DE2157084C3 - Impulszählanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Impulszählanordnung zum Zählen der von einer Bahnmeßeinrichtung mit einem Fühler für die Ortsveränderung, einem Umcodierer für die vom Fühler ausgesandten Signale, und mit einer Generatorschaltung zum Erfassen der an den Ausgängen des Umcodierers auftretenden Impulse, wobei ausgehend von den an den Ausgängen des Umcodierers ausgesandten Signalen die zu zählenden Impulse jeweils einer Inkrementverschiebung des Fühlers entsprechen; wobei der Umcodierer einerseits eine Diskriminatorschaltung für den Richtungssinn der Verschiebung des Fühlers aufweist, die zwei Ausgänge für die dem direkten und dem umgekehrten Richtungssinn der Auslenkungen des Fühlers jeweils entsprechenden Impulse besitzt, und andererseits eine Speicherkippschaltung für den Zählsinn einstellt, die zwei Signale von zueinander invertiertem Pegel aussendet, und wobei die zu zählenden Impulse in einem Zwei rieh tungszähler addiert werden, der einen Anzeigeanschluß mit aktivem logischem Pegel, einen Eingang für ein auf den angezeigten Pegel bezogenes Signal und zwei Eingänge besitzt, an denen zueinander invertierte Stell- oder Befehlssignale für den Zählsinn, jeweils für den direkten und für den invertierten Sinn, liegen.

Man weiß, daß Einrichtungen zur Bahnmessung normalerweise einen Fühler für die Ortsveränderung umfassen, der sehr oft aus einer gewissen Anzahl vor zugeordneten Sonden besteht, die vor einer Skala oder einem Maßstab angeordnet sind, aus einem Um codiernetz für die von den Sonden des Fühlers ausgesandten Signale, und aus einem Generatornet/ zum Erfassen der an den Ausgängen des Umcodier· netzes auftretenden Signale, um Impulse zu zählen von denen jeder der Inkrementverschiebung de; durch den Fühler erfaßten Wertes entspricht. Darüber hinaus weist das Generatornetz im allgemeiner eine Diskriminatorschaltung auf, für den Richtungs

sinn der Ortsveränderung des Fühlers, die mit zwei Impulsausgängen ausgestattet ist, von denen jeder jeweils dem direkten oder dem invertierten Richtungssinn der Ortsveränderung des Fühlers zugeordnet ist, und die eine Speichcrkippschaltung im Zählsinn einstellen, die zwei Signale, deren logische Pegel jeweils zueinander umgekehrt sind, aussendet. Die zu zählenden Impulse stellen die Inkrementzahl dar, um die sich das Zählwerk im direkten oder im umgekehrten oder invertierten Sim verändert hat. Sie werden in einem Zweirichtungszähler addiert, der normalerweise einen Anzeigeanschluß eines aktiven logischen Pegels aufweist, einen Eingang für ein auf den angezeigten Pegel bezogenes Signal, und zwei zueinander umgekehrte Signaleingänge zur Steuerung der Zählrichtung im jeweils direkten oder umgekehrten Sinn.

Im Gegensatz zu den Codiersystemen, bei denen jeder Lage des Fühlers eine binärcodierte Zahl entspricht, wird bei den Zählsystemen die Lage des Fühlers durch die mit dem Zählwerk addierte Summe der Impulse dargestellt. Unter diesen Umständen isi. es erforderlich, parasitäre Störungen auszuschließen, die bewirken könnten, daß im Zählwerk Impulse registriert werden, die keinen tatsächlichen Ortsverschiebungen des Fühlers entsprechen.

Unter der Annahme, daß die für den Richtungssinn der Ortsveränderung des Fühlers vorgesehene Diskriminatorschaltung bei jeder Ortsveränderung des Fühlers im direkten oder im invertierten Richtungssinn auf dem entsprechenden Ausgang einen Impuls aussendet, dann sind es diese durch die Diskriminatorschaltung ausgesandten Impulse, die bei den bekannten Systemen im Zählwerk addiert werden. Folglich kann eine durch die Diskriminatorschaltung erfaßte Störung in einen zu zählenden Impuls umgewandelt werden.

