DE2943630A1

DE2943630A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung einer funktionskenngroesse einer uhr

Info

Publication number: DE2943630A1
Application number: DE19792943630
Authority: DE
Inventors: Yvan Greiner
Original assignee: Portescap SA
Current assignee: Portescap SA
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1980-05-08
Also published as: JPS5560882A; CH623196B; FR2440571A1; FR2440571B1; US4335596A; CH623196GA3; DE2943630C2

Description

Uwe M. Haft Patentanwalt

Maximilianstrasse D-8000 München

Tel.: (089)294818 Telex: 523514 Telegr.: NOVAPAT

' H 482

Verfahren und Vorrichtung zur Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr, wobei die in der Uhr auftretenden Erschütterungen gemessen und entsprechende Zeitmeßpulse erzeugt werden und wobei das Auslösen dieser Zeitmeßpulse wahrend eines Teils eines jeden ZeitIntervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen unterdrückt wird, ujn die Erzeugung von Zeitweepulsen aufgrund von Störerschütterungen zu verhindern, mit einem Einsetzen der Unterdrückung unmittelbar nach dem Ende eines jeden Zeitmeßpulses, und wobei die derart erhaltenen Zeitmeßpulse mit Impulsen konstante: Wiederholungsfreguenz verglichen werden» um ein elektrisches Signal zu erzeugen und anzuzeigen» welches der zu messenden Größe zu entspricht.

Eine erfindungsgemäöe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und zur Erzeugung von feitSineSpuisen für die Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr weist einen Schwingungsaufnehmer für die in der Uhr auftretenden Erschütterungen

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auf, einen Generator zur Erzeugung von Zeitmeßpulsen entsprechend den Erschütterungen und eine Anordnung zur Unterdrückung der Zeitmeßpulse während eines Teils eines jeden Zeitraumes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen und zwar unmittelbar nach dem Ende eines jeden Zeitmeßpulses.

Zur Messung der Funktionskenngröße einer Uhr, beispielsweise des Ganges (in beiden Richtungen), der Abweichung vom abgeglichenen Zustand der Hemmung (Asymmetrie der Halbschwingungen der Unruh) oder der Schwingungsamplitude der Unruh wird häufig wie folgt vorgegangen:

die Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen,die in der Uhr auftreten, beispielsweise die Schläge der Hemmung im Falle einer mechanischen Uhr, werden aufgenommen und in elektrische Meßimpulse umgewandelt, wonach die Meßimpulse (oder Zeitmeßpulse) mit einem periodischen Bezugssignal bekannter Frequenz verglichen werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der CHPS 556 57 3 der Anmelderin bekannt.

Die hiermit erzielbaren Resultate können jedoch noch durch das Entstehen von parasitären oder Störimpulsen verfälscht werden, die in unregelmäßigen Intervallen zwischen den periodischen Impulsen auftreten, die dem regelmäßigen Gang der Uhr entsprechen, wobei diese Störimpulse zur Erzeugung von Meßpulsen führen können, die nichts mit der Funktionskenngröße der Uhr zu tun haben.

Um das Auslösen von Zeitmeßpulsen durch Störimpulse zu verhindern, ist es bereits bekannt,dieses Auslösen während eines Teils*des Zeitintervalls zwischen zwei periodischen,auf-

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einanderfolgenden Folgen von Erschütterungen oder zwei normalen Impulsen (oder Heßsignalen) _zu unterdrücken, wobei diese Unterdrückung unmittelbar oder kurz nach dem Ende eines jeden Meßsignals einsetzt und ausreichend schnell beendet wird, um das Auslösen eines Zeitmeßpulses für das folgende Meßsignal zu ermöglichen.

Das bedeutet also,daß jedes Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen unterteilt ist in eine ünterdrückungszeit_/während der das Erzeugen eines Meßimpulses nicht möglich ist und in ein "Fenster", während dessen Auftreten die Impulse oder von der Uhr stammenden Folgen von Erschütterungen (Meßsignale oder Störsignale) die Erzeugung eines Zeitmeßpulses auslösen können. Um das Risiko des Auslösens eines SeitmeSpuises durch einen Störimpuls so gering wie möglich zu halten muß also die Dauer der Unterdrückung soweit wie möglich gleich dem Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen sein, d.h. also,daß das Fenster gerade vor Erzeugung des zweiten Meßsignals geöffnet wird.

