DE19652264B4

DE19652264B4 - Method for displaying a physical measured variable

Info

Publication number: DE19652264B4
Application number: DE1996152264
Authority: DE
Inventors: Georg Reeb
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: ES2136573A1; BR9706134A; FR2757270B1; DE19652264A1; ES2136573B1; FR2757270A1

Abstract

Verfahren zum Anzeigen einer physikalischen Meßgröße auf einem Meßgerät, wobei das Meßgerät ein, eine Anzeigeeinrichtung in seine Anzeigepositionen bringendes Meßwerk und eine ablesbare, analoge Anzeige aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine herstellungsbedingte Abweichung (a) der Position des Meßwerks (14) und der Anzeige (18) ermittelt wird und aufgrund dieser Abweichung (a) eine Korrekturfunktion (K) ermittelt wird, mit der ein das Meßwerk (14) ansteuerndes, der gemessenen physikalischen Größe (S) entsprechendes Soll-Anzeigesignal (S_AW) abgeglichen wird.A method for displaying a physical quantity on a measuring device, wherein the measuring device has a, a display device in its display positions bringing movement and a readable analog display, characterized in that a production-related deviation (a) the position of the measuring unit (14) and the display (18) is determined and due to this deviation (a) a correction function (K) is determined, with which the measuring unit (14) driving, the measured physical variable (S) corresponding target-display signal (S _AW ) is adjusted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen einer physikalischen Meßgröße mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The The invention relates to a method for displaying a physical Measured variable with the in the preamble of claim 1 mentioned features.

Stand der TechnikState of technology

Es ist bekannt, physikalische Meßgrößen der unterschiedlichsten Art mittels eines Meßgerätes anzuzeigen. Hierzu werden unter anderem mechanische Meßgeräte eingesetzt, die ein Meßwerk aufweisen. Die Meßwerke werden mit einem der gemessenen physikalischen Meßgröße entsprechenden Signal beaufschlagt, wodurch eine Anzeigeeinrichtung, in der Regel ein Zeiger, in eine definierte Anzeigeposition gebracht wird. Üblicherweise treiben die Meßwerke eine Drehachse an, auf der die Anzeigeeinrichtung drehfest angeordnet ist. Um die Anzeigeposition ablesen zu können, ist das Meßgerät mit einer analogen Anzeige versehen. Bei der Herstellung der Meßgeräte werden die Meßwerke und die Anzeigen separat hergestellt und später zu dem Meßgerät komplettiert. Gegebenenfalls besitzt das Meßwerk eine neutrale Anzeige, die nachträglich mit einem entsprechend der zu messenden physikalischen Messgröße ausgewählten Zifferblattaufdruck versehen wird.It is known, physical quantities of the most diverse Type by means of a meter display. For this purpose, among other mechanical measuring devices are used which have a measuring unit. The measuring mechanisms be corresponding to one of the measured physical quantity measured Signal applied, causing a display device, as a rule a pointer is placed in a defined display position. Usually drive the measuring mechanisms a rotation axis on which the display device rotatably arranged is. To read the display position, the meter is an analogue Display provided. In the manufacture of the measuring instruments, the measuring units and the displays are made separately and later completed to the meter. Optionally, the measuring unit has a neutral ad, the later with a dial imprint selected according to the measured physical quantity to be measured is provided.

Bei den bekannten Messgeräten ist nachteilig, dass durch die nachträgliche Komplettierung des Messwerks mit der analogen Anzeige es zu Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Anzeige und des Messwerks zueinander kommt. Diese Ungenauigkeiten können zu Ablesefehlern führen.at the known measuring devices is disadvantageous that by the subsequent completion of the measuring unit with the analog display it leads to inaccuracies in positioning the display and the measuring system come to each other. These inaccuracies can lead to reading errors.

