DE2608692A1

DE2608692A1 - Rechnender digitaler zaehler

Info

Publication number: DE2608692A1
Application number: DE19762608692
Authority: DE
Inventors: Martin Goerlitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-03
Filing date: 1976-03-03
Publication date: 1977-09-08

Description

Rechnender digitaler Zähler
Die Erfindung betrifft einen digitalen Zähler, der einen Meßwert sofort im on-line-Betrieb in eine gewünschte Maßeinheit umrechnet, speziell Periodendauer in Frequenz.
Bei der meßtechnischen Erfassung langsamer periodischer Vorgänge wie z. B. der Drehung einer Welle mit geringer Geschwindigkeit tritt beim Auszählen der Umdrehungen pro Minute eine sehr lange Meßzeit auf. Bei der Anwendung eines digitalen Zählprinzips wird hier üblicherweise die Zeit für nur eine Umdrehung (Periode) gemessen und hieraus der gesuchte Wert errechnet.
Es sind Anordnungen bekannt, die das Problem durch den Aufbau eines Zählers lösen, der aus mehreren Zähleinheiten besteht und der an sich insgesamt eine Divisionsrechnung der Form K : Meßwert = Anzeigewert ausführt, wobei die Konstante K durch die gewünschte Maßeinheit usw. gegeben ist. Bei der Ausführung dieser Anordnung (z. B. dt.
OS 2 358 544) ist eine große Anzahl von digitalen Schaltkreisen erforderlich, was zu den entstehenden Materialkosten und zur Störanfälligkeit beiträgt. Speziell bei der genannten Anordnung ist die Genauigkeit der Berechnung, die sich aus der Zählkapazität ergibt, auch für den bezeichneten Zweck absolut ungenügend, jedoch ohne erheblichen Mehraufwand nicht zu verbessern. Aus diesem Grunde wurde bereits auf andere Methoden ausgewichen. Die dt. OS 2 326 733 beinhaltet im Ansatz dieselbe Kritik und versucht die Lösung der oben angegebenen Division mittels eines regelbaren Impulsuntersetzers zu erreichen, der den reziproken Zählverlauf nachbildet. Auch hierbei ist der materielle Aufwand groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit der bekannten Anordnungen zu erhöhen und den materiellen Aufwand unter Anwendung moderner Technologieen wesentlich zu reduzieren.
Darüber hinaus ist eine Möglichkeit zur Konstanthaltung der Meßzeit erwünscht, wie sie von normalen Zählern her bekannt ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Umrechnung des Meßwertes in den Anzeigewert die Recheneinheit eines handelsüblichen Taschenrechners verwendet wird. Diese ist im Normalfall in der Lage, die vier Grundrechenarten mit einer bestimmten Rechenkapazität auszuführen. Diese Einheit wird mittels einer Ablaufsteuerung auf die benötigte Umrechnung fest, aber variabel programmiert. Ist zur Umrechnung des Meßwertes bei einem speziellen Meßproblem eine höhere Rechenart erforderlich, kann eine entsprechende Recheneinheit verwendet werden.
Die handelsüblichen Recheneinheiten geben eine Anzahl von zeitlich versetzten Impulsen aus, die bei der Anwendung als Taschenrechner über eine Tastenmatrix zu entsprechenden Eingängen geleitet werden.
Die Verbindung eines bestimmten Impulses mit einem bestimmten Eingang hat dabei eine festgelegte Bedeutung. Die genannte Ablaufsteuerung vollzieht diese Verbindungen in der benötigten Form.
Die Zeitmeßeinrichtung für das Eingangssignal besteht aus einem Impulszähler mit Speicher in bekannter Anordnung; der erzielte Meßwert wird von der Ablaufsteuerung seriell abgefragt und an der im Ablauf erforderlichen Stelle in die Recheneinheit eingegeben.
Fg 1 zeigt das nlockschaltbild eines Ausführllngsbeispiels der Erwindung. Die Meßwerterfassung erfolgt im Eingangszähler EZ, der die aus der Quarzzeitbasis QZB über (5) kommenden Impulse zählt.