Bis}jetzt ist es jedoch nicht möglich gewesen,das Verhältnis zwischen Unterdrückungszeit und entsprechendem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen über einen bestimmte* relativ niedrigen Wert zu vergrößern und demzufolge die Zeitdauer des Fensters unter einen Minimalwert zu drücken, der einem wesentlichen Teil dieses Zeitraumes entspricht.

Die Dauer des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen ist nämlich nicht genau bekannt, wenigstens vor der Messung, wodurch der Seitdauer des Fensters ein ausreichend großer Wert zuerkannt werden muß, um zu vermeiden, daß das zweite Meßsignal außerhalb des Fensters auftritt. Außerdem bedingt bei Uhren mit Unruh die Ungleichheit zwischen

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den aufeinanderfolgen Zeitintervallen,die jeweils einer der Halbschwingungen der Unruh entsprechen, eine Begrenzung der Unterdrückungszeit auf einen Wert, der dem kürzeren Intervall entspricht. Das bedeutet, daß das dem längeren Intervall zugeordnete Fenster größer ist als das dem kürzeren Intervall zugeordnete und daß es ohne weiteres die Hälfte des Intervalls überschreiten kann. Für eine Uhr, deren Schwingungszahl 36 000 Halbschwingungen pro Stunde entspricht (Dauer einer Schwingung: 200 ms) beträgt das kürzere Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen z.B. 90 ms und das längere Intervall 110 ms. In diesem Fall ist die maximale Unterdrückungszeit praktisch auf 80 ms festgelegt, was einem Fenster von 10 ms für das kurze Intervall und von 30 ms fürs lange Intervall entspricht. Für eine entsprechende Schwingungsfrequenz von 18 000 Halbschwingungen pro Stunde (Dauer einer Schwingung 400 ms) errechnen sich folgende praktische Werte: v- Dauer des kurzen Intervalls: 190 ms

- Dauer des langen Intervalls: 210 ms

- Unterdrückungszeit: 80 ms

- Dauer des Fensters im kurzen Intervall: 110 ms

- Dauer des Fensters im langen Intervall: 130 ms.

Das bedeutet, daß trotz der Unterdrückung des Auslösens von Meßimpulsen während eines Teils des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen das Risiko einer Auslösung eines Meßimpulses durch einen Störimpuls, der von der Uhr stammt, immernoch erheblich ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorv richtung zu schaffen, mit der das oben genannte Risiko praktisch verschwindet, da die Öffnungszeit des Fensters erheb-

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lieh kleiner ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt .dazu vor,daß die Dauer der Unterdrückung des Auslösens der Zeitmeßimpulse während eines jeden Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Folgen von Erschütterungen, die von der Uhr erzeugt werden, gleich der Dauer des vorletzten vorhergehenden Zeitintervalls, abzüglich einer festen Zeitdauer ist.

Erfindungsgemäß erfolgt also die Unterdrückung des Auslösens von Zeitmeß.pulee während einer variablen Dauer, die für jedes Intervall von 'der Dauer des vorletzten vorhergehenden Intervalls abhängt, während die Öffnungsdauer des Fensters selbst fest ist^ Das bedeutet, daß selbst im Falle einer erheblichen Abweichung vom abgeglichenen Zustand der Hemmung einer mechanischen Uhr (große Ungleichheit zwischen den Dauern der Halbschwingungen) der Dauer der Unterdrückung ein Wert zugeodnet werden kann, der einen erheblichen Prozentsatz der Gesaistdauer des Intervalls beträgt, ohne dabei den Zeitpunkt zu verpassen, an dem das nächste Meösignal auftritt» Damit verringert sich entsprechend das Risiko der Erzeugung eines Störsignals außerhalb der Unterdrückungszeit.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung schlägt vor, daß die Anordnung zur Unterdrückung des Auslösens der Zeitmeß pulse derart ausgestaltet ist, daß die Dauer der Unterdrückung während eines jeden Zeitintervalle gleich der Dauer des vorletzten, vorhergehenden Zeitintervalls abzüglich einer festen Zeitdauer ist.