Die DE 43 40 708 A1 zeigt ein Zeigerinstrument mit einem Messwerk und einem mit einer Zeigerwelle des Messwerks verbundenen Zeiger. Die Lage der Zeigerwelle ist mittels eines Antriebs so veränderbar, dass die Zeigerwelle äquidistant entlang einer Kurve zum jeweils vom Zeiger anzuzeigenden Skalenwert bewegt wird. Es wird hierdurch erreicht, dass bei einer formangepassten Skalierung, z.B. bei einer elliptischen Skala, die Zeigerspitze trotz konstanter Zeigerlänge der Skala mit gleichbleibendem Abstand zum jeweils anzuzeigenden Skalenwert folgen kann.The DE 43 40 708 A1 shows a pointer instrument with a measuring mechanism and connected to a pointer shaft of the measuring device pointer. The position of the pointer shaft can be changed by means of a drive so that the pointer shaft is moved equidistantly along a curve to the respective scale value to be displayed by the pointer. It is thereby achieved that, in the case of a shape-adapted scaling, for example in the case of an elliptical scale, the pointer tip, despite a constant pointer length, can follow the scale with a constant distance to the respective scale value to be displayed.

Die DE 196 00 687 A1 zeigt eine Nadelanzeigevorrichtung und ein Anzeigenadelrücksetzverfahren für eine solche Vorrichtung. Hierdurch kann eine während der normalen Benutzung auftretende Abweichung der Anzeigenadel korrigiert werden. Dazu wird über eine Farbcodierung eine Position der Anzeigenadel erfasst und die Anzeigenadel wird hierbei auf eine Nullstellung eingestellt.The DE 196 00 687 A1 shows a needle indicator and a display needle reset method for such a device. As a result, a deviation of the display needle occurring during normal use can be corrected. For this purpose, a position of the indicator needle is detected by a color coding and the indicator needle is set to a zero position.

Aus der DE 44 00 482 A1 ist ein Korrekturverfahren zwischen dem elektrischen Phasenwinkel und dem mechanischen Antriebswinkel eines Schrittmotors bekannt. Bei dem Korrekturverfahren werden Nichtlinearitäten zwischen dem elektrischen Phasenwinkel und dem mechanischen Antriebswinkel ausgeglichen.From the DE 44 00 482 A1 For example, a correction method between the electrical phase angle and the mechanical drive angle of a stepper motor is known. The correction method compensates for non-linearities between the electrical phase angle and the mechanical drive angle.

Aus der DE 196 08 691 A1 ist eine Anzeigevorrichtung mit einem Zeiger bekannt, die ebenfalls über eine Farbcodierung verfügt, die mittels Lichtaufnahmeelementen erfasst wird. Anhand der Farbcodierung wird eine Position des Zeigers ermittelt.From the DE 196 08 691 A1 For example, a display device with a pointer is known, which also has a color coding, which is detected by means of light-receiving elements. Based on the color coding, a position of the pointer is determined.

Aus der DE 29 46 328 A1 ist eine analoge Anzeigevorrichtung bekannt, bei der ein Zähler zur Bestimmung der Zeigerposition in einer bestimmten Stellung des Zeigers mit der Position synchronisiert wird.From the DE 29 46 328 A1 An analog display device is known in which a counter for determining the pointer position in a specific position of the pointer is synchronized with the position.

