DE2400285A1

DE2400285A1 - Auswerteeinrichtung fuer frequenz- oder periodendaueranalogen messignalen

Info

Publication number: DE2400285A1
Application number: DE2400285A
Authority: DE
Inventors: Gert Dipl Ing Schroeder
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1974-01-04
Filing date: 1974-01-04
Publication date: 1975-07-17
Also published as: US4004137A; SE405176B; IT1028137B; GB1495566A; FR2257092B1; DE2400285C2; SE7500003L; NL7500041A; JPS50107975A; FR2257092A1

Description

PHILIPS PATENTYERV/ALTUNG GMBH, 2 Hamburg 1, Steindamm 94

Auswerteeinrichtung für frequenz- oder periodendaueranalogen

Meßsignalen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur digitalen Auswertung von durch die Frequenz oder die Periodendauer von Meßimpulsfolgen dargestellten physikalischen Meßgrößen mitteils eines Zählers, dessen Zählerstand am Ende einer Meßperiode die Meßgröße direkt angibt.

Bei der Übertragung von Meßwerten in Form von elektrischen Signalen über längere Strecken treten oft Probleme auf, da Stör'signale das elektrische Signal und damit den dargestellten Meßv/ert verfälschen. Diese Probleme sind mit am geringsten bei der Verwendung einer frequenzanalogen oder periodendaueranalogen Darstellung der Meßgröße, d.h. die gemessene physikalische Größe wird in ein Impulssignal oder ■Wechselspannungssignal umgeformt, dessen Frequenz oder dessn Periodendauer den Wert der Meßgröße angibt. Damit ist eine störungssichere Übertragung von Meßwerten möglich, da die Frequenz oder die Periodendauer von Wechselsignalen wesentlich schwerer gestört

PHD 74-003 Po/Sa

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werden kann als Gleichspannungen oder Gleichströme.

Dieses Verfahren hat noch einen weiteren wesentlichen Vorteil. Die übertragenen Meßgrößen sollen am Empfangsort meistens entweder angezeigt werden oder in einen Prozeßrechner, der meistens digital arbeitet, eingegeben werden. Dies läßt sich bei frequenz- oder periodendaueranalogen Signalen besonders leicht durch die Verwendung von digitalen Zählern erreichen.

Dabei entstehen jedoch gewisse Schwierigkeiten dadurch, daß insbesondere die Meßwertaufnehmer gewissen Fertigungstoleranzen unterliegen, so daß der Anfangswert wie auch der Proportionalitätsfaktor zwischen der Meßimpulsfolge und der dadurch dargestellten Meßgröße variieren kann bzw. nicht genau bekannt ist. lediglich die genaue Proportionalität zwischen der Meßgröße und der Meßimpulsfolge kann vorausgesetzt werden. Ferner wird auch bei der frequenzanalogen oder periodendaueranalogen Darstellung von Meßgrößen der Nullpunkt der Meßgröße durch einen endlichen Wert der Frequenz oder Periodendauer der Meßimpulsfolge wiedergegeben. Dieser unterlagerte Wert soll bei der Anzeige oder der Eingabe in einen Prozeßrechner, d.h. allgemein bei der Auswertung, möglist automatisch unterdrückt werden. Die Auswerteeinrichtung muß daher mit dem angeschlossenen Meßwertaufnehmer an zwei Fixpunkten geeicht werden, in-'dem sie also so eingestellt wird, daß sie bei zwei vorgegebenen, bekannten Meßgrößen die entsprechenden Werte möglichst direkt ausgibt.

Es sind verschiedene Zähler bekennt, die innerhalb eines einstellbaren Zählintervalls von einer bestimmten, eingestellten

