DE2919159A1

DE2919159A1 - Verfahren und vorrichtung zum korrigieren von fehlern bei der fernablesung von zaehlern

Info

Publication number: DE2919159A1
Application number: DE19792919159
Authority: DE
Inventors: Donald T Hess
Original assignee: Cain Encoder Co
Current assignee: Cain Encoder Co
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1979-11-15
Also published as: US4214152A; MX150829A; JPS54150159A; GB2021341A; IT1192726B; CA1119270A; FR2425629B1; AU530172B2; IT7922684A0; GB2021341B; CH650332A5; BR7902914A; AU4688679A; FR2425629A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren von Fehlern bei der Fernablesung von Zählern

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Fernablesung von Meßgeräten oder dergl» und betrifft insbesondere eine Fernablesevorrichtung, die an dem Meßgerät ein genaues Ablese-Ausgangssignal liefert.

In der US-PS 4 007 454 ist eine Fernablesevorrichtung für Meßgeräte beschrieben, bei der von einem rotierenden elektrischen Feld Gebrauch gemacht wird, das mit der Drehachse des Zeigers des Meß- bzw. Anzeigegeräts konzentrisch ist.

Bei dieser Yorrichtung wird die Wechselwirkung zwischen dem Zeiger des Meßgeräts und dem elektrischen Feld ausgenutzt, um eine Anzeige der Zeigerstellung dadurch zu erhalten, daß die Phase des nachgewiesenen Signals mit der Phase eines Bezugssignals verglichen wird.

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Bei einer solcbea Vorrichtung zum Ablesen eines Meßgeräts können sich Schwierigkeiten aus mechanischen Ungenau igkei ten ergeben, die bei dem Meßgerät vorhanden sind. Bei den meisten Meßgeräten oder Zählerst,. die regelmäßig abgelesen werden müssen, sind me&rere Skalea mit zugehörigen Zeigern vorhanden, die ζ·Β· bei Kilowattstunde» die Einer bzw. die Zehner bzw. die Hunderter bzw. die Tausender anzeigen. Jn manchen Fällen befinden sich die Zeiger nicht genau in der richtigen Stellung« Wenn sich z.B. der Zeiger für die Einerwerte in der Stellung **2** befindet, nachdem er gerade die Nullstellung durchlaufen hat, müßte der Zeiger bei der Skala für die Zehneranzeige eine Stellung einnehmen, die zwei Zehnteln des digitalen Abstandes vom einer signifikanten Ziffer entspricht, z.B. dem Wert 0,2. Infolge eines Fluchtungsfehlers kann jedoch der Zeiger der Ze&eerskala z.B. bei 9,9 stehen. Werden die einzelnes Skalea unabhängig voneinander abgelesen, besteht somit die Gefahr* daß sich der Fehler bei der weiteren Verarbeitung der abgelesenen Werte auswirkt. Zwar könnte man jeder Skala Informationen unter Anwendung einer stärkeren Auflösung entnehmen und an einer zentralen Stelle decodieren, doch würde raan in diesem Fall eine größere Zahl von Informationen zu übermitteln haben.

Durch die Erfindung sind nunmehr Verfahren und Vorrichtungen geschaffen worden, die gewährleisten, daß die von einem Zähle? abgelesenen Werte genau sind und daß man über die abgelesenen Werte hinaus keine zusätzlichen Ausgängsdaten für

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jede Skala benötigt, so daß sich eine weitere Verarbeitung der abgelesenen Werte erübrigt.

Zwar wird die Erfindung im folgenden bezüglich ihrer Anwendung bei mit Zeigern versehenen Zählern beschrieben, doch läßt sich das erfindungsgemäße System zum Korrigieren von Fehlern auch in zahlreichen anderen Fällen anwenden. Die Erfindung ist allgemein bei jeder Vorrichtung anwendbar, welche die Merkmale eines Zählers aufweist. Dies bedeutet, daß zu der Vorrichtung mindestens zwei mechanisch bewegbare Anzeigeelemente gehören müssen, deren Stellungen von einem entfernten Ort aus abgelesen oder gefühlt werden sollen. Hierbei muß bei einem beliebigen Zahlensystem das eine Anzeigeelement einer niedrigeren Ziffernstelle und das andere Anzeigeelement einer höheren Ziffernstelle zugeordnet sein. Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung muß darin bestehen, daß die Anzeigeelemente im wesentlichen stufenlos bewegbar sind und daß eine Bewegung des Anzeigeelements für die niedrigere Ziffernstelle zwischen den beiden Grenzstellungen zu einer Bewegung des Anzeigeelements für die höhere Ziffernstelle über eine kleinere Strecke führt. Wenn das Anzeigeelement für die niedrigere Ziffernstelle Bewegungen zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert ausführt, deren Anzahl gleich der Basis des Zahlensystems ist, muß dies zu einer Bewegung des Anzeigeelements für die höhere Ziffernstelle über eine Strecke führen, die gleich dem Abstand zwischen den zugehörigen Grenzwerten ist.

