DE2904758A1 - Elektronische messwertanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Espera-Werke GmbH Moltkestraße 17-33 41 op Duisburg

Elektronische Meßwertanzeigevorrichtung

Die visuell lesbare Anzeige von elektrisch dargestellten Meßwerten wie Strom und Spannung aber auch von Gewichtswerten bei elektromechanischen Waagen oder von pH-Werten im Bereich chemischer Untersuchungen erfolgt in zunehmendem Maße durch Ziffernanzeigevorrichtung. Dabei wird die einzelne Ziffer aus 7-Segmenten oder einer 7 χ 5 - Punktmatrix zusammengesetzt und mit hoher Wiederholfrequenz seriell getaktet angesteuert, so daß für das Auge eine kontinuierliche Anzeige entsteht. Die einzelnen Elemente der Zifferndarstellung werden elektrisch als lichtemittierende Dioden, als leuchtende Kathoden oder fluoreszierende Anoden in Gasentladungsröhren oder als Bereiche veränderter optische Transparenz in flüssigen Kristallen dargestellt.

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Der Vorteil dieser Anzeige ist ihr großer Wertvorrat, der eine Anzeige mit großer Genauigkeit zuläßt. Ihr Nachteil ist, daß jeweils nur eine Zahl lesbar ist, die ohne Bezug auf Entstehung und Lage des Ablesewertes innerhalb des gesamten Bereiches im Räume steht und die Tendenz kleiner Veränderungen nicht erkennen läßt. Diese Eigenschaften besitzen analog arbeitende Anzeigeeinrichtungen, die mit optisch projizierten Skalen arbeiten, die mechanisch oder elektromagnetisch verstellt werden. Sie werden z.B. in Spiegelgalvanometern oder optischen Waagen angewendet. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß neben einer genauen Ablesung auch für Ungeübte eine dem Zweck angemessene, abgerundete Wertangabe möglich ist. Ihr Nachteil ist jedoch die mechanische Bauart und die Tatsache, daß Skalenleiter und Teilstrichbezifferung sich nicht ständig mit schrittweisem Abstand mit der Skalenmarke decken. Damit wird bei Zwischenwerten die Sicherheit der Ablesung beeinträchtigt. Eine weitere Ausführungsform einer Skalenanzeige ist die Balkenanzeige. Die bei ihr vorhandenen, parallel zueinander und längs einer Geraden oder eines Kreisbogens angeordneten balkenartigen Leuchtelemente ermöglichen eine Meßwertanzeige in der Form eines leuchtenden Bandes unterschiedlicher Länge ähnlich der eines Thermometers. Ihr Nachteil ist der begrenzte Wertevorrat und die aufwendige Anschluß- und Ansteuertechnik, sie läßt jedoch die relativ und absolute Größe des Meßwertes gut erkennen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Meßwertanzeigevorrichtung anzugeben, die den Zahlenwert des Meßwertes möglichst genau abzulesen gestattet, Abrundungen jedoch zuläßt, die fehlerhafte Funktion einzelner Anzeigesegmente signalisiert und die Tendenz kleiner Änderungen des Meßwertes erkennen läßt bei gleichzeitiger Verdeutlichung seiner Lage innerhalb des Meßbereiches.

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Sie wird gelöst durch eine Anzeigevorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein System von Digitalanzeigen mit einer Skalenanzeige derart gekoppelt ist, daß die Strichlänge der Skalenleiter und die digitale Bezifferung der Teilung durch Änderungen der Ansteuersequenz veränderbar ist, wobei der Anzeigewert vorzugsweise an einer Skalenmarke ablesbar sein kann. Dabei ist eine Skala hinsichtlich Strichlänge und Bezeichnung durch elektrische Mittel veränderlich ^ wobei der genaue Meßwert an einer Skalenmarke ablesbar ist, größere bzw. kleinere Werte des Wertbereiches rechts bzw. links davon zur Anzeige kommen und Veränderungen des Meßwertes als scheinbare Bewegung der Skalenleiter und ihrer Bezifferung nach links für ansteigende, nach rechts für abnehmende Werte erkennbar sind. In einer weiteren Ausbildung kann vorgesehen sein, daß denjenigen Teilstrichen, denen eine besondere Bedeutung beigemessen werden muß, wie z.B. dem Nullpunkt, zusätzlich ansteuerbare Markierungen zugeordnet werden.

