläuft, Indexregisters, wenn das Rauschen endet, sicher wieder ist c, = 1, c+ - 1 und c- = 0. Das Zählwerk 14 rückgängig macht Da außerdem eine Teilung der führt also auf den nächsten Uhrimpuls Φ hin eine Codierplatte vier Impulses entspricht — bzw. sechs Addition durch, da d — 1, e+ = 0 und e— = 0 auf Impulsen, wenn ein dreiimpulsiger Impulsgenerator Grund des Uhrimpulses Φ sind, und die Ausgangs- 50 verwendet wird —, kennen die erwünschten Impulse signale des Indexregisters 10' werden ebenfalls gleich- mit einem Viertel der Länge im Vergleich zu bekannten zeitig um eins erhöht Codierplatten erhalten werden, so daß sich die Ge-

iii) Wenn der Zustand von α_τ und a_t gegenüber dem nauigkeit bei Verwendung der gleichen Länge wie bei von 6, und b_t um eine Einheit verzögert ist, ist C₀ = 1, einer bekannten Codierplatte vervierfacht. Alternativ c+ = 0 und c- = 1. Es werden also wieder, wie 55 kann, wenn die Genauigkeit beibehalten wird, die :

gemäß ii), durch den Uhrimpuls Φ die Signale«/= 1, Schwingungsperiode der Waage erniedrigt und die |

e+ = 0 und e— = 1 erzeugt, das Zählwerk führt auf Wägezeit verkürzt werden. ,

den nächsten Uhrimpuls Φ hin eine Subtraktion durch Der erfindungsgemäße Impulszähler kann also die j

und die Ausgangssignale des Indexregistere 10* werden erwähnte überlegene Arbeitsweise zeigen, wenn er in ebenfalls gleichzeitig um 1 zurückgesetzt 60 einer Vorrichtung zur Anzeige eines gemessenen

iv) Wenn der Zustand von a, und α, um zwei Ein- Wertes in digitaler Form durch Zählen von Impulsen betten gegenüber dem Zustand von 6, und *, verscho- verwendet wird. Er zeigt insbesondere zufriedenben ist, ist c, = 1, c+ = 1 und c- = 1. Durch den stellende Ergebnisse, wenn er in einer Verrichtung zur Uhrimpuls Φ wird also d = 1 und e+ und e— werden Ermittlung eines Wagewertes einer Waage und zum invertiert Bei Emgang des nächsten Uhrimpulses Φ 6₅ Anzeigen dieses ermittelten Wertes in digitaler Form wird also eine Subtraktion durchgeführt, wenn zuletzt verwendet wird sowie in verschiedenen Geräten, eine Addition stattgefunden hat, und wird eine bei denen das Maß einer Auslenkung gemessen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

* Die bekannten Impulszählanordnungen haben den W Patentansprüche: ' Nachteü. daß sich auf Grund irgendwelcher Ursachen einstellende Zählfehler nacheinander wahrend des

1. Impulszählanordnung zum Zählen der Anzahl Meßvorgangs summieren. Es muß also große Sorgfalt von entsprechend der Verschiebung eines Meß- 5 darauf verwendet werden, zu verhindern, daß durch

* mechanismus erzeugten Meßimpulsen, die zu am Eingang auftretende Störimpulse oder durch die wenigstens zwei Impulszügen gehören, zwischen Richtungsumkehr beispielsweise beim Pendeln einer denen eine Phasendifferenz von einem Teil einer Waage an den Zählwerken'Tmpulszählfehler auftreten, lanzen Zahl besteht, dadurch gekenn- Die Aufgabe der Erfindung besteht darm, auf mogzeich η e t, daß mit einem Register (10) zur vor- ίο liehst einfache Weise zu verhindern, daß das Zahlübergehenden Speicherung der Meßimpulse (a_u O₂) ergebnis insbesondere durch Störimpulse verfälscht und zur Erzeugung entsprechender Lesesignale (A₁, wird, selbst wenn ein äußerer Störimpuls zunächst rait- b£ eine Komparatorschaltung (8) gekoppelt ist, gezählt wurde.

welche die Phasenbeziehung der Meßimpulse mit Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Anord-

derjenigen der Lesesignale vergleicht und in Ab- 15 nung der eingangs genannten Art dadurch, daß mit hängigkeit vcv; Vergleichsergebnis ein Additions- einem Speicher, wie z. B. einem Indexregister, zur oder Subtraktions-Befehlssignal (c) erzeugt, das vorübergehenden Speicherung der Meßimpulse und an einer Ausgangsschaltung (12) angelegt wird, zur Erzeugung entsprechender Lesesignale eine Komdie in Abhängigkeit von diesem Befehlssignal ein paratorschaltung gekoppelt ist, welche die Phasenweiteres Additions- bzw. Subtraktions-Befehls- ao teziehung der Meßimpulse mit derjenigen der Lesesignal (e) sowie ein entsprechend von einem Zähl- signale vergleicht und in Abhängigkeit vom Vergleichswerk (14) zu addierendes oder ^u subtrahierendes ergebnis ein Additions- oder Subtraktions-Befehls-Impulssignal erzeugt und daß dieses Zählwerk signal erzeugt. Die Lefehlssignale werden an eine Ausnach dem Zählvorgang an das Register ein Zähl- gangsschaltung angelegt, die in Abhängigkeit hiervon kontrollsignal (J) anlegt, durch welches die Phasen- a₅ ein weiteres Additions- bzw. Subtraktions-Befehlssignal lage der Lesesifoiale des Registers der Phasenlage sowie ein Impulssignal erzeugt, das entsprechend zum der Meßimpulse folgt. Inhalt eines Zählwerkes addiert oder hiervon subtra-

