DE2936309C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einer solchen, aus der US-PS 40 90 408 bekannten Vorrichtung ist die erste Einrichtung aus einem Analog-Digital-Umformer sowie einem Vorwärts-Rückwärts- Zähler gebildet, die mit Digital-Analog-Umformern zusammenarbeiten, wobei die letzteren durch Hardwareschaltungen jeweils derart programmiert bzw. voreingestellt sind, daß sie die Strömungsmittelmengen-Nulleinstellung sowie die Skalenvollausschlags-Einstellung für den jeweiligen Behälter bewirken. Dieses bedeutet aber, daß für jeden einzelnen Behälter, bei dem die Vorrichtung jeweils angewendet werden soll, die Hardwareschaltungen zum Programmieren der Digital-Analog-Umformer entsprechend geändert werden müssen. Bei der bekannten Vorrichtung erfolgt also die Einstellung der ersten digitalen Servosteuerschleife bzw. deren Abgleich auf Null durch eine entsprechende Änderung der Hardwareschaltungen, mit denen die beiden Digital-Analog-Umformer entsprechend zu programmieren sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß diese in einfacherer Weise an eine Vielzahl unterschiedlicher Behälter anzupassen und gleichzeitig schaltungsmäßig zu vereinfachen ist.

Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Ausbildung der ersten Einrichtung als Mikroprozessor findet bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur ein in der modernen Elektronik zunehmend vorgenommener Ersatz diskreter Schaltungen durch einen Mikroprozessor statt, sondern es wird dieser Mikroprozessor vielmehr in einer ganz besonderen Weise mit dem ohnehin vorhandenen ersten Digital-Analog-Umformer so verbunden, daß allein aufgrund einer softwaremäßigen Programmierung des Mikroprozessors die gesamte Vorrichtung an eine Vielzahl unterschiedlicher Behälter anzupassen ist, ohne daß aufwendige und von entsprechendem Fachpersonal vorzunehmende Änderungen bzw. Eingriffe in die Hardware der Schaltung erforderlich wären.

Darüber hinaus ist dieser Mikroprozessor ohne weiteren Schaltungsaufwand in der Hardware auch zur Ausführung weiterer Funktionen bzw. Lösung weiterer Aufgaben in der Lage, wie dieses im einzelnen in den Unteransprüchen angegeben ist. So erlaubt der Mikroprozessor insbesondere den Abgleich nicht nur der ersten digitalen Servosteuerschleife sondern auch einer weiteren und von der ersten unabhängigen digitalen Servosteuerschleife, um auch während des laufenden Meßbetriebs der Vorrichtung, also bei der Überwachung bzw. Anzeige des Strömungsmittelinhalts in dem Behälter durch Verunreinigungen des Strömungsmittels auftretende Meßungenauigkeiten selbsttätig jederzeit ausgleichen zu können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein teilweise schematisches, logisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anzeigen der Strömungsmittelmenge und

Fig. 2 bis 5 gemeinsam ein typisches Programm-Flußdiagramm eines Steuerprogramms für einen Mikroprozessor, der bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel benutzt wird.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Anzeigevorrichtung 100 für eine Strömungsmittelmenge gezeigt. Die Vorrichtung 100 weist vorzugsweise einen herkömmlichen Wechselspannungssignal-Bezugsgenerator, wie einen Funktionsgenerator in Form einer integrierten Schaltung auf, der ein Sinussignal niedriger Verzerrung erzeugt. Durch die Benutzung eines solchen Funktionsgenerators in Form eines herkömmlichen integrierten Schaltungschips für eine interne Wechselspannungs-Bezugsfrequenz sind keine externen Bauteile erforderlich und die Amplitude ist nicht frequenzabhängig, wodurch ein stabiles Amplitudenbezugssignal sichergestellt wird. Das Bezugssinussignal von diesem Frequenzgenerator 102 wird an einen herkömmlichen Operationsverstärker 104 gegeben, der ein Einstellpotentiometer 106 für die Verstärkung des vollen Skalenbereichs hat. Das Ausgangssignal dieses Potentiometers 106 wird an einen herkömmlichen Operationsverstärker 108 mit begrenzter Bandbreite gegeben, der das Bezugseingangssignal des Potentiometers 106 gegenüber diesem durch einen Reihenwiderstand 110 puffert, um eine einem Fühler 113 zugeordnete kapazitive Belastung 112 zu speisen. Der Widerstand 110 in Reihe mit dem Ausgang des Verstärkers 108 stellt die Stabilität des Operationsverstärkers 108 sicher und wirkt als ein herkömmlicher Strombegrenzer, um ein Entzünden des Strömungsmittels oder Treibstoffe in dem Tank oder Behälter zu verhindern. Der Operationsverstärker 108 hat auch eine Rückkopplungsschleife, die eine Rückkopplung an der Seite des Fühlers 113 des Reihenwiderstandes 110 bewirkt, um eine niedrige Ausgangsimpedanz sicherzustellen, wodurch vorzugsweise dieser Signalpegel unempfindlich gegenüber Überbrückungskapazitäten und Überbrückungswiderständen wird.