Die erfindungsgemäße digitale Skalenanzeige kann als Anzeigeelement sowohl Leuchtdioden, Gasentladungen als auch Flüssigkristallzellen verwenden. Dabei ändern sich die elektronischen Ansteuerungen hinsichtlich Strom, Frequenz und Spannung, nicht jedoch der erfindungsgemäße Aufbau und ihre Ansteuerungssequenz. Der Aufbau und die Ansteuerung der digitalen Skalenanzeige werden im nachfolgenden an Hand der Figuren 1-4 beschrieben.

Fig. 1: Ansicht einer Anzeige für drei aufeinanderfolgende

Werte
Fig. 2: Aufbau einer Anzeige mittels fluoreszierender

Anoden einer Elektronenröhre im Ausschnitt Fig. 3: Blockschaltbild der Ansteuerung Fig. 4: Besonderheit einer Nullbereichskontrolle

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In der Fig. 1 ist 1 die äußere Begrenzung der Anzeige, 2 ist die Skalengrundlinie und 3 sind die kurzen Teilstriche der Skalenleiter. Skalengrundlinie und kurze Teilstriche sind ständig angesteuert, so daß sie kontinuierlich leuchten. Die kurzen Teilstriche können zu langen ergänzt werden, wenn der Teilstrichteil 4 oberhalb eines jeden kurzen Teilstriches 3 angesteuert wird. Oberhalb der Skalenleiter befindet sich in einer Zeile eine Vielzahl von Sieben-Segment-Ziffernsymbolen 5, die ziffernparallel angesteuert werden und in jedem Feld alle Ziffern von Null bis Neun darzustellen gestatten. Ihre Anzahl und Aufteilung ist so bemessen, daß jeder Teilstrich bezifferbar ist, die Anzahl bezifferter Teilstriche jedoch so ausgewählt wird, daß zwischen zwei Bezifferungen ein ausreichender Abstand entsteht und im Anzeigefeld mindestens zwei vollständige Zahlen lesbar sind. Die Ablesung erfolgt an der Skalenmarke 6, die gleichfalls ein ständig angesteuertes Leuchtzeichen ist oder nur farblich aufgebracht sein kann.

Im Falle der Fig. 1 a beträgt die Ablesung 12 42. Ändert sich die Ablesung in Richtung fallender Werte, so wird beispielsweise ein Zwischenwert 12 38 gemäß Fig. 1b durchlaufen, und es wird der neue Wert gemäß Fig. 1c mit 123o angezeigt.

Den inneren Aufbau einer digitalen Skalenanzeige vermittelt die Fig. 2, wobei davon ausgegangen wird, daß die Elemente der Darstellung der lesbaren Zeichen fluoreszierender Anoden einer Gasentladung sind. Andere Ausführungen mittels Leuchtdioden, Kathodenleuchten oder Flüssigkristall-Anordnungen lassen sich in gleichwertiger Ausführung aufbauen.

Auf einem Trägermaterial 7 sind die Konturen der Anzeigeelemente 8 flächenartig mit einer elektrisch leitenden, fluoreszierenden Schicht aufgedruckt und zunächst vonein-

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eine Speicherbesetzung mit 12 3o mit um vier Plätze verschobener Lokalisation. Um jeweils den gleichen Wert wird auch die Teilstrichverlängerung verschoben. Die Anzahl möglicher Verschiebungen ist gleich der Anzahl von unbezifferten Teilstrichen zwischen zwei bezifferten. Nach Lokalisation der ersten drei Dezimalen im Arbeitsspeicher wird der Meßwert um zehn vom Prozessor erniedrigt und in den Arbeitsspeicher um weitere fünf Positionen nach links in Fig. 3b verschoben gespeichert, dann nach Erniedrigung um zwanzig in den Arbeitsspeicher um zehn Positionen verschoben gespeichert. In gleichartiger Weise wird für jeweils den um zehn bzw. zwanzig erhöhten Meßwert verfahren mit Positionsverschiebung nach rechts um fünf bzw. zehn Positionen. Ziffern, deren Adresse 2ο¹ unterschreitet bzw. 35' unterschreitet, brauchen dabei nicht gespeichert werden.

