DE2123401A1

DE2123401A1 - Display device for the speed of ships, in particular sailing boats

Info

Publication number: DE2123401A1
Application number: DE19712123401
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7993 Kreßbronn; Schaidnagel Alfred 8998 Lindenberg. P Profft
Original assignee: Profft & Schaidnagel Elect
Current assignee: Profft & Schaidnagel Elect
Priority date: 1971-05-12
Filing date: 1971-05-12
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE2123401C3; DE2123401B2

Description

Anzeigegerät für die Geschwindigkeit von Schiffen, insbesondere Segelbooten.Display device for the speed of ships, in particular sailing boats.

Die Erfindung betrifft ein Anzeigegerät für die Geschwindigkeit und ggf. die Beschleunigung sowie auch die zurückgelegte Fahrtstrecke von Schiffen, insbesondere Segelbooten.The invention relates to a display device for the speed and if applicable, the acceleration as well as the distance traveled by ships, especially sailing boats.

Zur Ermittlung der vorgenannten drei Grössen genügt die Messung einer Grösse, da die anderen beiden Grössen durch Integration oder Differentation aus der meßgrösse gewonnen werden können. mißt man z.B, die Geschwindigkeit v, so gelten die mathematischen Beziehungen (mit s = zeigt b = Beschleunigung und t = Zeit): Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Anzeigegerät der einleitend beschfiebenen Art so auszubilden, daß es sich auch auf kleinen Segelschiffen gut verwenden lässt. Zu diesem Zweck k-muss das Gerät leicht sein und geringe bauliche Abmessungen aufweisen. Ferner muss es gegen Erschütterungen unempfindlich sein und es soll betriebssicher und uerschleißarm sein, und ferner dürfen keine besonderen Anforderungen an die Stromversorgung gestellt werden d.h. die Anzeigevorrichtung soll von Spannungsschwankungen höchstens geringfügig abhängig sein.To determine the aforementioned three variables, it is sufficient to measure one variable, since the other two variables can be obtained from the measured variable by integration or differentiation. if one measures, for example, the speed v, the mathematical relationships apply (with s = shows b = acceleration and t = time): It is the object of the invention to design a display device of the type described in the introduction in such a way that it can also be used well on small sailing ships. For this purpose, the device must be light and have small structural dimensions. Furthermore, it must be insensitive to vibrations and it should be operationally reliable and wear-resistant, and no special requirements must be placed on the power supply, ie the display device should at most be slightly dependent on voltage fluctuations.

Für einen störungsfregen elektrischen Betrieb soll z.B. auf drehende Kontakte verzichtet werden. Alle vorgenannten Forderungen sollen mit preiswerten mitteln erreicht werde, damit ein für die Serienfertigung erforderlicher Massenabsatz erzielt werden kann Es gibt viele technische Wege, um ein Anzeigegerät für die Geschwindigkeit, Beschleunigung und die zurückgelegte Fahrtstrecke eines Schiffes zu verwirklichen. Selbst wenn man, wie es die Erfindung vorsieht, einen Geber verwendet, der elektrische Signale erzeugt, die dann zur Aussteuerung elektrischer Anzeigeinstrumente umgeformt und verstärkt werden, ergeben sich für den Fachmann noch eine grösse Anzahl von möglichkeiten, die jedoch nicht die oben genannten Forderungen erfüllen könnten.For fault-free electrical operation, e.g. turning Contacts are waived. All of the above claims are intended to be inexpensive medium is achieved so that the mass sales required for series production There are many technical ways to make a display device for the Speed, acceleration and the distance traveled by a ship to realize. Even if, as the invention provides, a donor is used, which generates electrical signals, which are then used to control electrical display instruments are reshaped and reinforced, there are still a large number for the person skilled in the art of possibilities which, however, could not meet the requirements mentioned above.

Als Geber für die Geschwindigkeitsmessung könnte man z.B. eine Tachometeranordnung, die eine Gleich oder Wechselspannung erzeugt, verwenden. Bei der Verwendung von Gleichspannung müsste man jedoch rotierende Schleifkontakte in Kauf nehmen. Bei der Wahl eines Wechselspannungsgebers müsste die Frequenz der erzeugten Spannung als Geschwindigkeitsmaß verwertet werden.A speedometer arrangement, for example, could be used as a transmitter for the speed measurement. that generates a direct or alternating voltage. When using DC voltage would, however, have to be accepted by rotating sliding contacts. at Choosing an AC voltage transmitter would have to reflect the frequency of the voltage generated can be used as a measure of speed.

Dazu wären Induktivitäten erforderlich, die relativ gross sind, ein hohes Gewicht haben und nicht sehr genau arbeiten, was inbes. dann von Nachteil ist, wenn man letzten Endes Impulse erzeugen will, um eine Zähldekade zu betreiben.This would require inductances that are relatively large are heavy and do not work very carefully, which is inbes. then a disadvantage is when you ultimately want to generate pulses to operate a counting decade.