Das Bezugssignal von der Wechselspannungs-Bezugsquelle 102 wird auch an ein Paar herkömmlicher Digital- Analog-Umsetzer 114 und 116 gegeben, die ebenfalls herkömmliche integrierte Schaltungen auf Festkörperbasis sind. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Umformers 114, der als der "Signal-Digital-Analog-Umformer" bezeichnet wird, wird über einen herkömmlichen invertierenden Pufferverstärker 118 an einen Kondensator 120, der einem Bezugsfühler 121 zugeordnet ist, und parallel dazu an einen zugeordneten herkömmlichen Kompensationskondensator 122 gegeben. Der Dichte-Kompensations-Kondensator 122 ist unmittelbar mit einem Eingangssummierpunkt 124 verbunden, der im einzelnen später erläutert wird.

Das Ausgangssignal des anderen Digital-Analog-Umformers 116, der als "Phasengleich-Digital-Analog-Umformer" bezeichnet wird, wird mit einem invertierten Bezugssignal summiert, so daß sich beim halben Zählerstand des Digital- Analog-Umformers 116 ein phasengleiches Signal von Null am Ausgang eines herkömmlichen Summierverstärkers 126 ergibt, an dessen Eingang das Ausgangssignal des Digital-Analog- Umformers 116 gegeben wird. Dadurch kann das Ausgangssignal dieses Verstärkers 126 sowohl phasengleich als auch mit unterschiedlicher Phase schwingen, das einen Belastungswiderstand 128 speist, der mit dem Ausgang des Verstärkers 126 verbunden ist und etwa 500 Ohm hat, und an den zuvor erwähnten Signalsummierpunkt 124 gegeben wird. Dieser Teil der Schaltung vom Digital-Analog-Umformer 116 über den Verstärker 126 und den Widerstand 128 bis zum Summierpunkt 124 bildet einen Teil einer unabhängigen digitalen Servoschleife, die bei Phasengleichheit unwirksam wird und ein phasengleiches Signal gleicher Größe und entgegengesetzter Richtung erzeugt, um jegliche reale Leckkomponente auszulösen, die über den bei der Anzeigevorrichtung 100 benutzten Fühlern auftritt.

Wie in Fig. 1 ebenfalls gezeigt ist, wird das Signal des Bezugsgenerators 102 auch mit Hilfe eines herkömmlichen und von außen zugänglichen Potentiometers 130 invertiert und hinsichtlich seiner Größe eingestellt, das dem Potentiometer 106 zum Einstellen des Skalenvollausschlags parallel geschaltet ist. Das Potentiometer 130 bewirkt einen Nullabgleich durch Zuführen des Signals über einen zugeordneten bestimmten Kondensator 132, der z. B. 300 Picofarad hat, an den zuvor erwähnten Signalsummierpunkt 124. Das zuvor erwähnte Komponentensignal entgegengesetzter Richtung, das dadurch erzeugt wird, beseitigt die Kapazität des Fühlers 113 bei einer Treibstoffmenge von Null.

Der zuvor erwähnte Summierpunkt 124 ist über einen herkömmlichen Reihenwiderstand 134 mit einem eine hohe Verstärkung aufweisenden Breitband-Operationsverstärker 136 verbunden. Die Vorwärtsverstärkung dieses Verstärkers 136 wird auf einen Pegel eingestellt, um eine Sättigung durch Rauschen auszuschließen, das bei einem Flugzeug durch die Verdrahtung und Leckwiderstände induziert wird, wenn angenommen wird, daß die Anzeigevorrichtung in einem Flugzeug zur Bestimmung der Menge des an Bord befindlichen Flugzeugtreibstoffes benutzt wird, wobei in diesem Fall die Vorwärtsverstärkung dieses Verstärkers 136 z. B. auf 100 eingestellt werden kann. Diese Anordnung schließt außerdem eine Beschädigung der internen Schaltung durch Rauschspitzen aus, die an dieser Eingangsstufe auftreten.