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Anfangssteilung an die Impulse eines angelegten Impulssignals zählen. Bin derartiger Zähler ist beispielsweise die Type hp 5330 der Firma Hewlett Packard. Diese Zähler sind jedoch für die Auswertung frequenz- oder periodendaueranaloger Meßwertsignale nicht gut geeignet, weil ihre Einstellung bei den beiden vorgegebenen Fixpunkten schwierig ist, denn die Einstellung bei dem einen Fixpunkt ändert zwangsläufig die Einstellung bei dem anderen Fixpunkt, so daß nur eine iterative Einstellung möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auswerteeinrichtung mit einem Zähler für frequenzanalog oder periodendaueranalog dargestellte Meßgrößen anzugeben, die bei zwei vorgegebenen Fixpunkten möglichst einfach und sicher eingestellt werden kann. Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Zähler ein Vor- Rückwärtszähler ist, der von einer eine erste vorgegebene Meßgröße darstellenden voreingestellten Zählerstellung bei frequenzanalog dargestellten Meßgrößen während eines ersten Zeitfensters mit einstellbarer Dauer die Meßimpul3folge an dem Zähleingang für die eine Zählrichtung und während eines zweiten, gleich langen Zeitfensters eine Referenzimpulsfolge an dem Zähleingang für die entgegengesetzte Zählrichtung erhält, daß die Frequenz der Referenzimpulsfolge gleich der der Meßimpulsfolge bei der ersten vorgegebenen Meßgröße und die Dauer der Zeitfenster so eingestellt ist, daß beim Anlegen einer eine andere vorgegebene Meßgröße darstellenden Meßimpulsfolge der Inhalt des Zählers am Ende der mit dem letzten Zeitfenster endenden Meßperiode die andere Meßgröße darstellt. Auf diese Weise sind die Einstel-

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lungen der Einrichtung bei den beiden Fixpunkten vollständig unabhängig voneinander, denn bei dem ersten Fixpunkt wird die Referenzfrequenz eingestellt, die unabhängig von der Dauer des Zeitfensters ist, und beim zweiten Fixpunkt wird dann direkt die Dauer des'Zeitfensters eingestellt, wobei die Frequenz der Referenzimpulsfolge gleich ist.

Die beiden Zeitfenster können auch zeitlich zusammenfallen, wobei der Zähler dann gleichzeitig an beiden Zähleingängen die •entsprechenden Impulsfolgen erhält und somit deren Differenz zählt. Um zu verhindern, daß bei gleichzeitig eintreffenden Impulsen an beiden Zähleingängen eine falsche Zählung erfolgt, ist es zweckmäßig, die beiden Impulsfolgen zu synchronisieren, ι

ι ₍ Diese Synchronisationsstufe kann dann auch gleichzeitig die Differenz der beiden Impulsfolgen bilden, so daß der Zähler nur die Differenzimpulse an dem Zähleingang erhält, der durch das Vorzeichen der Differenz bestimmt ist.

Die Zeitfenster können einfach mit Hilfe eines Steuerzählers erzeugt werden, in--dem der Steuerzähler eine bestimmte Anzahl von Taktimpulsen einer Taktimpulsfolge zählt. Die Dauer der bzw. des Zeitfensters kann leicht durch Ändern dieser Anzahl geändert werden, in-dem der Zähler auf die dieser Anzahl entsprechende Stellung gesetzt wird und von dort auf Null zurückzählt.

Bei periodendaueranalog dargestellten Meßsignalen löst die Erfindung die o.g. Aufgabe dadurch, daß der Zähler ein Vor-

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Rückwärtszähler ist, der von einer eine erste vorgegebene Meßgröße darstellenden voreingestellten Zänlerstellung bei periodendaueranalog dargestellten Meßgrößen während eines ersten Zeitfensters, dessen Dauer durch eine einstellbare Anzahl von Meßimpulsen bestimmt ist, eine Taktirapulsfolge fester Frequenz an dem Zähleingang für die eine Zählrichtung und während eines zweiten Zeitfensters, dessen Dauer durch die gleiche Anzahl von Referenzimpulsen bestimmt ist, die Taktimpulsfolge an dem Zähleingang für die entgegengesetzte Zählrichtung erhält, daß die Frequenz der Referenzimpulsfolge gleich der der Meßimpulsfolge bei der ersten vorgegebenen Meßgröße und die Dauer der Zeitfenster bestimmende Anzahl so eingestellt ist, daß beim Anlegen einer eine andere vorgegebene Meßgröße darstellenden Meßimpulsfolge der Inhalt des Zählers am Ende der mit dem letzten Zeitfenster endenden Meßperiode die andere Meßgröße darstellt. Es wird also genau der gleiche Aufbau wie bei der Auswertung frequenzanalog dargestellter Meßgrößen mit dem gleichen Funktionsablauf verwendet, lediglich die Zuordnung der Signale und damit die Bemessung der Zeitfenster muß in der angegebenen Weise geändert werden. Aus einem später zu erläuternden Ausführungsbeispiel ist zu ersehen, daß dies praktisch nur durch Vertauschen von Signalleitungen erfolgen kann. ·