Vorteile der Erfindungadvantages the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, dass mittels eines Messgerätes der gattungsgemäßen Art eine hochgenaue Ablesung möglich ist. Dadurch, dass eine herstellungsbedingte Abweichung der Position des Messwerks und der Anzeige ermittelt wird und aufgrund dieser Abweichung eine Korrekturfunktion ermittelt wird, mit der ein das Messwerk ansteuerndes, der gemessenen physikalischen Größe entsprechendes Soll-Anzeigesignal abgeglichen wird, ist es vorteilhaft möglich, diese Positionsabweichung bei der Anzeige zu berücksichtigen. Somit wird sichergestellt, dass die Anzeigeeinrichtung einerseits entsprechend der gemessenen Messgröße ausschlägt und dieser Ausschlag der Anzeigeeinrichtung gleichzeitig entsprechend der ermittelten herstellungsbedingten Abweichung der Position der Anzeige und des Meßwerks korrigiert ist. So können jederzeit die exakten gemessenen Meßgrößen abgelesen werden. Insbesondere bei einer sich über einen Drehwinkelbereich bewegenden Anzeigeeinrichtung würde es ohne die erfindungsgemäße Korrektur in unterschiedlichen Anzeigebereichen zu unterschiedlichen Ablesefehlern kommen. Die korrekte Anzeige erfolgt somit unabhängig von der Position des Meßwerks zu der Anzeige, wobei klar ist, daß hier eine Fehlerkorrektur in bestimmten vorgegebenen Abweichungsbereichen der Idealposition des Meßwerks von der Anzeige erfolgt.The inventive method with the features mentioned in claim 1 offers the other hand Advantage that by means of a measuring device of the generic type a highly accurate reading possible is. Because of a production-related deviation of the position of the measuring unit and the display is determined and due to this Deviation a correction function is determined with the one the measuring mechanism triggering, the measured physical quantity corresponding desired display signal is adjusted, it is advantageously possible, this position deviation to be considered in the advertisement. Consequently ensures that the display device on the one hand accordingly the measured measured variable deflects and this Rash of the display device at the same time according to the determined production-related Deviation of the position of the display and the movement is corrected. So can anytime read the exact measured quantities become. In particular, in a over a range of rotation angle moving display device would it without the inventive correction in different display areas for different reading errors come. The correct display is thus independent of the position of the measuring unit the ad, it being understood that here an error correction in certain predetermined deviation ranges the ideal position of the movement of the display takes place.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.advantageous Embodiments of the invention will become apparent from the mentioned in the dependent claims Features.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in an embodiment with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Schnittdarstellung und Draufsicht auf ein Meßgerät und 1 a schematic sectional view and top view of a measuring device and

2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flow chart of the method according to the invention.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In der 1 ist ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Meßgerät in einer Schnittdarstellung und einer schematischen Draufsicht gezeigt. Nachfolgend soll nur auf die für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung wesentlichen Bestandteile des Meßgerätes 10 eingegangen werden, da der allgemeine Aufbau eines Meßgerätes bekannt ist. Das Meßgerät 10 besitzt ein an einer Platine 12 befestigtes Meßwerk 14. Das Meßwerk 14 weist eine Drehachse 16 auf, die in der Draufsicht gesehen eine bestimmte Position in einer gedachten Ebene besitzt. Die Drehachse 16 trägt einen – in 1 nicht näher gezeigten – Zeiger (Anzeigeeinrichtung), der drehfest mit der Drehachse 16 verbunden ist. Das Meßgerät 10 besitzt ferner eine Anzeige 18, auf der eine Skalierung aufgebracht ist. Die Skalierung ist entsprechend der mit dem Meßgerät 10 zu messenden physikalischen Meßgröße ausgewählt und. beispielsweise mittels Siebdruck auf die Anzeige 18 aufgebracht. Die in der Draufsicht lediglich bereichsweise angedeutete Skalierung 20 ist entsprechend der vorgesehenen Drehbewegung des Zeigers in einem entsprechenden Winkelbereich auf der Anzeige 18 aufgebracht. Der Skalierung ist hierbei ein gedachter Mittelpunkt 22 zugeordnet, der im Idealfall mit der Drehachse 16 zusammenfällt.In the 1 is a total with 10 designated meter shown in a sectional view and a schematic plan view. Hereinafter, only on the essential for the description of the present invention components of the measuring device 10 be received, since the general structure of a measuring device is known. The measuring device 10 has one on a board 12 fixed measuring mechanism 14 , The measuring mechanism 14 has an axis of rotation 16 on, which has a certain position in an imaginary plane seen in plan view. The rotation axis 16 carries one - in 1 not shown in detail - pointer (display device), the rotation with the axis of rotation 16 connected is. The measuring device 10 also has a display 18 on which a scale is applied. The scaling is the same as with the meter 10 selected to be measured physical quantity and. for example by screen printing on the display 18 applied. The in plan view only partially indicated scaling 20 is in accordance with the intended rotational movement of the pointer in a corresponding angular range on the display 18 applied. Scaling is an imaginary center here 22 assigned, in the ideal case, with the axis of rotation 16 coincides.

