DE2556201A1 - ARRANGEMENT FOR DIGITAL DETERMINATION OF THE LEVEL VALUE OF AC VOLTAGES AND REGULATION OF A MEASURED VARIABLE WITH CONTROLLABLE TIME BEHAVIOR - Google Patents
ARRANGEMENT FOR DIGITAL DETERMINATION OF THE LEVEL VALUE OF AC VOLTAGES AND REGULATION OF A MEASURED VARIABLE WITH CONTROLLABLE TIME BEHAVIORInfo
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Description
Dresden, den 12,2.1975Dresden, February 12th, 1975
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Anordnung zur digitalen Ermittlung des Pegelwertes von Wechselspannungen sowie zur Regelung einer Meßgröße mit beeinflußbarem ZeitverhaltenArrangement for the digital determination of the level value of AC voltages as well as for regulating a measured variable with influenceable time behavior
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur digitalen Ermittlung des Pegelwertes von Wechselspannungen oder der Regelung einer Meßgröße mit beeinflußbarem Zeitverhalten, bei dem sich insbesondere für die Messung oder Regelung des Effektivwertes von Wechselspannungen unterschiedlicher Kurvenform über einem sehr großen Amplitudenbereich einfache Möglichkeiten ergeben, das Zeitverhalten nahezu beliebigen Forderungen anzupassen.The invention relates to an arrangement for the digital determination of the level value of alternating voltages or the regulation a measured variable with a time behavior that can be influenced, in which, in particular, for measuring or regulating the effective value alternating voltages of different waveforms over a very large amplitude range result in simple possibilities, to adapt the time behavior to almost any requirements.
In vielen Bereichen der elektronischen Meßtechnik ist der Effektivwert einer vorhandenen oder durch Wandler gelieferten Wechselgröße die wichtigste gewünschte Meßgröße, so beispielsweise bei der Messung von Störgrößen und stochastischen Grossen in Regelungstechnik, Geophysik, Akustik und in der Schwingungsmeß- und -prüftechniko Innerhalb der elektronischen Meßkette stellt dabei der Sffektivwertbildner eine der problematischsten Baugruppen, wie durch die zahlreichen-, sehr unterschiedlichen bekannten technischen Lösungen hinreichend belegt wird, dar.In many areas of electronic measurement technology, the rms value is an existing or alternating variable supplied by transducers is the most important desired measured variable, for example when measuring disturbance variables and stochastic variables in control engineering, geophysics, acoustics and in vibration measurement and testing technology within the electronic The rms value generator represents one of the most problematic assemblies, due to the numerous, very different known technical solutions is sufficiently proven.
So sind Schaltungen unter Verwendung von Therraokreuzen völlig fehlerfrei hinsichtlich der Kurvenform der Wechselspannung, dabei aber nur für einen kleinen Amplitudenbereich der Meßgröße ohne Umschaltung (nachfolgend Dynamikurafang genannt) geeignet und sehr träge in der Einstellung.So are circuits using Therraocrosses entirely error-free with regard to the waveform of the alternating voltage, but only for a small amplitude range of the measured variable without switching (hereinafter called dynamic ura catch) suitable and very sluggish in setting.
Bei einfachen elektronischen Verfahren ist ein spezielles für die jeweilige äleßaufgabe erforderliches Zeitverhalten beim Einschwingen auf den Meßwert erheblich leichter zu realisieren; ebenso ist der Dynamikumfang wesentlich weiter ausdehnbar* Bekanntgewordene Schaltungen arbeiten beispielsweise mit Quadrierung, Mittelwertbildung und anschließender Radizierung der Meßgröße, wie teilweise auch unmittelbar durchIn the case of simple electronic processes, a special time response is required for the respective task Settling to the measured value is considerably easier to implement; the dynamic range can also be expanded significantly * Circuits that have become known work, for example, with squaring, averaging and subsequent root extraction the measured variable, as in some cases also directly through
Standards vorgeschrieben wird«, Häufig verwendet werden auch sogenannte Gleichrichter mit gleitender Kniokkennlinie· Die geringe Abhängigkeit der Ausgangsgröße des Gleichrichters von der Kurvenform der Meßspannung stört meist nicht· Für selbsttätig arbeitende Meßketten sind diese Gleichrichter nur noch bedingt geeignet· Automatische Meßplätze benötigt man beispieleweise für besonders lange Meßzeiten (Registrierung und Analyse tieffrequenter Vorgänge j Messung und nachfolgende Registrierung oder Y/eiterberechnung langdauernder Einwirkungen), für die Bearbeitung zahlreich und schnell anfallender Daten (Fluglärmüberwaohung, Echtzeitanalyse, Prüffeldaufgaben) oder bei der Notwendigkeit eines sehr definierten Arbeitens der Meßkette (Prüfanlagen mit durchlaufender Frequenz und automatisch konstantgehaltenem Pegel, Aufnahme von sehr welligen Spektren, definierte Mittelwertbildung stochastisch schwankender Pegel). Aus den genannten Anwendungen sind die zusätzlichen technischen Forderungen an effektivwertbildende Anordnungen ablesbart Standards is prescribed «, so-called rectifiers with a sliding Kniok characteristic are also frequently used long measurement times (registration and analysis of low-frequency processes j measurement and subsequent registration or calculation of long-term effects), for the processing of numerous and quickly accumulating data (aircraft noise monitoring, real-time analysis, test field tasks) or when a very defined working of the measuring chain (test systems with continuous Frequency and automatically kept constant level, recording of very wavy spectra, defined averaging of stochastically fluctuating levels). For these applications, the additional technical demands to rms-forming assemblies can be read t
- sehr großer Dynamikbereich, da die auftretenden Pegel beträchtliche und nicht exakt voraussehbare Schwankungen aufweisen können« Hieraus ist zwangslos die fast ausschließlich gewünschte Meßgrößenausgabe im logarithmischen Maßstab, d.h. in Pegelwerten, ableitbar·- Very large dynamic range, since the levels that occur are considerable and not exactly predictable fluctuations «From this the almost exclusively desired output of measured variables on a logarithmic scale is inevitable, i.e. in level values, derivable
- sehr unterschiedliches Zeitverhalten (gleitende Zeltkonstante bei durchlaufender Frequenz, genormtes akustisches Verhalten bei Fluglärmüberwaohung, langzeitig· Mittelwertbildung bei stochastisohen Größen) ■>- Very different time behavior (sliding tent constant with continuous frequency, standardized acoustic Behavior in the event of aircraft noise monitoring, long-term · Averaging for stochastic quantities) ■>
- möglichst unmittelbar digitale Meßwertausgabo, da die Datenweiterverarbeitung häufig digital stattfindet.- Digital output of measured values as directly as possible, since further data processing often takes place digitally.