¥arzttgsweise beträgt das Verhältnis zwischen der festen Öffnungszeit T_Q {die den>Unterschied zwischen der Gesamtdauer

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T eines jeden Intervalls und der Unterdrückungsdauer T„ entspricht) zur Gesamtdauer T eines jeden Intervalls in der Größenordnung von 0,001 bis 0,02.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung zur Erzeugung von Zeitmeßpulsen,

Fig. 2 den Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur automatischen Synchronisierung der Zeitmeßpulsen mit den Meßsignalen der Uhr, und

Fig. 4 den Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten der in Fig. 3 gezeigten Schaltung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung werden die in einer Uhr durch die Schläge der Hemmung hervorgerufenen Erschütterungen sowie auch die durch andere Ursachen hervorgerufenen Erschütterungen,von einem Schwingungsaufnehmer 1 (z.B. einem Mikrophon) aufgenommen und anschließend von einem Verstärker 2 verstärkt.

Am Punkt a der Anordnung erscheint also ein Signal, das sich aus einer Reihe von Impulsen zusammensetzt, wie sie in Fig. 2, Linie a dargestellt ist. Diese Impulse bestehen jeweils aus einer kurzen Folge von Stoßen, die einmal dem Schlag am Beginn jeder Halbschwingung der Unruh entsprechen (normale Im-

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pulse, die zur Messung des Ganges oder der Abweichung vom abgeglichenen Zustand der Hemmung dienen) und zum anderen Störsignalen, die eine andere Ursache haben, (z.B. denjenigen die mit P in der Linie a in Fig. 2 dargestellt sind). Die normalen Impulse treten in regelmäßigen Intervallen auf, die vom Gang und von der Abweichung vom abgeglichenen Zustand der Hemmung abhängen, während die Störimpulse in unregelmäßigen Intervallen auftreten. In der folgenden Beschreibung werden diese normalen Impulse als Meßsignale (top) bezeichnet und die anderen als Störsignale.

Das am Punkt a auftretende Signal wird einer monostabilen Schaltung 3 zugeführt (die zum Beispiel ein integrierter Schaltkreis sein kann, wie er unter der Bezeichnung 74 LS 221 von der Firma Texas Instruments Company angeboten wird). Dadurch erhält man am Ausgang Q, der Schaltung 3 ein Signal b₄ das aus einer Folge ausgeprägter Rechteckimpulse sehr kurzer Dauer (z.B. 4 liikrosekunden) besteht, wobei jeder Impuls zuerst eine ansteigende Vorder.flanke und eine abfallende Hinterflanke aufweist und wobei die Impulse iait den Meßsignalen synchronisiert sind, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Am Ausgang Q, der Schaltung 3 erscheint ein zum Signal b inverses Signal S, welches das Ausgangssignal der Anordnung ist und aus ύ^η gewünschten 2eitmeßpulsen besteht. Diese Pulse sind mit den Meßsignalen synchronisiert, wobei jedes Meßsignal einen Zeitmeßpuls auslöst* Ein Auslösen eines Zeitxseflpulses während des Auftretens eines Störsignals wird dadurch verhindert, daß die Schaltung 3 während beinah des ganzen Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden MeSsignalen gesperrt ist, und nur während eines konstanten Zeitraums wirksam ist, der einem geringen Bruchteil <z.B, in der Größenordnung von O,1 bis 2 %) des gesamten Zeitraums entspricht, während der Pulse von der Schaltung 3 erzeugt werden. Dieses Resultat wird durch die noch

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näher zu beschreibenden Schaltungsteile erzielt.

Das Signal b wird dem Eingang einer monostabilen Schaltung zugeführt (die z.B. ein integrierter Schaltkreis sein kann, wie er unter der Bezeichnung 74 LS 221 erhältlich ist) und die an ihrem Ausgang Ul ein Ausgangssignal d abgibt, das aus einer Folge von Rechteckimpulsen besteht,die z.B. eine Dauer von 2 Mikrosekunden aufweisen, und jeweils zuerst mit ihrer Abstiegsflanke erscheinen, wobei diese Impulse ebenfalls mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind.

Das Signal d wird dem Steuereingang L_fi eines Impulszählers 6 zugeführt, der eine Rückwärtszählung durchführt (und der z.B. ein integrierter Schaltkreis mit der Bezeichnung 74 LS von Texas Instruments Company sein kann). Dem Impulszähler 6 wird weiterhin ein periodisches elektrisches Signal zugeführt, das aus einem Zug von Rechteckimpulsen besteht mit einer Periode von 1 Millisekunde, das von einem Frequenzteiler 7 stammt, welcher über den Leiter OSC mit einem Generator periodischer Impulse konstanter Frequenz verbunden ist, z.B. mit einem nichtdargestellten Quarzoszillator. Ein geeigneter Zähler 6 ist z.B. vom Typ "negative-edge-triggered" d.h. er wird von jeder Anstiegsflanke der vom Teiler 7 stammenden Impulse ausgelöst.

