DE2558172B2 - Digital Melleinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße zur Spitzenwert-Messung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Digital-Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Untersuchung von Stoßvorgängen zählt zu den wichtigsten, mit der Untersuchung des Verhaltens von verschiedenen Prüflingen bei allen Arten einer Eigenspannungen, Verformungen, Verbindungsstörungen und eine Materialverschiebung bewirkenden Stoßbelastung zusammenhängenden Problemen.

Zur Untersuchung der Stoßbelastung eines Prüflings ist es unter anderem netwendig, über eine genaue, glaubwürdige und aufgezeichnete bzw. angezeigte Information über den Spitzenwert der Beschleunigung des Stoßes zu verfügen, und zwar nicht nur bei Einzel-, sondern auch bei Mehrfachstößen.

Dabei gehört die Zukunft zweifellos Digital-Stoßmeßeinrichtungen.

Die Genauigkeits-, Glaubwürdigkeits- und Aufzeichnungs- bzw. Anzeigeverbesserung der Information und der Messung der Einzel- und Mehrfachstöße erfordert insbesondere, daß die Stoßmeßeinrichtungen, mittels Zifferndruck, Rechenmaschinen und visueller Anzeige Information ausgeben, die Parameter eines Stoßes bei dessen Durchgang messen, ständig zur Messung des nachfolgenden Stoßes bereit sind sowie eine hohe Meßgenauigkeit für die Stoßparameter besitzen.

Die Messung der Stoßvorgänge kann unter Umständen nur mit Digital-Stoßmeßeinrichtungc n vorgenommen werden; z. B. wenn die Parameter nur des ersten Stoßes aus einer Stoßfolge zu messen sind.

Bis vor kurzem wurden zur Messung von Stoßvcrgängen Analog-Meßeinrichtungen eingesetzt, die den Stoß-Spitzenwert messen. Die Gewinnung dieser Information hängt entweder mit der Verarbeitung von Oszillogrammen des Stoßvorgangs oder mit Anzeigen von Analog-Zeigereinrichtungen, die nichts aufzeichnen müssen, zusammen. Außerdem erlauben die Analog-Zeigereinrichtungen nicht, den Spitzenwert eines jeden Stoßes aus einer Stoßfolge zu messen und diese Information auf einem entsprechenden Beleg aufzuschreiben.

Die Anwendung von Analog-Auswertmethoden für Stoßvorgänge setzt erheblich die Aussage der Information herab und erschwert die rechtzeitige Korrektur der Durchführung der Prüfungen, insbesondere beider Behandlung von neuen Werkstoffen und Konstruktion (vgl. z. B. V. S. Pelliniec, Messung von Stoßbeschleunigungen, Verlag Standards, Moskau, 1975, S. 209 bis 210).

Es gibt auch eine Meßeinrichtung für Stöße (vgl. z. B. SU-PS 227648), in der ein Beschleunigungsgeber die mechanischen Schwingungen des Prüflings in elektrische Signale umsetzt, die über einen Verstärker auf einen Stoßparameter-Messer gelangen, der den Stoß-Spitzen wert mißt.

Der Stoßparameter-Messer ist bei der genannten Einrichtung als ein eine elektrische Stufe und einen Oszillografen enthaltender Analog-Spaniiungsmesser ausgeführt, und der Meßvorgang erfolgt durch Vergleichen des euf dem Oszillografenschirm asgezeigten Stoßes mit einem Stoß von einem zusätzlichen Stoßgenerator.

Infolgedessen kann die bekannte Einrichtung nicht Mehrfach-Stöße messen.

Vorstehend wurde darauf hingewiesen, daß es zur Gewinnungeiner Information über die Parameter von Mehrfach-Stößen erwünscht ist, daß sämtliche Messungen während des Durchganges des Stoßes vorgenommen werden. Im Zusammenhang mit dieser Forderung ist es wünschenswert, solche Digital-Stoßmeßeinrichtungen einzusetzen, die bei den Messungen entweder vom Prinzip einer stellenweisen Gewichtung 5 oder von der Methode der Umwandlung eines Analog-Signals in Digital-Form Gebrauch machen.

Eine bekannte Digital-Meßeinrichtung der eingangs genannten Art »Archiv für technisches Messen« (ATM), Lieferung 392, Sept. 1968, Seiten R 110 bis

ίο R 116) hat einen mit einem Filter und einem Verstärker verbundenen Meßwertgeber, wobei die Messung der Stoßparameter nur während der Dauer des eigentlichen Meßsignals vorgenommen wird und später ankommende Signale ausgeblendet werden. Mit dieser bekannten Meßeinrichtung kann aber nicht automatisch und manuell gearbeitet werden, da nicht ein Einzelstoß aus einer Reihe von Stößen gemessen werden kann. Das Fehlen eines automatischen Betriebes führt aber zu einer verringerten Meßgenauigkeit.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Digital-Meßeinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die automatisch und manuell betrieben werden kann und sich so durch eine hohe Meßgenauigkeit beim Messen des Spitzenwertes von Einzel- und Mehrfachstößen auszeichnet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gegeben.

Die erfindungsgemäße Digital-Meßeinrichtung kann mit großer Genauigkeit und hoher Geschwindigkeit automatisch und manuell betrieben werden, wobei die Meßergebnisse über einen Spitzenwert von Einzel- oder Mehrfach-Stößen in einem Anzeigegerät oder in Digital-Druck angezeigt oder in EDV weiterverarbeitet werden können.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungergeben sich aus den in den Patentansprüchen 2 bis 6 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Digital-Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße erfolgt die Vorbereitung zur Messung eines jeden nachfolgenden Stoßes in der Pausenzeit und die Messung der Parameter der Impulse während ihres Durchganges, was eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und Meßgenauigkeit dadurch gewährleistet, daß der Einfluß der Vorbereitung zur Messung während des Durchganges des Impulses fehlt. Der Einsatz von Speichern gestattet es, die Information über den Spitzenwert der Stöße bei hoher Ansprechgeschwindigkeit auf verschiedene

so Anzeigevorrichtungen, Digitaldrucker und EDV-Anlagen auszugeben.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das gesamte Blockschaltbild der Digital-Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße,
Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild,
Fig. 3 eine Prinzipschaltung,
Fig. 4 zeitliche Spannungsveiiäufe an den Aus- und Eingängen von verschiedenen Einheiten und Schalten elementen.

