DE2637107B1 - Schaltungsanordnung zum ermitteln physikalischer groessen stroemender medien nach der ultraschallmethode - Google Patents
Schaltungsanordnung zum ermitteln physikalischer groessen stroemender medien nach der ultraschallmethodeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zum Ermitteln physikalischer Größen strömender Medien, wie Strömungsmenge, Strömungsrichtung oder
Schallgeschwindigkeit, insbesondere aber der Strömungsgeschwindigkeit,
nach der Ultraschallmethode, bei der die Ankunftszeit eines Ultraschallsignals
bestimmt wird, mit einer Ankunfts-Verzögerungseinrichtung, die eine an den gemessenen Signalanfang
anschließende Ankunfts-Verzögerungszeit festlegt und an deren Ende ein Ankunfts-Verzögerungssignal abgibt,
indem das empfangene Ultraschallsignal gleichgerichtet, zumindest der erste Teil der Hüllkurve des
gleichgerichteten Ultraschallsignals in ein etwa linear ansteigendes Signal umgeformt und dieses einem
Schwellwertdetektor zugeführt wird, der bei Erreichen des Schwellwerts die Abgabe des Ankunfts-Verzöge-
ORIGINAL
rungssignals veranlaßt, mit einer Nulldurchgangs-Auswahleinrichtung,
die aus einem vom empfangenen Ultraschallsignal abgeleiteten Rechtecksignal den dem
Ankunfts-Verzögerungssignal folgenden Nulldurchgang der einen Durchgangsrichtung, insbesondere mit
einer ansteigenden Flanke, auswählt, mit einem Zeitgeber, insbesondere einem Oszillator mit nachgeschaltetem
Zähler, der ein gegenüber dem Sendezeitpunkt etwa um die erwartete Laufzeit des Ultraschallsignals
versetztes Bezugssignal abgibt, mit einer to Bezugs-Verzögerungseinrichtung, die eine an den
Zeitpunkt des Bezugssignals anschließende Bezugs-Verzögerungszeit
festlegt und an deren Ende ein Zeitvergleichssignal abgibt, und mit einem Ankunftszeitdetektor,
der den Nulldurchgang mit dem Zeitpunkt des Zeitvergleichssignals vergleicht, unter Verwendung
eines Phasendetektors, der die Phasenlage des' Ankunfts-Verzögerungssignals
mit Bezug auf einen Nulldurchgang der anderen Durchgangsrichtung, insbesondere mit abfallender Flanke, des Rechtecksignals
feststellt und bei zu frühem Auftreten des Ankunf ts-Verzögerungssignals Frühsignale und bei zu spätem
Auftreten Spätsignale abgibt, und einer auf die Ankunfts-Verzögerungseinrichtung wirkenden Regeleinrichtung,
die in Abhängigkeit von der Phasenlage die Ankunfts-Verzögerungszeit im Sinne einer Verschiebung
des Ankunfts-Verzögerungssignals in Richtung auf
den letztgenannten Nulldurchgang ändert und einen Integrator aufweist, dem die Frühsignale mit dem einen
und die Spätsignale mit dem entgegengesetzten Vorzeichen zuführbar sind und dessen Ausgangsspannung
als Steuerspannung zur Änderung der Ankunfts-Verzögerungszeit dient, nach Patent 25 30 114.
Mit dieser Schaltungsanordnung läßt sich die Ankunftszeit des Ultfaschallsignals außerordentlich
genau festlegen, so daß sich auch entsprechend hohe Genauigkeiten bei den zu messenden physikalischen
Größen ergeben. Hierzu trägt entscheidend bei, daß das Ankunfts-Verzögerungssignal einer Flanke des Rechtecksignals
nachgeführt wird und daher der nächste Nulldurchgang des Rechtecksignals mit großer Sicherheit
ermittelt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung dieser Art in der Weise zu
verbessern, daß ihre Arbeitsweise durch zeitweilige Unterbrechungen des empfangenen' Ultraschallsignals
möglichst wenig beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Rückstellvorrichtung, die anspricht, wenn die
Ausgangsspannung des Integrators einen vorbestimm1 ten positiven und/oder negativen Grenzwert erreicht
und dann die Ausgangsspannung gegen Null führt.