Als Geber könnte auch ein Regelpotentiometer verwendet werden. Das hätte wiederum den Nachteil der Verwendung von Schleifkontakten. Ein auf diese Weise erzeugtes Signal wäre ausserdem verhältnismässig spannungsabhängig.A control potentiometer could also be used as a transmitter. That would again have the disadvantage of using sliding contacts. One this way generated signal would also be relatively voltage-dependent.

Es ist zur Geschwindigkeitsmessung bei Schiffen weiter bekannt, durch den Strömungsdruck eine Klappe zu verstellen, durch die abhängig vom zurückgelegten Weg die Geschwindigkeit gemessen wird. Auf diese Weise kann man jedoch nicht zugleich die Beschleunigung messen, weil zu grosse massen bewegt werden müssten und weil die Empfindlichkeit bei geringen Geschwindigkeitsänderungen nicht ausreichend gross wäre. It is also known for measuring the speed of ships by the flow pressure to adjust a flap, through which depends on the covered Way the speed is measured. But you can't do this at the same time measure the acceleration because too great a mass would have to be moved and because the sensitivity to small changes in speed is not sufficiently great were.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile der bekannten oder denkbaren Lösungen zu vermeiden und ein Gerät so auszubilden, daß auch sehr kleine Geschwindigkeiten gemessen werden können, z.B. auch Geschwindigkeiten unter drei Knoten, wobei dann in einem weiteren Bereich auch noch Geschwindigkeiten bis zwölf Knoten genau gemessen werden sollen. Von der meßvorrichtung für die Geschwindigkeit sollen dann durch einfache Zusätze exakte Werte für die Beschleunigung und für den zurückgelegten Weg abgeleitet und angezeigt werden. The object of the invention is to address these disadvantages of the known or to avoid conceivable solutions and to train a device so that even very small ones Speeds can be measured, e.g. speeds below three Knots, with speeds up to twelve in another area Nodes should be measured accurately. From the measuring device for the speed should then, by simple additions, exact values for the acceleration and for the The distance covered can be derived and displayed.

Ein solches Gerät, das in der Hauptsache in Segelbooten Verwendung findet, zeigt dann schon bei geringen Änderungen der Segelstellungen den Erfolg des dadurch eingeleiteten manövers an, was. z.B. bei Regatten sehr wichtig ist. Auch eie beim Segeltrimmen, bei einer Veränderung der maststellung oder bei einer Gewichtsverlagerung durch die mannschaft eintretenden Beschleunigungen sollen an dem Beschleunigungsmesser exakt ohne Verzögerungen so abgelesen werden können, daß das Optimum an Fahrgeschwindigkeit bei gegebenem Kurs erzielt werden kann. One such device that is mainly used in sailing boats finds, then shows the success even with minor changes in the wing positions of the maneuver initiated by what. e.g. is very important in regattas. Also when trimming the sails, when changing the mast position or when a Weight shift due to the accelerations occurring in the team should can be read on the accelerometer exactly without delays that the optimum speed can be achieved at a given course.

Bei Verwendung in motorbooten können durch Geschwindigkeitsverzögerungen z.Bv Störungen im Antrieb angezeigt werden Die Lösung der Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß man bei einer Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung für Schiffe, insbes. für Segelschiffe, einen kontaktlosen Impulsgeber mit Schwingkreis verwendet, dessen Geschwindigkeitsimpulse durch eine Schmitt-Trigg er-Schaltung und eine Monoflop-Schaltung so zu einer Gleichspannung uugewandelt werden daß deren Amplitude eine von der Drehzahl des Impulsgebers abhängige Bezugsgz sse bildete indem die Impulse zur mittelwertbildung einer Siebkette zugeleitet werden und zur Aussteuerung eines Gleichspannulngs- oder Gleichstrommeßinstruments dienen Durch Differenzieren des mittelwert-Gleichstromes und Verstärken wird ein maß für die Beschleunigung gewonnen und durch Integrieren dieser Spannung ein maß für die zurückgelegte Wegstrecke.When used in motor boats, it can cause speed delays E.g. faults in the drive are displayed. The solution to the problem of the invention consists in the fact that in the case of a speed display device for ships, especially for sailing ships, a contactless pulse generator with an oscillating circuit is used, its speed pulses by a Schmitt trigger circuit and a monoflop circuit can be converted to a direct voltage in such a way that its amplitude depends on the speed The pulse generator-dependent reference rate formed by the pulses for averaging are fed to a sieve chain and to control a DC voltage or Direct current measuring instruments are used by differentiating the mean value direct current and amplification, a measure of the acceleration is obtained and integrated this tension is a measure of the distance covered.

Die Schmitt-Trigger- und die Monoflop-Schaltung werden zweckmässig in einem Baustein vereinigt, um auf diese Weise eine einfachere und leichtere Unterbringung in dem Gerät zu ermöglichen.The Schmitt trigger and the monoflop circuit are useful united in one building block, in this way a simpler and easier accommodation to enable in the device.