Die vorliegende Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße enthält einen Umwandler 1 (Fig. 1) von Stößen in ein elektrisches Signal, dessen Ausgang über einen Verstärker 2 und ein Filter 3 mit einem

μ Eingang 4 einer Meßeinheit 5 für den Spitzenwert des Stoßes elektrisch verbunden ist. Als Eingang dienen zwei entsprechende miteinander verbundene Eingänge 6 (Fig. 2) und 7 zweier in die Schaltung der

Einheit 5 eingehender Komparatoren 8, 9 für Zehner bzw. Einer. Der Ausgang des Komparators 8 für Zehner ist an einen Eingang 10 eines UND-Gliedes 11 der Meßeinheit 5 und an einen invertierenden Eingang 12 einer Inhibitionsschaltung 13 der Meßeinheit 5 angekoppelt. Der Ausgang des Komparators 9 für Einer ist an einen Eingang 14 der Inhibitorschaltung 13 angeschlossen.

Ein in die Schaltung der Meßeinheit S eingehender Generator 15 für Bezugsfrequenz ist mit seinem Ausgang 16 an einen Eingang 17 des UND-Gliedes 11 und mit seinem Ausgang 18 an einen Eingang 19 eines UND-Gliedes 20 der Meßeinheit 5 angeschlossen und tritt als erster Ausgang 21 der Meßeinheit 5 für den Spitzenwert des Stoßes auf.

Der Ausgang der Inhibitionsschaltung 13 ist mit einem Eingang 22 des UND-Gliedes 20 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang 23 eines in die Schaltung der Meßeinheit 5 eingehenden Registers 24 für Einer angeschlossen ist und gleichzeitig als dritter Ausgang 25 der Meßeinheit 5 für den Spitzenwert des Stoßes auftritt. Der Ausgang 26 des Registers 24 für Einer ist an den Eingang eines ODER-Gliedes 27 der Meßeinheit 5 und der Eingang 28 dieses ODER-Gliedes 27 mit dem Ausgang des UND-Gliedes 11 gekoppelt.

Der Ausgang des ODER-Gliedes 27 ist an einen Eingang 29 eines in die Schaltung der Meßeinheit 5 eingehenden Registers 30 für Zehner angeschlossen und tritt zugleich als zweiter Ausgang 31 der Meßeinheit 5 für den Spitzenwert des Stoßes auf.

Die Eingänge 32 und 33 zum Nullstellen der Register 30 und 24 für Zehner bzw. Einer sind mit einer gemeinsamen Schiene 23 zum Nullstellen verbunden, die als zweiter Eingang 35 der Einheit 5 für den Spitzenwert des Stoßes dient.

Die Ausgänge 36 und 37 der Register 30 und 24 für Zehner bzw. Einer sind mit Eingängen 38 und 39 eines Digital-Analogwandlers 40 der Meßeinheit 5 gekoppelt. Der Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 40 ist mit Eingängen 41 und 42 der Komparatoren 8 und 9 für Zehner bzw. Einer verbunden.

Die Einrichtung enthält auch eine Einheit 43 (Fig. 1) zur sukzessiven Abtrennung von Zeitintervallen der Stöße und einer Pause, deren Eingang an den Eingang 4 der Meßeinheit 5 für den Spitzenwert der Stöße angeschlossen ist, während der erste und der zweite Ausgang 44 und 45 an den ersten bzw. zweiten Eingang 46 und 47 einer Einheit 48 zur Abtrennung des ersten Impulses und einer Gruppe von nachfolgenden Impulsen aus einem Paket von die Pause füllenden Hochfrequenzimpulsen gekoppelt sind. Der dritte Eingang 49 der Einheit 48 zur Abtrennung ist an den ersten Ausgang 21 der Meßeinheit 5 angeschlossen.

Der erste Ausgang 50 der Einheit 48 zur Abtrennung ist an den zweiten Eingang. 35 der Meßeinheit 5 und an einen dritten Eingang 51 einer Leseeinheit 52 für eine Information über Einzel- und Mehrfachstöße angeschaltet. Der erste und der zweite Eingang 53 bzw. 54 der Leseeinheit 52 sind an den zweiten und den dritten Ausgang 31 bzw. 25 der Meßeinheit 5 angeschlossen.

Der zweite Ausgang 55 der Einheit 48 zur Abtrennung ist an einen Eingang 56 einer Einstelleinheit 57 von Meßarten für Einzel- und Mehrfachstöße angeschlossen, deren erster Ausgang 58 an einen vierten Eingang 59 der Einheit 48 zur Abtrennung und der zweite Ausgang 60 an einen vierten Eingang 61 der Leseeinheit 52 angekoppelt ist.

Die digitale Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachimpulse enthält die Einheit 43 zur sukzessiven Abtrennung von Zeitintervallen der Stöße und einer Pause, in die ein Nullorgan 62, dessen einer Eingang 63 als Eingang der Einheit 43 zur Abtrennung auftritt, eine Quelle 64 für Bezugsspannung, deren Ausgang mit einem Eingang 65 des Nullorgans 62 gekoppelt

ίο ist, eingeht. Die Einheit 43 zur Abtrennung weist auch einen Impulsformer 66, dessen Eingang mit dem Ausgang des Nullorgans 62 verbunden ist, und ein NICHT-Glied 67 auf, dessen Eingang an den Ausgang des Impulsformers 66 angeschaltet ist.