Das Ausgangssignal dieses Summierverstärkers 136 wird an ein Paar herkömmlicher monolithischer Abtast- und Halte- Verstärker 138 und 140 gegeben. Der Verstärker 138 wird durch einen Nulldurchgangsdetektor 142 angesteuert, dessen Ausgangssignal an einen herkömmlichen CMOS-dual-monostabilen Multivibrator 144 gegeben wird. Dieser monostabile Multivibrator 144 erzeugt vorzugsweise einen genauen Abtastbefehl bestimmter Dauer, wie z. B. von zwei Mikrosekunden, an dem Nulldurchgangspunkt des Bezugssignals, das die Spitze des rückgekoppelten Fühlersignals ist. Diese genaue Abtastung bewirkt eine quadratische Demodulation, so daß die sich ergebende Gleichspannung nur dem rückgekoppelten Fehlersignal proportional ist. Die Realkomponenten, die sich aus dem Leckwiderstand ergeben, werden abgeschnitten und durch nachfolgende herkömmliche integrierende Filter und Schwellwertdetektoren vernachlässigt. Das Ausgangssignal des zuvor erwähnten Verstärkers 138 wird an ein herkömmliches Tiefpaßfilter 146 gegeben, das einen Widerstand 146a und einen Kondensator 146b aufweist und eine bestimmte Zeitkonstante, wie 1,5 Sekunden, sowie eine bestimmte Dämpfung, wie 70 db bei 400 Hz Rauschen, hat, das beispielsweise ein Rauschsignal von 2 V RMS und 400 Hz auf weniger als 1 Millivolt verringert, so daß dieser Signalpegel mit Hilfe herkömmlicher Schwellwertdetektoren von 50 MV vollständig vernachlässigt werden kann, die bei der Vorrichtung 100 benutzt werden können. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 146 wird an ein Netzwerk 148 gegeben, das einen Richtungszählbefehl erzeugt und ein Paar herkömmlicher Vergleicher 148a und 148b hat, die jeweils ein Bezugssignal erhalten, um entweder einen Vorwärtszählbefehl oder einen Rückwärtszählbefehl jeweils zu erzeugen, was von dem Wert des Signals abhängt, das ihnen parallel von dem Tiefpaßfilter 146 zugeführt wird. Der Vorwärtszählbefehl wird über einen Pfad 149 und der Rückwärtszählbefehl wird über einen Pfad 150 gegeben, wobei diese beiden Richtungszählbefehle über die Pfade 149 und 150 an einen Multiplexer 152 gegeben werden, der in Form einer herkömmlichen integrierten Schaltung eine Auswahl von eins aus zwei trifft, und von diesem an einen herkömmlichen Mikroprozessor 154 gegeben wird, der die Arbeitsweise der Anzeigevorrichtung 100 in der später im einzelnen noch beschriebenen Weise steuert. Der Mikroprozessor 154 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit 154a und einen herkömmlichen Programmspeicherteil 154b auf. Der Mikroprozessor 154 ist in einer F8-Assembler-Sprache programmiert. Ein typisches Programm- Flußdiagramm ist z. B. in den Fig. 4 bis 7 gezeigt, das von jedem Fachmann benutzt werden kann, um leicht das Programm für den Mikroprozessor 154 in der F8-Assembler-Sprache zu schreiben, damit der Mikroprozessor 154 die entsprechenden Steuerfunktionen für die Vorrichtung 100 ausführen kann, wie dieses später im einzelnen noch erläutert wird.

Bevor der Mikroprozessor 154 im einzelnen erläutert wird, soll die zuvor erwähnte zweite unabhängige digitale Servoschleife für die Phasengleichheit weiter beschrieben werden. Diese Schleife wird von dem Mikroprozessor 154 gesteuert und weist außerdem einen Spitzenabtastdemodulator 136 auf, der einen Multivibrator 144 und einen Verstärker 140 aufweist, die das Ausgangssignal des Summierverstärkers 136 bei 90° in Bezug auf das Bezugssignal abtasten. Die phasengleiche Komponente infolge eines Lecksignals hat ihren Spitzenwert an diesem Abtastpunkt, so daß damit die Schleife für die Phasengleichheit nur auf die phasengleiche Komponente anspricht und diese beseitigt, indem ein gleiches, jedoch entgegengesetzt gerichtetes Signal von dem Digital-Analog-Umformer 116 für die Phasengleichheit erzeugt wird. Die Größe des Signals oder die am Eingang des Digital-Analog-Umformers 116 anstehende Zahl, wobei dieses Signal von der zentralen Verarbeitungseinheit 154a des Mikroprozessors 154 über die in Fig. 1 gezeigten Ausgangssteuerleitungen abgegeben wird, ist proportional der Größe des phasengleichen Lecksignals über dem Bezugsfühler 121 oder dem Fühler 113. Diese Größe kann in üblicher Weise eingestellt und, falls gewünscht, durch Steuerung des Mikroprozessors 154 angezeigt werden.

