DE2215813B2 - Schaltungsanordnung zur Bestimmung einer Bewegungsgröße, insbesondere Winkelgeschwindigkeit eines rotierenden Teiles - Google Patents

Description

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F i g, 1 enthaltenen Auswerteeinrichluag als Funk- wird mit steigender Frequenz deb Taktgebers 7 auf

tion der Zeit nach verschiedenen ZcitintervaUen, immer kleinere Werte eingestellt. Es sei angenom-

Die in Fig, 1 veranschaulichte Schaltungsanord- men, daß sich die Winkelgeschwindigkeit und damit nung dient zur Bestimmung der Winkelgeschwindig- auch die Frequenz des Meßwertfühlers 1 linear ankeit und gleichzeitig der Winkelbeschleunigung eines 5 steigend ändert. Dann erhält man am addierenden rotierenden Teiles, wobei der jeweilige Wert der Eingang 4 des Impulszählers 2 einen Zählstand entWinkelgeschwindigkeit der Frequenz eines seitens sprechend der Parabelkurve α von F ig. 2 und an eines Meßwertfühlers 1 kontinuierlich abgegebenen dem subtrahierenden Eingang 6 einen Zählstand entPulses proportional ist. Der Meßwertfühler 1 liegt sprechend der Parabelkurveb von Fig. 2, jeweils als über einen Pulsformer 3 unmittelbar an einem addie- io Funktion der Zeit f. Da der durch den addierenden renden Eingang 4 eines als numerischer Integrator Eingang 4 hervorgerufene Zählstand erst nach einem wirksamen Impulszählers 2 und über ein Verzöge- vorgegebenen Zeitintervall to kompensiert wird, worungsglied 5 an einem subtrahierenden Eingang 6 des bei dieses Zeitintervall der Verzögerungszeitkon-Impulszählers 2. stante des Verzögerungsgliedes 5 entspricht, wird der

Mittels eines Taktgebers 7 kann sowohl über einen 15 durch den addierenden Eingang 4 hervorgerufene

gesonderten Steuereingang (in F i g. 1 mit Doppel- Zählstand als Funktion der Zeit steigend überwiegen,

pfeil versehen) auf den Impulszähler 2 ein Rückstell- wobei sich als resultierender Zählstand in dem

puls als auch über einen gesonderten Steuereineang Schaubild von Fig. 2 eine nicht durch den Ursprung

(durch einen Doppelpfeil in Fig. 1 dargestellt)"die verlaufende Geradeg ergibt. D'.. Steigung dieser Ge-

Zeitkonstante der VerzögerungsschaltunrS entspre- 20 radeng stellt die gesuchte (als konstant angenom-

chend beeinflußt werden. mene) Winkelbeschleunigung dar.

Befindet sich der Taktgeber 7 außer Betrieb, so Auf Grund des vorangehend erläuterten Wirkann mit der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 Ie- kungsprinzips kann die Beschleunigung in Zeitinterdiglich die Winkelgeschwindigkeit bestimmt werden. vallcn to angezeigt werden, und zwar mit einer so ho-Nach einem zur Messung nicht brauchbaren An- 25 hen Wiederholungsfrequenz (wenn nur die Zeitinterfangszeitintervall, in welchem Impulse lediglich an valleio gering genug gewählt werden), daß eine den addierenden Eingang 4, wegen der Zeitkonstante quasi-kontinuierliche Anzeige an dem Ziffernanzeides Verzögerungsgliedes 5 jedoch nicht an den sub- ger9 bzw. dem Digital/Analog-Wandler 11 möglich tränierenden Eingang 6 des Impulszählers 2 geliji- ist. Wesentlich hierbei ist nur, daß der Impulszähgen, baut sich in diesem ein Zählstand auf, der — 30 ler 2 nicht schon dann von dem Taktgeber 7 auf Null unter der Voraussetzung, daß die Winkelgeschwin- zurückgestellt wird, wenn von dem Verzögerungsdigkeit konstant bleibt — an dem Ausgang des Im- glied 5 die Ausgangsimpulse noch nicht an dem subpulszählers2 einen konstanten Zählstand hervorruft, trahierenden Eingang 6 abgelangt sind. Dies läßt sich da nach dem für die Messung unbrauchbaren An- indessen durch geeignete Abstimmung der Frequenz fangszeitintervall die am subtrahierenden Eingang 6 35 des Taktgebers 7 auf die Zeitkonstante des Verzögeauftretenden Impulse den am addierenden Eingang 4 rungsgliedes 5 erreichen. Bei richtiger Abstimmung auftretenden Impulse die Waage halten. Langsame dieser Größen erhält man danach, wie dies in Fig. 3 Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit führen zu veranschaulicht ist, schnell hintereinander auftreeiner langsamen Zu- oder Abnahme des Zählstandes tende Auswertungen der zu messenden Winkelbedes Impulszählers 2, die an i<";sen Ausgang ablesbar 40 schleunigung entsprechend Werten Vu, Vu, V"u... ist. Der Ausgang des Impul^uhlers ist sowohl mit Die in Fig.3 veranschaulichte Verbindungskurve •■inern auf- und abwärts zählenden Zifferanzeiger 9 der ermittelten digitalen Winkelbeschleunigungswerte als auch mit einem einen Bestandteil einer Auswerte- entspricht hierbei der analogen Ausgangsgröße des schaltung 10 bildenden Digital/Analog-Wandler 11 Digital/Analog-Wandlers 11.
verbunden. ₄₅ Dem Digital/Analog-Wandler 11 ist in der Aus-