Bekanntgewordene Schaltungen mit verbesserten Eigenschaften benutzen zur Bildung des logarithmisohen Effektivwertes Logarithmierschaltungen meist unter Verwendung von Dioden oder Transistoren, an denen eine Quadrierung dann lediglich «ine Multiplikation mit Zwei bedeutet. Bei geeigneter Anordnung ist die Zeitkonstantenbildung dann'pegelun*bhängig durchführbar und der Pegelwert unmittelbar aus der Schaltung entnehmbaro Known circuits with improved properties use logarithmic circuits to form the logarithmic effective value, mostly using diodes or transistors, on which a squaring then only means a multiplication by two. With a suitable arrangement, the time constant formation can then be carried out independently of the level and the level value can be taken directly from the circuit or similar
Zahlreiche bekanntgewordene Schaltungsanordnungen benutzen eine Amplitudenregelung, um den erforderlichen Dynamikumfang wenigstens am Gleichrichter selbst einzuschränken. Dem Zeitverhalten wird meist nur untergeordnete Bedeutung zugemessen.Numerous circuit arrangements that have become known use amplitude control in order to achieve the required dynamic range at least to limit the rectifier itself. The timing behavior is usually only of secondary importance measured.
So wird in analog aufzeichnenden PegeIsehreibern beispielsweise die Eingangswechselspannung auf ein Meßpotentiometer gegeben· Dessen Ausgangsspannung wird an einem mechanisch beweglichen und mit einem Schreibstift mechanisch festgekoppelten Abgriff, abgenommene Die hiernach angeordneten Baugruppen, ζ·Β. Verstärker,· Gleichrichter und Komparator bilden einen geschlossenen Regelkreis, wenn deren Ausgangsspannung, die einer Regelabweichung entspricht, über einen elektromechanischen Wandler den Abgriff des Meßpotentiometers so lange verstellt, bis sich der Gleichrichter auf dem vorgegebenen Arbeitspunkt für erfolgten Abgleich des Regelkreises befindete Das Meßpotentiometer enthält dabei üblicherweise eine Vielzahl von Kontakten längs einer Kontaktbahn, an der oben genannter Abgriff entlanggleiten kann. An jeden Kontakt ist ein Punkt eines aus ohmschen Widerständen bestehenden Spannungsteilers geführte Je nach Dimensionierung dieser Widerstände erhält man die gewünschte Abhängigkeit zwischen Eingangswechselspannung und Position des Abgriffs, die ein unmittelbares Maß der Meßgröße darstellt. Eine digitale Ausgabe dieser Position ist nur mittels einer zusätzlichen Vorrichtung zur Abtastung möglich.For example, in analog recording level recorders the input alternating voltage is given to a measuring potentiometer Movable tap that is mechanically tightly coupled with a pen, removed The assemblies arranged below, ζ · Β. Amplifier, rectifier and comparator form a closed control loop if their output voltage, which corresponds to a control deviation, via an electromechanical Converter adjusts the tap of the measuring potentiometer until the rectifier is on the specified The measuring potentiometer usually contains a plurality of contacts along a contact path along which the above-mentioned tap can slide. To every contact is a point of a voltage divider consisting of ohmic resistors, depending on the dimensioning of this Resistors give you the desired dependency between input AC voltage and the position of the tap, which is a represents a direct measure of the measurand. A digital output of this position is only possible by means of an additional device for scanning possible.
Elektrografische Schreiber benutzen zur Aufzeichnung eines Vorganges auf durchlaufendes Registrierpapier eine feste Anordnung aus zahlreichen Elektroden, deren elektrische Aktivierung eine Markierung auf dem unmittelbar über den Elektroden vorbeilaufenden Registrierpapier bewirkt. Die Ansteuerung der Elektroden erfolgt digital. Bekanntgewordene Anordnungen zur Aufzeichnung von Gleichspannungen benutzen hierbei Verfahren, die der Schaltungstechnik sogenannter nachlaufender Analog-Digital-Umsetzer für Gleichspannungsmessungen völlig entsprechen. Kennzeichnende Baugruppen sind ein Vor-Rüokv."ärtszähler, dessen Zählerstand einmal unmittel-'bar die digitale J.Ießwertinformation repräsentiert und der gleichzeitig digital-analog gewandelt ^n einen Komparator r;efülirt und mit dem analogen Eingangssignal verglichen wird.Electrographic recorders use a Process on continuous recording paper a fixed arrangement of numerous electrodes, their electrical activation causes a marking on the recording paper that passes directly over the electrodes. The control the electrodes are done digitally. Known arrangements for recording DC voltages use this Process that follows the circuit technology of so-called trailing analog-to-digital converters for direct voltage measurements completely correspond. Characteristic assemblies are a pre-return meter, the meter reading of which is immediately immediate represents the digital J.Ießwertinformation and the at the same time digital-to-analog converted ^ n a comparator r; e filled and compared with the analog input signal.
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Bei Abweichung dieser beiden Signale voneinander wird durch den Komparator einmal die Zählrichtung des Zählers geeignet, gesteuert und gleichzeitig eine Torschaltung geöffnet, die Zählimpulse solange auf den Zähler gelangen läßt, bis die beiden Eingangssignale des !Comparators eine nur noch hinreichend geringe Differenz aufweisen. Das zeitliche Verhalten wird von der Zählfrequenz bestimmt, für die ein fester Wert vorgegeben wird.If these two signals deviate from each other, the the comparator once the counting direction of the counter is suitable, controlled and at the same time a gate circuit opened, the Allows counting impulses to reach the counter until the two input signals of the! Comparator are only sufficient show little difference. The time behavior is determined by the counting frequency, for which a fixed value is specified will.
Weitere bekannte Verfahren zur Effektivwertmessung lassen am Gleichrichter selbst nur noch Amplitudenänderungen zu, die dem Logarithmus des Verhältnisses der Eingangswechselspannung zur kleinsten meßbaren Eingangswechselspannung, also dem Pegelwert, proportional sind. Hierzu wird die Abweichung der Gleichrichterspannung von einem Referenzwert auf ein Bauelement mit exponentieller übertragungscharakteristik gegeben und dessen Ausgangsgröße zum Verändern der Eingangsamplitude der Anordnung verwendet. Bekannte Ausführungen weisen ein Zeitverhalten dieses Regelkreises auf, das einer Bildung des Effektivwertes oder dessen Quadrats an einem Trägheitsglied erster Ordnung entspricht.Other known methods for measuring the effective value only allow amplitude changes on the rectifier itself that are the logarithm of the ratio of the input AC voltage to the smallest measurable input AC voltage, i.e. the level value, are proportional. For this purpose, the deviation of the rectifier voltage from a reference value is applied to a component given with exponential transfer characteristics and its output is used to vary the input amplitude of the array. Known designs have a time behavior this control loop is based on the formation of the rms value or its square on an inertia element corresponds to the first order.
Veröffentlicht wurden auch Schaltungen dieser Art mit digitaler Rückführung* die damit eine unmittelbar digitale Meßgrössenausgabe bei meist noch größerem Dynamikumfang ermöglichen. Zum Zeitverhalten werden keine Aussagen getroffen.Circuits of this type with digital were also published Feedback * which is a direct digital output of measured values with usually even greater dynamic range. No statements are made about the time behavior.