Das Signal d wird weiterhin dem Eingang einer monostabilen Schaltung 9 zugeführt (z.B. ein integrierter Schaltkreis 74 LS 221) an deren Ausgang Q„ ein Ausgangssignal e entsteht. Dieses besteht aus einer Reihe rechtwinkliger Impulse mit einer Dauer von z.B. 2 Mikrosekunden und deren Anstiegsflanke zuerst erscheint. Diese Impulse sind mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert, jedoch zu den Impulsen des Signals d um eineh Betrag verschoben, der gleich der Dauer der letzteren Impulse ist, d.h. z.B. um 2 Millisekunden.

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Das Signal e wird weiterhin dem Steueranschluß (oder Taktanschluß) einer Speicherschaltung 8 zugeführt.

Gleichzeitig wird das Signal e einerseits dem Eingang einer monostabilen Schaltung 10 und andererseits dem Eingang einer monostabilen Schaltung 11 zugeführt. Die beiden Schaltungen 10 und 11 können z.B. aus integrierten Schaltkreisen mit der Bezeichnung 74 LS 221 bestehen.

Die monostabile Schaltung 10 gibt ein Ausgangssignal g an ihrem Ausgang Q₁₀ ab, sowie ein zu g inverses Ausgangssignal g am Ausgang S₁₀* ^^ese Signale bestehen jeweils aus einer Reihe rechtwinkliger Impulse mit einer Dauer von z.B. 2 Mikrosekunden, wobei die Impulse des Signals § zuerst mit ihrer Abstiegsflanke und diejenigen des inichtdargestellten) Signals g zuerst mit ihrer Anstiegsflanke erscheinen. Diese Impulse sind ebenfalls mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert und bezüglich der Impulse des Signals e verschoben, um einen Betrag der der Dauer der letzteren Impulse entspricht d.h. z.B. um 2 Mikrosekunden, woraus sich eine Verschiebung bezüglich der Impulse des Signals d ergibt» die gleich der Summe der Impulsdauernder Signale d und e ist, d.h. z.B. 4 Mikrosekunden.

Das Signal g wird an den Rückstelleingang (oder Löscheingang) CL_ des Frequenzteilers ? angelegt. Das Signal g wird dem Eingang 12¹ einer bistabilen oder Kippschaltung 12 zugeführt, deren anderer Eingang 12* mit dem Ausgang des Zählers 6 verbunden ist und demzufolge das Ausgangssignal k des letzteren

Die monostabile Schaltung 11 gibt ein Ausgangssignal f an ihren Ausgang Q^ ^ ab_r welches die Form einer Reihe rechtwink-

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liger Impulse aufweist mit einer Dauer von z.B. 2 Millisekunden und deren Anstiegsflanken zuerst erscheinen. Diese Impulse sind mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert, weisen jedoch bezüglich des Signals e die gleiche Verschiebung auf, wie die Impulse der Signale g und g.

Das Signal f wird dem Rückstelleingang (oder Löscheingang) CL.., eines Impulszählers 13 zugeführt, der eine Vorwärtszählung durchführt (und der z.B. aus einer integrierten Schaltung 74 LS 393 von Texas Instruments Company bestehen kann). Der Zähler 13 zählt die Impulse des vom Teiler 7 stammenden Signals und ist vom Typ "negative-edge-triggered".

Die Speicherschaltung 8 ist zwischen den Vorwärtszähler 13 und den Rückwärtszähler 6 geschaltet.

Jeder Impuls des Signals f hält den Zähler 13 während der Dauer dieses Impulses auf Null, d.h. während 2 Millisekunden.

Das bedeutet, daß während eines jeden Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßsignalen,d.h. im Falle einer Uhr mit Unruh während der Dauer einer Halbschwingung der Unruh, der Zähler 13 eine Anzahl von Impulsen des vom Teiler 7 stammenden Signals zählt, die gleich der Gesamtzahl der während dieses Zeitraums abgegebenen Impulse ist, vermindert um die Anzahl der Impulse, die während der Nullstellung (2 Millisekunden) des Zählers 13 abgegeben werden.