Auch hier können wieder die Zeitfenster mit Hilfe eines Steuerzählers erzeugt werden, der eine einstellbare Anzahl von Impulsen zählt, in diesem Falle jedoch zunächst die Meßimpulse und danach die Referenzimpulse. Da je nach Meßbereich der Zähler

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am Ende des ersten Zeitfensters weit über seine am Ende der Meßperiode erreichte Stellung hinauszählt, brauchen ,nur die unteren Zählstufen des Zählers an die Anzeigevorrichtung oder an den Rechner angeschlossen zu sein, entsprechend der maximalen Meßgröße.

Auch bei der Auswertung periodendaueranaloger Meßsignale können die beiden Zeitfenster gleichzeitig beginnen. Da sie nun aber außer bei der ersten vorgegebenen Meßgröße verschieden lang sind, während der Zähler bei beiden Zeitfenstern dieselbe Taktimpulsfolge zählt, braucht der Zähler nun nur während der Zeit zu zählen, während der das eine Zeitfenster bereits beendet ist, das andere jedoch noch nicht. Die Zählrichtung hängt davon ab, welches Zeitfenster zuerst endet. Dies kann zweckmäßig mit zwei Steuerzählern realisiert werden, die gleichzeitig die entsprechenden verschiedenen Impulsfolgen zu zählen beginnen.

Sowohl bei der Einrichtung für die Auswertung von frequenzanalogen Meßsignalen wie bei der für die Auswertung von periodendaueranalogen Meßsignalen kann die Zählrichtung des Zählers leicht dadurch umgekehrt werden, daß den beiden Eingängen für die beiden Zählrichtungen eine TTmschaltvorrichtung vorgeschaltet ist, die die Zählsignale vertauscht. Wenn dieses Vertauschen durch den Uulldurchgang des Zählers gesteuert wird, läßt sich der Zähler quasi im negativen Zahlenbereich betreiben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Einrichtung zur Auswertung frequenzanalog dargestellter Meßsignale,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Einrichtung zur Auswertung von periodendaueranalog dargestellten Meßgrößen,

Fig. 4 ein Diagramm ar Erläuterung der Funktionsweise der Einrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 den Abschluß einer Auswertevorrichtung lediglich_an die mittleren Stufen des Zählers,

Fig. 6 eine Ausgestaltung zum Betrieb 'des Zählers im negativen Zahlenbereich.

Die Einrichtung in Fig. 1 enthält einen Zähler C, der als Vor-Rückwärtszähler ausgebildet ist und der für jede Zählrichtung einen Eingang besitzt, nämlich den Eingang u zum Vorwärtszählen bzw. Hochzählen und den Eingang d zum Rückwärtszählen. Diese Eingänge sind über je ein Gatter Gu und Gd an die Ausgänge der Synchronisierstufe S angeschlossen. Diese' Stufe erhält an ihren Eingängen die Meßimpulsfolge f„ und eine Referenzimpulsfolge ί aus dem Oszillator O mit konstanter Frequenz. Diese Eingangsimpulsfolgen werden mit einer Taktimpulsfolge f. synchronisiert, und außerdem wird die Differenz der beiden Eingangsimpulsfolgen im Raster der Taktimpulse gebildet. Das bedeutet, daß beispielsweise am oberen Ausgang der Synchronisierstufe ein Signal erzeugt wird, sobald in der Meßimpulsfolge i'_M ein Impuls mehr als in der Referenzimpulsfolge f eingetroffen ist. Falls jedoch in der Meßimpulsfolge f« ein Impuls weniger eintrifft, wird an-, unteren Ausgang der Synchronisierstufe S ein

