DE2750195C3

DE2750195C3 - Vorrichtung zur Erfassung eines zeitlich veränderlichen, einem konstanten Signalpegel überlagerten Meßsignals

Info

Publication number: DE2750195C3
Application number: DE19772750195
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(Grad.) 6090 Ruesselsheim Bechtold
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1977-11-10
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE2750195B2; DE2750195A1

Description

j)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines zeitlich veränderlichen, einem konstanten Signalpegel überlagerten Meßsignals nach dem Ober

begriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 2539340) erfolgt ein selbsttätiger Abgleich eines mit einer Trägerfrequenz-Wechselspannung gespeisten Meßwertaufnehmers nach Betrag und Phase, wobei die der Trägerfrequenz aufmodudierte, der Meßgröße entsprechende Signalspannung in einem von der gleichen Trägerfrequenz gesteuerten phasenrichtigen Gleichrichter zurückgewonnen, die komplexe Verstimmung des Meßwertaufnehmers in dem nicht von der Meßgröße beeinflußten Zustand vor Beginn der eigentlichen Messung festgestellt und zum Abgleich dieser Verstimmung eine Kompensationsspannung in den Signalübertragungszweig eingespeist wird. Der erreichte Endwert der Kompensationsspannung wird für die Dauer der folgenden Meßphase, bei dem der Meßwertaufnehmer unter dem Einfluß der Meßgröße steht, dauernd in den Signalübertragungszweig eingespeist, so daß am Ende der Signalübertragungszweig eine von der Verstimmung des Meßwertaufnehmers unbeeinflußte Signalspannung einem Anzeigegerät oder einem Registriergerät zuleitet.

Bei der bekannten Vorrichtung erfolgt stufenweise und abwechselnd ein Abgleich nach Blind- und Wirkkomponente in einer Gaußschen Zahlenebene, was einen erheblichen Schaltungs- und Zeitaufwand erfordert. Auch der Amplitudenvergleich allein erfordert einen erheblichen Aufwand an elektronischen Bauteilen, wodurch die bekannte Vorrichtung nicht nur sehr teuer, sondern auch störanfällig wird.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mittels der der konstante Signalpegel mit geringem baulichen Aufwand eliminiert werden kann, ohne daß die Meßgenauigkeit beeinträchtigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 vorgesehen. Es wird also nicht wie bei der bekannten Vorrichtung der Ausgang des Summierverstärkers im Komparator mit einem Schwellwert verglichen, der unabhängig vom Zählerstand ist, sondern es erfolgt in dem Digitalkomparator ein unmittelbarer Vergleich zwischen dem dem konstanten Signalpegel entsprechenden Bitmuster und dem Zählerstand. Auf diese Weise wird mit geringem schaltungstechnischen Aufwand der konstante Signalpegel, welcher insbesondere der Gasvorspannung eines Stoßdämpfers bei der Mittellage der Prüfmaschine entspricht, während der Kalibrierphase mit der durch die digitale Auflösung vorgegebenen Genauigkeit erfaßt und festgehalten. Er steht dann während der anschließenden Meßphase dauernd zur Verfügung und wird in jedem Augenblick von dem Meßwert abgezogen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Vorder-und Seitenansicht einer Stoßdämpferprüfmaschine mit einem die Meß- und Steuerelemente schematisch wiedergebenden Blockschaltbild, und

Fig. 2 ein Blockschaltbild der bei der Stoßdämpferprüfmaschine nach Fig. 1 verwendeten digitalen Tarierung.

Nach Fig. 1 ist ein Stoßdämpfer 24 in einer Prüfmaschine 25 so angeordnet, daß er durch einen Kurbeltrieb 26 periodisch zusammengedrückt und wieder

auseinandergezogen werden kann. Zwischen das von dem Kurbeltrieb 26 abgewandte Ende des Stoßdämpfers 24 und das Maschinengestell ist ein Kraftaufnehmer 27 geschaltet, an dessen Ausgang ein die am Stoßdämpfer 24 anliegende Kraft repräsentierendes elektrisches Signal ansteht.

Der Kurbeltrieb 26 wird von einem Motor 28 über ein Getriebe 29 angetrieben. Die Maschine ruht auf einem Fundament 30.

