DE2234546B2 - Digitaler Spannungsmesser, beispielsweise zur Verwendung in Wiegevorrichtungen mit einer Widerstandsmeßbrücke - Google Patents

Description

bindung zwischen einer Meßeinrichtung und einem der Marschimpulse für den Zähler liefert, mit einer

Informationsschaltkreis zu bilden. Frequenz steuern, die mit der Amplitude des Signals

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wächst. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, seLr

digitalen Spannungsmesser so auszubilden, daß mit rasch eine starke Abweichung zwischen der Meßspan-

ihm eine rasche und nicht durch die Trägheit mecha- 5 nung und der Gegenspanuung zu erfassen und ent-

nischer Vorrichtungsteile verzögerte Anzeige gewähr- sprechend schnell eine Meßeinrichtung zu stabilisie-

leistet ist. ren, sobald man sich dem Abgleichpunkt nähert. Der

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Frequenzmodulator könnte auch durch einen echten einem digitalen Spannungsmesser der eingpngs ge- Diskriminator ersetzt werden nach Art einer bestimmnannten Art dadurch gelöst, daß der Gegenspan- io ten Weichenstellung nach beiden Seiten eines vornungsgensrator durch ein Binär/Dezimal mit Hilfe gegebenen Schwellwertes und der die Aufgabe hat, von Feldeffekt-Schalttransistoren gesteuertes Wider- die von zwei zugeordneten astabilen Muitivibratoren Standsnetzwerk und durch einen Zähler zum Vor- stammenden Impulszüge auf einen Zähler zur Bewärts- und Rückwärtszählen, der durch den Demo- Stimmung seines Zähltaktes zu geben,
dulator mindestens in seiner Zählrichtung gesteuert 15 Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des digiist, gebildet ist. talen Spannungsmessers in Verbindung mit einer

Der erfindungsgemäß ausgebildete Spannungsmes- Wiegevorrichtung an Hand der Zeichnungen näher

ser ist also vollkommen statisch und weist keine be- erläutert,

wegten mechanischen Teile auf. Die Meßwertanzeige Im einzelnen zeigt

erfolgt durch eine digitale Anzeige des Zählwertes 20 F i g. 1 ein Blockschaltdiagramm einer Wiegevor-

des Vorwärts/Rückwärts-Zahlers. Die verwendeten richtung mit einem digitalen Spannungsmesser,

Feldeffekttransistoren, die das Widerstandsnetzwerk F i g. 2 eine schematische Darstellung des Modu-

bilden, haben den Vorteil, daß sie sowohl verzöge- lators für das Differenzsignal,

rungsfreie Schaltungen ergeben als auch durch ihren F i g. 3 ein Schema des Demodulators für das mo-

Aufbau eine ausreichende Unempfindlichkeit gegen 25 dulierte Differenzsignal,

Temperaturänderungen haben. Der Modulator kann Fig. 4 Signaldiagramme zur Erläuterung der Wirzweckmäßig aus einem Netzwerk mit vier Feldeffekt- kungsweise des in F i g. 3 dargestellten Demodulators, transistoren bestehen, die zeitweise paarweise direkt In allen Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen oder über Kreuz auf zwei Ausgangsklemmen geschal- Bezugsziffern versehen.