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Bezeichnet man die Strecke zwischen den Grenzwerten oder Endstellungen mit X und die Basis des Zahlensystems mit N, führt eine Bewegung des Anzeigeelements für die niedrigere Ziffernstelle über eine Strecke X zu einer Bewegung des Anzeigeelements für die höhere Ziffernstelle über die Strecke X/N.

Wenn es sich bei der Anzeigevorrichtung um ein Gerät mit einer runden Skala handelt und wenn das Zahlensystem die Basis 10 hat, führt somit eine zehnmalige Drehung des Zeigers für die niedrigere Ziffernstelle um 360° zu einer Drehung des Zeigers für die nächsthöhere Ziffernstelle um 360°.

Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung besteht darin, daß jede Ablesung abgerundet werden muß. Wird z.B. mit einem Zahlensystem mit der Basis 10 gearbeitet, soll die Abrundung jeweils auf die nächste ganze Zahl erfolgen. Ergibt sich ein abgelesener Wert von 2,5, soll dieser auf 2 abgerundet werden. Als Basis könnte man auch die Zahl 36 verwenden, um die 360 Winkelgrade eines Kreises darzustellen. Auch in diesem Fall wäre es erwünscht, wiederum die nächste ganze Zahl zu erhalten. Würde z.B. der Wert 245 angezeigt, der 245° entspricht, wird dieser Wert auf 24 abgerundet.

Das erfindungsgemäße Fehlerkorrektursystem wird im folgenden bezüglich eines Zählers mit Skalen bzw. Zeigern beschrieben. Hierbei handelt es sieb jedoch lediglich um ein Beispiel für eine zweckmäßige Ausführungsform. Erfindungsgemäß ist

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-12-eine Korrektur auch bei änderen Anzeige- oder Zählvorrich-

tungen möglich, bei denen mechanische Fehler auftreten können.

Betrachtet man als Beispiel einen Zähler mit mehreren Skalen und Zeigern, wird gemäß der Erfindung allgemein gesprochen von der Stellung eines Zeigers für eine niedrigere Ziffernstelle zwischen Null und 360 Gebrauch gemacht, um eine variable Korrekturvorspannung für die Anzeige der Vorrichtung bezüglich der nächsthöheren Ziffernstelle derart zu erzeugen, daß sich eine Anzeige ergibt, die zwischen den beiden Zahlen oder genau in der Mitte zwischen den beiden Zahlen liegt, über die sich der Zeiger hinwegbewegt, wenn er sich genau in der richtigen mechanischen Stellung befindet. Der Anzeigewert erscheint dann als die untere der beiden Zahlen. Zu diesem Zweck wird die Skala in mehrere Sektoren, und zwar vorzugsweise in eine ungerade Zahl von Sektoren unterteilt, und dann werden nacheinander alle Skalen abgelesen, wobei mit der Skala für die niedrigste Ziffernstelle begonnen wird; hierbei wird nach der ersten Skala bei jeder weiteren Skala ein Korrekturwert hinzugefügt, der auf dem Sektor basiert, in welchem sibh der Zeiger bei der vorausgehenden Skala befand,

Bei einem Zähler mit mehreren Skalen entspricht eine volle Umdrehung des Zeigers für eine niedrigere Ziffernstelle einer Bewegung des Zeigers für die nächsthöhere Ziffernstelle zwischen zwei benachbarten Zahlen. Als Beispiel sei angenommen, daß die niedrigste Ziffernstelle für die Zehntel einer Kilowattstunde vorgesehen ist, während die nächsthöhere Ziffern-

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stelle ganze Kilowattstunden darstellt. Ferner sei angenommen, daß sich der Zeiger bei der niedrigeren Ziffernstelle in der Stellung 0 befindet, während der Zeiger bei der nächsten Ziffernstelle auf 4 steht. Bei einer Weiterdrehung des Zeigers für die niedrigere Ziffernstelle von Ö bis zum erneuten Erreichen der O-Stellung muß sich der Zeiger für die nächsthöhere Ziffernstelle von 4 nach 5 bewegen« Wenn der Zeiger für die niedrigste Ziffernstelle bei der Zahl 8 steht, soll der Zeiger für die nächsthöhere Ziffernstelle acht Abschnitte der Strecke zwischen 4 und 5 zurückgelegt haben. Werden die Skalen abgelesen, wobei eine Vorrichtung benutzt wird, wie sie in der US-PS 4 007 454 beschrieben ist, bzw. eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, erfolgt die Ablesung gewöhnlich auf eine Dezimalstelle, d.h. bei dem hier gewählten Beispiel müßte der Wert 4,8 abgelesen werden, wenn kein Fehler auftritt. Unter diesen Umständen würden von der Skala für volle Kilowattstunden 4 Kilowattstunden abgelesen, denn da der Zeiger der Skala für zehntel Kilowattstunden auf 8 steht, würde sich eine Anzeige für 0,8 kWh ergeben, die hinzugefügt werden muß. Daher wird bei diesem Beispiel die höchste Ziffernstelle der gemessenen Stellung verwendet, von der Gebrauch gemacht wird und bei der es sich um die Zahl 4 handelt. Hierbei besteht ein Problem darin, daß es möglich ist, daß der Zeiger für die nächsthöhere Ziffernstelle infolge einer mechanischen Störung nicht etwa auf 4,8 steht, sondern fälschlicherweise schon 5,0 anzeigt. In diesem Fall würde anstelle des richtigen Wertes 4,8 der falsche Wert 5,8 angezeigt.