Mittels einer auch in Fig. 2 gezeigten Starttaste 31 wird eine vorher auf ein bestimmtes Programm eingestellte Programmsteuerung 32 in Gang gesetzt. Die Programmsteuerung 32 ermöglicht es, die Prüfmaschine mit unterschiedlichen Drehzahlen des Kurbeltriebs 26 zu fahren. Es ist daher möglich, den eingespannten Stoßdämpfer mit unterschiedlichen Kolbengeschwindigkeiten zu prüfen. Die dabei am Stoßdämpfer entstehenden Reaktionskräfte werden gemessen. Hierzu wird gemäß den Fij». 1 und 2 das Ausgangssignal des Kraftaufnehmers 27 über einen Meßverstärker 33 an die digitale Tarierungsschaltung 22 angelegt, welche in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie gegenüber den übrigen Schaltungselementen abgegrenzt ist.

Die Programmsteuerung 32 ist so ausgebildet, daß die Maschine nach Drückendes Starters 31 in die Mittellage bewegt wird und dort für einen bestimmten Zeitraum von z. B. 20 Sekunden verharrt. Ein Startausgang 34 der Programmsteuerung 32 öffnet nach Drücken der Starttaste 31 eine in Fig. 2 dargestellte Torsteuerung 20, so daß diese von einem Oszillator 17 über eine Untersetzerstufe 21 Impulse mit einer Frequenz von z. B. 100 Hz zu einem BCD-Zähler 16 durchläßt. Der Digitalausgang des BCD-Zählers 16 liegt an dem einen Eingangeines Komparators 15 an. Der andere Eingang des Komparators ist über ein Digital-Voltmeter 14 mit BCD-Ausgang an den Ausgang eines Summierverstärkers 11 angeschlossen, dessen einem Eingang über den Meßverstärker 33 das vom Kraftaufnehmer 27 kommende elektrische Signal zugeführt ist.

Am anderen Eingang des Summierverstärkers 11 liegt über einem Digital-Analog-Konverter 19 und einer Invertierstufe 18 das Ausgangssignal des BCD-Zählers 16 an.

Der Ausgang des Komparators 15 ist an einen weiteren Steuereingang der Torsteuerung 20 in der Weise angeschlossen, daß er die durch den Stavtausgang 34 geöffnete Torsteuerung wieder sperrt, sobald die Bit-Muster an beiden Komparatoreingängen gleich sind.

An den Ausgang des Summierverstärkers 11 sind außerdem ein Oszillograph 12 und ein 12-Kanal-Spitzeηwertspeicher 13 angeschlossen.

Die Programmsteuerung 32 weist außerdem eine Löschausgangsstufe 35 auf, welche mit einer Löschstute 23 im BCD-Zähler 16 verbunden ist und den BCD-Zähler 16 beim Abschalten der Prüfmaschine automatisch löscht.

Die Programmsteuerung 32 wird ebenfalls über eine Frequenzuntersetzerstufe 36 vom Oszillator 17 m^:t einer Impulsspannung von z. B. 10 Hz gespeist. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt:
Nach Drücken der Starttaste 31 wird die Prüfmaschine 25 automatisch in ihre Mittellage gefahren und verharrt dort für z. B. 20 Sekunden. Sobald die Mittellage erreicht ist, wird über die Startstufe 34 die Torsteuerung 20 geöffnet. In diesem Augenblick liegt am einen Eingang des Summierverstärkers 11 bereits das der Mittellage der Prüfmaschine entsprechende Kraftsignal an, welches am Ausgang des Digital-VoItmeters und damit am Eingang des Komparators 15 a.'is entsprechendes Bit-Muster ansteht. Aufgrund der geöffneten Torsteuerung 20 werden nunmehr die vom Oszillator 17 über die Untersetzerstufe 21 kommenden Impulse in den BCD-Zähler 16 eingezählt, und zwar so lange, bis das Bit-Muster am Ausgang des Zählers 16 mit dem am Eingang des Komparators 15 übereinstimmt. Bei Erreichen des Gleichstandes sperrt der Ausgang des Komparators 15 die Torsteuerung 20. Das Bit-Muster am Ausgang des BCD-Zählers 16 wird nunmehr bis zum Ende der Messung festgehalten. Es steht über dem Inverter 18 und dem Digital-Analog-Konverter 19 am zweiten Eingang des Summierverstärkers 11 mit umgekehrtem Vorzeichen an, so daß das Ausgangssignal 11 des Summierver-