Wenn das empfangene Ultraschallsignal unterbrochen oder gestört ist, z. B. durch eine Störung im
elektrischen System oder durch Lufteinschlüsse in einer
strömenden Flüssigkeit, entfallen auch Teile des Rechtecksignals bzw. auch das Ankunfts-VerzögerungssignaL
Es ist daher nicht mehr möglich, das Ankunfts-Verzögerungssignal der erwähnten Flanke des Rechtecksignals
nachzuführen. Die dann dem Integrator bo
zugeführten Eingangssignale sind zufälliger Natur und können beispielsweise dem zuletzt abgegebenen richtigen
Früh- oder Spätsignal entsprechen oder beide dauernd den gleichen Wert, jedoch mit einem etwas
unterschiedlichen Spannungspotential haben. Auf jeden Fall besteht die Gefahr, daß der Integrator durch diese
Eingangssignale bis in seinen Sättigungsbereich gesteuert wird. Sobald dann wieder normale Verhältnisse
auftreten, ist es äußerst schwierig oder sogar ausgeschlossen, das Ankunfts-Verzögerungssignal wieder an
die Flanke des Rechtecksignals heranzuführen.
Durch Verwendung der Rückstellvorrichtung wird unter allen Umständen verhindert, daß der Integrator in
den Sättigungsbereich gelangt. Vielmehr wird jeweils vor Erreichen des Sättigungsbereichs die Integrationsrichtung umgekehrt. Damit ist sichergestellt, daß beim
erneuten Einsetzen des Normalbetriebs, der Integrator
sich in einem Arbeitsbereich befindet, in dem sich die Flanke der Rechteckspannung befindet und in dem er
ungehindert in beiden Richtungen integrieren und damit das Ankunfts-Verzögerungssignal nachführen kann.'
Mit besonderem Vorteil ist ein Signalgeber vorgesehen,
der dem Integrator ein vorbestimmtes Eingangssignal, das die Ausgangsspannung des Integrators in
Richtung auf Null verändert, zuführt und daß die Rückstellvorrichtung beim Ansprechen ein Rückstellsignal
erzeugt, das den Signalgeber für eine gewisse Zeit wirksam macht Hiedruch wird auf einfache Weise die
Integrationsrichtung umgekehrt und die Ausgangsspannung gegen Null geführt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Rückstellvorrichtung zwei Zweige auf, von denen der
erste beim Unterschreiten eines negativen Grenzwerts ein erstes Rückstellsignal und der zweite beim
Überschreiten eines positiven Grenzwerts ein zweites Rückstellsignal abgibt, und der Signalgeber legt beim
Auftreten des einen Rückstellsignals Eingangsimpulse an den invertierenden Eingang des Integrators und beim
Auftreten des anderen Rückstellsignals Eingangsimpulse an dessen nichtinvertierenden Eingang. Auf diese
Weise werden der positive und der negative Sättigungsbereich ausgeschlossen.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der Signalgeber während der Dauer des Rückstellsignals wirksam ist und
die Rückstellvorrichtung eine Ansprech-Hysterese aufweist, aufgrund deren das Rückstellsignal aufrechterhalten
bleibt,- bis die Ausgangsspannung des Integrators annähernd Null ist. Dies hat zur Folge, daß der
Integrator grundsätzlich und unabhängig von anderen Einflüssen etwa in die Mitte seines Regelbereichs
zurückgeführt wird, ■ wenn er eine seiner Grenzen erreicht hat. -
Der Signalgeber kann den Phasendetektor aufweisen, wenn dieser mindestens einen zusätzlichen Eingang für
ein Rückstellsignal hat und bei dessen Auftreten nur noch Früh- oder Spätsignale abzugeben vermag. Man
benötigt dann für den Signalgeber keine zusätzliche Baueinheit.
Wenn der Phasendetektor einen £>-Flipflop aufweist,
dessen Vorbereitungseingang oder Dateneingang das Rechtecksignal und dessen Takteingang das Ankunfts-Verzögerungssignal
zugeführt wird und an dessen einem Ausgang die Frühsignale und an dessen anderem
Ausgang die Spätsignale abgegeben werden, kann dies beispielsweise dadurch geschehen, daß der D-FIipflop
einen Lösch(clear)-Steuereingang und einen Einstell(preset)-Steuereingang
aufweist, welchen jeweils eines der beiden Rückstellsignale zuführbar ist.
