DE2205792A1 - Schaltungsanordnung fuer den automatischen nullinienabgleich - Google Patents

Schaltungsanordnung fuer den automatischen nullinienabgleich

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DE2205792A1
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circuit arrangement
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DE2205792A
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Hans Kiefer
Richard Sponholz
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PE Manufacturing GmbH
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Bodenseewerk Perkin Elmer and Co GmbH
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    • G01D5/248—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains by varying pulse repetition frequency
    • G—PHYSICS
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Description

Schaltungsanordnung für den automatischen Nullinienabgleich
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den automatischen Kullinienabgleich enthaltend einen von dem abzugleichenden Meßsxgnal beaufschlagten Spannungs-Frequenz-Umsetzer, einen Zähler, in welchen die Ausgangsimpulse des Spannungs-Frequenz-Umsetzers einzählbar sind und einen von dem Zähler gesteuerten Digital-Analog-Umsetzer, der ein dem Zählerstand analoges, zum Bullinienabgleich auf das Meßsignal aufschaltbares Korrektursignal erzeugt.
Bekannte Schaltungsanordnungen dieser Art haben den Nachteil, daß der Nullinienabgleich relativ lange Zeit erfordert, weil nämlich die Ausgangsfrequenz des Digital-Analog-Umsetzers mit abnehmendem Meßsignal immer kleiner wird und infolgedessen der Nullinienabgleich zunehmend langsamer erfolgt. Es ergeben sich damit Abgleichzeiten, die für einige Anwendungen nicht tragbar sind.
Es ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei welcher statt eines Analog-Digital-Umsetzers, der eine von der Nullinienablage abhängige Zählimpulsfrequenz liefert, einen mit einer
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festen Frequenz arbeitenden Impulsgenerator vorzusehen. Das Einzahlen der Impulse von dem Impulsgenerator in den Zähler wird gesteuert von einem Schwellwertschalter, der die Zählimpulse auf den Zähler schaltet, solange eine NuIllinienablage oberhalb eines bestimmten kleinen Schwellwertes vorliegt. Diese bekannte Anordnung bringt zwar den Vorteil, daß der Abgleich schneller erfolgen kann, wenn die Generatorfrequenz hoch genug gewählt wird. Es ergibt sich jedoch infolge der Trägheit auch der elektronischen Bauteile auch.bei der digitalen Arbeitsweise die Gefahr eines Überschießens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß einerseits ein Nullinienabgleich in der erforderlich kurzen Zeit erfolgen kann, andererseits aber die Gefahr eines Überschießens der Nullinienkorrektur nach der anderen Seite vermieden wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Zähler zwei Gruppen von Zählerstufen aufweist und da3 in die den höheren Stellenwerten entsprechende Zählerstufengruppe Impulse mit einer festen Frequenz einzählbar sind, solange die Mullinienablage einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, und daß nach Unterschreiten dieses Schwellwertes die feste Frequenz abschaltbar und der Ausgang des Spannungs-Frequenz-Umsetzers auf die den niedrigeren Stellenwerten entsprechenden Zählerstufengruppe umschaltbar ist.
Nach der Erfindung wird also der Zähler aufgeteilt. In eine erste Zählerstufengruppe, die den höheren Stellenwerten entspricht, wird eine feste Frequenz eingezählt. Auf diese Weise ergibt sich ein Grobabgleich der Nullinie bis auf einen
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festen Schwellwert. Dieser Grobabgleich erfolgt relativ schnell. Wenn der Grobabgleich erfolgt ist, dann werden Impulse mit einer von der tatsächlichen Hullinienablage abhängigen !Frequenz in die den niedrigeren Stellwerten entsprechende Zählerstufengruppe eingezählt. Die Nullinie wird dann stetig und ohne Überschießen genau auf null abgeglichen. Da diese Feinkorrektur nur einen den Schwellwert entsprechenden Betrag entspricht, erfolgt auch diese Fainkorrektur in relativ kurzer Zeit.
Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert, die eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung als Blockschaltbild zeigt.
Ein Meßsignal wird auf einen Eingang 10 gegeben. Bei 12 wird dem Meßsignal ein Korrektursignal von einem Digital-Analog^Wandler 14 überlagert. Der Digital-Analog-Wandler wird von einem Zähler 16 gesteuert, der aus zwei Zählerstufengruppen 18 und 20 besteht, wobei die Zählerstufengruppe 18 den höheren Stellenwerten und die Zählerstufengrüppe 20 den niedri-geren Stellenwerten entspricht. Der Digital-Analog-Wandler erzeugt ein dem Zählerstand analoges Signal, welches zur Nulllinienkorrektur auf das Meßsignal aufgeschaltet wird. Das korrigierte Meßsignal wird über einen Verstärker 22 einem Analog-Digital-Wandler 24 zugeführt.. Das ist ein Spannungs-Frequenz-Umsetzer, der an seinen Ausgängen 26 oder 27 eine Impulsfolge mit einer der Eingangsspannung proportionalen Frequenz liefert je nach der Polarität dieser Eingangsspannung. Diese Frequenz ist über noch zu beschreibende Gatterschaltungen auf den Vorwärts- oder Rückwärt se ingang 28 bzw. 30 cLer Zählerstufen-
