DE2249442A1

DE2249442A1 - Schaltungsanordnung zur messung und registrierung der impulsfrequenz oder des tastverhaeltnisses von impulsfoermigen messgroessen

Info

Publication number: DE2249442A1
Application number: DE19722249442
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Doering
Original assignee: Mess und Regelungstechnik VEB
Current assignee: Mess und Regelungstechnik VEB
Priority date: 1972-05-16
Filing date: 1972-10-06
Publication date: 1973-12-06
Also published as: NL7215111A; FR2184584B1; DD101491A1; FR2184584A1; CS170342B1

Description

Schaltungsanordnung zur Messung und Registrierung der Impulsfrequenz oder des Tastverhaeltn^sses von

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektronisch-mechanischen Messung und Registrierung ■ der Impulsfrequenz oder des Tastverhaeltnisses von impulsfpermigen Messgroessen mittels einer Kompensationsmethode.

Es sind eine ganze Reihe Kompensationsmethoden bekannt geworden, bei denen eine elektrische Groesse dadurch gemessen wird, dass man ihr eine gleiche Groesse automatisch oder von Hand entgegenschaltet und mit der Differenz beider Groessen den Eingang eines Nullindikators beaufschlagt. Dieser verstellt ein entsprechendes Stellorgan solange, bis die Differenz beider Groessen gleich oder kleiner als die Ansprechschwelle des Hullindikators ist. Die jeweilige Stellung des Stellorgane entspricht dabei dem Wert der zu messenden Groesse.

Die zu messenden Groessen koennen Gleichspannungen oder -stroeme, Wechselspannungen oder -stroeme oder aber auch Impulsspannungen oder Impulsstroeme sein. Die kompensierende Hilfsgroesse entspricht dabei im Kompensationsfall dem Effektivwert der zu messenden Groesst. Der Effektivwert einer impulefoermigen Groesae ist aber von der Form der Impulse abhaengig, so unter anderem vom Tastverhaeltnis und von der Amplitude.

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Auf den Effektivwert hat die Frequenz der zu messenden impulflfoermigen Groesse bei konstantem Tastverhaeltnie lind konstanter Amplitude keinen Einfluss· In der Hesstechnik werden vielfach Informationen durch die Impulsfrequenz uebertragen. Hler erweisen sich die bekannten Kompensations-Messmethoden zur Auswertung dieser uebertragenen elektrischen Messgroessen als ungeeignet·

Das am haeufigsten angewandte Frequenzmessverfahren; beinhaltet die Auszaehlung der Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit· Mit diesem Verfahren laesst sich zwar eine hohe Genauigkeit erreichen, es ist aber nur mit relativ empfindlichen, komplizierten und kostenaufwendigen Geraeten durchzufuehren« Es sind dies vorzugsweise digitale elektronische Zaehler. Ein Anwendungsgebiet dieses Frequenzmessverfahrens ist die genaue digitale Drehzahlmessung· Die geschilderten Nachteile treten aber nicht nur bei der Messung und Registrierung von digitalen Messgroessen, sondern auch bei der Erfassung von analogen Messgroessen in Erscheinung, piese werden insbesondere bei der Drehzahlmessung mittels Wirbelstromtachometer gewonnen · Zur Uebertragung dtr Messgroesse ist eine mechanische Einrichtung in Form einer biegsamen Welle oder eint elektrische Einrichtung ■ nach Art eines Drehmeldersystems erforderlich· Haeufig verwendet werden auch noch Resonanzfrequenzmesser, deren Anzeige aber infolge Frequtnzueberlagerungen eine

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gewiese Stoeranfaelligkeit aufweist und aornit Messwerterfaelschungen nicht ausschliesst. Die Vermeidung dieser Frequenzueberlagerungen macht aber einen relativ hohen Aufwand erforderlich.

Zweck der Erfindung ist es| diesen bestehenden Mangel zu beseitigen und eine oekonomisch vorteilhaftere elektronischmechanische Messung und Registrierung der Impulsfrequenz oder des Tastverhaeltnisses von impulsfoermigen Messgroessen mittels einer Kompensationsmethode zu erreichen· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die es ermoeglicht, bei impulsfoermigen Messgroessen sowohl die Impulsfrequnz bei konstantem Tastverhältnis als auch das Tastverhaeltnis bei konstanter Impulsfrequenz mittels einer Kompensationsmethode zu messen und zu registrieren.

Erfindungsgemaess wird die Aufgabe derart geloest, dass in einer Schaltungsanordnung durch das Zusammenwirken einer monostabilen Kippstufe, zur Hilfsgroessenbildung, mit einer Begrenzerschaltung ueber eine Vergleichsstelle die-Nachbildung der Impulsform einer Hilfsgroesse an die Impulsform einer zu messenden Groesse erfolgt und bei Uichtuebereinstimmung derselben die Verweilzeit der monostabilen Kippstufe derart beeinflusst wird, dass die Differenzspannung, durch einen Verstaerker verstaerkt, ueber einen Motor und ein Getriebe eine diese Verweilzeit bestimmende,

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vorzugsweise als Potentiometer ausgebildete Rueckkopplung steuert und zur Erfassung der mechanisch ueber eine Antriebswelle des Getriebes uebertragenen Werte eine Anzeige- und Registriereinrichtung nachgeordnet ist.