Bekannt ist weiterhin ein automatisch auf konstanten Pegel abgleichender Breitbandpegelmessero Er dient als vorgeschaltete übersteuerungssicherung für einen selektiven Pegelmesser und enthält digital steuerbare Dämpfungsgliedere Ein Vergleicher reagiert auf die Über- und Untersohreitung von Schwellwerten der Ausgangsspannung des Breitbandpegelmessers und gibt seine Ausgangsinformation an einen Kurzzeitspeicher, dessen Speicherzeit durch dl· niedrigste auftretende Frequenz des Pegelbereichs bestimmt wird und der seinerseits die Dämpfungsglieder schaltet.Also known is a broadband level meter that automatically adjusts to a constant level o It serves as an upstream override protection for a selective level meter and contains digitally controllable attenuators e Storage time is determined by dl · lowest occurring frequency of the level range and which in turn switches the attenuators.
Ein bekanntgewordenes ähnliches Verfahren benutzt einen Zähler anstelle des Kurzzeitspeichere und arbeitet mit konstanter ZählfrequenzβA similar method that has become known uses a counter instead of the short-term memory and works with constant Counting frequencyβ
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Einfache logarithmierende Schaltungen weisen einen begrenzten Dynamikumfang auf. Die Zeitbewertung kann einem Trägheitsglied erster Ordnung entsprechen, ist aber nur schwer variabel gestaltbar. Simple logarithmic circuits have a limited Dynamic range on. The time evaluation can correspond to a first-order inertia element, but it is difficult to configure it variably.
Als Mangel bei allen analogen Schreibern erweist sich die geringe Weiterverwendbarkeit des Meßwerts in selbsttätig arbeitenden Meßketten, da das iueßsignal meist nur auf technisch oder ökonomisch nachteilige Art in ein digitales Signal umgeformt werden kanno Als zweiter wesentlicher Nachteil ist die nur sehr geringe Beeinflußbarkeit des Zeitverhaltens bei der Äießgrößenbildung anzusehen, sobald man eine charakteristische, von den bewegten Massen bestimmte mechanische Einstellzeit unterschreiten möchte· Praktisch erweisen .sich die erzielbaren Geschwindigkeiten z.B. in der akustischen Meßtechnik als zu gering oder nicht ausreichend beeinflußbar, um das erforderliche standardisierte Einschwingverhalten zu erzielen.A defect on all analog recorders, the low reusability of reading turns into automatically operating measuring cells, as can be iueßsignal usually only technically or economically disadvantageous way into a digital signal converted o The second major disadvantage is the very limited ability to influence the time response in the formation of the quantity as soon as one would like to fall below a characteristic mechanical response time determined by the moving masses.
Elektrografisch^ Schreiber vermeiden diese Mängel teilweise. Das Meßsignal liegt bereits digital vor und der Schreibvorgang läuft ohne Bewegung mechanischer Massen abo Allerdings sind bisher ebenso wie bei Digitalvoltmetern nur solche Anordnungen bekanntgeworden, bei denen eine anliegende zu messende Gleichspannung an einem Komparator mit der durch einen Zähler gesteuerten abschwächbaren Referenzspannung verglichen werdenj dem Anwendungszweck entsprechend wird ausschließlich linearer Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgangsgröße verwendete Für einen gewünschten großen Dynamikbereich eines Effektivwertmessers bei nur wenig veränderlichem Pegel am Gleichrichter selbst sind diese Schaltungsanordnungen deshalb noch nicht geeignet. Verfahren mit einem an besondere Meßaufgaben anpaßbaren Zeitverhalten sind bisher nicht bekanntgewordene Einen beachtlichen Fortschritt für die Autonatisierbarkeit stellen die genannten iein elektronisch arbeitenden Effektivwertmesser mit Rückführung vom Gleichrichter auf den Eingangsteil dar· Hierdurch ist eine beträchtliche Ausweitung des Dynamikbereiche bei guter Genauigkeit der erwünschten logarithmisohen Kennlinie erreicht worden·Electrographic writers partially avoid these defects. The measuring signal is already available digitally and the writing process takes place without any movement of mechanical masses o However, just like with digital voltmeters, only those arrangements have become known in which an applied direct voltage to be measured is compared to a comparator with the attenuated reference voltage controlled by a counter accordingly, only a linear relationship between the input and output variable is used. These circuit arrangements are therefore not yet suitable for a desired large dynamic range of an RMS value meter with only a slightly variable level at the rectifier itself. Methods with a time behavior that can be adapted to special measuring tasks are not known up to now. The above-mentioned electronically operating RMS meters with feedback from the rectifier to the input section represent a considerable step forward in terms of automation ·
Die Grenzen des Verfahrens werden durch die Aussteuerungsgrenzen des Ubertragungsgliedes in der Rückführung bestimmt, das den gesamten Meßbereiohsumfang nicht wie der Gleichrichter selbst nur logarithmisch, sondern linear verarbeiten mußo The limits of the method are determined by the modulation limits of the transmission element in the feedback, which does not only have to process the entire measurement range in a logarithmic manner like the rectifier itself, but linearly, or the like
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An dieser Stelle ergeben sich Schwierigkeiten auch im Zeitverhalten des Gleichrichters, da ein gewünschtes Zeitverhalten elektronisch zwar grundsätzlich realisiert werden kann, aber in vielen Fällen mit einer noch größeren erforderlichen dynamischen Aussteuerbarkeit des rüokführenden Elements verbunden ist· Gleichzeitig treten noch merkliche Pegelunterschiede am Gleichrichter selbst auf, die ebenfalls mit höheren Forderungen an Genauigkeit und Frequenzumfang wenig verträglich sind. Analoge Schaltungen benöti ;en zur digitalen Weiterverarbeitung zusätzlich einen nachgeschalteten Analog-Digital-Umsetzer· At this point, difficulties arise in terms of time behavior of the rectifier, since a desired time behavior can in principle be implemented electronically, but in many cases associated with an even greater required dynamic modulation of the return element is · At the same time, there are also noticeable level differences at the rectifier itself, which are also higher Requirements for accuracy and frequency range are not very compatible. Analog circuits need to be used for digital ones Further processing an additional downstream analog-digital converter
Schaltungsanordnungen mit Digitalumsetzung des rückführenden Signals vermeiden diese Mängel teilweise; vor allem kann mit einem gegenüber Analogschaltungen erweiterten Aussteuerbereich gerechnet werden.» Nicht bekannt sind Anordnungen, bei denen mittels zusätzlicher Maßnahmen Einschwingzeit bzw. Zeitverhalten der Anordnung variabel gestaltet und bereits standardisierte oder technisch besonders zweckmäßige Eigenschaften leicht realisiert werden können»Circuit arrangements with digital conversion of the feedback signal avoid these deficiencies in part; especially can with an extended dynamic range compared to analog circuits. » Arrangements are not known for which, by means of additional measures, settling time or time behavior the arrangement designed variably and already standardized or technically particularly useful properties can be easily implemented »