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Im weitesten Sinne ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Stellung eines Zeigers, der sich zwischen zwei Zahlen, z.B. den Zahlen 4 und 5, bewegt, so zu korrigieren, daß der Fühler bei der Bewegung zwischen diesen Zahlen so beeinflußt wird, daß er stets anzeigt, daß sich der Zeiger genau in der Mitte zwischen den Zahlen befindet und daß der angezeigte Wert z.B. 4,5 beträgt. Dies ermöglicht die Berücksichtigung des maximal vorkommenden mechanischen Fehlers, der plus oder minus die Hälfte des Abstandes zwischen den beiden Zahlen betragen kann. Das genaueste Verfahren zur Durchführung einer solchen Korrektur würde darin bestehen, daß ständig ein Korrektureinfluß ausgeübt wird. Mit anderen Worten, wenn sich der Zeiger für eine niedrigere Ziffernstelle über einen Bereich von 360° bewegt, würde auf den Fühler für die nächsthöhere Ziffernstelle ständig ein Korrektureinfluß ausgeübt, um diesen Zeiger in seiner Mittelstellung zu halten. Wenn sich z.B. der Zeiger für die nächsthöhere Ziffernstelle zwischen 4 und 5 bewegt, während der Zeiger für niedrigere Ziffernstelle den Wert 0 anzeigt, würde der hinzuzufügende Korrekturwert +0,5 betragen. Steht der Zeiger für die niedrigere Ziffernstelle auf 0,1, müßte man entsprechend eine Korrektur von +0,4 hinzufügen usw. Wenn der Zeiger für die niedrigere Ziffernstelle die Stellung 0,5 erreicht, die 180° entspricht, hat die Korrektur den Wert Null. Erreicht der Zeiger die Stellung 6, würde der Korrekturwert -0,1 verwendet, um den Zeiger für die nächsthöhere Ziffernstelle auf 4,5 zurückzuführen.

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Zwar läßt sich mit Hilfe einer kontinuierlichen Korrektur die höchste Genauigkeit erzielen, doch hat eine Untersuchung gezeigt, daß sich eine ausreichende Genauigkeit erreichen läßt, wenn man mit einem Quantisierungsverfahren arbeitet. Hierbei wird der 360°-Bereich der Skala in N Abschnitte, und zwar vorzugsweise in eine ungerade Anzahl von Abschnitten unterteilt. Beispielsweise kann man den 360°-Bereich in 3, 5, 7 usw. Abschnitte unterteilen. Im folgenden sei eine Unterteilung in fünf Abschnitte angenommen. Jeder Abschnitt oder Sektor würde sich über den zweifachen Abstand zwischen zwei benachbarten Zahlen erstrecken, d.h. es ist jeweils ein Abschnitt zwischen 0 und 2, zwischen 2 und 4, 4 und 6 usw. vorhanden. Der Korrekturwert, der bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung hinzugefügt wird, entspricht annähernd der mittleren Korrektur für den betreffenden Abschnitt. Zunächst sei der erste Abschnitt zwischen 0 und 2 betrachtet. Die Korrektur für 0 würde 0,5 und die Korrektur für 2 würde 0,3 betragen. Der Mittelwert dieser beiden Korrekturwerte beträgt 0,4. Wenn in diesem Fall der erste Zeiger auf 0 oder 1 steht, beträgt somit die hinzuzufügende Korrektur 0,4. Entsprechend beträgt die Korrektur 0,2, wenn der Zeiger zwischen 2 und 4 steht. Steht der Zeiger z.B. auf 2 oder 3, wird der Korrekturwert 0,2 hinzugefügt.

Weiterhin wurde festgestellt, daß sich eine ausreichende Genauigkeit auch dann erzielen läßt, wenn man den Bereich von 360° in nur drei Abschnitte unterteilt. Theoretisch würde sich der erste Abschnitt von 0 bis 3,33, der zweite Abschnitt

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von 3,33 bis 6,66 und der dritte Abschaitt von 6,66 bis 0 erstrecken» Bei dem ersten Abschnitt wurde die mittlere Korrektur dem Mittelwert von 0,5 und 0,166 entsprechen, so daß sich ein Wert von +0,33 ergibt. Im zweiten Abschnitt ergibt sich als Mittelwert von +1,66 und -1,66 der Korrekturwert 0. Entsprechend würde der Mittelwert im dritten Abschnitt -0,33 betragen. Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dieser Korrekturwert jedoch auf 0,3 abgerundet.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung sei das vorstehende Beispiel näher betrachtet. Es sei angenommen, daß der Zeiger für die niedrigste Ziffernstelle den Wert 2,3 anzeigt» Hierbei wird nur die höchste Ziffernstelle verwendet und ausgegeben. Zum Zweck der Ausgabe wird bei einem binär codierten Dezimalzähler eine Zählung vom Nulldurchgang einer Bezugssinuswelle bis zum Nulldurchgang des nachgewiesenen Signals durchgeführt. Hierauf beginnt die Ablesung bei der nächsten Skala» Wenn der erste Zeiger 0, 1 oder 2 anzeigt, wird jedoch vorher dem Zähler der Korrekturwert 0,3 eingegeben. Lautet die Anzeige 7, 8 oder 9, wird dem Zähler der lorreJkturwert -0,3 eingegeben. Zu diesem Zweck wird tatsächlich die Zahl 9,7 hinzugefügt. Eine logische Vergleichseinrichtung dient dazu, Größe und Vorzeichen der Korrektur zu wählen«, Auf eine noch zu erläuternde Weise wird hierdurch praktisch ein mechanischer Fehler bzw. ein Linearitätsfehler von 3 χ 3j,6° bzw. 10,8° korrigiert. Bei den durch den Zeiger angezeigten Zwischenwerten von 3 bis 6 wird keine Korrektur durchgeführt.

