DE2201107A1 - Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

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65-18.155p 11. 1. 1972

DAMON C orporat1on ₉ Needham Heights, Vo St₀ A_t

Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für eine Probenrneßeinrichtung, insbesondere für eine derartige Einrichtung mit im wesentlichen automatischer Kalibrierung in bezug auf vorgewählte Kalibrierproben und in einer Korrelation mit vorwählbaren Ausgangssignalpegeln, die diesen Kalibrierproben entsprechen, selbst wenn eine nichtlineare Beziehung existiert.

Die verschiedenen wissenschaftlichen Meßtechniken können die gemessenen tatsächlichen Parameter nichtlinear mit der zu messenden, gesuchten Kennlinie oder Charakteristik verknüpft sein,, Ferner kann die Kalibrierung oder Korrespondenz zwischen der gesuchten Kennlinie und den tatsächlich gemessenen Parametern unvorhersehbar oder anderweitig schwierig bestimmbar sein, so daß die Kalibrie-

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rung im wesentlichen empirisch vorgenommen werden muß» Typischerweise wird eine Kalibrierung unter Verwendung von vorgefertigten Kalibrierproben vorgenommen, die der Test- oder Meßeinrichtung selbst zugeführt werden» Zum Beispiel ist bei der chemischen Analyse von Blutbestandteilen durch photometrische Methoden das Ausgangssignal des Photometers normalerweise nichtlinear von der Konzentration des zu ermittelnden Bestandteils abhängig«, Diese Nichtlinearitat ist nicht nur die Art der Photoabsorption selbst bedingt, sondern auch durch Nichtlinearitäten in den verschiedenen chemischen Reaktionen, die zur Erzeugung eines, optisch meßbaren Effekts verwendet werdem Es ist bereits verschiedentlich versucht worden, den logarithraischen Charakter des Absorptionsmechanismus zu kompensieren oder zu korrigieren sowie Fehler zu kompensieren, die durch das Photometer selbst eingeführt werden können, Zo B. durch die Verwendung von optischen Bezugszweigen und abgeglichenen elektronischen Brücken ebenso wie von Analogrechnern, um das logarithmische Verhalten der Absorptionsphotometrie zu kompensieren. Trotz derartiger Vorkehrungen ist es bisher schwierig, eine vollautomatische Kompensation oder Kalibrierung zu erreichen. Entsprechend werden Anzeigewerte der Einrichtung in willkürlichen Signalpegeln ausgedrückt, die dann verglichen und korrigiert werden müssen durch Vergleich mit den Ausgangssignalen, die bei Kalibrierproben erhalten wurden, die derselben Meßeinrichtung zugeführt wurden» Obwohl also bisher eine teilautomatische Blutbestandteilsanalyse möglich ist» gelang es jedoch nicht, eine Anzeigeeinrichtung zu schaffen, die direkt in üblichen Konzentrationseinheiten der verschieden gemessenen Bestandteile kalibriert ist»

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine derartige Anzeige vorzunehmen, die insbesondere geeignet ist für eine "Analysiervorrichtung zur Messung der Bestandteile in Flüssigkeiten" (vgl= Patentanmeldung derselben Anmelderin mit dem Prioritätstag vom 12„ 1» 1971» Aktenzeichen der Prioritätsanmeldung 191» 884)_o

Genauer gesagt, durch die Erfindung soll eine Anzeigevorrichtung für eine Probenmeßeinrichtung geschaffen werden, die eine automatische Kalibrierung auf vorgegebene Kalibrierproben ermöglichtf eine automatische Korrelation zwischen gemessenen Kalibrierprobenwerten und vorgewählten Ablesewerten herstellt; eine derartige Kalibrierung an einer Anzahl von Punkten entsprechend einer Folge von Kali·= brierwerten erlaubt; ein Ausgangssignal erzeugt, das durch eine äußerst genaue Interpolation zwischen zwei vorgewählten Bezugspegeln bestimmt ist, die den nächsten Kalibrier= maßen entsprechen; eine im wesentlichen willkürliche Vorwahl der Ausgangspegel gestattet, die jeder Kalibriermaßprobe entsprechen; eine äußerst genaue Anzeige gewährleistet sowie zuverlässig und relativ einfach im Aufbau und damit preiswert in der Fertigung ist.

Die erfindüngsgemäße Anzeigevorrichtung ist geeignet zur Verwendung mit einer Probenmeßschaltung, die eine Signalspannung mit einem Pegel abgibt, der eine Funktion der gesuchten Charakteristik einer gemessenen Probe ist« Die Anzeigevorrichtung verwendet mindestens zwei Kalibrier-¹spannungsspeicher, wobei die von jedem Speicher gespeicherte Spannung auf einen Pegel entsprechend dem derjenigen Signalspannung eingestellt ist, die durch die Proben-

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meßschaltung für eine entsprechende Kalibrierprobe erzeugt wird.

Eine erste Interpolationsschalteinrichtung ist vorhanden, die wiederholt zwischen den beiden gespeicherten Spannungen umschalten kann, um dadurch eine mittlere Spannung mit einem Interpolationspegel zu liefern, der eine Funktion des Tastverhältnisses des Schaltbetriebs ist ο Eine Einrichtung einschließlich einer Servoschleife ist vorgesehen, um das Schalttastverhältnis zu variieren, damit ei« ne mittlere Spannung gleich der Signal spannung abgegeben wird, die von der Meßschaltung kommt, wenn eine Testprobe gemessen wird.

Zwei einstellbare AusgangsSpannungsquellen sind vorhanden, um vorwählbare Ausgangsspannungs-Bezugspegel entsprechend den Kalibrierproben abzugeben. Eine zweite Interpolationsschalteinrichtung wird im wesentlichen synchron mit der ersten Schalteinrichtung betrieben und ist so gestaltet, daß sie wiederholt zwischen den beiden Ausgangsspannungs-Bezugspegeln umschalten kann, um dadurch eine Ausgangsspannung zu liefern, deren Mittelwert mit den beiden Bezugsquellenspannungen in der gleichen Weise verknüpft ist wie die von der ersten Schalteinrichtung gelieferte mittlere Spannung mit den beiden gespeicherten Kalibrierspannungen» Die Ausgangsspannung ist also vorhersagbar mit der gemessenen Charakteristik der Testprobe verknüpft, wenn die ähnlich gemessenen Charakteristiken der entsprechenden Kalibrierproben berücksichtigt werden»

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläuterte Es zeigen:

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Fig» 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Interpolationsverfatirens j das von der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewendet wird;

Figo 2 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels

der erfindungsgemäßen Interpolations-Anzeige-

Vorrichtung*

Fig„ 3 das Blockschaltbild eines einfacheren AusführungabeispieJä, das zusätzlich eine Bereichs·= mit tenp.rüf schaltung hat;

Figo k A und k B Wellenzüge, die durch die Vorrichttingvon Fig„ .3 erzeugt werden und zur Erläuterung der dort verwendeten Testverhältnismodulation dienen, und

Fig., 5 das Blockschaltbild eines weiteren Ausführungs~> beispiel3, das eine Extrapolation vornimmto

Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen» daß entsprechende Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren der Zeichnung entsprechende Bauteile bezeichnen»

Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll zunächst deren Zweck und Funktion erläutert werden.:

Figo 1 zeigt die Antwort- oder Ansprechkurve einer Meß» schaltung. Wie bereite erwähnt wurde, beschäftigt sich die Erfindung selbst nicht mit dem zu messenden gesuchten besonderen Parameter, sondern mit der Kalibrierung und der

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Anzeige einer anderweitig vorgenommenen Messung. Zur Erläuterung sei angenommen, daß die abgebildete Kurve die Ausgangsspannung einer Absorptionsphotometer-Meßschaltung darstellt, wobei die Ordinate als Funktion der Konzentration des zu messenden gesuchten Bestandteils zu verstehen isto In Figo 1 ist die Konzentration nur in willkürlichen Einheiten 10 bis 50 angegebene Wie abgebildet, ist die Meß«= schaltungsantwort nichLlinear, was aus einer Reihe von Gründen typisch ist, wie bereits erwähnt wurde_o

Um diese Kurve 1 für eine gegebene Meßschaltung zu be~ stimmen, z„ B₀ für ein Koloriemeter, muß man normalerweise tatsächlich das Ausgangssignal für mindestens zwei eigens gefertigte Kalibrierproben messen» In Figo 1 sind fünf Kalibrierpunkte auf der Kurve I mit A - E bezeichnet» Im abgebildeten Beispiel sind diese Kalibrierpunkte durch gleiche Inkremente oder Intervalle des Konzentrationspegels getrennt \ es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Kalibrierpunkte mehr zueinandergerückt oder verstreuter angeordnet sein können, je nach Bedarf, um die beste Kurvenapproximation zu ergebene Es sei auch erwähnt, daß, z₀ B₀ in der Koloriemetrie, es nötig sein kann, an ziemlich häufigen Intervallen erneut zu kalibrieren, und daß einige Verschiebungen in den Ausgangsspannungen auftreten können, die durch die Kalibriermeßproben geliefert werden, da verschiedene Komponenten altern oder verunreinigt werden usw.

