DE2408062B2 - Verfahren und vorrichtung zur anzeige von messwerten mit hilfe von reihenfoermig angeordneten anzeigeelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Anzeige von Meßwerten mit Hilfe von reihenförmig angeordneten Anzeigeelementen, die in einer der Größe des Meßwertes proportionalen Anzahl ansteuerbar sind, um beispielsweise bei Verwendung von aufleuchtenden Elementen, wie Leuchtzellen oder dergleichen, als Anzeigeelemente eine Anzeige in Form eines in seiner Länge der Größe des Meßwertes entsprechenden Leuchtbandes zu erzielen.

Bei derartigen Anzeigevorrichtungen wird natürlich die Meßwertanzeige um so genauer, je höher die Anzahl der Anzeigeelemente ist, die den Meßwert darstellen. Je höher jedoch die Zahl der Anzeigeelemente ist, um so

ίο mehr Aufwand ist erforderlich, um die einzelnen Anzeigeelemente in der Weise anzusteuern, daß sich ein in seiner Länge der Größe des Meßwerts entsprechendes Anzeigeband ergibt. Besonders hoch wird der Aufwand dann, wenn der Anzeigeteil der Vorrichtung von dem die Anzeige steuernden Teil des Gerätes räumlich entfernt untergebracht werden soll oder muß.

Man kann in einzelnen Fällen eine gewisse Verringerung des Aufwandes erzielen, wenn man die Anzeigeelemente einerseits zu Gruppen mit einer bestimmten Anzahl von Einzelelementen zusammenfaßt und ferner andererseits die gleichrangigen Elemente aller Gruppen zusammenschließt, so daß man durch Ansteuern einer bestimmten Gruppe einerseits und einer bestimmten Zusammenfassung gleichrangiger Einzelelemente an dererseits mit Hilfe einer geringen Anzahl von Verbindungsleitungen und Schalteinrichtungen, die zahlenmäßig dem zweifachen Wert der Wurzel aus der Anzeigee'erncntenzahl entsprechen, jedes einzelne Anzeigeelement ansteuern kann. Das bedeutet, daß man also bei beispielsweise 100 Anzeigeelementen mit 20 Verbindungsleitungen bzw. Schalteinrichtungen auskommen könnte, um ein bestimmtes Anzeigeelement aufleuchten zu lassen. Schwierigkeiten entstehen dann dadurch, daß man für die Erzielung einer bandförmigen Anzeige darüber hinaus Maßnahmen treffen muß, um auch alle die Anzeigeelemente anzusteuern und zum Aufleuchten zu bringen, die in der Reihe unterhalb des den jeweiligen Meßwert darstellenden Anzeigeelements liegen. Da durch müssen bei den bisher bekanntgewordenen Anzeigeeinrichtungen dieser Art entweder eine Vielzahl von Schaltelementen innerhalb des nach Möglichkeit klein und platzsparend auszubildenden Anzeigeteiles des Gerätes untergebracht werden, oder es sind eine Vielzahl von Verbindungsleitungen zwischen dem Anzeigeteil des Gerätes und seinem Steuerteil erforderlich, so daß insbesondere bei einer hohen Zahl von Anzeigeelementen, wie sie zur Steigerung der Genauigkeit der Anzeige erwünscht sind, der Aufwand unvertretbar groß wird.

Diese Mängel und Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung behoben und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anzeige von Meßwerten mit Hilfe von reihenförmig angeordneten Anzeigeelementen geschaf-

fen werden, bei denen die Übertragung der Meßwerte auf die Anzeigeelemente mit einem Minimum an Schaltungsaufwand möglich ist und bei räumlich getrennter Unterbringung des Anzeigeteils und des zugehörigen Steuerteiles der Vorrichtung der Anzeige teil klein und insbesondere skalenartig flach gehalten werden kann.

