DE2317821C3 - Vorrichtung zur digitalen Erfassung und Speicherung analoger Meßwerte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur digitalen Erfassung und Speicherung analoger Meßwerte, mit einem Spannungs/Frequenz-Umfor-

π mer zur Umsetzung eines Analogwertes in eine Si-

¹^ gnalfolge, sowie mit einer Zählschaltung, die aus dieser Signalfolge einen dem Meßwert entsprechenden Digitalwert ermittelt.

Es ist bekannt, analoge Meßwerte mittels eines, Spannungs/Frequenz-Umformers in eine Impulsfolge mit einer der Meßspannung proportionalen Impulsfrequenz umzusetzen und die Impulse einer Zählschaltung zuzuführen. Die Zählschaltung zählt innerhalb einer vorgegebenen Meßzeit die anfallenden Impulse, deren Anzahl ein digitales Maß für den analogen Meßwert darstellt. Die von der Zählschaltung ermittelten Werte werden beispielsweise zur Steuerungeiner Anzeigeeinrichtung verwendet oder dienen als Führungsgröße für digital arbeitende Regelkreise.

Derartige Vorrichtungen arbeiten nur dann fehlerfrei, solange der Umformer und die Zählschaltung mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt werden. Sobald die Betriebsspannung kurzzeitig unterbrochen wird, geht die im Zähler vor Eintritt der Strömung gespeicherte Information verloren; außerdem arbeitet der Spannungs, Frequenz-Umformer während dieser Zeit entweder gar nicht oder er liefert Impulsfolgen mit anderer Frequenz. Auch bei Wiederkehr der Betriebsspannung stellt sich der Zähler nicht selbsttätig auf die vor der Störung ermittelten Zählwerte ein. Die der Zählschaltung nachgeschalteten Vorrichtungen erhalten demzufolge falsche Zählwerte, so daß erhebliche Störungen im Arbeitsablauf entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung solcher Störungen eine Vorrichtung zur laufenden digitalen Erfassung und Speicherung anzugeben, die bei Unterbrechung oder Ausfall der Betriebsspannung in der Lage ist, den vor Eintritt der Störung ermittelten Zählwert festzuhalten, der bei Spannungsrückkehr sofort wieder zur Verfügung stehen muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Zählerstand des Zählers nach Umsetzung durch einen Digital-Analog-Wandler (D/A-Wandler) in einem Analogwert-Speicher gespeichert ist, der mit dem Ausgang des Wandlers verbunden ist, und daß eine Überwachungsschaltung vorgesehen ist, die bei Unterbrechung oder Ausfall der Betriebsspannung den Speicher vom Ausgang des Wandlers galvanisch trennt und die bei Rückkehr der Betriebsspannung den Zählerstand des Zählers auf den im Speicher enthaltenen Analogwert einstellt und den Speicher mit dem Ausgang des Wandlers verbindet.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Betriebsspannung durch die Überwachungsschaltung abgetastet. Unterschreitet die Betriebsspannung einen vorgegebenen Wert, dann wird der Analogwertspeicher vom Wandler galvanisch abgetrennt, so daß der eingespeicherte Analogwert unverändert erhalten bleibt. Als analoge Speicher werden bevorzugt kapazitive Speicher, insbesondere hochwertige Kondensatoren mit geringer Selbstentladung, verwendet. Ist die Störung beseitigt, dann verbindet die Überwachungsschaltung den Speicher wieder mit dem Ausgang des Wandlers und stellt gleichzeitig den Zählerstand des Zählers auf denjenigen Wert ein, der dem im Speicher verbliebenen Analogwert entspricht. Vorteilhaft ist es, wenn zur Einstellung des Zählers ein selbstschwingender Taktgeber vorgesehen ist, der bei Rückkehr der Betriebsspannung so lange Taktimpulse auf den

. _ng des Zählers gibt, bis der Zählerstand dem eichenen Analogwert entspricht. Eine besonders tPilhafte Lösung besteht darin, daß die Überwa^vjf „«schaltung einen Umschalter besitzt, der bei ο- kkehr der Betriebsspannung den Eingang des 7"hle mindestens so lange mit dem Taktgeber ver- t fet und den Ausgang des Spannungs Frequenz-Ii formers vom Zählereingang abtrennt, bis der X1 mf den gespeicherten Analogwert eingestellt

^1St ι folaenden werden zwei Ausführungsbeispiele h ,(er Erfindung an Hand der Zeichnung näher er-

r^Chrt in der Zeichnung zeigt

Fe' 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemä-

β nAusiührungsform zur laufenden digitalen Erfas-

„ml Sneicherune analoger Meßwerte. _su„g und^ _Blocksch ^g _altbikl ^_{iner weiteren Ausfuh}.

form In der Zeichnung sind gleiche Baueinheii^Unm» Seichen Bezugszeichen versehen.