Jeder Impuls des Signals g bewirkt eine Nullstellung des Frequenzteilers 7 während der Dauer dieses Impulses (2 Mikrosekunden), wodurch eine Synchronisierung des Beginns der Zählung durch den Zähler 13 mit jedem Meßsignal der Uhr ermöglicht wird (mit einer Verschiebung,die einer Verzögerung von 4 Mikrosekunden entspricht,welche vernachlässigbar gegenüber der Periode von einer Millisekunde des vom Teiler 7 abge-

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gebenen Signals ist). Dadurcli wird die Ungenauigkeit von einer Impulseinheit der vom Zähler· 13 gezählten Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgender. Meßsignalen beseitigt (d.h. eines Fehlers von einer Millisekunde) der sonst auftreten würde, wenn das vom Teiler 7 stammende Signal nicht zeitweise während eines jeden Meßsignals auf Null gehalten würde.

Jeder Impuls des Signals e bewirkt den Übergang der vom Zähler 13 gezählten Informationen in die Speicherschaltung 8 und jeder Impuls des Signals d bewirkt den Übergang dor in der Speicherschaltung 8 enthaltenen Informationen in den Zähler 6. Das Ausgarrgssignal k des Zählen; 6 besteht aus einer Reihe rechtwinkliger Impulse, deren Dauer z.B. eine Millisekunde beträgt und die zuerst mit ihrer Abstiegsflanke anliegen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn der Zähler aiü Ende der Eückwürtszählung bei Null anlangt.

Das Ausgangssignal der Kippschaltung 12 wird dem Rückstell eingang CL^ der monostabilen Schaltung 3 zugeführt. Demzufolge werden die Ausgangssignale S und b dieser Schaltung während eines Zeitintervalis unterdrückt, der zwischen dem Zeitpunkt des Auftretens der Abstiegsflanke der Impulse des Signals g und dem Zeitpunkt des Erscheinens der Abstiegsflanke der Impulse des Signals k liegt. Dieses Intervall oder diese Unterdrückungs^eit beginnt also 4 Mikrosekunden nach dem Anfang eines jeden Mefisignais der Uhr iz.B. I) ₄ wobei seine Dauer T_n, gleich der Zähldauer des Zählers 13 im Intervall ist, welches zwei aufeinanderfolgende Meßsignale

<I „ und I ,) trennt.
n-2 n-1

Die Zähldauer des Zählers 13 in» Intervall, das zwei aufeinanderfolgende Meßsignale trennt» z.B, die beiden Signale I _o und I 2 und das einer Halbschwingung der unruh entspricht» wobei diese Dauer gleich der Dauer der Halbperiode vermindert um die feste Dauer T ist Jim gewählten Beispiel 2)

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Millisekunden), wird im Speicher 8 während der folgenden Halbperiode eingespeichert (zwischen den Meßsignalen I _..

und I ) und νοτη Rückwärtszähler 6 während der Halbperiode η

zwischen den Signalen I und I ₁ derart ausgewertet, daß die Unterdrückungszeit T . dieser letzteren Halbperiode entspricht.

Der Unterschied zwischen dieser Unterdrückungszeit und der Dauer der Halbperiode bildet die Öffnungszeit T der Anordnung, d.h. die Zeit, während der ein Meßsignal (oder ein Störsignal) vom Aufnehmer 1 aufgenommen wird und zur Erzeugung eines Zeitmeßpulses des Signals S führen kann.

Die Öffnungszeit hat einen konstanten Wert (2 Millisekunden im gewählten Beispiel) selbst in dem Fall, in dem die aufeinanderfolgenden Intervalle zwischen den Meßsignalen der Uhr aufgrund einer Asymmetrie der Hemmung unterschiedlich sind.

Wie Fig. 2 zeigt,ist die Unterdrückungszeit T_n^ während der

OL

Halbperiode zwischen den Meßsignalen I . und I _ größer als die Unterdrückungszeit T_R1 (wobei die Dauer der Unterdrückungszeit T₀ gleich derjenigen der Halbperiode zwischen

Oi.

den Meßsignalen I* und I liegt, welche wiederum gleich derjenigen der Halbperiode zwischen den Signalen I . und I _ abzüglich der Zeitdauer T ist).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet also mit einer variablen Unterdrückungszeit als Funktion der Zeitdauer eines jeden Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mcßsignalen, wodurch man eine Öffnungszeit mit einer festen Zeitdauer T erhält. Dadurch kann diese einen erheblich geringeren Wert aufweisen, als bei den bekannten Vorrichtungen, die

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mit einer festen Unterdrückungszeit und einer variablen Öffnungszeit arbeiten.