Die andere unabhängige digitale Servoschleife ist die, über die die Richtungszähl-Befehlssignale längs der Pfade 149 und 150 gegeben wird und die unwirksam wird, wenn das Ausgangssignal der zentralen Verarbeitungseinheit 154a, das an den Eingang des Signal-Digital-Analog-Umformers 114 gegeben wird, gleich der Strömungsmittelmenge ist. Diese Schleife weist, wie zuvor erwähnt wurde, einen Verstärker 140 auf, dessen Ausgangssignal an ein getrenntes Tiefpaßfilters 158 gegeben wird, das mit dem Filter 146 identisch ist und einen Widerstand 158a und einen Kondensator 158b aufweist. Das Ausgangssignal dieses Tiefpaßfilters 158 wird in gleicher Weise an ein Richtungszählnetzwerk 160 gegeben, das ein Paar üblicher Vergleicher 160a und 160b aufweist, die parallel mit dem Ausgang des Filters 158 und den jeweiligen Bezugssignalquellen verbunden sind, um einen phasengleichen Vorwärtszählbefehl über den Pfad 161 oder einen phasengleichen Rückwärtszählbefehl über dem Pfad 162 an den zuvor erwähnten Multiplexer 152 zu geben. Wie zuvor erwähnt wurde, wird diese Schleife unwirksam, wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 154a ein Steuersignal an den Eingang des Digital-Analog-Umformers 116 für die Phasengleichheit gibt, das dem phasengleichen Lecksignal über dem Bezugsfühler 121 und dem Fühler 113 gleich, jedoch entgegengesetzt gerichtet ist.

Wie in dem in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Flußdiagramm gezeigt ist, bewirkt der Mikroprozessor 154 eine binäre Vorwärts- und Rückwärtszählung in Abhängigkeit von den Zählrichtungs-Befehlssignalen, die über die Pfade 149, 150, 161 und 162 zugeführt werden, um jeweils die digitalen Servoschleifen für die Beseitigung des Signals und des phasengleichen Signals zu steuern. Der Mikroprozessor 154 tastet die jeweiligen Vorwärts- und Rückwärtsbefehle ab, die von diesen beiden Schleifen über die Pfade 149, 150, 161 und 162 über den Multiplexer 152 zugeführt werden, der die Anzahl der Eingangs- Ausgangs-Anschlüsse der Programmspeichereinheit 154b vergrößert. Vorzugsweise werden diese Vorwärts/Rückwärts-Befehlssignale auf den Pfaden 149, 150, 161 und 162 zu bestimmten regelmäßigen Intervallen abgetastet, wie z. B. alle drei Sekunden, und der jeweilige Zählerstand wird erhalten und in üblicher Weise an den Ausgangssteuerleitungen von der zentralen Verarbeitungseinheit 154a verriegelt, die zu den jeweiligen Digital-Analog-Umformern 114 und 116 führen. Durch Wahl eines relativ kurzen Abtastintervalls, wie das zuvor erwähnte drei- Sekunden-Intervall zum Erneuern der Daten, wird ein Flackern der Anzeige 170 verhindert, das durch eine Bewegung des Treibstoffes in dem Tank bedingt sein kann. Die Steuerung dieser digitalen Anzeige 170, die vorzugsweise drei getrennte Ziffernanzeigen 170a, 170b und 170c umfaßt, wird später im einzelnen noch beschrieben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß, falls gewünscht, diese Erneuerungsgeschwindigkeit für die Daten erheblich vergrößert werden kann, wie z. B. unter bestimmten Bedingungen um den Faktor 128, so daß bei der Einschaltung der Speisung, wobei die zuvor erwähnten Servoschleifen mit dieser vergrößerten Geschwindigkeit arbeiten, bis sie eine erste Abgleichbedingung erreichen, um sicherzustellen, daß einer Einschaltung folgend sofort Daten zur Verfügung stehen, oder während Wartungsarbeiten und Abgleichvorgängen, bei denen ein Stift 172 am rückwärtigen Teil der Einheit geerdet werden kann, damit die Anzeige 170 mit einer erheblich vergrößerten Geschwindigkeit anspricht, um den Abgleich und eine Prüfung zu erleichtern. Vor der Beschreibung der Anzeige 170 im einzelnen ist darauf hinzuweisen, daß zum Optimieren der Genauigkeit der zuvor erwähnten Digital-Analog-Umformer 114 und 116 der Mikroprozessor 154 die in seinen internen Zähler vorliegenden binären Daten vor der Umformung in binär kodierte Daten für die Anzeige abtastet, um sicherzustellen, daß mehr als 80% des Skalenvollausschlagzählerstandes für den vollen Bereich benutzt wird, wodurch sowohl die Auflösung als auch die Genauigkeit der Vorrichtung 100 verbessert werden. Diese Skalierung kann dadurch erreicht werden, daß in einem binären Muster Skalierungssteuerstifte mit Erde verbunden werden, wodurch der geeignete Multiplikationsfaktor für die binären Daten in den herkömmlichen internen Zählern des Mikroprozessors 154 ausgewählt wird. Diese binären Daten werden in binär kodierte Dezimaldaten nach dieser vorskalierenden