DE2221147A1

DE2221147A1 - Temperaturmesseinrichtung

Info

Publication number: DE2221147A1
Application number: DE19722221147
Authority: DE
Inventors: Naonobu Shimomura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-04-30
Filing date: 1972-04-28
Publication date: 1972-11-30
Also published as: GB1383661A; US3843872A; FR2134665A1; NL7205746A; AU4169072A; FR2134665B1; CA993106A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. CLAUS REINLÄNDER

DlPL-ING. KLAUS BERNHARDT

D - 8 MÜNCHEN 60 O O O 1 1 / «7

THEODOR-STORM-STRASSE 18a 4.4.L· \ \i\ I

NAONOBU SHIKOMURA

lj5-8 Sakurajaoka-cho,. Shibuya-ku

Tokyo / Japan

Ternpe ra turtr.eße inr i cn tür i^ Kurzauszug der Offenbarung

Offenbart ist eine Einrichtung zum Präzisionsteriiperaturmessen mit einem als Temperaturfühler verwendeten Temperaturrneßwiderstaud oder Thermoelement. Ein solcher Temperaturfühler wird außerdem, als Normal ins trurnent für die Interpolation beispielsweise des Temperaturbereiches zwischen den definierten Fixpunkten der internationalen praktischen Tempera tür skala (a D-^ekürzt IPTS oder EIPT in Frankreicn) verwendet. Das Signal von einem solchen Meßfünrer kann als Polynom hoher Ordnung einer Variablen als Funktion der Temperatur dargestellt werden.

Gemäß der Erfindung wird eine extrem präzise Temperaturmessung durch digitales und präzises Gewinnen der entsprechenden Werte eines solchen Polynoms mit einer einfachen Methode erreicht. Genauer gesagt sind Register oder Akkumulatoren, die in der Lage sind Speicherinhalte zu akkumulieren, in einer Reihenschaltung angeordnet, und wenn die (P)-malige Reihenakkumulation ausgeführt ist, dann ist der Inhalt der letzten, z.B. vierten Stufe gegeben durch die Gleichung

X = a + bP + cP² + iP⁵ + IP^ _.~ λ~™^._

wobei P die Anzahl der Reihenakkumulationen darstellt und a, b, c, i und 1 Konstanten sind. Außerdem kann durch geeignete Steuerung der Zyklen der Reihenakkumulation der Wert von X, der gegeben ist durch

P = a + bX + cX² + iX-⁵ + IX^ in.der letzten Stufe des Akkumulators erhalten werden.

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BAD ORKSJNAL

Für Temperaturbereiche zwischen O⁰C und 63O⁰C und zwischen 63O⁰C und 1063^OC kann das elektrische Signal E, das von einem Temperaturmeßwiderstand oder einem Thermoelement geliefert wird, durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

E = A + BT + CT²

wobei A, B und C dem Temperaturfühler zugehörige Konstanten sind. Für breitere Temperaturbereiche werden Glieder höherer Ordnung von P, X oder T zu der obigen Polynomgleichung hinzugefügt. Die Übereinstimmung der Beziehung zwischen E und T mit der Beziehung zwischen P und X ergibt eine extrem präzise Temperaturmessung.

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abfühlen und Messen von Temperaturen und insbesondere auf die Verwendung digitaler Techniken zum Messen von Temperaturen mit großer Präzision.

Beschreibung des Standes der Technik

Für präzise Temperaturmessung wird ein Temperaturmeßwiderstand oder ein Thermoelement als Temperaturfühler verwendet. Solche Temperaturmeßwiderstände und Thermoelemente werden als Normale für Temperaturmessung für die Interpolation des Temperaturbereiches zwischen den definierten Fixpunkten gernäß der internationalen praktischen Temperaturskala (IPTS) verwendet. Ihre Ausgangscharakteristik ist, abhängig von dem Temperaturbereich, entweder als quadratische Polynomialfunktiori oder als Polynomialfunktion vierter Ordnung der Temperatur gegeben.

Deshalb sind bisher für die Temperaturmessung Linearisierer verwendet worden, um aus den nichtlinearen elektrischen Ausgangssignalen der Temperaturfühler genaue Temperaturanzeiger:

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abzuleiten. Solche Linearisierer haben geringfügig nichtlineare Eingangs-Ausgangs-Charakteristiken; um die nichtlinearen Charakteristiken der Temperaturfühler zu kompensieren. Viele dieser Kompensationsmittel haben geknickte Annäherungskurven und sind so konstruiert, daß sie den Widerstand einer Schältung entsprechend der Größe einer Spannung verändern, die einem Netzwert zugeführt wird, welches entsprechend vorgespannte Dioden und Widerstände enthält. Die dem Netzwert zugeführte Spannung ist nichtlinear in Bezug auf die Temperatur, die durch den Fühler abgetastet wird, und das Netzwerk liefert ein Ausgangssignal, das eine im wesentlichen lineare Beziehung zu der zu messenden Temperatur besitzt.

Andere Linearisierer machen zur Kompensation der nichtlinearen Charakteristik des Meßfühlers Gebrauch von einer nichtlinearen Charakteristik eines Verstärkers. Darüber hinaus gibt es verschiedene andere Kompensationsmethoden. Alle diese Kompensationseinrichtungen beruhen jedoch auf einer Annäherung. Eine erhöhte Präzision erfordert deshalb einen extrem komplizierten Schaltungsaufbau, der verschiedene Schwierigkeiten bei der Herstellung mit sich bringen würde.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird entweder ein nichtlinearer Zähler von einer von zwei später noch beschriebenen Arten oder eine verallgemeinerte Form desselben, die in der Lage ist gespeicherte Zahlen in aufeinanderfolgender Weise zu akkumulieren, oder eine Kombination von solchen Netzwerken dazu verwendet, die oben erwähnten nichtlinearen Beziehungen höherer Ordnung mit extrem hoher Präzision nachzubilden und eine Verbesserung bei der Temperaturmessung oder bei anderen Messung zu liefern.

Aufgabe der Erfindung ist es demzufolge, eine Einrichtung zu .'■j chaff en, um digitale Werte in präziser Übereinstimmung mit

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einer Temperatur zu gewinnen. Das Temperaturmeßsystem gemäß der Erfindung umfaßt einen Reihenakkumulator zum Akkumulieren gespeicherter Zahlen in aufeinanderfolgender Weise und einen Temperaturmeßwiderstand oder ein Thermoelement. Die akkumulative Operation wird durch eine solche Ausgestaltung gesteuert, daß die in Speichern gespeicherten Inhalte geändert werden können entsprechend der Art des Meßfühlex's, der Anzahl der mit Akkumulierung in Verbindung stehenden Impulse oder entsprechend dem Zählerstand des Akkumulators. Weiterhin kann im Falle der Verwendung eines Thermoelementes die Bezugstemperatür kompensiert werden. Weiterhin können nicht nur Temperaturwerte sondern auch Werte höherer Ordnung der Polynomialfunktion der Temperatur gewonnen werden. Darüberhinaus ist im Falle der Verwendung eines Thermoelementes eine für praktische Zwecke genügend präzise Temperaturmessung für Temperaturer möglich, die außerhalb des internationalen praktischen Temperaturskalenbereiches liegen.

Kurze Erläuterung der Zeichnungen

Obgleich sich an die Beschreibung die Patentansprüche anschließen, die den als Erfindung angesehenen Gegenstand aufzeigen und klar beanspruchen, sind in der folgenden, ins Einzelne gehenden Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel eines gemäß der Erfindung verwendeten nichtlinearen Zählers zeigt. Fig. 2 ist ein detailliertes Schaltbild, das einen Reihenakkumulatorteil der Schaltung von Fig. 1 zeigt« Die Figuren 5 und k sind symbolische Darstellungen eines nach Art A arbeitenden nichtlinearen Zählers.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der Meßschaltung gemäß der Erfindung unter Verwendung eines nach Art A arbeitenden nichtlinearen Zählers zeigt.

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Die Figuren 6 bis 10 sind symbolische Darstellungen von nach Art B arbeitenden nichtlinearen Zählern.

Fig, 11 ist ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der Meßschaltung gemäß der Erfindung unter Verwendung eines nach Art B arbeitenden nichtlinearen Zählers zeigt.

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung einer allgemeinen ■ Schaltung zur Temperaturmessung unter Verwendung eines nach Art B arbeitenden nichtlinearen Zählers.

Die Figuren IJ und 14 sind schematische Darstellungen eines Temperaturmeßsystems gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Temperaturmeßwiderstandes.

Die Figuren 15, 16 und 18 sowie Fig. 17 erläutern ein Temperaturmeßsystem gemäß der Erfindung, bei dem ein P-R Thermoelement verwendet wird, sowie ein Diagramm, welches die entsprechenden Meßkurven zeigt.

Fig. 19 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Temperaturmeßsystems für Hochtemperaturmessung unter Verwendung eines C-A-Thermoelementes.

Fig. 20 ist ein Blockschaltbild, das eine erfindungsgemäße Schaltung zum Ableiten von Werten als Funktion der Temperatur zeigt.

Die Figuren 21 bis 2k erläutern ein Ausführungsbeispiel einer MeßSchaltung; bei der die Bezugstemperatur eines Thermoelementes kompensiert wird.

Fig. 25 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Netzwerkes, das einen nichtlinearen Zähler zur Temperaturmessung auf der Basis von IPTS-'68 verwendet.

Fig. 26 ist ein sehernatisehes Blockschaltbild eines Reihenakkumulators .

Fig. 27 ist ein Blockschaltbild eines Netzwerkes unter Verwendung eines gewöhnlichen Akkumulators für Fig. 26.

Fig. 28 ist ein schematisches Schaltbild, das eine erfindungsgemäße Schaltung zur Steuerung des Reihenakkumulators eines nichtlinearen Zählers zeigt.

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Fig, 29 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Art von Reihenakkumulator gemäß der Erfindung zeigt.

Die Figuren 30 und j5l sind Blockschaltbilder von Schaltungen gemäß der Erfindung zum Ziehen der Wurzeln von Polynomen höherer Ordnung.

Die Figuren 32 und 33 sind Blockschaltbilder, die Reihenakkumulatoren zeigen, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden, und

die Figuren 34 und 35 sind Blockschaltbilder, die weitere ReL-henakkumulatoren gemäß der Erfindung zeigen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Gemäß der Erfindung wird ein nichtlinearer Zähler oder eine verallgemeinerte Version desselben, die die Funktion eines Reihenakkumulators besitzt, bei der Temperaturmessung mit einem Temperaturfühler, wie z.B. einem Temperaturmeßwiderstand oder einem Thermoelement verwendet.

Figur 1 zeigt eine allgemeine Form eines Beispiels des nichtlinearen Zählers, der in einer von zwei Betriebsarten verwendet werden kann, nämlich Art A und Art B, wie hier später noch im einzelnen erläutert wird.

Die Betriebsart A des Zählers wird als erstes beschrieben. Bei dieser Betriebsart werden diejenigen Elemente, die mit einem gestrichelten Rechteck 39 umschlossen sind, und das Gatter 28 unwirksam gemacht oder weggelassen und ein Schalter 43 wird zu einem Kontakt 44 umgelegt. Außerdem können die Verzögerungsleitungen 26 und 29 kurzgeschlossen werden. Externe Signalimpulse werden an einer Klemme 1 zugeführt und als Eingangssignale einem Zähler 2 zugeführt. Als mit einem gestrichelten Rechteckt 3 umschlossen dargestellt ist eine Akkumulatorschaltung, die einen Speicher I3 und ein Register oder einen Akkumulator 14 umfaßt. Bei Zuführen eines Operations-Befehlimpul-

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ses an einer Klemme 4 wird der Inhalt des Speichers I5 nicht-•zerstörend gelesen und in dem Register oder Akkumulator 14 aufsummiert. Das Register oder der Akkumulator 14 und der Zähler 2 bilden ebenfalls eine Akkumulatorschaltung, wie mit einem umschließenden gestrichelten Rechteck 5 gezeigt ist'. Bei Zuführen eines Operations-Befehlsimpulses an einer Klemme 6 wird der Inhalt des Registers oder Akkumulators 14 nicht-zerstörend gelesen und in dem Zähler 2 durch Addieren oder Subtrahieren akkumuliert.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Speicher I3, das Register oder der Akkumulator 14 und der Zähler 2 einen Reihenakkumulator bilden, dessen detaillierte Schaltung als typisch in Figur 2 gezeigt ist und später noch beschrieben wird.

Umschlossen mit einem gestrichelten Rechteck:-? ist eine weitere Akkumulatorschaltung, die einen Speicher I5 und. ein Register oder einen Akkumulator 16 umfaßt. Bei Zuführen eines Operations-Befehlsimpulses an einer Klemme 8 wird der Inhalt des Speichers I5 nicht-zerstorend gelesen und in dem Register oder Akkumulator 16 aufaddiert. Das Register oder der Akkumulator 16 und ein weiteres Register oder ein Akkumulator I7 bilden eine weitere Akkumulatorschaltung, wie mit einem gestrichelten Rechteck 9 umschlossen dargestellt ist. Bei Anwesenheit eines Operations-Befehlsimpulses an einer Klemme 10 wird der Inhalt des Registers oder Akkumulators 16 nicht-zerstörend gelesen und zu dem des Registers oder Akkumulators I7 hinzuaddiert. Das Register oder der Akkumulator 17 und der Zähler 2 bilden eine weitere Akkumulatorschaltung, wie mit einem gestrichelten Rechteck 11 umschlossen gezeigt ist. Bei Zuführen eines Operations-Befehlsimpulses an einer Klemme 12 wird der Inhalt des Registers oder Akkumulators I7 nichtzerstörend gelesen und entweder additiv oder subtraktiv in dem Zähler 2 akkumuliert. Der Speicher I5, die Register oder Akkumulatoren 16 und I7 und der Zähler 2 bilden einen zweiten Reihenakkumulator.

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Die an der Klemme 1 zugeführten externen Impulse werden außerdem als Operations-Befehlsimpulse über den geschlossenen Kontakt 44 des Schalters 4^ zu den Klemmen 4 und 8 und außerdem durch eine Verzögerungsleitung J50 zu den Klemmen 6 und 10 und durch eine andere Verzögerungsleitung 3¹ zu der Klemme 12 für die oben erwähnten aufeinanderfolgenden akkumulativen Operationen geleitet.

Mit Serien von Eingangsimpulsen P, die an der Klemme 1 zugeführt werden, während diese durch den Zähler 2 direkt gezählt werden, die oben erwähnten Reihenoperationen gleichzeitig P χ nacheinander ausgeführt. Mit einem in den Speicher 13 eingeführten Wert 2c führen die aufeinanderfolgenden Impulse zu den beispielsweise folgenden Ergebnissen:
Aufeinander- Anzahl der Sich ergebender

folgende Impulse

1.

2.

• ·

P.

durch den
Zähler 2
gezählten

Inhalt des Registers oder Akkumulators 14

2c χ 1 2c χ 2

Inhalt additiv od. subtraktiv vom Register od. Akkumulator 14 in den Zähler 2 eingegeben

2c χ 1 2c χ 2

2c χ Ρ

Beim Zuführen eines jeden Impulses wird veranlaßt, daß der Inhalt des Registers oder Akkumulators 14 entweder additiv oder subtraktiv in den Zähler 2 eingeführt wird, abhängig davon, ob c eine positive oder negative Zahl ist. Somit ist, wenn nur der Reihenakkumulator (5, 5) allein betrachtet wird, die Anzahl X, die durch den Zähler 2 nach P aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen erreicht ist, gegeben durch:

X=P+ 2c(l + 2 + .₀ +P)

= P + CP(P +1) (1)

Wenn P groß genug ist, kann die Gleichung (l) angenähert werden durch:

2 0 9 8 4 9 / 1 (V, /₄

X = P + cP² . . . (2)

In gleicher Weise ist, wenn man die beiden Reihenakkumulatoren (3, 5) und (7, 9, H) betrachtet und wenn in den Speicher 15 6i eingegeben ist,

X = P + cP² + iP⁵ (3)

In gleicher Weise ergibt sich dann, wenn ein weiterer Serienakkumulator zusätzlich vorgesehen ist, mit einer Stufe mehr als die Anzahl der Akkumulatorstufen des zweiten Sedienakkumulators (7, 9, H) und mit einem in seinen Speicher eingegebenen Wert 241,

X = P + cP² + iP⁵ + IP⁴ ₀ (4)

Außerdem kann, wenn in den Zähler 2 vorher eine konstante Anzahl S eingegeben ist, ein Glied mit einem konstanten Wert zu der rechten Seite der Gleichung (2), (3) usw. zuaddiert werden .