Eine weitere erfindungsgemaesee Ausbildung sieht vor, dass fuer die Umwandlung von analogen Measgroesaen in impulsfoermige Messgroessen ein Analog-Digital-Umsetzer und ein Trigger vorgeschaltet sind. Die erfindungsgemaesse Schaltungsanordnung wird nachstehend an einem Ausfuehrungsbeispiel und dazugehoeriger Zeichnung naeher beschrieben.
Es zeigern

Pig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Messung und Registrierung der Frequenz oder des Tastverhaeltnisses von Impulsen

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung mit vorgeschaltetem Analog-Digital-Umsetzer zur messung und Registrierung von analogen elektrischen Messgroessen Fig. 3 a die Impulsform zur Messung und Registrierung des

Tastverhaeltnisses bei konstanter Frequenz Fig. 3 b die Impulsform zur Messung und Registrierung der

Frequenz bei konstantem Tastverhältnis Zur Gewinnung des Informationsparameters Impulsfrequenz werden dem Eingang 1 der Schaltungsanordnung rechteck- oder trapezfoermige Impulse eines digitalen Messwertgebers

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zugefuehrt. Die Amplitude der Impulse wird in einer Be-· grenzerschaltung 2 auf einen bestimmten Wert begrenzt. Gleichzeitig kippt die O-L-Flanke jedes ankommenden Impulses eine monostabile Kippstufe 3 in den instabilen Zustand. An der Vergleichsstelle 4 stehen jetzt der aus der Begrenzerschaltung 2 kommende, zu messende begrenzte positive Impuls sowie der von der monostabilen Kippstufe 3 erzeugte Impuls mit gleicher Amplitude aber entgegengesetzter Polaritaet an. Bei gleicher Impulsdauer heben sich dieselben auf und die Differenzspannung ist gleich, Hull. Ist dagegen die Verweilzeit der monostabilen Kippstufe 3 kleiner, so ist damit auch der negative Impuls kuerzer als die Impulsdauer des zu messenden positiven Impulses. Der noch verbleibende Rest des positiven Impulses verstellt, durch einen Verstaerker 5 verstaerkt, ueber. einen Stellmotor β und ein Getriebe 7 eine die Verweilzeit der monostabilen Kippstufe 3 bestimmende Rückkopplung 8 derart, dass die Verweilzeit der monostabilen Kippstufe 3 laenger wird. Dieser Stellvorgang endet erst dann, wenn die Dauer beider Impulse gleich ist. Die jeweilige Stellung der Rückkopplung die in Form eines Potentiometers oder einer variablen Kapazitaet ausgefuehrt sein kann," entspricht somit dem Wert der zu messenden Groesse. Von der Antriebwelle 9 des Getriebes 7 wird dieser Wert gleichzeitig mechanisch auf eine Anzeige-* und Registriereinrichtung 10 uebertragen.

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Werden Impulse mit konstantem Tastverhaeltnis gemessen, dann entspricht der.erhaltene Wert der !Sequenz der Eingangsmessgroesse. Ist jedoch die Impulsfrequenz konstant, so ist der gemessene Wert ein Mass fuer das Tastyerhaeltnis der Eingangsmessgroesse gemaees Fig. 3 * und 3b. In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Messung und Registrierung von analogen elektrischen Messgroessen dargestellt. Ueber den Eingang 11 werden die analogen Messgroessen einem vorgeschalteten Analog-Digital-Umsetzer 12 und einem Trigger 13 zugefuehrt. Der Analog-Digital-Umsetzer 12 liefert als Ausgangsmessgroesse eine der analogen Eingangsmessgroesse direkt proportionale Impulsfrequenz mit konstantem Tastverhaeltnis. Diese Messgroessen sind zur sofortigen Weiterverarbeitung geeignet, somit; koennen auch analoge elektrische Messgroessen, die z.B.. bei Temperatur- und analogen Drehzahlmessungen anfallen, verarbeitet werden.

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Claims

Patentansprüche

.)Schaltungsanordnung zur elektronisch-mechanischen Messung und Registrierung der Impulsfrequenz oder des Tastverhaeltnisses von impulsfoermigen Messgroessen mittels Kompensationsmethode, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Zusammenwirken einer monostabilen Kippstufe (3)_t zur Hilfsgroessenbildung, mit einer Begrenzerschaltung (2) ueber eine Vergleichsstelle (4) die. Nachbildung der Impulsform einer Hilfsgroesse an die Impulsform einer zu messenden Groe-sse erfolgt und bei Nichtübereinstimmung derselben die Verweilzeit der monostabilen Kippstufe (3) derart beeinflusst wird,. dass die Differenzspannung, durch einen Verstaerker (5) verstaerkt,¹ ueber einen Motor (6) und ein Getriebe (7) eine diese Verweilzeit bestimmende, vorzugsweise als Potentiometer ausgebildete Rueckkopplung (8 / steuert und zur Erfassung der mechanisch ueber eine Antriebswelle (9) des Getriebes (7) uebertragenen Werte, eine Anzeige- und Registriervorrichtung (10) nachgeordnet ist,
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass fuer die Umwandlung von analogen Messgroessen in impulsfοermige Messgroessen ein Analog-Digital-Umsetzer (12) und ein Trigger (13) vorgeschaltet sind.

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