Die Ausgänge des Formers 66 und des NICHT-Gliedes 67 stellen den zweiten bzw. ersten Ausgang 45 und 44 der Einheit 43 zur sukzessiven Abtrennung von Zeitintervallen der Stöße und einer Pause dar.

Die digitale Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße enthält auch die Einheit 48 zur Abtrennung des ersten Impulses und einer Gruppe von nachfolgenden Impulsen aus einem Paket von die Pause füllenden Hochfrequenzimpulsen, in die ein erstes UND-NICHT-Glied 68, dessen einer Eingang 69 als zweiter Eingang 47 dieser Einheit 48 zur Abtrennung dient, sowie ein erstes UND-Glied 70, dessen einer Eingang 71 als erster Eingang 46 der genannten Einheit 48 zur Abtrennung auftritt, eingehen. Der andere Eingang 72 des UND-Gliedes 70 ist an einen anderen Eingang 73 des ersten UND-NICHT-Gliedes 68 angeschlossen und tritt als dritter Eingang 49 der genannten Einheit 48 zur Abtrennung auf.

Die Einheit 48 zur Abtrennung enthält ein Flip-Flop 74, dessen Setzeingang 75 an den Ausgang des ersten UND-NICHT-Gliedes 68 und der dynamische Eingang 76 an den Ausgang des ersten UND-Gliedes 70 angeschlossen ist. Die Einheit 48 enthält auch ein zweites UND-Glied 77, dessen einer Eingang 78 an einen Ausgang 79 des Flip-Flops 74, ein anderer Eingang 80 an den Ausgang des ersten UND-Gliedes 70 angeschlossen ist und der Ausgang als zweiter Ausgang 55 der genannten Einheit 48 zur Abtrennung dient, ein zweites UND-NICHT-Glied 81, dessen einer Eingang 82 an einen Ausgang 83 des Flip-Flops 74, ein anderer Eingang 84 an den invertierender Ausgang des ersten UND-Gliedes 70 angeschlossen ist, ein weiterer Eingang als vierter Eingang 59 dei genannten Einheit 48 zur Abtrennung und der Ausgang als erster Ausgang 50 der Einheit 48 zur Abtrennung dient.

Die digitale Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße enthält auch die Leseeinheit 52 für eine Information über Einzel- und Mehrfachstöße, in die zwei Zähldekaden 86 und 87 für Zehner bzw. Einer deren Recheneingänge 88 und 89 als erster und zweiter Eingang 53 und 54 der Leseeinheit 52 und miteinander verbundene Eingänge 90, 91 zum Nullsteller als dritter Eingang 51 dieser Einheit 52 dienen, eingehen. Die Leseeinheit 52 enthält auch zwei Speicherre gister 92 und 93 für Zehner bzw. Einer, deren Ein gänge 94, 95 zum Umschreiben miteinander verbun den sind und als vierter Eingang 61 der Leseeinhei 52 dienen, während die Eingänge 96, 97 an die Aus gänge 98 bzw. 99 der Zähldekaden 86 und 87 für Zeh ner bzw. Einer angeschlossen sind.

Die digitale Meßeinrichtung für Einzel- und Mehr fachstöße enthält auch die Einstelleinheit 57 voi Meßarten für Einzel- und Mehrfachstöße, in die eil

Flip-Flop 100, dessen dynamischer Eingang 101 als Eingang 56 dieser Einstelleinheit 57 auftritt, ein UND-Glied 102, dessen einer Eingang 103 mit dem dynamischen Eingang 101 des Flip-Flops 100 verbunden ist und der Ausgang als zweiter Ausgang 60 der Einstelleinheit 57 dient, eingeht. Die Einstelleinheit 57 enthält auch einen Multivibrator 104 und zwei Schließkontakte 105 und 106, der Schließkontakt 105 bringt die elektrische Verbindung des Ausganges des Multivibrators 104 mit dem Setzeingang 107 des Flip-Flops 100 und der Schließkontakt 106 die elektrische Verbindung eines Ausganges 108 des Flip-Flops 100 mit einem anderen Eingang 109 des UND-Gliedes 102. der als erster Ausgang 58 der genannten Einstelleinheit 57 dient, zustande.

Bei der beschriebenen Variante der digitalen Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße in der Einheit 43 zur sukzessiven Abtrennung von Zeitintervallen der Stöße und einer Pause wird als Quelle 64 für Bezugsspannung ein Spannungsteiler aus Widerständen 110 (Fig. 4) und 111 eingesetzt. Der gemeinsame Punkt des Spannungsteilers ist an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers, aus dem das Nullorgan 62 aufgebaut ist, angeschlossen, dessen nichtinvertierender Eingang als Eingang der Einheit 43 zur Abtrennung dient.

Der Ausgang des Operationsverstärkers ist mit einem als Eingang des Impulsformers 66 dienenden Widerstand 112 gekoppelt. Der Former 66 ist aus zwei Transistoren 113 und 114 aufgebaut, in deren Basisstromkreis Widerstände 112 bzw. 115 und in die Kollektorstromkreise Widerstände 116 bzw. 117 eingeschaltet sind. Der Widerstand 115 stellt auch die elektrische Verbindung der Basis des Transistors 114 mit dem Kollektor des Transistors 113 her.

Bei der beschriebenen Variante der Einheit 48 zur Abtrennung des ersten Impulses und einer Gruppe von nachfolgenden Impulsen aus einem Paket von die Pause füllenden Hochfrequenzimpulsen weist das Flip-Flop 74 einen Setzeingang »R« 75 und einen dynamischen Eingang »C«76 auf.