X = S + P + cP² (5)

Weiterhin ist es möglich, den nicht zerstörbaren Speicherinhalt, beispielsweise c, i, usw. zu ändern, wenn eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen erreicht ist. Wenn z.B. in Verbindung mit Gleichung 2 c in c geändert wird wenn P den Wert P erreicht, dann ist

X = P + cP² for P< P₁ (6)

und X=P- CP₁ ² + 2CP₁ + C₁(P - P₁)² for P > P₁ . . . (7)

Wenn es weiterhin, wieder in Verbindung mit Gleichung 2, so eingerichtet ist, daß in den Speicher I3 der Wert 0 eingegeben ist für P< P, und der Wert 2c bei P = P₁, oder wenn man andererseits den Speicherinhalt auf 2c festlegt und es so einrichtet, .daß die zu der Klemme 4 gesandten Impulse für P< P,

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blockiert und bei P = P-, durchgelassen werden, dann ist

X = P for P < P₁ (8)

und X=P+ c(P - P₁)² for P> P₁ . . . . (9)

Gleiche Prozeduren laufen für Polynome dritter und vierter Ordnung von P ab. Insbesondere können in Verbindung mit der Zählung eines vorbestimmten Zählerstandes für an der Klemme 1 zugeführte Eingangsimpulse entweder der Inhalt der Speicher 13* 15 usw. geändert oder an die Klemmen 4, 8 usw. gelieferte Befehlsimpulse in geeigneter Weise gesteuert werden.

Der in den einzelnen obigen Gleichungen als X gegebene Zählerinhalt kann nicht kontinuierlich geändert werden, weil die Anzahl der Eingangsimpulse eine ganze Zahl ist. Es ist jedoch möglich, X durch passende Wahl des Skalenfaktors praktisch kontinuierlich zu ändern. Passende Wahl des Skalenfaktors ermöglicht außerdem eine Verringerung des Fehlers, der gegeben ist durch die Differenz zwischen den Gleichungen (l) und (2).

Beispielsweise ergibt eine Multiplikation der Gleichung (2) nX = nP + £ (nP)² (IO)

Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, daß mit c/n anstelle von c und mit η χ P für P ein Bruchteil des durch den Zähler 2 angezeigten Wertes mit η als Nenner abgelesen werden kann. Wenn beispielsweise η = 100 ist, dann kann der Inhalt des Zählers 2 durch einen Binär-Dezimal-Umsetzer 33 unter Steuerung durch eine Steuereinrichtung 32 in eine entsprechende Dezimalzahl umgewandelt werden, die in einer Anzeigevorrichtung 3^ angezeigt werden kann und deren 1/100 Bruchteil abgelesen werden kann. Das Bezugszeichen 35 bezeichnet eine Rückstellklemme der Steuereinrichtung 32.

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Das oben beschriebene Reihenakkumulatorsystem kann entweder mit statischen Schaltungen oder mit dynamischen Schaltungen realisiert werden.

Fig. 2 zeigt ein statisches Schaltungsbeispiel eines Teiles der in Fig. 1 gezeigten Reihenakkumulatorschaltung. In Fig. 2 bezeichnen die Zahlen 211 bis 213 Flip-Flops, die einen Speicher bilden. Sie werden mit einem Signalimpuls gelöscht, der an einer Löschklemme 201 zugeführt wird, und sind dazu bestimmt, Signalimpulse zu speichern, die an den Klemmen 221 bis 223 anliegen. Die Zahlen 241 bis 249 bezeichnen T-Flip-Flops, die ein Register oder einen Akkumulator bilden. Bei Anliegen eines Befehlsimpulses an einer Klemme 204 wird der Inhalt des .Speichers (211 bis 213) niohtzerstörend gelesen und akkumulativ in das Register oder den Akkumulator (241 bis 249) eingespeichert. Für die Überträge sind Differenzier-, Regenerier- und Verzögerungsschaltungen 251 bis 258 vorgesehen. Die Zahlen 281 bis 289 bezeichnen T-Flip-Flops, die einen Zähler bilden, wobei das Flip-Flop 286 für das Bit 2 vorgesehen ist. An einer Klemme 207 anliegende Eingangsimpulse werden durch den Zähler gezählt. Außerdem wird beim Auftreten eines Befehlsimpulses an einer Klemme 206 der Inhalt des Registers oder Akkumulators (241 bis 249) nichtzerstörend gelesen und akkumulativ in dem Zähler addiert. In diesem Zeitpunkt werden die Gatter 326 bis 328 durch Einprägen eines Signals an einer Klemme 209 offengehalten und es wird damit ermöglicht, daß die Überträge durch die Differenzier-, Regenerier- und Verzögerungsschaltungen 301 bis 308 laufen. Andererseits werden bei Anliegen eines Befehlsimpulses an einer Klemme 205 die Einer-Komplemente des Inhalts des Registers oder Akkumulators (241 bis 249) nichtzerstörend gelesen und in den .Zähler (281 bis 289) eingeführt, wobei der letzte Übertrag von dem höchstwertigen Bit über eine Differenzier-, Regenerier- und Verzögerungsschaltung 309 zu der niedrigstwertigen Bitposition 281 gebracht wird, wodurch

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eine akkumulative Subtraktion bewirkt wird. Um Borger durch die Differenzier-, Regenerier- und Verzögerungsschaltungen j5l6 bis 318 zu der jeweils nächsten Position gelangen zu lassen, sind die Gatter 336 bis 338 durch Einprägen eines Signals an einer Klemme 208 geöffnet. Auf diese Weise wird durch den Teil (286 bis 289) des Zählers ein umgekehrtes Zählen von an der Klemme 207 anliegenden Eingangsimpulsen bewirkt. Die Zahlen 202 und 203 bezeichnen Löschklemmen des Registers oder Akkumulators bzw. des Zählers.

So wie sie beschrieben ist, arbeitet die Schaltung von Fig. als zweistufiger Reihenakkumulator, wobei sein Teil für ganze Zahlen außerdem als Vorwärts-Rückwärtszähler dient. Obgleich die Schaltung von Fig. 2 nur eine einzige Zwischenakkumulatorstufe zwischen Speicher und Zähler besitzt, können zwei oder mehr Zwischenakkumulatorstufen vorgesehen werden, um die Schaltung von Fig. 1 und Schaltungen zum Ableiten von Polynomialfunktionen höheren Grades'von P wie Gleichung (4) zu erhalten. Im Fall, daß für die akkumulative Operation eine gewöhnliche Serienaddition verwendet wird, wird in jeder Reihenoperation ein einziger Impuls erzeugt. Die Impulsanzahl ist mit P bezeichnet. In diesem Fall kann außerdem ein einfacher Addierer in üblicher Weise verwendet werden.

Fig, 3 zeigt ein Symbol, das einen nichtlinearen Typ A-Zähler darstellt und für den späteren Gebrauch so bezeichnet wurde, welches kennzeichnet, daß der Wert von X in den Gleichungen (2), (3), (4) usw. aus P an der Klemme 1 anliegenden Impulsen abgeleitet oder für die entsprechende Anzahl von Reihenoperationen erzeugt wird.

Fig. 4 zeigt ein Symbol, das einen anderen nach Art A arbeitenden nichtlinearen Zähler NLCA darstellt, in welchem der niGhtzerstörbare Inhalt der Speicher I3 und I5 (Fig. 1) im Verlauf der Zählimpulse geändert wird. Die darunterstehende

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Tabelle zeigt, daß in die Speicher I3 und I5 in entsprechender Weise eingegeben sind 2c, und 6i, für 0< P^-P,, 2Cp und, 6ip für PK P^ P2 sowie 2c, und 6X₃ für P.2 < P -CP3.

Fig. 5 zeigt eine Schaltung zum Ableiten des- Wertes' von P für einen als, X gegebenen Wert Xl. In der Fig. 5 bezeichnet die Zahl 51 einen Oszillator, die Zahl 52 einen elektronischen Schalter, der von dem Ausgang eines Vergleichers 55 gesteuert wird, die Zahl 53 bezieht sich auf einen nichtlinearen Typ A-Zähler, wie er in Fig. 4 gezeigt ist und die Zahl 56 bezeichnet einen Zähler. Wenn X^ in einem Speicher 54 gespeichert ist, dann wird das Ausgangssignal des Oszillators 5I über den Schalter 52 an den nichtlinearen Typ A-Zähler 53 sowie an den Zähler 56 geliefert, um dadurch gezählt zu werden. Der Schalter 52 wird mit einem Ausgangssignal ausgeschaltet, das durch den Vergleicher 55 erzeugt wird, wenn die signifikante Zahl des Inhalts des nichtlinearen Typ A-Zählers 53 mit dem Inhalt eines Speichers 54 übereinstimmt. Auf diese Weise kann der Wert von P für X^ als ein Wert von X in den Gleichungen (2), O)* (4), (9) usw. abgeleitet werden. In vielen praktischen Fällen kann der Wert der Koeffizienten c, i, 1 usw. durch geeignete Wahl des Skalenfaktors in gewünschter Weise klein gemacht werden, so daß die Zahl, die bei jedem Impuls von den Registern oder Akkumulatoren 14, I7 usw. additiv oder subtraktiv in denqzähler 2 (Fig. 1) eingegeben wird, genügend viel kleiner gemacht werden kann, um die ganze Zahl des Inhaltes des nichtlinearen Typ Α-Zählers als die oben erwähnten signifikante Zahl zu nehmen.

Als nächstes wird die Verwendung des nichtlinearen Zählers von Fig. 1 in der Betriebsart B erläutert. Bei der Betriebsart B wird der Schalter 43 zu einem Kontakt 45 umgelegt und die Lieferung von Operations-Befehls-Impulsen wird entsprechend dem Ausgangssignal der innerhalb des gestrichelten Rechteckes 39 befindlichen Schaltung gesteuert; Außerdem werden zusätzlich

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die Verzögerungsleitungen 26 und 29 verwendet. Die Schaltung innerhalb des gestrichelten Rechteckes 39 steuert das Gatter 28 offen oder geschlossen, um entsprechend der festgestellten Änderung der Bitposition 2 im Zähler 2 einen Befehlsimpuls durchzulassen oder zu sperren. Mit den an der Klemme 1 auftretenden aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen wird ein T-Flip-Plop 18 in abwechselnde Zustände gesteuert, um abwechselnd Schalter 19 und 20 einzuschalten. Inzwischen läuft Jeder Eingangsimpuls durch die Verzögerungsleitung 26 zu einem Schalter 27, um diesen während des verzögerten ImpulsIntervalls einzu^ schalten, während welcher Zeit der Inhalt der 2 -Bitposition 25 in dem Zähler 2 durch den "Ein-Zustand" eines der Schalter 19 und 20 in einen der Ein-Bit-Speicher 21 und 22 eingeschrieben wird. Die Information von dem Schalter 20 wird durch einen Inverter 23 zu dem Speicher 22 übertragen. Auf diese Weise stimmen dann, wenn und nur wenn der Inhalt der 2°-Bitposition 25 des Zählers 2 beim Auftreten eines Impulses an der Klemme nicht der gleiche ist wie zum Zeitpunkt des vorhergehenden, der Inhalt der Speicher 21 und 22 überein und veranlassen, daß der Vergleicher 24 ein Ausgangssignal an das Gatter 28 liefert, sodaß ein Impuls, der durch die Verzögerungsleitung 29 und den geschlossenen Kontakt 45 des Schalters 43 gelaufen ist, durch das Gatter 28 hindurchgelassen wird und als· Befehlsimpuls an den Klemmen 4, 6, 8, 10 und 12 der Akkumulatorschaltungen eingeprägt wird, die entsprechende Speicher und Register und Akkumulatoren und einen Zähler für entsprechende Operationen der Reihenakkurnulation enthält.

Der Betrieb ist bei dieser Art ähnlich jenem bei dem vorher beschriebenen Typ Α-Zähler, aber im Fall des nichtlinearen Typ B-Zählers wird der Inhalt der Register oder Akkumulatoren 14, 17 usw. subtraktiv in den Zähler 2 eingeführt, wenn die Zahlen 2c, 6i, 24l usw. in den Speichern I3, 15 usw. positiv sind, während sie additiv in den Zähler 2 eingeführt werden, wenn sie negativ sind und sich positive Zahlen -c, -i, -24l usw. in

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den Speichern IJ, I5 usw. befinden. Es ist klar, daß dies mit der Schaltung von Fig. 2 erreicht werden kann. Wenn der Serienakkumulator (j5> 5) allein betrachtet wird, mit Xp als den · gegenwärtigen Zählerinhalt für P an der Klemme 1 zugeführte Impulse, dann ist der Inhalt des Registers oder Akkumulators 14 2cXp, was das Ergebnis der Akkumulation des Inhalts des Speichers Ij5 ist, der jedesmal ausgelesen wird, wenn sich die Zahl der Position 2 des Zählers 2 um 1 ändert. Mit η (η ist eine kleine Zahl) aufeinanderfolgenden, an der Klemme 1 anliegenden Impulsen zählt der Zähler 2 den Wert n, während der Inhalt des Registers oder Akkumulators 14 X_D+n - X~ mal von dem Zähler abgezogen wird. Dies kann ausgedrückt werden durch:

Vn - ^XP - ⁿ - ^2oXp (V - V ·■···· <">

oder in differentieller Form als:

A χ = Δ.Ρ - 2cx Ax (12)

dann ergibt sich durch Integration der Variablen X vom ersten bis zum Pten Impuls

P = X + cX²

In gleicher Weise können nichtlineare Typ Α-Zähler für Polynomialfunktionen höherer Ordnung von X, wie

P = X+ cX² + iX? (14)

p = x + cx² + ±y? + ix⁵ + IX^ . . ... . . (15)

usw. erhalten werden.

Wenn man die Gleichungen (12) und (lj5) betrachtet, dann kann man sehen, daß der nichtlineare Zähler dieser Art beeinflußt wird durch Addieren oder Subtrahieren aufeinanderfolgender Werte, von denen jeder proportional ist dem Produkt des gegenwärtigen Zählerstandes X und des Inkrementes ZiX in dem Zähler

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entsprechend dem Inkrement Z\P der Anzahl der externen Impulse. In dem Fall einer Polynomialfunktion dritter Ordnung, wie die Gleichung (14), werden aufeinanderfolgende Werte, von denen jeder proportional dem Produkt des Quadrates des gegenwärtigen Zählerstandes und des inkrementalen Wertes des Zählerstandes ist, zusätzlich addiert oder subtrahiert. Ein ähnliches Vorgehen kann für Polynome noch höherer Ordnung angewendet werden. Insbesondere wird die Reihenakkumulation für jeden externen Impuls eine Anzahl mal durchgeführt, die proportional ist dem Inkrement Δ X in dem Zähler.

