DE2905882C2

DE2905882C2 -

Info

Publication number: DE2905882C2
Application number: DE19792905882
Authority: DE
Inventors: Erich 8500 Nuernberg De Gerum
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1989-07-06
Also published as: GB2043376B; DE2905882A1; GB2043376A; FR2449276A1; FR2449276B3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Erfassung einer Temperatur, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und Schaltungsanordnungen zu dessen Durchführung.The invention relates to a method for digital acquisition a temperature according to the preamble of claim 1 and circuit arrangements its implementation.

Ein derartiges Verfahren ist der Firmenschrift "Applications of the 9400 voltage to frequency frequency to voltage converter, AN-10", Januar 1978, Seite 2, Teledyne Semiconductor, zu entnehmen. Es ist dort ein temperaturabhängiger Meßwiderstand in einer Brückenschaltung vorgesehen, wobei im Brückenzweig ein Verstärker liegt. Die jeweilige temperaturabhängige Ausgangsspannung des Verstärkers wird in eine Impulsfolgefrequenz umgewandelt. Während vom Netz abgeleiteter Torimpulse werden die von der Impulsfolgefrequenz abhängigen Meßimpulse gezählt. Das Zählergebnis wird angezeigt und stellt den am Meßwiderstand auftretenden Temperaturwert dar. Damit die Anzeige den tatsächlichen Temperaturen entspricht, muß die Brückenschaltung und der Verstärker abgeglichen werden. Der Justageaufwand hierfür ist beträchtlich. Außerdem führen die an die analog arbeitenden Schaltungsteile zu stellenden Forderungen dazu, daß eine derartige Schaltung teuer wird. One such method is the company "Applications of the 9400 voltage to frequency frequency to voltage converter, AN-10 ", January 1978, page 2, Teledyne Semiconductor. There is a temperature-dependent measuring resistor in a bridge circuit provided, one in the bridge branch Amplifier is located. The respective temperature-dependent output voltage of the amplifier is converted into a pulse repetition frequency. During gate pulses derived from the network, those of the pulse repetition rate-dependent measuring pulses are counted. The counting result is displayed and represents the one occurring at the measuring resistor Temperature value. So that the display shows the actual Corresponds to temperatures, the bridge circuit and the amplifier be compared. The adjustment effort for this is considerable. In addition, the lead to the analog circuit parts demands to be made that such Circuit becomes expensive.

Aus der DE-OS 26 18 378 ist eine Schaltungsanordnung zur Fiebermessung bekanntgeworden, bei dem ein temperaturabhängiger Meßwiderstand im frequenzbestimmenden Steuerkreis einer Kippschaltung liegt. Von einem Taktgeber werden Torimpulse erzeugt, welche die während deren Dauer auftretenden Meßimpulse in einem logischen Gatter durchschalten und einem Zähler zuführen. Das Zählergebnis wird als Temperaturwert in Zehntel Grad Celsius angezeigt. From DE-OS 26 18 378 is a circuit arrangement for fever measurement, in which a temperature-dependent Measuring resistor in the frequency determining Control circuit of a flip-flop. From a clock gate impulses are generated which the during Duration occurring measuring pulses in a logic gate switch through and feed to a meter. The counting result is used as a temperature value in tenths of a degree Celsius displayed.

Aus der US-PS 37 66 535 ist es ferner bekannt, bei einem elektronischen Thermometer das Meßsignal mit einer Frequenz zu überlagern, welche der Temperatur 0° entspricht. Die Impulse werden gefiltert und über ein Gatter, an dem ein Tonimpuls fester Länge anliegt, an einem dekadischen Zähler gegeben. Die resultierende Anzeige ergibt sich aus dem Unterschied beider Frequenzen.From US-PS 37 66 535 it is also known with an electronic thermometer Overlay measurement signal with a frequency, which corresponds to the temperature 0 °. The Pulses are filtered and applied via a gate which has a fixed length tone pulse given a decimal counter. The resulting one The display results from the difference between the two Frequencies.

Aus der US-PS 40 50 309 ist es bekannt, bei einem Temperatur-Meßverfahren positive und negative Temperaturen auszuweiten. Dabei wird in einer ersten logischen Ausweitestufe ein zu seiner Länge temperaturabhängiger Tonimpuls erzeugt, der in einer zweiten Ausweitestufe mit einer Impulsfolge konstanter Frequenz verknüpft wird.From US-PS 40 50 309 it is known at a temperature measurement method positive and expand negative temperatures. Here is in a first logical expansion stage a temperature dependent to its length Tone pulse generated in a second Expansion stage with a pulse train constant frequency is linked.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem digital arbeitenden Meßverfahren und Schattungsanordnungen für eine Temperaturanzeige die Meßimpulse bei 0° zu unterdrücken und eine einfache Möglichkeit zur Anzeige von über oder unter 0° liegenden Temperaturen anzugeben.In contrast, it is an object of the invention with a digital measuring method and shading arrangements for a temperature display the measuring pulses suppress at 0 ° and a easy way to view over or temperatures below 0 ° specify.

Die der Erfindung gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß dem jeweiligen Kennzeichen der nebengeordneten Ansprüche 1, 4 und 5. Bei diesem Verfahren wird einer jeweiligen Temperatur entsprechende Widerstandswert unmittelbar in eine Impulsfolgefrequenz umgesetzt. Ein analoger Vergleich oder eine analoge Kompensation entfällt. Die bei 0°C oder F auftretenden Meßimpulse werden unterdrückt und gelangen nicht zur Anzeige, so daß bei 0° tatsächlich 0 angezeigt wird. Damit bei von 0 verschiedenen Temperaturen die richtige Anzahl von Meßimpulsen auftritt, wird bei einer Abstimmtemperatur die Kippschaltung entsprechend voreingestellt. Bei anderen Temperaturen erfolgt dann die richtige Anzeige. Eine besonders hohe Anzeigegenauigkeit ergibt sich, wenn ein Meßwiderstand mit möglichst linearer Temperaturabhängigkeit und eine Kippschaltung verwendet wird, deren Periode oder Impulsdauer linear von dem Meßwiderstand in seinem Ladekreis abhängt.The object of the invention becomes by the features according to the respective license plate of independent claims 1, 4 and 5. In this method each one Temperature corresponding resistance value immediately in implemented a pulse repetition frequency. An analog comparison or there is no analog compensation. Those occurring at 0 ° C or F. Measuring pulses are suppressed and are not displayed, so that 0 is actually displayed at 0 °. With that the correct number of measuring pulses from 0 different temperatures occurs, the flip-flop at a tuning temperature preset accordingly. At other temperatures the correct display then appears. A particularly high display accuracy results if a measuring resistor with as much as possible linear temperature dependence and a flip-flop used whose period or pulse duration is linear from that Measuring resistor in its charging circuit depends.