tet sind. Mit einem solchen Modulator kann -nit einer 30 In F i g. 1 weist der Wiegeteil 1, der im Innern Eingangsgleichspannung gearbeitet werden, die klei- eines mit einer gestrichelten Linie umrahmten Rechtner als ein Mikrovolt ist. Bei ihm treten nur geringe ecks dargestellt ist, einen Kraftmesser auf, der eine temperaturbedingte Abweichungen auf, und er folgt Widerstandsmeßbrücke 2 enthält, die von einer staohne zeitliche Verzögerung den Schwankungen des bilisierten Gleichspannung aus der Gleichspannungs-Eingangssignals. Dem Modulator kann zweckmäßig 35 quelle 5 versorgt wird. Diese Widerstandsmeßbrücke ein Transformator nachgeschaltet sein, dessen Pri- liefert unter dem Einfluß des zu messenden Gewichmärwicklung an die Ausgangsklemmen des Modula- tes zwischen den Klemmen 3 und 4 eine Spannung F₁, tors gelegt ist und dessen Sekundärwicklung von der die proportional dem Gewicht P ist. Der später be-Primärseite elektrisch getrennt ist. Dadurch können schriebene Rückkopplungsschaltkreis liefert eine entReste der Schaltimpulse der Feldeffekttransistoren 40 gegengesetzte Spannung F₂ zwischen einem Masseeliminiert werden. Diese Flankenreste ergeben sich punkt des Gehäuses und der Klemme 4, also an den durch die Kapazitäten, die zwischen den Steuergittern Klemmer, der Ausgangsstufe 7. Die Differenzspan- und den Saug- und Quellelektroden der Feldeffekt- nung dV — V₁ — F₂ wird auf den Eingang eines Motransistoren vorhanden and. Außerdem wird durch dulators 8 zwischen die Klemme 18 a und Masse gediescn Transformator eine galvanische Trennung zwi- 45 legt. Diese Diilerenzspannung wird nachfolgend Fehschen dem Modulator und dem übrigen Teil der lerspannung genannt. Sie kann positiv oder negativ Schaltung bewirkt. gegenüber dem Massepotential sein und strebt sehr

Der Demodulator kann vorteilhafterweise aus vier rasch dem Wert Null zu, und in diesem Moment lie-

Torstufen mit jeweils zwei Dioden bestehen, denen fert die Spannung F., einen Wert für das zu messende

ein Differenzverstärker zur Wiederherstellung der 50 Gewicht P mit einem nahezu konstanten Faktor.

Polarität der Eingangsspannung nachgeschaltet ist. Der Rückkopplungskreis weist einen Modulator 8,

Ein solcher Demodulator kann ein Zwischensignal einen Verstärker 9, einen Demodulator 10, einen

beliebiger Amplitude verarbeiten. Steuerkreis 11, einen elektronischen Dekadenzähler

Dem Zähler kann zweckmäßig ein Schaltungsorgan 14 zum Vorwärts- und Rückwärtszählen und eine zur Bestimmung der Zählrichtung vorgeschaltet sein, 55 Ausgangsstufe 7 auf, die aus einem umschaltbaren das in an sich bekannter Weise durch zwei Differenz- Widerstandsnetzwerk besteht, bei welchem die Wiverstärker gebildet ist, die durch ihre Eingänge direkt derstände entsprechend den Dekaden angeordnet bzw. umgekehrt gesteuert sind, und die Differenz- sind, und die aus einer stabilisierten Gleichspanverstärker können so ausgebildet sein, daß sie jeden nungsquelle 6 gespeist wird. Die Schaltungsteile sind Zählrichiungsbefehl mit Ausnahme des Stoppsignals 60 durch Verbindungsleitungen 19, 20, 21, 22, 23, 24 leicht verzögern. Dadurch wird das Auftreten un- 25, 26, 27 und Anschlußklemmen 18«, 19a, 20a erwünschter Schwingungen verhindert, die vom Gc- 22 a, 28a miteinander verbunden, wobei die Leitunnerator für die zu messende Spannung oder von Stör- gen 23, 25, 26 und 27 Masseleitungen sind. Die ar faktoren aus der Umgebung der Einrichtung erzeugt den Anschlußklemmen der Ausgangsstufe 7 auftrewerden können. 65 tende Spannung F₂, also die zwischen Masse und dei

Der Demodulator kann unter anderem mittels einer Anschlußklemme 4 meßbare Spannung F₂, ist fort-

Diodenbrücke und eines weiteren Differenzverstär- laufend proportional dem im Zähler 14 registrierter

kers einen Frequenzmodulator oder Diskriminator, Wert. Dies wird durch eine bekannte Ausbildung dei