Wie bereits festgestellt wurde, ist es wünschenswert, ein Ausgangssignal zu erhalten, das eine lineare Darstellung der Konzentration des gemessenen Bestandteils angibt, um das Verständnis und die Analyse der gewonnenen Ergebnisse

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zu erleichtern« Diese gewünschte Transfer- oder Umsetzkennlinie ist in Fig. 1 als eine Kurve II abgebildet, die ersichtlich im wesentlichen eine Gerade ist. Die Punkte auf" dieser Geraden, die den Standard-Konzentrationspegeln entsprechen, die durch die Kalibrierproben geliefert werden, sind mit K-O bezeichnete

Wie noch genauer erklärt werden wird, beruht der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendete Interpolations« prozeß auf der Annahme, daß die Antwort der Meßschaltung, nämlich die Kurve I befriedigend durch eine Folge von Geradensegmenten approximiert werden kann, die die Kalibrierpunkte A-E verhindern Aus dieser Annahme folgt, daß dasselbe Interpolationsverfahren, das die Antwort oder das Verhalten einer unbekannten Probe zwischen zwei Kalibrierpunkten auf der Kurve I bestimmt, auch dazu dient₈ die richtige Ausgangsspannung zu liefern, um die Konzentration des gemessenen Bestandteils zwischen den beiden entspre·= chenden Bezugspunkten auf der Kurve II darzustellen. Dies kann in Fig_e 1 wie folgt dargestellt werden, wenn als Beispiel eine Bestandteilskonzentration von 33 auf der willkürlichen Skala angenommen wird_o Unter Vernachlässigung der kleinen Differenz zwischen der tatsächlichen Antwort= kurve und der Approximation des Geradensegments kann die Antwort der Meßschaltung auf diese Konzentration durch den Punkt P angezeigt werden,, Ähnlich kann das gewünschte Ausgangssignal von der Anzeigevorrichtung mit Q bezeichnet werden.

Aus den Kurvendarstellungen ist ersichtlich, daß das Geradensegment MQ sich zum Geradensegment MN verhält wie

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das Geradensegment CP zum Geradensegment CP» Um eine Ausgangsspannung entsprechend der in Q dargestellten zu erzeugen, nimmt die erfindungsgemäße Vorrichtung elektronisch eine Analoginterpolation vor« In anderen Worten derselbe Interpolationsprozeß, der verwendet wird, um den Punkt P in bezug auf den C und den Punkt D zu lokalisieren, wird ähnlich benutzt, um den Punkt Q in bezug auf die Punkte M und N zu positionieren oder zu erzeugen.

Es sei jetzt Fig. 2 betrachtet« Das von der speziell verwendeten Meßschaltung erhaltene Signal, das z_o B₀ von einem Koloriemeter stammt, wird in einen Eingang eines Differenzverstärkers 11 eingespeist» Während bestimmter Intervalle des Betriebs der abgebildeten Vorrichtung arbeitet der Differenzverstärker 1 1 als Teil einer Servo-= Regelschleife, die ein abgeleitetes Rtickkopplungssignal gegen das Meßschaltungssignal abgleicht. Das abgeleitete Signal wird dem anderen, nichtinvertierenden Eingang des DifferenzverstMrkers 11 über eine Leitung 13 zugeführto Es ist ersichtlich, daß das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 11, regelungstechnisch gesehen, ein Regelabweichungs- oder Fehlersignal ist, das den Betrieb der Servoschleife steuert.

In einer Phase des Betriebs der abgebildeten Vorrichtung wird die Servoschleife verwendet, um Kalibrierspannungspegel entsprechend den Meßschaltungs-Signalamplituden zu speichern, die erhalten werden, wenn Standardkalibrierproben der Meßschaltung zugeführt werden. Für diesen Zweck sind Spannungsspeieher 15 bis 19 vorgesehene Die Spannungsspeicher 15 bis 19 sind im wesentlichen für sich bekannt»

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z„ Bo normale Abtastspeicher. Zum Beispiel kann jeder derartige Speicher einen hochverstärkenden Verstärker aufweisen, der mit einem relativ niedrigen Eingangsstrom auskommt, zusammen mit einem einen nur geringen Ableitetrom zeigenden Kondensator» der in einer Gegenkopplungsschaltung am Verstärker liegt. Es versteht sich, daß ein derartiger Speicher eine Ausgangsspannung erzeugt, die durch die Einspeisung von Strom zum Eingang des Verstärkers ein« gestellt werden kann und auf dem eingestellten Wert bleibt, wenn die äußere Eingangsschaltung sich im Leerlauf befindet, so daß die Speicherperiode nur durch die Ableit- und Vorströme begrenzt ist„

Der Eingang jedes Speichers 15 bis 19 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 11 über einen entsprechenden Satz von normalerweise offenen oder Arbeits-Relaiskontakten 21 bis 25 verbunden« Entsprechenden Relaiswicklungen 31 bis 35 steuern die Kontakte 21 bis 25« In der abgebildeten Vor= richtung sind die verschiedenen Relais Schutzgasrelais oder Reed-Relais» In der Zeichnung sind die Wicklung und die verschiedenen Kontakte, die jedes Relais bilden, durch eine Strichlinie eingerahmt, um die Identifizierung zu erleichtern. Eine Seite Jeder der Wicklungen 31 bis 35 ist über einen gemeinsamen Schalter S1 geerdet, so daß die Relais nur betätigt sind, wenn der Schalter S1 geschlossen ist.

Ein Schieberegister 27 1st vorgesehen, um auszuwählen, welche der Relaiswicklungen 31 bis 35 zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt erregt werden kann, wenn angenommen wird₉ daß die Relais durch Schließen des Schalters S1 in Be-

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reitschaftsstellung konuiien« Das Schieberegister 27 steuert auch den Betrieb von fünf anderen Relaiswicklungen 41 bis 4.5» die zur Atiswahl von gespeicherten Kalibrierspannungen und Ausgangaspannungs-Bezugspegeln verwendet werden, wie noch genauer erläutert werden wird. In für sich bekannter Weise kann das Schieberegister in einen Anfangszustand durch Einspeisung eines geeigneten Steuersignals zurückgesetzt werden, das mit LÖSCH-UND-RÜCKSETZ-A bezeichnet isto In diesem Anfangszustand wird die erste Auswahlrelaiswicklung 4i ebenso wie die Wicklung 31 erregt, wenn angenommen wird, daß der Schalter SI geschlossen isto Ähnlich kann das Register 27 dtirch ein äußeres Signal weitergeschaltet werden, um die einzelnen Relais in jedem Satz nacheinander zu erregen« Das Weiters ehalt=· oder Schiebesignal kommt über ein ODER-Glied i4 mit drei Eingängen,, Daher kann das Schieberegister durch irgendeines von drei verschiedenen Signalen für verschiedene Zwecke weitergeschaltet werden, wie noch genauer erläutert werden wird.

Die Ausgänge der Speicher 15 bis 19 sind über entsprechende normalerweise offene oder Arbeits-Relaiskontakte 41 bis k5 mit einer Sammelleitung 56 verbundene Diese ist ihrerseits über einen Satz normalerweise offener oder Ar~ beits-Relais-Kontakte 57, einen Pufferverstärker 58 mit hoher Eingangsimpedanz und ein Tiefpaßfilter 59 mit der Rückkopplungsleitung 13 verbunden, die den nichtinvertierenden Eingang des Abweichungs- oder Fehlerverstärkers 11 ansteuert. Die Kontakte 51 bis 55 werden durch die bereits erwähnten Auswahlrelaiswicklungen 4i bis 45 gesteuerte Die Kontakte 57 werden zusammen mit einem zweiten Satz von normalerweise offenen oder Arbeitskontakten 60 durch eine

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Wicklung 26 gesteuert. Die Wicklung 26 ist mit einem Schalter S3 verbunden, also ständig erregt, wenn der Schalter sich in seiner rechten Lage wie abgebildet befindet. Wenn sich der Schalter S3 in seiner linken Lage befindet, ist die Relaiswicklung über einen Satz normalerweise offener oder Arbeitskontakte 76 mit einer Tastverhältnismodulations-Schaltung 77 verbundene

Es sei jetzt angenommen, daß die Relaiswicklungen 41 und 26 erregt sind, dann ist ersichtlich, daß ein Stromkreis vom Ausgang des Speichers 15 zum nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 11 führte Da also die Kontakte 21 geschlossen sind, wird ein Rückkopplungsweg vom Ausgang des Differenzverstärkers 11 zurück zu seinem nichtinvertierenden Eingang gebildet. Die Ausgangsspannung des Speichers wird also durch den Betrieb der so gebildeten Servoschleife eingestellt, um sie gleich dem Wert des Eingangssignals zu machen, das durch die Meß= schaltung geliefert wird» Obwohl das Rückkopplungssignal in den nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 11 eingespeist wird, ist ersichtlich, daß dieses Signal tatsächlich eine Gegenkopplung bewirkt, da die normalerweise in den .Speichern 15 bis 19 benutzten Integratoren eine Signalumkehr bewirken₀ Auf diese Weise werden die in den Speichern 15 bis 19 gespeicherten Spannungen auf Pegel entsprechend denjenigen eingestellt, die entsprechende Standardkalibrierproben erzeugen, wenn sie der Meßschaltung zugeführt werden,, Obwohl der volle Betriebszyklus weiter unten genauer beschrieben werden wird, kann bereits jetzt kurz gesagt werden, daß die Werte, die in den Speichern 15 bis 19 gespeichert sind, den durch die

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Punkte A-E In Fig. 1 dargestellten entsprechen,, Wenn aufeinanderfolgende Kalibrierproben der Meßschaltung zugeführt werden, wird das Schieberegister 27 entsprechend durch die Einspeisung eines SCHRITT-Signals in einen der Eingänge des ODER-Glieds 14 weitergeschaltet, so daß die entsprechenden Auswahlrelais erregt werdem Dieses Signal, kann entweder anhand oder durch eine äußere Folgesteuerschaltung (nicht gezeigt) erzeugt werden,

In der abgebildeten Vorrichtung werden Spannungen entsprechend den Paaren K-O durch eine Reihe von manuell verstellbaren Potentiometern R1 -. Rj? erzeugt, die als ein» stellbare Ausgangsspannungs-Bezugsquellen dienen_o Jedes dieser Potentiometer wird in einer noch zu beschreibenden Veise eingestellt, um eine Bezugsspannung entsprechend der gewünschten Ausgangsspannung für den Konzentrationspegel einer gegebenen entsprechenden Standard- oder Kall~ brierprobe zu liefern,, Anders ausgedrückt, diese Potentiometer liefern die Ausgangsspannungspegel, die bei K-O in Fig. 1 dargestellt sind.