Der Vorschlag der Verwendung dieser Bauelemente ist an sich nicht naheliegend. Für die Weiterverarbeitung der Impulse des Impulsgebers wäre auch ein Transformator verwendbar, der jedoch frequenzabhängig arbeitet. Das hier erzeugte Wechselepannungasignal erschwert zudem die Weiterverarbeitung zu einer Anzeigegrösse für die Beschleunigung. Dagegen sind die vorgeschlagenen Schaltungen (5chmitt-Trigger- und Eanuflop) Digitalschaltungen; erst zur Anzeige des zurückgelegten es muss auf eine Analogschaltung übergegangen werden.The proposal to use these components is not in itself obvious. For the further processing of the impulses from the pulse generator there would also be a Transformer can be used, but it works depending on the frequency. That generated here Alternating voltage signal also complicates further processing to a display size for acceleration. In contrast, the proposed circuits (5chmitt trigger and Eanuflop) digital circuits; it must only be opened to display what has been covered an analog circuit can be passed over.

Bei \i!aw:endung des nach der Erfindung. vorgeschlagenen Impulsgebers könnte man zur Beschleu.nigungsmessung auch eine Differenzierung der Impulsflanken durchführen. Auf diese Gleise wären aber nur ungenaue Ergebnisse zu erzislen.At \ i! Aw: ending of the invention. proposed pulse generator One could also differentiate the pulse edges to measure the acceleration carry out. However, only imprecise results could be reported on this track.

Die zurückgelegte Fahrtstrecke könnte man auch mit Hilfe einer Zähidekade feststellen, die vom Impulsgeber ausgesteuert wird. Aus dem Wege könnte man dann durch Dif ferentiationen die Geschwindigkeit und die Beschleunigung ableiten Dazu wäre aber ein wesentlich grösserer elektrischer Schaltungsaufwand erforderlich, der das Gerät wesentlich verteuern würde.The distance covered could also be calculated with the help of a slow decade determine which is controlled by the pulse generator. Then you could get out of the way Derive the speed and acceleration by differentiations but would be a much bigger electric one Circuit effort required, which would make the device much more expensive.

In Weiterbildung der Erfindung wird zur Anzeige der zurückgelegten Wegstrecke ein als Integrierer geschalteter Operationsverstärker mit nachgeschaltetem Komparator eingesetzt. Der Komparator liefert dann Impulse zum Weiterschalten eines Zählwerkes.In a further development of the invention is to display the covered Distance an operational amplifier connected as an integrator with a downstream Comparator used. The comparator then supplies impulses for advancing a Counter.

Die Erfindung vermeidet auf diese Weise Nachteile, die den folgenden möglichen Lösungen anhaften: Die Verwendung einer RC-Kette hätte den Nachteil einer schwierigen Resultatsauswertung. Ein CL-Glied würde grössere Induktivitäten erfordern; die Resultatsauswertung wäre ebenfalls schwierig. Würde man den Weg z.B. durch einen motor messen, der ein Zählwerk betreibt, so führte das zu einem grossen, teuren, mit Schleifkontakten behafteten Gerät, das verhältnismässig störanfällig wäre.The invention thus avoids disadvantages including the following possible solutions: Using an RC chain would have the disadvantage of a difficult result evaluation. A CL element would require larger inductances; evaluating the results would also be difficult. For example, if you were to walk through a measure a motor that operates a counter, this led to a large, expensive, with sliding contacts afflicted device that would be relatively prone to failure.

Um ein maß für die Beschleunigung zu erhalten, wird in-Weiterbildung der Erfindung ein Spannungsverstärker für positive und negative Spannungsanteile vorgesehen, d.h. es wird beidseitig verstärkt, damit eine definierte mittellage gewährleistet ist. Das maß für die Beschleunlgiung wird dann mit Hilfe eines Differenziergliedes mit nachgeschaltetem Verstärker erhalten.In order to get a measure of the acceleration, further training is in progress the invention a voltage amplifier for positive and negative voltage components provided, i.e. it is reinforced on both sides, so that a defined middle position is guaranteed. The measure for the acceleration is then determined with the aid of a differentiating element with received downstream amplifier.

Auf diese Weise werden Nachteile vermieden, die anderen Differenzierverfahren anhaften: Durch die Verwendung von RC-Gliedern oder LC-Gliedern ergeben sich die schon genannten Nachteile bei geringer Empfindlichkeit.This avoids the disadvantages of the other differentiation methods adhere: The use of RC elements or LC elements results in the already mentioned disadvantages with low sensitivity.