Digital/Analog-Umwandler erreicht, die durch einen Zähler und ein umschaltbares Widerstandsnetzwerk gebildet sind, dergestalt, daß das Gewicht P. das im Augenblick des Ausgleichs des Systems proportional der Spannung V₂ ist, ebenfalls proportional dem in diesem Augenblick im Zähler registrierten Wert ist. Dieses System ist so geregelt, daß der Proportionalitätsfaktor gleich Eins ist. Das Gewicht P wird also durch den im Zähler 14 in demjenigen Augenblick registrierten Wert gemessen, in welchem das System im Gleichgewicht ist. Der beschriebene Rückkopplungsschaltkreis weist noch einen selbstschwingenden Oszillator 13 auf, der Impulszüge liefert, die den Modulator 8 und den Demodulator 10 über die Anschlußklemmen 13 a, 13 fo, 13 c, 13 d steuern. Der Rückkopplungsschaltkreis weist außerdem einen Diskriminator 12 auf, der einen Steuerimpulszug liefert, dessen Wiederholungsfrequenz proportional dem Wert seiner Eingangsspannung ist. Der Zähler 14 wird durch drei Signale gesteuert; durch zwei vom Steuerkreis 11 über die Leitungen 19 und 20 gelieferte Signale, die das Vorwärtszählen und das Rückwärtszählen steuern, um die Fehlerspannung dV auf Null zu bringen (wenn dV kleiner ist als ein sehr schwacher Schwellwert, übertragen die Leitungen 19 unc 20 kein Signal mehr, und der Zähler 14 arbeitet nicht mehr), während das vom Diskriminator 12 kommende Signal die Zählgeschwindigkeit (beim Vorwärtszählen oder Rückwärtszählen) steuert. Diese Geschwindigkeit wird kleiner, wenn die Fehlerspannung dV sich in Richtung Null bewegt. Dadurch kann sich das System sehr rasch und gleichmäßig stabilisieren. Der Zähler 14 steuert seinerseits die Umschalter der Ausgangsstufe 7. Er kann direkt mit einer nicht dargestellten numerischen Anzeigeeinrichtung zur direkten Ablesung des Wertes des Gewichtes P verbunden sein.

Wegen des Nullabgleichs kann es nützlich sein, die Art der Darstellung des Gewichtes P abzuwandeln. Der Abgleich kann nach folgenden beiden Verfahren erfolgen:

a) Durch einen Abgleich von Hand, bei welchem eine Bedienungsperson ein Potentiometer (F i g. 1) von Hand verstellt. Der Nullpunkt sowie die Richtung seiner Abweichung wird entsprechend den gültigen Normen auf einem Anzeigefeld sichtbar gemacht;

b) durch automatischen Abgleich, bei welchem die Betätigung einer Drucktaste 29 (Fig. 1) die Übertragung des Inhaltes des Zählers 14 in einen Speicher 17 (Fig. 1) erlaubt. Die Ausgangssignale des Zählers 14 und des Speichers 17 werden auf eine Subtrahierstufe 15 übertragen, die eine Anzeigevorrichtung 16 für das Gewicht P steuert. Bei jedem Abgleichbefehl zeigt die Vorrichtung den Wert »0000« an. Diese Übertragung trägt einer Nullanzeige gemäß angenommenen Normen Rechnung.

Dieses Verfahren ist nicht anwendbar, wenn das Gewicht P negativ ist, und diese Stellung hinter Null wird durch ein nicht dargestelltes Blinklicht angezeigt. Dann wird ein Abgleich von Hand durchgeführt.