Um die Gefahr der Registrierung parasitärer Erscheinungen in der Diskriminatorschaltung zu vermeiden, wurde von dem Erfinder bereits entwickelt, die zu zählenden Impulse in einer zur Diskriminatorschaltung parallelen Schaltung zwischen den Ausgängen des Umcodiernetzes und des Zählwerks auszubilden. Dann bildet der Diskriminatorkreis nur die Stell- oder Befehlssignale für den Zählsinn, und die dort auftretenden parasitären Erscheinungen werden nicht als zu zählende Impulse registriert.

Es ist jedoch immer noch möglich, daß sich parasitäre Erscheinungen oder Störungen zur gleichen Zeit in der Diskriminatorschaltung und der Impulsgeneratorschaltung bilden, die zu im Zählwerk addierten Impulsen, führen.

Diese Gefahr ist dann noch größer, wenn das Zählwerk längere Zeit offen ist. Deshalb werden im allgemeinen Synchronzählwerke benutzt, die ihren Zustand nur während der Dauer eines Impulses (Taktimpulszähler) ändern können. Dieser Impuls ist sehr kurz und wird dann gesteuert, wenn sich der Zustand des Zählwerkes ändern muß. Im allgemeinen wird der zu zählende Impuls durch die Diskriminatorschaltung im Sinn der Ortsveränderung gebildet.

Auf der anderen Seite kann ein reflektierter Code verwendet werden, um sich von den parasitären Störungen zu befreien, die im einen Signal des Zählsinns auftreten. Tatsächlich weiß man, daß bei einem reflektierten Code jeder Lage des Fühlers eine und nur eine Änderung des Pegels einer Sonde entspricht. Wenn deshalb eine Störung den Zählvorgang auslöst, ohne daß sich der Fühler bewegt hat, dann schaltet die Fehlzählung ab, sobald die parasitäre Störung verschwindet. Diese wird also gezählt und unmittelbar darauf abgezogen, so daß das Endergebnis nicht gestört ist. Diese Verbesserung ist vollwertig, solange die Störung nur einen Impuls in einem Zählsinn hervorruft. Es wurde jedoch festgestellt, daß dann, wenn eine Störung zur gleichen Zeit einen Impuls in beiden Zählsinnen hervorruft, dieser Impuls nicht ausgeschaltet werden kann, und in irgendeinem Sinn in die Rechnung eingeht.

Des weiteren ist es bekannt, Störimpulse dadurch

zu unterdrücken, daß die Fühler so angeordnet sind, daß an den Diskriminatorausgängen um 180° zuein-

'5 ander verschobene Impulse auftreten, und diese in einem »Exklusiv ODER-Glied« erfaßt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise die Gefahr der Registrierung parasitärer Erscheinungen, insbesondere in der ^z0 Diskriminatorschaltung, noch mehr zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einer Impulszählanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus jedem der jeweils an den Ausgängen der Diskriminatorschaltung auftretenden ²S Signale in einer in Nebenschluß zur Speicherkippschaltung liegenden Erfassungsschaltung ein weiteres Signal für die tatsächliche Ortsveränderung des Fühlers um ein Inkrement im entweder direkten oder umgekehrten Sinn gebildet und dem Zähler in der Weise zugeführt wird, daß dieser nur während der Dauer des weiteren Signals für den Empfang des Zählsignals geöffnet ist.

Dadurch ist es möglich, die Gefahr einer Registrierung parasitärer Erscheinungen weiter herabzusetzen; denn durch diese Anordnung wird ja erreicht, daß der Zähler nur in dem Augenblick geöffnet ist, in dem ein Impuls gezählt werden soll. Zusätzlich wird in bekannter Weise auch ermittelt, ob es sich um einen einzigen Impuls auf Grand der Verschiebung des Fühlers um ein Inkrement in einem Zählsinn handelt.