Durch die besondere Auswahl des Gebers und der Bausteine, die in Weiterbildung der Erfindung die Geschwindigkeitsimpulse des Gebers in Steuergrössen für die Anzeige der Beschleunigung und des zurückgelegten Weges umwandeln, wird ein Kombinationsgerät von baulich kleinen Abmessungen geschaffen, dessen Geberteil in einfacher Weise in die Bootswandung eingesetzt oder daraus entfernt werden kann, ohne daß das Boot aus dem Wasser genommen werden muss.Due to the special selection of the encoder and the modules that are in further training the invention, the speed pulses of the encoder in control variables for the display the acceleration and the distance covered becomes a combination device created by structurally small dimensions, the encoder part in a simple manner can be inserted into the boat wall or removed therefrom without the boat must be taken out of the water.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Fig. erläutert7 werden.In the following, the invention is intended to be based on an exemplary embodiment With reference to the accompanying figures.

Es zeigt: Fig. 1 ein Blickschaltbilddes elektrischen Teils der Vorrichtung nach der Erfindung; Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Impulsgeberteils der Erfindung; Fig. 3 ein Schaltungsschema des Impulsgebers; Fig. 4 ein Schema der Schaltung für die Geschwindigkeitsw und Beschleunigungsanzeige; Fig. 5 ein Schema der Schaltung für die Fahrtstreckenanzeige und Fig. 6 eine Ansicht auf die Anzeigetafel einer Einrichtung nach der Erfindung.In the drawing: Fig. 1 is a perspective diagram of the electrical part of the device according to the invention; Fig. 2 is a sectional view of the pulse generator part the invention; 3 shows a circuit diagram of the pulse generator; Fig. 4 is a diagram of the Circuit for speed and acceleration display; Fig. 5 is a diagram the circuit for the route display and FIG. 6 shows a view of the display panel a device according to the invention.

Wie sich aus der Fig. 1 ergibt, arbeitet die Erfindung nach dem Prinzip, daß ein induktiver Geber 1 eine von der Fahrtgeschwindigkeit abhängige Impulsfolge liefert, die in der Schaltungsanordnung 2 zu Einheitsimpulsen umgeformt wird. mittels Siebketten erfolgt dann in der Schaltungsgruppe 3 eine mittelwertbildung, die zu einer Gleichspannung führt, deren Amplitude der Fahrtgeschwindigkeit proportional ist. Diese Gleichspannung dient zur Steuerung eines Gleichspannungs-oder Gleichstrommeßinstrumentes 4 mit einer in Knoten geeichten Anzeigeskala. Die Spannung wird zugleich einem Differenzverstärker 5 und einem Integrator 6 zugeführt. Die in diesen Schaltungseinheiten 5, 6 erzeugten Spannungen dienen zur Aus steuerung des Gerätes 7 zur Beschleunigungsanzeige bzw. des Gerätes 8 zur meilenzählung.As can be seen from Fig. 1, the invention works on the principle that an inductive transmitter 1 has a pulse train dependent on the speed of travel supplies, which is converted in the circuit arrangement 2 into unit pulses. by means of Sieve chains then take place in the circuit group 3 an averaging that to leads to a direct voltage, the amplitude of which is proportional to the speed of travel is. This direct voltage is used to control a direct voltage or direct current measuring instrument 4 with a display scale calibrated in knots. The voltage becomes a differential amplifier at the same time 5 and an integrator 6 supplied. The in these circuit units 5, 6 generated Voltages are used to control the device 7 to display the acceleration or of the device 8 for mileage counting.

Aus der Schnittdarstellung der Fig. 2 ergibt sich der Aufbau des Impulsgeberteils, das wasserdicht unterhalb der Wasserlinie in die Bordwand lo eingesetzt ist.The structure of the pulse generator part results from the sectional view in FIG. which is watertightly inserted into the ship's side below the waterline.

Die durch die Wasserströmung angetriebene Schraube 11 besitzt an ihren vier Flügelenden jeweils ein ferromagnetisches metallteil 12. Ein Induktivgeber 13 ist in einem Kunststoffschaft derart angeordnet, daß seine Ansprechzone von den metallteilen 12 der sich drehenden Schraube 11 durchlaufen wird. Ein Prinzipschaltbild des Gebers 13 ist in der Fig. 3 dargestellt, das weiter unten erläutert werden soll. Von dem Geber führt ein zweipoliges Kabel 14 zu den nicht dargestellten weiteren Schaltungseinheiten.The screw 11 driven by the water flow has on its four wing ends each have a ferromagnetic metal part 12. An inductive sensor 13 is arranged in a plastic shaft in such a way that its response zone of the metal parts 12 of the rotating screw 11 is passed through. A block diagram of the encoder 13 is shown in FIG. 3, which will be explained further below. A two-pole cable 14 leads from the transmitter to the other, not shown Circuit units.

Die Schraube 12 ist annähernd gleich schwer wie Wasser und ist daher im Wasser gewichtslos. Zwischen der Schraube 12 und der Nabe 15 bildet sich im Betrieb ein Wasserfilm aus, so daß sich die Schraube 12 bereits bei geringster Wasserströmung verschleißfest dreht.The screw 12 is approximately the same weight as water and is therefore weightless in the water. Between the screw 12 and the hub 15 forms during operation a film of water, so that the screw 12 is already at the slightest flow of water rotates wear-resistant.