Die Interpolation zwischen Paaren von Kalibrierspannungspegeln, die in den Speichern 15 bis 19 gespeichert sind, wird durch die Relaiskontakte 57 vorgenommen, die betätigt werden, um einen Simultanzeit- oder Zeitmultiplexbetrieb zwischen den beiden Spannungen zu ermöglichen» Wie bereits gesagt wurde, wird der in einem ausgewählten der Speicher 15 bis 19 gespeicherte Spannungspegel über einen entsprechenden der Auswahlrelaiskontakte 51 bis 55 einer Seite der Kontakte 57 zugeführt» Durch einen entsprechen" den der Kontakte 61 bis 65 wird der Spannungspegel, der

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im nächstfolgenden Speicher gespeichert ist, der anderen Seite der Schaltrelaiskontakte 57 zugeführt, und zwar über eine gemeinsame Leitung 66 und einen Widerstand R7· Wie bereits erwähnt wurde, wird nur eines der Auswahlrelais zu irgendeinem Zeitpunkt durch das Schieberegister 27 erregt, so daß, obgleich die Kontakte 51 bis 55 und 61 bis 65 mit entsprechenden gemeinsamen Leitungen verbunden sind, jeweils nur ein Spannungspegel jeder Leitung zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt zugeführt wird»

Der WJderstandswert des Widerstands R7 ist so gewählt, daß, wenn die Kontakte 57 geschlossen werden, dieser Widerstand nicht sehr den entsprechenden Speicher 15 bis belastet ο Andererseits, wenn die Kontakte 57 offen sind, wird die über den entsprechenden der Kontakte 61 bis 65 zugeführte gespeicherte Spannung mit im wesentlichen ihrem vollen Wert in den Eingang des Pufferverstärkers 58 eingespeist, und zwar wegen dessen hoher Eingangsimpedanz_o Es ist also ersichtlich, daß die Relaiskontakte 57 eine Schalteinrichtung bilden, die abwechselnd entweder den gespeicherten Kalibrierspannungspegel, der dem entsprechenden Auswahlrelais zugeordnet ist, oder die nächsthöhere Kalibrierspannung, die vom benachbarten Speicher erhalten wird, zuführt ο

Es sei angenommen, daß die Relaiskontakte 57 wiederholt mit irgendeiner Nennfrequenz betätigt werden, z. B₀ 20 Hz; es ist dann ersichtlich, daß das dem Tiefpaßfilter 59 zugeführte Signal ein Zweipegel- oder Rechteck-Signal mit einem mittleren Gleichstromwert ist, der zwischen den beiden gespeicherten Werten liegt, die wiederholt abge-

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tastet werden. Es ist ferner ersichtlich, daß der tatsächliche Wert des mittleren Gleichspannungspegels vom Tastverhältnis des Schalters abhängt» Anders ausgedrückt, der tatsächliche Zwischenwert des mittleren Gleichspannungspegels hängt ab vom Verhältnis der Zeit, während der jeder Pegel der beiden Spannungen eingespeist wird, zur Gesamtzykluszeit oder Periode» Das Tiefpaßfilter 59 entfernt die Rechteckkomponente und erzeugt ein im wesentlichen reines Gleichspannungsausgangssignal mit dem erwähnten mittleren Gleichspannungspegel.

Wenn sich der Schalter S3 in seiner linken Stellung befindet, kann die Erregung der Relaiswicklung 26, wie bereits erwähnt wurde, durch die Tastverhältnismodulations-Schaltung 77 gesteuert werden, wenn angenommen wird, daß die Zwischenrelaiskontakte 76 geschlossen sind. Die Tastverhältnismodulations-Schaltung 77 nimmt vor eine Tastverhältnismodulation eines Wechselstrom-Taktsignals, das von einem Oszillator 78 kommt, in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Differenzverstärkers 11« Anders ausgedrückt, die Relaiswicklung 26 wird wiederholt mit der Frequenz erregt, die durch den Oszillator 78 bestimmt 1st, und zwar mit einem Tastverhältnis, das durch die Amplitude des Fehler- und Abweichungssignals gesteuert ist« Eine spezielle Schaltung zur Durchführung dieser Operation wird im folgenden genauer beschrieben.

Da die Amplitude des Rückkopplungs- oder Vergleichssignale, das zum Differenzverstärker 11 über die Leitung 13 zurückgebracht wird, in dieser Betriebsphase vom Tastverhältnis des Schaltens abhängt, das durch die Kontakte

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vorgenommen wird, und da das Tastverhältnis seinerseits von der Amplitude des Fehlersignals abhängt, ist ersichtlich, daß eine Rückkopplungs» oder Servoschleife hier ebenfalls gebildet wirdo Unter der Annahme, daß das von der Probenmeßschal tung empfangene Eingangssignal einen Spannungspegel hat, der sich zwischen den beiden gespeicherten Kalibrierpegeln befindet, die abgetastet sind, bewirkt die
Servoschleife, daß das Rückkopplungsvergleichssignal in
der Leitung 13 auf einen Wert gleich dem vorhandenen Eingangssignal eingestellt wirdo

Venn die Servoschleife auf diese Weise das Rückkopplungssignal in der Leitung 13 auf das Eingangssignal in
der Leitung 12 abgeglichen hat, ist ferner ersichtlich,
daß das Tastverhältnis der Kontakte 57 repräsentativ für
die Lage des Interpolationspunkts zwischen den beiden gespeicherten Kalibrierspannungen ist» Unter Bezugnahme auf Figo 1, falls angenommen wird, daß die beiden gespeicherten Spannungen, die abwechselnd abgetastet werden, diejenigen sind, die durch die Punkte C und D dargestellt
sind, und daß das Eingangs- und das Rückkopplungssignal
mindestens approximativ durch den Punkt P dargestellt sind, ist ersichtlich, daß das Tastverhältnis der Kontakte 57
dem Kurvensegment CP entspricht, während die gesamte
Schaltzyklusperiode dem Kurvensegment CD entspricht_o

Die Relaiswicklung 26 steuert auch einen zweiten Satz von Kontakten 6o, der, wie noch genauer beschrieben werden wird, als eine zweite Interpolationsschalteinrichtung arbeitet, die synchron mit der ersten Interpolationsschalteinrichtung, d. h, den Kontakten 57, in Betrieb ist« Aus«

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gangsbezugsspannungen entsprechend den beiden gespeicherten Kalibrierspannungen, die abgetastet sind, werden mittels des übrigen Paars von Kontakten erhalten, die durch das entsprechende Auswahlrelais betätigt sind. Die niedrigere Bezugsspannung wird über einen entsprechenden der Kontakte 71 bis 75 einer Seite der Interpolationsschaltkontakte 60 zugeführt, während die nächsthöhere Ausgangsbezugsspannung der anderen S_eite der Schaltkontakte 6o über einen Widerstand R8 zugeführt wird. Wenn das vorher gebildete Beispiel weiter¹ verfolgt wird, können diese Be = zugsspannungen als den Punkten M und N entsprechend angesehen werden» Dieselbe Seite der Schaltkontakte 60 ist mit dem Eingang eines Pufferverstärkers 86 mit hoher Eingangsimpedanz und Einheitsverstärkungsfaktor verbunden, der seinerseits ein Tiefpaßfilter 87 ansteuerte Diese letzteren Bauelemente sind im wesentlichen ähnlich den Bauelementen 58 und 59» die bei der Interpolation und Erzeugung des oben beschriebenen Rückkopplungssignals benutzt werden.

Die Schaltkontakte 60 arbeiten, um zwischen zweien der Ausgangsspannungs-Bezugspegel in derselben Weise zu interpolieren, wie die Schaltkontakte 57 arbeiten, um zwischen zwei der gespeicherten Kalibrierpegel zu interpolieren. Da die Kontakte 57 und 60 durch dieselbe Wicklung 26 gesteuert werden, arbeiten sie im wesentlichen synchron, so daß das Tastverhältnis im wesentlichen das gleiche für beide Kontaktsätze ist«. Entsprechend hat das tatsächliche Gleichstromausgangssignal des Filters 87 dieselbe Beziehung zum entsprechenden Paar der Ausgangsspannungsbezugspegel wie die Rückkopplungsspannung zum ent-

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sprechenden Paar der gespeicherten Kalibrierspannungen., Wie bereits erwähnt wurde, bewirkt der Betrieb der Servoschleife, daß das RuikkoppLungssignal gleich dem Eingangssignal wird. Unter Bezugnahme auf die Fig„ 1 bedeutet dies im wesentlichen, daß der Punkt Q in bezug auf die Punkte M und N angeordnet wird wie der Punkt P auf die Punkte C und D. Der Einfachheit halber wird dieser Ausgaiig&pegel in digitale Form umgesetzt und durch ein Digitaivoltmeter 90 angezeigt,

Bei der bisher gegebenen Beschreibung des Interpolationsverfahrens ist angenommen worden» daß die richtige Au&wahlrelaiswicklung h) bis 45 erregt wurde, .so daß der Spannungspegel des Eingangssignals zwischen das entsprechende Paar von. gespeicherten Kaiibrierspannungapegeln fiel In der abgebildeten Vorrichtung wird das richtige Auswahlrelais automatisch in der folgenden Weise bestimmte Das niederfrequente Taktsignal vom Oszillator 78 wird auch im einen der Eingange des ODER-Glieds 14 über ein UND-Glied 92 eingespeiste Der andere Eingang des UND-Glieds 92 wird von einem Pegel- oder Sohwellendetektor 93 beaufschlagte Der Schwellendetektor 93 spricht seinerseits auf die Aus«=· gangs spannung des Di fieren/Verstärkers 11 an_o Der Betrieb des Pegeldetektors 93 mid des UND-Glieds 92 zusammen Ist so, daß das Taktsignal dem ODER-Glied 14 nur zugeführt wird, wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 11 oder Fehlersignal negativ istc Es ist ersichtlich, daß das Fehlersignal negativ ist» wenn das Eingangssignal positiver als das in der Leitung 13 vorhandene Rückkopplungssignal ist« Der Peg«ldetektor 93 steuert auch die Erregung einer Wicklung 9^l>, die die Kontakte 76 betätigt, so