Die Schaltung von Fig. 1 wird nur verwendet, wenn Xp₊₁ - Xp für einen einzelnen externen Impuls kleiner als zwei und die Änderung von X mit der Änderung von P monoton ist. Diese Schaltung wurde bei vielen praktischen Gelegenheiten in zufriedenstellender Weise verwendet. Wo aber diese Schaltung durch die Tatsache ungenügend ist, daß sich der Wert von X um zwei oder mehr bei einem einzelnen Eingangsimpuls ändern kann, dann kann die Operationssteuerschaltung 39 in Fig. 1 in entsprechender Weise modifiziert werden. In Verbindung mit den hier später noch beschriebenen Gleichungen 04), 06), (41), (47) und (48) ändert sich der Wert von T, der X entspricht, mit einem einzelnen Eingangsimpuls nicht um 2 oder mehr, aber in Verbindung mit den hier später noch beschriebenen Gleichungen (26), (53) und (.55) kann mit einem einzelnen Eingangs impuls eine Änderung von weniger als j5 auftreten.

Fig. 28 zeigt eine Operationssteuerschaltung, die auch für den letzteren Fall verwendet werden kann. In diesem Fall tritt dann, wenn die Änderung in dem ganzzahligen Teil von X mit einem einzelnen Eingangsimpuls O ist, keine Änderung in den Binärzahlen der Positionen 2 und 2 auf; wenn die Änderung ist, findet eine Änderung immer in der Position 2 statt; und wenn die Änderung 2 ist, dann ändert sich die Zahl der Position 2 nicht, aber es tritt eine Änderung in der Position <?

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ein. In Fig. 28 wird das Ausgangssignal des Gatters 28, gesteuert durch das Ausgangssignal der Schaltung 39 bei Peststellung einer Änderung in der 2 -Bitposition des Zählers 2 in Fig. Ij zu einer Klemme 101 geleitet. Ein ähnlicher Ausgangsimpuls, erzeugt durch die Feststellung einer Änderung in der 2 -Position durch eine Schaltung ähnlich der Schaltung 39* wird an einer Klemme 102 eingeprägt. Dadurch läuft, wenn eine Änderung in der 2 -Position auftritt, ein Impuls durch ein Gatter 107 zu einer Klemme 108. Bei Anliegen dieses Impulses als Operationsbefehlsimpuls anstelle des Ausgangssignals des Gatters 28 (Fig. 1) kann eine Operation entsprechend einer Änderung in dem ganzzahligen Teil von X um 1 bewirkt werden. Durch Verbinden der Klemme 1Ö9 von Fig. 28 mit der Klemme 12 von Fig. 1 beim Auftreten eines Impulses an der Klemme 102 als Ergebnis der Feststellung einer Änderung nur in der 2 -Position läuft dieser durch das Gatter 107, um die gleiche Operation zu bewirken wie zu dem Zeitpunkt der Änderung in der 2 Position. Außerdem setzt ein Ausgangssignal von einem Gatter 104 ein Flip-Flop 110, um ein Gatter 111 zu öffnen, wodurch jeder an der Klemme I09 auftretende Impuls durch die Gatter 111 und 107 zu der Klemme I08 laufen kann, um die obige Operation noch einmal zu wiederholen. Der an der Klemme I09 auftretende Impuls läuft außerdem durch eine Verzögerungsleitung 112 zu der Rücksetzseite des Flip-Flops 110, so daß die obige Operation nur 2 mal wiederholt wird. Auf diese Weise wird die Operation bei einer Änderung von X um 2 sofort ausgeführt. Weiterhin ist es möglich, Operationssteuerschaltungen zu kon- ,. struieren, die auch einer größeren Änderung von X als.2 ,Rechnung tragen. Ähnlich dem vorherigen Fall des nach Art A arbeitenden Zählers kann der Skalenfaktor entsprechend gewählt werden, um den Beziehungen der Gleichungen (13)> (14), ,(1,5;) usw. präzise zu genügen. .... ...

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Außerdem kann ähnlich dem vorhergehenden A-Betriebs-Fall der Zählerstand X des Zählers 2 zum Anzeigen an einer Anzeigevorrichtung 34 durch den Binär-Dezimal-Umsetzer 35 in eine Dezimalzahl umgewandelt werden. In diesem Fall kann die Anzeige auch durch den Zählerstand eines Zählers 40 erhalten werden, der die Ausgangsimpulse des Gatters 28 oder des Gatters 107 in Fig. 28 zählt. Insoweit als es die praktischen Anwendungen der Erfindung betrifft, erhöht sich der Zählerstand des Zählers 2 immer beim Anlegen jedes externen Impulses sofort dann, wenn die effektive Zahl in dem Zähler 2 sich nicht um 2 oder mehr ändert. Um Impulse zu erzielen zum Veranlassen einer Änderung der in den Speichern I3, I5 usw. enthaltenen Zahlen beim Erreichen eines bestimmten Wertes des Zählerstandes oder um Impulse zu erreichen zur Steuerung der Lieferung von Befehlsimpulsen an die Klemmen 4, 8 usw. kann der vorbestimmte Wert vorher in ein Register j57 gegeben werden zum Vergleichen mit dem jeweiligen Inhalt des Zählers 2 in einem Vergleicher 36, um einen Koinzidenzimpuls an der Klemme 58 zu erzeugen. Andererseits können die Bits des Inhalts des Zählers 40, die den einzelnen Bits des vorher bestimmten Wertes entsprechen, zu einem UND-Gatter 41 übertragen werden, um das an der Klemme verfügbare Ausgangssignal desselben zu verwenden.

Wenn zum Beispiel beim anfänglichen Eingeben von 2cj- in den Speicher IjJ ein Signalimpuls an der Klemme 1 zugeführt wird und wenn dann 2c-, in dem Speicher Ij5 durch einen Signalimpuls in 2cp geändert wird, der an der Klemme 42 erzeugt wird, wenn X den Wert X-, erreicht, dann sind die Funktionen P gegeben durch das quadratische Polynom

P = X+ C₁X² for X <Χ_χ (16)

und P = -C₁X₁ ² + (1 + 2C₁X₁) X + C₂ (χ - X₁)² for X > X₁ . . (I7) Die Funktion P in diesen Gleichungen (l6) und (I7) ^un(i die Ab-

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leitung derselben sind kontinuierlich bei X = X₁ und liefern eine gleichförmige Kurve. Auf diese Weise kann das Ausgangssignal von der Klemme 42 dazu verwendet werden, in passender Weise die Lieferung von Befehlsimpulsen an die Klemmen 4 und zu steuern oder den Inhalt der Speicher I^ und 15 zu ändern, um eine gleichförmige Kurve zu erzielen, die sich eng an die berechnete Kurve annähert. Ähnliche Anordnungen können für höhere Polynome von X getroffen werden. So können eine Änderung des Inhalts der Speicher oder eine Steuerung der Reihenakkumulation ebenfalls entsprechend der Anzahl der Impulse P durchgeführt werden.

Pig. 6 zeigt einen nach Art B arbeitenden nichtlinearen Zähler, in welchem der Wert von X für P an der Klemme 1 zugeführte Impulse abgeleitet werden kann.

Fig. 7 zeigt einen anderen nach Art B arbeitenden nichtlinearen Zähler und die darunterstehende Tabelle zeigt, daß c und i gleich sind C₁ und X₁ für 0 < X <. X₁, gleich Cg und ig für X₁ < X ^T X₂ und gleich c, und i, für X₂ < X < X₅. Die durch den an der Klemme 6 (Pig. I) auftretenden Impuls ausgeführte Operation ist subtraktiv, wenn c positiv ist, während die Operation additiv ist, wenn c negativ ist. Dasselbe gilt für i.

Fig. 8 zeigt einen weiteren nach Art B arbeitenden nichtlinearen Zähler, dessen Verhalten gegeben ist durch:

P = X+ cX² für 0 < X Λ X₁ . (18)

P = χ + cX² - i (X - X₁)⁵ für X₁ < X ^ X₂ . . . (I9).

Betrachtet man nun die Gleichung

P . S + X + cX² (20)

7 0 9 3 U 9 / 1 0 U U

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dann kann die Gleichung (20) umgeformt werden zu P-S=X+ cX².

Fig. 9 zeigt einen Zähler zum Herleiten von X.in Gleichung (20). In dieser Schaltung erscheinen mit an einer Klemme 61 angelegten P-Impulsen an einer Klemme 1 die durch eine Schaltung 92 blockierten -S Impulse.

Pig. 10 zeigt einen anderen Zähler, der verwendet werden kann, wenn S negativ ist. In dieser Schaltung werden zu den an einer Klemme 61 anliegenden P-Impulsen -S Impulse durch einen Mischer 67 hinzuaddiert. Die Subtraktion oder Addition von S- zu P-Impulsen wie in der Schaltung 9 oder 10 kann unter Verwendung eines voreinstellbaren Zählers verwirklicht werden.

Fig. 11 zeigt eine Schaltung zum Ableiten des Wertes von P entsprechend einem gegebenen Wert X_Q von X. In Fig. 11 bezeichnet die Zahl 7I einen Oszillator, die Zahl 72 kennzeichnet einen elektronischen Schalter, der durch das Ausgangssignal eines Vergleichers 75 gesteuert wird, die Zahl 73 bezieht sich auf einen nichtlinearen Typ B-Zähler gleich jenem von Fig. 7 und die Zahl 76 kennzeichnet einen Zähler. Die Ausgangsimpulse des Oszillators 71 werden über einen Schalter 72 an den Typ B-Zähler 73 und an den Zähler 76 geliefert, um dadurch gezählt zu werden. Der Schalter 72 wird mit einem Ausgangssignal ausgeschaltet, das durch den Vergleicher 75 erzeugt wird, wenn die signifikante Ziffer des Inhalts des nichtlinearen Typ B-Zählers 73 mit dem Inhalt X_Q eines Speichers 7^ übereinstimmt. Durch diese Anordnung kann der Wert von P, der dem Wert X_Q von X in den Gleichungen (I3), (14), (15), (16), (17), (18), (19) usw. entspricht, abgeleitet werden. Hinsichtlich der Position der Bits der signifikanten Ziffer ist die gleiche Beschreibung anwendbar wie vorher in Verbindung mit dem nach Art A arbeitenden Gegenstück.

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Ein Vergleich der Ergebnisse, die mit den Schaltungen von Fig. 5 und 11 erzielbar sind, macht es deutlich, daß letzten Endes entweder der nach Art A oder der nach Art B arbeitende nichtlineare Zähler verwendet werden kann. Mit der Schaltung nach Fig. 5 kann ein Wert von P für einen gegebenen Wert von X in den Gleichungen (2), (?), (4),. (6), (7), (8), (9) usw. abgeleitet werden, was bei Verwendung der Schaltung nach Fig. 7 der Ableitung eines Wertes von X in den Gleichungen (13)* (14), (15), (16), (17), (18), (19) usw. für einen gegebenen Wert P entspricht. "Für die Schaltung nach Fig. 11 kann durch Verwendung der Schaltung in Fig. 4 eine entsprechende Wirkungsweise erzielt werden.

Obgleich die meisten der unten zur Gewinnung des Temperaturwertes offenbarten Beispiele auf dem nichtlinearen Typ B-Zähler basieren, ist es klar, daß der Temperaturwert auch durch Verwendung eines nichtlinearen Typ A-Zählers erlangt werden kann. Der wesentliche Unterschied zwischen dem Fall der Verwendung eines nichtlinearen Typ A-Zählers~und dem Fall der Verwendung eines nichtlinearen Typ B-Zählers besteht darin, daß in B-Fall das Signal von einem Temperaturfühler durch einen Analog-Digital-Umsetzer, wie z.B. ein Digital-Voltmeter in einen Impulszug umgewandelt wird, der in seiner Anzahl dem Signalpegel von einem mit einem Typ B-Zähler gekoppelten Fühler entspricht, während im Fall der Verwendung eines Typ A-Zählers das Signal von einem Fühler entweder digital oder als Analogwert mit dem Zählerstand eines Typ Α-Zählers vergleichen wird, um den Temperaturwert als Glieder der Zahl von aufeinanderfolgenden akkumulativen Operationen zu bestimmen, die ausgeführt werden, bis die beiden Vergleichereingangssignale übe re ins t immen.

Im folgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, angewendet auf die Temperaturmessung, unter Verwendung des oben erläuterten nichtlinearen Typ A- und Typ B-Zählers

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und eines Temperaturmeßwiderstandes als Temperaturfühler angegeben.

Entsprechend der 1948 festgelegten internationalen praktischen Temperaturskala (hier im weiteren bezeichnet als IPTS-48) ist irgendeine Temperatur T zwischen O⁰C und 6j5O,5°C gegeben durch:

. R » A_r + B_rT + C_rT² (21)

wobei R der Widerstand eines Platindrahtwiderstandsthermometers ist und A , B und C Konstanten sind. Außerdem ist irgendeine Temperatur zwischen 630,5⁰C und 106j^oC gegeben durch

E = A, + BT + C.T² . (22)

wobei E die thermoelektrische Kraft ist, die in einem Normalthermoelement aus einer Platin- und Platin-Rhodium-Verbindung besteht, wobei die kalte Verbindung desselben auf O⁰C gehalten wird und A., B. und C. Konstanten sind. Das elektrische Signal von dem vorerwähnten Thermometer oder Thermoelement (hier wird angenommen, daß es ein Spannungssignal ist) kann in einer linearen elektrischen Schaltung zu einem Signal V verarbeitet werden, das gegeben ist durch:

V = A + T + CT²

Bei Vergleich der Gleichung (23) mit Gleichung (20) kann man sehen, daß der Wert der Temperatur T, der dem Wert der Spannung V entspricht, in einem nichtlinearen Typ B-Zähler direkt durch Umwandlung der Spannung V in eine entsprechende Anzahl von Impulsen und Zuführen der so erhaltenen Impulse zu einer Schaltung abgeleitet werden kann, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist.

In Pig. 12 stellt T₁ in der darunterstehenden Tabelle die obere Grenze des meßbaren Temperaturbereiches dar. Die Umwandlung

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der Spannung V in eine zahlenmäßig entsprechende Anzahl von Impulsen kann extrem genau und präzise durch die Technik von Digitalvoltmetern erzielt werden. Außerdem ist es durch vorheriges Einstellen der Spannung V auf einen passenden Wert durch eine lineare Schaltung, beispielsweise durch einen Verstärker oder Mittel zum Integrieren von V für eine bestimmte Zeit, it" 'loh, direkt einen von einem Digital voltmeter gewonnenen

aipulszug zu verwenden, um dieses Meßergebnis zu erzielen. Zu diesem Zweck können die Prinzipien von verschiedenen Arten von Digitalvoltmetern verwendet werden. Dies ist möglich, weil solange wie die Spannung in einer digitalen Form erhalten wird, ein der Spannung in seiner Anzahl entsprechender Impulszug durch Ablesen des gemessenen Wertes erhalten werden kann. Die Proportionalitätskonstante kann, wie oben erwähnt, durch vorheriges Einstellen des Pegels von V zu einem gewünschten Wert ausgewählt werden. Die für diesen Zweck besonders geeigneten Digitalvoltmeter umfassen einen Spannungs-Zeit-Umsetzungstyp, der eine linear ansteigende Spannung verwendet, und einen Integrationstyp mit dualem Verlauf. Mit diesen DigitalVoltmetern kann ein Impulszug, der während der Erzielung einer digitalen Anzeige erzeugt wird, für die Erreichung des Zieles dieser Messung verwendet werden, und es wird angenommen, daß die in den folgenden Beispielen verwendeten Digitalvoltmeter eine Spannung in eine Reihe von Impulsen umwandeln, deren Zahl proportional dem Spannungspegel ist.