Bei der beschriebenen Variante der Einstelleinheit 57 von Meßarten für Einzel- und Mehrfachstöße weist das Flip-Flop 100 einen Setzeingang »Ä« 107 und einen dynamischen Eingang »C«101 auf.

Der Multivibrator 104 der Einstelleinheit 57 ist aus drei hintereinandergeschalteten NICHT-Gliedern 118,119 und 120 aufgebaut, wobei der Ausgang des NICHT-Gliedes 119 mit dem Eingang des NICHT-Gliedes 118 über einen Kondensator 121 verbunden ist und der Ausgang des NICHT-Gliedes 120 einen Ausgang des Multivibrators 104 darstellt und mit dem Eingang des NICHT-Gliedes 118 über einen Widerstand 122 gekoppelt ist.

Bei der beschriebenen Variante der Leseeinheit 52 für eine Information über Einzel- und Mehrfachstöße sind die Speicherregister 94 und 95 für Zehner bzw. Einer aus je vier Flip-Flops 123,124,125,126, 127, 128, 129, 130 aufgebaut. Die Eingänge »C« der Flip-Flops 123,124,125 und 126 des Speicherregisters 94 sind miteinander verbunden und stellen den Eingang 94 zum Umschreiben für diese Register 94 dar.

Die Eingänge »C« der Flip-Flops 127, 128, 129 und 130 des Speicherregisters 93 sind gleichfalls miteinander verbunden und stellen den Eingang 95 zum Umschreiben für das Register 93 dar.

Die als Eingänge 96 des Registers 94 auftretenden Eingänge »D« des Flip-Flops 123 bis 126 sind an die Ausgänge von jeweiligen Flip-Flops 131, 132, 133, 134 angeschaltet, aus denen die Zähldekade 86 für Zehner aufgebaut ist, die gleichzeitig als Ausgänge 98 dieser Zähldekade 86 auftreten.

Die als Eingänge 97 des Registers 93 auftretenden Eingänge »D« der Flip-Flops 127 bis 130 sind an die Ausgänge von jeweiligen Flip-Flops 135, 136, 137 und 138 angeschaltet, aus denen die Zähldekade 87

ίο für Einer aufgebaut ist, die gleichzeitig als Ausgänge 99 dieser Zähldekade 87 auftreten.

Die Eingänge »ft« der Flip-Flops 131 bis 134 sind miteinander zusammengeschaltet und bilden den Eingang 90 zum Nullstellen der Zähldekade 86. Die Eingänge »Λ« der Flip-Flops 135 bis 138 sind auch miteinander zusammengeschaltet und bilden den Eingang 91 zum Nullstellen der Zähldekade 87.

Der Eingang »C« des Flip-Flops 131 der Zähldekade 86 tritt als Eingang 88 dieser Zähldekade und der Eingang »C« des Flip-Flops 135 der Zähldekade 87 als Eingang 89 dieser Zähldekade 87 auf.

Außer den Flip-Flops 131 bis 134 enthält die Zähldekade 86 für Zehner zwei UND-Glieder 139, 140 und die Zähldekade 87 für Einer außer den Flip-Flops 135 bis 138 zwei UND-Glieder 141, 142.

Der invertierende Ausgang des Flip-Flops 131 der Zähldekade 86 ist an den Eingang »C« des Flip-Flops 132, an den Eingang »C« des Flip-Flops 134 und an den Eingang »£>« des Flip-Flops 131 angeschaltet.

Der invertierende Ausgang des Flip-Flops 132 ist an den Eingang »C« des Flip-Flops 133 und an einen Eingang 143 des UND-Gliedes 139, dessen Ausgang an den Eingang »D« des Flip-Flops 132 angeschaltet ist. Der Ausgang des Flip-Flops 132 ist an einen Eingang des UND-Gliedes 140 angeschlossen. Der invertierende Ausgang des Flip-Flops 133 ist an den Eingang »£)« dieses Flip-Flops 133 und der Ausgang des Flip-Flops 133 an einen Eingang 145 des UND-Gliedes 140 angeschlossen, dessen Ausgang an den Eingang » D « des Flip-Flops 134 gekoppelt ist. Der invertierende Eingang des Flip-Flops 134 ist an einen Eingang 146 des UND-Gliedes 139 angeschlossen. Die Flip-Flops 135 bis 138 und die UND-Glieder 141,142 der Zähldekade 87 für Einer sind elektrisch miteinander in Analogie zur Verbindung der Flip-Flops 131 bis 134 und der UND-Glieder 139, 140 der Zähldekade 86 für Zehner gekoppelt.

Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße nach

so Fig. 1, 2 und 3 ist die Fig. 4 angeführt.

Fig. 4 zeigt: Normalspannung 200 am Ausgang des Filters 3 bei der Messung von Mehrfachstößen; Rechteckspannungsimpulse 201 am Ausgang des Nullorgans 62 der Einheit 43 zur sukzessiven Abtren-

nung von Zeitintervallen der Stöße und einer Pause; Spannungsimpulse 202 am Ausgang des Impulsformers 66 der Einheit 43 zur Abtrennung; Spannungsimpulse 203 am Ausgang des NICHT-Gliedes 67 der Einheit 43 zur Abtrennung; Folge von Hochfrequenzimpulsen 204 am Eingang 49 der Einheit 48 zur Abtrennung des ersten und einer Gruppe von nachfolgenden Impulsen aus einem Paket von die Pause füllenden Hochfrequenzimpulsen; Spannungsimpulse 205 am Ausgang des UND-Gliedes 70 der Einheit 48 zur Abtrennung; Spannung 206 am Ausgang des UND-Gliedes 68 der Einheit 48 zur Abtrennung; Spannungsimpulse 207 am invertierenden Ausgang 83 des Flip-Flops 74 der Einheit 48 zur Abtrennung;