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daß die Kontakte nur geschlossen sind, wenn das Fehlersignal positiT ist, d_ä hu wenn das Eingangssignal negativ gegenüber dem Rückkopplungssignal ist«

Wenn der Schalter SI offen und der Schalter S3 in seiner linken Stellung ist, wird eine Anzeigeoperation eines Testprobensignals durch die Einspeisung eines Impulses in das Schieberegister 27, d₀ h. des LÖSCH-UND-RÜCKSETZ-A-Signals ausgelöste Dieser Impuls kann zweckmäßigerweise als Abfrageimpuls angesehen werden« Wenn die erste Stufe des Schieberegisters 27 rückgesetzt ist, wird die erste der Auswahlrelaiswicklungen kl erregt. Es sei zunächst angenommen, daß die Relaiswicklung 9k entregt ist, so daß die Kontakte 7^ offen sind und die Relaiswicklung 26 ebenfalls entregt ist« Die Interpolationsschaltungskontakte 57 sind deshalb offen«, Entsprechend wird die RÜckkopplungsspannung, die in den nichtinvertierenden Eingang des Pufferverstärkers 58 eingespeist wird, gleich der Spannung, die im zweiten Kalibrierspannungsspeicher 16 gespeichert ist_s wobei diese die höhere von den beiden Kalibrierspannungen ist, die abwechselnd dem Pufferverstärker über die Schaltkontakte 57 zugeführt werden können. Wenn das Eingangssignal von der Probenmeßschaltung größer als das Rückkopplungssignal ist, bedeutet dies, daß der Wert des Eingangssignals nicht zwischen der ersten und zweiten Kalibrierspannung liegt, d. h» nicht innerhalb des Kurvensegments AB in Fig. 1. Unter dieser Annahme wird das Ausgangssignal vom Differenzverstärker 11 negativ, und der Schwellendetektor erregt nicht die Relaiswicklung 9^» Ähnlich erlaubt der Schwellendetektor 93» daß der nächstauftretende Impuls vom Taktoszillator 70 durch das UND-Glied 92 gelangt und das

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Schieberegister 27 weiterschaltet oder vorschiebt„ Entsprechend wird die nächste Auswahlrelaiswicklung h2. erregt, während die erste k\ entregt ist. Wenn das Eingangssignal wiederum nicht zwischen dem entsprechenden Paar von gespeicherten Kalibrierspannungen liegt, schaltet der nächste Taktimpuls ähnlich das Schieberegister weiter»

Wenn das Schieberegister einen ,solchen Zustand erreicht, daß das dann erregte Auswahlrelais, Z₀ B₀ das Relais kj, zwei gespeicherte Kalibrierspannungen abgibt, so daß die höhere der beiden Spannungen größer als das Eingangssignal ist, wird die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 11 positive Der Schwellendetektor 93 bewirkt dann das Schließen der Kontakte 76 und nimmt ähnlich eines der beiden Eingangssignale vom UND-Glied 9² weg, so daß weitere Oszillatortaktimpulse zum ODER-Glied ik nicht durchgelassen werden und daher das Schieberegister 27 nicht weiterschalten können,, Wenn die Kontakte 76 sich schließen, kommt die Relaiswicklung 2.6 unter die Steuerung der Tastverhältnismodulations-Schaltung 77» wie oben erläutert wurde, wobei das Tastverhältnis durch die Servoschleifensteuerung variiert wird»

Zusammenfassend kann der Gesamtbetrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie folgt dargestellt werdeng

Um die Anzeigewerte zu gewinnen, die den verschiedenen Standard-Kalibrierproben entsprechen sollen, die zur Kalibrierung der Vorrichtung verwendet werden sollen, wird der Schalter S1 offengelassen und der Schalter S3 in seine rechte Stellung gebracht, so daß die Relaiswicklung 26

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ständig erregt wird. Das Schieberegister 27 wird dann von Hand mittels eines Drucktastenschalters S2 weitergeschalltet, so daß jede Auswahlrelaiswicklung h 1 bis h*j nacheinander erregt wird« Wenn jedes Auswahlrelais erregt wird, wird das entsprechende Ausgangsbezugsspannungs-Potentiometer R1 bis R5 justiert, bis das Digitalvoltmeter 90 den gewünschten Atisgangspegel anzeigt« Da die Kontakte 60 ständig geschlossen sind, ist der angezeigte Wert, wenn die erste Stufe erregt ist, der durch R1 bestimmte, usw₀

Zum Kalibrieren der Vorrichtung einschließlich der Probenmeßschaltungj die das Eingangssignal liefert, und zur Herstellung der gewünschten Beziehung oder Transferfunktion zwischen dem gemessenen Parameter und der Anzeige wird eine Folge von vorbestimmten Kalibrierproben oder Kalibriermaßen (Eichmaßen) der Meßeinrichtung zugeführt, während der Schalter SI geschlossen ist und der Schalter S2 sich in seiner rechten Stellung befindete Die Kalibrierproben werden der Reihe nach zugeführt, und, wenn jede der Kalibrierproben gemessen wird, wird das Schieberegister in den entsprechenden Zustand durch das SCHRITT-Signal weitergeschaltet, so daß die entsprechenden der Auswahl-' relaiswicklungen kl bis k5 und der Speichersetzrelaiswicklungen 31 bis 35 erregt werden. Auf diese Weise wird, wie oben beschrieben wurde, die dtirch jeden Speicher 15 bis gelieferte Ausgangsspannung durch Rückkopplungssteuerung eingestellt, um sie gleich dem Pegel des Eingangssignals zu machen, das durch die entsprechende Kalibrierprobe erzeugt wird. Zur Verarbeitung einer Testprobe wird der Schalter S1 geöffnet, der Schalter S3 in seine linke Stellung gebracht und ein Abfrageimpuls eingespeist, um das

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Schieberegister 27 ζ« löschen und rückzusetzen« Wie be» reits beschrieben wurde, wird das Register dann unter Steuerung des Taktoszillators weitergeschaltet, bis die Meßschaltungsspannung zwischen die beiden gespeicherten Kalibrierspannungspegel fällt, die durch das dann erregte Auswahlrelais abgegeben werden, Durch das Schließen der Kontakte 76 geht dann die Vorrichtung automatisch In ihren Interpolationsbetrieb über, indem der Gleichstrompegel des Rückkopplurigssignals eingestellt wird durch Zeitteilungsinterpolation zwischen den beiden gespeicherten Kalibrierspannungspegelii, um ihn gleich der Eingangsspannung von der Meßschaltung zu machen,* Dieselbe Zeitteilungsinterpolation wird bei dem entsprechenden Paar von Ausgangsspanmmgs-Bezugspegeln angewendet, um eine tatsächliche oder Ist«Ausgangsspannung zu erzeugen, die mit den beiden Bezugsspannungspegeln in derselben Weise verknüpft ist wie das Eingangssignal mit dem entsprechenden Paar der Kalibrierspannungspegel*

Obwohl die Einstellung der verschiedenen Schalter zum Wechsel zwischen den verschiedenen Betriebsarten, d₀ hu Bezugspegeleinstellung, Kalibrierung und Testprobenmessung, mittels einer Handsteuerung erklärt worden ist, versteht es sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung normalerweise Teil einer großnen automatischen Analysenanlage ist, wobei der Wechsel von einer Betriebsart zur anderen, ebenso wie die Einspeisung von Meßschaltungsspanmingen und Abfragebefehleri unter der Steuerung eines Programmgebers stattfinden kann, der den Gesamtbetrieb der ganzen AnaJ yserianlage überwacht oder nacheinander schalteto Der Entwurf einer derartigen Folgesteuerung bietet jedoch

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keine Schwierigkeiten, so daß eine derartige Steuerschaltung hier nicht näher beschrieben ist. Es sei jedoch nochmals wiederholt, daß sowohl eine manuelle als auch eine automatische Überwachung in Frage kommen.

Obwohl das Ausführungsbeispiel von Flg. 2 magnetische Reedrelais als die Schalteinrichtungen benutzt, die die Interpolationsfunktion ausüben, ist ersichtlich, daß auch verschiedene andere Schalteinrichtungen verwendet und in verschiedenen Einrichtungen für wiederholtes Umschalten zwischen zwei Spannungen angeordnet sein können_o Zum Beispiel könnten die Interpolationsschaltrelaiskontakte durch Feldeffekttransistoren ersetzt werden, da letztere sich sehr gut als Schalter eignen und der geschaltete Stromkreis im wesentlichen linear oder ohmsch ist ο Die Verwen» dung derartiger Schalteinrichtungen kann zweckmäßig sein, wenn das Schalten mit höherer Frequenz vor sich gehen solle

Ähnlich können mehr oder weniger Kalibrier- und Bezugspunkte benutzt werden. Während mehr Punkte vonnöten sein könnten, um genau eine ungewöhnlich komplizierte Transferfunktion aufzubauen, genügt es für viele Zwecke₉ nur zwei Kalibrierpunkte zu nehmen. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Verwendung von sogar zwei willkürlich vorwählbaren Bezugspunkten gestatten kann, den am häufigsten verwendeten Teil einer Transfer- oder Antwortkennlinie ziemlich genau in den meisten Fällen zu approximieren. Da beide Endpunkte im wesentlichen willkürlich angeordnet werden können, ist es ersichtlich, daß dies eine flexiblere Einstellung der Antwort als bei einem System erlaubt, wo ein Bezugspunkt der Koordinatenursprung

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oder Nullpunkt sowohl der Antwort als auch, des Ausgangssignals ist. Wenn der Koordinatenursprung verwendet wird, trägt die Einsteilung, die in einer Vorrichtung mit linearer Antwort möglich ist₉ nur zu einer Verstärkungseinstellung bei, was an sich bekannt ist»