In F i g. 2 ist der Modulator 8 dargestellt. Er weist einen Transformator 30, vier Feldeffekttransistoren 31, 32, 33 und 34, eine Eingangsklemme 18a, auf welche die Fchlerspannung d V gegeben wird, und zwei Steuereingänge 13 a und 13 ft auf, die mit einem Multivibrator 13 -bekannter Bauart verbunden sind. Die beiden Steuereingänge empfangen komplementäre Folgen von rückläufigen Impulsen mit einem konstanten Pegel Q und Q, die vom Multivibrator 13 geliefert werden und in F i g. 2 dargestellt sind. Die Sekundärseite 30 b des Transformators 30 ist mit einem Spannungsverstärker 9 klassischer Bauart verbunden der eine Ausgangsleitung 22, eine Ausgangsklemme 22 a und eine Masseleitung 23 aufweist. Die Anordnung der vier Feldeffekttransistoren 31, 32, 33 und 34 ergibt einen Differenzmodulator. Wenn das auf die Klemme 18 a gegebene Signal dV positiv in bezug auf das Massepotential ist, ist das Ausgangssignal^ an der Klemme 22a (Fig. 2) in Phase mit dem Signal Q, und seine Amplitude ist proportional dV, wobei der Proportionalitätsfaktor auf Grund des hohen Verstärkungsgrades des Verstärkers sehr hoch liegt. Wenn das Signal dV negativ ist, ist das mit ~Ä bezeichnete Ausgangssignal in Phase mit J). Wenn das Signal dV Null ist, ist das Ausgangssignal an der Klemme 22a ebenfalls Null.

Die Wirkungsweise des Modulators 8 ist folgende: Wenn die an die Klemme 18 a angelegte Spannung positiv ist, wenn ein positiver Impuls Q auf die Klemme 13 α gegeben wird, werden die beiden Feldeffekttransistoren 31 und 33 leitend, da ihr Steuergitter positiv wird, während die beiden anderen Feldeffekttransistoren 32 und 34 durch das negative Signal ~Q gesperrt sind, das von der Klemme 13 b auf ihre Steuergitter gelangt. Zwischen der Klemme 18 a und Masse bildet sich somit über die Anode oder Ab ■ flußelektrode und die Kathode oder Quellelektrode des Feldeffekttransistors 31, über die Primärseite 30 α des Transformators 30 und die Kathode und die Anode des Feldeffektransistors 33 ein Stromkreis. In der folgenden Phase, in welcher Q negativ und ~Q positiv ist, bildet sich der Stromkreis zwischen der Klemme 18 a und Masse über die Feldeffekttransistoren 34 und 32, und der Strom fließt auf der Primärseite 30 a des Transformators in umgekehrter Richtung wie vorher. Das Ausgangssignal A ist somit mit dem Signal Q synchronisiert, doch ist seine Amplitude durch das auf die Klemme 18 a gegebene Signal moduliert. Wird das auf die Klemme 18 α gegebene Signal negativ, sind diese Phasen umgekehrt, und das an der Klemme 22 a empfangene Signal ist das Signal ~Ä, das synchron mit dem Signal "Q ist.

In der Modulatorschaltung ist die Primärseite 30 a des Transformators wechselweise geschaltet, s.o daß die parasitären Signale, die durch die Umschaltung auftreten, eliminiert sind, und die entsprechenden Ströme fließen auf der Primärseite in entgegengesetztem Sinne. Die Schaltung ist außerdem selbsttätis temperaturkompensiert. Schließlich bildet diese Schaltung auch keine Zeitkonstante, so daß das a*· der Klemme 22a auftretende Ausgangssignal ohne Verzögerung den Änderungen der Eingangsspannuni dV folgt.