Spannungsimpulse 208 am Ausgang 79 des Flip-Flops 74 der Einheit 48 zur Abtrennung; Spannungsimpulse

209 zum Umschreiben am Ausgang 55 der Einheit 48 zur Abtrennung; Spannungsimpulse 210 zum Nullstellen am Ausgang 50 der Einheit 48 zur Abtrennung; Spannungsimpulse 211 am Setzeingang 107 des Flip-Flops 100 der Einstelleinheit 57 von Meßarten für Einzel- und Mehrfachstöße; Normalspannung 212 eines einem Einzelstoß entsprechenden elektrischen Signals am Ausgang des Filters 3; Spannungsimpulse 213 zum Nullstellen am Ausgang 55 der Einheit 48 zur Abtrennung; Spannungsimpuls 214 zum Umschreiben am Eingang 56 der Einstelleinheit 57 von Meßarten; Spannung 215 am Ausgang 108 des Flip-Flops 100 der Einstelleinheit 57 von Meßarten; Spannungsimpuis 216 zum Umschreiben am Ausgang 60 der Einstelleinheit 57 von Meßarten.

Die Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße arbeitet wie folgt.

Beim Ausbleiben eines zu messenden Stoßes am Ausgang des Umwandlers 1 (Fig. 1) ist die Spannung 200 (Fig. 4) am Ausgang des Filters 3 gleich Null. Hierbei ist die Spannung 201 am Ausgang des aus einem Operationsverstärker aufgebauten Nullorgans 62 (Fig. 2 und 3) negativ. Die Spannung 202 (Fig. 4) am Ausgang des aus zwei Transistorschaltern - den Transistoren 113 und 114 in Emitterschaltung - aufgebauten Impulsformers 66 (Fig. 2 und 3), der den Ausgang des Nuiiorgans 62 mit den Eingängen der nachfolgenden logischen Elemente 67 und 68 abstimmt, ist gleich NuIi und die Spannung 203 (Fig. 2 und 3) am Ausgang des NICHT-Gliedes 67 ist positiv.

Folglich ist die Spannung auch am Eingang 71 des UND-Gliedes 70 positiv und am Eingang 6S des UND-NICHT-Cliedes 68 gleich Null.

Gleichzeitig werden den Eingängen 72 und 73 der genannten logischen Elemente 70, 68 Hochfrequenzimpulse 204 (Fig. 4) vom Ausgang 21 (Fig. 2 und 3) der Meßeinrichtung für den Spitzenwert der Stöße zugeführt, als welcher der Ausgang 18 des Generators 15 für Bezugsfrequenz der Meßeinheit 5 auftritt.

Am Ausgang des UND-Gliedes 70 erscheinen die Spannungsimpulse 205 (Fig. 4), und am Ausgang des UND-NICHT-Gliedes 68 (Fig. 2 und 3) bleibt die positive Spannung 206 (Fig. 4) liegen, worauf das Flip-Flop 74 (Fig. 2 und 3) der Einheit 48 zur Abtrennung in die Stellung »/« gebracht wird. Die Eingänge 82 und 84 des UND-NICHT-Gliedes 81 werden mit der positiven Spannung 207 (Fig. 4) vom Ausgang 83 (Fig. 2 und 3) des Flip-Flops 74 bzw. mit den Spannungsimpulsen 205 (Fig. 4) vom Ausgang des UND-Gliedes 70 (Fig. 2 und 3) beaufschlagt. Es ist zu beachten, daß bei den Messungen der Mehrfachstöße der Kontakt 106 der Einheit 48 zur Abtrennung geöffnet ist und am Ausgang des UND-NICHT-Gliedes 18 also die Spannungsimpulse

210 (Fig. 4) zum Nullstellen erscheinen.

Die Impulse 210 zum Nullstellen treffen an den Eingängen 35 (Fig. 1, 2, 3) und 51 zum Nullstellen der Meßeinheit 5 für den Spitzenwert eines Stoßes bzw. der Leseeinheit 52 für eine Information über Einzel- und Mehrfachstöße ein. Die Register 30 und 24 der Meßeinheit 5 und die Zähldekaden 86 und 87 der Leseeinheit 52 für eine Information werden also in den Zustand »0« gebracht und die gesamte Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße auf den Beginn der Messung vorbereitet.

Nachdem am Ausgang des Umwandlers 1 (Fig. 1) ein elektrisches Signal, d. h. ein Stoß erschienen ist, wird das Signal durch die Einheiten des Verstärkers 2 bzw. des Filters 3 auf den Pegel der Normalspannung 200 (Fig. 4) verstärkt und gesiebt.

Nach dem Durchgang der Impulse zum Nullstellen ist die Spannung am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 40 (Fig. 2) der Meßeinheit 5 gleich Null. Die Normalspannung wird vom Ausgang des Filters 3 (Fig. 1) den Eingängen 6 und 7 der Komparatoren 8 und 9 für Zehner bzw. Einer der Meßeinheit 5 zugeführt. Ist der Wert der Normalspannung 200 (Fig. 4) ausreichend, tritt an den Ausgängen der beiden Komparatoren 8 (Fig. 2) und 9 ein positives Potential und am Ausgang des UND-Gliedes II - Impulse vom Generator 15 für Bezugsfrequenz auf, die im weiteren über das ODER-Glied 27 auf den Eingang 29 des Registers 30 für Zehner und gleichzeitig auf den Eingang 53 der Leseeinheit 52 für eine Information über Einzel- und Mehrfachstöße und folglich auf den Eingang 88 der Zähldekade 86 für Zehner der Leseeinheit 52 gelangen. Dank der Inhibitionsschaltung 13 gelangen vom Generator 15 für Bezugsfrequenz über UND-Glied 20 zum Eingang 23 des Registers 24 für Einer der Meßeinheit 5 keine Impulse.