Es empfiehlt sich, in jedem Zweig der Rückstellvorrichtung einen Vergleicher mit Hysterese in der Form
eines Differenzverstärkers mit Rückführung vorzusehen, dessen einem Eingang die Ausgangsspannung des
Integrators und dessen anderem Eingang ein festes Bezugssignal zuführbar ist. Der positive und der
negative Arbeitsbereich des Integrators werden dann auf einfache Weise getrennt überwacht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Ausschnitt aus der Schaltungsanordnung des Hauptpatents mit den erfindungsgemäßen Zusätzen
und
F i g. 2 einige Signale über der Zeit.
In der nachstehenden Beschreibung werden für die bereits im Hauptpatent erwähnten Schaltungsbestandteile
und Signale dieselben Bezugszeichen verwendet. Der Gesamtinhalt des Hauptpatents wird nachstehend
vorausgesetzt.
Das empfangene Ultraschallsignal wird durch Verstärkung
zu einem Rechtecksignal 512 gleicher Frequenz umgewandelt. Außerdem wird durch Gleichrichtung
und Glättung eine Hüllkurve 549 erzeugt, die einem Differentiator 55 zugeleitet wird. Dieser besteht
vorzugsweise aus einem Rampenverstärker, dessen »slew rate« (Anstiegsgeschwindigkeit des Ausgangssignals)
begrenzt ist. Daher wird am Ausgang 56 ein Signal 556 abgegeben, das eine konstante Anstiegsge-·
schwindigkeit hat. Dieses Ausgangssignal 556 wird einem Schwellwertdetektor 57 mit einem über den
Eingang 58 zugeführten festen Schwellwert verglichen. Beim Erreichen dieses Schwellwerts wird ein
Schwellwertsignal 559 an den Setzeingang C eines .D-Flipflop 60 angelegt, der demnach an seinem
Ausgang Q so lange ein Ankunfts-Verzögerungssignal
514 abgibt, bis eine Rückstellung durch ein Rückstellsignal
541 erfolgt.
Das Ankunfts-Verzögerungssignal 514 wird dem
Takteingang C eines .D-FIipflops 61 zugeführt, dessen
Vorbereitungseingang D mit dem Rechtecksignal_512 versorgt wird. Infolgedessen treten am Ausgang Q ein
Frühsignal 516 und am Ausgang Q ein Spätsignal 517
auf, die in NAND-Gliedern 62 bzw. 63 mit dem Ankunfts-Verzögerungssignal 514 verknüpft werden
und daher als Impulse 562 und 563 etwa konstanter Ladung einem Integrator 64 zuführbar sind. Hierbei
werden die Frühsignal-Impulse 562 dem invertierenden und die Spätsignal-Impulse 563 dem nichtinvertierenden
Eingang des Integrators 64 zugeleitet. Wenn das Ankunfts-Verzögerungssignal 514 nicht genau mit der
Hinterkante eines Impulses des Rechtecksignals 512 übereinstimmt, überwiegt die Anzahl der Früh- oder
Spätsignale und die Größe der Steuerspannung 519 am Ausgang des Integrators 64 ändert sich. Diese
Ausgangsspannung wird dem nichtinvertierenden Eingang des Rampenverstärkers 55 zugeleitet mit der
Folge, daß die Ausgangsspannung 556 parallel zu sich nach oben oder unten verschoben wird. Hierdurch
ändert sich der Schnittpunkt mit dem Schwellwert 558 und daher der Zeitpunkt des Schwellwertsignals 559
und des Ankunfts-Verzögerungssignals 514 so lange, bis das letztgenannte Signal wieder mit der abfallenden
Flanke dem Rechtecksignal 512 übereinstimmt. Der D-Flipflop 61 bildet daher einen Phasendetektor, mit
dessen Hilfe die durch den Integrator 64 gebildete Regeleinrichtung 18 derart gesteuert wird, daß in einem
nicht veranschaulichten Nullpunktdetektor der auf das Auftreten des Ankunfts-Verzögerungssignals folgende
Nulldurchgang des Rechtecksignals 512 mit großer Genauigkeit festgestellt werden kann.