Multiplikation umgeformt, wobei die binär kodierten Dezimaldaten ihrerseits in internen Speichern des Mikroprozessors 154 gespeichert und anschließend an die Ausgangsanschlüsse der Programmspeichereinheit 154b gegeben werden, wie z. B. die vier Ausgangsanschlüsse, die in Fig. 1 gezeigt sind, die mit einem herkömmlichen Dekodertreiber 174 zur Speisung einer 7-Segment-Anzeige verbunden sind. Ein solcher Dekodertreiber 174 wird zusammen mit den drei getrennten Anzeigen 170a, 170b und 170c benutzt, die die digitale Anzeige 170 bilden. Selbstverständlich kann, wenn mehr als drei Ziffern der Anzeige gewünscht werden, die Anzeigeschaltung modifiziert werden, was auch der Fall ist, wenn weniger als drei Ziffern gewünscht werden.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die drei Anzeigen 170a, 170b und 170c nacheinander über drei Steuerleitungen abgetastet, die von der Programmspeichereinheit 154b kommen und aufeinanderfolgend Schalttransistoren 176, 178 und 180 ansteuern, die an den gemeinsamen Kathoden der Anzeigen 170a, 170b und 170c jeweils angeordnet sind, wobei die Anzeigen 170a, 170b, 170c herkömmliche LED-Anzeigen sind. Acht unabhängige Steuerleitungen von der Programmspeichereinheit 154b werden benutzt, um einen spannungsgesteuerten monostabilen Multivibrator 182 einstellbarer Impulsbreite anzusteuern. Jedesmal, wenn eine Anzeigeziffer 170a, 170b oder 170c von dem Mikroprozessor 154 abgetastet wird, wird ein Ansteuerimpuls erzeugt, der einen Impuls des monostabilen Multivibrators 182 einleitet, der seinerseits über die Leitung 183 an den Austasteingang des Dekodertreibers 174 gegeben wird. Die Dauer dieses Impulses wird von einer externen Steuerspannung gesteuert, die von einem Potentiometer 184 abgegeben wird, das z. B. extern angeordnet ist, und eine gleichzeitige Anzeigeintensitätssteuerung für alle Anzeigen und einer Gesamtanzeige ermöglicht, die im einzelnen später noch erläutert wird. Zusammengefaßt bestimmt bei der Anzeigeintensitätssteuerung das Steuersignal für die Anzeigeintensität die Impulsbreite des monostabilen Multivibrators 182, der von dem Mikroprozessor 154 angesteuert wird, wenn die Anzeige 170 adressiert ist. Der monostabile Multivibrator 182 erzeugt ein Austastsignal für den Austasteingang am Dekodertreiber 174, das die Anzeige 170 austastet und eine Einschaltung der Anzeige 170 verhindert, so daß die Steuerspannung damit das Tastverhältnis oder die Länge des Austastsignals bestimmt, das erzeugt wird, wenn die Anzeige 170 adressiert ist, da die Anzeige 170 nur dann eingeschaltet ist, wenn die Anzeige 170 adressiert ist und das Austastsignal nicht vorliegt. Die Intensität der abgetasteten Anzeige 170 ist daher eine direkte Funktion des Tastverhältnisses dieses Austastsignals, d. h. je länger die Anzeige 170 eingeschaltet ist, umso heller ist die Anzeige 170. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann eine wahlweise Einfüllbetriebsweise bei der Vorrichtung 100 vorgesehen werden, wobei diese Einfüllbetriebsweise durch Drücken eines Schalters 190 eingeschaltet wird, die die Anzeigezähler des Mikroprozessors 154 auf Null löscht und eine Vorwärtszählung mit einer bestimmten hohen Geschwindigkeit, wie z. B. 10 Zählungen pro Sekunde, veranlaßt. Bei dieser wahlweisen Anordnung, vorzugsweise, wenn der Schalter 190 losgelassen und erneut gedrückt wird, zählen die Zähler mit einer niedrigen Geschwindigkeit, wie etwa 2 Zählungen pro Sekunde. Wenn daher der gewünschte Wert erreicht ist, wird der Schalter 190 losgelassen und das System 100 wird automatisch in die Einfüllbetriebsweise zurückkehren. Während dieser wahlweisen Einfüllbetriebsweise wird die Anzeige 170 automatisch eine bestimmte Anzeige angeben, wie z. B. drei F und den vorgewählten Einfüllpegel. Wenn der Treibstoff in dem Tank diesen vorgewählten Einfüllpegel erreicht, wird ein Signal, z. B. von einer lichtemittierenden Diode LED 192 abgegeben, um anzuzeigen, daß der vorgewählte Pegel erreicht wurde, wobei ein Schalttransistor 194 an einem rückwärtigen Verbindungsleiter leitend wird, um an eine entfernt gelegene Füllstation ein Signal abzugeben, das der Betankungsmannschaft angibt, daß der vorgewählte Wert erreicht wurde. Dieser Füllvorgang kann an jedem beliebigen Punkt beendet werden, in dem der Einfüllschalter 190 ein drittes Mal gedrückt wird, um die Anzeige für die Strömungsmittelmenge zurück in ihre Feststellbetriebsweise zu schalten, um die Treibstoffmenge in dem Tank anzuzeigen.