Die Spannung am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 40 beginnt stufenweise anzusteigen und die Zahl der am Eingang 29 des Registers 30 für Zehner der Meßeinheit 5 und am Eingang 88 der Zähldekade 86 für Zehner der Leseeinheit 52 ankommenden Impulse also zuzunehmen.

Nachdem die Spannung am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 40 einen bestimmten Pegel erreicht hat, erscheint am Ausgang des Komparators 8 für Zehner der Meßeinheit 5 ein Nullpotential, am Eingang 29 des Registers 30 für Zehner treffen keine Hochfrequenzimpulse mehr ein, die Inhibitionsschaltung 13 läßt zu ihrem Ausgang ein positives Potential vom Ausgang des Komparators 9 für Einer und zum Eingang 23 des Registers 24 für Einer der Meßeinheit 5 sowie zum Eingang 54 der Leseeinheit 52 für eine Information ein positives Potential durchkommen. Am Eingang 89 der Zähldekade für Einer der Leseeinheit 52 beginnen also Impulse vom Generator 15 für Bezugsfrequenz anzukommen.

Sobald die Spannung am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 40 gleich dem Maximalwert der Spannung 200 (Fig. 4) am Ausgang des Filters 3 (Fig. 1) geworden ist, bildet sich am Ausgang des Komparators 9 (Fig. 2) für Einer ein Nullpotential aus, und am Eingang des Registers 24 für Einer der Meßeinheit 5 und am Eingang 89 der Zähldekade 87 für Einer der Leseeinheit 52 treffen keine Hochfrequenzimpulse mehr ein.

Auf solche Weise erfolgt die Messung des Spitzenwertes eines Stoßes durch die Meßeinheit 5 und die Ablesung einer Information über den Spitzenwert des Stoßes durch die Leseeinheit 52.

Die Zähldekaden 86 und 87 der Leseeinheit 52 sind in der Weise ausgeführt, daß die an deren Eingängen 88 und 89 ankommenden Impulse im Kode 1X2X4X8 gezählt werden.

Während des Durchganges eines zu messenden Stoßes wird die Spannung 201 (Fig. 4) am Ausgang des Nullorgans 62 (Fig. 2 und 3) der Einheit 43 zur Abtrennung positiv, worauf die Spannung 202 (Fig. 4) und 203 an den Ausgängen des Impulsformers 66 (Fig. 2 und 3) und des NICHT-Gliedes 67 der Einheit 43 zur Abtrennung positiv bzw. gleich Null

wird. Hierbei tritt am Ausgang des UND-NICHT-üliedes 68 die Impulsspannung 206 (Fig. 4) auf, das Flip-Flop 74 (Fig. 2 und 3) der Einheit 43 zur Abtrennung wird in die Stellung »0« gebracht. An den Ausgängen 79 und 83 des Flip-Flops 74 stellt sich die Spannung 208 (Fig. 4), die positiv bzw. gleich Null ist, ein.

Nach dem Durchlauf eines zu messenden Stoßes treten am Ausgang des Nullorgans 62 (Fig. 2 und 3), i.m Ausgang des Impulsformers 66 und am Ausgang des NICHT-Gliedes 67 die Spannungen 201 (Fig. 4), 202,203 auf, die jeweils negativ, gleich Null und positiv sind. Am Ausgang des UND-Gliedes 70 (Fig. 2 und 3) erscheinen die Hochfrequenzimpulse 204 (Fig. 4) vom Ausgang 21 (Fig. 2 und 3) der Meßeinheil 5 für den Spitzenwert des Stoßes. Das Flip-Flop 74 der Einheit 48 zur Abtrennung wird in den Zustand »0« durch die Rückflanke des ersten Hochfrequenzimpulses am Ausgang des UND-Gliedes 70 rückgesetzt. Am Ausgang des UND-Gliedes 77 erscheint also nur ein erster Impuls aus einem Paket von die Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stößen füllenden Hochfrequenzimpulsen. Dieser Impuls wird einen Spannungsimpuls 209 (Fig. 4) zum Umschreiben darstellen, der dank des offenen Kontakts 106 (Fig. 2, 3) der Einstelleinheit 57 von N'eSarten für Einzel- und Mehrfachstöße am Ausgang des UND-Gliedes 102 eintrifft und im weiteren auf den Eingang 51 zum Umschreiben der Leseeinheit 52 für eine Information über Einzel- und Mehrfachstöße gelangt. Der Impuls zum Umschreiben gelangt auf die Eingänge »C« der Flip-Flops 123 bis 130. aus denen die Speicherregister 92 und 93 für Zehner bzw. Einer der Leseeinheit 52 für eine Information aufgebaut sind. Auf die entsprechenden Ü-Eingänge der Flip-Flops 123 bis 130 werden die Spannungen von den Ausgängen der jeweiligen Flip-Flops 131 bis 138 der Zähldekaden 86 und 87 für Zehner bzw. Einer der Leseeinheit 52 eingespeist. Nach dem Durchgang des Impulses zum Umschreiben treten an den Ausgängen der Flip-Flops 123 bis 130 der Speicherregister 92, 93 Spannungen auf, die den Spannungen an den Ausgängen der Flip-Flops 131 bis 138 der Zähldekaden 86 und 87 der Leseeinheii 52 entsprechen werden.

Die in den Registern 30 und 24 für Zehner bzw. Einer der Meßeinheit 5 für den Spitzenwert der Stöße und in den Zähldekaden 86 und 87 für Zehner bzw. Einer der Leseeinheit 52 eingespeicherte Information über den Spitzenwert eines Stoßes wird in die Speicherregister 92 und 93 der Leseeinheit umgeschrieben. Die in den Speicherregistern 92, 93 aufgespeicherte Information kann im folgenden auf Rechenmaschinen, Digitaldruckeinrichtungen und auf Anzeigegeräte ausgegeben werden.