Diese Schwierigkeiten lassen sich gemäß der Erfindung dadurch beheben, daß bei der Anzeige von Meßwerten mit Hilfe von reihenförmig angeordneten, in einer der Größe des Meßwertes proportionalen Anzahl ansteuerbaren Anzeigeelementen in der Weise verfahren wird, daß bei an sich bekannter Zusammenfasssung der Anzeigeelemente zu Gruppen einerseits

und der Zusammenschaltung ranggleicher Elemente in den einzelnen Gruppen andererseits in kurzzeitigem, für das Auge des Betrachters unerkennbarem Wechsel entweder die Gruppen, in denen alle Anzeigeelemente zu erregen sind, oder die Gruppe, in der nur ein Teil der Anzeigeelemente zu erregen ist, angesteuert werden. Um die vollen Gruppen einerseits und die restlichen Einzelelemente andererseits in einfacher Weise ansteuern zu können, kann man darüber hinaus in einem der vorgeschlagenen wechselweisen Ansteuerung entsprechenden Zeittakt für die Erregung der vollen Gruppen alle Zusammenschaltungen ranggleicher Elemente miteinander verbinden und für die Erregung der restlichen Einzelelemente die entsprechenden Zusammenschaltungen miteinander verbinden und die entsprechende Gruppe ansteuern.

Die Erfindung sieht ferner eine Vorrichtung zur Anzeige von Meßwerten mit Hilfe von reihenförmig angeordneten Anzeigeelementen, die zu Gruppen zusammengefaßt und darüber hinaus nach ranggleichen Elementen in den Gruppen zusammengeschaltet und in einer der Größe des Meßwertes proportionalen Anzahl ansteuerbar sind, vor, die insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens dient und gegebenenfalls einen den Meßwert in eine analoge Frequenz umformenden Wandler sowie einen zweistufigen Zähler mit einem ebenfalls zweistufigen, an den Zähler angeschlossenen Speicher und Schalteinrichtungen besitzt, durch die von den Ausgängen des Speichers diejenigen der ersten Stufe mit den Zusammenschaltungen der ranggleichen Einzelelemente und diejenigen der zweiten Stufe mit den Gruppenanschlüssen verbindbar sind und bei der erfindungsgemäß die zwischen Speicher und Anzeigeelementen angeordneten Schalteinrichtungen in einem vorgegebenen Schaltrhythmus steuerbar sind und in der einen Schaltstellung alle Ausgänge der ersten Speicherstufe zusammenschalten und die Ausgänge der zweiten Stufe entsprechend dem Speicherzustand an die Gruppenanschlüsse legen, während sie in der anderen Schaltstellung die Ausgänge der ersten Speicherstufe entsprechend dem Speicherzustand mit den zugehörigen Zusammenschaltungen ranggleicher Anzeigeelemente verbinden und den dem Speicherzustand der zweiten Stufe entsprechenden Gruppenanschluß durchschalten. Als Schalteinrichtung ist zweckmäßigerweise eine elektronische Schalteinrichtung mit einer Flip-Flop-Anordnung als Steuerteil vorgesehen.

Die Erfindung läßt mannigfache Ausführungsmöglichkeiten zu. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Gerätes mit den zum Verständnis wesentlichen Teilen als Beispiel dargestellt. Die dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Anzeigeteil 1, einem Steuerteil 2 und einer zwischen beiden angeordneten elektronischen Schalteinrichtung 3. Dem Steuerteil 2 wird der Meßwert über den Anschluß 21 zugeführt. Wenn er nicht bereits als Folgefrequenz vorliegt, kann er über eine als Analog-Frequenz-Wandler ausgebildete Stufe 22, die gleichzeitig als Impulsformer dienen kann, in eine Frequenz umgewandelt werden. Diese Frequenz wird der ersten Stufe 23 eines zweistufigen Zählers 23,24 zugeführt, von dem angenommen sein soll, daß seine beiden Stufen als !Osteilige Schieberegister ausgebildet sind, so daß eine Zählung bis 100 erfolgt. Jeder Zählerstufe 23 bzw. 24 ist eine Speicherstufe 25 bzw. 26 zugeordnet, von denen jede 10 Ausgänge besitzt. Zähler und Speicher sind durch ein Zeitbasisgerät 27, das einstellbar sein sollte, in einem gewünschten Zeittakt Steuer- und rückstellbar.