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gruppe 20, also den Zählerstufen mit den niedrigen Stellenwerten, aufschaltbar. Von der Zählerstufengruppe 20 erfolgt in üblicher Weise über Leitungen 32 bzw. 34 ein Übertrag auf die Zählerstufengruppe 18, die den höheren Stellenwerten entspricht.
Der Eingang des Analog-Digital-Wandlers 24 ist mit zwei Schwellwertschaltern für den Grobabgleich verbunden, die mit 36 und 38 bezeichnet sind, wobei der Schwellwertschalter 36 bei positiver Polarität und der Schwellwertschalter 38 bei negativer Polarität anspricht. Die Schwellwertschalter 36 bzw. 38 liegen mit ihren Ausgängen an den Eingängen je eines UND-Gliedes 40 bzw. 42 an. An einem weiteren Eingang der beiden UND-Glieder 40 und 42 liegt, ein Frequenz-Generator 44, der Impulse mit einer festen Frequenz liefert. Auf einer Leitung 46 erscheint zu Beginn jedes Abgleichvorganges ein Impuls von 100 Millisekunden-Dauer. Die-.ser Impuls wird ebenfalls auf die beiden UND-Glieder 40 und 42 gegeben. Die Ausgänge der UND-Glieder 40 und 42 beaufschlagen über ODER-Glieder 48, 50 zusammen mit den Übertragleitungen 32, 34 den Vorwärts- bzw. Rückwärtseingang der Zählerstufengruppe 18.
Die Ausgänge 26, 27 des Analog-Digital-Umsetzers 24 liegen über Leitungen 60, 62 an einem Eingang je eines UND-Gliedes 64 bzw. 66 an. Die anderen Eingänge dieser UND-Glieder werden über eine Leitung 68 von einem ODEIt-Glied mit Inversion des Ausganges 70 gesteuert. An einem Eingang dieses ODER-Gliedes liegt der Ausgang eines ODER-Gliedes 72, dessen Eingänge mit den Ausgängen der beiden Schwellwertschalter 36
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und 38 verbunden sind. An dem zweiten Eingang dos OD.::k£- G-liedes 70 liegt die Leitung 4-6 mit dem 100 Millioeliunden-Signal, welches auch über eine Umkehrstufe 74- auf die UND-Glieder 40 und 4-2 geschaltet ist. Die Ausgänge der beiden UND-Glieder 64- und 66 sind mit den Vorwärts- bzw. Rückwärtseingängen 28, 30 der ZählerStufengruppe 20 verbunden.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:
Bei einer positiven ITuIlinienablage, die den Schwellwert für den Grobabgleich überschreitet, spricht der Schwellwertschalter 36 an. Am Ausgang des ODER-Gliedes 72 erscheint L-Signal.. An dem invertierten Ausgang des ODER-Gliedes 70 erscheint 0-Signal. Über die Leitung 78 werden damit die UND-Glieder 64-, 66 gesperrt. Die Impulse von dem Analog-Digital-Wandler 24- werden also nicht in die Zählerstufengruppe 20 eingezählt. Dafür erhält das UND-Glied 4-0 an einem Eingang von dem Schwellwertschalter 36 her L-Signal. Während einer Zeitdauer von 100 Millisekunden erhält es auch ein L-Signal über die Leitung 46 und die Umkehrstufe 74·, so daß über das UND-Glied 4-0 Impulse von dem Impulsgenerator 44- über das Oder-Glied 4-8 in die Zählerstufengruppe 18 eingezählt werden.
Wenn der Schwellwert für den Grobabgleich unterschritten wird oder nach Ablauf von 100 Millisekunden, wird das UND-Glied gesperrt. Wenn die Schwelle für den Grobabgleich innerhalb der vorgegebenen Abgleichzeit von 100 Millisekunden unterschritten wird, dann erscheint L-Signal auf der Leitung 68, so daß die UND-Glieder 64- und 66 geöffnet werden.
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Es werden jetzt Impulse von dem Analog-Digital-Wandler entweder über Leitung 60 oder über Leitung 62 von den Ausgängen 26 oder 27 in den Eingang 28 oder 50 der Zählerstufengruppe 20 eingezählt. Die Frequenz der Impulse nimmt dabei mit Annäherung an den Abgleichzustand stetig ab, so daß ein Überschießen über den Abgleichzustand verhindert wird.
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Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Schaltungsanordnung für den automatischen Bullinienabgleich enthaltend einen von dem abzugleichenden Meßsignal beaufschlagten Spannungs-Frequenz-Umsetzer, einen Zähler, in welchen die Ausgangsimpulse des Sparmungs-IPrequenz-Umsetzers einzählbar sind und einen von dem Zähler gesteuerten Digital-Analog-Umsetzer, der ein dem Zählerstand analoges, zum Nullinienabgleich auf das Meßsignal auf schaltbares Korrektursignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (16) zwei Gruppen von Zähler stuf en (18, 20) aufweist und daß in die den höheren Stellenwerten entsprechende Zählerstufengruppe (18) Impulse mit einer festen Frequenz einzählbar sind, solange die Nullinienablage einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, und daß nach Unterschreiten dieses Schwellwertes die feste Frequenz abschaltbar und der Ausgang (26) des Spannungs-IFrequenz-Umsetzers (24-) auf die den niedrigeren Stellenwerten entsprechenden Zählerstufengruppe (20) umschaltbar ist.
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    Leerseite
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