DE2048149B2 - Verfahren zur erfassung des zeitlichen mittelwertes einer messgroesse in abhaengigkeit von deren wirkungsdauer - Google Patents
Verfahren zur erfassung des zeitlichen mittelwertes einer messgroesse in abhaengigkeit von deren wirkungsdauerInfo
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Description
vermittlungstechnik erforderlich. Die erwähnte Meß- ίο schaltet wird, das z. B. mittels eines geeigneten Diskri-
größe ist beispielsweise die Fehlerhäufigkeit, und die
erwähnten vorgegebenen Werte von Mittelwert und Wirkungsdauer der Meßgröße sind beispielsweise
Grenzwerte, bei denen die zu überwachende Einrichtung abgeschaltet und gegebenenfalls durch eine
andere gleichartige Einrichtung ersetzt werden muß. Zur Ermittlung des zeitlichen Mittelwertes einer
Meßgröße wird diese bzw. ein proportionaler Teilbetrag mit dem Eingang eines Integrators verbunden.
minators bei Erreichen des genannten konstanten den vorgegebenen Werten von Mittelwert und Wirkungsdauer
der Meßgröße entsprechenden Speicherstand des Integrators abgeleitet wird.
Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert: Der Einfachheit halber wird davon ausgegangen,
daß der verwendete Integrator ein linearer Speicher ist, obwohl die Erfindung selbstverständlich nicht auf
die Verwendung linearer Speicher als Integrator
Das vom Ausgang des Integrators gelieferte zeitliche 20 beschränkt ist. Es wird ferner davon ausgegangen,
Integral der Meßgröße ist durch die Wirkungsdauer, daß die Löschgröße L(t) das entgegengesetzte Vor-
d. h. die Dauer des Integrationsintervalls, zu divi- zeichen der Meßgröße F(t) hat und daß die Inte-
dieren und ergibt den gesuchten zeitlichen Mittel- gration im Zeitpunkt i0 beginne, in dem der Wert
wert der Meßgröße. Soll die Erfassung des zeitlichen der Meßgröße F(t) zum erstenmal den Wert der
Mittelwertes in Abhängigkeit von unterschiedlichen 25 Löschgröße L(t) übersteigt. Der zeitliche Mittelwert
der Meßgröße F(t) ist definitionsgemäß
t0 + T
di.
(D
Werden dem Integrator die Meßgröße F(t) und die (negative) Löschgröße L(t) zugeführt, so gilt für den
am Ausgang des Integrators gemessenen Speicherstand S[t), der ebenso wie die Meßgröße und die
Löschgröße eine Funktion der Zeit ist,
Werten des Integrationsintervalls erfolgen, so muß die erwähnte Quotientenbildung zwischen Zeitintegral
und Integrationsintervall kontinuierlich erfolgen.
Hierzu ist offenbar ein erheblicher apparativer Auf- F(t)
wand erforderlich, der noch dadurch vergrößert wird, 30 daß die aus der kontinuierlichen Quotientenbildung
resultierende Funktion zur Erzeugung des gewünschten Signals (z. B. eines Schaltbefehls zur Ersatzschaltung
der zu überwachenden Einrichtung) mit den vorgegebenen Werten bzw. mit einer diese Werte 35
verbindenden stetigen Kurve verglichen werden muß. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein
Verfahren zur Erfassung des zeitlichen Mittelwertes einer Meßgröße in Abhängigkeit von deren Wirkungsdauer
insbesondere zur Erzeugung eines Signals 40 in Abhängigkeit vom Überschreiten vorgegebener
Werte von Mittelwert und Wirkungsdauer der Meßgröße anzugebenj -das sich durch besondere Einfachheit
auszeichnet und zu dessen Durchführung ein r0 + τ
vergleichsweise geringer apparativer Aufwand erfor- 45 S(T) derlich ist. Die Erfindung geht davon aus, daß die ψ
in Frage stehende Meßgröße wenigstens einem der gewünschten Art der Mittelwertbildung (ζ. Β. arithmetischer
oder quadratischer Mittelwert) angepaßten Die Löschgröße L(t) ist erfindungsgemäß so geIntegrator
zugeführt wird, und ist dadurch gekenn- 50 wählt, daß der Speicherstand S(T) für verschiedene
zeichnet, daß der Meßgröße eine intern gebildete vorgegebene Werte des Mittelwertes F(t) und Wir-
F(t) - L(t) =
dS(t) dt
V-)
bzw. nach Durchführung der Integration und Division durch das Integrationsintervall T
T J
IF(t) - L(i)] di. (3)
Löschgröße überlagert ist und daß der Verlauf dieser Löschgröße in Abhängigkeit vom Augenblickswert
der Meßgröße so gewählt ist, daß den genannten vorgegebenen Werten von Mittelwert und Wirkungsdauer
der Meßgröße ein konstanter Speicherstand des Integrators entspricht, der das überschreiten der
vorgegebenen Werte kennzeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß durch das
kungsdauer, d. h. Integrationsintervall T der Meßgröße F(t) einen konstanten Wert haben soll. Das.
