DE2847426A1

DE2847426A1 - Schaltungsvorrichtung zur multiplikation einer binaerzahl mit einem analog einstellbaren faktor bei der messung von werkstoffeigenschaften mit ultraschall

Info

Publication number: DE2847426A1
Application number: DE19782847426
Authority: DE
Inventors: Rolf Ing Grad Diederichs
Original assignee: Krautkraemer GmbH
Current assignee: Krautkraemer GmbH
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1980-05-08
Also published as: JPS5563476A; GB2035734A; ES483429A1; IT7950410A0; FR2440581A1

Description

1.10.1978 IG/Ilg K 117

Krautkrämer GmbH.

5000 Köln-Klettenberg. Luxemburger Str.

SCHALTUNGS-VORRICHTUNG ZUR MULTIPLIKATION EINER BINARZAHL MIT EINEM ANALOG EINSTELLBAREN FAKTOR BEI DER MESoUNG VON WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN MIT ULTRASCHALL.

Die Erfindung betrifft eine Schalt-Vorrichtung zur Multiplikation einer Binärzahl mit einem analog einstellbaren Faktor, insbesondere zur Berücksichtigung einstellbarer Parameter, bei der Messung oder Prüfung von Werkstoffeigenschaften mit Ultraschall.

Eine Vorrichtung zur Multiplikation einer Binärzahl mit einem analog einstellbaren Faktor wird beispielsweise dort benötigt, wo in einem in einer Digitaltechnik ausgelegtem Verfahren eine Justage auf einen vorgegebenen Werkstoff durch einen analog einzugebenden Faktor erfolgen soll«. Der Arbeitsgang einer derartigen Justage vollzieht sich im allgemeinen in zwei Schritten: im ersten Schritt wird ohne Einfluß des zu messenden oder zu prüfenden Werkstoffes oder Werkstückes (Prüfstück) der Null- oder Bezugspunkt der Mess-

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oder Prüfeinrichtung durch Stellglieder festgelegt. Danach wird in einem zweiten Schritt eine Verkopplung zwischen der Prüfeinrichtung und einem Testprüfstück, also einem Prüfstück mit bekanntem Prüfwert, hergestellt, und mit analog stellbaren Stellgliedern, z.B. Potentiometern, Variometern, Stellkondensatoren oder anderen Elementen, der Wert der Teststückeigenschaft auf der Anzeigeneinheit der Prüfeinrichtung eingestellt, wodurch diese justiert ist. Dann wird in einem weiteren Schritt die Prüfeinrichtung an das Prüfstück angekoppelt und der entsprechende Wert des Prüfstückes, je nach Arbeitsweise der Prüfeinrichtung, ermittelt und auf der Anzeigeneinheit der Prüfeinrichtung angezeigt.

Zur Vereinfachung solcher Justagen ist bei digital arbeitenden Prüfeinrichtungen eine Vorrichtung zur Multiplikation einer Binärzahl mit einem analog einstellbaren Faktor erforderlich. Zwar ist es bekannt, den von einem analog stellbaren Stellglied gewonnenen Analogwert, z.B. eine elektrische Spannung, in einem Analog-Digital-Wandler in einen Digitalwert umzuwandeln. Dieser Digitalwert wird dann mit dem von der Meß- oder Prüfeinrichtung ausgegebenen Digitalwert über eine Digital-Multipliziereinheit multipliziert. Jedoch ist diese A/D Wandlung apparativ sehr aufwendig.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Schalt-Vorrichtung

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anzugeben, mit der bei . verringertem Aufwand eine Binärzahl mit einem analog einstellbaren Faktor multipliziert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein digital arbeitender Rückwärtszähler, ein digital arbeitender Vorwärtszähler, ein Takt-Impulsgenerator und ein Impulsgenerator einstellbarer Impulsfolgefrequenz derart miteinander verkoppelt sind, daß beim Vorliegen der mit einem Faktor zu multiplizierenden Binärzahl am Eingang des Rückwärtszählers der Rückwärtszähler auf diese Zahl eingestellt wird, wobei der Ausgang einer Startimpulsstufe als auch der Ausgang des Taktgenerators mit einem Eingang des Rückwärtszählers in Verbindung steht, so daß der Rückwärtszähler auf einen Startimpuls hin die Takt-Impulse bis zur Zahl Null zählt, und dann ein Nullsignal erzeugt, wobei parallel hierzu mit dem Starimpuls auch der, Z₀B₀ durch den Startimpuls auf Null gestellte Vorwärtszähler gestartet wird, der die Impulse des einstellbaren Impulsgenerators solange zählt, bis das Nullsignal des Rückwärtszählers diesen Impulsgenerator sperrt, so daß nach Ablauf des Zählzyklusses am Ausgang des Vorwärtszählers eine Binärzahl vorhanden ist, die um das Verhältnis der Frequenz des einstellbaren Generators zur Frequenz des Takt-Generators vervielfacht ist, weiche angezeigt und/oder