Durch das nachträgliche Komplettieren des Meßwerks 14 mit der Anzeige 18 beziehungsweise das nachträgliche Aufbringen der Sklalierung 20 auf die Anzeige 18 sind mechanisch bedingte Abweichungen zwischen der Drehachse 16 und dem Mittelpunkt 22 gegeben. Diese in der Draufsicht gesehen in eine Ebene projizierte Abweichung ergibt in der Ebene gesehen einen Abstand a der Drehachse 16 zu dem Mittelpunkt 22. Durch die Projektion der Abweich in eine Ebene kann sowohl der Position der Drehachse 16 als auch des Mittelpunktes 22 in einem zweidimensionalen karte sischen Koordinatensystem mit einer x- und einer y-Achse eine bestimmte Position zugeordnet werden. Es ist hierbei unerheblich, ob der Nullpunkt des Koordinatensystems mit dem Mittelpunkt 22 oder der Drehachse 16 zusammenfällt oder unabhängig von diesen beiden Bezugspunkten gewählt ist. Jedenfalls sind so der Mittelachse 16 und der Drehachse 22 bestimmte x- und y-Koordinaten zuordbar.By the subsequent completion of the movement 14 with the ad 18 or the subsequent application of slavery 20 on the ad 18 are mechanical deviations between the axis of rotation 16 and the center 22 given. This deviation, projected into a plane as seen in plan view, results in a distance a of the axis of rotation when viewed in the plane 16 to the center 22 , By projecting the deviation into a plane, both the position of the rotation axis 16 as well as the center 22 in a two-dimensional map sischen coordinate system with an x and a y-axis to be assigned to a specific position. It is irrelevant whether the zero point of the coordinate system with the center 22 or the axis of rotation 16 coincides or is chosen independently of these two reference points. Anyhow, that's the middle axis 16 and the axis of rotation 22 certain x and y coordinates can be assigned.

Die Erfassung und Verarbeitung der Abweichung 24 beziehungsweise des hieraus resultierenden Abstands a werden anhand von dem in 2 gezeigten Flußdiagramm verdeutlicht.The detection and processing of the deviation 24 or the resulting distance a are based on the in 2 shown flowchart illustrates.