Das gleiche trifft auf den genannten Breitbandpegelmesser zu, der selbst zunächst kein Meßgerät, sondern lediglich ein Hilfsgerät zur fehlerarmen und besonders übersichtlichen Erfassung der Meßgröße darstellt. Eine Anzeige oder Ausgabe des {breitbandigen Sffektivwertpegels findet nicht statte Für die Einstellzeit der Anordnung auf einen neuen Zustand wird ausdrücklich eine konstante und durch die niedrigste im Meßbereich auftretende Frequenz festgelegte Einstellzeit genannt. Für die Effektiwrertermittlung ζ·Β. innerhalb der eingangs genannten Gebiete der Meßtechnik ist diese Anordnung ebenso wie das oben genannte mit Zähler und konstanter Zählfrequenz arbeitende Verfahren deshalb nicht in jedem Fall geeigneteThe same applies to the broadband level meter mentioned, which is initially not a measuring device itself, but merely an auxiliary device for low-error and particularly clear detection of the measured variable. A display or output of the {broadband Sffektivwertpegels is not equipped for the response time of the device to a new state is explicitly called a constant and determined by the lowest occurring in the measuring frequency settling time. For the effective valuation ζ · Β. Within the areas of measurement technology mentioned at the beginning, this arrangement, like the above-mentioned method, which operates with a counter and constant counting frequency, is therefore not always suitable
Der Zweck der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu beseitigen und eine Anordnung zur Messung und zur L/Ießgrößenregelung von Weehselspannungen vorzuschlagen, die für automatisch arbeitende Meßplätze vollständig geeignet isto The purpose of the invention is to eliminate the shortcomings mentioned and to propose an arrangement for measuring and controlling alternating voltages which is completely suitable for automatically operating measuring stations or the like
ψ Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Messung und zur Meßgrößenregelung von Wechselspannungen über einen sehr großen Dynamikbereieh zu schaffen, bei dem der The invention is based on the object of creating an arrangement for measuring and regulating measured variables of alternating voltages over a very large dynamic range, in which the
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eigentliche Gleichrichterteil zur Verminderung von Fehlerquellen auf völlig konstantem Potential gehalten wird und bei dem das Zeitverhalten der *vleßwertbildung bequem den jeweiligen Erfordernissen anpaßbar ist.actual rectifier part to reduce sources of error is kept at a completely constant potential and in which the time behavior of the * vleßwertbildung comfortably meets the respective requirements is customizable.
Erfindungsgemäß wird bei einer Anordnung mit beeinflußbarem Zeitverhalten der Jfleßwertbildung, bestehend aus einem Regelkreis mit einem hinter dem Eingang befindlichen digital steuerbaren Spannungsteiler oder Verstärker, einem Gleichrichter, einem eine Referenzquelle mit dem Gleichrichterausgang zusammenschaltenden Summationsglied, einem oder mehreren Koraparatoren und einem Vor-Rückwärts-Zähler, dessen Eingangstorung und dessen Zählrichtung von dem Komparatorausgang gesteuert sind und dessen Zählerausgünge einmal mit den Steuereingängen des genannten digital steuerbaren Spannungsteilers oder Verstärkers und andererseits mit dem Ausgang der Anordnung verbunden sind, die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine vor der Eingangstorung des Vor-RUckwärts-Zählers befindliche Quelle für Zählimpulse frequenzbeeinflussende und/oder die Referenzquelle spannungsbeeinflussende Steuereingänge aufweisen, die mit beliebigen Punkten der Ließkette und/oder des Regelkreises und/oder externen Steuergrößen, vorzugsweise über Anpassungsund Korrekturglieder verbunden sind. Hierbei schalten die einzelnen Ziffern des jeweiligen Zählwertes eine dem Ziffern- und Stellenwert gerade entsprechende Spannungsteilung oder Verstärkung an der zwischen Eingang und Gleichrichter angeordneten Baugruppe so, daß der Gleichrichterpegel sich dem Referenzpegel immer mehr annähert und die sich am Zähler einstellende Zahl im abgeglichenen Zustand ein unmittelbares Maß des zu ermittelnden Pegelwertes darstellt. Durch Steuerung der Frequenz der Quelle für die Zählimpulse ist es möglich, die Zählgeschwindigkeit nahezu beliebig zu variieren oder von beliebigen steuernden Größen abhängig zu machen und damit das Zeitverhalten des Regelkreises nahezu beliebig zu gestalten. Eine erfindungsgemäße Anordnung zur schmalbandigen Frequenzanalyse sieht vor, daß entweder der Ausgang eines Schmalbandfilters oder der Ausgang des digital gesteuerten Spannungsteilers oder Verstärkers zusätzlich an Eingänge eines als Zählimpulsquelle angeordneten Impulsformers geführt sind, dessen Ausgangsimlulszahl mit der Zahl der Hulldurchgänge der Eingangsspannung des Impulsformers in einem festen Zahlenverhältnia steht undAccording to the invention, in an arrangement with a time behavior that can be influenced, the jfleßwertbildung, consisting of a control loop with a digitally controllable voltage divider or amplifier, a rectifier, located behind the input, a summation element interconnecting a reference source with the rectifier output, one or more coraparators and an up / down counter, its input gate and whose counting direction is controlled by the comparator output and its counter outputs once with the control inputs of said digitally controllable voltage divider or amplifier and on the other hand connected to the output of the arrangement are, the object is achieved in that a source located in front of the input gate of the up / down counter for counting pulses that influence the frequency and / or the reference source Have voltage-influencing control inputs that connect to any points of the chain and / or the control circuit and / or external control variables, preferably via adjustment and correction elements. Here the individual switch Digits of the respective count value a voltage division or amplification that corresponds to the digit and place value on the assembly arranged between the input and the rectifier so that the rectifier level is the reference level and the number that appears on the counter in the balanced state is an immediate measure of the represents the level value to be determined. By controlling the frequency of the source for the counting pulses, it is possible to reduce the To vary the counting speed almost arbitrarily or to make it dependent on any controlling variable and thus that To design the timing behavior of the control loop almost arbitrarily. An arrangement according to the invention for narrow-band frequency analysis provides that either the output of a narrow band filter or the output of the digitally controlled voltage divider or Amplifier are also fed to inputs of a pulse shaper arranged as a counting pulse source, whose output pulse number with the number of Hull crossings of the input voltage of the pulse shaper is in a fixed numerical ratio and
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der Ausgang des Impuleformers über die Eingangstorung mit dam Zähleingang des Vor-Rückwärts-Zählers verbunden ist· Dadurch wird erreicht, daß die Einschwingzeit des Regelkreises umgekehrt proportional der Filtermittenfrequenz isto Zur Regelung beliebiger physikalischer Größen auf einen konstanten oder programmierten Sollwert mit einem eingangsseitig angeschlossenen Generator veränderlicher Frequenz ist eine erfindungsgemäße Anordnung mit gleitender Zeitkonstante der Meßwertbildung dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Generators zusätzlich an einen Eingang des Impulsformers geführt ist.connected to the output of the Impuleformers on the Eingangstorung with dam counting input of the up-down counter · is thereby achieved is that the settling time of the control loop in inverse proportion to the filter center frequency is o to control any physical quantity at a constant or programmed setpoint with an input side connected generator variable frequency, an arrangement according to the invention with a sliding time constant for the formation of the measured value is characterized in that the output of the generator is also fed to an input of the pulse shaper.