Gerade diese besonderen Vorteile werden mit einer bekannten Diskriminatorschaltung zur Bildung des Richtungsentscheides aus zwei Impulsreihen gleicher Frequenz, die gegeneinander phasenverschoben sind, nicht erreicht (DL-PS 72 289). Diese bekannte Diskriminatorschaltung weist drei NAND-Glieder und zwei Fhpfiops auf. Dabei ist jedes Flipfiop mit je einem Eingang je eines NAND-Gliedes verbunden, die ihrerseits wieder mit ihrem Ausgang an den Eingängen des dritten NAND-Gliedes liegen.

Bei dieser bekannten Schaltung ist damit zwar ebenfalls eine Erfassungsschaltung im Nebenschluß zur Speicherkippschaltung an den Ausgängen einer ⁵S Diskriminatorschaltung vorgesehen, der in dieser Erfassungsschaltung gewonnene Impuls dient jedoch unmittelbar als Zählimpuls. Die oben aufgezeigten Vorteile sind damit nicht zu erzielen.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. I die erfindungsgemäße Zählanordnung in

einer Bahnmeßeinrichtung, bei der die zu zählenden Impulse in einer Diskriminatorschaltung für den

Richtungssinn der Ortsveränderung erzeugt werden,

F i g. 2 die erfindungsgemäße Zählanordnung in

einer Bahnmeßeinrichtung, bei der die zu zählenden Impulse in einer zur Dikriminatorschaltung parallel-

geschalteten Generatorschaltung erzeugt werden.

In den beiden dargestellten Beispielen besteht der Fühler für die Verschiebung oder Ortsveränderung aus einer bestimmten Anzahl Sonden oder Detektoren 1, die vor einer Skala oder einem Maßstab 2 angeordnet sind. Die während der Verschiebung von den Sonden oder Detektoren ausgesandten Signale werden in einem Umcodiernetz oder Umcodierer 3 in eine bestimmte Anzahl Signale, im allgemeinen zehn, umgewandelt, die jeweils aus einem Rechteckimpuls bestehen, dessen Breite der Verbindung des Fühlers entspricht.

Die an den Ausgängen des Umcodierers 3 liegenden Signale werden in einer Diskriminatorschaltung 4 für den Richtungssinn des Inkrements des Fühlers vereinigt, die zwei Ausgänge besitzt, über die dann Signale ausgesandt werden, die jeweils aus einem Impuls bestehen, wenn der Fühler im direkten oder im umgekehrten Richtungssinn ausgelenkt ist, wobei jeder Ausgang einem Richtungssinn entspricht. In der Figur ist der direkte Richtungssinn der Auslenkung voll ausgezogen, während die umgekehrte oder invertierte Auslenkung oder Verschiebung unterbrochen dargestellt ist.

Die an den Ausgängen der Diskriminatorschaltung 4 liegenden Signale werden im allgemeinen von einer Speicherkippschaltung 5 (Flipflop) für den Richtungssinn der Auslenkung erfaßt, die über ihre beiden Ausgänge zueinander umgekehrte Signale aussendet, von denen jedes der Verschiebung des Fühlers im einen oder anderen Sinn entspricht.