Won der Schraube 12 ist ein Schmutzabweiser 16 angeordnet, der die Schraube gegen Beschädigungen schützt.Won the screw 12, a dirt deflector 16 is arranged, which Protects screw against damage.

Der Impulsgeber 13 und auch die Schraube 11 sind in einem Schiebeteil 1? befestigt, das mit Hilfe eines Griffes 17a zurückgezogen werden kann, um die Schraube 12 bei Nichtgebrauch vor Beschädigungen zu schützen, Zum Ausbau des Gebers wird das Schiebeteil 1? noch weiter zurückgezogen1 bis sich der O-Ring 18 in die Nut 19 des Schiebeteils 17 drückt. Die das Schiebeteil 17 aufnehmende Hülse, die aus den Teilen 21 bis 24 zusammengesetzt ist, kann nunmehr durch das Seeventil 25 mit Hilfe des Hebels 26 geschlossen werden. Das Schiebeteil kann dann aus der Hülse herausgenommen werden und zusätzlich durch einen beigegebenen, nicht dargestellten Stopfen verschlossen werden.The pulse generator 13 and also the screw 11 are in a sliding part 1? attached, which can be withdrawn with the help of a handle 17a to the To protect screw 12 from damage when not in use, to remove the encoder will the sliding part 1? withdrawn even further1 until the O-ring 18 fits into the Groove 19 of the sliding part 17 presses. The sleeve receiving the sliding part 17, the is composed of the parts 21 to 24, can now through the sea valve 25 be closed with the aid of the lever 26. The sliding part can then be removed from the sleeve can be removed and additionally by an attached, not shown Stopper are closed.

Fig0 3 zeigt das prinzipschaltbild des Gebers Die Induktivität L 1 des elektrischen Schwingkreises ist ein offener Schalenkern, dessen Streufeldzone die Ansprechzone des Induktivgebers bildete Im NOrmalzustand, d.h0 wenn sich die Metallteile 12 außerhalb der Streuzone befinden, schwingt die elektrische Schaltung mit einer Frequenz von ca. 2 19Hz.Fig0 3 shows the basic circuit diagram of the encoder The inductance L 1 of the electrical oscillating circuit is an open pot core, its stray field zone In the normal state, i.e. when the Metal parts 12 are outside the scattering zone, the electrical circuit oscillates with a frequency of approx. 219Hz.

Dringt das Metallteil 12 in die Ansprechzone ein, so wird die Induktivität L 1 durch das Metallteil so stark gedämpft, doh. die Schwingkreisgüte wird so stark verschlechtert, daß die Schweingung abbricht0 Dies ist mit einer Änderung der Stromaufnahme der Schwingschaltung verbunden, deho die Stromaufnahme wird um etwa den Faktor 5 kleiner.If the metal part 12 penetrates into the response zone, the inductance becomes L 1 damped so much by the metal part, doh. the quality of the oscillating circuit becomes so strong worsens that the oscillation breaks off0 This is with a change in the Power consumption connected to the oscillating circuit, so the power consumption is increased by a factor of about 5 smaller.

Durch einen in der Stromzuführungsleitung der Schwaingschaltung liegenden Slderstand R 1 wird die Änderung der Stromaufnahme in Spannungsimpulse umgesetzt.By one lying in the power supply line of the oscillating circuit Slderstand R 1, the change in current consumption is converted into voltage pulses.

Aus diesem Impulserzeugungsprinzip ergibt sich: a) die Impulslänge ist abhängig von der Durchlaufzeit der Metallteile 12 durch die Ansprechzone des Induktivgebers und damit drehzahlabhängig0 b) Die Impulsflankensteilheit ist drehzahlabhängig, so daß die Schwingung nicht ganz schlagartig abbricht, c) Die Impulshöhe ist abhängig von dem Medium, in dem sich der Induktivgeber befinde, z. Be sind die magnetischen Eigenschaften der Ansprechzone bei Wasser anders als bei Lufto Hieraus ergibt sich, daß die erzeugten Impulse für eine präzise Weiterverarbeitung einer Impulsformung unterzogen werden müssen Der vorbeschriebene Induktivgeber kann als fertige Einheit bezogen werden, z. Be unter der Typenbezeichnung NJS-11-N von der Fa. Peppert & Fuchs Die Impulsformung und die weitere Verwertung der Impulse ergibt sich aus der Schaltungsskizze der Fig. 4, in der Induktivgeber der Figo 3 mit IG gekennzeichnet ist, Die Impulsformung wird mit einem integrierten TTL-Schaltkreis des Typs 74121 durchgeführt, Dieser Schaltkreis ist eine monostabile Kippstufe, deren Kippzeit durch eine externe R und C-Beschaltung (R 15, C 2) eingestellt wird.This pulse generation principle results in: a) the pulse length depends on the transit time of the metal parts 12 through the response zone of the Inductive encoder and thus speed-dependent0 b) The pulse edge steepness is speed-dependent, so that the oscillation does not stop suddenly, c) The pulse height is dependent of the medium in which the inductive sensor is located, e.g. Be are the magnetic ones Properties of the response zone with water differ from those with air that the generated pulses for precise further processing of pulse shaping must be subjected to The inductive sensor described above can be used as a finished unit be obtained, e.g. Be under the type designation NJS-11-N from the Fa. Peppert & Fuchs The pulse shaping and the further utilization of the pulses results from the circuit diagram of FIG. 4, in the inductive sensor of FIG. 3 marked with IG, the pulse shaping is done with an integrated TTL circuit of the type 74121, this circuit is a monostable multivibrator, whose break-over time is set by an external R and C circuit (R 15, C 2).