Es wird nunmehr ein spezielles Zahlenbeispiel angegeben. Die Tabelle 7 im JIS (Japanische Industrienormen) C-1604 führt Verhältnisse des Widerstandswertes des Platin-Temperaturmeßwiderstandes (hier im folgenden P, abgekürzt) bei verschiedenen ' Temperaturen zu dem Widerstandswert desselben bei OC an. Nach dieser Tabelle gilt die Beziehung der Gleichung (21) präzise für einen Temperaturbereich zwischen O⁰C und 63O⁰C. In diesem Bereich ist der Widerstandswert PL von P., der einen Wider-

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stand von 100 Ohm bei O⁰C besitzt, eine Funktion der Temperatur T , die gegeben ist durch

R, = 100 + 0.397,463 T₁₀ - 0.000,058, 766 T ² . . . (24)

Wenn ein Stromfluß von 1 mA durch P. bewirkt wird, ist seine Ausgangsspannung E :

E_r = 100,000 + 397.463 T_r - 0.058 766 T_r ² (μν) . . (25) Ein Dividieren dieser Gleichung durch 397·463 ergibt

- 251.59 = ^Tr - 0.000,147,85 T_r ² . . . . (26)

Aus dem Vergleich dieser Gleichung mit Gleichung (20) ist ersichtlich, daß durch Setzen von

E
^Pr ⁼ 397.463

s_r = 251.59 (28)

und c_r = 0.000, 147,85 (29)

T durch die in Fig. 13 gezeigte Schaltung abgeleitet werden kann.

In diesem Fall wird, weil S vorzugsweise eine ganze Zahl ist, der Skalenfaktor gleich 100 gesetzt, was einen Wert

-2c_r = 0.000,002,957 (30)

für den Speicher I3 in der Schaltung von Fig. 1 für die additive Akkumulation des Inhaltes des Registers oder Akkumulators 14 in den Zähler 2 entsprechend dem an die Klemme 6 gegebenen Operationsbefehleimpuls ergibt. Impulse, deren Anzahl E proportional ist, werden durch ein Digitalvoltmeter erzeugt, welches für jeweils 397.463 ^uV den Wert 100 zählt, und an die Klemme 1 geliefert. Dadurch werden 100 T von dem Zähler 2 ab-

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geleitet, was durch 100 geteilt werden kann, um den Wert von T zu erhalten. Wenn keine so hohe Präzision der Messung erforderlich ist, kann durch Runden der Bits des Wertes in Gleichung (28) hinter dem Komma der Skalenfaktor 1 verwendet wer-den. Außerdem kann durch vorhergehendes Multiplizieren von E in Gleichung (25) mit 1,000,000/297,463 bei Verwendung der üblichen Form eines Digitalvoltmeters, das für jeweils 1 mV den Wert 100 zählt die Messung mit dem Skalenfaktor 100 durchgeführt werden.

Während in dem obigen Beispiel der durch P. fließende Strom mit 1 mA festgelegt wurde, kann dort, wo die erforderliche Präzision nicht so hoch ist, der Strom durch P, beispielsweise auf 10 mA eingestellt werden, indem eine geringe Selbsterwärmung zugelassen wird. Außerdem ist es auch möglich, eine Spannung zu verwenden, die von einem Widerstands-Spannungs-Umsetzer nach Maßgabe des Widerstandes von P_fc geliefert wird, oder die Spannung zu verwenden, die proportional ist der Änderung des Widerstandes von P. in Abhängigkeit von der Temperatur. Mit einer solchen Spannung kann der Wert T in derselben Weise abgeleitet werden. Im letzteren Fall ist S =.0, so daß die Schaltung 62 in Fig. I3 weggelassen werden kann, ebenso wie die Notwendigkeit der Festlegung des Skalenfaktors auf einen geeigneten Wert wegfallen kann, um den Wert von S durch eine ganze Zahl zu ersetzen.

Als nächstes wird das Messen von Temperaturen unterhalb O⁰C erläutert. Nach IFTS-48 ist eine Temperatur T zwischen -182.97°C und 0⁰C gegeben durch:

R = R₀ ß. + AT + BT² + ^

wobei R der Widerstand eines Platindrahtwiderstandsthermometers und R_Q der Widerstand desselben bei 0⁰C ist. Ein Vergleich dieser Gleichung mit (21) zeigt, daß die folgenden Be

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Ziehungen bestehen:

^R0 ⁼ V ^R0^A = B_r und R₀B = C_r .... ₀ . (32)

^T100 ^{ist 1}OO⁰C. ^Den Faktor C erhält man aus dem Widerstand -von P, bei -182,97°C. Entsprechend der Tabelle 7 von JIS C -16O4

verringert sich die Gleichung (3I) auf:

R = R₀ (1 + 0.003,974,65 T - 0.000,000,587,66 T²

- 3.49 χ ίο"¹² (τ - 100) T^) ..... (33)

durch Einsetzen von T_ für -T, weil T in diesem Zeitpunkt negativ ist und Umordnen der Gleichung (33) erhalten wir:

IR} κ ο

" & ' = T + 1.478,55 x 10 "⁴T ^d

3.97463

7 ? + 0.878,07 χ 10"' T_

+ 0.878,07 x lO~^y T_ . . (34)

Pig. 14 zeigt ein Beispiel der Schaltung für die Ableitung des Wertes von T_ in Gleichung (34). In Fig. 14 wird der Widersfeandswert R_Q durch den Widerstand 82 gebildet und der Widerstandswert R durch den Widerstand 83. Die Zahl 84 bezeichnet einen Operationsverstärker, der einen Widerstands-Spannungs-Umsetzer darstellt. Die Zahl 89 bezeichnet einen Operationsverstärker, der zusammen mit den Widerständen 86, 87 und 88 einen Summierverstärker bildet. Mit einer Spannung des Wertes 1000/3.974,63 an der Klemme 81 steht eine Spannung des gleichen absoluten Wertes wie die linke Seite der Gleichung (34) aber mit entgegengesetztem Vorzeichen an einer Klemme 90 zur Verfügung. Diese Spannung wird mit Hilfe eines Digital-Voltmeters 91 in eine entsprechende Anzahl von Impulsen umgewandelt, die zur Ableitung des Wertes von T__ in Gleichung (34) einem nichtlinearen B-Zähler 92 zugeführt wird. Die an der Klemme

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- 2J- -

anliegende Spannung muß nicht notwendigerweise der oban erwähnte Wert sein, aber ihr Wert kann durch die Proportionalitätskonstante der Spannungs-Impulszahl-Umwandlung des Digital-Voltmeters festgelegt werden. Mit anderen Worten ist es nur nötig, die Anordnung so zu treffen, daß das Digital-Voltmeter 91 eine Zahl von 1000/5.974,85 Impulsen erzeugt, wenn eine Spannung entsprechend R=O, d.h« die an der Klemme 81 anlie-

Spannung, direkt an der Klemme 90 eingeprägt wird. Im riinblick auf den Skalenfaktor ist das gleiche wie oben schon diskutiert anwendbar.

Obgleich sich die obigen Beispiele mit dem Gebrauch eines Platin-Temperaturmeßwiderstandes in Übereinstimmung mit den JIS-Noirnen befassen, ist es aus den IPTS-Definitionen klar, daß im wesentlichen die gleichen Prinzipien auf Temperaturfühler gemäß anderen Normen anwendbar sind.

Im folgenden wird ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben, welches zur Temperaturmessung unter Benutzung eines Thermoelementes verwendet wird.

Entsprechend Tabelle (9) der JIS C-1602 ist die in einem Normal-Thermoelement aus Platin und einer Platin-Rhodium-Legierung (hier im weiteren mit PR abgekürzt) bei einer Temperatur

T. zwischen 6j5O,5°C und 1065°C erzeugte Spannung ausdrückbar

J
durch:

Ej = -558.7 + 8.587,8 Tj + 0.002,422,2 T..² (u V) . . (55)

Bei Division dieser Gleichung durch 8.587,8 und Umordnung derselben erhalten wir

+ 40.58 = T, + 0.000,288,78 T, . , . . (56)

8.587,8

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Es ist damit ersichtlich, daß durch Einsetzen von

E,

P₁ = ' · (37)

³ 8.^87,8

Sj = 40.38 (38)

und c. = 0.000.288,78 (39)

T. durch die in Fig. 15 gezeigte Schaltung abgeleitet werden kann.

Insbesondere wird das Ausgangssignal von PR durch ein Digital-Voltmeter, das den Wert 1 für jeweils 8.587,88 u V zählt, in eine entsprechende Anzahl von Impulsen umgewandelt, die zusätzlich zu S. = 40.38 dem nichtlinearen B-Zähler zugeführt werden, um den entsprechenden Wert von T. abzuleiten. In diesem Falle wird wieder durch Einstellen des Skalenfaktors auf 100 der Wert von S. mit dem Wert 100 multipliziert zu einer ganzen Zahl. Außerdem kann durch vorheriges Multiplizieren von

E. mit 100/8.387,8 und Einstellen von c, = 0.000,002,887,8

J u

eine Reihe von Impulsen proportional in der Impulszahl zu 100/8.387,8 mal E. von einem Digital-Voltmeter erzeugt werden, welches für jeweils 100 u V den Wert 100 zählt, und dem in Fig. 15 mit P. bezeichneten Eingang zugeführt werden,, um dadurch den Wert 100 T. abzuleiten. Weiterhin kann das Glied S. durch Zuführen von E. zu einem geeigneten Summierverstärker eliminiert werden.

Nunmehr wird die Messung eines höheren Temperaturbereiches unter Verwendung von PR erläutert. Die Temperatur Charakteristik von PR bis zu einer Temperatur von 1700⁰C ist in Tabelle 9 der JIS C-I602 definiert, und für einen Bereich zwischen 978⁰C und 16OO°C gilt die Beziehung

E₁ = -338.7 + 8.3878 T₁ + 0.002,422,2 T, J JJ

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-0.000,002,32 (T - 978)⁵ (uV) . . . (40)

genügend genau. Durch Teilen dieser Gleichung durch 8.3878 und Umstellung derselben erhält man:

^Er P

J— + 40.38 = τ. + 0.000,288,78 τ*

8.387,8 ^{J J}

- 0.000,000,276,5 (T, - 978)⁵ . . (41)

Daraus ist ersichtlich, daß durch Einsetzen von

P₁ = —* (42)

³ 8.387,8

Sj = 40.38 (43)

Oj = 0.000,288,78 (44)

i. = -0.000,000,276,5 (45)

und T,_x = 978 (46)

T, durch die in Fig. 16 gezeigte Schaltung abgeleitet werden kann.

Das dritte Glied auf der rechten Seite von Gleichung (41) hat keine merkliche Wirkung, wenn T. zwischen 978° C und ΙΌ63⁰ C liegt. Somit kann die Schaltung von Fig. 16 für ausreichend präzise Temperaturmessungen verwendet werden, wenn die Temperatur von PR in einem Bereich zwischen 630,5° C und l600° C liegt. Ähnlich dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel kann der Skalenfaktor in geeigneter Weise gewählt werden oder E. mit einem geeigneten Faktor multipliziert werden, um die Verwendung des von einem gewöhnlichen Digital-Voltmeter gelieferten Impulszuges zu ermöglichen.

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- 50 -

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit der Frage der Korrektur der Messung von niederen Temperaturen bei Verwendung von PR beschrieben.

Obgleich die Gleichung (55) für die thermo-elektrische Kraft in PR gemäß den JIS-Normen genau bis herunter zu einer Temperatur von 500° C gilt, werden die Fehler für geringere Temperaturen merklich. Um solche Fehler für niedrigere Temperaturen zu kompensieren, wird die Gleichung {j>6) durch Ersetzen der Gleichungen (57), (58), (59) modifiziert in:

P + S, (1 - e" -J-) = T, + c.T^ .... (47) J J 74.07 ^{J J}

Die Gleichung (47) gilt annähernd für niedrigere Temperaturen bis herunter in die Nähe von 0° C sowie auch für höhere Temperaturen. Um darüberhinaus die obere Grenze des Temperaturbereiches fehlerfrei auszudehnen bei Schaffung der obigen Kompensation, wird die Gleichung (41) durch Ersetzen der Gleichungen (42), (45), (44), (45) und (46) in eine ähnliche Form umgewandelt

P + S (1 - e" —«L-) = T + c T ^d + 1 (T - T ,y .. (48)

J J <jh QY J JJ JJ J^A

Diese Gleichung stellt präzise die Temperaturcharakteristik von PR über einen Temperaturbereich zwischen 0° C und 1600° C hinweg dar. Ihr drittes Glied auf der rechten Seite wird jedoch für T. ^- T₁₁ =0 gesetzt. Auf diese Weise kann PR in

ο ο

einem Temperaturbereich von 0 C bis I600 C verwendet werden.

Die elektrische Schaltung, die für das Glied e~ .1 in Glei-

74.07 chung (48) zur Tieftemperaturkompensation Sorge trägt, kann leicht realisiert werden durch eine solche Anordnung, das der P. darstellende Impulszug eine konstante Impulsfrequenz besitzt. Dadurch kann das Kompensationsglied als eine Exponen-

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tialfunktion der Zeit angegeben werden. Wenn man die Impulsfrequenz des P. bildenden Impulszuges mit f und das Zeitinter

j
vall des Impulszuges mit t. bezeichnet, ergibt sich

^pj - ^f · *J · ·

Dann wird die linke Seite der Gleichung (48):

, . t₃ + _Sj(l - e- ^jJl - Tj - Ojt/ + Ij(T₁ -T₁₁)³ ... (50)

Pig. 17 erläutert eine Form.der Verwirklichung des Verfahrens zum Ableiten des Wertes T. von Formel (50). Für das Glied f · t. wird eine linear ansteigende Spannung Z. erzeugt und die Zeit t., die dem Schnittpunkt des Anstiegs dieser Spannung mit einer parallel zu der Zeitachse t verlaufenden Linie entspricht und eine Spannung U proportional E. darstellt, wird

bestimmt, um die Anzahl von Impulsen P. = f · t. durch Aus-

J «j

blenden von Impulsen der Frequenz f während dieser Zeit zu finden. Die Größe von U, der Frequenz f und des Anstiegs der linear ansteigenden Spannung Z. sind so festgelegt, daß ein Impuls für jeweils 8.387,8 u V der Größe von E.. erhalten wird. Inzwischen wird eine exponentielle Spannung F

f . t
F = W (1 - e" —) (51)

74.07

die schließlich W proportional zu S. erreicht, gleichzeitig mit der linear ansteigenden Spannung Z. erzeugt, und F wird im Zeitpunkt t. abgetastet und zu diesem Zeitpunkt eine linear

j
ansteigende Spannung Z erzeugt. Dann wird eine Anzahl von Im-

pulsen f · t gefunden, die während der Zeit vom Augenblick t. y j

bis zu einem Punkt ausgeblendet werden, der dem Schnittpunkt des Anstiegs der linear ansteigenden Spannung Z und einer Linie entspricht, die die abgetastete und festgehaltene Spannung Y darstellt. Der Anstieg von Z ist so eingestellt, daß die Anzahl von Impulsen, die während der Zeit von ihrer Erzeugung bis zu einem Zeitpunkt erhalten wird, der dem Schnittpunkt mit

der Pegellinie W entspricht, gleich S. ist. Durch Summierung von f · t und f · t. erhält ι
gegebene Anzahl von Impulsen.

von f · t und f · t. erhält man die durch die Gleichung (50)

Pig. 18 zeigt eine Schaltung zum Ableiten des Wertes von T, in Gleichung (50) und zur Anwendung des oben beschriebenen Kompensationsverfahrens. In Fig. 18 bezeichnet die Zahl 401 einen Impulsoszillator der Frequenz f und die Zahlen 402 und 403 beziehen sich auf Schalter, die durch ein Signal leitend gesteuert werden, das an einer mit einem Dreieck 402a markierten Klemme auftritt, und die nicht leitend gesteuert werden mit Hilfe eines Signales, das an einer mit einem Kreis 402b bezeichneten Klemme auftritt. Ein Widerstand 411 und ein Konden-•sator 412 bilden eine Schaltung für eine exponentiell ansteigende Spannung mit einer Zeitkonstante von 74.07/f. Die Zahl 4o4 bezeichnet den gleichen nichtlinearen Typ B-Zähler, wie er in Fig. 16 gezeigt ist. Die Zahlen 408 und 410 bezeichnen Generatoren für linear ansteigende Spannungen Z. und Z , die in entsprechender Weise in Fig. I7 dargestellt sind, und die Zahlen 409 und 413 beziehen sich auf Spannungsvergleicher. Die Spannung W, die proportional F. ist, wird an einer Klemme 405 zugeführt und die Spannung U, die proportional E. ist an einer Klemme 406. Wenn die Schalter 402 und 403 eingeschaltet werden und der Generator 4o8 für die linear ansteigende Spannung bei t = 0 durch einen Befehl von einer Steuerung 407 gestartet wird, dann werden aufeinanderfolgende Impulse von dem Oszillator 401 durch den Schalter 402 hindurchgelassen, bis der Zeitpunkt t. erreicht ist, worauf der Vergleicher 409 einen Koinzidenzimpuls liefert, um den Schalter 403 auszuschalten, so daß die Spannung F in Fig. I7 bei t = t. in dem Kondensator 412 festgehalten wird, während im gleichen Zeitpunkt der Generator 410 für eine linear ansteigende Spannung gestartet wird. Eine Zeitdauer t später, stimmt die linear ansteigende Spannung von dem Generator 410 mit der Restklemmenspannung an dem Kondensator 412 überein, woraufhin der Vergleicher 413 ein

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Ausgangssignal liefert, um den Schalter 402 auszuschalten. Die Anzahl der Impulse, die durch den Schalter 402 während der Leitfähigkeit desselben hindurchgelassen wurde, stellt den Wert der Formel (50) dar, so daß T, mit Hilfe des nichtlinearen Typ B-Zählers 404 abgeleitet werden kann.