6o Die F i g. 3 zeigt den Demodulator 10 und den al· Verstärker wirkenden Steuerkreis 11. Auf die Ein gangrklemme 22a gelangen die im Zusammenhan! mit F i g. 2 erwähnten Ausgangssignale A oder ~Ä Der Demodulator weist eine Anordnung mit ach 65 Dioden D₁ bis D₈, einen Differenzverstärker 35 mi einstellbarem Verstärkungsgrad, eine Diodenbrück 39, Differenzspannungsverstärker 36,37,38 und Ver zögerungsschaltungen 40 und 42 auf. Die Wider

stände der .Schaltung sind mit R₁ bis A₂₁ beziffert, die Kondensatoren mit C₁ bis C₉ und die Dioden mit D₁ bis D_1n. Der Demodulator wird durch Impulszüge R und 7? des Multivibrators 13 gesteuert, die auf die Klemmen 13 c und 13 ti gegeben werden und die gleiche Frequenz wie die Signale Q und ~Q haben. Die Signale R und 77 haben einen höheren Pegel als die Signale Q und <2, da der Demodulator mehr Leistung als der Modulator benötigt. Die Signale Q, Q und R, 77 können beispielsweise eine Wiederholungsfrequenz von 1000 Hz und Pegel von 2 Volt und 12 Volt haben.

Die Dioden der Schaltung sind in vier Gruppen von Diodenpaaren D₁-D₂, D^-D₄, O₅-D₀, D₇-D₈ gegliedert, wobei die Ausrichtung von einem Diodenpaar zum nächsten Diodenpaar umgekehrt ist. Die Eingangsklcmme 22a ist mit acht Dioden D₁ bis D₈ über Widerstände R₁, R₂, R^ und R₄ verbunden. Das Signal R, das auf die Klemme 13 c gegeben wird, gelangt zu den Dioden D₁ und D₇, und das auf die Klemmen 13a¹ gegebene Signal 77 gelangt zu den Dioden D₁ und D_n. Mit den Dioden Z)₂, D₄ und D₈, D₈ sind zwei Zwischenausgänge S₁ und J₂ verbunden. Diese Zwischenausgänge J₁ und J₂ sind mit den Eingängen des Verstärkers 35 und mit den Eingängen des Verstärkers 36 über die Diodenbrücke 39 verbunden.

Die Anordnung 10, 11 weist zwei Ausgangsklemmen 19a und 20a auf, die mit dem in Fig. 1 dargestellten Zähler 14 über Leitungen 19 und 20 verbunden sind und über welche das Vorwärtszählen oder das Rückwärtszählen dieses Zählers gesteuert wird. Er weist außerdem eine dritte Ausgangsklemme 28 α auf. die mit dem in F i g. 1 dargestellten Diskriminator 12 über eine Leitung 28 verbunden ist. Die an den Klemmen 19a und 20 a auftretenden Signale sind zwei Signale mit gleicher Amplitude und entgegengesetzter Polarität, stehen also in Phasenopposition, und ihre gleiche Amplitude ist proportional der Amplitude des Signals dV. jedoch beträchtlich verstärkt.

Dies ergibt sich daraus, daß die Eingänge der Verstärker 37 und 38 umgekehrt sind. Die Polarität des an der Klemme 19a empfangenen Signals hat die gleiche Polarität wie das Signal dV. Der Zähler 14 ist so ausgebildet, daß das Vorwärtszählcn über die Leitung 19 gesteuert wird, wenn die Klemme 19 a positiv ist. während das Rückwiirtszählen über die !Leitung 20 gesteuert wird, wenn die Klemme 2Oe ebenfalls positiv ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Eingänge des Verstärkers 38 im Vergleich mit den Eingängen des Verstärkers 37 vertauscht sind, wie aus F ic. 3 ersichtlich ist. Wenn also auf der Leitung 24 ein positives Signal erscheint, erhält die Klemme 19a ein positives Vonvärtszählsignal (und die Klemme 20<: ein negatives Signal), und wenn auf der Leitung 24 ein negatives Signal erscheint, erhält die Klemme 20ij ein positive? Rückwämzählsignal. Es besteht eine Ampliiudcnschwelle, unterhalb welcher der Zähler 14 inaktiv ist.

Das an der Klemme 2Sa erhaltene Signal ist ein Unipolar-signal mit einer Amplitude, die der Amplitude des Signals <iV proportional, aber wesentlich verstärkt ist.