Das in Fig. 1 veranschaulichte Verzögerungs- werteschaltung 10 ein Schwellwertdiskrimiinatoi· 12

glied 5 kann als Vierpol in T-Schaltung ausgebildet nachgeordnet, der beim Vorliegen eines vorgegebe-

sein. nen Wertes der Winkelbeschleunigung über einen

Soll mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 die Leistungsverstärker 13 ein Ausgangssignal aa ein

Winkelbeschleunigung bestimmt werden, so muß der s? S.ellglied 14 abgibt. Das Stellglied 14 kann beispiels-

Taktgeber 7 in Betreib gesetzt sein. Es erfolgt danach weise im Sinne einer Reduzierung der angezeigten

eine periodische Rückstellung des Impulszählers 2 je hohen Winkeioeschleunigung wirksam sein, um bei-

nach einem Zeitintervall ίο (vgl. Fig. 2 und 3), wel- spielsweise das Blockieren eines Radts eines Fahr-

ches der Schwingungsdauer des Taktgebers 7 ent- zeuges auf dem Boden durch entsprechende Lösung

spricht. Die Zeitkonstante des Verzögerungsgliedes 5 55 einer Bremse ⁷U beseitigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Sperrstufe, den zusätzlichen Zähler und den Spei- Patentansprüche: eher. Der Taktgeber bewirkt in durch seine Eigenzeit bestimmten Zeitmomenten die öffnung und Sperrung

1. Schaltungsanordnung zur Bestimmung einer des zusätzlichen Zählers, die Übernahme des Zähl-Bewegungsgröße, insbesondere Winkelgeschwin- 5 Standes desselben in den Speicher, die Löschung digkeit eines rotierenden Teiles, deren jeweiliger des Zählers und das Löschen bzw. Setzen des Spei-Wert der Frequenz eines seitens eines Meßwert- chers. Damit kann die erste Ableitung der in die fühlers kontinuierlich abgegebenen Pulses pro- Schaltungsanordnung eingespeisten Bewegungsgröße portional ist bzw. zur Bestimmung der ersten ermittelt werden, im Falle einer Geschwindigkeit also zeitlichen Ableitung dieser Bewegungsgröße, ins- io die Beschleunigung. Aufwendig ist in diesem Zusambesondere Winkelbeschleunigung, mit einem als menhang, daß zur Bestimmung der ersten Ableitung numerischer Integrator wirksamen Impulszähler, der Bewegungsgröße zusätzlich zu den für die Bewelcher einen unmittelbar mit dem Puls beauf- Stimmung der Bewegungsgröße selbst erforderlichen schlagten addierenden Eingang und einen über Bauelementen noch die Sperrstufe, der zusätzliche ein Verzögerungsglied beaufschlagten subtrahie- 15 Zähler und der Speicher erforderlich sind, die sämtrenden Eingang aufweist und dessen jeweiliger Hch von dem Taktgeber gesteuert werden müssen.
Zählstand der Bewegungsgröße entspricht, und Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer mit einem auf die Ausgangsgröße des Impuiszäh- demgegenüber vereinfachten Schaltungsanordnung, lers zumindest mittelbar wirksamen Taktgeber weiche — ausgehend von einer Schaltungsanordnung von einstellbarer Taktfrequenz, welcher zur Ab- 20 zur Bestimmung der Bewegungsgröße selbst gemäß gäbe eines Zählstand-Rückstellsignals zwecks der eingangs erwähnten deutschen Auslegeschrift Festlegung einer Integrationszeitbasis ausgebildet 1235 051 — zusätzlich die Gewinnung der ersten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung dieser Bewegungsgröße mit einem mög-Ausgangsgröße des Taktgebers (7) an einem liehst geringen Mehraufwand an Bauelementen er-Rückstelleingang des Impulszählers (2) und zu- 25 möglicht, wobei die Gewinnung der Ableitung der sätzlich als Steuersignal an dem Verzögerungs- Bewegungsgröße hinsichtlich der Länge der Differenglied (5) liegt. tiale nach der Zeit variiert werden kann, ohne daß