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Das gleiche Verfahren saa vorherigen Einstellen der Korrektur bei eine® Zähler kaaa bei einer Unterteilung in fünf oder mehr Abschnitte angewendet werden. Der einzige Unterschied besteht hierbei daria_ff daß man zusätzliche logische VergleichseinrichtuEgen benötigt, um weitere Korrekturwerte zu gewinnen. Auf welche Weise dies geschieht, ergibt sich für jeden Fachmann aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. la in Verbindung mit Figo Ib ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 2 die Skalen und Zeiger eines Zählers in Verbindung mit einer Tabelle von Eorrekturwerten zur Erläuterung der Erfindung.

Die in Fig. la und Ib dargestellte Vorrichtung ist einem nach Bedarf abzulesenden Zähler räumlich zugeordnet. Solange keine Ablesung durchgeführt wird, befindet sich die Vorrichtung im Ruhezustand, wobei sich jedoch ein Taktgeber 11 in Betrieb befindet. Von einer entfernten Stelle aus kann die Vorrichtung dadurch in Betrieb gesetzt werden, daß der Leitung 13 ein Erdungssigoal zugeführt wird, um den Einerzeiger des Zählers abzufragen. Dieses Signal triggert einen monostabilen Multivibrator 15, dessen Ausgangssignal über ein Oder-Gatter 17 eim Und-Gatter 19 öffnet, damit der Taktgeber 11 seine Ättsgaagssignale den Anzeigeeinheiten des Zählers zuführen kann.

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Der Taktgeber 11 arbeitet mit einer Frequenz von 2,4 MHz, die mittels eines Zählers 21 durch 6 geteilt wird, so daß sich eine Taktfrequenz von 400 kHz ergibt, die dann erneut mittels eines Zählers 23 durch 100 geteilt wird, so daß man eine Frequenz von 4 kHz erhält. Dieses Signal von 4 kHz wird durch ein Sieb 25 geleitet, dem es in Form einer Sinuswelle entnommen wird, welche bei 0° die Bezugssinuswelle bildet.

Die Sinuswelle wird bei 0° durch ein RC-Verzögerungsglied 27 geleitet, um eine Verzögerung um 60° zu bewirken, so daß man bei einem Winkel von 300° eine Sinuswelle erhält. Außerdem wird das O°-Signal durch einen Inverter 29 umgekehrt, um ein Signal bei 180° zu gewinnen. Das Signal bei 300° wird durch einen Inverter 31 umgekehrt, so daß man ein Signal bei 120° erhält. Das 120°-Signal und das O°-Signal werden durch eine Addiereinrichtung 33 addiert, um ein Signal bei einem Winkel von 60 zu gewinnen, das durch einen Inverter 35 umgekehrt wird, so daß ein Signal bei einem Winkel von 240 zur Verfügung steht. Auf diese Weise werden sechs Phasensignale mit Abständen von je 60° erzeugt. Diese Signale werden einer Modulatoreinheit 37 zugeführt, wo sie dazu dienen, die Rechteckwelle mit einer Frequenz von 400 kHz zu modulieren. Somit erhält man als Ausgangssignale sechs modulierte Rechteckwellen von 400 kHz. Diese Rechteckwellen werden den zugehörigen Teilen 30 der den Anzeigeeinheiten des Zählers zugeordneten kapazitiven Vorrichtung zugeführt, die in der eingangs genannten US-PS beschrieben ist.