In.Figo 3 ist eine Vorrichtung abgebildet, in der die Interpolationsfunktion auf zwei Bezugspunkten beruht, wie oben diskutiert wurde_o Zusätzlich hat dieses Ausführungsbeispiel eine Einrichtung zur im wesentlichen automatischen Überprüfung des Betriebs der Vorrichtung einschließlich der Genauigkeit des Interpolationsverfahrens0

Zwei Speicher 111 und 113 sind vorgesehen zum Speichern der SpannungBpegel₉ die durch die Meßschaltung er=
zeugt werden, wenn eine "hohe" bzw» eine "niedrige" KaIibrierprobe der Meßeinrichtung zugeführt wird» Diese Speicher können in derselben Weise wie die Speicher 15 t>is 19 des Ausführungsbeispiels von Fig» 2 belastet bzw_o beschalltet werden, so daß eine genauere Beschreibung derartiger Abtastspeicher hier überflüssig isto

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 werden die von den Speichern 111 und 113 gespeicherten Spannungen in einem
Widerstandsüberlagerungsnetzwerk verknüpft, das vier Widerstände R11 bis R14 aufweist. Die Interpolationsschaltfunktion wird durch zwei npn-Transistören Q1 und Q2 und
nicht durch Reed-Relais geliefert, wobei die beiden Transistoren abwechselnd durch eine noch zu beschreibende
Schaltung erregt werden» Bei Erregung verbindet der Transistor Q1 den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R11

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und dem Widerstand R12 mit Erde, Ähnlich erdet bei Erregung der Transistor Q2 den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R13 und dem Widerstand R14_C Ein Ausgangssignal wird zwischen den Widerständen R12 und RI3 abgenommen.

Es ist also ersichtlich, daß bei Erregung des Transistors Q1 und Entregung des Transistors Q2 nur die niedrigere der gespeicherten Kalibrierspannungen zur Ausgangsspannung beiträgt ο In der entgegengesetzten Situation trägt jedoch nur die höhere der gespeicherten Kalibrierspannungen zum Ausgangssignal bei ο Das Ausgangssignal, das durch die abwechselnde Erregung der Transistoren Q1 und Q2 erzeugt wird, wird einem Tiefpaßfilter 115 über einen Pufferverstärker 114 zügeführto Die Verstärkung des Verstärkers 114 kann zweckmMßigerweise so eingestellt werden, daß jegliche Schwächung durch das Widerstandsverknüpfuiigsnetzwerk R11 bis R14 kompensiert wird_o Entsprechend liegt die Gleichstrom-Ausgangsspannung des Filters 115 auf einem Wert zwischen den beiden gespeicherten Kalibrierspannungen, wobei der tatsächliche Wert eine Funktion des Tastverhältnisses der Schalttransistoren QI und Q2 ist» Diese Gleichspanmmg, die als entsprechend dem Rückkopplungssignal im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel angesehen werden kann, wird invertiert durch einen Inverter 114 und dann gemischt oder abgeglichen mit dem Meßschaltungsein» gangssignal in einem Widerstandsnetzwerk mit Widerständen R2 1 und R22„ Das daraus resultierende Signal ist im wesentlichen ein Fehler- oder Abweichungssignal_o Dieses Signal wird verstärkt durch einen Verstärker 117» und das verstärkte Signal wird einem Eingang eines Operationsverstärkers 120 zugeführt ο Wie noch erläutert werden wird,

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übt der Verstärker 120 die Funktion eines Vergleichers aus»

Ein Signal in Form einer Dreieckswelle wird dem anderen Eingang des Vergleicherverstärkers 120 von einem Funktionsgenerator oder Oszillator 12 1 zugeführt» Der Vergleicherverstärker 120 vergleicht die Werte der ihm zugeführten beiden Eingangssignale und erzeugt eine positive Ausgangsspannung,wenn das Abweichungssignal positiver als die Spannung des Dreieckssignals ist, und eine negative Ausgangsspannung, wenn die entgegengesetzte Situation vorliegt. Da das eine Eingangssignal des Vergleicherverstar«· kers 120 ein Dreieckssignal ist, während das andere Signal im wesentlichen ein Gleichstrompegel ist, ist ersichtlich, daß die Zeit oder Phase innerhalb jedes Zyklus des Dreieckssignals, wenn die beiden Spannungen sich kreuzen, vom Wert des Gleichspannungspegels, d_u h_o des Abweichungssignals, abhängt* Entsprechend hat das Ausgangssignal vom Vergleicherverstärker 120 eine Folge von Rechteckimpulsen, deren Dauer oder "Breite" in Abhängigkeit von der Amplitude des Abweichungs- oder Fehlersignals variabel ist,. Diese Operation ist in Fig. ^A und ^B gezeigt. In kA ist die Dreieckswelle mit III und ein langsam ansteigendes Fehlersignal mit IV bezeichnete Das Ausgangssignal vom Vergleicherverstärker 120 ist mit V in Fig. kB angegebene Es ist ersichtlich» daß das Schalttastverhältnis, das durch das Signal V gesteuert wird, eine Funktion der Amplitude des Fehlersignals isfc_u Im wesentlichen das gleiche Modulationssystem wird im Atiaführungsbelspiel von Fig. 2 verwendet, obwohl es nicht in allen Einzelheiten zur Vereinfachung der Zeichnung dargestellt idt_u Das Au.-igrjncssignal vom Vergleicherverstär-

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ker 120 steuert die Erregung des Transistors Q1 direkt und über einen Inverter 122 die des anderen Schalttransistors Q2.

Da das Tastverhältnis des Schaltens, das durch die beiden Transistoren Q1 und Q2 geliefert wird, die Gleichstromamplitude des Fehlersignals steuert, wie oben erläutert wurde, ist ersichtlich, daß eine Rückkopplungs= schleife hergestellt wirdo Wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird die Rückkopplung mit einem solchen Vorzeichen oder einer solchen Polarität vorgenommen, daß das Rückkopplungssignal auf einen Wert eingestellt wird, der im wesentlichen gleich dem Eingangssignal ist, obwohl in diesem speziellen Ausführungsbeispiel ein entgegengesetztes Vorzeichen vorliegt;,

Nachdem das Tastverhältnis des Schaltens eingestellt worden ist, um das Rückkopplungssignal auf das Meßschaltungseingangssignal abzugleichen, wird ein Schalten mit demselben Tastverhältnis angewendet, um zwischen zwei Ausgangsbezugspotentialen zu interpolieren. Im Ausführungsbeispiel von Figo 3 werden die Bezugspotentiale entsprechend dem hohen und niedrigen Standard durch zwei Potentiometer R25 bzwo R26 gebildet. Diese vorwählbaren Bezugsspannungen werden über entsprechende Pufferverstärker und 131 in ein Mischnetzwerk mit Widerständen R31 bis R3^ eingespeist, wobei dieses Netzwerk im wesentlichen identisch mit dem Netzwerk mit den Widerständen R1 1 bis R1 ^f ist.

Auch hier wird das Ausgangssignal vorn Netzwerk zwi-

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sehen den beiden Mittelwiderständen R32 und R33 abgenommen» Ähnlich sind zwei npn-Schalttransistoren Q3 und Qk verbunden für ein wahlweises Erden der übrigen Verbindungspunkte,, Der Transistor Q3 wird synchron mit dem Transistor Q1 gesteuert, während der Transistor Q4 synchron mit dem Transistor Q2 gesteuert wirdo Dabei wird dasselbe Schalttastverhältnis bei den Ausgangsbezugsspannungen wie bei den gespeicherten Kalibrierspannungen angewendet. Die Ausgangs» spannung wird durch einen Verstärker 132 verstärkt und durch ein Filter 133 gefiltert, um an einem Ausgang 13^ eine Gleichspannung zu erhalten, die dieselbe Beziehung zu den beiden Ausgangsbezugsspannungen wie die Meßschaltungseingangsspannung zu den beiden gespeicherten Kalibrier spannungen hat«

Der richtige Betrieb dieser Vorrichtung kann tiberprüft werden, indem der Meßschaltung eine dritte vorgefertigte Standard- oder Kalibrierprobe zugeführt wird, die zweckmäßigerweise Bereichsmittennormal genannt werden soll. Obwohl der Mittenpunkt zweckmäßig ist und in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel angenommen wird, können auf Wunsch auch andere Zwischenpunkte zwischen den beiden ursprünglichen Kalibrierwerten verwendet werden.