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registriert und/oder elektronisch weiterverarbeitet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Zeichnung anhand eines Blockschaltbildes dargestellt und wird im folgenden näher erläutert:

Ein Rückwärtszähler 1 wird über einen Dateneingang 6 auf eine dort anstehende Binärzahl, gegebenenfalls durch einen Startimpuls einer Impulsstufe 7,eingestellt (gesetzt). Dieser Startimpuls startet den Rückwärtszähler 1 und einen Vorwärtszähler 2, dessen Eingang mit einer Zuführleitung des Startimpulses verbunden ist. Der Rückwärtszähler 1, desseA ein Eingang mit dem Ausgang des Textgenerators 3 über eine Leitung 8 in Verbindung steht, zählt die Impulse des Taktgenerators 3 rückwärts bis zum Wert Null. In dieser Zählphase ist ein in seiner Frequenz eintellbarer Impulsgenerator 4 freigegeben, dessen Ausgang mit dem Eingang des VorwärtsZählers 2 über eine Leitung 10 verbunden ist, Andererseits steht der Eingang dieses Generators mit dem Ausgang des RückwärtsZählers 1 über eine Leitung in Verbindung. Somit zählt der Zähler 2 über die Leitung 10 die Impulse des mit dem Stellglied 5f z_oB_e einem Potentiometer, einstellbaren Generators 4, bis bei Vorliegen des Nullsignals vom Rückwärts zähler der Generator 4 gesperrt wird_o

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-J-

Am Ausgang 11 des Zählers 2 ist somit ein B:\narwert vorhanden, der durch folgenden Ausdruck dargestellt wird:

7 · ^B6 '

Darin bedeuten: B₁₁ die Binärzahl am Zählerausgang 11

Bf- die Binärzahl am Zähleingang 6

fr die variable Frequenz des Generators k

f„ die Takt-Fraquenz des Generators 3

Es ist also der Binärwert B₁₁ des Datenausganges 11 des Zählers 2 über die analog einstellbare Frequenz f. des Generators h mit dem Binärwert B^ des Dateneingangs 6 am Zähler 1 proportional verknüpft.

Der Arbeitsablauf dieser Vorrichtung ist folgender:

Mit einem von der Meßapparatur 7 zugeführten Startimpuls wird der Rückwärtszähler 1 auf den Wert des Dateneingangs 6 gesetzt und gleichzeitig der Zähler 2 gelöscht, wodurch der Nu11signalausgang 9 des Rückwärtszählers auf z.B. logisch ^NLⁿ geht und gleichzeitig seinen eigenen Taktfrequenz-Eingang (bei 8) und den Generator k freigibt. Der Rückwärtszähler zählt nun die Impulse des Takt-Generators 3 und der Zähler 2 die Impulse des frei einstellbaren Generators 4. Sind so-

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viele Impulse des Generators 3 ausgezählt, wie es der Binärzahl am Dateneingang 6 des RückwärtsZählers 1 entspricht, geht der Nu11signalausgang 9 des Rückwärtszählers 1 auf logisch ⁿHⁿ und sperrt damit seinen eigenen Takt-Eingang und den Generator k. Am Datenausgang 11 steht somit der Binärwert vom Dateneingang 6 multipliziert mit dem über das Stellglied 5 eingestellten Faktor statisch an. Das Stellglied 5 stellt die Impulsfolgefrequnz des Generators h ein,

Beispiel;