In der 2 ist das Meßwerk 14 mit der auf der Drehachse 16 angeordneten Anzeigeeinrichtung 26 angedeutet. Die Ansteuerung des Meßwerks 14 erfolgt folgendermaßen:
Ein der zu messenden und anzuzeigenden physikalischen Meßgröße entsprechendes Signal S wird einer Erfassungs-/Auswerteeinheit 28 zugeführt. Dort erfolgt eine Aufbereitung des Signals S. Dem anliegenden Signal, beispielsweise ein Frequenz- oder Spannungssignal, wird im Rechner ein numerischer Wert zugeordnet, zum Beispiel Meßwert 100 Hz entspricht Drehzahl 3000 U/min. Dieses so erhaltene, aufgearbeitete Signal S_A wird einer Anzeigewert-Ermittlungseinheit 30 zugeführt, die ein auf das Meßwerk 14 abgestimmtes Soll-Anzeigesignal S_AW bereitstellt, das dem gemessenen Signal S der überwachten beziehungsweise gemessenen physikalischen Meßgröße entspricht. Dieses Soll- Anzeigesignal S_AW wird einem Korrekturglied 32 zugeführt. Mittels der von einer Ermittlungseinheit 36 zur Verfügung gestellten Korrekturparameter K-Par, deren Ermittlung nachfolgend noch erläutert wird, erfolgt ein Abgleich des Soll-Anzeigesignals S_AW des Meßwerks 14, so daß ein korrigiertes Soll-Anzeigesignal S_AWK am Ausgang des Korrekturgliedes 32 anliegt.In the 2 is the measuring mechanism 14 with the on the rotation axis 16 arranged display device 26 indicated. The control of the movement 14 is done as follows:
One of the measured physical quantity to be measured and displayed physical quantity S is a detection / evaluation 28 fed. There is a processing of the signal S. The applied signal, such as a frequency or voltage signal, a numerical value is assigned in the computer, for example, measured value 100 Hz corresponds to speed 3000 U / min. This thus obtained refurbished signal S _A becomes a display value detection unit 30 fed, the one on the measuring mechanism 14 provides coordinated setpoint indication signal S _AW , which corresponds to the measured signal S of the monitored or measured physical measured variable. This desired indication signal S _AW is a correction element 32 fed. By means of a determination unit 36 provided correction parameter K-Par, the determination of which will be explained below, there is an adjustment of the target signal S _{AW of} the measuring system 14 , so that a corrected desired indication signal S _AWK at the output of the correction element 32 is applied.

Mit diesem korrigierten Signal wird das Meßwerk 14 angesteuert, das daraufhin, entsprechend seines hier nicht näher zu betrachtenden Aufbaus, eine Drehbewegung der Anzeigeeinrichtung 26 um die Drehachse 16 (1) bewirkt. Die Anzeigeeinrichtung 26 nimmt somit eine bestimmte Position auf der Anzeige 18 beziehungsweise zu der in 1 gezeigten Skalierung 20 ein, die einerseits dem der gemessenen physikalischen Meßgröße entsprechenden Signal S entspricht und andererseits um den Korrekturwert K korrigiert wurde.With this corrected signal, the measuring unit 14 triggered, which then, according to its construction not to be considered here, a rotary movement of the display device 26 around the axis of rotation 16 ( 1 ) causes. The display device 26 thus takes a certain position on the display 18 or to the in 1 shown scaling 20 a, on the one hand corresponds to the measured physical quantity corresponding signal S and on the other hand corrected by the correction value K.