M) stärkers bei der Mittellage der Prüfmaschine Null ist. Nach Ablauf von z. B. 20 Sekunden läuft die Prüfmaschine automatisch auf ihre Nenndrehzahl von z. B. 50 UpM an. Der Antrieb ist so ausgelegt, daß die Maschine diese Drehzahl spätestens beim fünften Hub

υ erreicht. Die Programmsteuerung ist so ausgelegt, daß zwischen dem fünften und sechsten Hub die Kraft des Stoßdämpfers während einer Periode gemessen wird. Ist der nächste Hub beendet, schaltet die Programmsteuerung auf die nächste Prüfdrehzahl von z. B.

100 UpM. Nach weiteren fünf Hüben wird die Kraft des Stoßdämpfers erneut während einer Periode gemessen. Nach Beendigung des sechsten Hubes wird auf die letzte Prüfdrehzahl von 200 UpM umgeschaltet. Der beschriebene Vorgang läuft dann erneut ab.

Nach Beendigung des nächsten Hubes schaltet die Programmsteuerung 32 die Maschine automatisch ab, wobei über die Löschstufe 35 der Programmsteuerung 32 und den Löscheingang 23 des BCD-Zählers 16 der Inhalt des BCD-Zählers 16 automatisch gelöscht wird.

■in Das mit Beginn des Prüfprogramms am Ausgang des Summierverstärkers 11 anstehende elektrische Signal wird zur Registrierung auf einen 12-KanaI-Digital-Spitzenwert-Speicher 13 und gleichzeitig auf einen Speicheroszillographen 12 geschaltet.

τ·; Die digital arbeitenden Schaltungselemente 14,15, 16, 18 und 19 weisen jeweils 12 Bits auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

iv [/■■ Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erfassung eines zeitlich veränderlichen, einem konstanten Signalpegel überlagerten Meßsignals im Ausgangssignal eines Meßaufnehmers, insbesondere des Meßsignals eines bei der Prüfung von Gasdruckstoßdämpfern eingesetzten Kraftaufnehmers mit

a) einem von dem Ausgangssignal des Meßauf- ίο nehmers beaufschlagten Summierverstärker,

b) an den Ausgang des Summierverstärkers angeschlossenen Registriereinrichtungen,

c) einem Oszillator zur Erzeugung von Zählimpulsen,

d) einem elektronischen Zähler zur Einzahlung der Zählimpulse während einer Kalibrierphase, in der nur der konstante Signalpegel am Ausgang des Meßaufnehmers ansteht, und zur Speicherung des Zählerstandes während einer anschließenden Meßphase,

e) einer dem Summierverstärker nachgeschalteten Komparatorschaltung zur Beendigung der Einzahlung bei einem dem konstanten Signalpegel entsprechenden Zählerstand, 2;

f) einem dem Ausgang des Zählers nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler, dessen Ausgangssignal dem Summierverstärker während der Meßphase zusammen mit dem Ausgangssignal des Meßaufnehmers vorzeichenrichtig zugeführt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

g) die Komparatorschaltung als Digitalkomparator (15) ausgebildet ist,

ein erster Eingang des Digitalkomparators j> (15) mit dem Summierverstärker (11) über einen Analog-Digital-Wandler (14) verbunden ist, der dem Digitalkomparator (15) während der Kalibrierphase ein dem konstanten Signalpegel entsprechendes Bitmuster zuführt,

i) ein zweiter Eingang des Digitalkomparators (15) während der Kalibrierphase von einem dem momentanen Zählerstand entsprechenden Bitmuster beaufschlagt ist, 4> zwischen Zähler (16) und Digital-Analog-Wandler (19) eine Invertierstufe (18) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Oszillator (17) und ,0 Zähler (16) eine Torschaltung (20) vorgesehen ist, deren Steuereingang mit dem Ausgang des Digital komparators (15) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Digital- ·-,--, Wandler (14) ein Digitalvoltmeter mit BCD-Ausgang ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Oszillator (17) und Torschaltung (20) eine Untersetzerstufe _hn (21) angeordnet ist.

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