Der Mikroprozessor 154 kann auch mit einem weiteren Mikroprozessor zusammenarbeiten, der die Treibstoffmenge für mehrere Tanks zusammenfaßt. In diesem Fall werden die binär kodierten Dezimaldaten von einem getrennten Eingabe/Ausgabe- Anschluß der Programmspeichereinheit 154b an einen in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Pufferverstärker 196 für eine Pegelverschiebung gegeben. Diese Daten werden vorzugsweise seriell und asynchron mit einer bestimmten Geschwindigkeit, wie 100 Baud übertragen. Wortsynchronisationslücken bewirken eine Synchronisation der Datenwörter mit den Start- und Stoppbits und ein Paritätsbit wird ebenfalls übertragen, um eine fehlerlose Datenübertragung sicherzustellen, wobei der Pufferverstärker 196 eine gesteuerte Anstiegs- und Abfallszeit eines bestimmten Intervalls, wie z. B. von 10 Mikrosekunden, erzeugt, um elektromagnetische Störungen zu beseitigen. Die zuvor erwähnte Zusammenfassungseinrichtung für die Treibstoffmenge weist vorzugsweise einen Mikroprozessor auf, der dem Mikroprozessor 154 identisch ist und der alle Signale aufsummiert, um die verschiedenen individuellen Anzeigevorrichtungen 100 für die Treibstoffmenge an Bord des Flugzeuges zusammenzufassen, wobei jede Anzeigevorrichtung den Wert der Treibstoffmenge, der auf jeweils 50 Kilo abgerundet ist, asynchron auf einer einzigen Leitung an die Zusammenfassungseinrichtung gibt. Die Zusammenfassungseinrichtung ruft das Eingangssignal einer jeden Anzeigevorrichtung auf und synchronisiert sich selbst an der Wortsynchronisationslücke, die z. B. 24 Bit beträgt. Ein Startbit leitet den Datenempfang ein und die Daten werden in die zentrale Verarbeitungseinheit der Zusammenfassungseinrichtung mit der zuvor erwähnten Übertragungsgeschwindigkeit gegeben, wobei diese der zentralen Verarbeitungseinheit 154a identisch ist. Für das ankommende Datenwort wird dann die Parität geprüft und es wird außerdem mit den vorangegangenen Daten verglichen, um sicherzustellen, daß mehr als ein Zählerstand innerhalb des Aufrufintervalls nicht aufgetreten ist, das z. B. drei Sekunden beträgt. Wenn bei dieser Anordnung eine Änderung von mehr als den vorgewählten 50 Kilo, die einem Bit entsprechen, in einer kürzeren Zeit als dieses Aufrufintervall auftritt, wird eine Fehlerroutine eingeleitet und das Eingangssignal nochmals abgetastet. Wenn dieser Zustand während einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Intervallen, wie z. B. fünf, anhält, so läßt die Zusammenfassungseinrichtung eine Anzeige aufblinken, die der Zahl der fehlerhaften Anzeigevorrichtung entspricht, bis diese Anzeige gelöscht wird. Bei einer solchen Zusammenfassungseinrichtung wird bei jedem Aufruf der Wert einer Anzeigevorrichtung in einem unabhängigen Speicherplatz gespeichert und hinzuaddiert, um die gesamte zur Verfügung stehende Treibstoffmenge auf einer digitalen Anzeige anzuzeigen, die der digitalen Anzeige 170 entspricht, was zusätzlich zu Anzeigevorrichtungen erfolgt, die anhand der Vorrichtung 100 erläutert wurden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Angeben der Strömungsmittelmenge innerhalb eines Behälters bestimmten Volumens mit einer innerhalb des Behältervolumens angeordneten kapazitiven Fühleinrichtung (112), die in das Strömungsmittel und Luft innerhalb des Behältervolumens eintaucht und eine entsprechend änderbare Dielektrizitätskonstante hat, die proportional der jeweiligen Strömungsmittelmenge innerhalb des Behältervolumens ist, mit einer kapazitiven Bezugseinrichtung (120), die innerhalb des Behältervolumens so angeordnet ist, daß sie in das Strömungsmittel eintaucht und auf Änderungen der Dielektrizitätskonstante des Strömungsmittels anspricht, mit einem mit der Fühleinrichtung (112) wirkungsmäßig verbundenen Wechselspannungs-Bezugsgenerator (102) zum Erzeugen eines Signals bestimmter Phase und Frequenz, mit einer ersten Einrichtung (154) zum Erzeugen eines die Strömungsmittelmenge angebenden Ausgangssignals sowie einem ersten Digital-Analog-Umformer (114), das der kapazitiven Bezugseinrichtung (120) zugeführt ist sowie dessen Phasenlage der des