Die jeweils 10 Ausgänge der beiden Stufen des Speichers 25, 26 bilden durch ihren Spannungszustand, beispielsweise positives Spannungspotential (logisch 1) 5 oder Nuli-Potential (logisch 0), die Basis für die Meßwertanzeige, da der Zählerstand in zeitlichen Abständen, gesteuert durch das Zeitbasisgerät 27, in den Speicher übertragen und dann der Zählerstand gelöscht wird. Über die Schalteinrichtung 3, die im einzelnen

ίο noch beschrieben wird, wird der Speicherzustand an den Anzeigeteil 1 weitergegeben.

Der Anzeigeteil 1 besitzt 100 Anzeigeelemente. Für die Anzeige sind sogenannte Flüssigkristallelemente vorgesehen, bei denen 10 Zellen zu einer Gruppe zusammengefaßt sind. 100 Zellen sind somit zu 10 Gruppen zusammengefaßt, die durch je einen gemeinsamen Gruppenanschluß 11 veranschaulicht sind. Die erste Zelle jeder Gruppe ist mit den ersten Zellen jeder anderen Gruppe zusammengeschaltet. Entsprechendes gilt für alle anderen Zellen, die jeweils mit allen gleichrangigen Zellen der anderen Gruppen zusammengeschaltet sind. Es entstehen dadurch 10 Zusammenschaltungen 12 gleichrangiger Zellen aus den einzelnen Gruppen. Außer den 100 Anzeigeelementen und deren Verdrahtung enthält der Anzeigeteil 1 nur noch 20 Eingangsanschlüsse. Von den 20 Eingangsanschlüssen des Anzeigeteils 1 sind 10 mit den Zusammenschaltungen 12 gleichrangiger Zellen in den 10 Gruppen und die restlichen 10 mit den Gruppenanschlüssen 11 verbunden. Für die bandförmige Anzeige stehen also nur 20 Zuleitungen zur Verfügung.

Zur Erzielung einer solchen bandförmigen Anzeige sollen nach dem erfindungsgemäßen Anzeigeverfahren in schnellem, für das Auge unsichtbarem Wechsel einerseits die Gruppen von Elementen angesteuert werden, die vollständig zu erregen sind, und andererseits nur die Gruppe, in der nur ein Teil der Zellen zu erregen ist. Welche Gruppen dies sind, bestimmt der Spannungszustand an den Ausgängen der Speicherstufen, und zwar kennzeichnet der Zustand der zweiten Stufe die vollen Gruppen, während der Spannungszustand an den Ausgängen der ersten Speicherstufe die restlichen Einzelzellen bestimmt. Um die entsprechende Ansteuerung durchzuführen, sei angenommen, daß im Ruhezustand ohne Anzeige an den Gruppenanschlüssen 11 positive Spannung liege und daß eine Einzelzelle dann erregt werde, wenn der entsprechende Zellenanschluß Spannung führt und der Gruppenanschluß auf Nullpotential liegt. Eine Ansteuerung der vollen Gruppe erfolgt dann in der Weise, daß die entsprechenden Gruppenanschlüsse auf Nullpotential gelegt und die Zusammenschaltungen aller Einzelzellen auf positives Potential gebracht werden. Auf diese Weise werden alle Zellen der angesteuerten Gruppe erregt. Im anderen Fall werden die Zusammenschaltungen 12 angesteuert, die dem anzuzeigenden Wert entsprechen und nur der Anschluß der Gruppe auf Nullpotential gelegt, in der die anzusteuernden Einzelzellen liegen. Diese Schaltungen werden mit der elektronischen Schalteinrichtung 3 durchgeführt.

Die elektronische Schalteinrichtung 3 besitzt 10 Eingangsanschlüsse, die den Ausgängen der ersten Speicherstufe 25 zugeordnet sind und 10 weitere, die mit den Ausgängen der zweiten Speicherstufe 26 verbunden sind. Von den 20 Ausgangsanschlüssen der Schalteinrichtung 3 sind 10 mit den Gruppenanschlüssen 11 und die anderen 10 mit den Zusammenschaltungen 12 gleichrangiger Zellen verbunden. Der Spannungszu-