Er wird über (6) auf Null gesetzt. Der vorher erzielte Meßwert wird dabei im Eingangsspeicher ES festgehalten. (7) ist der Ausgang des Eingangs speichers. Soll eine Mittelung über mehrere Perioden des Meßsignals erfolgen, so wird ein Vorteiler VT eingefügt. Die Frequenz an (5) ist entsprechend zu verringern. Werden umschaltbare Vorteiler und Frequenzen gewählt, so kann sowohl direkt als auch über 5, lo usw. Perioden gemessen werden. Wird der Meßwert außerhalb des Gerätes gewonnen, ist eine Eingabe des Wertes als Ziffer in digital codierter Form an (7) möglich. Hierbei können VT, EZ, ES und QZB entfallen.
In einer Ausführung der Erfindung wird an (6) eine konstante Frequenz von z. B. 0. 5 Hz angelegt. Dann erfolgt die Umrechnung des angebotenen Meßwertes in konstanten Abständen, hier alle 2 sec.. Die Zeit für einen Anzeigezyklus ist somit nicht mehr vom Eingangssignal abhängig.
In der beschriebenen Ausführung der Erfindung setzt das Eingangssignal an (6) den Ablaufzähler AZ in Betrieb, der mit einer niedrigen Frequenz (3), typisch 50-70Hz (in Abhängigkeit von der verwendeten Recheneinheit und ohne Einfluß auf die Rechnung), zu zählen beginnt. Jeder Zählerstand entspricht einem Rechenbefehl. Beim Erreichen eines bestimmten Zählerstandes, welcher an (4) anliegt, springt der AZ auf Stellung Null und verbleibt dort. Dieser Zählerstand ist gegeben durch die Anzahl der benötigten Rechenschritte. Über (4) werden während des Zählvorganges die Matrix M und die Meßwertabfrage MA in der Art betätigt, daß bei jedem Zählschritt genau eine Impulsreihe aus (1) der Recheneinheit RE entweder über M als fester Rechenschritt oder über MA als Ziffer des Meßwertes an genau einen Eingang aus (2) der Recheneinheit gegeben werden. Das Gesamtergebnis steht nach Ausführung aller Rechenschritte in der Digitalanzeige DA.
Die beschriebene Anordnung zeigt gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile: Die Genauigkeit wird erweitert und den jeweiligen Ansprüchen erst dadurch gerecht. Dennoch ist der materielle Aufwand im Vergleich zu bekannten Lösungen wesentlich geringer. Dies bedeutet gleichzeitig eine Verringerung der Störungsanfälligkeit. Der Vorteiler bewirkt zusätzliche Flexibilität. Durch die einstellbare Mittelung hält er die Zeit für einen Meßzyklus relativ konstant. Geringe Schwankungen im Meßsignal können direkt erfaßt werden, aber auch durch die Integration nivelliert werden. Die Meßzeit läßt sich bei externer Eingabe wie beschrieben absolut konstant halten.

Claims

Patentansprüche Patentansprüche 1., Rechnender digitaler Zähler zur on-line-Umrechnung eines Meßwertes in eine andere Maßeinheit als die gegebene, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umrechnung des Eingangswertes eine Recheneinheit verwendet- wird, wie sie in handelsüblichen Taschenrechnern eingebaut ist, die mittels einer Logikschaltung für die erforderlichen Rechenschritte programmiert wird, indem die Rechenbefehle sowie der Meßwert seriell aufbereitet und in die Recheneinheit eingegeben werden.
2. Gerät nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung eines Vorteilers eine Mittelung über eine beliebige Anzahl von Eingangssignalen ermöglicht wird.
3. Gerät nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert mit einer -Impulszähleinrichtung, bestehend aus Zähler, Speicher und Quarzzeitbasis, im Gerät gewonnen werden kann.
4. Gerät nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß ein umzurechnendrer Meßwert in digital codierter Form eingegeben werden kann.
5. Gerät nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Folge der Umrechnungen extern gesteuert werden kann.