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Das O°-Signal wird außerdem einem Nulldurchgangsdetektor 41 zugeführt, dessen Ausgangssignal über ein Und-Gatter 43 dem Setzeingang eines Kippgliedes 44 zugeführt wird. Zum Öffnen des Gatters 43 dient das Ausgangssignal des Oder-Gatters 17, das in der Leitung 45 erscheint, nachdem es durch eine Verzögerungseinrichtung 47, z.B. einen monostabilen Multivibrator, verzögert worden ist. Die Verzögerung nach dem Anlegen des Feldes an die in Fig. la dargestellten Platten 39 soll etwa 0,5 ms betragen. Das Ausgangssignal des Kippgliedes 44 öffnet ein Und-Gatter 49 (Fig. la), um das 400-kHz-Signal einem bis 100 zählenden, binär codierten Dezimalzähler 51 zuzuführen, der durch ein Rücksetzsignal rückgesetzt wird, das in der Leitung 45 erscheint, welche über einen monostabilen Multivibrator 53 oder dergl. angeschlossen ist, um einen kurzen Rücksetzimpuls zu erzeugen. Der Zähler zählt die Impulse, bis ein Nulldurchgangsdetektor 57 einen Nulldurchgang des Ausgangssignals für den Zeiger 55 nachweist. Hierdurch wird das Kippglied 44 zurückgesetzt, um das Gatter 49 zu sperren. Somit repräsentiert die in dem Zähler 51 gespeicherte Zahl die Stellung des Zeigers 55. Welcher der Zeiger abgefragt wird, wird durch einen Schalter oder Multiplexer 61 bestimmt, dem Schaltsignale von den monostabilen Multivibra-= toren 15 aus zugeführt werden. Nimmt man an, daß gerade die Einer abgefragt werden, wird das Ausgangssignal für die Einerskala dem Nulldurchgangsdetektor 57 zugeführt® Das Ausgangssignal des Detektors 57 setzt das Kippglied 44 zurück, so daß das Gatter 49 gesperrt wird. Das Ausgangssignal des Zählers

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repräsentiert jetzt die Stellung des Ea'alsrssigers» Dieses Ausgangssignal wird in einem Register £2 gespeichert, an dessen Ausgänge Treiber 75 angeschlossen sind, welche Schalter-Schließ- «ad »Erdnagssignale isi binär codierten Dezimal-Äusgangsformat liefern, die die Zeigerstellrang anzeigen und jetzt zu einer entfernten Stelle übermittelt werden können. Es sei bemerkt, daß dem binär codierten Dezimalzähler 51 nur die höchste Ziffernstelle entnommen wird. Ferner ist zu bemerken, daß der Zähler beim Ablesen der Einer auf 0 zurückgesetzt wurde.

Anhand von Fig. 2 sei angenommen, daß der Anzeigewert bei dem Zähler für die niedrigste Ziffernstelle 23 betrug» Hierbei würde das Register 62 das Ausgangssignal 2 liefern. Da dieses Awsgangssigiaal kleiner ist als 3, muß gemäß der Erfindung der Zähler 51 vorbereitend auf das Zählergebnis 3 eingestellt werden, bevor der Zeiger für die nächste Ziffernstelle abgelesen wird» Dies geschieht mit Hilfe mehrerer Gatter,, Die in den Leitiangen 10 und 20 des Registers 62 erscheinenden Ausgangs signale werden als Eingangssignal einem Exklusiv-Oder-Gatter S3 ausgeführt;, dessen Ansgangssignal durch ein Und-Gatter 64 mit den 40- wnd ÜÖ-Signalen des Registers 62 verknüpft wird. Soait liefert das Und-Gatter 64 nur dann ein Ausgangssignal, X'/ean das Zä&lergebnis 10 oder 20 beträgt« Die 1Ö~-, 20-, 40- «sd SÖuSigaale werden einem Und-Gatter 65 zugeführt,das nur dans ©in Ausgangssignal liefert, wenn das Zählergebnis den Wert 0 hate Schließlich werden die AusgangssignaIe der Gatter 64 einem Oder-Gatter 66 zugeführt, das ein Ausgangs-

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signal nur ύ&ητα liefert_s wenn das Zänlergebnis 10 oder 20 oder 0 feeträgt® Bei des? endgültigen Ausgaegssignal entspricht dies den ZeigerstellungeK 1 bzwο 2 bzw« 0« Diese Ausgangssignale bildes jeweils ein Eiagarngssignal für die beiden Und-Gatter 67 land 68, saa Siageben von. Yoreinstellsignalen für die ersten Bits des Einer-Teils des binär codierten Dezimalzählers 51® Die zweiten lingaagssignale für diese Gatter sowie mehrere weitere Gatter 69 bis 74 werden in Form eines gemeinsamen Voreinstellsignals darch den monostabilen Multivibrator 53 erzeugt» Somit wird bei dem Beispiel nach Fig. 2, bei dem das Ausgangssignai für die erste Skala den Wert 2 hat, dem Zähler 51 der Betrag 3 eingegeben. Hierdurch wird der erste Zyklus abgeschlossene

Die aa einer @ntf@rnt@n Stelle angeordnete Einrichtung nimmt das Anzeigesiga&l aus d©a Treibern 75 auf und läßt dann ein Signal in der Lsitang 76 erscheinen, um die Ablesung der Zehner einzaleitea«, Hierbei wird wieder in der beschriebenen Weise vorgegangea- Anhand von Fig. 2 sei nunmehr angenommen, daß zwischen dem Setzen des Kippgliedes 44 und dem Zurücksetzen 98 Zähleinheiten auftreten. Da der Stand des Zählers bereits 3 betrag, ergibt sich jetzt das Gesamtzählergebnis 101_p und das Ausgangssignal hat den Wert 0. In diesem Fall wird der Zälaler 51 erneut auf das Zählergebnis 3 voreingestellt „ Danach wird durch ein über die Leitung 77 zugeführtes Eingangssignal die Ablesung der Hunderter eingeleitet. Es sei angenommen, daß in diesem Fall das Zählergebnis 93 vorliegt„ dem die Zahl 3 zugefügt wird, so daß man als Ergeb-