Obgleich die vorstehenden Beispiele Bezug nahmen auf die Verwendung des PR-Thermoelementes entsprechend den JIS-Normen, wurde bewiesen, daß standardmäßige thermoelektrische Kraft dieses Thermoelementes in der Praxis gut übereinstimmt mit den Werten der thermoelektrischen Kraft, beispielsweise eines Thermoelementes aus Platin und einer Legierung aus Platin + 13 % Rhodium, wie es als Standard in dem NBC-Cirkular 56I spezifiziert ist, und es ist aus dem IPTS-Definitionen klar, daß im wesentlichen die gleichen Prinzipien auf Temperaturfühler anwendbar sind, die auf anderen Normen beruhen.

Andere Beispiele der Temperaturmessung gemäß der Erfindung, diesmal mit Kompensation für höhere Temperaturen unter Verwendung eines Chromel-Alumel-Thermoelementes (hier im weiteren abgekürzt mit CA) wird im folgenden angegeben. Die Erläuterung basiert auf JIS C-1602. In der Temperaturcharakteristik des CA-Thermoelementes werden die Glieder zweiter und dritter Ordnung für Temperaturen oberhalb 1000° C bedeutsam. Die thermoelektrische Kraft E von CA für 1,000 <■ T <T 1,400 wird ausgedrückt durch:

E = 4I.3I + O.OJ9(T-1,000) - 0.045,6 χ 10" ^(T-1,000)²

- 0.004,58 χ 10"⁶ (T-I,000)2 (mV) . . .(52)

Bei Division dieser Gleichung durch O.OJ59 und Umstellen erhält man:

I - 59.23 = T - I.I69 x ΙΟ"⁴ (T-I,00O)²

- 0.117,4 χ 1O~⁶ (T-I,OOO)⁵ . . . (53)

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Pig. 19 zeigt eine Schaltung zum Ableiten des Wertes der Temperatur T in dieser Gleichung. Von einer Serie von Impulsen, die in ihrer Zahl der thermoelektrischen Kraft E des Thermoelementes CA entsprechen und von denen jeder für jeweils 39 u V an einer Klemme 421 auftritt, werden durch eine Impulssperrschaltung 422 jeweils 59.25 Impulse gesperrt und der Rest hindurchgelassen, wodurch der Wert der Temperatur in dem nichtlinearen Typ B-Zähler erhalten wird. Wie oben erwähnt, kann die thermoelektrische Kraft des Thermoelementes CA in geeigneter Weise durch einen Verstärker oder ähnliche Mittel verarbeitet werden und außerdem kann der Skalenfaktor in passender Weise gewählt werden. Das Thermoelement CA kann außerdem dazu verwendet werden, ein Temperaturmeßsystem zu schaffen, das den gesamten Temperaturbereich überdeckt, wie im folgenden noch beschrieben wird.

Die thermoelektrische Kraft von CA ist für Temperaturen unterhalb 1000° C annähernd:

E = 0.041,31 T (mV) (54)

mit einem maximalen Fehler von etwa 6° in der Nähe von 800° C. Für T > 1000 gelten die Gleichungen (52) und (53) mit hoher Präzision. Wenn Fehler für Temperaturen unterhalb 1000° C nicht so wesentlich sind, gilt

= T -O.O55,91(T-1,000) - 1.103,8 χ 10""^(T-1,00O)²

0.041,31

- 0.110.86 χ ΙΟ"⁶(T-I,000)^ . . (55)

und wenn die anderen Glieder als T auf der rechten Seite dieser Gleichung nur für (T > 1000) hinzuaddiert werden, dann können Temperaturmessungen über den gesamten Temperaturbereich von CA und insbesondere mit hoher Genauigkeit für Temperaturen oberhalb 1000° C durchgeführt werden. Dazu werden in die Speicher 13 und I5 von Fig. 1 zu Beginn die Werte 2 χ 1,103,

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8 χ 10 und 6 χ 0,110,86 χ 10 eingegeben, in dem Register oder Akkumulator 14 ist vorher 0.055,91 gespeichert, die Schaltungen 5 und 11 dienen als Akkumulatorschaltungen, 1000 ist in dem Speicher 37 gespeichert, für den Schalter 43 wird ein elektronischer Schalter verwendet, der anfänglich im nichtleitenden Zustand gehalten wird und dazu vorgesehen ist, ^v Anliegen eines Ausgangssignales an der Klemme 38 zur Seite ο umgeschaltet zu werden, wobei das Ausgangssignal geliefert wird, wenn die signifikante Zahl des Zählerstandes des Zählers "2 den Wert 1000 erreicht; und an der Klemme 1 wird für jeweils 41.3I u V eine Reihe von Impulsen zugeführt.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, Temperaturmeßsysteme zu entwickeln, die in geeigneten Kombinationen eine Vielzahl von Temperaturfühlern, wie zum Beispiel die oben beschriebenen Temperaturmeßwiderstände und Thermoelemente, verwenden. Im Falle der Verwendung eines nichtlinearen Typ B-Zählers werden die von diesen Fühlern gelieferten Signale in einer für die Umwandlung passenden Weise in eine entsprechende Anzahl von Impulsen umgewandelt und das Umschalten des Speicherinhaltes des nichtlinearen Zählers, das mögliche Umschalten zwischen additiven und subtraktiven Operationen und das Umschalten des Speicherinhaltes oder die Steuerung der Lieferung von Opera- . tionsbefehlen werden für jeden Meßfühler ausgeführt. Außerdem wird der jeweils einem Fühler entsprechende Register- oder Akkumulatorinhalt jedesmal dann gelöscht, wenn der Meßvorgang endet. Der Wert der Temperatur kann auf diese V/eise direkt angezeigt, für die Anzeige an entferntere Plätze übertragen, aufgezeichnet oder in einer für die Steuerung anderer Systeme geeigneten V/eise abgenommen oder bei Rechenoperationen verwendet werden, die in einer solchen Steuerung durchgeführt werden.

8 4» / 1 Π f, I.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Beispielen können die Charakteristiken der Temperaturmeßwiderstände und Thermoelemente simuliert und verwendet werden, um die·Temperatur mit Systemen abzuleiten, die einen nichtlinearen Zähler des Typs verwenden, wo sich die Zahlen entsprechend den Koeffizienten in den Polynomen der Gleichungen (13)* (-¹^) usw. mit der Temperatur ändern. Beispielsweise können die Koeffizienten erster Potenz, zweiter Potenz, dritter Potenz usw. in der die thermoelektrische Kraft in einem Thermoelement darstellenden Polynominalfunktion aus einer Tabelle für die elektromotorische Kraft-Temperatur-Charakteristik desselben und durch eine derartige Wahl des Skalenfaktors gewonnen werden, daß der Koeffizient des Gliedes erster Potenz gleich 1 gesetzt wird. Die Werte von c, i usw. können mit Hilfe einer Charakteristiktabelle aus den entsprechenden Differentialquotienten zweiter Ordnung, dritter Ordnung usw. bestimmt werden. Der nichtlineare Zähler stellt dann die Thermoelementcharakteristik dar. Wenn sich der Differentialquotient zweiter Ordnung als Funktion der Temperatur ändert, aber der Differentialquotient dritter Ordnung konstant ist, dann werden die Charakteristiken durch ein Polynom dritter Ordnung wie Gleichung (14) dargestellt. Andererseits kann es durch ein Polynom zweiter Ordnung mit variablen Koeffizienten dargestellt werden, wenn-man die Anordnung so trifft, daß man den Inhalt des Speichers IJ in Pig. 1 sich mit der Temperatur ändern läßt. Im allgemeinen ist es durch Veränderung des Inhaltes der Speicher mit der Temperatur möglich, nichtlineare Zähler zu erhalten, die in präziser Weise die Temperaturcharakteristik eines Temperaturmeßwiderstandes oder eines Thermoelementes simulieren. Bei gewissen Fühlern ändert sich auch der Differentialquotient erster Ordnung mit der Temperatur. Im Falle, daß sich der Differentialquotient erster Ordnung etwas verändert, kann der entsprechende Wert einer solchen Änderung des Differentialquotienten in das Register oder den Akkumulator 17 in Fig. 1 eingegeben werden, ohne den Skalenfaktor zu ändern.

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Im Hinblick auf einen weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist es möglich, Systeme zum Ableiten nicht nur des Wertes der Temperatur, sondern auch des Wertes von Polynomialfunktionen der Temperatur zu schaffen. Fig. 20 zeigt ein Beispiel einer solchen Schaltung zum Ableiten des Wertes einer Funktion der Temperatur. In dieser Schaltung wird eine von einem Temperaturfühler gelieferte Impulsreihe an einer Klemme 4j51 zugeführt und ein nichtlinearer Typ B-Zähler 432 leitet daraus den entsprechenden Wert der Temperatur ab„ Dann werden die Ausgangsimpulse eines Oszillators 434 über einen elektronischen Schalter 435 sowohl der Rückwärtszahlklemme 438 des nichtlinearen Typ B-Zählers ^4 als auch einem nichtlinearen Typ A-Zähler 433 zugeführt. Wenn die Anzahl der durch den elektronischen Schalter 4^5 gelaufenen Impulse gleich wird dem die Temperatur darstellenden vorherigen Zählerstand des nichtlinearen Typ B-Zählers 432, dann wird die signifikante Zahl des jeweiligen Inhalts des nichtlinearen Typ B-Zählers 432 gleich 0 und stimmt mit einem voreingestellten Inhalt "θ" in einem Speicher 436 überein, woraufhin ein Vergleicher 4j57 einen Ausgangsimpuls liefert, um den elektronischen Schalter 435 auszuschalten. Bis der Schalter 435 ausgeschaltet ist, wird eine Reihe von Impulsen, deren Anzahl gleich ist dem vorherigen, die Temperatur darstellenden Zählerstand des nichtlinearen Typ B-Zählers 432, dem nichtlinearen Typ A-Zähler 435 zugeführt. Auf diese Weise leitet der nichtlineare Typ A-Zähler 435 den entsprechenden Wert der Funktion X in jeder der Gleichungen (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9) usw. ab, wobei P für die Temperatur gesetzt ist. Die obige Schaltung ist in solchen Fällen nützlich, wo ein Temperaturkompensationskoeffizient, bei welcher Messung auch immer, durch eine Polynomialfunktion der Temperatur oder Temperaturdifferenz zwischen einem veränderlichen Arbeitstemperaturwert und einer vorgeschriebenen Normaltemperatur angenähert wird. Sie kann zum Beispiel bei Strömungsmessern verwendet werden, wo der Temperaturkompensationskoeffizi-

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ent oft als Polynom hoher Ordnung der Differenz zwischen der Sollkonzepttemperatur und der Arbeitstemperatur entwickelt wird.

In dem oben beschriebenen Beispiel von Pig. 20 wird der Wert einer Funktion einer Temperatur abgeleitet durch Zuführen der die Temperatur darstellenden Impulse, die durch Ablesen des Inhaltes des nichtlinearen Typ B-Zählers 432 erhalten werden, zu einem nichtlinearen Typ A-Zähler 433» kann aber ebenso abgeleitet werden durch Zuführen der Ausgangsimpulse des Gatters 28 des nichtlinearen Typ B-Zählers in Pig. 1 direkt zu dem nichtlinearen Typ A-Zähler 433 in Fig. 20.

Die Schaltung zum Ableiten des Wertes einer Funktion einer Temperatur kann man ebenso erhalten durch Verwendung des in Fig. 20 gezeigten nichtlinearen Typ A-Zählers 433 anstelle des Zählers 56 in der Schaltung von Fig. 5· In diesem Falle ist der nichtlineare Typ A-Zähler 53 so ausgebildet, daß er das der Temperatur eines Fühlers entsprechende Ausgangssignal darstellt, und das Ausgangssignal des Fühlers wird als X₁ in den Speicher 5^ eingegeben, wodurch man eine Anzahl von Impulsen, die den Wert der Temperatur darstellt, an der Klemme 1 erhält und wodurch mit dem nichtlinearen Typ A-Zähler 56 der entsprechende Wert einer Polynomialfunktion der Temperatur abgeleitet werden kann.

Die Temperatur T in den Gleichungen (21) und (22) basiert auf der Celsius-Skala, Wenn T eine Abweichung einer Temperatur von einer Bezugstemperatür ist, dann werden diese Gleichungen außerdem durch eine quadratische Gleichung des gleichen Typs ausgedrückt. Somit kann die obige Methode zum Ableiten des Wertes einer Funktion einer Temperatur auch für den Fall der Ableitung des Wertes einer Temperaturdifferenz verwendet werden. Dasgleiche ist anwendbar, wenn die Fühlercharakteristik als Polynom höherer als quadratischer Ordnung der Temperatur ausgedrückt ist.

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Als ein Beispiel für die oben erläuterte Ableitung des Wertes von Polynomialfunktionen der Temperatur wird im folgenden beschrieben, wie die Bezugstemperatur eines Thermoelementes kom pensiert werden kann.

Es ist bekannt, daß folgende Beziehung gilt:

- (T_y T₁) = E (T₃, T₂) + E (T₂, T₁) (56)

wobei E (T.,, T₁), E (T^, T₂) und E (T₂, T₁) entsprechende Wer te der thermoelektrischen Kraft eines Thermoelementes sind,
wenn die Temperaturen ihre Verbindungsstellen T^ und T₁, T^,
und T₂, bzw. T₂ und T₁ sind. Angenommen T₁ = 0° C, T-, die zu
messende Arbeitstemperatur und T₂ die Bezugstemperatur (die
Temperatur der kalten Verbindungsstelle bei Hochtemperaturmes sung), dann bildet E (T-,, Tp) den Wert des von dem Thermoelement gelieferten Ausgangssignales, und wenn Tp nicht außergewöhnlich hoch ist, dann gilt die Gleichung

E (T₂, 0) = BT₂ + GT

= BT₂ + (C/B²) (BT₂)² . _β (57)

gewöhnlich mit genügender Genauigkeit.