Eine weitere erfindungsgemäße Anordnung, vorzugsweise mit dem Zeitverhalten eines Trägheitsgliedes erster Ordnung bei der Meßwertbildung sieht vor, daß die vor der Eingangstorung geschaltete Quelle für Zählimpulse als Spannungs-Frequenz-lfaisetzer ausgeführt ist, dessen Eingang entweder direkt oder Über einen von der Komparatorenanordnung gesteuerten Unschalter an ein das gewünschte Zeitverhalten realisierendes eingangsseitig mit dem Ausgang des Summationsgliedes verbundenes Korrekturnetzwerk geschaltet ist, wobei der zweite Eingang des gesteuerten Umschalters an eine gesonderte Spannungsquelle gelegt ist· Die Messung eines Langzeitmittelwertes von Pegeln erfolgt mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der der Spannungs-Frequenz-Umsetzer zur Erzielung des gewünschten Zeitverhaltens mehrere gleichzeitig wirkende Steuereingänge aufweist, von denen einer an den Ausgang eines eingangsseitig mit dem Summati onsglied verbundenen Korrekturnetzwerkes und die weiteren Eingänge an von außen wirkende beliebige Steuergrößen geschaltet sind, wobei vorzugsweise Steuereingänge des Korrekturnetzwerkes und des Spannungs-Frequenz-Waidlers mit dem Ausgang des Vor-Rüokwärts-Zählsrs verbunden sein können. Erfindungsgemäß ist eine Erweiterung der beschriebenen Anordnungen dadurch möglich, daß ein Steuereingang der Referenzquelle mit einem beliebigen Punkt innerhalb des Regelkreises verbunden ist oder daß die Referenzquelle vorzugsweise durch einen Maßgleichrichter realisiert let, dessen Eingang an einen beliebigen, jedoch nicht mit dem Eingang des digital steuerbaren Spannungsteilers oder Verstärkers übereinstimmenden Punkt der Wechselgrtfßen führenden Meßkette verbunden ist, wodurch dem Regelkrtia zusätzlich eine Führungsgröße aufgeprägt isto Another arrangement according to the invention, preferably with the time response of an inertia element of the first order in the formation of the measured value, provides that the source for counting pulses connected in front of the input interfering is designed as a voltage-frequency relay, the input of which is switched on either directly or via a switch controlled by the comparator arrangement a correction network that realizes the desired time behavior is connected on the input side to the output of the summation element, the second input of the controlled changeover switch being connected to a separate voltage source.The measurement of a long-term mean value of levels is carried out with a device according to the invention, in which the voltage-frequency converter has several simultaneously acting control inputs to achieve the desired timing, one of which is connected to the output of a correction network connected to the summation element on the input side and the other inputs to the outside Any effective control variables are switched, with control inputs of the correction network and of the voltage-frequency waidler preferably being able to be connected to the output of the up / down counter. According to the invention, an extension of the described arrangements is possible in that a control input of the reference source is connected to any point within the control loop or that the reference source is preferably implemented by a measuring rectifier, the input of which is connected to any, but not to the input of the digitally controllable voltage divider or amplifier is connected to the matching point of the measuring chain leading to the variable size, whereby a reference variable is additionally impressed on the control variable or the like
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Die Erfindung soll nachstehend an einigen wenigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden, wobei nicht alle möglichen erfindungsgemäß beantragten Ausführungsformen der Anordnung an dieser Stelle gezeigt werden können, jedooh dem Fachmann die grundsätzliche Richtung zur Anwendung der Erfindung gezeigt wird» In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention is to be described in more detail below using a few exemplary embodiments, although not all possible ones Embodiments of the arrangement applied for according to the invention can be shown at this point, but to the person skilled in the art the basic direction for applying the invention is shown »In the accompanying drawing:
Fig. 1ί Ein Blockschaltbild zum Grundprinzip der erfindungsgemäßen AnordnungFig. 1ί A block diagram of the basic principle of the invention arrangement
Fig. 2ϊ Eine Meßanordnung zur schmalbandigen Frequenzanalyse mit gleitender ZeitkonstanteFig. 2ϊ A measuring arrangement for narrow-band frequency analysis with sliding time constant
Fig. 3* Hüne Meßanordnung zur Regelung einer Meßgröße, auf einen konstanten oder programmierten A'ert mit gleitender SeitkonstanteFig. 3 * Hüne measuring arrangement for regulating a measured variable a constant or programmed A'ert with a sliding side constant
Fig» 4» Eine Meßanordnung zur Erzielung eines speziellen Einschwingverhaltens entsprechend einem Traghei.tsglied erster OrdnungFig. 4 A measuring arrangement for achieving a special transient behavior corresponding to a first-order tragic link
Fig. 51 Eine Meßanordnung zur Messung von Langzeitmittelwerten Fig. 51 A measuring arrangement for measuring long-term mean values
Fig„ 6: Eine Meßanordnung zur Messung von Pegeldifferenzen»Fig "6: A measuring arrangement for measuring level differences"
In Fig. 1 gelangt die zu messende Spannung vom Eingang E an den gestuft steuerbaren Spannungsteiler oder Verstärker 1. Die Ausgangsspannung des sich anschließenden Gleichrichters 2 wird im Summationsglied 4 der Spannung einer Referenzquelle 3 so hinzuaddiert, daß die Spannung hinter dem Summationsglied ein Haß für 3etrag und Vorzeichen der Regelabweichung darstellt und im abgeglichenen Zustand des Regelkreises zu Hull wird« Diese Spannung wird einem oder mehreren Koraparatoren 5 zugeführt, die ihrerseits die Zählrichtung des Vor-Rüokvvärts-Zählers 6 und das Eingangstor 7 steuern, an dessen Eingang eine variable Zählfrequenz aus einer Zählimpulsquelle 8 gelegt ist. Durch Verändern der Zählfrequenz ist es möglich, die Einschwingzeit des Regelkreises zu verändern und damit die Meßgröße über eine kürzere oder längere Zeit zu integrieren. Die Eingangstorung ist bei der beschriebenen Wirkungsweise des Regelkreises nicht unbedingt erforderlich, bietet aber doch eine Reihe praktischer Vorteile. So ist es mittels zweier Komparatoren 5, deren Ansprechschwellen gegeneinander etwas versetzt sind, möglich, am Abgleiohpunkt des Regelkreises eineIn Fig. 1, the voltage to be measured comes from input E. the stepped controllable voltage divider or amplifier 1. The output voltage of the connected rectifier 2 is added in the summation element 4 of the voltage of a reference source 3 so that the voltage behind the summation element represents a hatred for the amount and sign of the control deviation and in the balanced state of the control loop it becomes Hull «This voltage is applied to one or more coraparators 5 supplied, which in turn controls the counting direction of the upstream counter 6 and control the input gate 7, at the input of which a variable counting frequency from a counting pulse source 8 is applied is. By changing the counting frequency, it is possible to change the settling time of the control loop and thus the Integrate measured variable over a shorter or longer period of time. The entrance gate is in the described mode of operation of the control loop is not absolutely necessary, but offers a number of practical advantages. So it is with two Comparators 5, the response thresholds of which are somewhat offset from one another, are possible at the point of derivation of the control loop
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tote Zone zu schaffen und damit i-inflüsse kleiner Störungen (r.ohaltstoße, Gleiohriohterwelligkeit) unwirksam zu machen. -Veiterhin kann duroh Sperren der Zählimpulse ein Überlauf des Zählers 6 verhindert werden. Sohließlioh ist es denkbar, Maxi— malwertepeioherungen durchzuführen, indem bei der Zählriohtung "rückwärts" das RLngangstor 7 für die Zählimpulse gesperrt wird.to create a dead zone and thus influence small disturbances (r.ohaltstoße, Gleiohriohterwelligkeit) to make ineffective. -Furthermore, by blocking the counting pulses, an overflow of the Counter 6 can be prevented. So it is conceivable that Maxi— perform malwertepeioherungen by in the counting direction "backwards" the RLngangstor 7 is blocked for the counting pulses.