In F i g. 2 ist diese Arbeitsweise nochmals veranschaulicht. Das Ankunfts-Verzögerungssignal 514 wird
bezüglich der Verzögerungszeit ta so gesteuert, daß es möglichst genau mit der abfallenden Flanke a des
Rechtecksignals 512 zusammenfällt. Dann kann der nächste Nulldurchgang, der durch die ansteigende
Flanke b bestimmt ist, genau detektiert werden. Das Rampensignal 556 wird mit Hilfe der Steuerspannung
519 in Pfeilrichtung aufwärts oder abwärts verlagert, so
daß der Schnittpunkt mit dem Schwellwert 558, der das Ankunfts-Verzögerungssignal 514 bestimmt, mit einer
Flanke a übereinstimmt.
Wenn durch irgendeinen Fehler das Rechtecksignal 512 und das Ankunfts-Verzögerungssignal 514 fehlen,
ίο ist ein üblicher Vergleich nicht möglich. Der Phasendetektor
15 wird nicht angesteuert; die NAND-Glieder geben dauernd Ausgangssignale 562 und 563 mit dem
Wert 1 ab. Aufgrund von Spannungsunterschieden bei diesen Signalen geht der Integrator vom zuletzt
vorhandenen Integrationswert aus in eine Endlage, die durch seine Sättigung bestimmt ist. In F i g. 2 sind diese
beiden Zustände als 556 max und 556 min bezeichnet.
Wenn nun das Ultraschallsignal wieder normal empfangen wird, das Rechtecksignal 512 vorhanden ist
und das Ankunfts-Verzögerungssignal 514 auftritt, würde der Phasendetektor 15 im Fall von 556 max
Spätsignale 517 abgeben, damit die benachbarte abfallende Flanke a 1 erreicht wird; dies ist nicht
möglich, weil sich der Integrator 64 bereits im Sättigungszustand befindet. Im Fall 556 min versucht
der Phasendetektor 15 durch Abgabe von Führungssignalen den zeitlichen Anschluß an die abfallende Flanke
a 2 zu finden; auch dies ist nicht möglich, weil sich der
Integrator 64 im Sättigungszustand befindet.
Um dieser Gefahr zu entgehen, ist in Anwendung der
Erfindung dafür gesorgt, daß der durch das Ausgangssignal 519 definierte Ausgangspunkt des Signals 556
einen unteren Grenzwert G1 nicht unterschreiten und
einen oberen Grenzwert G 2 nicht überschreiten kann.
Vielmehr wird, wenn dieser Grenzwert erreicht wird, die Integrationsrichtung des Integrators 64 so gesteuert,
daß sich die Ausgangsspannung 519 auf Null zu bewegt.
Dem dient die nachstehend beschriebene Schaltung.
Diese Schaltung umfaßt eine Rückstellvorrichtung 100, die zwei Zweige 101 und 102 aufweist. Die Eingänge
103 und 104 der beiden Zweige werden mit dem Steuersignal 519, also der Ausgangsspannung des
Integrators 64 versorgt. Der Ausgang 105 des ersten Zweiges 101 ist an einen Lösch- oder clear-Steuereingang
CLR, der Ausgang 106 des zweiten Zweiges 102 an einen Einstell- oder preset-Steuereingang PR des
£>-Flipflop 61 angeschlossen. Die entsprechenden
Rückstellsignale 5105 und 5106 sind normalerweise als
Spannung vorhanden, die jedoch zur Beeinflussung des D-Flipflop 61 zu Null wird.
Beide Zweige haben eine Hysterese. Beim Zweig 101
wird das Rückstellsignal 5105 zu Null, wenn die Steuerspannung 519 den Grenzwert G1 unterschreitet
Das Umschaltsignal 5105 bleibt dann Null, bis die Steuerspannung 519 zu Null geworden ist Dann geht
sie wieder auf ihren Normalwert zurück. In ähnlicher Weise geht das Rückstellsignal 5106 auf Null, wenn die
Steuerspannung 519 den Grenzwert G 2 überschreitet
Sie behält diesen Wert, bis die Steuerspannung 519 zu
Null geworden ist.