2. Schaltungsar Ordnung nach Anspruch 1, da- hierbei irgendwelche Meßfehler entstehen. Erreicht durch gekennzeichnet, daß das Verzögerungs- wird dies dadurch, daß die Ausgangsgröße des Taktglied (5) ein Vierpol in T-Schaltung ist, welcher 30 gebers an einem Rückstelleingang des Impulszählers durch den Taktgeber (7) gesteuert ist und zusätzlich als Steuersignal an der Verzögerungs-

3. Schaltungsanordnung nach einem der An- schaltung liegt.

sprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Durch die Erfindungsmerkmale wird ein weiter

dem Impulszähler (2) ein Digital/Analog-Wand- Variationsbereich der Intergrationszeitbasis des Im-

ler (11) nachgeordnet ist, dessen Ausgang an 35 pulses erreicht, wobei die durch das Verzögerungs-

einem Schwellwertdiskriminator (12) liegt, der glied eingeführte Verzögerung der auf Jen subtrahie-

mit einem an einem Stellglied (14) liegenden Lei- renden Eingang des Impulszählers gegebenen Im-

stungsverstärker (13) verbunden ist. pulse in optimaler Abstimmung zur jeweiligen Einstellung der Integrationszeitbasis gewählt werden

40 kann, ohne daß die Gefahr von Fehlablesungen besteht. Verändert man hingegen bei der bekannten

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung Anordnung lediglich die Integrationszeitbasis im zur Bestimmung einer Bewegungsgröße, insbeson- Sinne der Erzielung kürzerer Auswerteintervalle, so dere Winkelgeschwindigkeit eines rotierenden Teiles, kann man zwar grundsätzlich den Verlauf der zu deren jeweiliger Wert der Frequenz eines seitens 45 überwachenden Größe mit höherer Auflösung wieeines Meßwertfühlers kontinuierlich abgegebenen dergeben (nämlich anstatt eines verhältnismäßig gro-Pulses proportional ist bzw. zur Bestimmung der er- ben Polygonzuges durch einen verhältnismäßig fein sten zeitlichen Ableitung dieser Bewegungsgröße, unterte^:lten Polygonzug), jedoch setzt dies voraus, insbesondere Winkelbeschleunigung, mit einem als daß die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes numerischer Integrator wirksamen Impulszähler, 50 dementsprechend gering ist, weil anderenfalls beiweicher einen unmittelbar mit dem Puls beaufschlag- spielsweise dann, wenn eine konstante Winkelgeten addierenden Eingang und einen über ein Ver- schwindigkeit vorliegt, wobei die Winkelbeschleunizögerungsglied beaufschlagten subtrahierenden Ein- gung den" Wert Null aufweist, innerhalb der verhältgang aufweist und dessen jeweiliger Zählstand der nismäßig kurzen Integrationszeitbasis das Vorliegen Bewegungsgröße entspricht, und mit einem auf die 55 einer Winkelbeschleunigung vorgetäuscht wird (wenn Ausgangsgröße des Impulszählers zumindest mittel- beispielsweise noch kein vom Verzögerungsglied abbar wirksamen Taktgeber von einstellbarer Taktfre- gegebener Impuls den subtrahierenden Eingang des quenz, welcher zur Abgabe eines Zählstand-Rück- Impulszählers erreicht hat).

Stellsignals zwecks Festlegung einer Integrationsbasis Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausausgebildet ist. 60 führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung der er- F i g. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanord-

wähnten Art nach der deutschen Auslegeschrift nung in Blockschaltbilddarstellung,

1235051 bekannt, bei welcher dem Impulszähler F i g. 2 den Zählstand des in der Schaltungsanord-

eine Sperrstufe und ein weiterer Zähler nachgeordnet nung von F i g. 1 enthaltenen Impulszählers als

sind, wobei der Ausgang des nachgeordneten Zählers 65 Funktion der Zeit beim Auftreten einer linear zuneh-

mit einem Speicher zusammenwirkt. Der Taktgeber menden Beschleunigung,

steuert insgesamt drei Baueinheiten über je einen ge- F i g. 3 den der Beschleunigung proportionalen

sonderten Steuereingang, nämlich die erwähnte Ablesewert einer in der Schaltungsanordnung von