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nis 96 erhält. Somit ergibt sich das Ausgangssignal 9, bei dem es erwünscht ist, die Zahl 3 vom nächsten Zählergebnis abzuziehen. Wird einer der Werte 7, 8 oder 9 angezeigt, soll diese Subtraktion in der beschriebenen Weise stattfinden. Zu diesem Zweck dienen das Und-Gatter 81 und das Oder-Gatter 83. Das Gatter 81 ist an die Ausgänge 10, 20 und 40 des Registers 51 angeschlossen, so daß es ein Ausgangssignal für 70 liefert. Dem Gatter 83 werden als Eingangssignale das 80-^gangssignal des Registers und das Ausgangssignal des Gatters 81 zugeführt. Somit liefert das Gatter 83 die Ausgangssignale 70, 80 und 90. Hierbei handelt es sich um das zweite Eingangssignal für die Gatter 69 bis 74. Wenn das Voreinstellsignal erscheint, wird somit dem Zähler 51 das Zählergebnis 97 eingegeben, was der Subtraktion von 3 entspricht. Mit anderen Worten, die ersten drei Zähleinheiten nach dem Setzen des Kippgliedes 44 führen den Zähler 51 auf 0 zurück.

Jetzt erscheint ein Signal in der Leitung 79, um die Ablesung der Tausender-Skala einzuleiten. Gemäß Fig. 2 hat sich der Tausender-Zeiger etwas über die Zahl 5 hinwegbewegt. Es sei angenommen, daß 51 Einheiten gezählt worden sind. Von diesem Zählergebnis wird 3 abgezogen, oder es wird 97 hinzugefügt, so daß man das tatsächliche Zählergebnis 48 erhält. Bei dem Zählergebnis 48 wird das Ausgangssignal 4 dem Register 62 und den Treibern 75 zugeführt. Für den Fall, daß keine Korrektur durchgeführt worden wäre, ist ersichtlich, daß als Ausgangssignal das falsche Signal 5 erzeugt worden wäre.

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Im Verlauf der vorstehend beschriebenen Vorgänge hat der Zehner-Zeiger gemäß Fig. 2 die O-Stellung noch nicht ganz erreicht. Da jedoch der Einer-Zeiger die O-Stellung soeben durchlaufen und jetzt die Stellung 2 erreicht hat, müßte der Zehner-Zeiger gerade soeben die Stellung 9 oder die Stellung 0 durchlaufen haben. Offensichtlich liegt ein mechanischer Fehler vor, und der Zehner-Zeiger müßte sich etwas jenseits der O-Stellung statt etwas vor der O-Stellung befinden. Dieser Fehler wurde dadurch berichtigt, daß die beschriebene Addition vor dem Ablesen des Zehner-Zeigers durchgeführt wurde. Im Falle des Hunderter-Zeigers, der die Stellung 0 schon nahezu erreicht hat, müßte der Tausender-Zeiger kurz vor der Zahl 5 stehen. Wegen eines mechanischen Fehlers steht der Tausender-Zeiger jedoch etwas jenseits der Zahl 5, d.h. gemäß Fig» 2 bei 5,1. Da gemäß dem Fehlerkorrekturplan der Wert 0,3 abgezogen wird, "wird auch dieser mechanische Fehler ausgeglichen. Bei dem Hunderter-Zeiger ist der maximale korrigierbare Fehler vorhanden. Gemäß Fig. 2 steht er auf 93, während er tatsächlich auf 9 stehen müßte. Jedoch wird trotz dieses großen Fehlers eine fehlerfreie Ablesung erreicht. Es sei der Fall betrachtet, in dem der Hunderter-Zeiger genau auf S steht. Die Addition von 3 würde unschädlich sein, und das Ausgangssignal würde immer noch dem Wert 9 entsprechen. Das gleiche gilt für die übrigen Fälle. Würde der Zehner-Zeiger genau auf 0 stehen, würde sieb bei der Addition von 3 immer noch das Ausgangssignal 0 ergeben» Wenn der Tausender-Zeiger auf 4j9 stände, wie es der Fall sein sollte, würde die Subtraktion vom 3 zu dem Wert 4,6 führen, und das Ausgangssignal

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würde immer noch den Wert 4 haben. Somit führen die gemäß der Erfindung durchgeführten Additions- und Subtraktionsvorgänge zur Korrektur von sich in vernünftigen Grenzen haltenden Fehlern, und gleichzeitig wird das Entstehen von Fehlern verhindert, wenn die Zeiger zutreffende Werte anzeigen.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

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Claims

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NATIONALE. PCT-UND D R. E R I C II N 73 U C; Ti, B VU IS R NATIONAL. PCT AND