Ein Beispiel für den Aufbau eines solchen Zweiges 101 und 102 ist in den gestrichelten Blöcken der Fig. 1
dargestellt. Im Zweig 101 ist ein als Vergleicher geschalteter Differenzverstärker 107 mit offenem
6s Kollektorausgang veranschaulicht, dessen invertierender
Eingang an Masse liegt. Der nichtinvertierende Eingang ist über einen Widerstand 108 mit dem Eingang
103 verbunden. Außerdem ist eine Rückführung mit
einem Widerstand 109 vorgesehen. Der Ausgang ist ferner über einen Widerstand 110 an einen Grenzwert
von +5 V angeschlossen. Sobald die Eingangsspannung einen Wert von —5 V unterschreitet, wird das
Umschaltsignal 5105 zu Null. Wegen der Rückkopplung bleibt dieser Zustand erhalten, bis am Eingang
wieder die Spannung Null erreicht ist. Im Zweig 102 ist ein Differenzverstärker 111 vorgesehen, dessen invertierender
Eingang über einen Widerstand 112 mit dem Eingang 104 verbunden ist. Der nichtinvertierende
Eingang ist über einen zweiten Widerstand 113 mit dem
invertierenden Eingang und unmittelbar mit dem Ausgang 106 verbunden, der wiederum über einen
Widerstand 114 an einer den Grenzwert Gl bestimmenden, festen Spannung liegt. Wenn die Eingangsspannung
±5 V erreicht, schaltet der Verstärker 111 seinen Ausgang auf Null. Ein Rückschalten ist dann erst
möglich, wenn am Eingang 104 wieder 0 V erreicht sind. Durch die Rückstellsignale 5105 und S106 wird der
D-Flipflop 61 Teil eines Signalgebers, der dem Integrator 64 vorbestimmte Eingangssignale zuzuführen
gestattet. Wenn der Lösch-Steuereingang CLR das Signal 0 zugeführt erhält, wird der Ausgang Q für die
Frühsignale 516 auf 1 und der Ausgang Q für die Spätsignale 517 auf 0 vorprogrammiert. Jedesmal wenn
ein Ankunfts-Verzögerungssignal 514 auftritt, wird daher vom NAND-Glied 62 genauso wie beim
Vorhandensein eines Frühsignals 516 ein Signal 562 abgegeben, durch das die Steuerspannung 519 abnimmt,
bis sie den Wert 0 erreicht hat. Ähnliches gilt, wenn das Rückstellsignal 5106 am Einstell-Steuereingang
PR zu 0 wird. Dann wird der Ausgang Q zu 1 und der Ausgang Q zu 0 vorprogrammiert und bei jedem
Auftreten des Ankunfts-Verzögerungssignais 514 erscheint am Ausgang vom NAND-Glied 63 ein Signal
563 genauso wie beim Vorhandensein eines Spätsignals 517, wodurch die Steuerspannung 519 angehoben wird,
bis sie wieder den Wert 0 erreicht hat. Wenn dann die Rückstellsignale 5105 und 5106 wieder ihren Normalwert erhalten, arbeitet der D-Flipflop 61 in der üblichen
Weise.
Durch entsprechende Bemessung der Grenzwerte G1 und G 2 wird der Integrator 64 daran gehindert, in
den Sättigungszustand zu gehen, so daß beim Wiederkehren normaler Zustände ein einwandfreier Betrieb
möglich ist. Es läßt sich sogar erreichen, daß sich der Schnittpunkt des Signals 556 mit dem Schwellwert 558
immer innerhalb von Grenzen befindet, innerhalb derer es möglich ist, die ursprünglich ausgewählte Flanke a
wieder zu verfolgen. Dies ist günstig, wenn keine Verzögerungs-Kompensation vorhanden ist, die einen
Flankenwechsel erlaubt.