Wechselspannungs-Bezugsgenerators entgegengesetzt und dessen Frequenz der des Wechselspannungs-Bezugsgenerators gleich ist, wobei die erste Einrichtung (154) derart programmierbar ist, daß eine universelle Strömungsmittelmengen-Nulleinstellung sowie Skalenvollausschlags-Einstellung für Behälter unabhängig von deren Formgebung erreicht wird, und die Abhängigkeit von Richtungszählbefehlen das ihr zugeführte Signal des Bezugsgenerators (102) zählt, mit einer ersten Differenzverstärker-Summiereinrichtung (136) mit einem wirkungsmäßig mit den Ausgängen der kapazitiven Fühleinrichtung (112) und der kapazitiven Bezugseinrichtung (120) verbundenen Eingang (124) zum Summieren der ihr von diesen zugeführten Ausgangssignale, mit einer wirkungsmäßig mit dem Ausgang der ersten Summiereinrichtung (136) verbundenen ersten Schaltung (148) zum Erzeugen der Richtungszählbefehle in Abhängigkeit von Ausgangssignal der ersten Summiereinrichtung (136), mit einer digitalen Anzeigeeinrichtung (170) zum Anzeigen der Strömungsmittelmenge nach Maßgabe des ihr von der ersten Einrichtung (154) zugeführten Ausgangssignals, das dem jeweils gezählten Zählerstand entspricht, wobei der Wechselspannungs-Bezugsgenerator (102), die kapazitive Fühleinrichtung (112), die kapazitive Bezugseinrichtung (120), die erste Summiereinrichtung (136), die erste Schaltung (148) zum Erzeugen der Richtungszählbefehle, die erste Einrichtung (154) und der erste Digital-Analog-Umformer (114) eine erste digitale Servosteuerschleife bilden, die auf Null einstellbar ist, wenn das Ausgangssignal der ersten Einrichtung (154) gleich der Strömungsmittelmenge ist, wodurch eine von der Behälterform unabhängige Realzeit-Digitalanzeige der Strömungsmittelmenge innerhalb eines gegebenen Behälters erzeugbar ist, und mit einem zweiten Digital-Analog-Umformer (116), dessen Ausgangssignal dem Eingang der ersten Summiereinrichtung (136) zugeführt ist, um an diese ein mit einem der Menge von Verunreinigungen innerhalb des Strömungsmittels proportionalen Lecksignal phasengleiches Signal gleicher Größe, aber entgegengesetzter Richtung zum Beseitigen einer Realkomponente in dem von der kapazitiven Bezugseinrichtung (120) kommenden Ausgangssignal zu geben, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (154) ein Mikroprozessor ist, der Steuersignale an den mit ihm verbundenen ersten Digital-Analog-Umformer (114) abgibt, wodurch dieser das die Strömungsmittelmenge angebende Ausgangssignal abgibt, daß der Mikroprozessor (154) zum Zwecke der Strömungsmittelmengen-Nulleinstellung sowie Skalenvollausschlags-Einstellung allein softwaremäßig programmiert ist und daß die Eingänge des zweiten Digital-Analog-Umformers (116) mit dem Mikroprozessor (154) verbunden sind, um ein Steuersignal von diesem zu erhalten, das die Größe des mit dem Signal des Bezugsgenerators (102) phasengleichen Lecksignals über der kapazitiven Bezugseinrichtung (120) angibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Potentiometer (130), das wirkungsmäßig zwischen den Wechselspannungs-Bezugsgenerator (102) und den Eingang der ersten Summiereinrichtung (136) zum Einstellen der Verstärkung des Bezugssignals für die erste Summiereinrichtung (136) geschaltet ist, um die Strömungsmittelmengen-Nulleinstellung zu bewirken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zweites Potentiometer (106), das wirkungsmäßig zwischen den Wechselspannungs-Bezugsgenerator (102) und die erste Summiereinrichtung (136) zum Einstellen der Verstärkung des an den Eingang der ersten Summiereinrichtung (136) gegebenen Bezugssignals geschaltet ist, um die Skalenvollausschlags-Einstellung zu bewirken.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zweite Differenzverstärker-Summiereinrichtung (126), deren Eingänge mit dem Wechselspannungs-Bezugsgenerator (102) über einen Inverter (104) und mit dem Ausgang des zweiten Digital-Analog-Umformers (116) und deren Ausgang mit dem Eingang der ersten Summiereinrichtung (136) verbunden sind, wodurch das invertierte Signal des Bezugsgenerators mit dem Ausgangssignal des zweiten Digital-Analog-Umformers (116) summiert und ein Ausgangssignal am Eingang der ersten Summiereinrichtung (136) erzeugt wird, das entgegengesetzte Phasen zu der des Lecksignals hat, um eine Beseitigung der Realkomponente im Ausgangssignal der kapazitiven Bezugseinrichtung (120) zu bewirken.