EUROPÄISCHE PATENTE PATENTANWALT EUROPEAN PATENTS

WARENZEICHEN ZUOKLASBIiN BBlM ECHOPa₁SCHKN PATIJNTAMT TRADEMARKS

LIZENZVERTRÄGE LICENSE AGREEMENTS

11. Mai 1979 1A-4036

Ρ1ΤΕΕΪ AU SPRÜCHE

1. Verfahren zur Anwendung bei einer Vorrichtung zur Fernanzeige der Stellungen von mindestens zwei kontinuierlich bewegbaren Zeigern oder dergl., die bei einem beliebigen Zahlensystem eine niedrigere Ziffernstelle bzw» eine höhere Ziffernstelle repräsentieren,, wobei die Bewegung des der höheren Ziffernstelle zugeordneten Zeigers im Verhältnis von l/N zu der Bewegung des der niedrigeren Ziffernstelle zugeordneten. Zeigers erfolgt, wenn K die Basis des verwendeten Zahlensystems bezeichnet, wobei das Verfahren dazu dient, Fehler bezüglich der mechanisc&en Stellung der Zeiger zn korrigieren, dadurch ge-kennzeichnet , daß die Zeigerstellungen abgelesen werden; wobei mit dem der niedrigsten Ziffernstelle zugeordneten Zeiger begonnen wird, daß bei Jeder auf die erste Ablesung folgenden Ablesung ein variabler Korrekturfaktor hinzugefügt wird, um eine korrigierte Ablesung zu erhalten, end zwar auf der Basis der vorausgehenden Ablesung, die mindestens annähernd die Tendenz hat, zubewirken, daß die Ablesung bssw«, die Anzeige auf einen vorbestimmten festen Punkt zwischen zwei einander benachbarten

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ganzen Zahlen auf der zugehörigen Skala fällt, wobei angenommen ist, daß sich der abzulesende Zeiger in der richtigen mechanischen Stellung befindet, und daß als abgelesener Wert von der ganzen Zahl Gebrauch gemacht wird, die einen Bestandteil der korrigierten Anzeige bildet.

2. Verfahren zur Anwendung bei einer Vorrichtung für die Fernablesung eines Zählers, bei dem mehreren Skalen zugeordnete Zeiger abgelesen werden, um eine Anzeige für sämtliche Zeiger zu erhalten, wobei das Verfahren dazu dient, Fehler bezüglich der mechanischen Stellung der Zeiger zu korrigieren, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeiger abgelesen werden, wobei mit dem der niedrigsten Ziffernstelle zugeordneten Zeiger begonnen wird, und daß bei jeder auf die erste Ablesung folgenden Ablesung ein variabler Korrekturfaktor hinzugefügt wird, der auf der vorausgehenden Ablesung beruht und mindestens annähernd die Tendenz hat, zu bewirken, daß die Anzeige auf einen vorbestimmten festen Punkt zwischen den beiden Skalenziffern fällt, an denen sich der betreffende Zeiger gerade vorbeibewegt, wobei angenommen ist, daß sich der abzulesende Zeiger in der richtigen mechanischen Stellung befindet, wodurch ein mechanischer Fehler bis zur Hälfte des Abstandes zwischen benachbarten Zahlen auf der betreffenden Skala ausgeglichen wird.

So Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich über 360° erstreckende Drehbereich jedes einer Skala des Zählers zugeordneten Zeigers in N Abschnitte unterteilt

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vird, daß für jeden dieser Abschnitte ein Korrekturwert festgelegt wird, der mindestens annähernd gleich der mittleren Korrektur längs des betreffenden Abschnitts ist, daß derjenige Abschnitt ermittelt wird, in dem sich der der nächstniedrigeren Ziffernstelle zugeordnete Zeiger befindet, und daß die Anzeige des der nächsthöheren Ziffernstelle zugeordneten Zeigers um einen der so ermittelten Korrekturfaktoren berichtigt wird, und zwar in Abhängigkeit von dem Abschnitt, in dem sich der der nächstniedrigeren Ziffernstelle zugeordnete Zeiger befindet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß N eine ungerade Zahl ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß N den Wert 5 hat, so daß die mittlere Korrektur bei dem ersten Abschnitt +0,4, bei dem zweiten Abschnitt +0,3, bei dem dritten Abschnitt 0, bei dem vierten Abschnitt -0,2 und bei dem fünften Abschnitt -O₁4 beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß N den Wert 3 hat, so daß die mittlere Korrektur bei dem ersten Abschnitt +0,333, bei dem zweiten Abschnitt 0 und bei dem dritten Abschnitt -0,333 beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur bei dem ersten Abschnitt auf 0,3 und bei dem dritten Abschnitt auf -0,3 abgerundet wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Skala des Zählers mit den in gleichmäßigen Abständen verteilten Zahlen O bis 9 versehen ist, daß der Korrekturwert +0,3 verwendet wird, wenn der angezeigte Wert 0, 1 oder 2 beträgt, daß kein Korrekturwert verwendet wird, wenn der angezeigte Wert 3, 4, 5 oder 6 beträgt, und daß der Korrekturwert -0,3 verwendet wird, wenn der angezeigte Wert 7, 8 oder 9 beträgt.