Falls die Störung noch nicht behoben ist, wenn die Rückstellsignale unwirksam geworden sind, kann es
geschehen, daß die Steuerspannung 519 erneut bis zu einem Grenzwert anwächst und nochmals oder
mehrmals das Umschalten der Integrationsrichtung erfolgt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 709 582/507
Claims (7)
1. Schahungsanordnung zum Ermitteln physikalischer Größen strömender Medien, wie Strömungs- r>
menge, Strömungsrichtung oder Schallgeschwindigkeit, insbesondere aber der Strömungsgeschwindigkeit,
nach der Ultraschallmethode, bei der die Ankunftszeit eines Ultraschallsignals bestimmt wird,
mit einer Ankunf tsverzögerungseinrichtung, die eine ι ο an den gemessenen Signalanfang anschließende
Ankunfts-Verzögerungszeit festlegt und an deren Ende ein;Ankunfts-Verzögerungssignal äbgibtv indem das empfangene Ultraschallsignal gleichgerichtet,
zumindest der erste Teil der Hüllkurve des is'
gleichgerichteten Ultraschallsignals in ein etwa linear ansteigendes Signal umgeformt und dieses
einem Schwellwertdetektor zugeführt wird, der bei Erreichen des Schwellwerts die Abgabe des
Ankunfts-Verzögerungssignals veranlaßt, mit einer Nulldurchgangs-Auswahleinrichtung, die aus einem
vom empfangenen Ultraschallsignal abgeleiteten Rechtecksignat den dem Ankunfts-Verzögerungssignal
folgenden Nulldurchgang der einen Durchgangsrichtung, insbesondere mit einer ansteigenden
Flanke, auswählt, mit einem Zeitgeber, insbesondere einem Oszillator mit nachgeschaltetem Zähler, der
ein gegenüber dem Sendezeitpunkt etwa um die erwartete Laufzeit des.Ultraschallsignals versetztes
Bezugssignal abgibt, mit einer Bezugs-Verzöge- jo
rungseinrichtung, die eine an den Zeitpunkt des
Bezugssignals anschließende Bezugs-Verzögerungszeit festlegt und an deren Ende ein Zeitvergleichssignal
abgibt, und mit einem Ankunftszeitdetektor, der den Nulldurchgang mit dem Zeitpunkt des Zeitvergleichssignals
vergleicht, unter Verwendung eines Phasendetektors, der die Phasenlage des Ankunfts-Verzögerungssignals
mit Bezug auf einen Nulldurchgang der anderen Dur.ehgangsrichtung, insbesondere
mit abfallender Flanke, des Rechtecksignals feststellt und bei zu frühem Auftreten des Ankunfts- ■ ·
Verzögerungssignals Frühsignale und bei zu spätem Auftreten Spätsignale abgibt, und einer auf die
Ankunfts-Verzögerungseinrichtung wirkenden Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von der Phasenlage
die Ankunfts-Verzögerungszeit im Sinne einer Verschiebung des Ankunfts-Verzögerungssignals in
Richtung auf den letztgenannten Nulldurchgang ändert und einen Integrator aufweist, dem die
Frühsignale mit dem einen und die Spätsignale mit dem entgegengesetzten Vorzeichen zuführbar sind
und dessen Ausgangsspannung als Steuerspannung zur Änderung der Ankunfts-Verzögerungszeit dient,
nach Patent 2530114, gekennzeichnet durch eine Rückstellvorrichtung (100), die anspricht,
wenn die Ausgangsspannung (S 19) des Integrators (64) einen vorbestimmten positiven
und/oder negativen Grenzwert (Gi, G 2) erreicht, und dann die Ausgangsspannung gegen Null führt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgeber (15, 62, 63)
vorgesehen ist, der dem Integrator (64) ein vorbestimmtes Eingangssignal, das die Ausgangsspannung
des Integrators in Richtung auf Null verändert, zuführt und daß die Rückstellvorrichtung br,
(100) beim Ansprechen ein Rückstellsignal (S 105, S 106) erzeugt, das den Signalgeber für eine gewisse
Zeit wirksam macht.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung (100)
zwei Zweige (101,102) aufweist, von denen der erste
beim Unterschreiten eines negativen Grenzwerts (Gi) ein erstes Rückstellsignal (S 105) und der
zweite beim Überschreiten eines positivea Grenzwerts (G 2) ein zweites Rückstellsignal (S 106)
abgibt, und daß der Signalgeber (15) beim Auftreten des einen Rückstellsignals Eingangsimpulse an den
invertierenden Eingang des Integrators und beim Auftreten des anderen Rückstellsignals Eingangsimpulse
an dessen nichtinvertierenden Eingang legt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruchs oder 3,
"dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (15, 62, 63) während der Dauer des Rückstellsignals
(S 105, S 106) wirksam ist und die Rückstellvorrichtung
(100) eine Ansprech-Hysterese aufweist, aufgrund deren das Rückstellsignal aufrechterhalten
bleibt, bis die Ausgangsspannung (S 19) des Integrators (64) annähernd Null ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (15,
62, 63) den Phasendetektor (15) aufweist, der mindestens einen zusätzlichen Eingang (CLR, PR)
für ein Rückstellsignal (SiQ5, S106) hat und bei
dessen Auftreten nur noch Früh- oder Spätsignale (S 16,517) abzugeben vermag.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei dem der Phasendetektor einen D-Flipflop aufweist,
dessen Vorbereitungseingang oder Dateneingang das Rechtecksignal und dessen Takteingang das
Ankunfts-Verzögerungssignal zugeführt wird und an dessen einem Ausgang die Frühsignale und an
dessen anderem Ausgang die Spätsignale abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß der £X-Flipflop
(61) einen Lösch(clear)-Steuereingang (CLR) und
einen Einstell(preset)-Steuereingang (PR) aufweist, welchem jeweils eines der beiden Rückstellsignale
(S 105, S 106) zuführbar ist. .