2. Impulszählanordnung nach Anspruch 1, da- hiert wird. Nachdem dieses Zählwerk die angelegten durch gekennzeichnet, daP das Register ein Index- Impulse addiert oder subtrahiert hat, erzeugt es ein register (10) ist und Flipflops (A₁, A₂) in einer An- 30 Zählkontrollsignal, das an den Speicher angelegt wird, zahl enthält, die gleich der Zahl der Meßimpulse ist. um diesen nachzustellen bzw. auf den neuesten Stand

3. Impulszählanordnungnach Anspruch 1 oder2, zu bringen, und auch an die Ausgangsschaltung, um dadurch gekennzeichnet, daß das Zählkontroll- die Ausgangsimpulse zu unterbrechen. Dies wird fortsignal (/) ein für das Zählwerk (14) verwendetes laufend wiederholt, bis die Komparatorschaltung Uhrsignal (Φ) ist, das an das Register (10) zu- 35 keine Phasendifferenz zwischen den Meßimpulsen und sammen mit dem von der Ausgangsschaltung (12) den Ausgangsimpulsen (Lesesign£len) des Speichers erzeugten Befehlssignal (e) angelegt wird und daß mehr feststellt.

das hierdurch nachgestellte Register gleichzeitig Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung

die Nachstellrichtung bestimmt. ist in der Zeichnung dargestellt. Sie zeigt in

4. Impulszählanordnung nach einem der vor- 40 F i g. 1 eine Vorrichtung zum Erzeugen eines einem angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Gewicht proportionalen Impulssignals,

daß das Zählwerk (14) zusätzlich zu dem Uhr- F i g. 2 eine Ausführungsform eines Teils der Vorsignal (Φ) und zeitlich geringfügig vor diesem ein richtung nach F i g. 1,

Hilfsuhrsignal (Φ_ο) zum Steuern der Ausgangs- F i g. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer

schaltung (12) erzeugt. 45 Impulszählanordnung gemäß der Erfindung,

F i g. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Phasen-

beziehung und der Kombinationsweise von zwei bei

der Anordnung gemäß F i g. 1 und 2 erhaltenen Arten von Impulssignalen,

Die Erfindung betrifft eine Impulszählanordnung 50 Fi g. 5 ein Diagramm einer ersten Ausführungsform zum Zählen der Anzahl von entsprechend der Ver- eines erfindungsgemäßen Impulszählers,
Schiebung eines Meßmechanismus erzeugten Meßim- F i g. 6 und 7 Übersichten zur Erläuterung der

pulsen, die zu wenigstens zwei Impulszügen gehören, Arbeitsweise des Impulszählers g:mäß F i g. 5,
zwischen denen eine Phasendifferenz von einem Teil F i g. 8 ein Diagramm einer zweiten Ausführungseiner ganzen Zahl besteht. Insbesondere betrifft die 55 form eines erfindungsgemäßen Impulszählers,
Erfindung eine Anordnung zum Zählen von Impulsen F i g. 9 ein Diagramm einer dritten Ausführungs-

bei einer Bewegung des Meßmechanismus in beiden form eines erfindungsgemäßen Impulszählers,
Richtungen. F i g. 10 und 11 Übersichten zur Erläuterung der

In der Meßtechnik ist es bekannt, eine der Größe Arbeitsweise der Impulszähler gemäß F i g. 8 und 9 und der VerschiebungeinesMeßmechanismusentsprechende 60 Fig. 12 eine Übersicht zur Erläuterung der Phasen-Impulsfolge zu erzeugen, was mittels einer Kodier- beziehung und der Art der Signalkombination im Fall scheibe erfolgen kann, und diese Impulse zu zählen. der Erzeugung von drei Arten von Wäge-Impuls-Wenn, wie im Falle einer Schwingwaage, die Verschie- Signalen.

bung in entgegengesetzten Richtungen erfolgt, werden F i g. 1 zeigt den Impulserzeugungsmechanismus

zwei ähnliche Impulszüge mit einer gewissen Phasen- 65 einer Vibrationswaage, die an der Spitze einer Stange J differenz erzeugt, mittels welcher die Verschiebungs- eine in vertikaler Richtung proportional zur Höhe eines ricMung festgestellt wird und die Impulse in der rieh- Gewichts vibrierend ausschlagende Codierplatte 2 tieen Weise addiert oder subtrahiert werden. aufweist, die dort befestigt ist und an deren beiden