Der in den beiden Figuren dargestellte Zähler ist ein klassischer Synchronzweirichtungszähler, der mehrere Zähldekaden 6 umfaßt. Er weist einen Anzeigeanschluß 7 mit aktivem Pcgol. einen Fjngan« 8 für ein auf den angezeigten Pegel bezogenes Signal, und zwei Eingänge 9 und 10 für zueinander umgekehrte Stell- oder Befehlssignale auf, die jeweils zum Zählsinn im direkten oder im umgekehrten Sinn

Der dargestellte Zähler ist ein Synchronzähler, so daß das zu zählende Signal und die Stellsignale für den Zählsinn gleichzeitig an alle Dekaden angelegt werden, wobei jede Dekade so lange in Betrieb ist, bis die vorhergehende Dekade die Impulse registriert hat.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel Hegt parallel zur Speicherkippschaltung 5 ein Antivalenz- oder exklusives ODER-Glied 11 an den Ausgängen der Diskriminatorschaltung 4 und empfängt folglich über jedes seiner Eingangsglieder 110 das eine der Signale und das umgekehrte oder invertierte zum anderen Signal, die an den Ausgängen der Schaltung 4 liegen. Deshalb sendet das Glied 11 über seinen Ausgang 111 nur dann ein Signal aus, wenn es nur auf einem seiner Eingangsglieder 110 einen impuls erfaßt, also folglich nur dann, wenn der Fühler tatsächlich im einen oder im anderen Richtungssinn ausgelenkt wurde.

Der vom Ausgang 111 ausgesandte Impuls wirkt auf ein monostabiles Glied 21, das diesen Impuls in sin Rechtecksignal der Breite oder Dauer Θ¹ umwandelt.

Das Rechtecksignal θ^χ wird von den Eingängen der beiden UND-Glieder 12 erfaßt, die jeweils an einem der Ausgänge der Schaltung 5 liegen.

Die von den UND-Gliedern 12 über deren Ausgänge ausgesandten Signale werden jeweils an die beiden Stell- oder Befehlseingänge 9 und 10 für der Zählsinn angelegt. Unter diesen Umständen ruft jede tatsächliche Ortsverschiebung des Fühlers im tatsächlichen oder im umgekehrten oder invertierten Sinr über die von den Ausgängen der Glieder 12 ausgesandten Signale einen Rechteckimpuls der Dauer 0¹ hervor, der die Zählung oder den Abzug während der Zeit O¹ der vom Zähler aufgenommenen Impulse steuert.

Die Abstiegsflanke des Rechtecksignals θ¹ löst aul der anderen Seite ein monostabiles Glied 22 aus, da« das Signal für die zweite Zeitdauer Θ¹ verzögert, und über seine Abstiegst! anke auf ein drittes monostabiles Glied 23 wirkt, das ein Rechtecksignal dei dritten Dauer (~)^:i aussendet.

Die Zeitkonstanten der drei monostabilen Gliedei 21, 22, 23 sind so bestimmt, daß 6»¹ zumindest gleich ist θ² + Θ³.

Das Rechtecksignal β³ wird vom Eingang 8 de; Zählers erfaßt und erlaubt so die Zählung durch der Zähler mit aktivem Niveau, in dem durch die iir gleichen Augenblick, während der Zeitdauer β¹, ar die Eingänge 9 und 10 angelegten Signale bestimmter Zählsinn.

Bei dem in der F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die zu zählenden Impulse durch eine Generatorschaltung 13 gebildet, die an den Ausgängen des Umcodierers 3 parallel zur Diskrimina torschaltung 4 liegt. Die Generatorschaltung 13 bewirkt die Übereinstimmung eines Impulses mit jedei Anstiegsflanke, die bei einem der von den Ausgänger des Umcodierers 3 ausgesandten Signale auftritt, unc sendet so über seinen Ausgang einen Impuls für jed( Verschiebung des Fühlers aus.

Dieser Iir.puls wirkt auf ein monostabiles Dch nungsglied 31, das ihn in einen Rechteckimpuls dei Dauer W umwandelt, welcher direkt auf den An Schluß 7 mit aktivem Niveau des Zählers gelegt ist

Die von den beiden Ausgängen der Speicherkippschaltung 5 im Zählsinn ausgesandten Signale werder jeweils auf die Eingänge 9, 10 des Stellsignals füi den Zählsinn gegeben. Damit ist der Zähler immei in dem in der Schaltung 5 gespeicherten Sinn betriebsbereit.

Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist eir Antivalenz- oder exklusives ODER-Glied 11 an die Ausgänge der Diskriminatorschaltung 4 gelegt unc sendet also immer dann, wenn die Diskriminatorschaltung 4 eine Verschiebung des Fühlers in eineir Sinn und nur einem Sinn registriert, über seiner Ausgang 111 einen Impuls aus, der ein monostabile! Verzögerungsglied 32 ansteuert, das ein Signal dei zweiten Dauer Θ² aussendet, dessen Abstiegsflanke ein drittes monostabiles Glied 33 auslöst, das eir Rechtecksignal der Breite Θ³ aussendet, welches ar den Eingang 8 des Zählers gelegt ist.

Die Anzeigezeitdauer Θ¹ eines aktiven Pegels am Anschluß 7 des Zählers ist mindestens gleich dei Zeitdauer Θ³ des Signals, erhöht um die Verzögerung Θ² desselben Signals. Die Zeiten θ¹, Θ², #^s werden von den Konstanten der monostabilen Glieder 31, 32, 33 bestimmt.

Bei einer solchen Anordnung ist der Eingang des

7HhWc im· u,öKr»_nJ J— 1 t_:*j oVtiv.

wenn die Generatorschaltung eine Änderung des Codes ermittelt. Der Pegel wird durch den Zählei nur dann berücksichtigt, wenn das Glied 11 eine Verschiebung des Fühlers in einem einzigen Sinr

festgestellt hat. Ein lurch eine Störung in der Gcneratorschaltung 13· erzeugter Impuls wird vom Zähler nicht berücksiciiiigt. Darüber hinaus wird eine parasitäre Störung, ι ie gleichzeitig einen Impuls in der Generaton.chaln ng und Impulse in den beiden Ausgängen der D>ü (riminatorschaltung hervorruft, auch nicht be rück:,:i htigt. Ein durch eine Störung hervorgerufener Im.uils in einem Richtungssinn, kann durch die Ver>;» :ndung eines reflektierten Codes ausgeschlossen werc'li n.

Es ist oiTenkundi;, daß die in der Fig. 2 dargestellte Anordnung gegenüber der Anordnung der Fig. 1 eine zisätzlii lie Garantie gegen die Berücksichtigung von lni| ι Isen bielet, die nicht einer tatsächlichen Auslenkung des Fühlers entsprechen. Die soeben beschriebene Anordnung erlaubt es, den größten Teil der üblichen Störungen auszuschließen, die durch die Berücksichtigung falscher Impulse auftreten. Sie verwendet dabei nur sehr einfache Schaltungen.

Es ist auch möglich, daß der Zählsinn dem Richtungssinn der Auslenkung des Fühlers entsprechen würde. Dies kann dadurch berücksichtigt werden,