In diesem Fall erhält man durch ins Gleichgewichtbringen eines Temperaturmeßregisters mit der Temperatur T₂ aus den Gleichungen (26), (27), (28) und (29)

^Pr - ^Sr = ^T2 ^{+ G}r^T2²

und damit

BP_r - BS_r = BT₂ + (c_r/B) (BT₂)² . (59)

Eine Schaltung zum Ableiten des Wertes von BTg in dieser Glei chung kann geschaffen werden durch Ersetzen des nichtlinearen

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Typ B-Zählers 432 in Fig. 20 und seiner Eingangsschaltung durch eine in Fig. 21 dargestellte Schaltung. Um den Wert von E (Tg, O) in.Gleichung (57) abzuleiten, wird der abgelesene Wert von BTp aus der obigen Schaltung in Fig. 20 dem nichtlinearen Typ Α-Zähler 433 zugeführt und der nichtlineare Typ A-Zähler 435 wie in Fig. 22 gezeigt ausgebildet. Der Wert der Zahl der Impulse von E (T₂, 0), der auf diese Weise von der obigen Schaltung erhalten wird, kann unter Verwendung der Figuren 27) und 16 dazu benutzt werden, den Meßwert der Arbeitstemperatur T. an Meßpunkten mit einer genau korrigierten Bezugstemperatur zu erhalten.

Fig. 23 zeigt die konkrete Verwirklichung der Ableitung des Wertes der Arbeitstemperatur P. auf der Basis der korrigierten Bezugstemperatur. Nach Fig. 23 wird eine Reihe von Impulsen, deren Anzahl dem Signal E (T.,, Tp) von dem Thermoelement entspricht, einer Klemme 451 zugeführt und der von dem nichtlinearen Typ Α-Zähler von Fig. 22 abgelesene Wert der Anzahl von Impulsen wird einer Klemme 452 der Schaltung 23 zugeführt. In diesem Falle wird, um den Skalenfaktor passend zu dem nichtlinearen Typ B-Zähler für die Gleichung (41) in Fig. 16 zu verwenden, das Signal E (T-., Tp) in eine Reihe von Impulsen umgewandelt, von denen jeder Impuls 8.387*8 u V entspricht. Außerdem wird diese Anzahl von Impulsen der Klemme 432 in Fig. 20 zugeführt, und der nichtlineare Typ B-Zähler 432 und der nichtlineare Typ A-Zähler 433 (und damit von Fig. 21 der nichtlineare Typ B-Zähler und von Fig. 22 der nichtlineare Typ Α-Zähler) werden so ausgebildet, daß sie zu diesem Skalenfaktor passen. Beispielsweise verringert sich die Gleichung (57) für PR, bei T_g = 100 auf

0) = 5.35 T₂ ⁺ °·^{011 T}2²

= 5.35 T₂ + 0.000,384,3 χ (5.35 T₂)² . . . (6o)

2 0 9 8 4 9/10 4 4

Außerdem verringert sich Gleichung (59)

0.000,147,85 ρ

5.35 P_ - 5.35 S = 5.35 T : χ (5.35 T )^d

^{r r} ^d 5.35 ■ ^d

= 5.35 T₂ - 0.000,027,64 χ (5.35 T₂)² ..(61)

Auf diese Weise wird c /B in dem Zähler von Fig. 21 auf -0.000,027,64, eingestellt, C/B in dem Zähler von Fig. 22 auf 0.000,384,3 eingestellt und B = 5.35 für beide Zähler. Der . Skalenfaktor wird so wie oben erwähnt eingestellt.

Bei der Kompensation der Bezugstemperatür eines Thermoelementes kann die gleiche Wirkung wie das Ableiten des Wertes einer Funktion einer Temperatur erzielt werden durch Verwendung des in Fig. 20 gezeigten nichtlinearen Typ A-Zählers 433 anstelle des Zählers 56 in der Schaltung von Fig. 5·

Die obige Bezugstemperaturkompensationsmethode kann auch durch Verwendung eines Thermistors verwirklicht werden, wie er von Naonobu Shimomura in "Digital Thermistor Thermometer", Abhandlung No. 264 beschrieben ist, vorgelegt bei der National Convention of the Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan 197L Mit diesem Thermometer erhält man eine Reihe von Impulsen, deren Anzahl proportional ist der absoluten Temperatur des Thermistors. Wenn man die Proportionalitätskonstante mit B festlegt, dann wird der Wert von BT_g abgeleitet aus der Differenz zwischen der obigen Anzahl von Impulsen für die absolute Temperatur und BX 273.15. Der abgelesene Wert von BT_p wird dann der Schaltung von Fig. 22 zugeführt, um den Wert von T. auf der Basis der korrigierten Bezugstemperatur zu erhalten.

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Ein anderes Beispiel der Kompensation einer Bezugstemperatur eines Thermoelementes wird im folgenden gezeigt. Ein Signal V von einem Temperaturmeßwiderstand, der auf einer Bezugstemperatur Tp eines Thermoelementes gehalten wird, ist im allgemeinen gegeben durch:

V = A_r + B₁T₂ + C_rT₂ ² (62)

Die. Temperatur Tp kann in eine entsprechende Zeit t^ durch eine Methode umgewandelt werden, die beschrieben ist in "A Method of Measuring Temperature", von Naonobu Shimomura, Abhandlung No. 215, vorgelegt bei der National Convention of the Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan I97O.

Für diesen Zweck wird ein in Pig. 24 gezeigter Punktionsgenerator 461 verwendet. Insbesondere wird der Punktionsgenerator 461, der so ausgebildet ist, daß er die Charakteristik des Temperaturmeßwiderstandes nachbildet, bei t = O gestartet und sein Ausgangssignal wird einem Vergleicher 462 zugeführt, der außerdem das Signal V von dem Temperaturmeßwiderstand erhält, das an einer Klemme 4j52 anliegt. Der Vergleicher 46j5 erzeugt einen Koinzidenzimpuls nach Ablauf der Zeit t^ proportional der Temperatur Tp. Es wird außerdem von einem weiteren Funktionsgenerator 464 Gebrauch gemacht, der ein Ausgangssignal erzeugt entsprechend einer Funktion:

Bt + Ct

welches der rechten Seite von Gleichung (57) entspricht, wenn Tp ersetzt wird durch t proportional T₂, und hat die gleiche Proportionalitätskonstante wie der Funktionsgenerator 461. Beide Funktionsgeneratoren 461 und 464 werden durch eine Steuerung 470 gleichzeitig gestartet. Beim Erzeugen des Koinzidenzimpulses von dem Vergleicher 463 bei t = t^ wird das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 464 abgetastet und in

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einer Speioherschaltung 465 festgehalten. Als Ergebnis wird der Wert von E (T₂, 0) in Gleichung (57) an einer Klemme 466 angeboten. Dieser Wert wird zu einem Signal E (T-,, Tp) addiert, welches von dem Thermoelement abgeleitet und einem.Summierverstärker 468 zugeführt wird, wodurch ein Ausgangssignal an der Ausgangsklemme 469 entsteht, das E (T_, 0) in Gleichung ^{ * darstellt. Dieses Ausgangssignal wird in eine entsprechende Impulsreihe umgewandelt, die dann einem nichtlinearen Typ B-Zähler wie dem in Fig. 16 zugeführt wird, um den Wert · der Temperatur T. (T_ in diesem Falle) aufgrund der korrigierten Bezugstemperatür abzuleiten. Die Signale E (T₂, 0) und E (T-,, Tg) müssen nicht unbedingt dem Summierverstärker 468 zur Summierung zugeführt werden, sondern sie können ebenfalls in eine entsprechende Impulsfolge umgewandelt werden, die dann dem nichtlinearen Typ B-Zähler zugeführt wird.

Obgleich die Gleichungen (62) und (57) und die in dem obigen Beispiel behandelte Zeitfunktion alle zweiten Grades sind, passen die gleichen· Prinzipien aber auch für Funktionen anderen Grades. Insbesondere kann,abhängig von der erforderlichen Genauigkeit, dem Bereich von T_p und der Art des verwendeten Temperaturmeßwiderstandes" und Thermoelementes manchmal eine lineare Funktion genügen, und in diesen Fällen kann die Konstruktion des Funktionsgenerators vereinfacht werden.

Da in dem obigen Beispiel der Analogwert und die entsprechende Anzahl von Impulsen für E (T₂, O) für jede Messung von T-^ abgeleitet werden, wobei eine Vielzahl von Thermoelementen im Gleichgewicht mit der gemeinsamen Bezugstemperatür gehalten wird und keinem schnellen Wechsel unterliegt, kann die einmal für E (Tg, 0) erhaltene Impulszahl für wiederholte Verwendung durch ein Register gespeichert werden, wenn die Thermoelemente für wiederholte Messungen eines nach dem anderen eingeschaltet werden«

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Die IPTS wurde I968 revidiert und für einen Temperaturbereich zwischen 630,7^° C und 1064,45° C unterscheidet sie sich von der alten IPTS-48 lediglich durch Änderung der Werte der Koeffizienten in Gleichung (22), was zeigt, daß die Messungen durch geringe Änderung der Zahlen der nichtlinearen Zähler ausgeführt werden können. Für einen Temperaturbereich zwischen 0° C und 6^0,74° C ist die Temperatur T₆₈ auf der neuen Skala gegeben durch

T₆₈ = T + 0.045 ( ) ( D ( 1) ( ) -I)⁰C (64)

^Dö 100 100 419.58 630.74

(Während in der IPTS der Buchstabe T für die Kelvin-Skala verwendet wurde, wird T in Gleichung (64) auf die Celsius-Skale bezogen.)

Die Veränderliche T in Gleichung (64) ist definiert durch eine Gleichung der gleichen Form wie Gleichung (21), und die Gleichung (64) reduziert sich zui.

T₆₈ = (l-OoOOO,45)T + 6.285,946 χ 10"⁶T²

-1.955,986 χ io"⁸T⁵ + 1.700,385,5 χ 10"¹¹T⁴ ... (65)

Daraus ist ersichtlich, daß der Wert von T₆₈ abgeleitet werden kann durch erste Ableitung des Wertes von T unter Verwendung ' eines nichtlinearen Typ B-Zählers für Gleichung (21) und Zuführung der Ablesung von T zu einem nichtlinearen Typ A-Zähler für Gleichung (65).

Fig. 25 zeigt einen nichtlinearen Typ Α-Zähler zum Ableiten des Wertes von T₆₈ aus einem entsprechenden Wert von T. Weil der Koeffizient des ersten Gliedes von T auf der rechten Seite der Gleichung (65) nicht gleich 1 ist, wird in diesen; Falle eine Zahl 0.000,45, die Differenz des Koeffizienten, vorher in das Endregister (Register I7 in Fig.. 1_) gegeben, welches i akkumuliert. Außerdem kann, wiederum in diesem¹ Fall., die. Schal--

/104 4

tung zum Ableiten des Wertes von Tgg erhalten werden durch Verwendung des in Fig. 25 gezeigten nichtlinearen Typ A-Zählers anstelle des in Fig. 5 gezeigten Zählers 56.

Der insoweit beschriebene nichtlineare Zähler, entweder Typ A oder Typ B, hat einen Aufbau, wie er in Fig. 26 gezeigt ist, der eine Vielzahl von unabhängigen Reihenakkumulatorschaltun-r gen für die Reihenakkumulation von c, i, 1 usw. darstellenden Inhalten entsprechender Speicher umfaßt. Diese Anordnung kann durch eine Anordnung ersetzt werden, wie sie in Fig. 27 gezeigt ist. In dieser Anordnung ist eine Klemme 492 mit der Ausgangsklemme des Gatters 28 oder dem Kontakt 44 des Schalters 4j in Fig. 1 verbunden. Beim Auftreten eines Befehlsimpulses an der Klemme 492 wird der Speicherinhalt, dargestellt durch b, c, i und 1, algebraisch zu dem entsprechenden Inhalt des Zählers 497 und dem der Register oder Akkumulatoren 502, 505 und 504 addiert. Dann wird beim Auftreten eines verzögerten Impulses von den Verzögerungsleitungen 505 bis 509 der Inhalt der Akkumulatoren in Reihe zu den nächsten Stufen 503, 502 und 497 algebraisch addiert. In den Speicher 498 wird ein Korrekturwert eingegeben, wenn der Koeffizient des Gliedes erster Ordnung von T in Gleichung (55) oder (65) etwas von 1 abweicht. In die Speicher von Fig. 27 werden Koeffizienten + b, + 2c, + 6i und + 24l eingegeben, die jedem Typ eines Zählers, wie zum Beispiel Typ A- oder Typ B-Zähler entsprechen. Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung wurden bisher unter Verwendung von nichtlinearen A- und B-Zählern beschrieben. Die Erfindung kann aber auch ausgeführt werden durch Verwendung der folgenden Reihenakkumulatoren in verschiedenen Ausführungsformen, die-' als verallgemeinernde Form von nichtlinearen Zählern angesehen werden können.

Der Betrieb des Netzwerkes von Fig. 27 wird im folgenden InVerbindung mit einer Schaltung von Fig. 29 detailliert beschrieben* In Fig. 29 bezeichnet die Zahl 121 eine Eingangs-

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klemme, an die eine Eingangsimpulsfolge angelegt wird, die Zahlen 122, 128, 129 und I30 bezeichnen Register oder Akkumulatoren, die Zahlen 124, 125, 126 und 127 beziehen sich auf Speicher und die Zahlen Ij52, 133 und 134 bezeichnen Verzögerungsleitungen. Beim Auftreten eines Impulses an der Eingangsklemme 121 wird der Inhalt des Speichers 124 akkumulativ in das Register oder den Akkumulator 122 eingegeben. Beim Auftreten eines Impulses an einer Klemme I3I wird der Inhalt der Speicher 125, 126 und 127 in die entsprechenden Register oder Akkumulatoren I30, 129 und 128 akkumulativ addiert. Weiterhin wird der Inhalt des Registers oder Akkumulators 128 in Reihe in das in der nächsten Stufe befindliche Register oder den Akkumulator I29 akkumulativ eingegeben, dessen Inhalt wiederum in Reihe in das in der dritten Stufe befindliche Register oder den Akkumulator I30 akkumulativ eingegeben wird, dessen Inhalt wiederum in Reihe in das Register oder den Akkumulator 122 akkumulativ eingegeben wird. Auf diese Weise werden nacheinander akkumulative Operationen in Reihe ausgeführt. Mit anderen Worten wird der Inhalt des Speichers 125 in Reihe durch das Register oder den Akkumulator 133 in das Register oder den Akkumulator 122 akkumuliert. In gleicher Weise wird der Inhalt des Speichers 126 in Reihe durch das Register oder den Akkumulator I29 und I30 in das Register oder den Akkumulator 122 akkumuliert. Außerdem wird der Inhalt des Speichers 127 in Reihe durch die Register oder Akkumulatoren 128, I29 und I30 in das Register oder den Akkumulator 122 akkumuliert. Wenn eine Schaltung 123* die später noch beschrieben wird, weggelassen oder kurzgeschlossen und die Klemme 121 direkt mit der Klemme 131 verbunden wird, ist das sich ergebende Netzwerk ganz ähnlich jenem von Fig. 27 „ Wenn b^!, 2c¹, 6i' und 24l* in die entsprechenden Speicher 124, 125, 126 und 127 eingegeben werden, dann erhält in diesem Falle das Register oder der Akkumulator 122 für P Eingangsimpulse das Eingangssignal

b'P . . (66)

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von dem Speicher 124,

C¹P² +c'P c .... (67)

von dem Speicher 125 durch die Reihenakkumulation durch das Register oder den Akkumulator IjH),

+ 2i'P (68)

von dem Speicher 126 durch Reihenakkumulation durch die Register oder Akkumulatoren I29 und I30, und

I¹P⁴ + 6 I¹P⁵ + 11 l'P² + 6 l'P (69) ■

von dem Speicher I27 durch Reihenakkumulation durch die Register oder Akkumulatoren 128, I29 und I30, und der gesamte von dem Register oder Akkumulator 122 ablesbare Wert ist damit X = (b¹ + c¹ + 2i^J + 6 l^f)P +(c¹ + 3i« + 11 l')P²

+ (i¹ + 6 l^f)P⁵ + I¹P⁴ (70)

Damit wird durch Einsetzen von

b'=b-c+i-l (71)

c¹ = c - 3i + 7 1 . (72)

i* = 1 ■ 6 1 . . . (73)

und 1* = 1 ' ο . (74)

die Gleichung (70) exakt

X = bP + cP² + iP⁵ + IP^ (75)

Durch vorheriges Eingeben von a in den Akkumulator 122 enthält

X = a + bP + cP² + iP⁵ + IP^ (76)

Angesichts der Gleichungen (2), (3), (4) und (5) ist ersichtlich, daß der oben beschriebene Reihenakkumulator für die Gleichling (75) oder (76) eine verallgemeinerte Form des nichtlinearen Typ A-Zählers ist und das gleiche Ziel wie- dieser er-, reicht. Ähnlich dem nichtlinearen Typ Α-Zähler können die·

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te b, c, i, 1 usw. ebenfalls im Verlauf der Operation geändert werden oder andererseits kann die akkumulative Addition selbst so gesteuert-werden, daß zum Beispiel X als Polynom zweiter, Ordnung von P für einen gewissen Bereich von X oder P, als Polynom dritter Ordnung von P für einen anderen Bereich usw. gegeben ist.