Die Wirkungsweise des Demodulators 10 läßt sich mit Hilfe der in Fig. 4 dargestellten Signale besser erlaufen'., die an verschiedenen Stellen der Schaltung auftreten. Das an der Klemme 22α erhaltene Signal ist das Signal .4. das beispielsweise dem Fall entspricht, daß das Signal dV, also die Fehlerspannung, positiv ist. Das an der Stelle J₀ erhaltene Signal ist das Signal S₀. Die auf die Klemmen 13 c und 13 rf gegebenen Steuersignale sind die Signale R und 77. Die ar den Klemmen J₁ und s., auftretenden Ausgangssignale sind die Signale S₁ und S₂. Die Steuerung der Signale R und 77 wirkt sich in einer Blockierung des Signals S₀ auf der Strecke aus, die im Punkt j„ endet, wenn die Polarität von S₀ negativ ist, oder auf "der zur

to Klemme J₁ führenden Strecke, wenn die Polarität von S₀ positiv ist. Der Differenzverstärker 35 liefert im Punkt j., ein Signal S₃, das proportional zu S₂-S₁ ist, und dieses Signal ist konstant und positiv. Das heißt, daß es die Polarität von dV und eine Amplitude pro-

t5 portional dV hat, jedoch beträchtlich verstärkt ist. Wenn das Signal dV eine negative Polarität hätte, wäre das Signal A umgekehrt, und das Signal S₃ hätte ebenfalls eine negative Polarität.

Die Differenzverstärker 37 und 38 sind Gleich-

ao s'.romverstärker, die mit Hilfe von Widerständen R₁₆ und R₁. reguliert sind. Um eine gute Anzeigestabilität zu erhalten, müssen die auf den Klemmen 19 α und 20 a erscheinenden Ausgangssignale gegenüber den Eingangssignalen verzögert werden. Jedoch ist es im Gegensatz dazu wünschenswert, die Ausgangssignale rasch umzuschalten, wenn das Eingangssignal von einer positiven Polarität auf eine negative Polarität wechselt oder umgekehrt. Zu diesem Zweck sind zwei identische Verzögerungsschaltkreise zwischen die Ausgänge der Differenzverstärker 37 und 38 und die Klemmen 19 α und 20 α geschaltet. Der erste dieser Verzögerungsschaltkreise weist die Dioden D₁₀, D₁₁, D₁₄, die Widerstände A₁₈ und R₂₀ und den Kondensator C₈ auf.

Der Differenzverstärker 37 ist so reguliert, daß er eine Ausgangsspannung Null liefert, wenn ein Schwcllwertsignal auf seinen Eingang gegeben wird. Wenn dieser Differenzverstärker eine positive Ausgangsspannung liefert, lädt sich der Kondensator C_h i:i Schaltungszweig D₁₀, R_1S, C₈ auf, dessen Zeitkonstante R₁ groß ist. und das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 37 gelangt mit einer bestimmten und von O₁ und dem Durchlaßschwellwert der Diode D₁₄ abhängigen Verzögerung auf die Klemme 19 α Wenn der Differenzverstärker 37 eine negative Ausgangsspannung liefert, entlädt sich der Kondensator C, rasch über den Schaltungszweig Q. R*_o, D₁₁. desser Zeitkonstante θ.₂ klein gewählt ist. und das auf di< Klemme 19 σ gelangende Ausgangssignal fällt rascl· unter den Auslöseschwellwen des Zählers 14 ab.