stand an den 10 Ausgängen der ersten Speicherstufe 25 wird über je eine NOR-Schaltung 30, 31, 32 ... 39 und eine Inversion 40, 41, 42 ... 49 an die entsprechenden Zusammenschaltungen 12 der Einzelzellen im Anzeigeteil 1 weitergeleitet. Die Spannungszustände an den 10 Ausgangsanschlüssen der zweiten Speicherstufe 26 liegen über jeweils eine NAND-Schaltung 50,51,52 ... 58, 59, eine Inversion 60, 61, 62 ... 68, 69, eine NOR-Schaltung 70, 71, 72 ... 78, 79 und eine Diode 80, 81,82 ... 88,89 an den Anschlüssen für die 10 Gruppen 11 des Anzeigeteils 1. In der Schalteinrichtung sind ferner eine Flip-Flop-Schaltung 100 sowie die NOR-Schaltung 90, 91, 92 ... 98, 99 vorgesehen. Die Flip-Flop-Schaltung 100 wird durch Taktimpulse des Zeitbasisgeräts 27 gesteuert, auf Grund deren sie wie ein Multivibrator wirkt. Mit der Frequenz dieser Taktimpulse erfolgt dann die Umschaltung der Anzeigeelemente durch die Schalteinrichtung.

Der Spannungszustand am Ausgang der rechten Seite der Flip-Flop-Schaltung 100 steuert die Umschaltung auf folgende Weise. Steht der Flip-Flop-Ausgang auf logisch 1, wird der Speicherzustand der zweiten Speicherstufe 26, d. h. die vollen Gruppen, zur Anzeige gebracht; liegt der Flip-Flop-Ausgang auf logisch 0, darf nur der Speicherzustand der ersten Speicherstufe 25 zur Anzeige gebracht werden. Bei logisch 1 am Ausgang des Flip-Flops 100 haben die linken Eingänge der NAND-Schaltungen 50, 51, 52 ... 58, 59 ebenfalls logisch 1. Die rechten Eingänge dieser NAND-Schaltungen sind mit den Ausgängen der zweiten Speicherstufe 26 verbunden. Diese NAND-Schaltungen sind folglich nur dann durchgeschaltet (Ausgang logisch 0), wenn beide Eingänge auf logisch 1 liegen. Das bedeutet, daß nur die NAND-Schaltungen durchgeschaltet werden, die an logisch 1 am Ausgang der zweiten Speicherstufe 26 liegen. Für diese NAND-Schaltungen werden über die zugehörigen Inversionen und die entsprechenden NOR-Schaltungen 70, 71, 72 ... 78, 79 die zugehörigen Gruppenanschlüsse 11 des Anzeigeteiles auf logisch 0 gelegt. Um die vollen Gruppen zur Anzeige zu bringen, muß dann gleichzeitig dafür Sorge getragen sein, daß während dieser Zeit alle Einzelanschlüsse, d. h. sämtliche Zusammenschaltungen 12 des Anzeigeteils, auf logisch 1 liegen. Dies wird dadurch erreicht, daß be logisch 1 am Flip-Flop-Ausgang 100 über die NOR Schaltungen 30, 31, 32 ... 39 die Ausgänge de Inversionen 40, 41, 42 ... 49 auf logisch 1 gebrach werden. Bei logisch 0 am Ausgang des Flip-Flops 10) erfolgt die Anzeige des Speicherzustandes der erster Speicherstufe 25 in einer bestimmten Gruppe au folgende Weise. Zur Auswahl der entsprechende! Gruppe dienen die NOR-Schaltungen 90, 91, 92 ... 98