9. Verfahren zur Anwendung bei einer Vorrichtung für die Fernablesung eines Zählers oder dergl., bei dem mehrere verschiedenen Skalen zugeordnete Zeiger dadurch abgelesen werden, daß ein mit der betreffenden Skala konzentrisches rotierendes elektrisches Feld erzeugt wird, und daß die Phasendifferenz zwischen dem Nulldurchgang eines Bezugssignals und einem Signal ermittelt wird, das der jeweiligen Stellung des betreffenden Zeigers entspricht, wobei die ermittelte Phasendifferenz in einen Zahlenwert umgewandelt wird, wobei das Verfahren dazu dient, Fehler bezüglich der mechanischen Stellung des betreffenden Zeigers zu korrigieren, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeiger abgelesen werden, wobei mit dem Zeiger der der niedrigsten Ziffernstelle zugeordneten Skala begonnen wird, und daß bei jeder Ablesung nach der ersten Ablesung der Wert 0,3 hinzugefügt wird, wenn die vorherige Ablesung 0, 1 oder 2 betrug, während der Wert 0,3 abgezogen wird, wenn die vorausgehende Ablesung 7, 8 oder 9 betrug.

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ORIGINAL INSPECTED

-ΟΙΟ. Verfahren nach Anspruch 9,* dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz dadurch in einen Zahlenwert umgewandelt wird, daß Taktimpulse mittels eines Zählers gezählt werden, und daß zum Zweck des Hinzufügens des Wertes 0,3 eine Voreinstellung des Zählers mit dem Wert 3 bewirkt wird, während zum Zweck des Abziehens von 0,3 eine Voreinstellung des Zählers mit dem Zählergebnis -3 bewirkt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anlegen des elektrischen Feldes an den bzw. Jeden Zeiger des Zählers eine vorbestimmte Wartezeit eingehalten wird, bevor irgendwelche Phasenvergleiche durchgeführt werden.

(l2J Vorrichtung zur Fernablesung eines Zählers oder dergl« mit mehreren verschiedenen Skalen zugeordneten Zeigern, wobei die Vorrichtung Einrichtungen zum Erzeugen mehrphasiger Wechselspannungssignale aufweist, ferner Einrichtungen zum Ausnutzen dieser Signale zum Erzeugen eines mit der betreffenden Zählerskala konzentrischen rotierenden elektrischen Feldes, Einrichtungen zum Ermitteln der Phasendifferenz zwischen dem einem Zeiger durch das elektrische Feld aufgedrückten Signal und einem Bezugssignal, das einer der erzeugten Phasen entspricht, sowie Einrichtungen zum Umwandeln der Phasendifferenz in einen Zahlenwert, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die bewirken, daß die verschiedenen Zählerzeiger nacheinander abgelesen werden, wobei mit dem der niedrigsten Ziffernstelle zugeordneten Zeiger begonnen

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ORiGIiSJAL INSPECTED

wird, sowie Einrichtungen, die dazu dienen, bei den Umwandlungseinrichtungen den Wert 0,3 hinzuzufügen, wenn die vorausgehende Anzeige 0, 1 oder 2 betrug, und bei den Umwandlungseinrichtungen den Wert 0,3 abzuziehen, wenn die vorherige Anzeige 7, 8 oder 9 betrug.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Umwandlungseinrichtungen ein Taktgeber gehört, ein Zähler, Einrichtungen zum Freigeben des Zählers, damit der Zähler Taktimpulse des Taktgebers zwischen einem Nulldurchgang der Bezugsphase und dem Nulldurchgang des bezüglich eines Zählerzeigers nachgewiesenen Signals aufnimmt, so daß das in dem Zähler enthaltene Zählergebnis zu der Phasendifferenz proportional ist, und daß zu den Einrichtungen zum Hinzufügen bzw. Abziehen eines Wertes Einrichtungen gehören, die dazu dienen, bei jeder Ablesung festzustellen, ob das in dem Zähler enthaltene Zählergebnis einer Zeigeranzeige von 0, 1 oder 2 entspricht, und den Zähler vor der nächsten Ablesung auf das Zählergebnis 3 voreinzustellen, wenn dies nachgewiesen wird, und festzustellen, ob das Zählergebnis den Anzeigewert 7, 8 oder 9 repräsentiert, und den Zähler vor der nächsten Ablesung auf den Wert -3 voreinzustellen, wenn dies nachgewiesen wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche die Freigabe des Zählers verhindern, bis das elektrische Feld während einer vorbestimmten Zeitspanne auf den betreffenden Zählerzeiger aufgebracht worden

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15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigewerte des Zählers oder dergl. zu einer entfernten zentralen Stelle übermittelt werden und daß die genannten Fehler vor der Übermittlung zu der zentralen Stelle korrigiert werden.

16. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigewerte des Zählers oder dergl. zu einer zentralen Stelle übermittelt werden und daß die genannten Fehler vor der Übermittlung zu der zentralen Stelle korrigiert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigewerte des Zählers oder dergl. zu einer zentralen Stelle übermittelt werden und daß die genannten Fehler vor der Übermittlung zu der zentralen Stelle korrigiert werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle genannten Einrichtungen am Standort des Zählers oder dergl. angeordnet sind, so daß die Übermittlung korrigierter Anzeiyewerte des Zählers zu einer entfernten zentralen Stelle möglich ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Speichern des in dem Zähler enthaltenen Wertes, nachdem eine Ablesung durchgeführt wurde, und eine Einrichtung zum Übermitteln dieses Wertes zu einer entfernten zentralen Stelle.

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