Für die Erfassung über 0° liegender Temperaturen wird von der Kippschaltung ein Torimpuls mit linear temperaturabhängiger Impulsdauer abgeleitet und die Meßimpulse werden aus während der Dauer eines der Torimpulse auftretenden Zählimpulsen konstanter Frequenz gebildet. Für die Erfassung von unter 0° liegenden Temperaturen werden die Meßimpulse aus während der Dauer von Torimpulsen konstanter Frequenz auftretenden Zählimpulsen der Kippschaltung abgeleitet. Besonders einfach ist der Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des genannten Verfahrens, wenn entweder unter 0° oder über 0° liegende Temperaturen erfaßt werden sollen. Es ist jedoch auch möglich, das genannte Verfahren so zu erweitern, daß sowohl unter 0° als auch über 0° liegende Temperaturen erfaßt werden können.For the detection of temperatures above 0 ° the Toggle switch a gate pulse with linear temperature-dependent Pulse duration derived and the measurement pulses are made during the duration of a counting pulse occurring constant Frequency formed. For the detection of less than 0 ° Temperatures are the measuring pulses during the duration Counting pulses occurring from constant frequency gate pulses derived from the flip-flop. The structure is particularly simple a circuit arrangement for carrying out said method, if temperatures are either below 0 ° or above 0 ° should be recorded. However, it is also possible to do the above To extend the process so that both below 0 ° and Temperatures above 0 ° can be detected.

Das Verfahren kann auch zu einem Regelkreis ausgebaut werden.The process can also be expanded into a control loop.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und Schaltungsanordnungen zu dessen Durchführung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:Advantageous refinements of the method and circuit arrangements for its implementation result from the following Description. The drawing shows:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 1 shows an embodiment of a circuit arrangement for performing the process,

Fig. 2 ein Impulsdiagramm, Fig. 2 is a timing chart,

Fig. 3 eine erweiterte Teilschaltung zur Erfassung positiver und negativer Temperaturen, Fig. 3 is an enlarged partial circuit for detecting positive and negative temperatures,

Fig. 4 eine als Regelkreis ausgebildete Teilschaltung, Fig. 4 is a configured as a loop sub-circuit,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1, Fig. 5 shows a further embodiment according to Fig. 1,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung zur Abstimmung der Schaltung nach Fig. 1 bzw. 5 und Fig. 6 shows a circuit arrangement for tuning the circuit of Fig. 1 and 5 and

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1. Fig. 7 shows a further embodiment according to FIG. 1.

In den Figuren sind Typenbezeichnungen von beispielsweise verwendbaren integrierten Schaltkreisen angegeben. Beispielsweise können auch für die dargestellten Gatter solche aus der Serie MC 1 ...(Motorola) verwendet werden.In the figures, type designations are used, for example integrated circuits. For example can also be used for the gates shown in the series MC 1 ... (Motorola) can be used.

In Fig. 1 liegt bei einem Taktgeber 1 im frequenzbestimmenden Ladekreis ein temperaturabhängiger Widerstand 2 und ein Kondensator 3. Der Widerstand 2 weist einen linearen positiven Temperaturkoeffizienten auf. Er besteht beispielsweise aus einer Eisen-Nickel-Legierung. Dem Meßwiderstand 2 ist ein einstellbarer Spannungsregler 4 vorgeschaltet. Am Ausgang 5 des Taktgebers 1 tritt damit eine Impulsfolgefrequenz auf, welche von der jeweils auf den Meßwiderstand 2 einwirkenden Temperatur abhängt. Die Impulsfolgefrequenz läßt sich mittels des Spannungsreglers 4 voreinstellen. Ein im interessierenden Meßbereich linearer Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Periode der Impulsfolgefrequenz läßt sich mittels des RC-Gliedes 2, 3 bei bekannten Taktgeberschaltungen erreichen. Temperaturunabhängige Widerstände im Ladekreis, welche zu Nichtlinearität führen könnten, sind vermieden.In FIG. 1, a temperature-dependent resistor 2 and a capacitor 3 are located in the frequency-determining charging circuit of a clock generator 1 . The resistor 2 has a linear positive temperature coefficient. For example, it consists of an iron-nickel alloy. An adjustable voltage regulator 4 is connected upstream of the measuring resistor 2 . A pulse repetition frequency thus occurs at the output 5 of the clock generator 1 , which depends on the temperature acting on the measuring resistor 2 . The pulse repetition frequency can be preset by means of the voltage regulator 4 . A linear relationship in the measuring range of interest between the temperature and the period of the pulse repetition frequency can be achieved by means of the RC element 2, 3 in known clock generator circuits. Temperature-independent resistances in the charging circuit, which could lead to non-linearity, are avoided.

An den Ausgang 5 ist ein mehrstufiger Teiler 6 angeschlossen, welchem ein UND-Gatter 7 nachgeschaltet ist. An einem weiteren Eingang 8 des UND-Gatters 7 liegt eine konstante Impulsfolge an, deren Frequenz beispielsweise aus dem Wechselstromnetz abgeleitet ist und 100 Hz beträgt.A multistage divider 6 is connected to the output 5 , which is followed by an AND gate 7 . At a further input 8 of the AND gate 7 there is a constant pulse sequence, the frequency of which is derived, for example, from the AC network and is 100 Hz.