".sine Ließ einrichtung für sohmalbandige Frequenzanalysen ist in ?i£. 2 dargestellt. Vor dem eigentlichen Regelkreis ist ein durohstimKibares, zweokmäßigerweise mit konstanter relativer Pandbreite arbeitendes Sohmalbandfilter 10 angeordnet, dessen Ausgangsspannung aufgrund dieser üchmalbandigkeit einen sinusähnliehen Verlauf bei nur wenig schwankender Frequenz aufweist. rei Ableitung der Zählimpulse z„r.. aus den Null durchgängen dieser Spannung mittels einer geeigneten Impulsfomerstufe 11 wird erreicht, daß die Sinschwingzeit des Hegelkreises umgekehrt proportional zur Filtermittenfrequenz ist. Da bei Filtern konstanter Relativbandbreite die Filtereinsohwingzeit ebenfalls umgekehrt proportional der Filtermittenfrequenz ist, besitzt die hier gezeigte Meßanordnung ein zeitoptimales Binsohwingverhalten und ist ζ·ΒΟ für automatische Meßeinrichtungen und für die Frequenzanalyse tieffrequenter oder stoohastisoher Vorgänge besonders geeignet. Bei Ableitung der Zählfrequenzimpulse vom Ausgang des gesteuerten Spannungsteiles 1 ergeben sich praktische Vorteile, da an dieser Stelle ein im wesentlichen konstanter Pegel vorliegt.His Ließ device for low-band frequency analysis is shown in? i £. 2. Before the actual control loop, a duroh-timed low-band filter 10 that works with a constant relative band width is arranged, the output voltage of which has a sinusoidal curve with only slightly fluctuating frequency due to this narrow band. The derivation of the counting impulses z "r .. from the zero crossings of this voltage by means of a suitable pulse shaping stage 11 means that the oscillation time of the Hegel circuit is inversely proportional to the filter center frequency the measuring arrangement shown here has a time-optimal binso oscillation behavior and is ζ · Β Ο particularly suitable for automatic measuring devices and for the frequency analysis of low-frequency or stoohastic processes In the controlled voltage part 1, there are practical advantages, since an essentially constant level is present at this point.
Eine weitere Anordnung mit gleitender Zeitkonstante ist in Figy 3 gezeigt. Hier dient ein Frequenzgenerator 12 vorwiegend unter Abgabe von Sinusspannung oder schmalbandiger Hausohspan— nutig zur Herstellung einer beliebigen physikalischen Wechselgröße, indem über den steuerbaren Spannungsteiler oder Verstärker 1 eine hierfür geeignete Einrichtung 13 an den Frequenzgenerator 12 angeschlossen ist. Der Pegel der erzeugten physikalischen Größe soll konstantgehalten oder naoh vorgegebenen Beziehungen programmiert werden. Derartige Forderungen treten beispielsweise bei Prüffeldmessungen an elektroakustisch^ Übertragern, an Frequenzgangsmessungen elektrischer und mechanischer Vierpole oder bei der iichwingungsprüfteohnik auf· Meist wird die Einrichtung 13 dann einen Leistungsverstärker und einen naohgesohalteten Wandler zur Erzeugung der gewünsohtenAnother arrangement with sliding time constant is shown in Fig y. 3 Here, a frequency generator 12 is used primarily for the production of any physical alternating quantity with output of sinusoidal voltage or narrow-band house voltage, in that a device 13 suitable for this is connected to the frequency generator 12 via the controllable voltage divider or amplifier 1. The level of the generated physical quantity should be kept constant or programmed according to given relationships. Such requirements arise, for example, in test field measurements on electroacoustic transmitters, in frequency response measurements of electrical and mechanical four-pole devices or in the vibration test
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physikalischen Größe enthalten, wobei hierbei oft beträchtliche, nioht erwünschte Schwankungen der Übertragungeigenschaften in Abhängigkeit von der Frequenz auftreten. Um diese Ljchwankungen auszuregeln, enthält die Einrichtung 13 zusätzlich einen Wandler zum Messen der konstantzuhaltenden oder zu programmierenden Größe, dessen Ausgang mit dem Gleichrichter 2 und den naehge— schalteten bereits beschriebenen Elementen des Regelkreises verbunden ist. Der Zählerinhalt steuert den gestuften Spannungsteiler oder Verstärker 1, so daß die physikalische Größe ständig den gewünschten Pepelwert annimmt. Dem Mnschwingverhalten dieser Anordnung muß besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, da häufig ausgeprägte Resonanzstellen der tibertragunpskennlinie ausgeregelt werden müssen und erfahrungsgemäß sehr leicht Instabilitäten bei fehlangepaßter Zeitkonstante auftreten, I'Jin geeignetes Einsohwingverhalten wird daduroh erzielt, daß der Ausgang des Frequenzgenerators 12 an den Impulsformer 11 geführt ist, der eine konstante Zahl von Zählimpulsen z. B, bei jeden Hulldnrohgang der Generatorspannung an das Pingangstor des Zählers abgibt und damit ein langsames Einschwingen auf den gewünschten Wert bei tiefen Frequenzen und ein schnelles Einschwingen bei hohen Frequenzen siohert. physical size, whereby here often considerable, Unwanted fluctuations in the transmission properties in Depending on the frequency occur. About these fluctuations To regulate out, the device 13 additionally contains a converter for measuring the constant or to be programmed Size, the output of which with the rectifier 2 and the close- switched connected elements of the control loop already described is. The content of the counter controls the stepped voltage divider or amplifier 1, so that the physical quantity is constant adopts the desired pel value. The oscillation behavior of these Special attention must be paid to the arrangement, as there are often pronounced points of resonance in the transmission characteristic must be corrected and experience has shown that instabilities easily occur with a mismatched time constant, I'Jin suitable Single oscillation behavior is achieved in that the output of the frequency generator 12 is fed to the pulse shaper 11 is that a constant number of counting pulses z. B, at each hulldnrohgang the generator voltage to the input gate of the Counter outputs and thus siohert a slow settling to the desired value at low frequencies and a fast settling at high frequencies.