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Impuls erzeugt. Diese Differenzbildung in der Synchronisierstufe S ist deswegen zweckmäßig, weil die Synchronisation der "beiden Impulsfolgen allein praktisch den gleichen Aufwand erfordert, und diese Synchronisation ist deswegen erforderlich, damit beim gleichzeitigen Eintreffen je eines Impulses in der Meßimpulsfolge -f« und f^ nicht gleichzeitig an beiden Eingängen des Zählers C ein Impuls erscheint, :

In die Leitungen für die beiden Zähleingänge u und d ist je ein Gatter Gu und Gd eingefügt, das von einem Steuerzähler CI angesteuert wird. Dieser Steuerzähler steuert ferner ein Gatter GD,über das die Anzeigeeinheit D an die Ausgänge des Zählers 0 angeschlossen ist, sowie ein Gatter GZ, das die binär kodierten Signale für die Zählerstellung Z₁ auf den Zähler C durchschaltet und ihn auf diese Stellung setzt. Dieee Signale und damit die Zählerstellung Z- sind von außen über Schalter einstellbar. Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß es sich bei den Steuerleitungen für die einzelnen Gatter um getrennte leitungen handelt, die hier der Einfachheit halber nur als eine Leitung dargestellt sind.

Der Steuer zähler GT erhält eine Takt impulsfolge i* mit konstanter Frequnz an seinem Zähleingang. Perner werden dem Steuerzähler die ebenfalls einstellbaren binär kodierten Signale für die Zählerstellung Zp zugeführt.

Zu Beginn einer Meßperiode, die durch ein einzelnes Signal oder wiederholt durch einen bistabilen Multivibrator ausgelöst

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werden kann, wird der Steuerzähler CT auf die eingestellte Stellung Zp gesetzt und gleichzeitig wird das Gatter GZ geöffnet und der Zähler C auf die Stellung Z₁ gesetzt. Zum Eichen der Einrichtung muß zunächst die Referenzfrequenz f_r an dem Oszillator O eingestellt werden. Dazu wird eine erste physikalische Größe an den Meßwertaufnehmer angelegt, beispielsweise 10⁰C bei einem Temperatüraufnehmer, so daß dieser eine Meßimpulsfolge i*_M1 mit entsprechender Frequenz liefert. Die Zahl Z₁ wird auf den Wert dieser physikalischen Größe eingestellt, das ist in diesem Falle 10. Die Referenzfrequenz f wird nun gleich der Meßfrequenz bei dieser Meßgröße eingestellt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Frequnz des Oszillators 0 so lange verändert' wird_? bis am Ende des Zeitfensters, wenn das Tor GD geöffnet und der Inhalt des Zählers C an der Anzeigeeinheit D angezeigt wird, festgestellt werden kann, daß sich die Zählerstellung gegenüber der Anfangsstellung, das ist in diesem Falle die Nullstellung, nicht verändert hat. Wenn die beiden Frequenzen der Eingangssignale der Synchronisationsschaltung S gleich sind, heben sich bi;s zum Ende des Zeitauf.

fensters die DifferenzimpuDsebei diesem Eichpunkt ist die Dauer des Zeitfensters beliebig, wie leicht einzusehen ist.

Zur Einstellung der Einrichtung am anderen Fixpunkt \fird nun¹ dem Meßwertaufnehmer ein anderer Wert der physikalischen Meßgröße, beispielsweise 100⁰C bei einem Temperaturaufnehmer zugeführt, so daß dieser nunmehr ein Meßsignal f«^ mit einer höheren Frequenz liefert. Nun wird die Dauer des Zeitfensters · so eingestellt, wobei die Referenzfrequenz unverändert bleibt,

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daß am Ende der.Meßperiode der auf der Anzeigeeinheit D angezeigte Inhalt des Zählers 0 gerade Z, = 100 ist. Da das das Zeitfenster darstellende Signal von dem Steuerzahler GT erzeugt wird, während er von der am Beginn der Meßperiode gesetzten Zählerstellung Z2 Ms auf die Nullstellung mit der konstanten Taktfrequenz 1* zurückzahlt, kann die Dauer des Zeitfensters also durch Verändern der Zähl Z^ eingestellt werden, die ihrerseits wieder von außerhalb zu betätigenden Schaltern eingestellt wird.