Wie oben beschrieben, stellt sich das Flip-Flop 74 der Einheit 48 zur Abtrennung des ersten und einer Gruppe von nachfolgenden Impulsen aus einem Paket von die Pause füllenden Hochfrequenzimpulsen nach dem Durchgang des Impulses zum Umschreiben in den Zustand »0« ein, am Eingang 82 des UND-NICHT-GIiedes 81 der Einheit 48 zur Abtrennung wird die positive Spannung 203 (Fig. 4) eingespeist, und dank des offenen Kontakts 106 (Fig. 2, 3) der Einstelleinheit 57 von Meßarten für Einzel- und Mehrfachstöße erscheinen am Ausgang des UND-NICHT-Gliedes 81 der Einheit 48 zur Abtrennung die Spannungsimpuhe 210 (Fig. 4) zum Nullstellen. Mit dieser Spannung 210 werden der Eingang 35 (Fig. 2, 3) der Meßeinheit für den Spitzenwert der Stöße und der Eingang 51 der Leseeinheit 52 für eine Information über Einzel- und Mehrfachstöße belegt, von dem sie auf die Eingänge »R « der Flip-Flops 131 bis 138 der Zähldekaden 86 und 87 für Zehner bzw. Einer der Leseeinheit 52 auftrifft. Die Impulsspan-

κι nung 204 (Fig. 4) zum Nullstellen bringt die Register 30 (Fig. 2,3), 24der Meßeinheit 5 und die Zähldekaden 86 und 87 der Leseeinheit 52 in den Zustand »0«. In den Speicherregistern 92 (Fig. 2 und 3) und 93 für Zehner bzw. Einer der Leseeinheit 52 bleibt also die Information über den Spitzenwert des gemessenen Stoßes erhalten, und die gesamte Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße i=t zur Messung eines neuen Stoßes bereit.

Beim Erscheinen eines neuen Stoßes wiederholt

2(i sich der gesamte Meßzyklus, wie oben beschrieben. Bei der Notwendigkeit der Messung eines Einzelstoßes wird der Kontakt 106 der Einstelleinheit 57 von Meßarten für Einzel- und Mehrfachstöße geschlossen. Am invertierenden Ausgang 108 des FHp-

:5 Flops 100 der Einheit 57 entsteht eine Spannung, die positiv oder gleich Null ist. Vor der Messung wird der Kontakt 105 der Einstelleinheit 57 von Meßarten geschlossen und am Eingang 107 des Flip-Flops 100 der Einstelleinheit 57 die Impulsspannung 211 (Fig. 4)

3d vom Ausgang des Multivibrators 104 (Fig. 2 und 3) der Einstelleinheit von Meßarten eingespeist, die das Flip-Flop 100 der Einheit 57 in den Zustand »0« bringt oder diesen Zustand beibehält. Am invertierenden Ausgang 108 des Flip-Flops 100 der Einstclleinheit 57 erscheint also die positive Spannung 215 (Fig. 4). Diese Spannung 215 gelangt auf den Eingang 85 (Fig. 2 und 3) des UND-NICHT-Gliedes 81 der Einheit 48 zur Abtrennung des ersten Impulses und einer Gruppe von nachfolgenden Impulsen aus einem

4(i Paket von die Pause füllenden Hochfrequenzimpulsen, und die Impulsspannung zum Nullstellen wird den Eingängen 35 und 51 der Meßeinheit 5 für den Spitzenwert der Stöße bzw. der Leseeinheit 52 für eine Information über Einzel- und Mehrfachstöße zuge-

J) führt und bereitet die Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße zum Beginn von Messungen vor.

Die Messung des Spitzenwertes eines Einzelstoßes mittels vorliegender Einrichtung erfoigt so, wie dies vorstehend am Beispiel einer Messung von Mehrfach-