Eme analoge Meßspannung U_t liegt am Eingang ₁₇ eines Spannungs/Frequenz-Umformers 1. Dieser Umformer gibt an seinem Ausgang 18 Impulse etwa 1 net-inter Höhe ab, deren Frequenz in Abhängigkeit ^ko,fderGröSe der Meßspannung ansteigt. Es sind ve schiede, e Ausführungsformen derartiger Umfor-I 7 B. aus der deutschen Auslegeschrift

d ihre Arbeitsweise ist in der einschlägihinreichend beschrieben. Die Impulse US Mh schaltung 2 zugeführt, die die in ei- « voieeEebenen Zeit anfallenden Impulse ermittelt. Der Schalung 2 ist ein Wandler nachgeschaltet, ierifdenvonderZählschaltungermitteltenZählw.ert Sf ene anSoge Größe, z. B. eine Spannung U_A , umnHHt Diese Spannung U_A , wird in einem Kundenratöfl4ger_Peich^Pert.Die⁸Lades_PannungdesKonden-14 ist somit dem am Eingang 17 anliegenden

15 densators 14 mit der Ausgangsspannung des Wand lers 3. Während dieses Vergleiches gelangen Taktimpulse vom Taktgeber 6 in die Zählschaltung 2. Sobald die Zählschaltung 2 den Analogwert erreicht,_der dem im Kondensator gespeicherten Wert entspricht, gelangt ein Signal vom Ausgang 21 des Vergleichers 8 an den Grenzwertfühler 7. Dieser schaltet bei bintreffen des Signals den Taktgeber von der Zanlschaitung ab und verbindet diesen wieder mit dem Span_{nungs/Frequenz}__Umformer. Gleichzeitig schließt der Grenzwertfühler den Ein/Aus-Schalter 9, so daß der Speicherkondensator 14 wieder mit dem Ausgang des Wandlers verbunden ist. Damit ist die Vorrichtung zur Erfassung eines analogen Meßwertes wieder am den Zustand eingestellt, den sie vor Eintritt der Morung innehatte.

_Zur verbesserung der Speicherwirkung des Kondensators 14 ist dieser über einen Halteverstarker 4 mit hochohmigem Eingang und der Spannungsverao Stärkung 1 an den Eingang 20 des.Vergleichers Sangeschlossen. Der Halteverstärker 4 belaste den Kondensator nicht nennenswert und besitzt einen niederohmigen Ausgang.

Bei dem geschilderten Überwachung«.gang >5 kommt es darauf an, den Kondensator so schnell wu. möglich vom Ausgang des Wandlers abzutrennen, da mit die Kondensatorladung nicht«~ J..^du"*"™^ vorgänge infolge der aufgetretenen Störung verändert wird. Andererseits muß die Abschaltung auch über längere Zeit so hochohmig wie möglich sein um die

Selbstentladung des Kondensators ™^ed"8 ^ f^ Ein Relaiskontakt würde die letztgenannte Bedingung

der Hochohmigkeit erfüllen. D«.f»J ^"^ . füllt ein Relais jedoch nur unzureichend, da es im ver gleich zu einem Halbleiterschaltelement e.ne große Ansprechzeit hat. v,,,·™«,. _hei dem die

¥^m Netzte,. 22 Störungen auf, die eine kurz der .^-JJJg ^^^

zeitige Unterbrechung oder den vollständigen Ausfal *>^^^ί D^S hf Sr Kondensator auch

der Betriebsspannung zur Folge haben dann spricht ^auJ ^sei" ^K« ^{^Jital/Analog-Wandler abgetrennt

der Grenzwertfühler 7 an und öffnet den Ein/Aus- 55 galvanisch vom D 8^™log unterbun-

Schalter 9 Dadurch wird der Kondensator 14 vom und eine Entladung uoer diesen w g

Analogwert eingestellt wird. Denn zu diesem Zeitpunkt ist nicht das Vorzeichen der angelegten Eingangsspannung LJ_E, sondern der der Kondensatorspannung maßgebend. Die Betätigung des Umschalters 15 besorgt der Grenzwertfühler 7. Die Vorzeichenlogik wird wieder mit dem Eingang 17 verbunden, wenn der Eingang der Zählschaltung 2 mit dem Spannungs/Frequenz-Ümformer und der Ausgang des Umsetzers mit dem Kondensator verbunden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur digitalen Erfassung und Speicherung analoger Meßwerte, mit einem Spannungs/Frequenz-Umformer zur Umsetzung eines Analogwertes in eine Signalfolge, sowie mit einer Zählschaltung, die aus dieser Signalfolge einen dem Meßwert entsprechenden Digitalwert ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zäh- !erstand des Zählers (2) der Zählschaltung nach Umsetzung durch einen Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler, 3) in einem Analogwert-Speicher gespeichert ist, der mit dem Ausgang des D/A-Wandiers verbunden ist, i'nd daß eine Üherwachungsschaltung (5) vorgesehen ist, die bei Unterbrechung oder Ausfall der Betriebsspannung den Speicher vom Ausgang des D A-Wandlers galvanisch trennt und die bei Rückkehr der Betriebsspannung den Zählerstand des Zählers auf den im Speicher enthaltenen Analogwert einstellt und den Speicher mit dem Ausgang des D. A-Wandlers verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß für die Einstellung des Zählers (2) ein selbstschwingender Taktgeber (6) vorgesehen ist, der so lange Taktimpulse auf den Eingang des Zählers gibt, bis der Zählerstand dem gespeicherten Analogwert entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (5) einen Vergleicher (8) mii zwei Eingängen enthält, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des D; A-Wandlers (3) und dessen zweiter Eingang mit dem Analogwert-Speicher verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogwert-Speicher ein Kondensator (14) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (14) ein hochohmiger Halteverstärker (4) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Vergleichers (8) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (5) einen Umschalter (10) enthält, der bei Rückkehr der Betriebsspannung den Eingang des Zählers mindestens so lange mit dem Taktgeber (6) verbindet und den Ausgang des Spannungs/Frequenz-Umformers (1) vom Zählereingang abtrennt, bis der Zähler (2) auf den gespeicherten Analogwert eingestellt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des D/ A-Wandlers (3) und dem Speicher (14) ein als Ein /Aus-Schalter arbeitender Relaiskontakt (12) in Reihe mit einem Halbleiterschalter (11) geschaltet ist.

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