Eine Gewinnung der Zählfrequenz aus dem Regelkreis selbst zeigt Fig, 4. Die hinter dem uummationßglied 4 verfügbare Regelabweichung dient zur Steuerung eines Spannungs-Frequenz-v/andlers 17 und wird zu diesem Zweck über ein beliebig ausführbares Korrekturnetzwerk 15 geführt, dessen lineare oder niohtlineare Übertragungsoharakteristiken das jeweils gewünschte Sinschwingverhalten sicherstellen. Mögliohe lineare Übertragungsfunktionen ergeben sioh im wesentlichen aus Kombinationen von in der Regelungsteohnik bekannten Übertragungsgliedern wie z. B. Trägheits-Integrier- oder Differenzierglied,FIG. 4 shows how the counting frequency is obtained from the control loop itself is used to control a voltage-frequency converter 17 and, for this purpose, is carried out via an arbitrarily executable correction network 15, whose linear or nonlinear Transmission characteristics the respective desired sin oscillation behavior to ensure. Possible linear transfer functions they essentially result from combinations of in the control theory known transmission elements such. B. Inertia Integrating or differentiator,
DenÄare niohtlineare Eigenschaften erhält man z, E. bei erforderlioher Entzerrung der Amplitudenkennlinie, bei Zweiweggleiohriohtung der Regelabweichung oder beim Bilden einer Potenafunktion der Regelabweichung.The nonlinear properties are obtained, for example, when they are required Equalization of the amplitude characteristic, with two-way slide alignment the control deviation or when forming a potential function the control deviation.
Für das häufig gewünschte Einsehwingverhalten entsprechend einem Trägheitsglied erster Ordnung (einfaohes RC-Tiefpaßglied) läßt sioh zeigen, daß die durch die Logarithmlerung der I'.eßp-röße vorhandenen Niohtlinearitäten des Hegelkreises bei der Bereoh-For the often desired transient response corresponding to a first-order inertia element (simple RC low-pass element) lets sioh show that by taking the logarithm of the l'.eßp-size existing nonlinearities of the Hegel's circle when calculating
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nung des Zeitverhaltens eltminlerbar sind. Die gewUnsohte Übertragungsfunktion F(p) des geschlossenen Regelkreises lautet ent^ spreohend der Vorgabetion of the time behavior can be mined. The usual transfer function F (p) of the closed control loop is ent ^ speaking of the default
P(p) » » ρΎ β normier*e Frequenz eines Übertragungsgliedes (I)P (p) » "ΡΎ β * e, normalized frequency of a transmission member (I)
Aus dem bekannten Zusammenhang des Frequenzgangs der Übertragungsfunktion F(p) mit dem Frequenzgang der übertragungsfunktion der offenen Kette Fo£p) bei einem Übertragungsverhalten "Eins" der RückführungFrom the known relationship between the frequency response of the transfer function F (p) and the frequency response of the transfer function of the open chain Fo £ p) in the case of a transfer behavior "One" of repatriation
erhält man das gewünsohte Verhalten (i) fürone obtains the desired behavior (i) for
. (III). (III)
Dies ist gerade das Verhalten des Zählere 6 in Fig. 4. Weitere im Übertragungsweg liegende Glieder müssen sioh im Frequenzgang also gegeneinander aufheben· Häufig weist die effektivwertbildende Schaltung des Gleichrichters 2 selbst das Verhalten eines Trägheitsfliedes erster Ordnung auf; das naohgeschaltete Korrekturnetzwerk 19 mXQ dann also den hierzu reziproken Frequenzgang eines Vorhaltegliedes erster Ordnung besitzen. Bei sprungartigen Abfall der Eingangsgröße weist ein Trägheitsglied erster Ordnung einen für logarithmisohen Amplitudenmaßstab linearen Abfall der Ausgangsgröße auf· Während dee Zählerrüoklaufs ist es deshalb auoh möglioh, mittels einer konstanten Zählfrequenz des Spannungs-Frequenz-Wandlers 17 unabhängig von der Aue gangsspannung des Korrekturnetzwerkes 19 die gewünsohte zeitlioh lineare Änderung des Zählerinhalts zu erzwingen· Von praktischem Interesse ist dies beispielsweise9 wenn der Spannungs-Frequenz-Wandler 17 nur eine Polarität verarbeiten kann oder wenn Auf- und Entladezeitkonstanten unterschiedliche Werte aufweisen sollen,wie beispielsweise bei der standardisierten Anzeigedynamik "Impuls" der SohallpegelmeOteohnik· In Fig· 4 1st diese Möglichkeit duroh die Einfügung eines vor den Spannungs-Frequenz-Wandler 17 angeordneten! von den Kondensatoren 9 gesteuertenfUmschalters 16 berüoksiohtigt, der den Spannungs-Frequenz-Wandler 17 beim Vorwärtezähle an das Korrekturnetiwerk 19 und beim Rückwärts«ählen an eine gesonderte einstellbare Spannungequelle 14 schaltet.This is precisely the behavior of the counter 6 in FIG. 4. Further elements in the transmission path must therefore cancel each other out in the frequency response. the connected correction network 19 mXQ then have the reciprocal frequency response of a lead element of the first order. In the event of a sudden drop in the input variable, an inertia element of the first order exhibits a linear decrease in the output variable for a logarithmic amplitude scale.During the counter reset it is therefore also possible to use a constant counting frequency of the voltage-frequency converter 17 independently of the output voltage of the correction network 19 zeitlioh linear change of the counter contents to force · of practical interest is the example 9, if the voltage-frequency converter 17 can process only one polarity or when up-and-discharge time should have different values, such as in the standardized display dynamic "pulse" of SohallpegelmeOteohnik In FIG. 4, this possibility is due to the insertion of a device arranged in front of the voltage-frequency converter 17! berüoksiohtigt of the capacitors 9 f-controlled change-over switch 16, the 17 Aehlen the voltage-to-frequency converter when Vorwärtezähle to the Korrekturnetiwerk 19 and in reverse "switches to a separate adjustable Spannungequelle fourteenth
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Xn einem weiteren Ausführungsbeispiel sei mittels 71g. 5 die Messung eines Langzeitmittelwertes beschrieben. Solche Messungen erfolgen naoh standardisierten Verfahren beispielsweise zur Erfassung von Vibrationen, die auf den mensohliohen Körper einwirken oder zur Messung des äquivalenten Dauersohallpegels Leq, der langzeitige Lärmeinwirkungen auf den Mensohen duroh eine Binzahlangabe erfaßt. Für diesen letzteren Pail soll eine Möglichkeit gezeigt werden, zu jedem beliebigen Zeitpunkt t den bis dahin aufsummierten Wert des äquivalenten Dauersohallpegels am Zähler 6 unmittelbar abzulesen. : loh Definition ergibt sioh der Zusammenhang zwlsohen dem äqui-In a further exemplary embodiment, by means of 71g. 5 the Measurement of a long-term mean value described. Such measurements take place near standardized methods, for example, for the detection of vibrations that act on the mensohliohen body or for measuring the equivalent continuous reverberation level Leq, the Long-term noise effects on the cafeteria recorded by a bin number. For this latter pail there is supposed to be a possibility are shown, at any point in time t the value of the equivalent continuous reverberation level added up to that point at the counter 6 can be read immediately. : loh definition results in the connection between the equi-
älenten Dauersohallpegel Leq und dem Momentanwert L* (t) des Sohallpegels zuälenten continuous reverberation level Leq and the instantaneous value L * (t) des So reverberation level too
f O>3 LaCO 1 J 10 q dtjf O> 3 LaCO 1 J 10 q dtj
Palis der beschriebene Regelkreis mit seinem Zähler 6 zu jedem Zeltpunkt den bis dahin ermittelten Wert des äquivalenten Bauereohallpegels Leq (t) anzeigt, ergibt sioh der momentane Pegel aus der Summe dieses Anzeigewertes und der momentanen Abweiohung der Gleiohriohterausfrangsspannung üg von der ReferenzspannungPalis the described control loop with its counter 6 for each Point shows the value of the equivalent building reverberation level Leq (t) determined up to that point, this results in the current level from the sum of this display value and the current deviation of the Gleiohriohterausfrangssspannung üg from the reference voltage
(t)(t)
ίο ψ ίο ψ
(ν)(ν)
Hieraus findet man unter Benutzung des Zusammenhangs zwisohen Zählerstand η (t), kleinstem Fegelsohrltt Ö*L der Digitalanzeige, ausgegebenen W«rt Leq (t) und der Zählfrequens fB(t) am ZählereingangFrom this one finds, using the relationship between the counter reading η (t), the smallest Fegelsohrltt Ö * L of the digital display, the output value Leq (t) and the counting frequency f B (t) at the counter input
Leq (t) - fB (t) (VI)Leq (t) - f B (t) (VI)
eine Vorsqfhrift für die erforderliche Steuerung der Zählfre-a guide for the required control of the counting rate