ίο daß zusätzliche Schaltungen hinzugefügt werden, die der Lage des Nullpunktes der Skala Rechnung tragen und den Zählsinn beim Durchgang durch Null umkehren. Derartige Schaltungen liegen an den Ausgängen der Speicherkippschaltung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Impulszählanordnung zum Zahlen der von einer Bahnmeßeinrichtung mit einem Fühler für die Ortsveränderung, einem Umcodierer für die vom Fühler ausgesandten Signale, und mit einer Generatorschaltung zum Erfassen der an den Ausgängen des Umcodierers auftretenden Impulse, wobei, ausgehend von den an den Ausgän- ,„ gen des Umcodierers ausgesandten Signalen, die zu zählenden Impulse jeweils einer InkrememtverschiebuDg des Fühlers entsprechen, wobei! der Umcodierer einerseits eine Diskriminatorschaltung für den Richtungssinn der Verschiebung des _!5 Fühlers aufweist, die zwei Ausgänge für die dem direkten und dem umgekehrten Richtungssirm der Auslenkungen des Fühlers jeweils entsprechenden Impulse besitzt, und andererseits eine Speicherkippschaltung für den Zählsinn einstellt, die zwei Signale von zueinander invertiertem Pegel aussendet, und wobei die zu zählenden Impulse in einem Zweirichtungszähler addiert werden, der einen Anzeigeanschluß mit aktivem logischem Pegel, einen Eingang für ein auf den angezeigten Pegel bezogenes Signal und zwei Eingänge besitzt, an denen zueinander invertierte Stell- oder Befehlssignale für den Zählsinn, jeweils für den direkten und für den invertierten Sinn, liegen, dadurch gekennzeichnet, daß aus jedem der jeweils an den Ausgängen der Diskriminatorschaltung (4) auftretenden Signale in einer in Nebenschluß zur Speicherkippschaltung (5) liegenden Erfassungsschaltung (11) ein weiteres Signal für die tatsächliche Ortsveränderung des Fühlers um ein lnkrement im entweder direkten oder umgekehrten Sinn gebildet und dem Zähler in der Weise zugeführt wird, daß dieser nur während der Dauer des weiteren Signals für den Empfang des Zählsignals geöffnet ist.

2. Impulszählanordnung nach Anspruch 1, bei der die zu zählenden Impulse die an den Ausgängen der Diskriminatorschaltung gebildeten Impulse sind, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Erfassungsschaltung ausgesandte Signal durch ein erstes monostabiles Glied (21) in ein Rechtecksignal der Dauer (Θ¹) umgewandelt wird, das einerseits von den Eingängen zweier UND-Glieder (12) erfaßt wird, deren jedes das eine der von der Speicherkippschaltung (5) ausgesandten Signale empfängt und das eine der Stellsignale für den Zählsinn aussendet, und das andererseits vom Eingang eines zweiten nionostabilen Gliedes (22) der Verzögerungsdaueir (Θ²) erfaßt wird, welches ein drittes monostabiles Glied (23) ansteuert oder triggert, das ein Zählsignal der dritten Zeitdauer (Θ³) bildet, wobei die Zeilkonstanten der drei monostabilen Glieder (21, 22, 23) so bestimmt sind, daß die erste Dauer (Θ¹) zumindest gleich ist der zweiten und dritten Dauer (θ² + Θ³), und wobei ein aktiver Pegel dauernd am Anzeigeanschluß (7) des Zählers liegt.

3. Impulszählanordnung nach Anspruch 1, bei der die zu zählenden Impulse durch eine parallel zur Diskriminatorschaltung zwischen den: Umcodierer und dem Zähler liegende Generatorschaltung gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder von der Generatorschaltung (13) ausgesandte Impuls durch ein erstes monosiabiles Dehnungsgliedl (31) in ein Rechtecksignal umgewandelt wird, das vom Anzeigeanschluß (7) mit aktivem Pegel des Zählers erfaßt wird, daß die Stellsignale für den Zählsinn die über die Ausgänge der Speicherkippschaltung (5) ausgesandten Signale sind, und daß jedes durch die Erfassungsschaltung (11) ausgesandte Signal ein zweites monostabiles Verzögerungsglied (32) ansteuert, das mit Hilfe eines dritten raohostabilen Gliedes (33) ein zu zählendes Rechtecksignal bildet, wobei die Zeitkonstanten der monostabilen Glieder so bestimmt sind, daß die Zeitdauer des angezeigten Signals zumindest gleich ist der Zeitdauer des zu zählenden Signals, verlängert um die Verzögerung dieses Signals.

4. Impulszählanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsschaltung ein Antivalenz- oder exklusives ODER-Glied (11) mit zwei Eingangsgliedern (110) ist, deren jedes jeweils das eine der Signale und das invertierte des anderen Signals empfängt, die von den Ausgängen der Diskriminatorschaltung (4) ausgesandt werden.