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Spitzenabtast-Demodulatoreinrichtung (140), die mit dem Ausgang der ersten Summiereinrichtung (136) zum Tasten des Ausgangssignals der ersten Summiereinrichtung bei im wesentlichen 90° Phasenlage in bezug auf die des Signals des Bezugsgenerators (102) verbunden ist, gekennzeichnet durch eine mit dem Ausgang der Demodulatoreinrichtung (140) verbundene zweite Schaltung (160) zum Erzeugen von zweiten Richtungszählbefehlen für den Eingang des Mikroprozessors (154) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Demodulatoreinrichtung (140), wodurch der Mikroprozessor (154) das Steuersignal für den zweiten Digital-Analog-Umformer (116) in Abhängigkeit von diesen Richtungszählbefehlen erzeugt, und wobei der Bezugsgenerator (102), die kapazitive Fühleinrichtung (112), die kaapazitive Bezugseinrichtung (120), die ersten und zweiten Summiereinrichtungen (136, 126), die zweite Schaltung (160) zum Erzeugen der zweiten Richtungszählbefehle, der Mikroprozessor (154), der zweite Digital-Analog-Umformer (116) und die Spitzenabtast-Demodulatoreinrichtung (140) eine zweite, von der ersten unabhängige digitale Servoschleife bilden, die nur auf Phasenunterschiede anspricht und auf Null einstellbar ist, wenn das am Ausgang des Mikroprozessors (154) abgegebene Steuersignal für den zweiten Digital-Analog-Umformer (116) ein mit dem Lecksignal phasengleiches Signal gleicher Größe, jedoch entgegengesetzter Richtung am Eingang der ersten Summiereinrichtung (136) bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Multiplexer (152), der wirkungsmäßig zwischen die Ausgänge der ersten und zweiten Schaltungen (148, 160) zum Erzeugen der Richtungszählbefehle und den Eingang des Mikroprozessors (154) geschaltet ist, damit dieser die Richtungszählbefehle von den ersten und zweiten unabhängigen digitalen Servoschleifen steuerbar abtasten kann.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (154) eine Abtasteinrichtung (154b) zum aufeinanderfolgenden Abtasten der digitalen Anzeigeeinrichtung (170) mit dem Anzeigesteuersignal aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Anzeigeeinrichtung (170) eine Vielzahl getrennter Anzeigen (170a, 170b, 170c), die zu einer Gesamtanzeige für die Strömungsmittelmenge kombinierbar sind, und eine gleiche Vielzahl von Schaltereinrichtungen (176, 178, 180) aufweist, die wirkungsmäßig zwischen die Abtasteinrichtung (154b) und eine zugehörige der getrennten Anzeigen jeweils geschaltet sind, wobei die Abtasteinrichtung (154b) des Mikroprozessors (154) aufeinanderfolgend die Schaltereinrichtungen (176, 178, 180) durchschaltet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine wirkungsmäßig zwischen den Ausgang für das Anzeigesteuersignal des Mikroprozessors (154) und jede der getrennten digitalen Anzeigen (170a, 170b, 170c) geschaltete Einrichtung (174) zum wahlweisen gesteuerten Austasten der getrennten digitalen Anzeigen und zum Steuern der Intensität der Anzeige als eine direkte Funktion des Austastintervalls der getrennten digitalen Anzeigen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen zweiten Mikroprozessor, der zum das Anzeigesteuersignal führenden Ausgang des ersten Mikroprozessors (154) zum Zusammenfassen der Strömungsmittelmenge des gegebenen Behälters mit weiteren Strömungsmittelmengen parallel geschaltet ist, die anderen getrennten und unabhängigen Behältern zugeordnet sind, wodurch eine Gesamtströmungsmittelmenge für eine Vielzahl von getrennten Behältern anzeigbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung (148) zum Erzeugen der Richtungszählbefehle Vergleicher (148a, 148b) zum Vergleichen des Ausgangssignals der ersten Summiereinrichtung (136) mit einem Bezugssignal aufweist, um die Zählrichtung zu bestimmen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel Flugzeugtreibstoff und der Behälter ein Tank für diesen ist.