Dem UND-Gatter 7 ist ein UND-Gatter 9 nachgeschaltet, das am Eingang eines Sperregisters 10 liegt. Das Sperregister 10 ist so aufgebaut, daß es eine einstellbare Anzahl von am Ausgang des UND-Gatters 7 anstehenden Meßimpulsen unterdrückt. In Fig. 1 sind hierfür Vorwahlschalter 11 und 12 dargestellt. In der Praxis kann auch ein programmierbares Sperregister (vgl. Fig. 6) eingesetzt werden. Dem Sperregister 10 sowie den Vorwahlschaltern 11 und 12 ist ein weiteres UND-Gatter 13 nachgeschaltet, dessen Ausgang einerseits über einen Inverter 14 an dem UND-Gatter 9 und andererseits an einem Eingang eines vierten UND-Gatters 15 liegt. Ein anderer Eingang des UND-Gatters 15 liegt am UND-Gatter 7. The AND gate 7 is followed by an AND gate 9 , which is located at the input of a blocking register 10 . The blocking register 10 is constructed in such a way that it suppresses an adjustable number of measuring pulses present at the output of the AND gate 7 . In FIG. 1, this code switches 11 and 12. In practice, a programmable lock register (see FIG. 6) can also be used. The blocking register 10 and the preselection switches 11 and 12 are followed by a further AND gate 13 , the output of which is on the one hand via an inverter 14 at the AND gate 9 and on the other hand at an input of a fourth AND gate 15 . Another input of the AND gate 15 is at the AND gate 7 .

Dem UND-Gatter 15 ist ein Zähler 16, ein Latch 17, ein Decoder 18 und eine Anzeigeeinheit 19 nachgeschaltet.A counter 16 , a latch 17 , a decoder 18 and a display unit 19 are connected downstream of the AND gate 15 .

Die folgenden Dimensionierungsbeispiele verdeutlichen die Funktionsweise der beschriebenen Schaltung:
Zunächst sei angenommen, daß der Kaltwiderstandswert, bei 0°C, des Meßwiderstandes 2 zu seinem Warmwiderstandswert, bei 300°C, im Verhältnis 1 : 2 steht. Es werden also bei 0°C n-Impulse und bei 300°C 2n-Impulse in der Zeiteinheit auftreten. Nimmt man an, daß die Taktfrequenz des Taktgebers 1 bei 0°C 5,461 kHz beträgt und der Teiler 14 Stufen aufweist, dann wird die Dauer eines am Ausgang des Teilers 6 anstehenden Torimpulses 16 384/5,461 kHz = 3 s betragen. Ausgehend von einer Frequenz von 100 Hz der am Eingang 8 anstehenden Zählimpulse werden dann am Ausgang des Gatters 7 bei 0°C 300 Impulse während eines Torimpulses auftreten. Damit trotz dieser 300 Impulse in der Anzeige 19 "000" erscheint, wird das Sperregister 10 so eingestellt, daß es 300 Impulse unterdrückt. Sobald in das Sperregister 10 300 Impulse eingelaufen sind, wird das UND-Gatter 9 über den Inverter 14 gesperrt und das UND-Gatter 15 freigegeben. Da im beschriebenen Fall bei 0°C keine weiteren Impulse folgen, erfolgt die Anzeige "000".The following dimensioning examples illustrate how the circuit described works:
First assume that the cold resistance value, at 0 ° C, of the measuring resistor 2 to its warm resistance value, at 300 ° C, is in a ratio of 1: 2. So at 0 ° C n pulses and at 300 ° C 2 n pulses will occur in the time unit. Assuming that the clock frequency of clock generator 1 is 5.461 kHz at 0 ° C and the divider has 14 stages, the duration of a gate pulse at the output of divider 6 will be 16 384 / 5.461 kHz = 3 s. Based on a frequency of 100 Hz of the counting pulses present at input 8, 300 pulses will then occur at 0 ° C at the output of gate 7 during a gate pulse. So that despite these 300 pulses 19 "000" appears in the display, the lock register 10 is set so that it suppresses 300 pulses. As soon as 300 pulses have entered the blocking register 10 , the AND gate 9 is blocked via the inverter 14 and the AND gate 15 is released. Since no further pulses follow at 0 ° C in the described case, the display shows "000".

Unter den beschriebenen Bedingungen wird sich bei der Temperatur von 300°C eine Taktfrequenz von 2,730 kHz einstellen. Die Dauer eines Torimpulses beträgt damit dann 16 384/2,730 kHz = 6 s. Mit der Zählimpulsfrequenz von wieder 100 Hz treten am Ausgang des Gatters 7 jetzt 600 Meßimpulse während eines Torimpulses auf. Die ersten 300 Meßimpulse werden von dem Sperregister 10 unterdrückt und gelangen somit nicht in den Zähler 16. Die weiteren 300 Impulse werden im Zähler 16 gezählt und führen zu der Anzeige "300". Somit ist die Anzeige gleich der am Meßwiderstand 2 auftretenden Temperatur. Für weitere Temperaturen gelten die gleichen Überlegungen. Es wird hierfür auf die als Beispiel folgende Tabelle verwiesen:Under the conditions described, a clock frequency of 2.730 kHz will occur at a temperature of 300 ° C. The duration of a gate pulse is then 16 384 / 2.730 kHz = 6 s. With the counting pulse frequency of again 100 Hz, 600 measuring pulses now occur at the output of gate 7 during a gate pulse. The first 300 measuring pulses are suppressed by the blocking register 10 and thus do not reach the counter 16 . The further 300 pulses are counted in counter 16 and lead to the display "300". The display is therefore equal to the temperature occurring at the measuring resistor 2 . The same considerations apply to other temperatures. Please refer to the following table as an example:

In anderen Temperaturbereichen oder mit anderen Widerstandswerten des Meßwiderstands 2 kann unter Berücksichtigung der Zeikonstanten des RC-Gliedes 2, 3 und des Teilerverhältnisses ebenfalls erreicht werden, daß die Anzahl der Meßimpulse abzüglich der bei 0° auftretenden Meßimpulse der jeweiligen Temperatur entspricht. Die Periode 1/F der Taktfrequenz ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur dem Widerstandsverlauf direkt proportional, da die Periode des Taktgebers von der Zeikonstanten des RC-Gliedes bestimmt ist.In other temperature ranges or with other resistance values of the measuring resistor 2 , taking into account the zen constants of the RC element 2, 3 and the divider ratio, it can also be achieved that the number of measuring pulses minus the measuring pulses occurring at 0 ° corresponds to the respective temperature. Depending on the respective temperature, the period 1 / F of the clock frequency is directly proportional to the resistance curve, since the period of the clock generator is determined by the Zeikonstanten of the RC element.

In Fig. 2 ist in den Linien a und b die Länge eines Torimpulses bei dem genannten Verhältnis von Kaltwiderstand zu Warmwiderstand von 1 : 2 bei 0°C und 300°C dargestellt. Schraffiert ist der Bereich gezeigt, während dem auftretende Meßimpulse unterdrückt werden. In den Linie c und d ist die gleiche Darstellung für ein Widerstandsverhältnis von 1 : 1,5 gezeigt. Bei diesem Widerstandverhältnis muß die Anzahl der vom Sperregister 10 ausgeblendeten Impulse entsprechend größer eingestellt werden. Je kleiner der Temperaturkoeffizient des Meßwiderstandes ist, desto länger muß der Torimpuls eingestellt werden und desto höher muß der Sperrwert des Sperregisters gewählt werden.In Fig. 2 the lines a and b show the length of a gate pulse at the ratio of cold resistance to warm resistance of 1: 2 at 0 ° C and 300 ° C. The area is shown hatched, during which occurring measuring pulses are suppressed. Lines c and d show the same representation for a resistance ratio of 1: 1.5. With this resistance ratio, the number of pulses hidden by the blocking register 10 must be set correspondingly larger. The smaller the temperature coefficient of the measuring resistor, the longer the gate pulse must be set and the higher the blocking value of the blocking register must be selected.

Für die Erfassung von negativen Temperaturen gelten ähnliche Überlegungen. Es sind hier jedoch die am Ausgang des Teilers 6 Impulse als Zählimpulse zu betrachten. Die am Eingang 8 liegende Frequenz stellt die Torimpulse dar.Similar considerations apply to the detection of negative temperatures. However, the 6 pulses at the output of the divider are to be considered as counting pulses. The frequency at input 8 represents the gate pulses.

In Fig. 3 ist eine Teilschaltung dargestellt, mit der positive und negative Temperaturen erfaßt werden können. An das Gatter 7 schließen sich die in Fig. 1 dargestellten Baugruppen an. Der Teiler 6 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in zwei Stufen 6′ und 6′′ unterteilt. Es sind drei Umschalter 20, 21 und 22 vorgesehen. Mit dem Umschalter 20 läßt sich die Ausgangsspannung des Spannungsreglers 4 und damit die Taktfrequenz umschalten. Mit dem Umschalter 21 läßt sich wahlweise der Ausgang des Teilers 6′ an den Teiler 6′′ oder direkt an das Gatter 7 legen. Mit dem Umschalter 22 läßt sich der Eingang 8 wahlweise über den Teiler 6′′ oder direkt an das Gatter 7 anschalten. Bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung der Umschalter 20, 21 und 22 ist der in Fig. 1 dargestellte Schaltungszustand eingestellt, der entsprechend des beschriebenen Beispiels für die Erfassung von positiven Temperaturen ausgelegt ist.In Fig. 3 a subcircuit is shown with which positive and negative temperatures can be detected. The assemblies shown in FIG. 1 connect to the gate 7 . The divider 6 is divided into two stages 6 ' and 6'' in the embodiment of FIG. 3. Three changeover switches 20, 21 and 22 are provided. With the switch 20 , the output voltage of the voltage regulator 4 and thus the clock frequency can be switched. With the switch 21 , the output of the divider 6 ' can either be placed on the divider 6'' or directly on the gate 7 . With the switch 22 , the input 8 can either be switched on via the divider 6 '' or directly to the gate 7 . In the illustrated in Fig. 3 position of the switches 20, 21 and 22 of the circuit state shown in Fig. 1 is set, in accordance with the example described is designed for the detection of positive temperatures.

Sollen auch negative Temperaturen angezeigt werden, dann werden die drei Umschalter 20, 21 und 22 umgeschaltet. Bei der Erfassung von negativen Temperaturen ist im Anschluß an das obige Beispiel davon auszugehen, daß das Sperregister sowohl bei positiven als auch bei negativen Temperaturen die gleiche Anzahl von Meßimpulsen unterdrückt. Im Anschluß an das beschriebene Beispiel soll der Teiler 6′ ein sechsstufiger Teiler und der Teiler 6′′ ein achtstufiger Teiler sein. Bei einer Taktfrequenz von 7,5 kHz bei 0°C und dem jetzt direkt an das Gatter 7 angeschlossenen Teiler 6′ nehmen die Meßimpulse eine Länge von 64/7.500 kHz = 8,53 ms an. Die am Eingang 8 anstehenden 100 Hz-Impulse werden über den Teiler 6′′ zu Torimpulsen mit einer Impulsdauer von 256/100 Hz = 2,56 s umgesetzt. Es ergibt sich damit, daß pro Torimpuls am Ausgang des Gatters 7 2,56 s/8,53 ms = 300 Impulse auftreten. Wie bereits ausgeführt, unterdrückt das Sperregister 10 diese ersten 300 Impulse, so daß in der Anzeige 19 "000" erscheint. If negative temperatures are also to be displayed, the three changeover switches 20, 21 and 22 are switched over. When detecting negative temperatures following the example above, it can be assumed that the blocking register suppresses the same number of measuring pulses at both positive and negative temperatures. Following the example described, the divider 6 'is a six-stage divider and the divider 6''is an eight-stage divider. At a clock frequency of 7.5 kHz at 0 ° C and the divider 6 ' now connected directly to the gate 7 ' , the measuring pulses assume a length of 64 / 7,500 kHz = 8.53 ms. The 100 Hz pulses at input 8 are converted via the divider 6 '' to gate pulses with a pulse duration of 256/100 Hz = 2.56 s. It follows that 7 2.56 s / 8.53 ms = 300 pulses occur per gate pulse at the output of the gate. As already stated, the blocking register 10 suppresses these first 300 pulses, so that 19 "000" appears in the display.