Für den Fall einer mechanischen Uhr mit einer Schwingungsfrequenz von 36 OOO Halbschwingungen pro Stunde und unter Berücksichtigung der oben genannten Werte für die Zeitdauer der Impulse der einzelnen Signale sowie für eine Jcurze Intervalldauer von 90 Millisekunden und eine lange Intervalldauer von 110 Millisekunden gemäß Fig. 2 erhält man z.B. eine feste Öffnungszeit T mit einem Wert von 2 Millisekunden, welches ungefähr 2,2% des kurzen Intervalls und ungefähr 1,8% des langen Intervalls entspricht. Man kann diese Zahlen den üblichen oben angegebenen Werten annähern (10 Millisekunden, entsprechend ungefähr 11% für das kurze Intervall und 30 Millisekunden entsprechend ungefähr 27% für das lange Intervall).

Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise noch zusätzlich eine Anordnung aufweisen,zur Kontrolle der Synchronisierung der Auslösefrequenz der Impulse der einzelnen Signale mit der Mefisignalfrequenz des Uhrwerks und um erforderlichensfalls eine automatische erneute Synchronisierung der Zeitmeßimpulse vorzunehmen„

Diese Anordnung kann z.B. aus einer Schaltung bestehen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.

Diese Schaltung weist eine monostabile Schaltung 4 auf, die z.B. ein integrierter Schaltkreis mit der Bezeichnung 74 LS seiii kann. Wird dem Eingang das Signal a zugeführt, so erscheint am Ausgang CL dieser Schaltung ein Signal i <Fig. 4), das aus einer Reihe rechtwinkliger Impulse sehr kurzer Dauer besteht <2.B. eine Mikrosekunde) und bei dem die Abstiegsflanken zu-

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erst anliegen,wobei diese impulse mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind.

Das Signal i wird dem Eingang UP₁₄ eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 14 zugeführt, der z.B. aus einem integrierten Schaltkreis mit der Bezeichnung 74 LS 192 von Texas Instruments Company bestehen kann. Einem anderen Eingang DW₁₄ des Zählers 14 wird das Signal e über einen logischen Koinzidenz-Schaltkreis 15 zugeführt (wobei letzterer ein ODER-Tor ist).

1st die Anzahl der Impulse des Signals i gleich derjenigen der Impulse des Signals 'e, so herrscht Gleichgewicht an den Ausgängen A₁₄ (nicht dargestellt), B₁₄/ C₁₄ und D-₄ des Zählers 14, wobei an den letzteren drei Ausgängen kein Signal ansteht.

1st hingegen die Anzahl der Impulse des Signals i größer als die Anzahl der Impulse des Signals e, so herrscht ein Ungleichgewicht an den Ausgängen A₁₄, B₁₄, C₁₄ und D₁₄ des Zählers 14 und die Zählung verschiebt sich nach vorn,derart , daß der Pegel am Ausgang der logischen Koinzidenzschaltung 16 (die ein ODER-Tor mit drei Eingängen darstellt) auf Null fällt. Dieser Pegel wird dem Löscheingang des Zählers 17 zugeführt, wobei ab diesem Zeitpunkt jeder Impuls des Signals S am Eingang des Zählers 17 diesen auslöst. Der Zähler 17 gibt am Ende der Zählung ein Signal ab und kehrt dabei auf Null zurück, nachdem er eine vorbestiininte Anzahl von Impulsen des Signals S gezählt hat, wobei diese Anzahl z.B.

/7

32 beträgt. Das am Ausgang Q₁₇ des Zählers anstehende Signal bei Beendigung der Zählung des Zählers 17 wird dem Eingang einer monostabilen Schaltung 18 zugeführt, die z.B. ein integrierter Schaltkreis mit der Bezeichnung 74 LS 221 sein kann. Jedem Impuls des Signals bei Beendigung der Zählung

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im Zähler 17 entspricht also ein Impuls des Signals am Ausgang Q_1fi der Schaltung 18, wobei der letztere Impuls z.B. eine Dauer von 4 Mikrosekunden aufweist. Das Ausgangssignal der Schaltung 18 wird dem Rückstelleingang auf Null CL₁. des Zählers 14 zugeführt.