Die Schaltung 12J in Pig. 29 kann der Schaltung 39 in Fig. 1 entsprechen oder kann eine Operationssteuerschaltung sein, wie sie oben in Verbindung mit Fig. 28 beschrieben ist. Sie ist in der Weise vorgesehen, daß sie Operationssteuerimpulse entsprechend der Änderung des Inhaltes X des Registers oder Akkumulators 122 an die Klemme IJl liefert. Wenn diese Schaltung eingebaut ist und wenn r-, -2-2·, -6g- und -24t=· in die entsprechenden Speicher 124, 125, 126 und 127 eingegeben wird, dann kann das Netzwerk für P Eingangsimpulse den entsprechenden Wert von X in bezug auf P ableiten als

P = bX + cX² + iX⁵ + IX^ (77)

Wenn P - a durch Einbau einer Schaltung gleich jener von Fig. 9 an der Klemme 121 zugeführt wird, gilt

P = a + bX + cX² + IX^ + IX²¹" (78)

Man sieht, daß damit der Reihenakkumulatar für die Gleichungen (77) und (78) das gleiche Ergebnis wie der nichtlineare Typ B-Zähler erreicht. Es ist somit klar, daß ein Register oder ein Akkumulator, nicht notwendigerweise einen Zähler, in welchem der Inhalt eines oder mehrerer Speicher nacheinander derart akkumuliert wird, daß die Reihenakkumulation entsprechend dem Impuls oder dem Inkrement des Inhalts des Registers oder Akkumulators bei jedem Impuls gemacht wird, für die Zwecke der Erfindung anstelle eines nichtlinearen Zählers verwendet werden kann.

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Der oben beschriebene Reihenakkumulator kann dazu verwendet werden, ein System zum Ableiten des Wertes der Temperatur oder einer Punktion einer Temperatur zu schaffen.

Fig. 50 zeigt ein System zum Ableiten eines Wertes P_Q von P entsprechend einem gegebenen Wert X_Q von X bei Verwendung der Erfindung. In Fig. 30 stellt das gestrichelte Rechteck 7IO die gleiche Schaltung dar wie jene von Fig. 29, ausgenommen, daß die Schaltung 12]5 hierbei kurzgeschlossen ist, d.h. eine Schaltung für Gleichung (76). Die Zahl 701 entspricht der Klemme 121 in Fig. 29. Ein Akkumulator 702 in der Schaltung 710 entspricht dem Akkumulator 122 in Fig. 29. Der Wert X des Inhaltes des Akkumulators 702 wird mit Hilfe eines Vergleichers 75^- (es sei angenommen, daß X mit P zunimmt) mit X_Q verglichen, das sich in einem Register 755 befindet, und wenn e'in Zustand X = X_Q eintritt, dann liefert der Vergleicher 754 ein Ausgangssignal an ein den Eingangsimpuls steuerndes Gatter 755* wodurch ein elektronischer Schalter 752 ausgeschaltet wird. Ein Zähler 751 ist vorgesehen, um die Anzahl der Eingangsimpulse zu zählen, bis der Schalter 752 ausgeschaltet ist. Auf diese Weise wird ein Zählerstand P_Q erzielt _} der der Gleichung

X₀ = a + bP₀ + CP₀ ² + IP₀ ³ + IP₀ ⁴ . . ο . . (79)

genügt. Dieser kann in gleicher Weise auch dann abgeleitet werden, wenn sich die Koeffizienten in Gleichung (76) im Verlaufe der Operation verändern.

Figur 31 zeigt eine Abwandlung des Systemes von Fig« JO. In diesem System werden ein Digital-Analog-Umsetzer 758, ein Analog-Vergleicher 756 und eine Signalschaltung 757 verwendet. Die übrigen Teile sind die gleichen wie die entsprechenden Teile in dem System von Fig. JO, so daß sie mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Fall wird X₀ als ein

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Analogsignal in die Signalsohaltung 757 eingegeben. Der Zähler 75I zeigt wie in dem System von Fig. J50 den Wert von P an, wenn X = X_Q ist. Die Systeme von Fig. 30 und Fig. 3I sind geeignet, eine Temperatur aufgrund der Revision der IPTS von I968 zwischen 0° C und 630,74° C genau zu bestimmen.

Wie oben erwähnt, ist die Temperatur Tgg (° C) gegeben durch die Gleichung (65) oder in der Form

Tg₈ = bT + cT² + iT⁵ + IT^ (80)

wobei die Veränderliche T bestimmt ist durch eine Gleichung der gleichen Form wie die Gleichung (21). Der Wert von T kann abgeleitet werden durch Verwendung des Systemes von Fig. JQ oder Fig. 3¹ und Eingeben des Signales von dem Fühler als X_Q. Die Anzahl der auf diese Weise für T abgeleiteten Impulse kann dann der Schaltung von Fig. 29 mit kurzgeschlossener Schaltung 123 zugeführt werden, wodurch der entsprechende Wert von Τ,-ο in Gleichung (65) genau erhalten werden kann. In der Praxis kann der Wert von T-g genau und direkt erhalten werden durch Zuführen eines Signales von einem Platin-Temperatur-Meßwiderstand SU dem Register 753 In dem System der Fig. 30 oder der Signalschalt/ung 757 im System der Fig. 3¹ und Ersetzen des Zählers 753- ir. der Schaltung der Fig. 29 durch die kurzgeschlossene Schaltung I23. Das gleiche Prinzip wie oben ist auch dazu geeignet, den Wert einer Polynomialfunktion einer Temperatur oder- einer Temperaturdifferenz abzuleiten.

Obgleich, die akkumulative Reihenoperation in dem obigen System dazu vorgesehen ist, durch an der Klemme 70I zugeführte externe Impulse ausgelöst zu werden, soll dies keinesfalls für die Erfindung einschränkend sein, denn wenn die additive oder subtraktive akkumulative Operation durch einen Serienaddierer ausgeführt wird, kann ein Zeitimpulsgenerator und eine Steuerschaltung für die akkumulative Reihenoperation innerhalb der

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Akkumulatoreinheit 710 vorgesehen werden, um die oben erwähnten P-Impulse. zu erzeugen, die in ihrer Anzahl der Zahl der akkumulativen Reihenoperationen entspricht. Anstelle der Zuführung externer Impulse zu der Klemme 701 von Fig. J>0 oder Fig. Jl kann in diesem Falle die akkumulative Operation gestoppt werden, wenn ein Zustand X = X_Q eintritt, und die Anzahl der vorher aufeinanderfolgend ausgeführten Operationen kann durch den Zähler oder das System von Fig. 29 gezählt werden. Wenn die Gleichung (76) auf ein Polynom erster Ordnung von P für einen gewissen Bereich von P oder X reduziert wird, sollten natürlich außerdem die vorerwähnten Impulse P in ihrer Zahl der Anzahl der akkumulativen Reihenoperationen plus der Anzahl der akkumulativen Operationen für das Glied erster Ordnung von P entsprechen.

Die folgende Beschreibung betrifft eine Methode, mit der in wirtschaftlicher Weise ein Netzwerk realisiert werden kann, das in der Lage ist, die obige Reihenakkumulation wirksam auszuführen. Diese Methode kann natürlich auch auf die Schaltung von Fig. 29 angewendet werden, die eine verallgemeinerte Form des nichtlinearen Zählers darstellt. Sie kann außerdem dazu verwendet werden, eine Schaltung zu verwirklichen, die die gleiche Funktion hat wie ein nichtlinearer Typ A- oder Typ B-Zähler mit b - 1 in den Gleichungen (76) und (78).

Die oben beschriebene Reihenakkumulation ist in allgemeiner Form in einem System verwirklicht, wie es in Fig. J52 gezeigt ist. In Fig. 32 bezeichnen die Zahlen 805 bis 808 Register und die Zahlen 801 bis 8o4 Speicher. Auf einen Impuls hin wird der Inhalt der Speicher 80I bis 8O4 nichtzerstörend gelesen und zu dem Inhalt der entsprechenden Register 805 bis 808 algebraisch addiert. Außerdem wird der Inhalt der Register 808, 807 und 806 zu jenem der in der jeweils nächsten Stufe befindlichen Register, nämlich 807, 806 und 805 algebraisch addiert. Wie oben beschrieben worden ist, ergibt sich durch vorheriges Ein-

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geben der mit b, c, i und 1 festgelegten entsprechenden Zahlen in die Speicher 801 bis 804 und Eingeben der Zahl "a" in das Register 805 für ρ Impulse der entsprechende Wert von X aus Gleichung (76) in dem Register 805. Um den der Gleichung (78) genügenden Wert von X zu erhalten, wird für jeder von (P - a) Impulsen der Inhalt des Speichers 80I zu dem des Registers addiert und die Addition des Inhaltes des Speichers 802 zu dem des Registers 806, des Speichers 8Oj5 zu dem des Registers 807, des Speichers 8θ4 zu dem des Registers 808, des Registers 808 zu dem des Registers 807, des Registers 807 zu dem des Registers 806 und des Registers 8θβ zu dem des Registers 8Ο5 wird eine Anzahl mal wiederholt, die proportional ist der Änderung des Inhaltes des Speichers 805 für jeden der genannten Impulse.

In dem vorigen Pail können die gleichen Ergebnisse mit einer Anordnung erhalten werden, bei der der Inhalt der Speicher 80I bis 805 vorher in die entsprechenden Register 8Ο6 bis 808 eingegeben wird, die in Fig. 35 gezeigt ist, wobei die Register 812 bis 814, in die die Speicherinhalte vorher eingegeben worden sind, durch die Zahlen 812, 8I3 und 814 bezeichnet sind. Im letzten Fall können die gleichen Ergebnisse durch vorheriges Eingeben der entsprechenden Speicherinhalte der Speicher 802 und 803 in die Register 807 und 8Ο8 erreicht werden. Mit den obigen Systemen der Fig. ;52 und 33 muß jedoch die aufeinanderfolgende Akkumulationsoperatlon eine große Anzahl mal wiederholt werden, was eine beachtliche Zeit erfordert, um den Wert von X in den Gleichungen (76) oder (78) zu erhalten. Gemäß der Erfindung würde die Zeit, die erforderlich ist, bis der Wert X abgeleitet ist, auch durch serielles Ausführen der reihenmäßigen akkumulativen Operationen stark verringert.

Fig. 34 zeigt einen Reihenakkumulator gemäß der Erfindung, der der Schaltung von Fig. ^2 entspricht. In Fig. jj4 wird der Inhalt der Speicher 80I bis 804 und der Register 8Ο5 bis 808

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gleichzeitig gelesen und zu zugeordneten Volladdierern 821 bis 827 geleitet. Der Inhalt des "ersten" Speichers 804 wird nichtzerstörend gelesen oder kann jedesmal wieder zurückgeführt werden, wenn er gelesen wurde. Der auf diese Weise gelesene Inhalt wird durch den ersten Volladdierer 827 zu dem gleichzeitig gelesenen Inhalt des "zweiten" Registers 808 allgebraisch addiert und das Ergebnis wieder in das Register 8O8 eingeschrieben und außerdem zu dem gleichzeitig gelesenen Inhalt des "dritten" Speichers 8Oj5 durch den zweiten Volladdierer 826 allgebraisch addiert und das resultierende Ergebnis wiederum durch den dritten Volladdierer 825 zu dem gleichzeitig gelesenen Inhalt des "vierten" Registers 807 allgebraisch addiert und das resultierende Ergebnis wiederum in das Register 807 eingeschrieben und außerdem zusammen mit dem gleichzeitig gelesenen Inhalz des "fünften" Speichers 802 dem Volladdierer 824 zugeleitet, usw.

Wenn negative Zahlen in die Speicher 8OI bis 804 einzugeben sind, kann das Zweierkomplement des absoluteji Wertes derselben und eine "Eins" als Vorzeichen eingegeben werden. Dadurch besteht, wenn jedes Ergebnis negativ ist, der Ausgangswert des Addierers aus dem Zweierkomplement seines absoluten Wertes und einer "Eins" als Vorzeichenbit, sodaß es direkt als Eingangsoperand an die nächste Addierstufe gegeben werden kann. V/eil es in der Praxis möglich ist, stets einen positiven Wert als letzten Inhalt des Registers 8O5 zu haben, kann das in dem Register 805 erhaltene endgültige Ergebnis direkt X in Gleichung (76) darstellen oder kann durch getrenntes Steuern nur der Addition, des Inhaltes des Speichers 8OI zu dem des Registers 805 den Wert vor, X in Gleichung (78) anzeigen, wie später noch beschrieben v/ird.

Bei in den Verbindungsleitungen und den zugeordneten Addierern auftretenden Verzögerungszeiten n.uß der zeitliche Ablauf des Lesens der Speicher und Register entsprechend korrigiert wer-

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den. Diese zeitlichen Abläufe sind jedoch theoretisch die gleichen, so daß sie in dieser Beschreibung als gleichzeitig gelesen betrachtet werden. Die gleichen Prinzipien sind anwendbar, wenn gewisse Speicher der Schaltung von Fig„ 34 weggelassen werden.

35 zeigt einen anderen Reiheriakkumulator gemäß der Erfindung, der das Gegenstück zur Schaltung von Fig. 33 ist. In diesem System werden in die Register 812 bis 814 vorher die entsprechenden Inhalte der Speicher 801 bis 803 in Fig. jj4 eingegeben.

Um der Gleichung 78 zu genügen, sind in Fig. 33 der Speicher 80I und der Addierer 822 getrennt und der Ausgang des Addierers 823 mit dem Addierer 821 verbunden, und der Inhalt des Speichers 8OI wird für jeden von (P-a) Impulsen zu dem des Registers 805 addiert, wobei die aufeinanderfolgende Akkumulationsoperation eine Anzahl mal wiederholt wird, die proportional ist der Änderung des Inhaltes des Registers 805 für jeden der (P-a) Impulse. Wie oben beschrieben, ist es infolge der Erfindung möglich, die Zeit, die zur Ausführung eines Zyklus der Reihenakkumulation erforderlich ist, auf nahezu eine Wortzeit zu verringern, was anderenfalls im Falle der Serienaddition viel mehr Zeit benötigen würde.