erfindungsgemäße Verfahren ist besonders einfach, wenn nur zwei solcher Werte vorgegeben sind, beispielsweise
die Werte (F1IT1) und (F2', T2). Die Löschgröße
kann nämlich in diesem Falle eine Konstante L0 sein. Setzt man die vorgegebenen Werte (F1; T1)
und (F2; T2) in die Gleichung (3) ein und bezeichnet -
Erreichen des genannten konstanten Speicherstands 60 man den Speicherstand des Integrators, der voraus-
des Integrators unmittelbar angezeigt ist, daß einer der vorgegebenen Werte von Mittelwert und Wirkungsdauer
der Meßgröße bzw. entsprechende Werte auf einer die vorgegebenen Werte miteinander verbindenden
»Grenzwertkurve« überschritten worden ist. Es ist kennzeichnend für das erfindungsgemäße
Verfahren, daß zur Erzeugung eines Signals (z. B. eines Schaltbefehls zur Ersatzschaltung einer zu übersetzungsgemäß
bei beiden Werten gleich sein soll, mit S0, so erhält man zwei Bestimmungsgleichungen:
UO τ?
τ
65
bzw.
S0
S0
(4)
= F2 — L0 ,
aus denen die Größen L0 und S0 ermittelt werden
können:
Geht man mit diesen Wertepaaren in die Gleichung (5), so erhält man
L0 =
S0 =
F2T2-F1T1
T2-T1
20% · 30 s - 100% · 0,35 s
Ws - 0,35 s
Ws - 0,35 s
(5)
T2-T1
T1-T2
S0 =
100% - 20%
30 s - 0,35 s
30 s - 0,35 s
0,35 s
= 19,06%
(7)
= 28,3% s.
= 28,3% s.
Setzt man umgekehrt diese Werte für L0 und S0
in die Gleichung (3) ein, so erhält man Gleichung
F(f) = L0 + ^-.
(6)
Diese Gleichung (6) stellt die obenerwähnte »Grenzkurve« dar, d. h., sie kennzeichnet alle jene Werte
von Mittelwert und Wirkungsdauer der Meßgröße F(t), denen der konstante Speicherstand S0 des Integrators
entspricht, bei deren überschreiten also ein Signal abgegeben wird.
Soll die »Grenzkurve« durch mehr als zwei vorgegebene Werte von Mittelwert und Wirkungsdauer
der Meßgröße verlaufen, so muß die Löschgröße L(i) in entsprechender Weise als eine geeignete Funktion
vom Augenblickswert der Meßgröße F(t) gewählt werden. Eine andere Möglichkeit, den Verlauf der
»Grenzkurve« so zu bestimmen, daß er durch mehr als zwei vorgegebene Werte von Mittelwert und
Wirkungsdauer der Meßgröße verläuft, besteht darin, eine entsprechende Anzahl von Integratoren mit
jeweils konstanten Löschgrößen parallelzuschalten und die Ausgänge ihrer zugeordneten bei jeweils
konstantem Speicherstand wirksamwerdenden Diskriminatoren über ein Oder-Gatter miteinander zu
verbinden. Das Ergebnis ist eine aus Hyperbel-Teilstücken zusammengesetzte »Grenzkurve«, die durch
die gewünschten Punkte verläuft. Die Meßgröße, deren zeitlicher Mittelwert zu erfassen ist, besteht
häufig aus einer Folge von digitalen in einem festen Zeitraster auftretenden Binärimpulsen. Eine derartige
Meßgröße kann ebenfalls dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden, wenn die Löschgröße
ebenfalls aus einer Impulsfolge besteht und wenn der Integrator als eine vorwärts und rückwärts zählende
Zählkette ausgebildet ist. Falls die Löschgröße vom Augenblickswert der Meßgröße unabhängig sein kann,
d. h., wenn nur zwei Werte für die »Grenzkurve« von Mittelwert und Wirkungsdauer der Meßgröße vorgegeben
sind, ist es möglich, diese Löschgröße durch einen einfachen Impulsteiler aus der Frequenz des
Zeichentaktgebers zu erzeugen, der auch das Zeit-. -raster für die Meßgröße liefert.