Er verfügt außerdem über eine Schmitt-Trigger-Eingangsstufe, wodurch weder die Flankensteilheit der Induktivgeberimpulse noch deren Impulshöhe (über der Ansprechgrenze des Monoflops) für die weitere Impulsverarbeitung eine Rolle spielen. Am Ausgang des Monoflops stehen Impulse konstanter Länge und Höhe zur Verfügung, deren Anzahl pro Zeiteinheit der Schraubendrehzahl proportional ist0 Zur Mitteluertbildung befindet sich am Ausgang des Monoflops ein Sieb tglied (R 2, C 1), das mit den Ausgangsimpulsen des Monoflops eine Siebung und damit den zeitlichen Mitteilwert der Impulsspannung bildet (Zeitkonstante relativ groß, etwa 1 Sekunde).It also has a Schmitt trigger input stage, which means neither the edge steepness of the inductive encoder pulses nor their pulse height (above the response limit of the monoflop) plays a role in further pulse processing to play. At the output of the monoflop, pulses of constant length and height are available, the number of which per unit of time is proportional to the screw speed 0 For averaging there is a sieve element (R 2, C 1) at the output of the monoflop that controls the output pulses of the monoflop a sieving and thus the temporal message value of the pulse voltage forms (time constant relatively large, about 1 second).

Für die Geschwindigkeitsanzeige wird ein 50 u-Ampere-Instrument I 1 benutzt, Der Minus-Anschluß des Instrumentes liegt an einem Spannungsteiler (R 4 / R 5), damit das Instrument bei stillstehender Schraube auf den Nullpunkt mittels Widerstand R 5 eingestellt werden kann, weil die Ausgangsspannung des Monoflops im Ruhezustand nicht gleich Null ist. Durch Betätigen des Umschalters U 1 besteht die Möglichkeit zwischen zwei Geschwindigkeitsanzeigebereichen (O - 3 Knoten und 0 - 12 Knoten) zu wählen, Um ein Beschleunigungs-Verzögerungssignal zu erzeugen, muß das Geschwvindigkeitssignal differenziert werden.A 50 u-ampere instrument I. 1 is used, the minus connection of the instrument is connected to a voltage divider (R 4 / R 5) so that the instrument returns to the zero point with the screw at a standstill Resistor R 5 can be adjusted because the output voltage of the monoflop is not zero at rest. By pressing the switch U 1 exists the option between two speed display areas (O - 3 knots and 0 - 12 knots) to generate an acceleration-deceleration signal, the speed signal must be differentiated.

Dazu wird ein integrierter Operationsverstärker ( A 741 oder ähnlich) IC 2 benutzt, Nach der allgemeinen Operationsverstärkertheorie wirkt dieser Verstärker differenzierend und gleichzeitig verstärkend, wenn vor den Eingang ein Kondensator C 3 und in den Gegenkoppelungszweig ein Widerstand R 7 geschaltet wird. Um sowohl Beschleunigung als auch Verzögerung darstellen zu können, muß der zweite Eingang über einen Spannungsteiler R 11 / R 13 an die halbe Betriebsspannung gelegt werden0 Das Anzeige instrument I 12, ein 50 -Ampere-Mittelinstrument, wird ebenfalls mit einem Anschluß und einem anderen Spannungsteiler R 14 / R 15 mit der halben Betriebsspannung und mit dem anderen Anschluß an den Ausgang des Operationsverstärkers IC 2 gelegt. Damit dieser differenzierende Verstärker nicht für kleine bzwo kurz andauernde Beschleunigungen oder Verzöyerungen nicht zu empfindlich anspricht, ist er durch Einfügen des Kondensators C 4 in den Gegenkoppelungszweig träger gemacht, Um einen zuverlässigen und präzisen Betrieb der elektrischen Schaltung zu gewährleisten, ist eine elektronische Stabilisierung der Versorgungsspannung nötige Integrierte OP-Verstärker benötigen eine Spannung von ca. 8,5 V0 Durch die Zenerdiode D 1 und den Vorwiderstand R 17 wird eine stabile Spannung von ca0 9 V erzeugt. Diese wird der Basis des Transvistors T 1 zugeführt, der als Serienregler wirkt und am Emitter eine konstante Spannung von etwa 8ß5 V abgibt, und zur Versorgung der OP-Verstärker benutzt wird.For this purpose, an integrated operational amplifier (A 741 or similar) IC 2 used, According to the general operational amplifier theory, this amplifier works differentiating and amplifying at the same time, if a capacitor is in front of the input C 3 and a resistor R 7 is connected in the negative feedback branch. To both The second input must be able to represent both acceleration and deceleration can be connected to half the operating voltage via a voltage divider R 11 / R 13 The display instrument I 12, a 50-amp center instrument, is also available with a connection and another voltage divider R 14 / R 15 with half the operating voltage and the other terminal is connected to the output of the operational amplifier IC 2. So that this differentiating Amplifier not for small or short-term accelerations or decelerations are not too sensitive, it is made slower by inserting the capacitor C 4 in the negative feedback branch, To ensure reliable and precise operation of the electrical circuit, is an electronic stabilization of the supply voltage necessary integrated OP amplifiers require a voltage of approx. 8.5 V0 through the Zener diode D 1 and the series resistor R 17 generates a stable voltage of approx. 9 V. This will fed to the base of the transistor T 1, which acts as a series regulator, and at the emitter delivers a constant voltage of about 8ß5 V, and to supply the OP amplifier is used.