Die Pig. 2 erläutert diese Funktion anhand eines Diagramms. Die linke Achse C stellt die Zählerstellung des Zählers G dar, der am Beginn der Meßperiode auf der Stellung Z^ steht. Venn die Meßfrequenz f_M1 gleich der Referenzfrequenz i ist, verändert sich diese Zählerstellung Z₁ nicht, wie die untere gestrichelte Linie zeigt. Bei der Meßfrequenz iYj« ergibt sich eine Differenzfrequenz, der die Steigung der oberen gestrichelten Linie entspricht. Das Zeitfenster T wird nun so eingestellt, bis die obere gestrichelte Linie die rechte Achse, die den Zählerstand am Ende der Meßperiode bzw. die Anzeige darstellt, gerade bei der Zahl Z~ schneidet, der dem Wert der physikalischen Größe entspricht. Eine beliebige andere physikalische Größe, die eine Meßimpulsfolge f„ mit entsprechender Frequenz erzeugt, führt dann zu der die physikalische Größe direkt angebende Anzeige Z.

Eine Einrichtung zur Messung periodendaueranaloger Meßwerte ist in Fig. 3 dargestellt. Der obere Teil der Einrichtung ist genau gleich der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung aufgebaut

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und mit den gleichen Bezugszeichen versehen, lediglich die Synchronisationsstufe S erhält nur ein Eingangssignal, nämlich die Taktimpulsfolge i_c. Auch der Steuerzähler CT¹ erzeugt im Prinzip die gleichen Signale wie der Steuerzähler in der Pig. 1, nämlich zu Beginn der Meßperiode wird das Gatter GZ auf gesteuert und der Zähler C auf die Stellung Z₁ gesetzt, und am Ende der Meßperiode wird das Gatter GD geöffnet und der Inhalt des Zählers C auch der Anaeigeeinheit D angezeigt.

Lediglich die beiden den Zähleingängen u und d vorgeschalteten Gatter Gu und Gd werden nicht gleichzeitig, sondern durch entsprechend erzeugte Zeitfenster nacheinander geöffnet.

Der Steuerzähler CT¹ erhält nun zwei verschiedene Zählsignale, nämlich die Meßimpulsfolge f„ und die Referenzimpulsfolge f . Zu Beginn einer Meßperiode wird der Steuerzähler wieder auf die Zahl Z^fp gesetzt, und der Steuerzähler zählt dann mit der Meßimpulsfolge f„ auf Null zurück und erzeugt dabei ein das erste Zeitfenster T¹.. darstellendes Signal, das das Gatter Gu öffnet, so daß der Zähler C hochzählt. Wenn der Steuerzähler seine Nullstellung erreicht hat, wird er automatisch sofort wieder auf die Zahl Z¹« gesetzt und dann mit der Referenzimpulsfolge f auf die Nullstellung zurückgezahlt, und dabei erzeugt er ein das zweite Zeitfenster/darstellendes Signal, das das Eor Gd öffnet und den Zähler C wieder zurückzählt. Dies ist in dem Diagramm in Eig. 4 veranschaulicht.

Darin sei zunächst angenommen, daß die Meßfrequenz f_M1 den ersten Wert de; physikalischen Größe, in vorgenannten Beispiel

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1O⁰C, entspricht, und an dem Oszillator 0 ist die Referenzfrequenz ί auf den gleichen Wert eingestellt. Dann sind die beiden Zeitfenster T¹,. und !D'p gleich lang,und der Zähler C zählt während gleicher Zeitdauern mit der Taktfrequenz f zunächst hoch, wie durch das +Zeichen angegeben ist, und danach wieder zurück, wie durch das -Zeichen angegeben ist, und erreicht somit wieder seine Ausgangsstellung Z₁.