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem
Zweig (101,102) der Rückstellvorrichtung (100) ein
Vergleicher mit Hysterese in der Form eines Differenzverstärkers (107, 111) mit Rückführung
vorgesehen ist, dessen einem Eingang die Ausgangsspannung (S 19) des Integrators (64) und dessen
anderem Eingang ein festes Bezugssignal zugeführt wird.
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2637107A DE2637107C2 (de) | 1976-08-18 | 1976-08-18 | Schaltungsanordnung zum Ermitteln physikalischer Größen strömender Medien nach der Ultraschallmethode |
CH870877A CH618517A5 (de) | 1976-08-18 | 1977-07-14 | |
NO772573A NO145635C (no) | 1976-08-18 | 1977-07-19 | Koplingsanordning for aa utlede fysiske stoerrelser for stroemmende medier. |
NL7708711A NL7708711A (nl) | 1976-08-18 | 1977-08-05 | Schakelinrichting voor het bepalen van fysische grootheden, meer in het bijzonder de stroomsnel- heid, van stromende media, volgens de ultrasone methode. |
FR7724514A FR2362401A2 (fr) | 1976-08-18 | 1977-08-09 | Montage electronique pour la determination par ultra-sons de grandeurs physiques, notamment de vitesses d'ecoulement de fluides |
US05/823,995 US4144753A (en) | 1976-08-18 | 1977-08-12 | Circuit arrangement for determining physical parameters of flowing media by the ultrasonic method |
CA284,793A CA1099384A (en) | 1976-08-18 | 1977-08-16 | Circuit arrangement for determining physical parameters of flowing media by the ultrasonic method |
JP52098165A JPS6048691B2 (ja) | 1976-08-18 | 1977-08-16 | 流れる媒体の流速を超音波法により検出する回路装置 |
SE7709277A SE418014B (sv) | 1976-08-18 | 1977-08-17 | Kopplingsanordning for att medelst ultraljud faststella fysikaliska storheter hos strommande medier |
GB34511/77A GB1588182A (en) | 1976-08-18 | 1977-08-17 | Circuits for defining pulse occurrence times in waveforms of predetermined frequency |
IT7768877A IT1126792B (it) | 1976-08-18 | 1977-08-17 | Disposizione circuitale per la determinazione di grandezze fisiche,particolarmente delle velocita' di flusso,col metodo ad ultrasuoni |
DK365677A DK365677A (da) | 1976-08-18 | 1977-08-17 | Koblingsanordning til konstatering af fysiske stoerrelser af stroemmende medier efter ultralydmetoden |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2908194A1 (de) * | 1978-03-03 | 1979-09-06 | Zalesskij | Verfahren zur betriebszustandseinstellung eines ultraschallverbrauchsmessers und nach diesem verfahren realisierter verbrauchsmesser |
AT410596B (de) * | 1999-10-14 | 2003-06-25 | Danfoss As | Sende- und empfangsschaltung für ultraschall-durchflussmesser |
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8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |