DE2313758C3 - Method for the digital quadrature of the ratio of a variable measuring frequency to a constant basic frequency, in particular for weight measurement with string scales - Google Patents
Method for the digital quadrature of the ratio of a variable measuring frequency to a constant basic frequency, in particular for weight measurement with string scalesInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Quadratur des Verhältnisses einer variablen Meßfrequenz zu einer konstanten Grundfrequenz, insbesondere zur Gewichtsmessung mit Saitenwaagen nach Patent 66 781 und zur inkrementalen Berechnung mit zwei aufeinanderfolgenden Zählintervallen unter Verwendung von voreinstellbaren Zählern.This invention relates to a method of digitally quadrating the ratio of a variable measurement frequency to a constant basic frequency, especially for weight measurement with string scales according to the patent 66 781 and for incremental calculation with two consecutive counting intervals using of presettable counters.
Die Erfindung ist eine vorteilhafte Weiterbildung der ersten Zusatzanmeldung P 19 47 605.2 (I. Zusatz zu Patent 17 66 781).The invention is an advantageous development of the first additional application P 19 47 605.2 (I. addition to Patent 17 66 781).
Bei Saitenwaagen wird das zu messende Gewicht bestimmt durch die Eigenfrequenz der durch eine Vorlast V und ein Gewicht G belasteten Meßsaite. Bei einer biegeschlaffen Saite ergibt sich für die Eigenfrequenz das bekannte WurzelgesetzIn the case of string scales, the weight to be measured is determined by the natural frequency of the measuring string loaded by a preload V and a weight G. In the case of a slack string, the natural frequency is the well-known law of the square root
fx={kKfx = {kK
mit K= V+ G und dem Faktor k. with K = V + G and the factor k.
Ist die Saite nicht vollständig biegeschlaff, so daß die Einspannbedingungen diese Abhängigkeit s.tören, sind Korrekturglieder hinzuzufügen, so daß sich folgende sehr gute Näherung ergibt:If the string is not completely slack so that the clamping conditions disturb this dependency Add correction terms so that the following very good approximation results:
fx=fx =
fxfx
IJkK- l+mIJkK- l + m
k, 1, m sind so zu bestimmende Konstanten, daß die implizite Funktion von der realen Saite möglichst genau erfüllt wird. Zur Berechnung der Größe K ist die Gleichung nach Kaufzulösen: k, 1, m are constants to be determined in such a way that the implicit function is fulfilled as precisely as possible by the real string. To calculate the quantity K , the equation has to be solved for K :
K = —K = -
-fx+fx2)-fx + fx 2 )
Bei den bekannten Saitenwaagen wird die Frequenzmessung üblicherweise unter Zuhilfenahme einer zweiten Saite mit konstanter Vorlast, d. h. konstanter Eigenfrequenz, der Vergleichsfrequenz fo, vorgenommen. Gemessen wird dann nicht fx, sondern·=^-. Da fo eine feste Zahl ist, kann damit erweitert werden, so daß an Stelle von fx als Variable nur noch ^j- auftritt.In the known string scales, the frequency measurement is usually carried out with the aid of a second string with a constant preload, ie a constant natural frequency, the comparison frequency fo . Then not fx is measured, but · = ^ -. Since fo is a fixed number, it can be expanded so that only ^ j- occurs instead of fx as a variable.
mfo ~k~mfo ~ k ~
mfo (fx\ tf_ ffx\2 k Kf0J+ k \fo) mfo (fx \ tf_ ffx \ 2 k Kf 0 J + k \ fo)
oder mitor with
a ■- —.a ■ - -.
mfomfo
T~; T ~ ;
c =c =
SASA
G = a + bl^f- G = a + bl ^ f-
(ΙΞ.)2 (ΙΞ.) 2
KfO )KfO)
Mit den bekannten Anordnungen, auch der gemäß der DE-AS 2148 323, kann nur der Fall 6=0 berücksichtigt werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Gewichtsberechnung durch einWith the known arrangements, including those according to DE-AS 2148 323, only the case 6 = 0 can must be taken into account. The object of the invention is to calculate the weight by a
so vollständiges Polynom zweiten Grades mit einem Verfahren zu ermöglichen, welches mit einfachen Zählschaltungen auskommt.so complete second degree polynomial with one To enable method which manages with simple counting circuits.
Die Erfindung löst die Aufgabe gemäß den in den Patentansprüchen definierten Merkmalen. Sie geht dabei aus von der Aufteilung der Polynomberechnung in zwei Zählintervalle TX und T2, wobei das erste Zählintervall TX gegeben ist durch den Quotienten aus einer festen Zahl A geteilt durch die konstante Vergleichsfrequenz fo und das anschließende zweite Zählintervall T2 bestimmt ist durch die Zeit, in der die in dem ersten Zählintervall aufsummierten Zählimpulse der Frequenz fx mit der Frequenz fo wieder bis zum Wert 0 subtrahiert werden unter Verwendung von voreinstellbaren Zählwerken und besteht darin, daß in dem ersten Zählintervall 7Ί, einem voreingestellten Grundzähler 1, Impulse der Vergleichsfrequenz fo, einem voreingestellten Steuerzähler 2, Impulse der Frequenz fx zur Aufwärtszählung und einem MeßzählerThe invention achieves the object according to the features defined in the patent claims. It is based on the division of the polynomial calculation into two counting intervals TX and T2, where the first counting interval TX is given by the quotient of a fixed number A divided by the constant comparison frequency fo and the subsequent second counting interval T2 is determined by the time in which in the first counting interval summed up counting pulses of the frequency fx with the frequency fo are subtracted again up to the value 0 using presettable counters and consists in that in the first counting interval 7Ί, a preset basic counter 1, pulses of the comparison frequency fo, a preset Control counter 2, pulses of frequency fx for counting up and a measuring counter
3 Impulse der Frequenz fx zur Zählung zugeführt werden, wobei das erste Zählintervall Tl endet, wenn der Inhalt des Grundzählers 1 Null erreicht und sich ein zweites Zählintervall T2 anschließt, indem dem Meßzähler 3 Impulse der Meßfrequenz fx und dem -> Steuerzähler 2 Impulse der Vergleichsfrequenz Io zur Abwärtszählung zugeführt werden, wobei die zweite Zählphase endet wenn der Inhalt des Steuerzählers 2 Null erreicht und der Meßzähler 3 dann das gewünschte Ergebnis beinhaltet. ι υ3 pulses of frequency fx are supplied for counting, the first counting interval Tl ending when the content of the basic counter 1 reaches zero and a second counting interval T2 follows, giving the measuring counter 3 pulses of the measuring frequency fx and the -> control counter 2 pulses of the comparison frequency Io can be supplied for counting down, the second counting phase ending when the content of the control counter 2 reaches zero and the measuring counter 3 then contains the desired result. ι υ
Im folgenden wird im Hinweis auf die F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel erläutertIn the following, referring to FIG. 1 explains a first embodiment
Vor der ersten Zählphase wird der Grundzähler 1 auf die Zahl A, der Steuerzähler 2 auf die Zahl B und der Meßzähler 3 auf die Zahl C voreingestellt In der ersten \ -, Zählphase Ti erhält der Grundzähler 1 die Impulse der Frequenz fo über das Und-Tor U1 und zählt abwärts. Die Phase des ersten Zählintervalls endet beim Nulldurchgang des Grundzählers 1. Damit ergibt sich die Dauer des ersten Zählintervalls zu Tt=-ß-. Before the first counting phase, the basic counter 1 is preset to the number A, the control counter 2 to the number B and the measuring counter 3 to the number C. In the first \ -, counting phase Ti , the basic counter 1 receives the pulses of the frequency fo via the And- Gate U 1 and counts down. The phase of the first counting interval ends when the basic counter 1 crosses zero. This results in the duration of the first counting interval as Tt = -ß-.
fofo
Während des ersten Zählintervalls zählt der Steuerzähler 2 über das Und-Tor t/2 Impulse der Meßfrequenz aufwärts. Am Ende von Tl beträgt sein InhaltThe control counter counts during the first counting interval 2 via the AND gate t / 2 pulses of the measuring frequency upwards. At the end of Tl its content is
Während des anschließenden zweiten Zählintervalls T2 zählt der Steuerzähler über das Und-Tor i/3 Impulse der Vergleichsfrequenz abwärts, bis der Nulldurchgang erreicht wird. Damit ergibt sichDuring the subsequent second counting interval T2, the control counter counts down i / 3 pulses of the comparison frequency via the AND gate until the zero crossing is reached. This results in
Tl =Tl =
TX fx + BTX fx + B
fofo
= A V- 2 + B = A V- 2 + B
Zählwerk 5 hintereinander ausgeführt werden, wobei eine längere Meßzeit in Kauf genommen werden muß.Counter 5 are carried out one after the other, with a longer measuring time must be accepted.
Die Einsparung eines Zählwerks erfordert eine einfache, aus einem 2-bit-ZähIer und wenigen logischen Schaltelementen aufgebaute Ablaufsteuerung. Diese läßt vier Phasen nacheinander ablaufen. In der ersten Phase (Dauer wenige Millisekunden) wird der Steuerzähler 2 auf die Zahl B und der Grund- und Meßzähler (Zählwerk 5) auf die Zahl A voreingestellt Sodann beginnt die zweite Phase, deren Dauer Ti beträgt und die durch den Nulldurchgang des Zählwerks 5 beendet wird. Während dieser Phase werden dem Steuerzähler 2 Impulse der Meßfrequenz fx über das Und-Tor Ui auf dem Aufwärtseingang und dem Zählwerk 5 Impulse der Vergleichsfrequenz fo über Und-Tor i/4 auf dem Abwärtseingang zugeführt Der Nulldurchgang des Zählwerks 5 leitet die dritte Phase ein (Dauer einige Millisekunden), in der der Steuerzähler 2 seinen Zählerstand behält und das Zählwerk 5 auf die Zahl C voreingestellt wird. In der sich anschließenden vierten Phase der Dauer T2 werden dem Steuerzähler 2 Impulse der Vergleichsfrequenz fo über Und-Tor [/2 auf den Abwärtseingang und dem Zählwerk 5 Impulse der Meßfrequenz fx über Und-Tor i/3 auf den Aufwärtseingang zugeführt. Die vierte Phase wird beendet durch den Nulldurchgang des Steuerzählers 2. Die Zählerstände ergeben sich aus folgender Rechnung.The saving of a counter requires a simple sequence control made up of a 2-bit counter and a few logic switching elements. This allows four phases to run in succession. In the first phase (duration of a few milliseconds), the control counter 2 is preset to the number B, and the primary and measuring counter (counter 5) to the number A Then the second phase, is the duration of Ti and through the zero crossing of the counter 5 starts is terminated. During this phase, the control counter receives 2 pulses of the measuring frequency fx via the AND gate Ui on the upward input and the counter 5 pulses of the comparison frequency fo via the AND gate i / 4 on the downward input.The zero crossing of the counter 5 initiates the third phase ( Duration a few milliseconds), in which the control counter 2 retains its counter reading and the counter 5 is preset to the number C. In the subsequent fourth phase of duration T2 the control counter receives 2 pulses of the comparison frequency fo via the AND gate [/ 2 on the down input and the counter 5 pulses of the measurement frequency fx via the AND gate i / 3 on the up input. The fourth phase is ended by the zero crossing of the control counter 2. The counter readings result from the following calculation.
Die Dauer der zweiten Phase ergibt sich zu Π —γ-· Nach Π enthält der Steuerzähler die ZahlThe duration of the second phase results from Π —γ- · After Π the tax counter contains the number
Während der Zählintervalle Ti und T2 zählt der auf die Zahl C voreingestellte Meßzähler Impulse der Meßfrequenz fx aufwärts. Dadurch ergibt sich ein Zählerstand am Ende von T2zuDuring the counting intervals Ti and T2, the measuring counter preset to the number C counts up pulses at the measuring frequency fx . This results in a counter reading at the end of T2 zu
G = (Γ1 + Γ2)·/χG = (Γ1 + Γ2) / χ
4545
Durch Koeffizientenvergleich mit Gleichung (*) lassen sich die Voreinstellungen bestimmen:The default settings can be determined by comparing the coefficients with equation (*):
A = c; B=b-c; C= aA = c; B = b-c; C = a
Ein zweites Ausführungsbeispiel beschreibt nach Fig.2 eine Schaltung, bei der die Funktion des Grundzählers 1 und des Meßzählers 3 von einemA second embodiment describes a circuit according to Figure 2, in which the function of the Basic counter 1 and the measuring counter 3 of one
B + TX -Jx = B + A B + TX -Jx = B + A
fifofifo
Die Dauer der vierten Phase ergibt sich zuThe duration of the fourth phase results in
T2 „ ±7 T2 " ± 7
fofo
Tl = -.-(B + ATl = -.- (B + A
Am Ende der vierten Phase enthält das Zählwerk 5 die ZahlAt the end of the fourth phase, the counter 5 contains the number
G = Tl fx + C G = Tl fx + C
Durch Koeffizientenvergleich mit der Gleichung (·) können die Größen A, B und C bestimmt werden zu A = c; B= b; C= a. By comparing the coefficients with the equation (·), the quantities A, B and C can be determined as A = c; B = b; C = a.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732313758 DE2313758C3 (en) | 1973-03-20 | 1973-03-20 | Method for the digital quadrature of the ratio of a variable measuring frequency to a constant basic frequency, in particular for weight measurement with string scales |
CH380274A CH577164A5 (en) | 1973-03-20 | 1974-03-19 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19732313758 DE2313758C3 (en) | 1973-03-20 | 1973-03-20 | Method for the digital quadrature of the ratio of a variable measuring frequency to a constant basic frequency, in particular for weight measurement with string scales |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2313758A1 DE2313758A1 (en) | 1974-10-03 |
DE2313758B2 DE2313758B2 (en) | 1980-04-24 |
DE2313758C3 true DE2313758C3 (en) | 1982-06-09 |
Family
ID=5875294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19732313758 Expired DE2313758C3 (en) | 1973-03-20 | 1973-03-20 | Method for the digital quadrature of the ratio of a variable measuring frequency to a constant basic frequency, in particular for weight measurement with string scales |
Country Status (2)
Country | Link |
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CH (1) | CH577164A5 (en) |
DE (1) | DE2313758C3 (en) |
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1973
- 1973-03-20 DE DE19732313758 patent/DE2313758C3/en not_active Expired
-
1974
- 1974-03-19 CH CH380274A patent/CH577164A5/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2313758A1 (en) | 1974-10-03 |
CH577164A5 (en) | 1976-06-30 |
DE2313758B2 (en) | 1980-04-24 |
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