Die monostabile Kippstufe 74121 benötigt eine Betriebsspannung von 5 V. Diese wird aus den 6,5 V durch die Zenerdiode D 2 und den Vorwiderstand R 18 erzeugt0 Um aus dem Geschwindigkeitssignal ein Entfernungssignal zur Steuerung eines Meilenzählers zu gewinnen, muß ersteres integriert werden0 Dies wird wiMerum mit dem integrierten OP-Verstärker IC 2 erreicht. Dieser Verstärker wirkt integrierend, wenn vor den Eingang ein Widerstand R undals Gegenkoppelung ein Kondensator C geschaltet Wird (Ua x 1/R . C / Ue ç dt), Die fleilenzählerschaltung ist in der Fig0 5 dargestellt0 der Meilenzähler ist zweckmäßig als Zusatzgerät vorgesehen, das an die Buchsen M der Scahltungsanordnung nach Fig. 4 angeschlossen wird. Da der Ausgangsspannungshub des OP-Verstärkers begrenzt ist, kann in der Integrierstufe nur eine relativ kurze Wegstrecke genau gespeichert werden0 In vorliegendem Fall wurde die Schaltung (siehe Fig0 5) so ausgelegt, daß die maximal erreichbare Ausgangsspannung Uamax der zurückgelegten Distanz von 0,1 Sm entspricht, Beim Erreichen dieser Spannung tritt nun die der Integrierstufe nachgeschaltete Komporatorstufe in Funktion, Diese vergleicht laufend die Ausgangsspannung des Integrieres mit einer zweiten Referenzspannung die gleich U amax ist0 Solange U a kleiner als die Referenzspannung ist, liefert der Kompor-ator, der ebenfalls ein integrierter OP-Verstärker ist, hier jedoch ohne Gegenkoppelung, die Ausgangsspannung OVO Wenn U a U amax ist, wird die Ausgangsspannung des Komporators schlagartig positiv. Die positive Ausgangsspannung steuert den Transistor T 2 leitend und bewirkt dadurch die Fortschaltung des mech. Meilenzählwerkes um 0,1 Sm, während durch den leitend gesteuerten Transistor T 1 der Integrierkondensator C 1 der Integrierstufe entladen und diese damit in den Anfangszustand gebracht wird0 Der Kondensator C 2 in der Komporatorstufe hat die Aufgabe das Zurückkippen des Komporators in den Ruhezustand (OV) solange zu verzögern, bis sich C 1 voll entladen hat und der mechanische Zähler Z angesprochen hat. Dieses Spiel wiederholt sich jeweils nach 0,1 Sm.The 74121 monostable multivibrator requires an operating voltage of 5 V. This is generated from the 6.5 V through the Zener diode D 2 and the series resistor R 18 generates a distance signal from the speed signal to control a To gain mileage, the former must be integrated0 This will continue with the integrated OP amplifier IC 2. This amplifier has an integrating effect, if a resistor R is connected in front of the input and a capacitor C is connected as negative feedback Becomes (Ua x 1 / R. C / Ue ç dt), The line counter circuit is in the Fig0 5 shown0 the mileage counter is expediently provided as an additional device, which is connected to the sockets M of the circuit arrangement according to FIG. There the output voltage swing of the OP amplifier is limited, can be done in the integration stage only a relatively short distance can be stored precisely0 In the present case the circuit (see Fig0 5) was designed so that the maximum achievable output voltage Uamax corresponds to the distance covered of 0.1 Sm, when this voltage is reached the comparator stage connected downstream of the integrating stage now comes into operation, this continuously compares the output voltage of the integrator with a second reference voltage which is equal to U amax 0 As long as U a is less than the reference voltage, supplies the Kompor-ator, which is also an integrated OP-amplifier, but here without Negative coupling, the output voltage OVO If U a U amax, the output voltage is of the comparator suddenly positive. The positive output voltage controls the transistor T 2 conductive and thereby causes the mech. Mileage counter 0.1 Sm, while the integrating capacitor is controlled by the conducting transistor T 1 C 1 of the integration stage discharged and this thus in the initial state brought wird0 The capacitor C 2 in the comparator stage has the task of tilting back delay the Komporator to the idle state (OV) until C 1 is full has discharged and the mechanical counter Z has responded. Repeated this game each after 0.1 Sm.