Das an der Klemme 28 a erscheinende Ausgangs signal ist ein dem Signal S_s analoges Signal, jedocl unipolar wegen der Diodenbrücke 39. Es ist also eil Signal mit einer Amplitude proportional zu dV. je doch beträchtlich verstärkt und immer positiv. De Diskriminator 12. der mit der Klemme 28a (Fig. 1 verbunden ist. ist eine klassische Schaltstufe zur Fre quenzmodulation. die das an der Klemme 28a aui tretende Ausgangssigna] über den Leiter 28 erhalt un

So einen Ixnpulszug liefert, dessen veränderliche Wjedei holungsfrequenz proportional ihrer Eingangsspar nung ist. Dieser Impulszug wird über die Leitung 4 auf den Zähler 14 gegeben. Diese Impulse bilden di Vorwärts- und RückwärtszJüiLimpulse des Zählers 1· uT?d die Zahlgeschwindigkeit in Vorwärts- oder Rücl wärtsrichtung auderl sich proportional dem absolute Wen dt* Signals di'. Wenn das System also nahe dei Abgleich ist. verlangsamt sieb die ZählgesdbwiDdij

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keit in Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung automatisch, wodurch man einen sehr raschen Abgleich erhält, weil das Fehlersignal dV eine weniger große Zahl von Schwingungen um den Nullpunkt herum ausführt.

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Die dargestellten Schaltungen lassen sich in zahlreichen Punkten abwandeln. Insbesondere könnten der Modulator 8 und der Demodulator 10 durch andere Schaltstufen ersetzt werden, die eine gleiche Wirkungsweise haben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Digitaler Spannungsmesser, beispielsweise zur Verwendung in Wiegevorrichtungen mit einer Widerstandsmeßbrücke, die eine einem zu messenden Wert proportionale elektrische Meßspannung liefert, mit einem Gegenspannungsgenerator, der eine der Meßspannung entgegengerichtete zweite elektrische Spannung liefert, mit einer Vergleichsstufe zur Erzeugung eines der Differenz zwischen der Gegenspannung und der Meßspannung entsprechenden Signals, mit einem Modulator zum Modulieren des Signals im Rhythmus eines astabilen Multivibrators, mit einem Wechselspannungsverstärker für das modulierte Signal, einem Demodulator für das verstärkte Signal, der mit dem astabilen Multivibrator zur Rückgewinnung des Anfangssignals in wesentlich verstärkter Form zusammenwirkt, und mit einem Schaltkreis für den Gegenspannungsgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenspannungsgenerator durch ein Binär/Dezimal mit Hilfe von Feldeffekt-Schalttransistoren gesteuertes Widerstandsnetzwerk (6,7) und durch einen Zähler (14) zum Vorwärts- und Rückwärtszählen, der durch den Demodulator (10) mindestens in seiner Zählrichtung gesteuert ist, gebildet ist.

2. Digitaler Spannungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (8) aus einem Netzwerk mit vier Feldeffekttransistoren (31 bis 34) besteht, die zeitweise paarweise direkt oder über Kreuz auf zwei Ausgangsklemmen geschaltet sind.

3. Digitaler Spannungsmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Modulator (8) ein Transformator (30) nachgeschaltet ist, dessen Primärwicklung (30a) an die Ausgangsklemmen des Modulators (8) gelegt ist und dessen Sekundärwicklung (30 b) von der Primärseite elektrisch getrennt ist.

4. Digitaler Spannungsmesser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator (10) aus vier Torstufen mit jeweils zwei Dioden (D₁ bis D₈) besteht, denen ein Differenzverstärker (35) zur Wiederherstellung der Polarität der Eingangsspannung nachgeschaltet ist.

5. Digitaler Spannungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (14) ein Schaltungsorgan zur Bestimmung der Zählrichtung vorgeschaltet ist, das in an sich bekannter Weise durch zwei Differenzverstärker (37, 38) gebildet ist, die durch ihre Eingänge direkt bzw. umgekehrt gesteuert sind, und daß die Differenzverstärker (37, 38) so ausgebildet sind, daß sie jeden Zählrichtungsbefehl mit Ausnahme des Stoppsignals leicht verzögern.

6. Digitaler Spannungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator (10) u. a. mittels einer Diodenbrücke (39) und eines weiteren Differenzverstärkers (36) einen Frequenzniodulator oder Diskriminator (12), der Marschimpulse für den Zähler (14) liefert, steuert, mit einer Frequenz, die mit der Amplitude des Signals wächst.