Desweiteren wird das Signal am Ausgang D₁₄ des Zählers 14 über einen Inverter 20 dem Unterdrückungseingang CL- der monostabilen Schaltung 3 mittels einer logischen Koinzidenzschaltung 19 (ODER-Tor) zugeführt, sowie dem Eingang des ODER-Tors 15,der von demjenigen verschieden ist, der das Signal e empfängt.

Dem ODER-Tor 19 wird an dem Eingang,der von demjenigen verschieden ist, dem das Signal des Ausgangs D₁₄ des Zählers zugeführt wird, das Ausgangssignal der Schaltung 12 zugeführt.

Ib dem Fall, in dem die Anzahl der Impulse des Signals 1 nur tan wenige Einheiten größer ist, als diejenige der Impulse des Signals e, d.h. beim eventuellen Auftreten von einigen Störsignalen in Form nichtperiodischer Impulse am Punkt a der Schaltung,, werden die Ausgänge B₁₄ und C₁. des Zahlers 14 schnell abgeglichen,

In dem Fall jedoch, in dem die Anzahl der Impulse des Signals i erheblich größer als diejenige der Impulse des Signals e ist, wie es der Fall ist, wenn die Zeitmeßpulse S und damit die Impulse des Signais e nicht gut synchronisiert sind mit den MeSsignalen der uhr, wird der Zähler 14 automatisch auf Null zurückgestellt, wenn der Zähler 17 die vorgegebene Anzahl von Impulsen des Signals S gezählt hat:, wodurch eine erneute Synchronisierung der Zeitraeßpulse mit den Meßsignalen entsteht.*

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Claims

Uwe M. Haft l?a⁹tentanwalt

Maximilianstrasse D-8000 München

Tel.: (089)294818 Telex: 523514 Telegr.: NOVAPAT

H 482

Portescap, 165, rue Huma-Droz, 2300 La.Chaux-de-Fonds,Schweiz

Patentansprüche

Jl J Verfahren zur Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr, wobei die in der Uhr auftretenden Erschütterungen gemessen und entsprechende Zeitmeßpulse erzeugt werden und wobei das Auslösen dieser Zeitmeßpulse während eines Teils eines jeden Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen unterdrückt wird, um die Erzeugung von Zeitmeßpulsen aufgrund von Störerschütterungen zu verhindern, mit einem Einsetzen der Unterdrückung unmittelbar nach dem Ende eines jeden Zeitmeßpulses, und wobei die erhaltenen Zeitmeßpulse mit Impulsen konstanter Wiederholungsfrequenz verglichen werden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen und anzuzeigen, welches der zu messenden Größe entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Unterdrückung des Auslösens der Zeitmeßpulse während eines jeden Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Folgen von Erschütterungen, die von der Uhr erzeugt werden, gleich der Dauer des vorletzten, vorhergehenden Zeit-

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Intervalls abzüglich einer festen Zeitdauer ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der festen Zeitdauer und der Gesamtdauer eines jeden Intervalls einen Wert in der Größenordnung von 0,001 bis 0,02 annimmt.
3. Vorrichtung zur Erzeugung von Zeitmeßpulsen für die Messung einer Funktionskenngröße einer Uhr, mit einem Schwingungsaufnehmer für die in der Uhr auftretenden Erschütterungen, einem Generator zur Erzeugung von Zeitmeßpulsen entsprechend den Erschütterungen und einer Anordnung zur Unterdrückung der Zeitmeßpulse während eines Teils eines jeden Seitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erschütterungen oder Folgen von Erschütterungen und zwar unmittelbar nach dem Ende eines jeden Zeitiaeßpulses, dadurch gekennzeichnet» daß die letztere Anordnung so ausgestaltet ist, daß die Dauer der Unterdrückung während eines jeden Zeitintervalls gleich der Dauer des vorletzten, vorhergehenden Zeitintervalls abzüglich einer festen Zeitdauer ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der festen Zeitdauer zur Gesaratzeitdauer eines jeden Intervalls einen Wert in der Größenordnung von 0^001 bis 0,02 aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur zeitweisen Unterdrückung des Auslösens von Zeitmeßpulsen folgende Schaltteile aufweist:

- einen ersten monostabilen logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignals als Funktion des Aus-

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gangssignals des Schwingungsaufnehmers für die Erschütterungen der Uhr, wobei das erste Ausgangssignal eine Folge
von Rechteckimpulsen mit ansteigender Vorderflanke aufweist, die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind und zur Erzeugung eines zweiten, zum.ersten invertierten Ausgangssignals, das die Zeitmeßpulse darstellt;

- einen zweiten monostabilen logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines dritten Ausgangssignals als Funktion des ersten Ausgangssignals, welches eine Folge von Rechteckimpulsen mit fallender Vorderflanke aufweist, die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind;

- einen dritten monostabilen logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines vierten Ausgangssignals als Funktion des
dritten Ausgangssignals, wobei das vierte Ausgangssignal
eine Folge von Rechteckimpulsen mit ansteigender Vorderflanke aufweist, die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind und zu den Impulsen des dritten Ausgangssignals um einen Wert verschoben sind, der gleich ihrer Dauer ist;

- einen vierten monostabilen logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines fünften Ausgangssignals als Funktion des
vierten Ausgangssignals, das eine Folge von Rechteckimpulsen mit ansteigender Vorderflanke aufweist, die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind und zu den Impulsen des vierten Ausgangssignals um einen Wert verschoben sind, der gleich ihrer Dauer ist,und zur Erzeugung eines sechsten Ausgangssignals, welches zum fünften Ausgangssignal invertiert ist;

- einen fünften monostabilen logischen Schaltkreis zur Erzeugung eines siebten Ausgangssignals als Funktion des

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sechsten Ausgangssignals, das eine Folge von Rechteckimpulsen mit ansteigender Vorderflanke aufweist, die mit den Meßsignalen der Uhr synchronisiert sind und zu den Impulsen des vierten Signals um einen Wert verschoben sind, der gleich ihrer Dauer ist;

- einen Frequenzteiler zur Aufnahme von Referenzimpulsen konstanter Frequenz und zur Abgabe von Zeitimpulsen, wobei der Frequenzteiler mit einem Löschausgang versehen ist, der mit dem Ausgang des vierten monostabilen logischen Schaltkreises verbunden ist., zur Unterdrückung der Ausgangssignale des Teilers, während der Dauer eines jeden Ausgangsimpulses des vierten monostabilen Schaltkreises;

- einen Vorwärts ζ ähler, dessen Zähleijigang mit dem Ausgang des Frequenzteilers verbunden ist \md dessen Stei!eingang mit dem Ausgang des fünften monostabilen Schaltkreises verbunden ist/ um den Zähler nach jedem Ausgangsijnpuls des fünften monostabilen Schaltkreises zurückzustellen;

- einen Speicherschaltkreis mit einem Steuereingang,der mit dem Ausgang des dritten monostabilen Schaltkreises verbunden ist zur Speicherung der Zählung des Vorwärtszählers nach dem Auftreten des Ausgangssignals des dritten isoBostabilen Schaltkreises ;

- einen Rückwärtszähler, dessen Zähleingang mit dem Ausgang des Frequenzteilers verbunden ist und der ein Endsignal an einem Ausgang abgibt, wenn die Zählung des Zählers Null erreicht und dessen Steuereiugang mit dero Ausgang des zweiten raemostabilen Schaltkreises verbunden ist, so daB der Zähler den Zustand des Speicherschaltkreises nach dem Auftreten des

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Ausgangssignals des zweiten monostabilen Schaltkreises zählt;

- einen bistabilen logischen Schaltkreis mit einem ersten Eingang,der mit dem Ausgang des vierten monostabilen Schaltkreises verbunden ist und einem zweiten Eingang, der mit dem Ausgang desdas Endsignal erzeugenden Rückwärtszählers verbunden ist und mit einem Ausgang,der mit einem Stelleingang des ersten monostabilen Schaltkreises verbunden ist, so daß das Ausgangssignal des ersten monostabilen Schaltkreises während eines Zeitintervalls unterdrückt wird, das durch die Eingangsimpulse bestimmt wird, welche den ersten und zweiten Eingängen des bistabilen lpgischen Schaltkreises zugeführt werden.

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