Die Schaltungselemente der Fig. 4 sind mit Ausnahme des Impulsgebers IG in einem Schaltungskasten untergebracht, dessen Frontplatte in der Fig. 6 dargestellt ist. Auf dieser Frontplatte 33 sind zwei Instrumente aufgebaut, und zwar ein Ceschwindigkeitsanzeigeinstrument 34 und ein Beschleunigungsanzeigeinstrument 35. Weiter befinden sich auf der Frontplatte zwei Schalter 36, 37 für die Ein- und Ausschaltung des Gerätes sowie für die Umschaltung des Ceschwindigkeitsanzeigeinstruments von einem Bereich O - 3 Knoten auf einen Bereich o - 12 Knoten und umgekehrt.The circuit elements of Fig. 4 are, with the exception of the pulse generator IG housed in a switch box, the front panel of which is shown in FIG is. Two instruments are built up on this front plate 33, namely a speed display instrument 34 and an acceleration display instrument 35. Next are located on the front panel two switches 36, 37 for switching the device on and off and for switching of the speedometer from a range of O - 3 knots to one Range o - 12 knots and vice versa.

Das komplette Gerät kann in einer Aussparung, z. 8. in die Kajütschottwand eingeschoben und mit Eckschrauben befestigt werden. An der Unterseite des Kastens sin in nicht dargestellter Weise die Anschlußbuchsen für Batteriegeber und Meilenzähler vorgesehen. Der Meilenzähler ist somit als Zusatzeinrichtung vorgesehen, die jederzeit nachträglich angeschlossen werden kann. Auf der Rückseite des Kastens befinden sich zwei Einstell-Po-.The complete device can be in a recess, for. 8. in the cabin bulkhead inserted and fastened with corner screws. At the bottom of the box sin in a manner not shown, the connection sockets for battery transmitter and mileage counter intended. The mileage counter is therefore intended as an additional device, which can be connected at any time later. On the back of the box there are two adjustment po-.

tentiometerschrauben, mit denen der Nullpunkt des Beschleunigungsanzeigeinstruments bei Temperaturverschiebungen nachjustiert werden kann. Mit dem zweiten Potentiometer ist eine Nacheichung möglich.tentiometer screws with which the zero point of the accelerometer instrument can be readjusted in the event of temperature shifts. With the second potentiometer recalibration is possible.

Patentansprüche Claims

Claims

Claims 1. Display device for the speed of ships, in particular sailing boats, with a flow-driven inductive transmitter, whose electrical signals after conversion and / or amplification to an electrical display device be supplied, d u r c h ek e n n z e i c h n e t that 8; o TmnBIlse one contactless pulse generator (13) with resonant circuit (Fig. 3) by a Schmitt trigger circuit and a one-shot circuit, are converted to a DC voltage so that the amplitude of which forms a reference variable that depends on the speed of the pulse generator, in that the pulses for averaging are fed to a sieve chain and to Control of a DC voltage or DC instrument (34) are used.

2e device according to claim 1, d u rc h 9 e -k e n n z e i c h n e t that the Schmitt trigger and the monoflop circuit in one module (IC 1) are united 0 3. Apparatus according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the direct current signal is at the same time a Operational amplifier (IC 2) connected as a differentiating element can be fed in 0 4. Device according to claim 1, d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the DC voltage signal at the same time to an operational amplifier connected as an integrator can be supplied with a downstream comparator (Fig0 5) o 5. Device according to claim 3, that the differentiating element is a voltage amplifier is connected upstream for positive and negative voltage components.

Thus, the device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e nn z e i c h n e t that as an inductive encoder a screw (11) with one or more on the circumference arranged metal parts (12) that form the response zone of the inductive sensor (13) run through0 7. The device according to claim 1, since d u r c h g e -k It is indicated that the inductive sensor (13) and the screw (11) are on one Sliding part (17) are attached, which is attached in a watertight manner to the 80tswand (1o) Sleeve (21-24) is displaceable.

8. Apparatus according to claim 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the sleeve (21 - 24) in the retracted state of the sliding part (17) can be closed in a watertight manner by a valve (25).