1 I 1 I.
25562912556291
(VII)(VII)
Der Term in der gesohweiften Klammer wird direkt aus der Regelabweichung des Regelkreises mittels fciohtlinearer Umformungen gewonnen; der Paktor ^ entsteht duroh zusatzHohe Ansohaltung eines Zeitgebers an den Spannungs-Frequenz-Wandler 17.The term in braces is taken directly from the system deviation of the control loop by means of fciohtlinear transformations won; The pactor ^ arises from an additional high attitude a timer to the voltage-to-frequency converter 17.
Fig« 5 jseigt die grundsätzliche Anordnung zur Gewinnung von Langzeitmittelwerten· Das Korrekturnetzwerk 15 verarbeitet zu jeder Zeit die als Regelabweichung vorhandene Differenz zwischen dem bis zu diesem Zeitpunkt aufgelaufenen, vom Zähler 6 ausgegebenen Langzeitmittelwert und dem momentanen Fegelwert der Meßgröße, Die an den Spannungs-Frequenz-Wandler 17 zueätzlioh angeschlossene externe Steuergröße 9 ist für die vorliegende Meßauf— gäbe die Zeit« Zusätzliche Möglichkeiten zur Veränderung der Mittelwertbildung in Abhängigkeit von der Höhe des Pegels sind in Fig. 5 duroh eine Verbindung des Ausgangs des Vor-Rüokwärts-Zählere 6 mit Steuereingängen des Korrekturnetzwerkes 15 und des Spannungs-Frequenz-Wandlers 17 gezeigt. Die Funktion der Spannungs-Frequenz-Wandlung der Baugruppe 17 soll eine geeignete Verknüpfung aller steuernden Eingangsgrößen einschließen. Fig. 5 shows the basic arrangement for obtaining Long-term mean values · The correction network 15 processes the difference between that which has accumulated up to this point in time and output by the counter 6 Long-term mean value and the current level value of the measured variable, which are additionally connected to the voltage-frequency converter 17 External control variable 9 is the time for the present measurement task. Additional options for changing the Averaging as a function of the level of the level is shown in FIG. 5 by a connection of the output of the up / down counter 6 with control inputs of the correction network 15 and the Voltage-to-frequency converter 17 is shown. The function of voltage-frequency conversion the assembly 17 should include a suitable combination of all controlling input variables.
In allen bisher aufgeführten Beispielen ist es möglioh, duroh eine veränderlich gestaltete Referenzquellβ eine zusätzliche Ftihrungsgröße für den Regelkreis zu schaffen, Hierduroh wird es möglioh Pegeldifferenzen z, B, zwischen zwei Meßstellen, zwischen Sender und Empfänger (zur Ermittlung von Schalldämmung, Sohwingungsisolierung, Ubertragungsfaktoren usw.) oder auoh zwischen ungefilterter und gefilterter Meßgröße zu ermitteln. Weiterhin ist es möglich, an dieser Stelle spezielle Eigenschaften einer Meßgröße zu erzielen^ wie z. B0 das nachbilden des sogenannten "akustischen Reflexes" bei Messung der Gehörsohädliohkeit oder das Programmieren einer zu erzeugenden beliebigen Weohselgröße bei einem Aufbau naoh Fig. 3,In all of the examples given so far, it is possible to use a variable reference source to create an additional control variable for the control loop .) or also to determine between unfiltered and filtered measured variable. Furthermore, it is possible to achieve special properties of a measured variable at this point, such as e.g. B 0 simulating the so-called "acoustic reflex" when measuring the hearing impairment or programming an arbitrary response variable to be generated with a structure similar to FIG. 3,
Fig, 6 zeigt eine einfache Meßkette zur Ermittlung der Pegel- . differenz zwischen dem am Eingang E anliegenden breitbandigen Meßsignal und dem mittels Sohmalbandfilter 10 ünraus gewonnenen sohraalbandigen Anteil, IUe gewählte Anordätiig snrSunimlergli4ä 4Fig, 6 shows a simple measuring chain for determining the level. difference between the broadband at input E. Measuring signal and the sohraalbandigen component, IUe selected arrangement snrSunimlergli4ä 4
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609838/0S7Ö609838 / 0S7Ö
25562612556261
bewiirifct eine Zähleranzeige der Pegeldifferenz ewisohen dee dem Nutzeignal hinter dem Sohmalbandfilter 10 und dem Breitbandpegel· Das Zeltverhalten des Regelkreises wird zweokmäßigerwelse vom sohmalbandigen Zweig der Meßstelle abgeleitet, da der Breitbandpegel beim Durohstiramen des Sohmalbandfliters 10 keine Veränderungen erfährt und deshalb keine Forderungen an das Zeitverhalten stellt. Die Ableitung der Zählimpulse erfolgt auf gleiche .'/eise wie in Pig. 2.causes a counter display of the level difference between the two Useful signal behind the narrowband filter 10 and the broadband level the broadband level at the Durohstiramen of the Sohmalbandfliters 10 does not experience any changes and therefore does not make any demands on time behavior. The counting pulses are derived in the same way as in Pig. 2.
- 16 -609838/0S73- 16 -609838 / 0S73
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