Bei einem fiktiven Wert von -300°C wurde theoretisch nach den obigen Annahmen die Taktfrequenz 15 kHz betragen. Die Meßimpulse hätten damit eine Impulsdauer von 4,27 ms. Pro Torimpuls würden somit 600 Impulse auftreten, wobei nach der Unterdrückung der ersten 300 Impulse noch 300 für die Anzeige zur Verfügung stehen. Es würde somit der Wert "300" angezeigt. Für andere Temperaturen gelten entsprechende Überlegungen.At a fictitious value of -300 ° C theoretically according to the the above assumptions the clock frequency is 15 kHz. The measuring pulses would have a pulse duration of 4.27 ms. Per gate impulse 600 pulses would thus occur, after the suppression of the first 300 pulses, 300 for display To be available. The value "300" would be displayed. For other temperatures apply corresponding considerations.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 können die Umschalter 20, 21 und 22 für eine zyklische Abfrage elektronisch geschaltet werden. Bei positiven Temperaturen wird bei der Abfrage in der negativen Temperaturen zugeordneten Schaltstellung der Umschalter 20, 21 und 22 in der Anzeige immer "000" erscheinen. Das gleiche gilt im umgekehrten Fall bei negativen Temperaturen. Ist diese "000"-Anzeige unerwünscht, dann läßt sie sich unterdrücken.In the circuit according to FIG. 3, the changeover switches 20, 21 and 22 can be switched electronically for a cyclical query. In the case of positive temperatures, the switch 20, 21 and 22 will always appear in the display when the query is made in the switching position assigned to the negative temperatures. The same applies in the opposite case at negative temperatures. If this "000" display is undesirable, it can be suppressed.

In Fig. 4 ist die Schaltung nach Fig. 1 zu einem Regelkreis erweitert. Der links vom Gatter 15 liegende Schaltungsteil ist in Fig. 4 nicht dargestellt. Er entspricht dem Schaltungsteil links vom Gatter 15 in Fig. 1. Hierfür ist dem Latch 17 ein Vergleicher 23 nachgeschaltet, welcher den Inhalt eines Sollwertgebers 24 mit dem Inhalt des Latch 17 vergleicht und entsprechend des Vergleichsergebnisses eine Regelstrecke 25, beispielsweise einen Heizkörper, schaltet, welche auf den Meßwiderstand 2 einwirkt. Zur wahlweisen Anzeige der erreichten Temperatur oder der Solltemperatur ist dem Decoder 18 ein Umschalter 26 vorgeschaltet.In Fig. 4 the circuit of Fig. 1 is expanded to a control loop. The circuit part to the left of gate 15 is not shown in FIG. 4. It corresponds to the circuit part to the left of the gate 15 in FIG. 1. For this purpose, the latch 17 is followed by a comparator 23 which compares the content of a setpoint generator 24 with the content of the latch 17 and switches a controlled system 25 , for example a radiator, in accordance with the comparison result. which acts on the measuring resistor 2 . A switch 26 is connected upstream of the decoder 18 for optional display of the temperature reached or the target temperature.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bildet der Taktgeber 1 eine astabile Kippschaltung mit relativ hoher Impulsfolgefrequenz, deren Periode von dem RC-Glied 2, 3 gesteuert und vom Teiler 6 untersetzt wird. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist anstelle des Taktgebers 1 und des Teilers 6 eine monostabile Kippschaltung 1′ vorgesehen. Die Dauer des Ausgangsimpulses der Kippschaltung 1′ ist vom RC-Glied 2, 3 linear abhängig. Dies bedeutet, daß auch die Periode der Ausgangsimpulsfolge der Kippschaltung 1′ und damit auch deren Frequenz vom RC-Glied 2, 3 abhängt. Zur Triggerung der Kippschaltung 1′ wird mittels eines Kondensators 27, eines Widerstands 28 und einer Diode 29 die negative Flanke des am Ausgang der Kippschaltung 1′ anstehenden Torimpulses ausgewertet. Die Dauer der astabilen Lage der monostabilen Kippschaltung 1′ ist sehr kurz im Vergleich zur Dauer des Torimpulses. Das Zurücksetzen des Sperregisters 10 zu Beginn jedes Torimpulses erfolgt ebenfalls über die Kippschaltung 1′. Ein externer Anschluß 30 ist vorgesehen, damit zu Beginn des Betriebs ein Rücksetzen erfolgen kann. Entsprechendes gilt beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.In the embodiment according to FIG. 1, the clock generator 1 forms an astable multivibrator with a relatively high pulse repetition frequency, the period of which is controlled by the RC element 2, 3 and reduced by the divider 6 . In the embodiment of FIG. 5, a monostable multivibrator 1 'is provided instead of the clock generator 1 and the divider 6 ' . The duration of the output pulse of the flip-flop 1 ' is linearly dependent on the RC element 2, 3 . This means that the period of the output pulse train of the flip-flop 1 ' and thus its frequency depends on the RC element 2, 3 . To trigger the flip-flop 1 ' is evaluated by means of a capacitor 27 , a resistor 28 and a diode 29, the negative edge of the gate pulse present at the output of the flip-flop 1' . The duration of the astable position of the monostable multivibrator 1 ' is very short compared to the duration of the gate pulse. The reset register 10 at the beginning of each gate pulse is also reset via the flip-flop 1 ' . An external connection 30 is provided so that a reset can take place at the start of operation. The same applies to the exemplary embodiment according to FIG. 1.