Falls die Vorrichtung einschließlich der Interpolation richtig arbeitet, erzeugt das Bereichsmittenbezugsnormal eine Ausgangsspannung, die in der Mitte zwischen der hohen und niedrigen Ausgangsbezugsspannung liegt. Um zu bestätigen, daß die während eines Bereichsmittennormaltestes erzeugte Ausgangsspannung die gewünschte Genauigkeit hat, wird die während des Bereichsmittentestes er-

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zeugte Ausgangsspannung mit der oberen und unteren Grenze für eine annehmbare Anzeige verglichene Dieser obere und untere Grenzwert werden durch zwei Potentiometer R^iI bzw, R42 eingestellte Die obere Grenzspannung wird deni invertierenden Eingang eines ersten Vergleicherverstärkers 135 zugeführt, während die untere Grenzspannung dem nichtin«· vertierenden Eingang eines zweiten Vergleicherverstärkers 137 zugeführt"wird« Die Ausgangsspannung wird in den übrigbleibenden Eingang der beiden Vergleicherverstärker eingespeist. Es ist ersichtlich, daß die Ausgangsspannung vom Vergleicherverstärker 135 positiv ist, wenn die Ausgangsspannung sich oberhalb der oberen Grenzspannung befindet, während das Ausgangssignal vom Vergleichervers tar ker 137 positiv ist, wenn die Atisgangs spannung sich unterhalb des unteren Grenzwertes befindete

Die Ausgangssignale von den beiden Vergleicherverstärkern 135 und 137 werden in einem ODER-Glied 139 verknüpft» um ein Ausgangssignal zu ergeben, das positiv ist, wenn eines der beiden Vergleicherverstärker-Ausgangssignale positiv ist. Es ist also ersichtlich, daß ein positives Signal vom ODER-Glied 139 erhalten wird, falls nicht das Ausgangssignal zwischen den Grenzwerten liegt, die durch die Einstellung der Potentiometer R41 und R42 bedingt sind. Das Signal vom ODER-Glied 139 wird seinerseits benutzt, um eine Alarmschaltung 1^1 über ein zwischenliegendes UND-Glied 1^3 anzusteuern_o Das UND-Glied 1^3 erlaubt, daß die Alarmschaltung i4i auf diese Grenzbedingungssignale nur dann ansprechen kann, wenn ein FREIGABE-Signal eingespeist wird, wie angedeutet ist. Ein derartiges Signal kann durch eine (nicht gezeigte) äußere Folge-

steuerschaltung erzeugt werden. Es ist ersichtlich» daß die A 1 arinsehal tung nur während des Bereichsmi t ten tee ts selbst freigegeben wird» dd andere Testproben, die durch die Vorrichtung gemessen werden, normalerweise Arizeigesignale erzeugen, die sich außerhalb des Bereichs befinden, der durch die beiden Gr am -Spannungen hergestellt ist, jedoch innerhalb des Bereichs zwischen den beiden Bezugs^ spannungen»

Für die bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispiele ist angenommen worden, daß jede unbekannte Probe, die gemessen wird, zwischen zwei Kalibrierproben fällt. In manchen Fallen kann es jedoch zweckmäßig sein, daß die Vorrichtung den Wert einer Probe messen kann, die außerhalb des Bereichs liegt, der dar eh die gespeicherten Kalibrierprobenwerte gebildet iat. Auf diese Weise körinen die Kalibrierproben ausgewählt werden, um eine hohe Genauigkeit in dem Bereich zu liefern, in den die meisten Proben fallen, obwohl die Vorrichtung noch eine Messung, von vielleicht verringerter Genauigkeit, einer Probe vornimmt» die außerhalb dieses Bereichs liegt. Anders ausgedrückt, es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung in bezug auf die durch die Kai ihrierproben erzeugten Werte sowohL extraals auch Interpolieren kann. Das in Fig, 5 abgebildete Ausführiin^Hbe i sp Le I gestattet einu Extrapolation nach oben in einem Zweipunk tsy κ tuni. Dieses Aus f ührungsbeispiel verwendet gr undsa tz L i eh das Ί raris lh to ι - I ti torpol λ t Ionsmc. haltt: ti dos Aus f ührtirif;sb(3 i Mp i κ L s von Fig. J„ Es sind jedoch dor t auch Anschluss» tur das Elnachal tem dor Interpo la t i nri.'i.ichü I lung in ilin Hin k k (»ppi imgij.Mi. h 1 u Lf» zu sohon, d i f: wiihtftrid d«!H Ka 1 i hi ι ο r-p rohen.-· [>u Lc im ι bo t c Leba urbwltet,

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BAD ORfGJNAL

d. h. in der oben anhand des Ausführungsbeispiels von Fig. 2 erläuterten Weise»

Die Interpolationssyntheseschaltung, die das Rückkopplungssignal erzeugt;, umfaßt die Transistoren Ql, Q2₉ das Netzwerk der Widerstände RM bis Rl4, den Pufferverstärker 1I^ und da.s Filter 115» während die Interpolations umschalteinrichtmig, die das Ausgangssignal aufbaut, die Transibtoren Q3 und Qh, das Netzwerk der Widerstände R[Ji bis R3^» den Pu ffervei.->tarker 132 und das Filter 133 hat. Das Rückkopplung^SignaI wird über die Leitung 13 dem Differenzverstärker 11 zum Vergleich mit dem Eingangssignal von der Leitung 12 zug«führt«,

Das Ausführungäbt-.iäpiel von Figo 5 tiat ähnlich Speicher 1 I 1 und 1 1.3 ziim Speichern des Werts des Eingcmgssignals, das von der hoch- und niederwertigen Kalibrierprobe stammt. Während jedoch die Rückkopplungssignalsyntheseschal tung den niedrigen gespeicherten Wert verwendet, um das eine Ende seines Arbeitsbereichs wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen zu bestimmen, wird das obere Ende seines Arbeitsbereichs als Funktion sowohl des hohen als auch des niedrigen gespeicherten Kalibrierwerts bestimmt, also nicht als Funktion nur des hohen gespeicherten Werts wie in dun vorhergehenden Ausführungsbe!spielen.

Das Signal,, das in -den Widerstand Ri4 eingespeist wird und dadurch das obere binde des Riickkoppluiigssignu l~ syntheijßbereich.-i definiert, wird von einem DIf tf err>rizvt.i starker 165 erhalten Da ■* Auugaiigsri igiuil vom Hochwertnpeichor IM wird direkt in »Um positiven (phaseiigle te Ium)

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BAD ORIGINAL

Eingang des Verstärkers 1ό5 eingespeist, während das Ausgangssignal vom Niedrigwertspeicher 113 in den negativen (invertierenden) Eingang des Verstärkers 165 über einen Mischwiderstand R52 eingespeist wird,, Ein Gegenkopplungssignal vom Ausgang des Verstärkers I65 wird auch in den invertierenden Eingang über einen Widerstand R^3 eingespeist. Der Widerstand R53 kann jedoch wahlweise durch einen Satz von Kontakten 166 überbrückt werden. Im abgebildeten Ausführungsbeispiel sind die Widerstände R52 und R53 als gleichgroß angenommene Es ist ersichtlich, daß das Ausgangssignal vom Verstärker I65 damit im wesentlichen gleich dem Ausgangssignal vom Hochwertspeicher 111 ist, wenn der Rückkopplungswiderstand R53 überbrückt ist, jedoch gleich dem Ausgangssignal vom Hochwertspeicher plus der absoluten Differenz zwischen den Ausgangsspannungen der beiden Speicher 1st, wenn die Kontakte 166 offen sind« Das Öffnen der Kontakte 166 verdoppelt also im Ergebnis die Bereiche der Rückkopplungssignal syntheseschaltung₉ da die Differenz zwischen den Spannungen, die an den beiden Enden des Widerstandsnetzwerks R11 bis RIh zugeführt werden, verdoppelt wird.

Der Bereich der Ausgangssignalsyntheseschaltung wird ähnlich ausgedehnt. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 werden die Spannungen, die durch die Potentiometer R25 und R26 geliefert werden, auf die Ausgangsspannungen eingestellt, die für die hoch- bzw. niedrigwertige Kalibrierprobe gewünscht sind. Die niedrigere Spannung wird über einen Pufferverstärker 131 mit dem Einheitsverstärkungsfaktor direkt der entsprechenden Seite der Interpolationsschaltung zugeführt, d. h. dem Widerstand R31. Die Spannung,

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die das andere Ende des Interpolationsbereichs bestimmt, wird jedoch von einem Differenzverstärker 13OA erhalten. Die höhere Bezugsspannung, die vom Potentiometer R25 geliefert wird, wird in den gleichphasigen Eingang des Verstärkers 13OA eingespeist, während die niedrigere Bezugsspannung, die vom Potentiometer R2o kommt, dem invertierenden Eingang dieses Verstärkers über einen Mischwiderstand R62 zugeführt wird« Ein Gegenkopplungssignal vom Ausgang wird demselben Eingang über einen Widerstand Ro3 zugeführtc Der Widerstand R63 kann wahlweise durch zwei Relaiskontakte 173 überbrückt oder kurzgeschlossen werden. Unter der Annahme, daß die Widerstände R62 und R63 gleichgroß sind, ist ersichtlich, daß der Ausgangssignalinterpolationsbereich wahlweise proportional zur Ausdehnung des Rückkopplungssignalsynthesebereichs atisgedehnt werden kann«

Wie im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 kann das Tastverhältnis der Interpolationsschalteinrichtungen durch den Differenzverstärker 120 gesteuert werden, der ein Signal, das vom Dreieckwellengenerator 121 über einen Trennwiderstand R57 erhalten wird, und das vom Eingangsverstärker abgegebene Fehlersignal vergleichto Wie jedoch gezeigt werden wird, kann die Interpolationsschalteinrichtung an der einen oder anderen Seite zur Probenwertspeicherung mittels einer Gleichstrom-Vorspannung festgehalten werden, die eingespeist wird, um die Wirkung des Dreiecksignals aufzuheben. Um den Wert des Eingangs signals zu speichern;, das durch eine "hohe" Kalibrierprobe erzeugt wird, wird eine Relaiswicklung I67 erregt, die Kontakte 1Ob₉ 168 und 169 schließt. Die Kontakte 166 überbrücken den RUckkopp-

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lungswiderstand R53» wie bereits erwähnt wurde, während die Kontakte 169 den Tastverhaltnissteuer-Verstärker 120 vorspannen, so daß kein wiederholtes Schalten stattfindet und das RUckkopplungssignal gleich dem Ausgangssignal vom Hochwertspeicher 111 wirdo Gleichzeitig wird durch das Schließen der Kontakte 168 das Fehlersignal vom Eingangsverstärker 11 der Eingangsschaltung des Speichers 111 zugeführt. Entsprechend wird eine Rückkopplungsschleife hergestellt, die bewirkt, daß das Ausgangssignal vom Speicher 111 auf einen Wert gleich dem Eingangssignal zu diesem Zeitpunkt eingestellt wird. Wenn die Relaiswicklung 167 entregt wird, wird dieser Wert aufrechterhalten oder gespeichert durch den Speicher 111 wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispieleno

Die Speicherung des Eingangssignalwerts, der durch eine niedrigwertige Kalibrierprobe erzeugt wird, geht in ähnlicher Weise vor siehe. Die Erregung einer Relaiswicklung 161 bewirkt das Schließen der Kontakte 162, die das Fehlersignal dem Eingang des Niedrigwertspeichers 113 zuführen, und auch das Schließen von Kontakten 163, die die Vorspannung des Tastverhältnissteuer-Verstärkers so beeinflussen, daß das wiederholte Schalten beendet und das RUckkopplungssignal die vom Niedrigwertspeicher I13 gelieferte Spannung abgleicht*

Außer seiner Einspeisung in einen Ausgang A'jk wird das AusgangHsignal, das von der Ausgangssignalsyntheseschaltung erhalten wird, einem Digitalvoltmeter 17^ zugeführt, das verwendet wird, mn anfangs die Ausgangsbezugsspannung einzustellen oder zu ,justieren. Eine Relalswick-

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lung 171 wird erregt, wenn es gewünscht ist, die hohe Ausgangsbezugsspannung anzuzeigen« Dies schließt die Kontakte 173, so daß die Bereichsausdehnung durch den Verstärker 130A vermieden wird. Die Erregung dieser Wicklung schließt auch einen Satz von Kontakten 172, die das Eingangssignal in den Verstärker 120 unterdrücken, so daß die Tnterpolationsschalteinrichtung im entsprechenden Zustand festgehalten wird, do h», so daß nur die hohe Ausgangsbezugsspannung zur resultierenden Ausgangsspannung beiträgt, die am Anschluß 134 auftritt» Eine Relaiswicklung 175 wird erregt, wenn es gewünscht ist, eine komplementäre Wirkung zu erzielen, um nur die hohe Ausgangsbezugsspannung am Di« gitalvoltmeter 17^· anzuzeigen, wobei diese Wicklung erregt werden kann, um Kontakte I76 zu schließen, die einen überlagernden negativen Strom über einen Widerstand R56 zum Eingang des Verstärkers 120. liefern.

Der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels kann wie folgt zusammengefaßt werden?

Wenn eine niedrigwertige Kalibrierprobe gemessen wird, wird die Relaiswicklung 161 erregt, so daß das Ausgangssignal vom Niedrigwertspeicher II3 eingestellt wird, und zwar durch Rückkopplung, auf einen Wert gleich dem Ausgangssignal von der Meßschaltung zu diesem Zeitpunkte Ähnlich wird während der Messung einer hochwertigen Kalibrierprobe die Relaiswicklung 167 erregt, während das Ausgangssignal vom Hochwertspeicher, ebenfalls durch Rückkopplung, auf einen Wert gleich dem Ausgangssignal von der Meßschaltung zu diesem Zeitpunkt eingestellt wird_a Da der Widerstand R53 während des letzteren Vorgangs durch die Kontakte 166 über-'

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brückt ist, ist der gespeicherte Wert gleich, dem Signal von der Meßschaltung, anstatt auf die Differenz zwischen den beiden gespeicherten Werten eingestellt zu werden»

Um die Potentiometer R25 und R26 so einzustellen, daß das Digitalvoltmeter 17^- Anzeigen mit der gewünschten Korrespondenz zu den Werten der hoch- und niedrigwertigen Ka-= librierprobe gibt, können die Relaiswicklungen 171 und nacheinander erregt werden» Wenn die Relaiswicklung 175 erregt ist, zeigt das Digitalvoltmeter 174 nur den Beitrag vom Potentiometer R26 an, so daß dieses Potentiometer eingestellt werden kann, um die Anzeige zu liefern, die für eine Probe im Wert gleich der niedrigwertigen Kalibrierprobe gewünscht ist. Ähnlich spricht, wenn das Relais erregt ist, das Digitalvoltmeter 17^ im wesentlichen nur auf den Beitrag des hohen Ausgangsbezugssignals zum Ausgangssignal an, so daß das Potentiometer R25 eingestellt werden kann, um die gewünschte Anzeige für den Wert der hochwertigen Kalibrierprobe zu erzeugen_o Da der Widerstand R63 während dieser letzteren Einstellung kurzgeschlossen ist, ist ersichtlich, daß die Digitalvoltmeteranzeige nur auf die Bezugsspannung anspricht, die durch das Potentiometer R25 gegeben ist und nicht auf die Differenz der Spannungen von den beiden Bezugspotentiometern*

Aus der vorangegangenen Erläuterung ist ersichtlich^ daß das Speichern der Kalibrierprobenwerte und das Einstellen der Ausgangsbezugssignalquellen in einer Weise stattfinden., die im wesentlichen identisch zu der in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist«, Anders ausgedrückt, die tatsächlich gespeicherten Werte sind Werte,

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die eindeutig den Spannungen entsprechen, die durch die Meßschaltung geliefert werden, wenn die Kalibrierproben gemessen werden, und den Ausgangsbezugsspannungen, denen die Potentiometer R25 und R26 ähnlich eindeutig entsprechen, wobei die gewünschten Anzeigewerte den Kalibrierproben entsprechen« Während der Messung einer unbekannten Probe jedoch bleiben die Kontakte 166 und 173 offen.· Entsprechend basiert die Synthese des Rückkoppltingssignals auf einem ausgedehnten Spanmmgsbereich, wobei das obere Ende nicht nur eine Funktion des hohen gespeicherten Werts, der durch den Speicher 111 gespeichert ist, sondern auch der Differenz der hohen und der niedrigen gespeicherten Spannung ist₀ Im abgebildeten Ausführungsbeispiel beträgt die Ausdehnung einen Faktor 2, da die Widerstände R53 und R52 gleichgroß sind» Allgemein gesprochen, das obere Ende des Bereichs kann definiert werden als B + k (B - A)₁ wobei A die vom Niedrigwertspeicher 113 gelieferte Spannung ist, B die Spannung vom Hochwertspeicher 111 und k ein Faktor, der durch das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände R53 und R52 bestimmt ist.

Während die Synthese des Rückkopplungssignals auf einem ausgedehnten Bereich wie eben beschrieben beruht, wird die Korrespondenz zwischen den Ausgangssignal en und den gespeicherten Kalibrierwerten aufrechterhalten, da die Synthese des Ausgangssignals auf einem ausgedehnten Bereich in ähnlicher Weise beruht,, Während die Kontakte offen sind, ist ersichtlich, daß die obere der ausgangsbereichsdefinierenden Spannungen definiert werden kann als K + k (κ - L), wobei K die Ausgangsbezugsspannung vom Potentiometer R25 ist, L die Ausgangsbezugsspannung vom Po-

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tentiometer R26 und k eine Proportionalitätskonstante, die durch das Widerstandswertsverhältnis der Widerstände R63 und R62 bestimmt ist, wobei das Verhältnis dieser Widerstandswerte gleich dem Verhältnis der Widerstandswerte R53 und R52 ist.

Durch Ausdehnung des Synthesebereichs sowohl des Rückkopplungssignals als auch des Ausgangssignals in genau ähnlicher Weise können die Kalibrierproben so gewählt werden, daß sie den Bereich definieren, in den die meisten Proben fallen, trotzdem spricht die Vorrichtung auf Signale außerhalb dieses Bereichs an, während die gewünschte Korrespondenz zwischen den Eingangssignalen und den Ausgangssignalen erhalten bleibt, d. h. die Skalentransformation, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in allen Ausführungsbeispielen vorgenommen wird. Da die Bereichsausdehnung nur während der Messung einer unbekannten Probe und nicht während der Speicherung von Kalibrierprobenwerten oder während der Einstellung von Ausgangsbezugswerten entsprechend den Speichersignalen vorgesehen ist, ist ersichtlich, daß der Bediener selbst der Vorrichtung sich nicht mit der Skalenausdehnung zu beschäftigen braucht. Im Gegenteil, die Einstellungen der Potentiometer R25 und R26 beruhen auf den tatsächlich bekannten oder vorbestimmten Werten der Kalibrierproben und nicht auf irgendeiner maßstäblich geänderten Differenz dazwischen. Obwohl das AusfUhrungsbeispiel von Fig. 5-eine Interpolationsausdehnung oder Extrapolation mit einem Faktor 2 s 1 vornimmt, 1st leicht erkennbar, daß andere Ausdehnungsfaktoren verwendet werden können, indem der Proportionalitätsfaktor, der die Wider«

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stände R53 mit dein Widerstand R52 und der Widerstand R.63 mit dem Widerstand RÖ2 verknüpft, variiert« Obwohl nur eine nach oben gerichtete Skalenausdehnung in diesem Ausführungsbeispiel betrachtet ist, kann die Ausdehnung in bei-'' den Richtungen vorgenommen werden, indem das untere Ende jedes Bereichs nach unten maßstäblich verändert wird, eben« so wie das obere Ende wie im vorhergehenden AusfUhrungsbei spiel nach oben verschoben wird. Schließlich ist ersichtlich, daß die Rückkopplungssignalsynthese und die Ausgangssignalsynthese ähnlich maßstabsmäi3ig geändert werden müssen, so daß die gewünschte Korrespondenz des Eingangssignal s von der Meßschaltung und des Ausgangssignal3 aufrechterhalten wird»