Wenn nun der zweite Wert der physikalischen Größe, im vorgenannten Beispiel 100⁰O, angelegt und eine Meßimpulsfolge iYj« mit größerer Periodendauer und damit kleinerer Frequenz erzeugt wird, wird das Zeitfenster I'.. länger, während das Zeitfenster T¹2 konstant bleibt und der Zähler C zählt längere Zeit in Torwärtsrichtung als anschließend in Rückwärtsrichtung.und behält damit am Ende des zweiten Zeitfensters, d.h. am Ende der Meßperiode, eine höhere Zählerstellung. Diese Zählerstellung ist durch den Unterschied der beiden Zeitfenster gegeben, und dieser Unterschied kann bei gegebenen Meßfrequenzen durch Verändern der Zahl Z¹« verändert werden, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Zur Eichung wird die Zahl Z^f ₂ bei der Meßimpulsfolge f^ so eingestellt, daß der Zähler C am Ende der Meßperiode gerade die Stellung Z, erreicht, die den zweiten Wert der physikalischen Größe angibt.

Aus Fig. 4 geht euch hervor, daß der Zähler C eine größere Kapazität haben muß, als dem höchsten Meßwert entspricht. Die Anzeige braucht dagegen nur so ausgelegt zu sein, daß sie den höchsten Meßwert anzeigen kann. Sie braucht also die höchsten Zählstufen des Zählers C nicht zu berücksichtigen. Dies ist in

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Fig. 5 dargestellt, wo die Anzeigeeinheit D nur an die Zählstufen C, bis C_n angeschlossen ist, wobei die Stufe C_n die höchste Stelle des größten anzuzeigenden Meßwertes enthält. Die Zahl der dahinter angeschlossenen Zählstufen C₊₁ usw. richtet sich nach dem zweiten Zeitfenster ϊ'ο» während dem der Zähler C von der maximal vorkommenden Zählerstellung auf den maximalen Meßwert zurückzählt. Dieses Zeitfenster ist zwar von der Zahl Z'o abhängig, jedoch bei abgeschlossener Eichung konstant. In Fig. 5 sind dem Zähler C ferner zwei Zählstufen C₁ und Cp vorgeschaltet, deren Eingänge umschaltbar sind, um die Anzeige auf der'Anzeigeeinheit D um eine oder zwei Stellen zu verschieben.

Eine Möglichkeit, bei der Auswertung periodendaueranaloger Meßwerte die Kapazität des Zählers C kleiner zu halten und gleichzeitig die Meßperiode zu verkürzen, besteht darin, beide Zeitfenster T^ und T'₂ gleichzeitig beginnen zu lassen. Aus Fig. 4 ist nämlich zu erkennen, daß die Stellung des Zählers C am Ende des zweiten Zeitintervalls gerade so viel von seiner Anfangsstellung Z₁ verschieden ist, wie er in dem Unterschied der ersten Zeitfenster I¹* bei verschiedenen Meßimpulsiolgen gegenüber der Meßimpulsfolge i'_M1 mehr zählt. Der Zähler C braucht daher erst nach' dem Ende des zuerst endenden Zeitfensters anzufangen zu zählen und mit dem Ende des zweiten Zeitfensters, das gleichzeitig mit dem ersten Zeitfenster begonnen hat, zu stoppen. Dann ergibt sich bei gleicher Anfangsstellung Z₁ des Zählers C und gleicher Anzahl Z^f ₂ die gleiche Endstellung Z,, wie in der unteren Linie des oberen Diagramms in Fig. 4 angegeben ist. In diesem Falle benötigt der Steuerzäh-.

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ler CT¹ jedoch zwei getrennte Zähler, von denen der eine die Meßfrequenz i' und der anderen die Referenzfrequenz f_r zählen, und zwar gleichzeitig beginnend.

Aus Fig. 4 ist auch zu ersehen, daß bei einer Meßi'requenz mit einer Periodendauer, die kürzer ist als die der Referenzfrequenz und die bei einer Meßgröße kleiner als der untere Fixpunkt erzeugt wird, das Zeitfenster T¹,. eher beendet ist als das Zeitfenster 3?'2« Auch in diesem Falle beginnt der Zähler C wieder bei Beendigung des zuerst endenden Zeitfensters, das ist in diesem Falle das Zeitfenster I¹-, zu zählen, jedoch nun in die entgegengesetzte Richtung, d.h. nach unten, da die Meßgröße, wie erwähnt, nun kleiner ist. Die Zählrichtung des Zählers'p wird durch das entsprechende Gatter Gu oder Gd bestimmt, so daß abhängig davon, welches der beiden Zeitfenster zuerst endet, nur eines der Gatter geöffnet wird.