Im übrigen gleicht die Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 5 dem Beschriebenen. Die Schaltung nach Fig. 5 läßt sich wie die Schaltung nach Fig. 1 in der anhand der Fig. 3 und 4 beschriebenen Weise erweitern.Otherwise, the mode of operation of the circuit according to FIG. 5 is the same as that described. The circuit of Fig. 5 may be as the circuit of Fig. 1 in reference to FIGS. 3 and 4 described manner expand.

Die Einstellung der beschriebenen Schaltungen kann etwa folgendermaßen vorgenommen werden:
Sind die am Eingang 8 anstehende Zählfrequenz, der gewünschte Temperaturbereich, der Temperaturkoeffizient des Meßwiderstandes 2 und bei der Schaltung nach Fig. 1 das Teilerverhältnis des Teilers 6 bzw. 6′ und 6′′ festgelegt, dann ist die Einstellung des Sperregisters 10 so vorzunehmen, daß bei einer Temperatur von 0° die Anzeige "000" erscheint. Außerdem ist die Taktfrequenz mittels des Spannungsreglers 4 so abzugleichen, daß bei einer wählbaren Abstimmtemperatur, beispielsweise 200°, der dem Zahlenwert dieser Temperatur entsprechende Wert in der Anzeige 19 erscheint. Wegen der gegenseitigen Abhängigkeit der beiden einzustellenden Größen muß der Abgleich schrittweise durchgeführt werden. The circuits described can be set as follows:
If the counting frequency at the input 8 , the desired temperature range, the temperature coefficient of the measuring resistor 2 and, in the circuit according to FIG. 1, the division ratio of the divider 6 or 6 ' and 6''is fixed, then the blocking register 10 must be set in such a way that that the display "000" appears at a temperature of 0 °. In addition, the clock frequency is to be adjusted by means of the voltage regulator 4 so that at a selectable tuning temperature, for example 200 °, the value corresponding to the numerical value of this temperature appears in the display 19 . Because of the interdependence of the two sizes to be set, the adjustment must be carried out step by step.

Anhand von Fig. 6 wird eine Möglichkeit des Abgleichs beschrieben. Ein Prüfstand weist eine Adapterschaltung 31 auf, die im Prinzip der Schaltung nach Fig. 1 oder 5 entspricht. Die einander entsprechenden Baugruppen sind mit den gleichen Bezugszeichen und dem Index a bezeichnet. In die abzugleichende Schaltung ist zusätzlich zu dem Meßwiderstand 2 ein Normalwiderstand 2′ geschaltet, dessen Widerstandswert dem Widerstandswert des Meßwiderstands bei der Temperatur 0° entspricht. Der Meßwiderstand 2 ist auf der Abstimmtemperatur von beispielsweise 200°C gehalten. Die beiden Widerstände 2 und 2′ lassen sich wahlweise mittels eines Umschalters 32 schalten. Als Sperregister 10 wird ein programmierbares Sperregister eingesetzt, wobei programmierbar in diesem Zusammenhang so zu verstehen ist, daß der gewünschte Wert einstellbar ist. Hierfür liegt am Ausgang eines Zählers (z. B. 4020) ein PROM (programmierbarer Speicher), in dem zur Programmierung in bekannter Art elektrische Verbindungen durchgebrannt werden. Das Sperregister 10 a ist von einem Vorwärts- Rückwärtszähler gebildet, dem Wahlschalter 11 a und 12 a nachgeschaltet sind.A possibility of comparison is described with reference to FIG. 6. A test stand has an adapter circuit 31 , which corresponds in principle to the circuit according to FIG. 1 or 5. The corresponding modules are identified by the same reference numerals and the index a. In the circuit to be calibrated, in addition to the measuring resistor 2, a normal resistor 2 'is connected, the resistance value of which corresponds to the resistance value of the measuring resistor at the temperature 0 °. The measuring resistor 2 is kept at the tuning temperature of, for example, 200 ° C. The two resistors 2 and 2 ' can optionally be switched by means of a changeover switch 32 . A programmable lock register is used as the lock register 10 , programmable in this context being understood to mean that the desired value can be set. For this purpose, a PROM (programmable memory) is located at the output of a counter (e.g. 4020), in which electrical connections are blown for programming in a known manner. The blocking register 10 a is formed by an up-down counter, the selector switches 11 a and 12 a are connected downstream.

Ist zunächst der Umschalter 32 an den auf Abstimmtemperatur gehaltenen Meßwiderstand 2 geschaltet, dann wird die Taktfrequenz mittels des Spannungsreglers 4 so eingestellt, daß an der Anzeige 19 a der Zahlenwert der Abstimmtemperatur, beispielsweise 200°C erscheint. Wird jetzt der Umschalter 32 auf den Widerstand 2′ umgeschaltet, dann soll an der Anzeige 19 a der Wert "000" erscheinen. Wenn dies nicht der Fall ist, werden die Wahlschalter 11 a und 12 a entsprechend verstellt. Anschließend wird wieder auf den Meßwiderstand 2 umgeschaltet und die gegebenenfalls notwendige erneute Nachstellung der Taktfrequenz vorgenommen. Diese Vorgänge werden solange wiederholt, bis tatsächlich bei der Anschaltung des Widerstandes 2′ der Wert "0" und bei der Schaltung des Widerstandes 2′ der Wert "200" in der Anzeige 19 a erscheint. If the changeover switch 32 is first connected to the measuring resistor 2 held at the tuning temperature, then the clock frequency is set by means of the voltage regulator 4 so that the numerical value of the tuning temperature, for example 200 ° C., appears on the display 19 a . If the switch 32 is now switched to the resistor 2 ' , the value "000" should appear on the display 19 a . If this is not the case, the selector switches 11 a and 12 a are adjusted accordingly. Then it is switched back to the measuring resistor 2 and any necessary readjustment of the clock frequency is carried out. These operations are repeated until actually at the interface of the resistor 2 'of the value "0" and in the circuit of the resistor 2' of the value "200" in the display 19 a appears.