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   (i α) Anzeigevorrichtung für eine Probentneßschaltung, die eine. Signalspannung abgibt, die eine Funktion einer zu ermittelnden Kennlinie einer gemessen werdenden Probe ist; wobei die Anzeigevorrichtung in Abhängigkeit von ei« ner Testprobe eine Ausgangsspannung erzeugt, die mit zwei vorwählbaren Bezugsspannungen in derselben Weise verknüpft ist wie die von der Meßschaltung für die Testprobe abgegebene Signalspannung mit zwei Kalibrierspannungen, gekennzeichnet durch

   mindestens zwei verstellbare Ausgangsspannungs-Bezugsquellen (R1 - R5)5

   mindestens zwei Kalibrierspannungsschaltungen, von denen jede eine Stelleinrichtung hat, damit die Kalibrierspannungs schal tungen eine Kalibrierspannung (C, D) mit einem Pegel entsprechend der Signalspannung abgeben, die von der Probenmeßschaltung für eine entsprechende Kalibrierprobe erzeugt wird;

   eine erste Interpolationsschalteinrichtung (57)» die wiederholt zwischen den beiden Kalibrierspannungen umschaltet, um dadurch eine mittlere Spannung (P) zu erzeugen, die zwischen den beiden Kalibrierspannungen an einem Interpola«- tionspunkt liegt, der eine Funktion des Tastverhältnisses des Schaltens ist;

   eine Einrichtung (78, 77) zur wiederholten Betätigung der

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   ersten Interpolationsschalteinrichtung einschließlich einer Servoschleife zur Variierung des Schalttastverhältnisses, um die mittlere Spannung (P) auf einen Wert entsprechend der Signalspannung einzustellen, die von der Probenmeßschaltung abgegeben wird, wenn eine Testprobe gemessen wirds und

   eine zweite Interpolationsschalteinrichtuhg (6O)₅ die synchron mit der ersten Interpolationsschalteinrichtung betätigt wird und wiederholt zwischen den beiden Ausgangsspannungs-Bezugsquellen umschaltet, um dadurch eine Ausgangsspannung (q) zu erzeugen, deren Mittelwert mit den beiden Bezugsquellenspannungen (M, Ν) in derselben Weise verknüpft ist wie die von der ersten Interpolationsschalteinrichtung abgegebene mittlere Spannung (ρ) mit den beiden Kalibrierspannungen (C, D) (Fig. 1, 2).

   2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei zwei Kalibrier spannungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet ,

   daß die Kalibrierspannungsschaltungen jeweils einen KaIibrierspannungsspeicher (15 - 19) haben, die die Kalibrierspannungen speichern und durch die zugehörige Stelleinrichtung gesteuert werden.

   3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Ausgangsspannungs-Bezuirsquellen von Hand verstellbare Potentiometer (R1 - R5j R25, R26) sind (Fig. 2; 3, 5).

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   h_t Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierspannungsspeicher (i5 - 19) Integratorschaltungen sind, deren Ladungsverlustzeitkonstanten relativ groß gegenüber der Arbeitsperiode der Meß~ schaltung und der Anzeigevorrichtung sind.

   5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenxi-= zeichnet, daß die Kalibrierspannungsspeicher (l5 => 19) Abtastspeicher (somple-and-huld-Speicher) sind, die abtasten, wenn entsprechende Kalibrierproben durch die Proberimeßschaltung gemessen werden»

   6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Interpolationsschalteinrichtung Reed- oder Schutzgasrelais (57, 6o) haben (Fig. 2).

   7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Interpolationsschalteinrichtung jeweils zwei Transistoren (Q1, Q2; Q3, Q^) haben, die abwechselnd erregt werden (Fig. 3» 5)°

   8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Interpolationsschalteinrichtung (57» ^O\ Q1i Q2, Q3, Q4) ein Tiefpaßfilter (59, 87; 115, 133) hat_y dem das entsprechende Paar von Spannungen abwechselnd zugeführt wird und das im wesentlichen eine Gleichspannung abgibt, die zwischen dem entsprechenden Paar von Spannun» ■ gen einen Wert hat, der als Funktion des Tastverhäl tills se s des Schaltens veränderlich ist (Fig_o 2; 3, 5).

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   9» Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur wiederholten Betätigung der ersten Interpolationsschalteinrichtung (»1, »2) aufweist 5

   einen Dreieckwellengenerator (121);

   eine Einrichtung (ll7? iO zur Erzeugung eines Fehlers!^ gnals, das eine Funktion der Differenz zwischen der von der Probenmeßschaltung erzeugten Signal.spannung und der der von der ersten Interpolationsschalteinrichtung erzeugten mittleren Spannung ist; und

   eine Einrichtung (l2O) zum Vergleich der Amplitude des Fehlersignals mit dem Momentanwert des vom Üreieckwellengenerator erzeugten Wellenzugs und zur Steuerung der ersten Interpolationsschalteinrichtung, um eine erste der gespeicherten Spannungen auszuwählen, wenn das Fehlersignal die Dreieckswellenspannung überschreitet, und um die andere der gespeicherten Spannungen auszuwählen, wenn das Fehlersignal die Dreieckswellenspannung unterschreitet (Fig. 3ϊ 5)ο

   10» Anzeigevorrichtung naoh Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Obergrenzspannungs-Bezugsquelle (r4i)j

   eine Untergrenzspannungs-Bezugsquelle (R*l2) ;

   eine Einrichtung (135, 137) zum Vergleich des Mittelwerts der Ausgangsspannung von der zweiten Interpolationsachalteinrichtung (Q3f Q*0 mit jeder Grenzspannung von den Grenzspannungs-Bezugsquellen; und

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   eine Einrichtung (139, 141) zur Abgabe eines Alarmsignals, falls der Mittelwert der Ausgangsspannung von der zweiten Interpolationsschalteinrichtung n:Lcht zwischen den beiden Grenzspannungen liegt, wenn eine vorgefertigte Bereichsmitten-Kalibrierprobe durch die Probenmeßschaltung gemessen wird (Fig₀ 3)«,

   11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge= kennzeichnet, daß die Abtastspeicher eine Rückkopplungseinrichtung als die Stelleinrichtung haben«,

   12o Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

   eine Einrichtung (78, 92, I**, 93) zum Vergleich der Signalspannung, die von der Probenmeßschaltung abgegeben wird₈ wenn eine Testprobe gemessen wird, mit aufeinanderfolgenden der gespeicherten Kaiibrierspannungen,

   wobei die Anzahl der Ausgangsspannungs-Bezugsquellen (RI-R5) der Anzahl der Kaiibrierspannungsspeicher (15 - 19) entspricht ;

   eine Einrichtung (27, 41, kZ) zur Auswahl des Paars von Ausgangsspannungs-Bezugsquellen entsprechend den ausgewählten gespeicherten Kaiibrierspannungen;

   wobei die erste und die zweite Interpolationsschalteinrichtung (57» 60) zwischen den beiden ausgewählten Spannungen bzw« den beiden ausgewählten Ausgangsspannungs-Bezugsquellan schalten.

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   13· Abwandlung der Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2_f dadurch gekennzeichnet, daß zwei verstellbare Ausgangsspannungs-Bezugsquellen (R25, R26) und zwei Kaiibrierspannungsspeicher (ill, 115) vorhanden sind;

   daß eine Einheit eine erste bereichsbegrenzende Spannung abgibt, deren Wert eine Funktion von mindestens einer der gespeicherten Spannungen istj

   daß eine weitere Einheit eine zweite bereichsbegrenzende Spannung abgibt, die eine Funktion von einer der gespeicherten Spannungen und der Differenz zwischen den beiden gespeicherten Spannungen ist;

   daß die erste Interpolationsschalteinrichtung (Ql₉ Q?) wiederholt zwischen den beiden bereichsbegrenzenden Sr.nn·· nungen schaltet, um dadurch eine mittlere Spannung v-u gewinnen, die zwischen den beiden bereichsbegrenzenden Spannungen an einem Interpolationspunkt liegt, der eine Funktion' des Tastverhältnisses des Schaltens ist? und

   daß die zweite Interpolationsschalteinrichtung (Q3_S eine Ausgangsspannung gewinnt, deren Mittelwert eine Funk tion der Signal spannung ist, die von der Proberimeßsehal tung für eine Testprobe abgegeben wird (Fig. 5)<·

   14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet,

   daß eine Schalteinrichtung vorhanden ist ztim wahlweisen

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   Verbinden der Meßschaltung und des ersten Speichers ( 1 1 *j) während der Messung einer ersten Kalibrierprobe zur Speicherung einer Spannung A, die proportional zu der durch die Meßschaltung für die erste Kalibrierprobe erzeugten ist, und zum wahlweisen Verbinden der Meßschaltung und deä zweiten Speichers ( 1 11) während der Messung einer zwei ten Kalibrierprobe zur Speicherung einer,Spannung B, die proportional zu der durch die Meßschaltung für die zweite Kalibrierprobe erzeugten ist;

   daß die beiden Einheiten (R52, R53) niit dem ersten und zweiten Speicher verbunden sind zur Erzeugung der ersten bereichsbegrenzenden Spannung gleich A und der zweiten be~ reichsbegrenzenden Spannung gleich B + .Jc (B - A) mit.k als einer vorgewählten Konstanten,

   daß die Ausgangsspannungs-Bezugsquellen (.R25, R26) die vorwählbare Spannung K bzw. L erzeugen; -

   daß eine mit den Ausgangsspannungs-Bezugsquellen verbundene Einrichtung (r62, R63) eine erste Ausgangsendspannung gleich K und eine zweite Ausgangsendspannung gleich K f k (K- L) erzeugt; und

   daß die zweite Interpolationsschalteinrichtung (QU₉ eine Ausgangsspannung erzeugt, deren Mittelwert den beiden vorgewählten Spannungen K und L entspricht wie die von der Probenmeßschaltung abgegebene Signalspannung den gespeicherten Spannungen A und B (Fig. 5).

   15· Anzeigevorrichtung nach Anspruch \h, dadurch gekennzeichnet,

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   daß die beiden bereichsbegrenzenden Spannungen zusammen einen ersten interpolationsspanilungsbereich definieren₉
   der die Werte zwischen A und B umfaßt und sich int wesentlichen über diese Werte hinaus in mindestens einer Richtung erstreckt; und

   daß die beiden Ausgangsendspannungen einen zweiten. In!;«·- polationsspannungsbereich definieren, der die Werte Zwischen K und L umfaßt und sich im wesentlichen über dies? Werte hinaus in mindestens einer Richtung ersti^eckt, wobei der zweite Interpolationsbereich K und L entspricht_p wenn der erste Interpolatiohsbereich A und B entspricht
   (Fig. 5)*

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