5(i stoßen beschrieben worden ist. Nach dem Durchlauf des zu messenden Stoßes gelangt auf den Eingang 101 (Fig. 3) des Flip-Flops 100 der Einstelleinheit 57 ein Spannungsimpuls zum Umschreiben und setzt das Flip-Flop 100 (Fig. 2 und 3) der Einheit 57 in den Zustand »0«. Am Ausgang des UND-Gliedes 102 der Einstelleinheit 57 erscheint ein Spannungsimpuls 216 (Fig. 4) zum Umschreiben, und die Information über den Spitzenwert des zu messenden Stoßes gelangt in die Speicherregister 92 (Fig. 2 und 3) und 93 der Leseeinheit 52. Nach dem Durchgang des Impulses zum Umschreiben wird das Flip-Flop 100 der Einstelleinheit 57 in den Zustand »/« umgeschaltet, und die weitere Messung und Umschreibung werden bis zur nächsten Schließung des Kontaktes 105 der Einstelleinheit 57 unmöglich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Digital-Meßeinrichtung für Einzel- und Mehrfachstöße zur Spitzenwert-Messung, mit einem Umformer von Stoßen in ein elektrisches Signal, der elektrisch über einen Verstärker und ein Filter für elektrische Signale mit einem Eingang eines Stoßspitzenwert-Messers gekoppelt ist, gekennzeichnet durch eine Trenneinrichtung (43) zur aufeinanderfolgenden Trennung von Zeitintervallen der Stöße und einer Pause, deren Eingang an den Eingang des Stoßspitzenwert-Messers (5) angeschlossen ist, eine Ausblendeinrichtung (48) zum Ausblenden des ersten Impulses is und einer Gruppe nachfolgender Impulse aus einem die Pause füllenden Hochfrequenzinipuls-Paket, von der ein erster und ein zweiter Eingang (46, 47) an einen ersten bzw. zweiten Ausgang (44,45) der Trenneinrichtung (43) und ein dritter Eingang (49) an einen ersten Ausgang (21) des Stoßspitzenwert-Messers (5), der durch einen der Ausgänge eines Bezugsfrequenz-Generators (15) gebildet ist, angeschlossen ist, einen Leser (52) für Informationen über Einzel- und Mehrfachstöße, von dem ein erster und ein zweiter Eingang (53, 54) an einen zweiten bzw. dritten Ausgang (31, 25) des Stoßspitzenwert-Messers (5) und ein dritter Eingang (51) an einen ersten Ausgang (50) der Ausblendeinrichtung (48) und an einen zweiten Eingang (35) des Stoßspitzenwert-Messers (5) angeschlossen sind, einen Meßarten-Steller (57) für Einzel- und Mehrfachstöße, von dem ein Eingang (56) an einen zweiten Ausgang (55) der Ausblendeinrichtung (48), ein erster Ausgang (58) und ein zweiter Ausgang (60) des Meßarten-Stellers (57) an einen vierten Eingang (61) des Lesers (52) angeschlossen sind.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (43) aufweist: ein Nullorgan (62), dessen einer Eingang (63) als Eingang der Trenneinrichtung (43) dient, während auf den anderen Eingang (65) eine Bezugsspannung gegeben wird, einen Impulsgenerator (66), dessen Eingang an den Ausgang des Nullorgans (62) angeschlossen ist und dessen Ausgang als zweiter Ausgang (45) der Trenneinrichtung (43) dient, und ein NICHT-Glied (67), dessen Eingang an den Ausgang des Impulsgenerators (66) angeschlossen ist und dessen Ausgang als erster Ausgang (44) der Trenneinrichtung (43) dient.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblendeinrichtung (48) aufweist: ein erstes NAND-Glied (68), von dem ein Eingang (69) als zweiter Eingang (47) der Ausblendeinrichtung (48) dient, ein erstes UND-Glied (70), dessen einer Eingang (71) als erster Eingang (46) der Ausblendeinrichtung (48) dient, und ein anderer Eingang (72) an den anderen Eingang (73) des ersten NAND-Glieds (68) angeschlossen ist und als dritter Eingang (49) der Ausblendeinrichtung (48) dient, ein Flipflop (74), dessen Setzeingang (75) an den Ausgang des ersten NAND-Glieds (68) und dessen dynamischer Eingang (76) an den Ausgang des ersten UND-Gliedes (70) angeschlossen ist, ein zweites UND-Glied (77), dessen einer Eingang (78) an den Ausgang (79) des Flipflops (74), dessen anderer Eingang (80) an den Ausgang des ersten UND-Glieds (70) angeschlossen ist und dessen Ausgang als zweiter Ausgang (55) der Ausblendeinrichtung (48) dient, und ein zweites NAND-Glied (81), von dem ein Eingang (82) an den Ausgang (83) des Flipflops (74), ein anderer Eingang (84) an den Ausgang des ersten UND-Glieds (70) angeschlossen ist, ein weiterer Eingang (85) als vierter Eingang (59) der Ausblendeinrichtung (48) und der Ausgang als erster Ausgang (50) der Ausblendeinrichtung (48) dient.

4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leser (52) aufweist: eine Zehner- und eine Einer-Zähldekade (86, 87), deren Eingänge (88,89) als erster und zweiter Eingang (53, 54) des Lesers (52) und deren miteinander verbundene Eingänge (90, 91) als dritter Eingang (51) des Lesers (52) dienen, ein Zehner- und ein Einer-Speicherregister (92, 93), deren Eingang (96, 97) an den entsprechenden Ausgang (98, 99) der Zehner- bzw. Einer-Zähldekade (86, 87) angeschlossen und deren Umschreib-Eingänge (94, 95) miteinander verbunden sind und als vierte Eingang (61) des Lesers (52) dienen.

5. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßarten-Steller (57) für Einzel- und Mehrfachstöße aufweist: ein Flipflop (100), dessen dynamischer Eingang (101) als Eingang (56) des Meßarten-Stellers (57) dient, ein UND-Glied (102), dessen einer Eingang (103) an den dynamischen Eingang

(101) des Flipflops (100) angeschlossen ist und dessen Ausgang als zweiter Ausgang (60) des Meßarten-Stellers (57) dient, einen Multivibrator (104) und zwei Schließkontakte (105,106), deren einer die elektrische Verbindung zwischen dem Ausgang des Multivibrators (104) und dem Setzeingang (107) des Flipflops (100) und deren anderer die elektrische Verbindung zwischen dem Ausgang (108) des Flipflops (100) und dem anderen als erster Ausgang (58) des Meßarten-Stellers (57) dienenden Eingang (109) des UND-Gliedes

(102) herstellt.

6. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Stoßspitzenwert-Messer (5) aufweist: einen Zehner- und einen Einer-Vergleicher (8, 9), von denen zwei entsprechend miteinander verbundene Eingänge den einen Eingang des Stoßspitzenwert-Messers (5) bilden und deren Ausgänge einschließlich der Ausgänge des Bezugsfrequenz-Generators (15) mittels Verknüpfungs-Elementen mit dem Eingang (29, 23) eines Zehner- bzw. Einer-Registers (30, 24) elektrische gekoppelt sind, die eine gemeinsame Lösch-Schiene aufweisen und deren Ausgänge ihrerseits mit den Eingängen eines Digital-Analog-Umsetzers (40) elektrisch verbunden sind, dessen Ausgang an den anderen Eingang des Zehner- bzw. des Einer-Vergleichers (8, 9) angeschlossen ist.