DE2905909A1 - Geraet zum exakten messen von kurzen strecken - Google Patents

Description

• Verwendungszweck der Schaltung
• Diese dient dem Zweck, die unterschiedliche Stellung einer Achse in elektrische Umpulse umzusetzen. Die Impulse verändern sich dabei proportional zur Stellung der Achse. Das hauptsächliche Anwendungsgebiet wird die Wägetechnik sein.
• Beschreibung der SchaltungsfunktionO Das hier beschriebene System arbeitet nach dem Tauchspulverfahren. Es eignet sich sehr gut zum Erzeugen von elektrischen Impulsen in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Induktivität der Spulen. Die Induktivitätsänder.zng wird durch Verschieben der Kerne la und ib hervorgerufen. Das Umsetzen der aus dem zu messenden Gewicht resultierenden Kraft in einen Weg kann über eine beliebige Mechanik erfolgen.
• Wie aus Blatt 2 zu ersehen ist, arbeitet die Schaltung bestehend aus den Transistoren 1a und 2b, den Spulen 14a, 14b, den OPs 3b, 3c den OR-Gliedern 7a, 7b, dem Flip-Flop 4 und den Ireibern 12a, 12b wie ein Multivibrator. Ist z0B. der Transistor 2 b leitend, so steigt sn R1b der Strom nach der e-Punktion anO Mit Erreichen von 0,78 V UD am Eingang des Op 7 c schaltet dieser durch und setzt das FF zurück. Der Transistor 2 b sperrt jetzt. Der gleiche Vorgang läuft nun über Spule 14 a abO Bevor an OP 3 b die Schwellenspannung von o,78 V erreicht ist, muß der Strom in d b vernachlässigbar klein Bein Dieses wird über die Z-Diode 5 b erreicht.
• Der Stromanstieg an R1a und Rib ist somit ein Maß für die Krafteinwirkung durch das Gewicht auf die Kerne 1 a und 1 bo Da FF4 jeweils bei Erreichen von o,78 V an Rla und R1b schaltet, wird das Rechtecksignal an FF 4 über 9a und 9b zum wechselseitigen Offenen der Zähler lo a und 10 b verwendet. In diese werden jeweils die 1MXZ-Takte aus dem Oszillator des UP eingezählt.
• Während der Ruhephase einer Spule liest der uP den eingezählten Wert ous dem Zähler aus9 und löscht diesen anschließend. Für Jeden der zwei Zähler besteht im RAM ein gesonderter Speicherplatz. Der neu eingelesene Zählerwert wird zu dem alten addiert und bis zum nachsten Einlesen abgespeichert. Jede Messphase hat 515 Messzyklen.
• Nach Ende einer jeden Messphase werden die vorher errechneten und abgespeicherten Änderungswerte für die Temperaturfehler ausgelesen, und mit den addierten Werten aus den Zählern multipliziert. Die so korrigierten Messwerte werden nun noch voneinander subtrahiert. Wird die Gewichtskorrektur zum Ausgleich der Toleranzen aus der Mechanik und den Kernen über einen PROM vorgenommen, so geschieht dieses nach einem ähnlichen Schema, wie die Errechung der Temperaturänderungsewerte vorgenommen ist. Man legt einfach ickwerte fest 9 und errechnet daraus das Gewicht. Zur Ermittlung des Temperaturänderungsfaktors ist es erforderlich, alle paar Minuten eine Messphase mit erhöhter SchwelLenspannung durchzuführen. Dieses geschieht über die OPs Da und 3d, wobei die Umschaltung über die OR-Glieder vorgenommen wird. Die während einer solchen Mesophase ermittelten Impulse werden durch die Impulse der vorhergehenden Messphase dividiert.
• Der sich ergebende Quotient ist unabhängig von der Induktivität aber abhängig von der Temperatur, Es erheben sich daraus 5 Eckwerte für den Quotienten.
• Jedem dieser Eckwerte ist ein Anderungawert zugeordnet.
• Die Zwischenwerte werdcn über eine 50fache Unterteilung errechnet. es werden also für bestimmte Widerstände, die Änderungawerte errechnet und im Programm abgespeichert.
• Der u Prozessor errechnet - falls erforderlich - den Zwischenwert und korrigiert anschließend das Messergebnis mit dem errechneten Änderungswert.
• L e e r s e i t e