Es ist dann am Schaltungsregler 4 die Taktfrequenz richtig eingestellt und im Sperregister 10 a ist die Anzahl der zu unterdrückenden Impulse festgelegt.The clock frequency is then set correctly on the circuit regulator 4 and the number of pulses to be suppressed is specified in the blocking register 10 a .

Die Umschaltung vom Meßwiderstand 2 auf den Widerstand 2′ kann auch elektronisch über eine Multiplexsteuerung erfolgen. Es werden dann an je einer Anzeige praktisch gleichzeitig die Anzeigewerte bei 0°C und der Abstimmtemperatur, im Bedarfsfalle 200°C, angezeigt. Damit wird der für den Abgleich notwendige Zeitaufwand sehr klein.Switching from measuring resistor 2 to resistor 2 ' can also be done electronically via a multiplex controller. The display values at 0 ° C and the tuning temperature, or 200 ° C if necessary, are then displayed practically simultaneously on each display. This means that the time required for the comparison is very small.

Nachdem am Spannungsregler die Taktfrequenz eingestellt und im Sperregister 10 a die Anzahl der zu unterdrückenden Impulse festgelegt ist, ist das im Sperregister 10 a gespeicherte Ergebnis auf das Sperregister 10 zu übertragen. Hierfür wird zunächst das Sperregister 10 am Eingang 30 zurückgesetzt. Anschließend werden so viele Impulse in den Teiler 6 gezählt, daß dessen am Gatter 7 liegender Ausgang mit Sicherheit H ist. Anschließend wird das Sperregister 10 a mittels eines Taktgenerators 33 zurückgezählt. Hierfür ist der Taktgenerator 33 über ein UND-Gatter 34 und ein ODER-Gatter 35, an dem außerdem das UND-Gatter 9 a liegt, an das Sperregister 10 a angeschlossen. Das Einschalten des Taktgenerators und das Umschalten des Sperregisters 10 a auf "Rückwärtszählen" erfolgt durch Schließen eines Schalters 36. Bei geschlossenem Schalter 36 ist über einen Inverter 37 das Gatter 7 a gesperrt und das Gatter 34 freigegeben. Die rückwärtszählenden Taktimpulse des Taktgenerators 33 werden über das Gatter 34, den Eingang 8 und die Gatter 7, 9 auf das Sperregister 10 gezählt. Sobald das Sperregister 10 a auf Null zurückgezählt ist, wird über einen Inverter 38 das Gatter 34 gesperrt. Damit steht im Endergebnis der im Sperregister 10 a zuvor eingestellte Wert im Sperregister 10. Schließlich ist dieser Wert mittels eines an einem Eingang 39 des Sperregisters 10 a anzulegenden Progammierbefehls in dem Sperregister 10 zu speichern. Is set after the clock frequency of the voltage regulator and a is the number of suppressing pulses specified in the lock register 10 is to transfer the in lock register 10 a result stored in the lock register 10th For this purpose, the blocking register 10 at the input 30 is reset. Subsequently, so many pulses are counted in the divider 6 that its output at the gate 7 is certainly H. The lock register 10 a is then counted back by means of a clock generator 33 . For this purpose, the clock generator 33 is connected to the blocking register 10 a via an AND gate 34 and an OR gate 35 , on which the AND gate 9 a is also located. The clock generator is switched on and the blocking register 10 a is switched over to "counting down" by closing a switch 36 . When the switch 36 is closed, the gate 7 a is locked via an inverter 37 and the gate 34 is released. The down-counting clock pulses of the clock generator 33 are counted via the gate 34 , the input 8 and the gates 7, 9 on the blocking register 10 . As soon as the blocking register 10 a is counted down to zero, the gate 34 is blocked via an inverter 38 . The end result is the value previously set in the blocking register 10 a in the blocking register 10 . Finally, this value is to be stored in the lock register 10 by means of a programming command to be applied to an input 39 of the lock register 10 a .

In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Bei diesem ist anstelle des beschriebenen Sperregisters 10 eine monostabile Kippschaltung 10′ vorgesehen. Am Ausgang der Kippschaltung 10′ liegt ein Inverter 40, der an den einen Eingang des UND-Gatters 15 angeschlossen ist. Die Impulsdauer der Kippschaltung 10′ läßt sich mittels eines einstellbaren Widerstandes 41 einstellen, damit ein Kondensator 42 an die Kippschaltung angekoppelt ist. Während der Dauer des Impulses sperrt das UND-Gatter 15 und läßt damit keine am Ausgang des Gatters 7 während der Dauer eines Torimpulses auftretende Meßimpulse in den Zähler 16 gelangen.In Fig. 7 another embodiment of the invention is shown. In this case, a monostable multivibrator 10 'is provided instead of the blocking register 10 described. At the output of the flip-flop 10 ' is an inverter 40 which is connected to one input of the AND gate 15 . The pulse duration of the flip-flop 10 ' can be adjusted by means of an adjustable resistor 41 so that a capacitor 42 is coupled to the flip-flop. During the duration of the pulse, the AND gate 15 blocks and thus prevents any measuring pulses occurring at the output of the gate 7 from reaching the counter 16 during the duration of a gate pulse.

Die Impulsdauer der Kippschaltung 10′ wird mittels des einstellbaren Widerstandes 41 so gewählt, daß bei 0° keiner der Meßimpulse über das UND-Gatter 15 geht. Die Triggerung der monostabilen Kippschaltung 10′ kann mit der negativen Flanke des am Ausgang des Teilers 6 auftretenden Torimpulses erfolgen. Mit der negativen Flanke kann auch der Teiler 6 zurückgesetzt werden, wonach der nächste Torimpuls beginnt. Dabei sollte das Rücksetzen des Teilers 6 mit einer gewissen Verzögerung erfolgen, damit die Kippschaltung 10′ sicher getriggert wird. Die Schaltung nach Fig. 7 läßt sich in der bei den Fig. 3 und 4 beschriebenen Weise erweitern.The pulse duration of the flip-flop 10 ' is selected by means of the adjustable resistor 41 so that at 0 ° none of the measuring pulses go through the AND gate 15 . The triggering of the monostable multivibrator 10 ' can be done with the negative edge of the gate pulse occurring at the output of the divider 6 . The divider 6 can also be reset with the negative edge, after which the next gate pulse begins. The divider 6 should be reset with a certain delay so that the trigger circuit 10 ' is triggered reliably. The circuit of Fig. 7 can be extended in the in FIGS. 3 and 4 described above.

Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise möglich, die monostabile Kippschaltung nach Fig. 7 auch bei der Schaltung nach Fig. 5 einzusetzen. Anstelle der Ableitung der Zählimpulse am Eingang 8 von der Netzfrequenz kann auch ein frequenzkonstanter Oszillator eingesetzt werden. Falls nichtlineare temperaturabhängige Widerstände eingesetzt werden, kann eine Linearisierung dadurch vorgenommen werden, daß dem Gatter 7 ein entsprechend programmierter Lesespeicher (ROM) nachgeschaltet wird. Die beschriebene Schaltung läßt sich auch so aufbauen, daß wahlweise Temperaturen nach der Celsius-Skala und nach der Fahrenheit-Skala angezeigt werden können. Dies kann durch eine entsprechende Umschaltmöglichkeit im Taktgeber oder am Teiler erfolgen.Numerous further exemplary embodiments are within the scope of the invention. For example, it is also possible to use the monostable multivibrator in accordance with FIG. 7 in the circuit in accordance with FIG. 5. Instead of deriving the counting pulses at input 8 from the mains frequency, a frequency-constant oscillator can also be used. If nonlinear temperature-dependent resistors are used, linearization can be carried out by connecting the gate 7 with a suitably programmed read-only memory (ROM). The circuit described can also be constructed in such a way that temperatures can optionally be displayed on the Celsius scale and on the Fahrenheit scale. This can be done by a corresponding switchover option in the clock generator or on the divider.

Claims

1.Procedure for digital detection of a temperature at which a temperature-dependent measuring resistor is located in the frequency-determining control circuit of a multivibrator, which emits a pulse train with a temperature-dependent frequency, and in which measuring pulses occurring during a gate pulse are counted depending on the pulse train and the counting result is displayed as a temperature value , wherein at a temperature different from 0 ° the number of counted pulses corresponds to the numerical value of the temperature, characterized in that measuring pulses occurring at a temperature of 0 ° are suppressed in a manner known per se, that furthermore the flip-flop at a certain 0 ° different temperature is adjusted so that the difference between the number of measuring pulses occurring at this temperature and the number of suppressed measuring pulses corresponds to the numerical value of the specific temperature and that for the detection of temperatures above 0 ° from the flip-flop one Gate pulse with a linear temperature-dependent pulse duration is derived that the measuring pulses are formed from counting pulses of constant frequency occurring during the duration of the gate pulses and that, finally, for measuring temperatures below 0 °, the measuring pulses are derived from counting pulses of the flip-flop occurring during the duration of gate pulses of constant frequency .

2. The method according to claim 1, characterized, that for the detection of temperatures above and below 0 ° Clock frequency, a division ratio of the gate or counting pulses and a The division ratio of the counting or gate pulses can be switched cyclically.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that to control a controlled system with the respective count result a setpoint is compared.

4. A circuit arrangement for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, wherein the measuring resistor has a linear temperature coefficient and forms a RC element with a capacitor, the time constant of which depends on the period or pulse duration of the trigger circuit, characterized in that a blocking element ( 10, 10 ' ) with a control circuit for suppressing the number of pulses corresponding to the temperature 0 ° is provided that switching elements ( 20, 21, 22 ) are provided which switch between the evaluation of the temperatures above and below 0 ° make that the flip-flop is formed by a clock ( 1 ), which is followed by a multi-stage divider ( 6 ), that the multi-stage divider ( 6 ) generates gate pulses at a temperature above 0 ° and that the number of divider stages is dimensioned so that the number of counting pulses occurring during a gate pulse is greater than the numerical value the temperature above 0 ° and that the multi-stage divider generates counting pulses at a temperature below 0 °, the number of which occurs during a gate pulse is greater than the numerical value of the temperature below 0 °.

5. A circuit arrangement for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, wherein the measuring resistor has a linear temperature coefficient and forms a RC element with a capacitor, the time constant of which depends periodically on the period or pulse duration of the trigger circuit, characterized in that a blocking element ( 10, 10 ' ) with a control circuit for suppressing the number of pulses corresponding to the temperature 0 ° is provided that switching elements ( 20, 21, 22 ) are provided which switch between the evaluation of the temperatures above and below 0 ° make that the flip-flop is a monostable flip-flop ( 1 ' ), which generates gate pulses at a temperature above 0 °, the duration of which is preset by means of an adjustable current or voltage regulator ( 4 ) so that the number of counting pulses occurring during a gate pulse is greater than the numerical value of the temperature above 0 ° and that the monostable multivibrator ( 1 ' ) generates counting pulses at a temperature below 0 °, the number of which occurs during a gate pulse is greater than the numerical value of the temperature below 0 °.

6. Circuit arrangement according to one of claims 4 and 5, characterized in that a programmable blocking register ( 10 ) is provided to suppress measuring pulses, which filters out as many measuring pulses at all temperatures as occur at 0 °.

7. Circuit arrangement according to one of the preceding claims 4 to 6, characterized in that a monostable multivibrator ( 10 ' ) is provided for suppressing measuring pulses, the measuring pulses occurring during their pulse duration being blocked and the pulse duration being set such that at all temperatures as many measuring pulses are suppressed as occur at 0 °.