DE2620653C3

DE2620653C3 - Schaltungsanordnung zur Anzeige und/oder Registrierung elektrischer Größen

Info

Publication number: DE2620653C3
Application number: DE2620653A
Authority: DE
Inventors: Ivan Dipl.-Ing. 6103 Griesheim Novak; Ralph Ing.(Grad.) 3501 Fuldabrueck Plaesier; Lothar Ing.(Grad.) 3500 Kassel Roeder
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1976-05-11
Publication date: 1980-12-11
Also published as: DE2620653A1; DE2620653B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Anzeige und/oder Registrierung elektrischer Größen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Schaltungsanordnungen sind bekannt, so z. B. aus der DE-AS 23 33 413 und der US-PS 36 19 757.

Mit solchen Schaltungsanordnungen wird eine von der Lage des Zeigers bzw. Druckkopfes abhängige Frequenz erzeugt und diese mit einer der Meßspannung entsprechenden Frequenz verglichen. Der Schrittmotor kommt dann zur Ruhe, wenn beide Frequenzen einander gleich sind. Es leuchtet ein, daß für diesen Vergleich ein verhältnismäßig hoher apparativer Aufwand getrieben werden muß. Denn einmal ist man bestrebt, mit einer möglichst hohen Frequenz zu arbeiten, um die Einstellzeit möglichst gering zu halten, andererseits darf diese Frequenz die für den Schrittmotor höchstzulässige Frequenz nicht überschreiten, da dieser sonst nicht mehr zu folgen vermag. Es müssen also Maßnahmen vorgesehen sein durch die die Impulsfrequenz bereits bei kleinen Abweichungen ausreichend hoch ist, um eine schnelle Nachführung zu gewährleisten, andererseits aber auch bei hohen

Ό Meßwertsprüngen die dem Schrittmotor zumutbare Impulsfrequenz nicht überschritten wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit erheblich geringerem Aufwand auskommt, ohne dabei durch zu lange Einstellzeiten die Arbeitsgeschwindigkeit herabzusetzen.

Dies geschieht erfindungsgemäB durch folgende Maßnahmen:

a) der Ausgang des Meßspannungsverstärkers ist mit einem Eingang eines Schalters verbunden, dessen weitere Eingänge mit einer Bezugsspannungsquelle und einem ersten Ausgang einer Steuerschaltung verbunden ist;

b) der Ausgang des Schalters ist über einen Integrator mit dem Eingang eines !Comparators verbunden, dessen einer Ausgang direkt und dessen anderer Ausgang über einen Null-Detektor an Eingängen einer zentralen Steuerschaltung liegen;

c) die Steuerschaltung ist mit einem Zähler und einem Impulsgenerator verbunden, dessen Ausgang an die Ansteuerschaltung für den Schrittmotor gelegt ist, und außerdem mit einem vom Schrittmotor beeinflußten Diskriminator.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Schaltungsan-Ordnung bietet den Vorteil eines geringeren Aufwandes als bekannte Schaltungsanordnungen und darüber hinaus ein wesentlich verbessertes Einstellvcrhalten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie ais den Unteransprüchen.

Die zu messenden Spannungen gelangen auf die Eingänge einer Eingangsschaltung 1, die einen nicht dargestellten Meßstellenumschalter enthält, mit dem die Meßstellen zyklisch abgetastet werden. Sodann gelangen die Meßspannungen über ein Filter 2, das als sogenanntes aktives Filter ausgestaltet sein kann, auf die Eingänge eines Meßspannungsverstärkers 3 und von da auf einen Schalter 4, der zweckmäßigerweise als

w elektronischer Schalter ausgebildet ist. Weitere Eingänge dieses Schalters 4 sind mit dem Ausgang einer Bezugsspannungsquclle 5 und einem Ausgang einer Steuerschaltung 6 verbunden. Der Ausgang des Schalters 4 führt über einen Integrator 7 auf einen

■>5 Komparator 8, dessen einer Ausgang mit einem Nulldetektor 9 und dessen anderer Ausgang mit einem ersten Eingang der Steuerschaltung 6 verbunden ist. Auch der Ausgang des Nulldetektors 9 ist mit einem zweiten Eingang der Steuerschaltung 6 verbunden.