Claims (6)

1. Der Patentanepruch bezieht sich auf: Die Verwendung der Tauchspulen, gekennzeichnet dadurch, daß 2 Spulen mit 2 Kernen verwendet werden, wobei zwischen den Kernen eine feste Verbindung besteht. Das Eintauchen der Kerne in das Magnetfeld geschieht so, daß wenn die eine Induktivität zunimmt die andere in gleicher Weise abnimmt.
2. 2.) Die Verwendung der Dioden und Z.-Dioden zum Verkürzen des Stromflusses innerhalb der Spulen nach Abschalten des Stromes durch die Transistoren. Es ist auch denkbar, daß man die Z.-Diode durch einen Widerstand ersetzt.
3. 3') Die Arbeitsweise der Elektronik, gekennzeichnet dadurch, daß der durch die unterschiedliche (oder gleiche) Induktivität ansteigende Strom an den Widerständen R1gund R1bYelnen Schwellenwert schalter ein Flip-Flop schaltet.

   Dieses geschieht so, daß die Schaltung wie ein Mu}tivibrator arbeitet. Das Rechtecksignal des Flip-Flop wird dabei auch zum Zählen von Takten verwendet. Diese bilden die Basis fUr das Messergebnis.
4. 4.) Die Ermittlung des Spulenwiderstandes und der Ubrigen Widerstände im Spulenstromzweig. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, daß von Zeit zu Zeit die Schwellenspannung, welche an Rla und R1b abgegriffen wird, in ihrem Wert erhöht wird. Sie kann z.B. normal auf o,78 V liegen und wird nach Jeder loosten Mesaphase für 1 Mesophase auf 1 V gelegt. kieses ergibt eine erhöhte Anzahl von Zähltakten in den Zählern loa und lob. Die Auswertung kann im Al Prozessor über die Software geschehen. Eine Hardw re-Auswertung ist aber auch denkbar.
5. 5.) Die Auswertung dieser Zähltakte zur Widerstandsermittelung.

   Gekennzeichnet ist sie dadurch, daß aus den Zähltasten einer Messphase mit normaler Schwellenapannung und denen einer mit erhöhter Schwellenspannung der Quotient gebildet wird. Der Wert des Quotienten ändert sich in Abhängigkeit von dem Widerstand, er ist unabhängig von der Induktivität. Zu Jedem Quotienten gehört ein Änderungswert.

   Dieser sagt aus, um wieviel der gemessene Wert bei normaler Schwellenspannung vom Sollwert, aufgrund einer Widerstandsänderung der Spule, abweicht. Der Sollwert wird erreicht, indem man den Istwert bei normaler Schwellenepannung mit dem Änderungswert multipliziert.
6. 6.) Auffindung des Änderungswertes, gekennzeichnet dadurch, daß man Eckwerte für den Quetienten und den Änderungswert festlegt, die Zwischenwerte werden dann Jeweils errechnet.

   Dieses geschieht derart, daß man die Eckwerte und die Änderungswerte für z.B. 4,5 Ohm und 4,6 Ohm festlegt.

   Ferner muß 1/50 des Eck- und Änderungswertes deg im Beispiel angegebenen Wert festliegen. Es ist auch denkbar, daß man diese Werte jeweils neu errechnete Der » Prozessor ermittelt jetzt den unteren Eckwert und erhöht diesen jeweils um ein fünfzigstel.

   Jedesmal wenn erhöht worden ist, wird ein Vergleich mit dem Quotienten aus den beiden letzten Messphasen gemachte Ist das Ergebnis >= so ergibt sich der Änderungswert wie folgt: Anzahl der Erhöhungen x 1/50 Anderungswert +unteren hnderungswert, Es ist auch möglich, jeden möglichen Eckwert des Quotienten mit dem dazugehörenden Änderungswert fest zu programmieren-und bei Bedarf herauszusuchen.