Die Korrekturparameter K-Par werden über eine Erfassungseinheit 34 beeinflußt, der einerseits ein der Position der Drehachse 16 des Meßwerks 14 entsprechendes Positionssignal MW zugeführt wird. Ferner wird der Erfassungseinheit 34 ein Positionssignal ZD zugeführt, das der Position des Mittelpunktes 22 der Skalierung 20 entspricht. Aus diesen Signalen MW und ZD werden die Abstände Δx und Δy ermittelt, die der Abweichung entsprechen. Diese den Abstanden Δx und Δy entsprechenden Signale werden der Ermittlungseinheit 36 zugeführt, die die Korrekturparameter K-Par ermittelt. Entsprechend der bekannten Position der Drehachse 16 und des Mittelpunktes 22 und der sich hieraus ergebenden, ebenfalls bekannten Abweichung 24 kann über eine Funktionsberechnung, wobei die Beziehung gilt, daß der Korrekturwert K eine Funktion des Soll-Anzeigewertes S_AW ist, exakt den für den jeweiligen anzuzeigenden Soll-Anzeigewert S_AW zutreffenden Korrekturwert K bestimmt werden. Hierzu wird das Soll-Anzeigesignal S_AW dem Korrekturglied 32 zugeführt, die die korrigierte Soll-Anzeigeposition S_AW-K der Anzeigeeinrichtung 26 aus dem Sollanzeigewert S_AW und den über die Erfassungseinheit 34 und die Ermittlungseinheit 36 zur Verfügung gestellten Korrekturparameter K-Par berechnet. Dieses nimmt unmittelbar über das Korrekturglied 32 Einfluß auf das Soll-Anzeigesignal S_AW, so daß das korrigierte Soll-Anzeigesignal S_AWK dem Meßwerk 14 zur Verfügung gestellt werden kann.The correction parameters K-Par are via a detection unit 34 affects, on the one hand one of the position of the axis of rotation 16 of the movement 14 corresponding position signal MW is supplied. Further, the detection unit becomes 34 a position signal ZD supplied to the position of the center 22 the scaling 20 equivalent. From these signals MW and ZD, the distances Δx and Δy are determined which correspond to the deviation. These signals corresponding to the distances .DELTA.x and .DELTA.y become the determination unit 36 supplied, which determines the correction parameter K-Par. According to the known position of the axis of rotation 16 and the midpoint 22 and the resulting, also known deviation 24 can be determined via a function calculation, wherein the relationship applies that the correction value K is a function of the desired display value S _AW , exactly the applicable for the respective display target value S _AW corrective value K. For this purpose, the desired indication signal S _AW the correction element 32 supplying the corrected target display position S _AW -K of the display direction 26 from the target display value S _AW and the via the detection unit 34 and the discovery unit 36 provided correction parameter K-Par calculated. This takes directly over the correction term 32 Influence on the desired indication signal S _AW , so that the corrected desired indication signal S _AWK the measuring unit 14 can be made available.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es in einfacher Weise möglich, die nicht linearen Zusammenhänge zwischen der Abweichung a und der Anzeigeposition der Anzeigeeinrichtung 26 zu der Skalierung 20 zu berücksichtigen. So ist entsprechend der tatsächlichen Größe des Soll-Anzeigewertes S_AW die Bereitstellung eines exakt auf dieses abgestimmten Korrekturwertes K möglich. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das, daß für unterschiedlich große Soll-Anzeigewerte S_AW unterschiedliche Korrekturwerte K zur Verfügung gestellt werden, wobei diese sich aus der exakt ermittelten Abweichung a unmittelbar ergeben. Somit ist durch das erfindungsgemäße Verfahren eine genaue Anzeige über den gesamten Anzeigebereich des Meßge rätes 10 unabhängig von der Position des Meßwerks 14 beziehungsweise dessen Drehachse 16 und der Position der Skalierung 20 beziehungsweise dessen Mittelpunkt 22 möglich.The inventive method makes it possible in a simple manner, the non-linear relationships between the deviation a and the display position of the display device 26 to the scaling 20 to take into account. Thus, according to the actual size of the desired display value S _{AW, it is possible} to provide a correction value K which is precisely matched to this. In other words, this means that different correction values K are made available for different sized desired display values S _AW , these resulting directly from the exactly determined deviation a. Thus, by the method according to the invention an accurate indication over the entire display range of Meßge rätes 10 regardless of the position of the movement 14 or its axis of rotation 16 and the position of the scale 20 or its center 22 possible.

Claims

Method for displaying a physical measured variable on a measuring device, wherein the measuring device has a measuring device which brings a display device into its display positions and a readable, analogue display, characterized in that a production-related deviation (a) of the position of the measuring device ( 14 ) and the display ( 18 ) is determined and due to this deviation (a) a correction function (K) is determined, with which the measuring mechanism ( 14 ) is controlled, the measured physical quantity (S) corresponding target-display signal (S _AW ) is adjusted.

Method according to Claim 1, characterized in that the setpoint indication signal (S _AW ) is linked to a corrected value (K) to form a corrected setpoint indication signal (S _AWK ) with which the measuring unit (S _AWK ) is connected. 14 ) is driven.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the correction value (K) of a position signal (MW) of the measuring unit ( 14 ) and a position signal (ZD) of the display ( 18 ) being affected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the correction value (K) is obtained as a nonlinear function of the desired indication signal (S _AW ), the signal corresponding to the distance (a) serving as a parameter.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that differently sized correction values (K) are determined for different sized setpoint display signals (S _AW ).