Ein zweiter Ausgang dieser Steuerschaltung 6 führt auf einen Impulsgenerator 10, Dessen Ausgänge gelangen auf einen Zähler 11 und einen Eingang einer Ansteuerschaltiing 12 für einen Schrittmotor 13. Zwei Ausgänge des Zählers 11 sind mit zwei weiteren Eingängen der Steuerschaltung 6 verbunden, und umgekehrt steuert ein dritter Ausgang dieser Steuerschaltung 6 den Zähler 11.

Zwei weitere Ausgänge der Steuerschaltung 6

gelangen auf zwei weitere Eingänge der Ansteuerschaltung IZ

Mit dem Schrittmotor 13 ist ein nicht dargestellter Zeiger bzw. ein Druckkopf gekoppelt, der seinerseits mit einem Diskriminator 14 verbunden ist Zwei 5 Ausgänge dieses Diskriminators 14 gelangen auf zwei weitere Eingänge der Steuerschaltung 6. Schließlich ist noch ein Kontakt 15 vorgesehen, der ebenfalls mit einem weiteren Eingang der Steuerschaltung 6 verbunden ist. ίο

In dem Riter 2 werden die zu messenden Spannungen von Störsignalen befreit, die z. B. oberhalb 3,5 Hz liegen. Im Meßspannungsverstärker 3 werden diese gefilterten Meßspannungen auf einen normierten Spannungsbereich von 0...50OmV verstärkt und anschließend so verarbeitet, daß der Schrittmotor 13 und damit der Zeiger bzw. Druckkopf eine der Meßspannung entsprechende Lage einnimmt und nach erfolgtem Abdruck des Meßwertes in seine Ausgangslage zurückkehrt Dabei sei angenommen, daß, wie oben ausgeführt, die Ausgangslage in der Mitte der Skala, also bei 50% des Meßbereiches, liegt. Weiterhin sei angenommen, daß die nutzbare Breite des Aufzeichnungsträgers ozw. die Skalenlänge 100 mm beträgt und diese Länge niit 512 Schritten des Schrittmotors erfaßt wird. Der Druckvorgang wird in an sich bekannter Weise durch einen Motor ausgelöst, der zugleich auch eine kontinuierliche Bewegung des Aufzeichnungsträgers bewirkt. Nach erfolgtem Abdruck eines Meßwertes wird z. B. durch den Druckkopf ein Kontakt 15 geöffnet, wodurch ein neuer Meßzyklus eingeleitet wird. Dazu wird zunächst der Schrittmotor 13 dadurch in seine Ausgangslage (50%) zurückgeführt, daß ihm von dem Impulsgenerator 10 Impulse zugeführt werden. Die dazu erforderliche Drehrichtung des Schrittmotors wird durch den Diskriminator 14 bestimmt, der die Steuerschaltung 6 entsprechend beeinflußt, je nachdem, ob der Schrittmotor vorwärts oder rückwärts zur Ausgangslage laufen muß.

Beim Erreichen der 50%-Lage setzt der Diskriminator 14 über die Steuerung 6 den Steuerschalter 12 in seine Ausgangslage und hält dadurch den Schrittmotor 13 genau auf 50% fest, Bei dem verwendeten 4-Phasen-Schrittmotor 13 muß eine Fehlerstellung bei definierter Ansteuerung seiner Wicklung mindestens vier Schritte betragen, was durch den Diskriminator 14 immer sicher erkannt wird.