Sind im Arbeitsspeicher 39 alle Werte lokalisiert, so werden sie ziffernsequenziell zyklisch den Anzeigeverstärkern 42 und segmentparallel den Anzeigeverstärkern 43 zugeführt, die die digitale Skalenanzeige 44 steuern.

Für Anzeigen, bei denen bestimmte Teilstriche eine besondere Bedeutung zukommt oder eine feinere Skalenteilung zweckmäßig ist, kann die Skalenmarke mehrfach vorhanden sein und Teilstrichabstände zusätzlich unterteilen.

Eine besondere Bedeutung eines Teilstriches besteht z.B. bei Gewichtsanzeigen von Handelswaagen im eichpflichtigen Verkehr, bei denen eine Abweichung der Nullstellung vom tatsächlichen Nullpunkt mit einer Genauigkeit von einem halben Teilstrichabstand angezeigt werden muß.

Hierzu werden in der digitalen Skalenanzeige drei, unabhängig voneinander ansteuerbare Skalenmarken vorgesehen, so daß eine Abweichung der Nullstellung vom tatsächlichen

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Nullpunkt erkennbar wird. In der Fig. 4 ist die Skalenmarke 6 die Ablesung der normalen Wertdarstellung. Sie bildet mit den Teilstrichen eine Linie. Die Skalenmarke 46 kann durch Aufleuchten eine Abweichung der Nullstellung vom Nullpunkt im Bereich von + o,25 bis + o,75 des Teilstrichwertes, die Skalenmarke 47 bei einer Abweichung von - o,25 bis - o,75 des Teilstrichwertes durch Aufleuchten kenntlich machen. Die Ansteuerung erfolgt dabei in gleicher Weise wie die Segmente der Ziffern der Skalenbeschriftung. Die Änderung des Ortes der Skalenmarke auf dem Ablesefeld bei Nullabweichung weist in besonderer Weise den Benutzer auf diesen Umstand hin.

In gleicher Weise können andere Zusatzinformationen wie z.B. die Segmente der Kennzeichnung negativer Werte durch ein vorgesetztes Minuszeichen, dezimale Teilungen durch Kommaeinblendung mit der Teilstrichverlängerung, Meßwertüberschreitungen durch intermittierendes Aufleuchten der Bezifferung und fehlerhafte Funktion des Meßsystemes durch Erlöschen der Anzeige kenntlich gemacht werden. Länge, Teilstrichanzahl und Teilungswert sind in den Fig. beispielhaft gewählt und können wie die Stellenzahl der Bezifferung der jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.

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Claims (5)

1. -χ-

   Patentansprüche

   [ Λ .J Elektronische Meßwertanzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein System von Digitalanzeigen mit einer Skalenanzeige derart gekoppelt ist, daß die Strichlänge der Skalenleiter und die digitale Bezifferung der Teilung durch Änderung der Ansteuersequenz veränderbar ist.
2. 2. Elektronische Meßwertanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigewert an einer Skalenmarke (6) ablesbar ist.
3. 3. Elektronische Meßwertanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß größere bzw. kleinere Werte der digitalen Bezifferung rechts bzw. links von der Skalenmarke (6) zur Anzeige bringbar sind.
4. 4. Elektronische Meßwertanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholung einer Ansteuersequenz so oft erfolgt, daß eine für das Auge ständig lesbare Anzeige entsteht und eine Veränderung des Anzeigewertes als scheinbare Bewegung der Skalenleiter und ihrer digitalen Bezifferung erkennbar ist.
5. 5. Elektronische Meßwertanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch zusätzliche, ebenfalls ansteuerbare Skalenmarken (46, 47) Teilstrichabstände zusätzlich unterteilbar sind.

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