Obgleich sich die Systeme von Fig. 34 und 35 mit den Polynomgleichungen vierter Ordnung (76) und (78) befassen, können unter Anwendung der gleichen Prinzipien Systeme realisiert werden, die sich mit Polynomgleichungen anderer als vierter Ordnung befassen. Es ist außerdem möglich, diese Systeme für die Gleichungen (76) und (78) anzupassen, wenn sich die Koeffizienten der rechten Seiten während der Operation verändern. Im einfachsten Fall eines Polynoms zweiter Ordnung wird das Ausgangsergebnis des Addierers 827 in Fig. 34 direkt zu dem Addierer 822 geleitet und die Addierer 823 bis 826, die Register

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8O6 und 807 und die Speicher 802 und 8Oj5 sind nicht langer nötig. Ferner können, abhängig von den.Koeffizienten in den Gleichungen (76) und (78) der Speicher 80I und der Addierer 822 weggelassen werden.

Gewöhnlicherweise ist der Speicherinhalt umso größer je höher die entsprechende Addiererstufe ist. Der Inhalt des Registers ist ebenfalls größer je höher die zugeordnete Addiererstufe sowie die Anzahl der aufeinanderfolgenden Akkumulationsoperationen ist. Demzufolge können die Speicher und Register niedrigerer Stufen für eine kleinere Anzahl von Bits ausgelegt werden. Um die Anzahl an Bauelementen für die Speicher und Register gering zu halten, müssen außerdem die Speicher und Register höherer Stufen nur entsprechend der geforderten Genauigkeit mit höheren Bitpositionen ausgelegt werden. Natürlich werden in diesem Fall die gleichen Bitpositionen in den einzelnen Speichern und Registern im wesentlichen gleichzeitig gelesen. Für einen Addierer, der den Operanden eines Speichers oder Registers seiner eigenen Stufe und den Operanden der nächst niedrigeren Addierstufe erhält, können die nicht erforderlichen niedrigen Bits der ausgegebenen Zahl des vorhergehenden Addierers weggelassen werden. Außerdem können zum Ausrichten der Vorzeichen-Bitposition leere Positionen eines Operanden von einer vorhergehenden niedrigeren Stufe bis zu der gleichen Position des Vorzeichenbits für die Ausgangszahl von dem Speicher oder Register einer Stufe jeweils mit "θ" aufgefüllt werden, wenn das Vorzeichenbit des Addiererausgangswertes der nächst niedrigeren Stufe "θ" ist, während sie mit "1" aufgefüllt werden, wenn das Vorzeiohenbit des Addiererausgarigswertes der nächst niedrigeren Stufe "1" ist.

In den oben beschriebenen Anordnungen und verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen derselben zu verlas-

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sen; es ist deshalb beabsichtigt, daß alle in der vorstehenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen beschriebenerx Dinge als erläuternd und nicht im einschränkenden Sinne anzusehen sind.

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Claims

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Patentansprüo he

1Λ Einrichtung zum Messen von Temperaturen mit einem hohen Grad an Genauigkeit, gekennzeichnet a) durch eine Temperaturabtastanordnung mit einem gegebenen Satz von Eigenschaften zum Liefern eines diese anzeigenden Ausgangssignals und b) durch eine Reihenakkumulationsanordnung, die eine Speicheranordnung zum Speichern des gegebenen Satzes von Eigenschaften umfaßt und zur wiederholten Reihenakkumulation der gespeicherten Eigenschaften auf das Ausgangssignal der Temperaturabtastanordnung anspricht, um eine genaue Anzeige der gemessenen Temperatur zu erzeugen«

2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulatiönsanordnung entweder die gespeicherte Zahl oder Zahlen für die Reihenakkumulation oder die Steuerung ändert, um die Akkumulationsoperation entsprechend der Anzahl von aufeinanderfolgenden Reihenoperationen oder dem akkumulierten Wert derselben oder der Anzahl der zugeführten Impulse auszuführen.

3.) Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabtastanordnung eine-Vielzahl von Impulsen liefert, deren Anzahl für die abgetastete Temperatur kennzeichnend ist.

4.) Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anordnung zürn Vergleicnen des akkumulierten Wertes mit einem 'Wert, der von der Ternperaturabtastariordnung geliefert wird.

5.) Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anordnung zum Im-Gleichgewicht-Halteri der Tenperaturabtastanordnung mit einer Bezugstemperatur, um dadurch die Bezugstemperatur der Temperaturabtastanordnung zu kompensieren.

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6.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabtastanordnung aus einer Platin-Rhodium-Legierung und Platin besteht, daß ferner eine Anordnung zum Liefern eines sich exponentiell mit der Zeit ändernden Signals vorgesehen ist und daß die Speicheranordnung einen Satz von Eigenschaften der Temperaturabt as tanordriung speichert.

7.) Einrichtung nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabt as tanordriung eine Einrichtung zum Liefern einer Anzeige der abgetasteten Temperatur als Polynornialfunktion der abgetasteten Temperatur enthält und daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Reihenakkumulation mindestens bezüglich einer gespeicherten Zahl ausführt.

8_O) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabtastanordnung eine Einrichtung zum Liefern einer Anzeige der abgetasteten Temperatur als Polynomialfunktion der abgetasteten Temperatur enthält und die Reihenakkumulationsanordnung eine Reihenakkumulation mindestens bezüglich einer gespeicherten Zahl ausführt.

9.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, j5> 4, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabtastanordnung ein Thermoelement enthält.

10.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, j5, 4, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabtastanordnung einen Temperaturmeßwiderstand enthält.

11.) Einrichtung nach Anspruch J oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsariordnung entweder die eine gespeicherte Zahl für die Reihenakkumulation oder die Steuerung ändert, um die Akkumulationsoperation entsprechend der

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Anzahl der aufeinanderfolgenden Reihenoperationen oder der ihr zugeführten Anzahl von Impulsen auszuführen,

12.) Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnüng entweder die eine gespeicherte Zahl oder die Steuerung ändert, um die Akkumulationsoperation entsprechend dem akkumulierten Wert derselben durchzuführen.

!J.) Einrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung einen nichtlinearen Zähler enthält, der die gespeicherte Zahl nacheinander in Reihe akkumuliert, Ms der akkumulierte Wert den Wert erreicht, der von der Temperaturabtastanordnung geliefert wird, und ferner einen Zähler enthält, der die Anzahl der akkumuiativen Operationen zählt.

14.) Einrichtung nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabtas-tanordnung eine Einrichtung zum Liefern einer Anzahl von Impulsen entsprechend der abgetasteten Temperatur enthält, daß die Reihenakkumulationsanordnung einen . nichtlinearen Zähler zum Akkumulieren der in einem Register derselben gespeicherten Zahl enthält und zum wiederholten Reihenakkumulieren so oft wie der Änderung des Inhaltes des nichtlinearen Zählers für jeden der genannten von der Temperaturabtastanordnung gelieferten Impulse entspricht.

15.) Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Speicheranordnung und erste und zweite Registeranordnungen enthält, daß die Speicheranordnung mit den ersten und zweiten Registeranordnungen so verbunden ist, daß der Inhalt der Speicheranordnung erst in die erste Registeranordnung und danach der Inhalt der ersten Registeranordnung in die -zweite Registeranordnung akkumuliert wird«,

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16.) Einrichtung nach einem der Ansprüche J5, 5» β, Ί, H oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Registeranordnung enthält sowie eine Akkumulatoranordnung, die mit der Registeranordnung verbunden ist, um den !Inhalt derselben zu akkumulieren, daß die Akkumulatoranordnung den Inhalt der Registeranordnung so oft akkumuliert, wie der Änderung des Inhaltes des Akkumulators für Jeden Eingangsimpuls entspricht.

17.) Einrichtung nach Anspruch J5> gekennzeichnet durch eine Anzeige, wenn eine vorgegebene Zahl von Impulsen gezählt worden ist.

18.) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung einen ersten nichtlinearen Zähler enthält, der fortlaufend die gespeicherte Zahl akkumuliert, bis der akkumulierte Wert den vorgegebenen Wert erreicht, und ferner einen zweiten nichtlinearen Zähler besitzt, der auf die entsprechende Anzahl von Impulsen anspricht, um ein Ausgangssignal zu liefern, das die Polynomialfunktion der Zahl der Impulse anzeigt, wenn der Inhalt des ersten nichtlinearen Zählers den vorgegebenen Wert erreicht.

19.) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung einen ersten nichtlinearen Zähler enthält, der fortlaufend die gespeicherte Zahl akkumuliert, bis der akkumulierte Wert den vorgegebenen Wert erreicht, und ferner eine Einrichtung enthält zum Zuführen der entsprechenden Anzahl von Impulsen zu der Reihenakkumulationsanordnung, derart, daß der Inhalt des nichtlinearen Zählers einen vorgegebenen Wert erreicht, daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Speicheranordnung und erste und zweite Register enthält, daß das erste Register auf die Impulse zum Akkumulieren des Inhaltes des Speichers anspricht, wonach der akkumu-

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lierte Inhalt des ersten Registers nacheinander in das zweite Register akkumuliert wird, um ein Ausgangssignal zu erhalten, das die Polynomialfunktion der Zahl der Impulse anzeigt.

20.) Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zählen der Impulse derart, daß der darin akkumulierte Wert einen vorgegebenen Wert erreichen kann, und dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Speicheranordnung sowie erste und zweite Register enthält, daß das erste Register mit der Speicheranordnung verbunden ist und auf die Impulse zum Akkumulieren des Inhaltes der Speicheranordnung in diesem anspricht und, daß die erste Registeranordnung so mit der zweiten Registeranordnung verbunden ist, daß der auf diese Weise in der ersten Registeranordnung akkumulierte Wert danach weiterhin in der zweiten Registeranordnung akkumuliert wird.

21.) Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zuführen der Anzahl von Impulsen zu dem nichtlinearen Zähler, der die gespeicherte Zahl fortlaufend entsprechend der Anzahl der ihm zugeführten Impulse akkumuliert, derart, daß der in ihm akkumulierte Wert einen vorgegebenen Wert erreicht, und dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Speicheranordnung sowie erste und zweite Registeranordnungen enthält, daß die erste Registeranordnung mit der Speicheranordnung verbunden ist,.um den Inhalt des Speichers entsprechend den Impulsen zu akkumulieren, daß die zweite Registeranordnung mit der ersten Registeranordnung verbunden ist, um danach außerdem den akkumulierten Inhalt der ersten Registeranordnung zu akkumulieren.

22.) Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um einer zweiten Reihenakkumulationsanordnung die der ersten Reihenakkumulationsanordnung zugeleitete Anzahl von

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Impulsen zuzuführen, die einen vorgegebenen Wert erreicht hat, daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Speicheranordnung sowie erste und zweite Registeranordnungen enthält, daß die _> erste Registeranordnung mit der Speicheranordnung verbunden ist und auf die Impulse zum Akkumulieren des Inhaltes der Speicheranordnung in ihr anspricht, und daß die Reihenakkumulationsanordnung weiterhin den akkumulierten Inhalt der ersten Registeranordnung in die zweite Registeranordnung akkumuliert, um ein Ausgangs signal einer Polynornialfunktion der entsprechenden Anzahl von Impulsen zu erzeugen.

23.) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zählanordnung vorgesehen ist zum Zuführen der gelesenen Zahl von in dem ersten nichtlinearen Zähler gespeicherten Impulsen, daß der erste nichtlineare Zähler zuerst die Akkumulation der gespeicherten Zahl in dem Register und dann die Reihenakkumulation in einem Zähler bewirkt, der dazu vorgesehen ist, die akkumulierten Impulse zu zählen, daß der erste nichtlineare Zähler eine Reihenakkumulation so oft, wie Änderung des Inhaltes des nichtlinearen Zählers für jeden Impuls entspricht, zu einem zweiten nichtlinearen Zähler ausführt, der ein Register enthält, wobei der zweite nichtlineare Zähler die in dem Register gespeicherte Zahl entsprechend den Impulsen akkumuliert und danach außerdem die Zahl in der Zähleranordnung reihenakkumuliert.

24.) Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine auf die von dem ersten nichtlinearen Zähler in die Reihenakkumulationsanordnung gelesene Anzahl von Impulsen ansprechende Befehlseinrichtung, und dadurch, daß der erste nichtlineare Zähler zuerst die Akkumulation der in dem Register gespeicherten Zahl und danach außerdem die Reihenakkumulation in einer zum Zählen der Impulse vorgesehenen Zählanordnung ausführt, daß der nichtlineare Zähler die Reihenakkumulation so oft aus-

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führt, wie der Änderung des Inhalts der Zählanordnung für jeden Impuls entspricht, daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Speicheranordnung und erste und zweite Register enthält, daß das erste Register mit dem Speicher verbunden ist, um den Inhalt des Speichers entsprechend den Impulsen in dem ersten Register zu akkumulieren, und daß danach das zweite Register eine Reihenakkumulation der in dem ersten Register akkumulierten Zahl durchführt.

25.) Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zählanordnung zum Zuführen der in der Reihenakkumulationsanordnung gespeicherten gelesenen Anzahl von Impulsen zu dem nichtlinearen Zähler enthält, daß die Reihenakkumulationsanordnung eine Registeranordnung und Akkumulatoranordnung enthält, daß die Akkumulatoranordnung die Akkumulation des Inhaltes des Registers so oft, ausführt, wie der Änderung des Inhaltes des Akkumulators für jeden Impuls entspricht, und daß der nichtlineare Zähler außerdem eine Reihenakkumulation der Zahl ausführt, nachdem die gespeicherte Zahl in einem Register oder in Reihe angeordneten Registern entsprechend den Impulsen akkumuliert wurde.

26.) Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet^ daß außerdem eine Befehlseinrichtung zum Zuführen der gelesenen Anzahl von Impulsen zu einer zweiten Reihenakkumulationsanordnung vorgesehen ist, daß die erste Reihenakkumulationsanordnung eine Registeranordnung und eine Akkumulatoranordnung enthält, daß die Akkumulatoranordnung zum so häufigen Akkumulieren des Inhaltes des ersten Registers vorgesehen ist, wie der Änderung des Inhalts der Akkumulatoranordnung für jeden Impuls entspricht, daß die zweite Reihenakkumulationsanordnung eine Speicheranordnung und erste und zweite Registeranordnungen enthält, daß das erste Register auf die Impulse anspricht, um den gespeicherten Inhalt der Speicheranordnung zu akkumulieren, und daß danach das zweite Register den gespeicherten Inhalt der ernten Registeranordnung akkumuliert.

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27o) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung aus mindestens drei Speichern oder Registern und mindestens zwei Addierern besteht> daß der Inhalt der Speicher oder Register im wesentlichen gleichzeitig gelesen und in die zugehörigen Addierer eingegeben wird, daß der Inhalt des ersten und zweiten Speichers oder Registers in den ersten Addierer eingegeben wird und daß der Inhalt des entsprechenden Speichers oder Registers und der ausgegebene Wert des Addierers der vorhergehenden Stufe in den nachfolgenden Addierer eingegeben wird.

28.) Einrichtung zum Messen von Temperaturen mit einem hohen Grad an Genauigkeit, gekennzeichnet durch a) eine nichtlineare Temperaturabtastanordnung mit einem gegebenen Satz von Eigenschaften zum Liefern einer die abgetastete Temperatur kennzeichnenden Anzahl von Impulsen und b) eine N-stufige Reihenakkumulationsanordnung mit einer Speicheranordnung zum Speichern des gegebenen Satzes von Eigenschaften, und dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenakkumulationsanordnung wiederholt eine Reihenakkumulation des gespeicherten Inhaltes der Speicheranordnung ausführt, um einen Ausgangswert von der N-ten Stufe zu erzeugen, der kennzeichnend ist für t in der folgenden Gleichung:

E = a + bt + et ... + xtⁿ

wobei a, b, c ... χ den Satz von Eigenschaften der Temperaturabtast anordnung und E die Anzahl der wiederholten Reihenakkumulationen darstellt und t ein die abgetastete Temperatur kennzeichnender Ausgangswerf ist.

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