Nach 256 Schritten wird von der Steuerschaltung 6 der Schalter 4 geöffnet, wodurch die Meßspannung aus dem Verstärker 3 auf den Integrator 7 gelangt. Sodann wird die Ansteuerschaltung 12 über die Steuerschaltung 6 vom Diskriminator 14 getrennt. Gleichzeitig bewirkt die Steuerschaltung 6 ein Umschalten des Schaltern 4, wodurch die Meßspannung vom Integrator 7 abgeschaltet und dafür eine Bezugsspannung aus der Spannungsquelle 5 auf den Integrator geschaltet wird. Der Schrittmotor 13 läuft nunmehr so lange in der durch den neuen Meßwert vorgegebenen Richtung, bis der Ausgang des Integrators 7 durch 0 geht In diesem Augenblick wird der Impulsgenerator 10 gesperrt und der Schrittmotor 13 bleibt auf dem neuen Meßwert stehen. Daraufhin erfolgt der Druckvorgang, bis an dessen Ende ein abermaliges Öffnen .^:xs Kontaktes 15 einen neuen Meßzykius auslöst. Der impur-generaior 10 liefert eine konstante Impulsfrequenz von 250 Hz.

Die internen Schaltvorgänge, die von der Steuerschaltung 6 ausgelöst werden, werden dabei durch den Zähler 1? gesteuert, dem die Impulse des Impulsgenerators 10 zugeführt werden. Dieser Zähler ist beispielsweise ein 10-Bit-Zähler.

Zweckmäßigerweise dien: als Diskriminator eine photoelektrische Einrichtung, die in der Ausgangslage (50%) eine Hell-Dunkel-Grenze bewirkt und wobei Werte unterhalb der Ausgangslage dunkel und oberhalb hell oder umgekehrt sind. Auf diese Weise läßt sich nicht nur die Ausgangslage exakt erfassen, sondern auch die Drehrichtung des Motors bestimmen, die dieser einschlagen muß, um von einem Meßwert wieder in die Ausgangslage zurückzukehren.

Um ein Pendeln des Schrittmotors um diese Ausgangslage zu vermeiden, kann eine elektrische Hysterese vorgesehen sein, die den Motor erst dann anlaufen läßt, wenn ein Mindestbetrag überschritten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Anzeige und/oder Registrierung elektrischer Größen, wobei ein dieser Größe analoger Meßwert zunächst in Impulse umgesetzt wird und diese Impulse einen Schrittmotor steuern, enthaltend eine Eingangsschaltung mit einem Meßstellenumschalter, ein Filter, einen Meßspannungsverstärker, einen Spannungs-Impuls-Wandler und einen von einer Ansteuerschaltung angesteuerten Schrittmotor, mit dem ein Zeiger bzw. Druckkopf gekoppelt ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) der Ausgang des Meßspannungsverstärkers (3) ist mit einem Eingang eines Schalters (4) verbunden, dessen weitere Eingänge mit einer Bezugsspannungsquelle (5) und einem ersten Ausgang einer Steuerschaltung (6) verbunden ist;

b) der Ausgang des Schalters (4) ist über einen Integrator (7) mit dem Eingang eines Komparators (8) verbunden, dessen einer Ausgang direkt und dessen anderer Ausgang über einen Null-Detektor (9) an Eingängen einer zentralen Steuerschaltung (6) liegen;

c) die Steuerschaltung (6) ist nil einem Zähler (11) und einem Impulsgenerator (fO) verbunden, dessen Ausgang an die Ansteuerschaltung (12) für den Schrittmotor (13) gelegt ist, und außerdem mit einem vom Schrittmotor (13) beeinfluli.en Diskriminator(14).

2. Schaltungsanordnung nach \nspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator (14) eine optische Einrichtung mit eine Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Element ist und derart ausgebildet und angeordnet ist, daß die Hell-Dunkel-Grenze bei 50% der Skalenlänge liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem weiteren Eingang der Steuerschaltung (6) verbundener Schalter (15) mit dem Druckkopf zur Auslösung des Druckvorgangs eekoppelt ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (11) ein 10-Bit-Zähler ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zur Sicherstellung eines bestimmten Ansteuerzustandes des Schrittmotors (14) über den Ansteuerschalter(12) in der 50%-Stellung.