Die bisher beschriebenen Einrichtungen können auch dazu verwendet werden, um negative Meßgrößen vorzeichenrichtig anzu-

entsprechend Fig. 3
zeigen. Dazu wird/den Zähleingängen u, d des Zählers C eine Umschaltvorrichtung U direkt vorgeschaltet, die die Signale u¹, d¹ für die beiden Zählrichtungen vertauscht. Bei einem negativen Meßwert - zählt der Zähler C zunächst zurück, bis er seine Nullstellung erreicht hat. Damit erzeugt er ein Steuersignal m, das die Umschaltvorrichtung U betätigt, so daß die weiter auf dem Rückwärtszähleingang d¹ eintreffenden Impulse dem Torwärtszähleingang u des Zählers zugeführt werden. Gleichzeitig betätigt dieses Umschaltsignal auch die Darstellung V des Minuszeichens vor der Anzeige. Die Erzeugung des Umsehaltsignals

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"berücksichtigt nicht nur das durch die Nullstellung des Zählers C erzeugte Steuersignal, sondern auch die Zählimpulse für die "beiden Zählrichtungen, denn wenn der Zähler G von positiven Werten herkommend die Nullstellung erreicht, und danach ein Impuls auf der Leitung u¹ für die Torwartsrichtung erscheint, darf die Umschaltung noch nicht betätigt werden. Das Steuersignal m kann auch durch einen von außen "betätigten Schalter erzeugt werden, wenn aus irgendeinem Grunde die Zählrichtung bei der Anzeige umgekehrt werden soll. Dies wird notwendig, wenn die erste physikalische Größe, bei der die Referenzfrequenz f eingestellt wird, einen negativen Wert hat, beispielsweise - 1O⁰C, wobei der Zähler wieder auf die Stellung 10 gesetzt wird, aber außerdem das Vorzeichen über die Umschalteinrichtung U auf Minus. Wenn dann ein positiver Wert gemessen wird, zählt der Zähler C zunächst zurück bis auf die Nullstellung, die wieder ein Steuersignal m auslöst, und die Umschaltvorrichtung U wieder in den normalen Zustand zurückschaltet. Der Zähler C zählt dann wieder vorwärts, und der weitere Ablauf ist wie bereits beschrieben.

Patentansprüche:

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Claims

PVE 02-208 Po/Sa

Patentansprüche:

Einrichtung zur digitalen Auswertung von durch die Frequenz oder die Periodendauer von Meßimpulsfolgendar-

gestellten·physikalischen Meßgrößenmittels eines Zählers, dessen Zählerstand am Ende einer Meßperiode die Meßgröße direkt angibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (C) ein Vor- Rückwärtszähler ist, der von einer eine erste vorgegebene Meßgröße darstellenden voreingestellten Zählerstellung (Z₁) bei frequenzanalog dargestellten Meßgrößen während eines ersten Zeitfensters (T₁) mit einstellbarer Dauer die Meßimpulsfolge (i'_M) an dem Zähleingang (u) für die eine Zählrichtung und während eines zweiten, gleich langen Zeitfensters (Tp) eine Referenzimpulsfolge (f ) an dem Zähleingang (d) für die entgegengesetzte Zählrichtung erhält, daß die Frequenz der Referenzimpulsfolge (f ) gleich der der Meßimpulsfolge (f_M1) "bei der ersten vorgegebenen Meßgröße und die Dauer der Zeitfenster (T.., Tp) so eingestellt ist, daß beim Anlegen einer eine andere vorgegebene Meßgröße darstellenden Meßimpulsfolge (fjffo) der Inhalt des Zählers (C) am Ende der mit dem letzten Zeitfenster endenden Meßperiode die andere Meßgröße darstellt.
2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zeitfenster (T₁, T₂) zeitlich zusammenfallen und während der Dauer der Zeitfenster der Zähler (C) die Impulse der Meßimpulsfolge (f_M) ^unt^ der Referenzimpuls-

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folge (f-i) gleichzeitig an den Zähleingängen (u,d) für die entsprechenden Zählrichtungen erhält und somit die Differenz zwischen beiden Impulsfolgen zählt.
3.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Zähleingängen (u,d) des Zählers (C) für die beiden Zählrichtungen eine Synchronisationsstufe (S) vorgeschaltet ist, die der Differenz zwischen der Meßimpulsfolge (f_M) und der Referenzimpulsfolge (f ) entsprechende Impulse bildet und dem dem Vorzeichen der Differenz entsprechenden Zähleingang (u,d) zuführt.
4.) Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerzähler (CT) eine einstellbare Anzahl (Z₂) von Impulsen einer Taktimpulsfolge (f_) zählt und während dieser Zeit ein das Zeitfenster (T₁, T₂) darstellendes Signal erzeugt, dessen Dauer durch die Anzahl (Z₂) einstellbar ist.
5.) Einrichtung zur digitalen Auswertung von durch die Frequenz oder die Periodendauer von. Meßimpulsfolgen dargestellen physikalischen Meßgrößenmittels eines Zählers, dessen Zählerstand am Ende einer Meßperiode die Meßgröße direkt angibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (C) ein Vor-Rückwärtszähler ist, der von einer eine erste vorgegebene Meßgröße darstellenden voreingestellten Zählerstellung (Z₁) bei periodenanalog dargestellten Meßgrößen während eines ersten Zeitfensters (T'..), dessen Dauer durch eine einstellbare Anzahl (Z^f ₂) von Meßimpulsen (f_M) bestimmt

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ist, eine [Paktimpulsfolge (i'_c) fester Frequenz an dem Zähleingang (u) für die eine .Zählrichtung und während eines zweiten Zeitfensters (3M₂), dessen Dauer durch die gleiche Anzahl (Z *₂) von Referenzimpulsen (f_r) bestimmt ist, die iCaktimpulsfolge an dem Zähleingang (d) für die entgegengesetzte Zählrichtung erhält, daß die Frequenz der Referenzimpulsfolge (f ) gleich der der Meßimpulsfolge (£_M1) bei der ersten vorgegebenen Meßgröße und die die Dauer der Zeitfenster (3M₁, 3M₂) bestimmende Anzahl (Z ^! ₂) so eingestellt ist, daß beim Anlegen einer eine andere vorgegebene Meßgröße darstellenden Meßimpulsfolge (fjyjp) der Inhalt des Zählers (C) am Ende der mit dem letzten Zeitfenster endenden Meßperiode die andere Meßgröße darstellt.
6.) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerzähler (CT¹) die einstellbare Anzahl (Z^f ₂) von Meßimpulsen (f_M) zählt und während dieser Zeit ein das erste Zeitfenster (3M₁) darstellende Signal erzeugt und danach die gleiche Anzahl (Z¹,,) von Referenzimpulsen (f ) zählt und während dieser Zeit ein das zweite Zeitfenster (3M₂) darstellendes Signal erzeugt.
7.) Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur die entsprechend dem vorgegebenen Meßbereich unteren Zählstufen des Zählers (C) an eine Anzeigevorrichtung (D) angeschlossen sind.

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8.) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zeitfenster (T¹.., T'g) gleichzeitig beginnen und daß erst nach Ende des zuerst endenden Zeitfensters der Zähleingang des Zählers (C) für diejenige Zählrichtung die Taktimpulsfolge (f_ß) erhält, die durch das zuerst endende Zeitfenster bestimmt ist.
9.) Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichzeitig mit der Zählung beginnende Steuerzähler vorgesehen sind, von denen der eine die Meßimpulsfolge (fj,) und der andere die Referenzimpulsfolge (f ) zählt und jeder allein zählende Steuerzähler ein Differenzzeitfenster für den entsprechenden Richtungszähleingang (u,d) des Zählers (O) erzeugt.
10.) Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuersignal (m) in einer den Zähleingängen (u,d) für die beiden Zählrichtungen des Zählers (C) direkt vorgeschalteten Umschaltvorrichtung (U) die Signale (u¹, d¹) für die beiden Zählrichtungen vertauscht.
11.) Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Nulldurchgang des Zählers (C) das Steuersignal (m) erzeugt.

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