Die Erfindung betrifft einen digitalen Spannungsmesser, beispielswfisezur Verwendung in Wiegevorrichtungen mit einer \Wderstaiidsmeßbrücke, die eine einem zu messenden Wert proportionale elekirische Meßspannung liefert, mit einem Gegenspannungsgenerator, der eine der Meßspannung entgegengerichtete zweite elektrische Spannung liefert, mit einer Vergleichsstufe zur Erzeugung eines der Differenz zwischen der Gegenspannung und der Meßspannung

ίο entsprechenden Signals, mit einem Modulator zum Modulieren des Signals im Rhythmus eines astabilen Multivibrators, mit einem Wechselspannungsverstärker für das modulierte Signal, einem Demodulator für das verstärkte Signal, der mit dem astabilen Multi-

vibrator zur Rückgewinnung des Anfangssignals in wesentlich verstärkter Form zusammenwirkt, und mit einem Schaltkreis für den Gegenspannungsgenerator.

Es ist bereits bekannt, in Wiegevorrichtungen

xo Kraftmesser mit Widerstandsmeßbrücken zu verwenden. Das den Kraftmessern zugeordnete Meßinstrument wird durch einen Servomechanismus gebildet, der ein in eine Wheatstone-Brücke eingefügtes Potentiometer betätigt. Es handelt sich also um eine NuII-

»5 abgleichsmethode, die allein erlaubt, die Genauigkeit und Sicherheit zu liefern, die bei Präzisionswägungcn gefordert werden. Eine solche Vorrichtung weist ehe Widerstandsiiießbrücke oder einen Abtaster auf, die bzw. der bei der Aufgabe eines zu messenden (i,-

wichtes P eine Ungleichheitsspannung oder Fehluspannung liefert, die proportional dem Gewicht P Ki. Diese Fehlerspannung wird auf den Eingang eines Verstärkers gegeben, der einen Servomotor betätigt, der ein Potentiometer einer mit dem Abtaster \.-rbundenen Meßbrücke steuert. Wenn der Abgleich ureicht ist, kann an einem mit dem Schleifer des Potentiometers verbundenen Zeiger die Änderung des Widerstandswertes des Abtasters abgelesen werden, und damit, mit einem nahezu konstanten Koeffizienten,

*o auch der Wert von P.

Eine solche Vorrichtung hat eine gute Präzision, doch wirkt die Trägheit des Servomechanismus in bestimmten Anwendungsfällen störend. Außerdem ist man allgemein bestrebt, Meßeigebnisse in Form einer Ziffernangabe zu erhalten.

Es ist auch bereits in der Regciungs- und Meßtechnik bekannt, sehr kleine Meßspannungen, die als Gleichspannungen anfallen, dadurch zu verstärken, daß eine Wechselspannung mit der Gleichspannung moduliert, anschließend verstärkt und schließlich wieder demoduliert wird, wobei die eingangs genannten Schaltungsteüe und Schaltungsstufen Verwendung finden (Elektronik 1960, Nr. 2, S. 59; Sonderdruck Firma Hartmann & Braun »Inter-Oil« 1963; Archiv für technisches Messen, Oktober 1971, Seiten R 121 bis R124).

Bei den bekannten Schaltungen ist der Gegenspannungsgenerator also im allgemeinen ein Potentiometer, das durch das Ausgangssignal des Demodula-

6n tors gesteuert wird. Ein solcher Spannungsmesser weist mehrere Nachteile auf, von denen die folgenden am stärksten ins Gewicht fallen:

Der Schaltkreis weist einen mechanischen Teil auf, dessen Ansprechempfindlichkeit, Einstellgeschwindigkeit und Zuverlässigkeit zwangsläufig begrenzt sind; das Meßergebnis wird in Analogform geliefert, während man bestrebt ist, Ablesefehler durch eine digitale Anzeige auszuschließen und eine direkte Ver-