Schwingt der Takt-Generator mit der Frequenz von 400 Hz und soll eine Zahl 200, die am Eingang des Rückwärtszählers binär ansteht, mit dem Faktor 20 multipliziert werden, dann ist der Generator k auf das 20-fache der Takt-Frequenz, also auch auf 8000 Hz, einzustellen. ¥ird die Vorrichtung gestartet, dann zählt der Rückwärtszähler, der nun auf die Binärzahl 200 gesetzt worden ist, innerhalb einer halben Sekunde bis zum Wert Null. In dieser Zeit erhält der Zähler 2 4000 Impulse vom Generator h und gibt die Zahl 4000 nach Ablauf des Zählzyklusses an seinen Ausgang 11. Die dort anstehende Binärzahl 4000 ist also genau das 20-fache der am Eingang anstehenden Binärzahl·

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-4-

Bei der Anwendung zur Justage würde das Verfahren folgendermaßen arbeiten:

Es steht wieder z.B. die Zahl 200 als Binärzahl am Eingang an, und die Takt-Frequenz sei wieder 400 Hz. Die Messung am Teststück verlangt die Binärzahl 6000 am Ausgang 11 der Vorrichtung: dann wird vom Meßzyklus zu Meßzyklus das Stellglied 5 des Generators h solange verändert, bis diese Binärzahl vorhanden ist. Das wäre dann 12 000 Hz für den Generator k. Im allgemeinen ist die Kenntnis dieser Frequenz, also der Frequenz des Generators 4, unwichtig. Es bleibt deshalb der Anwendung überlassen, ob das Stellglied 5 in Frequenzwerten oder in Vielfachen der Frequenz des Generators 3 oder gar nicht skaliert ist.

In einer Auslegungsvariante kann das Nullsignal statt den Generator k zu sperren, auch den Vorwärtszähler 2 stoppen.

Die angegebene Vorrichtung erlaubt es, mit nur wenigen und verhältnismäßig billigen Schaltelementen wie z.B. mit zwei als integrierte Schaltkreise ausgelegten Generatoren und mit zwei Zählern und einem Stellelement, z_oB einem Potentiometer, die erfindungsgemäße Aufgabe durchzuführen_o

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, AO.

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Claims

1.10.1978
IG/Ilg
K 117

Krautkrämer GmbH.

5000 Köln-Klettenberg. Luxemburger Str. kk9

Patentansprüche

Schaltungsvorrichtung zur Multiplikation einer Binärzahl mit einem analog einstellbaren Faktor, insbesondere zur Berücksichtigung einstellbarer Parameter, bei der Messung oder Prüfung von Werkstoffeigenschaften mit Ultraschall,

dadurch gekennzeichnet, daß ein digital arbeitender Rückwärtszähler (i), ein digital arbeitender Vorwärtszähler (2), ein Taktimpulsgenerator (3) und
ein Impulsgenerator einstellbarer Impulsfolgefrequenz derart miteinander elektrisch verkoppelt sind, daß beim Vorliegen
der mit einem Faktor zu multiplizierenden Binärzahl an einem Eingang des RückwärtsZählers (i) der Rückwärtszähler (i) auf
diese Zahl eingestellt wird, wobei der Ausgang einer Startimpulsstufe (7) als auch der Ausgang des Taktgenerators (3) mitje einem Eingang des RückwärtsZählers (i) in Verbindung
steht, so daß der Rückwärtszähler (i) auf einen Startimpuls hin die Taktimpulse bis zur Zahl Null zählt, und dann ein
Nullsignal erzeugt, wobei parallel hierzu mit dem Startimpuls auch der, z.B. durch den Startimpuls auf Null gestellte Vor-

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wärtszähler (2) gestartet wird, der die Impulse des einstellbaren Impulsgenerators (k) so lange zählt, bis das Nullsignal des Rückwärtszählers (i) diesen Impulsgenerator (4) sperrt, so daß nach Ablauf des Zählzyklusses am Ausgang des Vorwärtszählers (2) eine Binärzahl vorhanden ist, die um das Verhältnis der Frequenz des einstellbaren Generators (k) zur Frequenz des Takt-Generators vervielfacht ist, welche angezeigt und/oder registriert und/oder elektronisch weiterverarbeitet wird₀

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Nullsignalausgang (9) auch oder nur der Vorwärtszähler (2) gesperrt wird_o

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