ίο 99. Soll beispielsweise ein Wert in der ersten Grupp< angezeigt werden, muß mindestens die erste Stelle dei ersten Speicherstufe auf logisch 1 liegen, also irgendeii Wert in die erste Speicherstufe eingelaufen sein. Dai bedeutet, daß der Eingang der NOR-Schaltung 30 au logisch 0 liegt und damit auch der eine Eingang de NOR-Schaltung 90. Der zweite Eingang dieser NOR Schaltung erhält logisch 0 vom Ausgang des Flip-Flop 100, und der dritte Eingang ist mit der ersten Stelle de: Ausgangs der zweiten Speicherstufe verbunden, di< ebenfalls auf logisch 0 liegen muß, wenn ein Wert in de ersten Gruppe zur Anzeige kommen soll. Liegen aiii drei Eingänge der NOR-Schaltung 90 auf logisch 0, is auch der Ausgang der NOR-Schaltung 70 und damit de Gruppenanschluß 11 der ersten Gruppe auf logisch 0. E werden dann in dieser Gruppe so viele Zellen erregt wie Zellen am Ausgang der ersten Speicherstufe 25 au logisch 1 liegen, da der Inhalt der ersten Speicherstufi über die NOR-Schaltungen 30, 31, 32 ... 39 und dii zugehörigen Inversionen 40, 41, 42 ... 49 an di< entsprechenden Zusammenschaltungen 12 weitergege ben wird. Soll der Inhalt der ersten Speicherstufe ii einer anderen Gruppe zur Anzeige gebracht werder erfolgt die Auswahl der entsprechenden Gruppe durcl folgende Kriterien: Ausgang am Flip-Flop 100 logisch C Speicherzustand der entsprechenden Stelle am Ausganj der zweiten Speicherstufe ebenfalls logisch 0, Speicher zustand der vorangehenden Stelle am Ausgang dei zweiten Speicherstufe logisch 1, so daß über dii zugehörigen Inversionen 101,102... 108,109 der dritti Eingang der entsprechenden NOR-Schaltung 91,92 .. 98,99 ebenfalls auf logisch 0 zu liegen kommt, was dam auch für den entsprechenden Gruppenanschluß 11 gilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Anzeige von Meßwerten mit Hilfe von reihenförmig angeordneten Anzeigeelementen, in einer der Größe des Meßwertes proportionalen Anzahl ansteuerbaren Anzeigeelementen, dadurch gekennzeichnet, daß bei an sich bekannter Zusammenfassung der Anzeigeelemente zu Gruppen einerseits und der Zusammenschaltung ranggleicher Elemente in den einzelnen Gruppen andererseits in kurzzeitigem, für das Auge des Betrachters unerkennbarem Wechsel entweder die Gruppen, in denen alle Anzeigeelemente zu erregen sind, oder die Gruppe, in der nur ein Teil der Anzeigeelemente zu erregen ist, angesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der wechselweisen Ansteuerung entsprechenden Zeittakt für die Erregung der vollen Gruppen alle Zusammenschaltungen ranggleicher Elemente und für die Erregung der restlichen Einzelelemente die entsprechenden Zusammenschaltungen miteinander verbunden und die entsprechende Gruppe angesteuert werden.

3. Vorrichtung zur Anzeige von Meßwerten mit Hilfe von reihenförmig angeordneten Anzeigeelementen, die zu Gruppen zusammengefaßt und darüber hinaus nach ranggleichen Elementen in den Gruppen zusammengeschaltet und in einer der Größe des Meßwertes proportionalen Anzahl ansteuerbar sind, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit gegebenenfalls einem den Meßwert in eine analoge Frequenz umformenden Wandler sowie einem zweistufigen Zähler mit einem ebenfalls zweistufigen, an den Zähler angeschlossenen Speicher und Schalteinrichtungen, durch die die Ausgänge der ersten Stufe des Speichers mit den Zusammenschaltungen der ranggleichen Einzelelemente und die Ausgänge der zweiten Speicherstufe mit den Gruppenanschlüssen verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Speicher und den Anzeigeelementen angeordneten Schalteinrichtungen in einem vorgegebenen Schaltrhythmus steuerbar sind und in der einen Schaltstellung alle Ausgänge der ersten Speicherstufe zusammenschalten und die Ausgänge der zweiten Stufe entsprechend dem Speicherzustand an die Gruppenanschlüsse legen, während in der anderen Schaltstellung die Ausgänge der ersten Speicherstufe entsprechend dem Speicherzustand mit den zugehörigen Zusammenschaltungen ranggleicher Anzeigeelemente verbunden sind und der unter Berücksichtigung des Speicherzustandes der zweiten Stufe nachfolgende Gruppenanschluß durchgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalteinrichtung eine elektronische Schalteinrichtung mit einer Flip-Flop-Anordnung als Steuerteil vorgesehen ist.