■' In der Zeichnung ist ein einfaches Anwendungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es handelt sich um eine Anordnung, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Umschaltekriterium zur Ersatzschaltung einer zentralen Einrichtung der Fernvermittlungstechnik erzeugt. Als Umschaltebedingungen seien die beiden folgenden Grenzfälle definiert:
■' In der Zeichnung ist ein einfaches Anwendungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es handelt sich um eine Anordnung, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Umschaltekriterium zur Ersatzschaltung einer zentralen Einrichtung der Fernvermittlungstechnik erzeugt. Als Umschaltebedingungen seien die beiden folgenden Grenzfälle definiert:
Mittlerer Zeichenfehler 100% länger als 350 ms und
mittlerer Zeichenfehler 20% länger als 30 s.
Die Meßgröße F(i), die hier die Fehlerrate darstellt,
liegt in digitaler Form vor, d. h., es werden in einem festen Zeitraster Impulse abgegeben, falls
gestörte Zeichen auftreten. Das feste Zeitraster wird von einem Zeichentaktgeber erzeugt, der im vorliegenden
Beispiel die Taktfrequenz
Z = 100 Zeichen/s
haben möge.
Wenn man die Ergebnisse der Gleichung (7) mit dieser Taktfrequenz multipliziert und durch den
dimensionslosen Wert 100% dividiert, so erhält man
L0 = 19,06 Zeichen/s, S0 = 28,3 Zeichen.
Der Integrator ist — entsprechend der Impulsform der Meßgröße und der Löschgröße — als vorwärts-
und rückwärtszählende Zählkette ausgebildet. Da die Zählkette nur ganzzahlige Integrationsergebnisse
speichern kann, wird als Speicherstand S0 der Wert
S0 = 28 Zeichen
festgesetzt. Diese Festsetzung erfordert eine Korrektur des Wertes der Löschgröße L0. Man erhält
den Wert L0 = 20 Zeichen/s, wenn man in Gleichung
(4) die Werte S0 = 28 Zeichen, T1 = 0,35 s
und F1 = 100 Zeichen/s einsetzt.
F i g. 1 zeigt als Blockschaltbild eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Sie besteht im wesentlichen aus einer Zählkette ZK, die aus bistabilen Kippstufen bestehen
möge und der eine Dekodiereinrichtung D zugeordnet ist, mit deren Hilfe die Kettenstellung S0 = 28 Zeichen
dekodiert und in ein Umschaltesignal umgewandelt wird. Die Ansteuerung der als Integrator
dienenden Zählkette ZK erfolgt mittels der Einrichtung A. Dieser Einrichtung A wird die Meßgröße
F(i) sowie erfindungsgemäß die Löschgröße L(i) zugeführt. Die Löschgröße L(i), die den konstanten
Wert L0 = 20 Zeichen/s hat, wird aus der Taktfrequenz des Zeichentaktgebers TG mittels eines
Frequenzteilers FT abgeleitet, der die Taktfrequenz Z = 100 Zeichen/s im Verhältnis 5:1 teilt. An dem
Ausgang Aus erscheint ein Umschaltesignal, wenn die Zählkette ZK die Kettenstellung S0 = 28 Zeichen
erreicht hat.
In F i g. 2 ist die vorstehend als »Grenzkurve« bezeichnete Umschalt-Charakteristik der Anordnung
dargestellt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Erfassung des zeitlichen Mittelwertes einer Meßgröße in Abhängigkeit von
deren Wirkungsdauer, insbesondere zur Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit vom überschreiten
vorgegebener Werte von Mittelwert und Wirkungsdauer der Meßgröße, bei dem die
Meßgröße wenigstens einem der gewünschten Art der Mittelwertbildung (z. B. arithmetischer
oder quadratischer Mittelwert) angepaßten Integrator zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßgröße [F(i)] eine intern gebildete Löschgröße [L (i)] überlagert ist
und daß der Verlauf dieser Löschgröße in Abhängigkeit vom Augenblickswert der Meßgröße so gewählt
ist, daß den genannten vorgegebenen Werten von Mittelwert und Wirkungsdauer der Meßgröße
ein konstanter Speicherstand des Integrators entspricht, der das überschreiten der vorgegebenen
Werte kennzeichnet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator ein Diskriminator
zugeordnet ist, mit dessen Hilfe aus dem genannten einheitlichen den vorgegebenen Werten von Mittelwert
und Wirkungsdauer der Meßgröße entsprechenden Speicherstand ein Signal, insbesondere
ein Schaltbefehl, abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator ein Zeitmesser zugeordnet
ist, der" bei Beginn des Integrationsvorganges eingeschaltet und durch das genannte
Signal ausgeschaltet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß bei Vorgäbe
nur zweier Werte von Mittelwert und Wirkungsdauer der Meßgröße die Löschgröße einen
konstanten Wert hat.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgröße bei Vorgabe von
mehr als zwei Werten von Wirkungsdauer und
Mittelwert parallel mehreren Integratoren zusammen mit jeweils konstanten Löschgrößen zugeführt
wird und daß mit Hilfe der den einzelnen Integratoren zugeordneten Diskriminatoren über
ein Oder-Gatter ein Signal, insbesondere ein Schaltbefehl, erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Meßgröße aus einer Folge
von digitalen in einem festen Zeitraster auftretenden Binärimpulsen besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß die Löschgröße ebenfalls aus einer Impulsfolge besteht und daß der Integrator eine
vorwärts und rückwärts zählende Zählkette ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702048149 DE2048149C (de) | 1970-09-30 | Verfahren zur Erfassung des zeitlichen Mittelwertes einer Messgrosse in Abhangig keit von deren Wirkungsdauer | |
CH1326371A CH551615A (de) | 1970-09-30 | 1971-09-09 | Verfahren zur erfassung eines zeitlichen mittelwertes einer messgroesse in abhaengigkeit von dem der mittelwertbildung zugrunde liegenden integrationszeitintervall. |
AT826871A AT315292B (de) | 1970-09-30 | 1971-09-23 | Anordnung zur Erfassung des zeitlichen Mittelwertes einer Meßgröße in Abhängigkeit von deren Wirkungsdauer |
GB4482771A GB1370457A (en) | 1970-09-30 | 1971-09-27 | Electrical signal monitoring systems |
IT29142/71A IT938836B (it) | 1970-09-30 | 1971-09-27 | Sistema per rilevare il valore medio nel tempo di una grandezza misurata in dipendenza della sua durata d azione |
US05/184,553 US3937931A (en) | 1970-09-30 | 1971-09-28 | Procedure to determine the temporal mean of a quantity to be measured, as a function of its period of operation |
FR7134937A FR2108666A5 (de) | 1970-09-30 | 1971-09-28 | |
LU63971D LU63971A1 (de) | 1970-09-30 | 1971-09-28 | |
SE12353/71A SE362955B (de) | 1970-09-30 | 1971-09-29 | |
BE773328A BE773328A (fr) | 1970-09-30 | 1971-09-30 | Procede pour determiner la valeur moyenne dans le temps d'une grandeur de mesure en fonction de sa duree d'action |
JP7677171A JPS477543A (en) | 1970-09-30 | 1971-09-30 | Procedure to determine the temporal mean of a quantity to be measured, as a function of its period of operation |
NL7113446A NL7113446A (de) | 1970-09-30 | 1971-09-30 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702048149 DE2048149C (de) | 1970-09-30 | Verfahren zur Erfassung des zeitlichen Mittelwertes einer Messgrosse in Abhangig keit von deren Wirkungsdauer |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2048149A1 DE2048149A1 (de) | 1971-08-05 |
DE2048149B2 true DE2048149B2 (de) | 1971-08-05 |
DE2048149C DE2048149C (de) | 1972-03-02 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH551615A (de) | 1974-07-15 |
DE2048149A1 (de) | 1971-08-05 |
US3937931A (en) | 1976-02-10 |
BE773328A (fr) | 1972-03-30 |
NL7113446A (de) | 1972-04-05 |
FR2108666A5 (de) | 1972-05-19 |
IT938836B (it) | 1973-02-10 |
LU63971A1 (de) | 1972-03-01 |
AT315292B (de) | 1974-05-27 |
SE362955B (de) | 1973-12-27 |
GB1370457A (en) | 1974-10-16 |
JPS477543A (en) | 1972-04-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |