DE3003151C2

DE3003151C2 -

Info

Publication number: DE3003151C2
Application number: DE3003151A
Authority: DE
Inventors: David William Grand Blanc Mich. Us Taylor
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1987-12-03
Also published as: JPS55132959A; JPS6216381B2; CA1111931A; IT8047871A0; GB2045953B; US4230984A; DE3003151A1; GB2045953A; IT1126936B

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art und umfaßt auch ein Meßwerk zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein Meßwerk dieser Art eignet sich beispielsweise als Drehzahlmesser von Fahrzeugen.

Ein Verfahren der eingangs angegebenen Art ist aus der US-PS 36 36 447 bekannt. Bei diesem bekannten Gerät werden von der mittels eines Sensors zu erfassenden Eingangsgröße Sinus- und Kosinus-Wellenformen abgeleitet, um zwei senkrecht aufeinanderstehende Spulen in der Weise zu erregen, daß mittels des resultierenden Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Phasenlage dieser beiden Wellenformen ein Zeiger verstellt werden kann. Abgesehen davon, daß bei dieser bekannten Anordnung die Anzeigegenauigkeit zu wünschen übrig läßt, werden zur Erzeugung der Sinus-Wellenform und der Kosinus-Wellenform getrennte Funktionsgeneratoren benötigt, die relativ aufwendig sind und verhindern, daß insgesamt ein preiswertes Gerät gebaut werden kann.

Aus der DE-OS 29 24 617 ist ein Anzeigegerät bekannt, das ein um eine Drehachse drehbar angordnetes Magnetsystem sowie eine Wicklung umfaßt, mit welcher ein auf das Magnetsystem einwirkendes Magnetfeld erzeugbar ist, mittels dessen ein Zeiger betätigbar ist. Auch bei diesem bekannten Gerät, das einen vergleichsweise komplizierten Aufbau besitzt, werden getrennte Sinus- und Kosinus-Generatoren benötigt, so daß insgesamt wiederum ein aufwendiger Gesamtaufbau entsteht.

Aus der US-PS 39 46 311 ist ein Anzeigegerät mit einer Vielzahl von winkelmäßig genau ausgerichteten Spulen bekannt, die über Plusgeneratoren in Abhängigkeit von der Frequenz elektrischer Signale ansteuerbar sind, um wiederum ein gerichtetes Magnetfeld zur Betätigung eines Zeigers zu erzeugen. Auch diese Anordnung ist im Aufbau kompliziert und erfordert eine aufwendige elektrische Schaltung zur Erzeugung der Ansteuerimpulse.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das einerseits eine hohe Anzeigegenauigkeit über einen großen, insbesondere sich über 360° erstreckenden Winkelbereich gewährleistet und andererseits mit vergleichsweise geringem schaltungstechnischen Aufbau realisierbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die benötigten Ansteuersignale mittels eines einzigen Funktionsgenerators erzeugt werden können und die Ansteuerung der senkrecht aufeinanderstehenden Spulen nur eine technisch unproblematische Steuerschaltung erfordert.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Luftkern- Anzeigegerätes,

Fig. 2 a bis 2 d Darstellungen des magnetischen Feldvektors, wie er in dem Anzeigegerät nach Fig. 1 beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auftritt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung einer erfindungsgemäßen Treibervorrichtung zum Betrieb eines Anzeigegeräts,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Speicherregisters der Schaltung nach Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anzeigegerät- Treiberschaltung aus der Gesamtschaltung nach Fig. 3,

Fig. 6 a bis 6 d je eine Darstellung von Kurvenformen, die Digitalwertdifferenzen in der erfindungsgemäßen Schaltung und der entsprechenden Treiberströme für das Anzeigegerät ergeben, und

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Steuerlogikabschnitts der Schaltung nach Fig. 3.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Luftkern-Anzeigegerät bekannter Art, wie es beispielsweise in der US-PS 36 36 447 gezeigt ist. Das Anzeigegerät 10 enthält zwei senkrecht aufeinanderstehende Spulen A bzw. B und einen Zeiger 12, der über dem Zifferblatt des Anzeigegeräts sich in seiner Winkellage so einstellt, wie es den Strömen entspricht, mit denen die jeweiligen Spulen A und B beaufschlagt sind; dabei ist sowohl die Polarität des Stroms durch jede Spule wie auch die Größe der Ströme von Einfluß auf die Zeigerstellung. Für die nachfolgende Besprechung wird angenommen, daß der in der Spule A fließende Strom I _A positiv ist, wenn ein nach Fig. 1 nach oben gerichteter magnetischer Vektor erzeugt wird und daß der Strom I _B in der Spule B positiv ist, wenn der entsprechende magnetische Vektor in der Darstellung nach Fig. 1 nach rechts gerichtet ist. Zur Vereinfachung der Darstellung wird der Anzeigebereich des Anzeigegeräts durch gestrichelte Linien in 1/8-Sektoren oder Oktanten 1 bis 8 unterteilt. Wenn die erfaßte Eingangsgröße den Wert 0 aufweist, liegt der Zeiger 12 in der in Fig. 1 dargestellten Grenzlage zwischen den Oktanten 1 und 8. Bei zunehmenden Werten der Eingangsgröße bewegt sich der Zeiger nacheinander durch die Oktanten 1 bis 8.

Da die Einzelmagnetfelder der Spulen proportional von der Größe und der Polarität der jeweiligen Treiberströme oder Betriebsströme abhängen, werden die Feldvektoren bequemerweise mit den Stromwerten I _A und I _B bezeichnet. Wie in Fig. 2 a dargestellt, wird dann, wenn beide Feldvektoren ihren Maximalwert in negativer Richtung erreicht haben, der Winkel R des Zeigers 12 in bezug auf den Vektor I _B 45° betragen. Nach Fig. 2 b nimmt bei abnehmendem Strom I _A und konstant bleibendem Strom I _B der Winkel R ab, so daß sich der Zeiger 12 in Uhrzeigerrichtung über den Oktanten 1 bewegt. Es ist leicht einzusehen, daß der Winkel R durch die Funktion tanR = I _A/I _B bestimmt ist. Solange also I _B konstant bleibt und I _A sich entsprechend einer Tangensfunktion der Eingangsgröße ändert, ist die Veränderung des Winkels R direkt proportional der Änderung der Eingangsgröße. So kann der Zeiger 12 genau innerhalb der Oktanten 1 und 2 eingestellt werden, wenn nur I _A proportional einer Tangensfunktion der Eingangsgröße geändert wird.

Fig. 2 c zeigt die Stellung des Zeigers im zweiten Oktanten, wenn der Vektor I _A in positiver Richtung verläuft und der Vektor I _B weiterhin seinen Maximalwert in der negativen Richtung beibehält. Um eine Weiterbewegung in den dritten und vierten Oktanten zu erreichen, wird der Vektor I _A bei seinem Maximalwert in positiver Richtung gehalten und der Vektor I _B wird so geändert, daß der Zeiger die Oktanten 3 und 4 durchläuft. Wie zuvor wird der Winkel R wieder als Winkel zwischen dem Zeiger und dem festgelegten Vektor gemessen, wie es Fig. 2 d zeigt.

In der folgenden Tafel I wird die Spulenerregung dargestellt, die für die Zeigerstellung in jeden Oktanten erforderlich ist. Die unter "Steuerlogik" angeführten Eingangswerte werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert:

Tafel I

Die Bezeichnungen 1 und -1 für die Spulenerregung beziehen sich auf höchsten Spulenstrom jeweils in positiver bzw. negativer Richtung. So ist für Betrieb im ersten Oktanten eine Veränderung des Stroms in der Spule A zwischen -1 und 0 vorgesehen, während die Spule B mit dem Strom -1, d. h. mit dem Höchstwert des Stroms in negativer Richtung, beaufschlagt wird. Im Oktanten 2 verändert sich der Strom in Spule A von 0 bis +1, während der Strom in Spule B bei -1 bleibt usw. Durch dieses Schema kann die Zeigerbewegung durch alle acht Oktanten bzw. durch 360° ausgeführt werden.

Fig. 3 zeigt eine Schaltung, die zur Ansteuerung der Steuerspulen nötige Ströme erzeugen kann; hier wird besonderer Bezug auf die Geschwindigkeitsmessung bei einem Fahrzeug genommen. Ein Geschwindigkeitssensor 14, der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt, erzeugt eine Impulsreihe mit einer Frequenz, die der Geschwindigkeit proportional ist. Diese Impulse, die die Frequenz und damit die Eingangsgröße darstellen, werden einem Puffer- oder Zwischenspeicher 16 zugeführt, und kommen von dort zu einem seriellen Tachometer 18. Das serielle Tachometer ist vorzugsweise eine digitale Frequenzmeßschaltung, wie sie beispielsweise in US-PS 40 51 434 beschrieben ist.

Wichtige Elemente des seriellen Tachometers sind ein Tachometerregister 20 und ein Speicherregister 22. Das serielle Tachometer gibt in das Tachometerregister eine Binärzahl ein, die proportional der erfaßten Geschwindigkeit ist. Das Tachometerregister umfaßt vorteilhafterweise ein 16-bit oder ein 18-bit- Schieberegister, während das Speicherregister auf eine Kapazität von 10 bit begrenzt ist und die oberen 10 Bits des Tachometerregisters speichert, da dieses Informationsmaß oder diese Informationsmenge für eine gute Anzeigegerät-Auflösung ausreichend ist. Die 10 bit-Plätze des Speicherregisters 22 sind in Fig. 4 dargestellt. Die unteren sieben Bits oder die Menge der sieben Bits mit geringster Wertigkeit, die als 2⁰ bis 2⁶ dargestellt werden können, werden über die Leitung 24 einem Inverter oder Wandler 26 zugeführt. Das 2⁷-Bit wird über Leitung 28 an den Steuereingang des Wandlers 26 angelegt. Das Ausgangssignal des Inverters 26 adressiert einen Festwert- oder Lesespeicher ROM 30. Der ROM ist so programmiert, daß er den Tangens des sich ergebenden magnetischen Vektors des Anzeigegeräts bestimmt, so daß der Winkel des Zeigers 12 linear mit der Eingangsfrequenz ansteigt, die der Geschwindigkeitssensor 14 abgibt. Der ROM besteht aus 128 Worten zu je 7 bit, die jeweils einen der Ströme für einen Oktanten oder 45°-Sektor der Anzeigegerät-Zeigerstellung bestimmen. Das Ausgangssignal des ROM 30 wird über die Leitung 32 an einen Tastverhältnis-Generator 34 weitergegeben, der wiederum ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Tastverhältnis (Verhältnis der Einschalt- zur Pausenzeit bei feststehendem Zyklus) proportional dem Wert des binären Ausgangssignals des ROM 30 ist. Das Tastverhältnissignal wird über Leitung 35 einer Steuerlogikschaltung 36 zugeführt, die wahlweise oder abwechselnd das Tastverhältnis-Signal an zwei Anzeigegerät-Treiberschaltungen 38 weiterleitet, die jeweils wieder die Anzeigegerätspulen A bzw. B beaufschlagen.

Die Steuerlogikschaltung 36 wird durch die oberen 3 Bits oder die Reihe der Bits mit der größten Wertigkeit des Speicherregisters 22 beeinflußt, d. h. die Stellen des Speichers 22, die die Bit 2⁷ bis 2⁹ umfassen. Diese werden über die Leitung 40 zur Steuerlogik 36 weitergegeben. Diese Reihe der drei Binärzahlen oder Bits ist in Tafel I als Steuerlogikeingang angegeben. Die Aufgabe der Steuerlogikschaltung besteht darin, den variablen Tastverhältnisstrom an die Spule A und den Dauerstrom an die Spule B weiterzuleiten und die jeweilige Polarität der Ströme zu steuern, wenn das Eingangssignal 000 anliegt und sonst die Spulenbeaufschlagung entsprechend der Tafel I zu beeinflussen. In anderen Worten, der Oktant, in dem das Anzeigegerät gerade arbeitet, wird durch das Steuerlogikeingangssignal bestimmt, das durch die oberen 3 Bit des Speicherregisters 22 dargestellt wird.

Eine der beiden Anzeigegerät-Treiberschaltungen 38 ist in Fig. 5 gezeigt; hier enthält es beispielsweise die Spule A und besitzt eine Spannungsversorgung V, die mit der Spule verbunden wird, um je nachdem eine Stromführung in einer der beiden möglichen Richtungen zu ergeben. Zwei Transistoren 42 und 44 sind vorgesehen, um einen Stromfluß in die Spule A in einer Richtung zu erzeugen und ein weiteres Paar Transistoren 46 und 48 ist so angeordnet, daß sie im Leitfähigkeitszustand in der entgegengesetzten Richtung Strom durch die Spule A leiten.

Ein Transistor 50 mit geerdetem Emitter ist mit der Basis des Transistors 42 und mit der Versorgungsspannung V über als Spannungsteiler wirkende Widerstände 52 verbunden. Die Basis des Transistors 50 ist mit einer Eingangsleitung 54 A von der Steuerlogikschaltung 36 verbunden, so daß dann, wenn die Leitung 54 A stromführend ist, der Transistor 42 eingeschaltet wird. In gleicher Weise ist ein Transistor 56 mit einer Eingangsleitung 58 A verbunden und schaltet bei stromführender Eingangsleitung 58 A den Transistor 46 ein. Die Transistoren 44 und 48 sind mit ihren Basiselektroden mit Eingangsleitungen 60 A bzw. 62 A verbunden und werden durch diese betätigt. Die Anzeigeinstrument-Treiberschaltung für die Spule B ist identisch mit der für die Spule A ausgeführt und die entsprechenden Eingangsleitungen sind dann mit 54 B, 58 B, 60 B bzw. 62 B bezeichnet.

Damit wird durch richtige Beaufschlagung der Transistorpaare die Polarität des Spulenstroms beeinflußt und dann, wenn ein Transistorpaar leitfähig gemacht ist, wird der Maximalstrom der Spule zugeführt, der durch die Spannung V und die Spulenimpedanz bestimmt ist. Wenn an die Basis eines der Transistoren 44 oder 48 das Tastverhältnissignal angelegt wird, wird der Spulenstrom entsprechend dem Tastverhältnis vermindert. Dabei entspricht ein Tastverhältnis von 100% der maximalen Spulenerregung. Veränderungen der durch die Spannungsversorgung V gelieferten Spannung beeinflussen das Verhältnis der magnetischen Vektoren, bestimmt durch die voll beaufschlagte und die teilweise beaufschlagte Spule, nicht.

In Fig. 7 ist die Steuerlogikschaltung dargestellt, die die Einschalt- oder Erregungssignale für die jeweiligen Leitungen 54 A bzw. B bis 62 A bzw. B abgibt. Die Leitung 40, die Einzelleiter zur Übertragung der Bits 2⁷ bis 2⁹ umfaßt, ist mit drei Eingängen T₁, T₂ und T₃ eines Zwischenspeichers verbunden, der über seine Ausgänge Q₁, Q₂ bzw. Q₃ verzögerte oder gespeicherte Signale an die Leitungen 68, 66 bzw. 64 abgibt, die jeweils den Bits 2⁷, 2⁸ bzw. 2⁹ entsprechen. Ein EXCLUSIV ODER-Glied 70 besitzt Eingänge, die mit den Leitungen 64 und 68 verbunden sind und das von ihm abgegebene Ausgangssignal kommt über die Leitung 72 zu den A-Eingängen zweier Dekoder 74 und 78, während die Leitungen 66 und 64 je einzeln mit dem A-, B- bzw. -Eingängen von Dekodern 74, 76 und 78 in der in Fig. 7 dargestellten Weise verbunden sind. Diese Dekoder sind 1: 4-Dekoder, die jeweils 4555 integrierte Schaltkreise umfassen, jeweils die schon bezeichneten Eingänge A, B und besitzen sowie Ausgänge Q₀, Q₁, Q₂ und Q₃. Die Ausgangssignale jedes Dekoders sind in der in Tafel II bezeichneten Weise jeweils EXCLUSIV.

Tafel II

Wenn dann der Freigabeeingang mit einer positiven Spannung beaufschlagt ist, sind alle Ausgangssignale gleich 0. Wie gezeigt, ist der Freigabe(enable)-Eingang des Dekoders 74 mit der Tastverhältnis-Leitung 35 verbunden, so daß das Ausgangssignal des Dekoders 74 jeweils entsprechend dem Tastverhältnis moduliert ist. Die enable-Eingänge der Dekoder 76 und 78 sind geerdet, so daß Vollzeitbetrieb der Ausgangssignale je nach den anliegenden Eingangssignalen A und B erreicht wird. Die Dekoderausgänge sind in der in Fig. 7 gezeigten Weise mit 8 ODER-Gliedern 80 verbunden, und so werden die Steuerlogik- Ausgangssignale erzeugt, die dann Eingangssignale für die Anzeigegerät- Treiberschaltungen über die Leitungen 54 A bzw. B bis 62 A bzw. B werden.

Eine Betrachtung der Steuerlogikschaltung nach Fig. 7 zeigt, daß die in Tabelle I dargestellten Logikfunktionen erreicht werden. Wenn beispielsweise alle Eingang-Bits über Leitung 40 den Wert 0 haben, dann sind auch die Signale, die an den Leitungen 64, 66, 68 und 72 geführt werden, 0. Wenn die Eingänge A und B jedes Dekoders den Wert 0 haben, ist das Ausgangssignal am Ausgang Q₀ jedes Dekoders 1. Der Ausgang Q₀ des Dekoders 74 wird dann durch das Tastverhältnissignal so moduliert, daß die Leitung 60 A mit einem modulierten Signal beaufschlagt wird. Der Ausgang Q₀ des Dekoders 76 ergibt eine Vollzeit- oder Dauererregung der Leitungen 60 B und 54 B. Schließlich erregt das Signal am Ausgang Q₀ des Dekoders 78 die Leitung 54 A dauernd. Ein Blick auf die Fig. 5 stellt klar, daß damit der Transistor 44 durch ein moduliertes und damit auch wieder modulierendes Eingangssignal erregt wird, das eine mit einem Einschaltverhältnis versehene Leitung dieses Transistors ergibt, und der Transistor 42 wird demnach so eingeschaltet, daß sich ein Strom mit einem bestimmten Tastverhältnis in der negativen Richtung durch die Spule A, wie nach der Tabelle I erforderlich, ergibt. In gleicher Weise wird durch die Dauererregung der Leitungen 60 B und 54 B die Spule B mit einem Dauerstrom in negativer Richtung beschickt, und das Anzeigegerät ergibt eine Anzeige im Oktanten 1.

Zum Betrieb im Oktanten 2 liegt ein Eingangssignal an der Steuerlogik 36 an, das die Bits 001 enthält; dann sind die Leitungen 64 und 72 am Wert 1 und die Leitungen 66 und 68 am Wert 0. Der Dekoder 76 empfängt dann an den Eingängen A und B das Signal 0 und erzeugt ein Ausgangssignal am Ausgang Q₀ mit dem Wert 1, wie zuvor, so daß die Leitungen 60 B und 54 B dauererregt werden und einen negativen Spulenstrom in Spule B mit Dauereinschaltung ergeben. Die Dekoder 74 und 78 empfangen jeweils Eingangssignale an den Eingängen A und B mit den Werten 1 bzw. 0, so daß die Ausgänge Q₁ einen modulierten Tastverhältnisstrom an Leitung 62 A und einen Dauerstrom an Leitung 58 A erzeugen. Dadurch wird die Spule A in positiver Richtung mit einem Tastverhältnisstrom beaufschlagt, wie es der Betrieb im Oktanten 2 erfordert.

Der Betrieb der Schaltung wird weiter mit Bezug auf die in Fig. 6 gezeigten Wellenzüge oder Stromdiagramme erklärt. Die Wellenzüge in den Fig. 6 a, 6 b und 6 c sind Analogdarstellungen von binären Werten in der digitalen Schaltung. Fig. 6 a stellt den Gesamtwert der unteren 7 Bits des Speicherregisters 22 dar, die jeweils immer wieder mit zunehmender Geschwindigkeit zu einem Höchstwert ansteigen und abrupt auf 0 abfallen, d. h. daß im ersten Oktanten des Anzeigegeräts das Register von der gelöschten Stellung bis zur vollen Kapazität der unteren 7 Bits gefüllt wird, während die oberen 3 Bits jeweils den Wert 0 haben. Wenn die Geschwindigkeit weiter über die Kapazität 7 Bit ansteigt, werden die unteren 7 Bits auf 0 zurückgestellt, während das achte Bit (2⁷) auf 1 erhöht wird, um den Betrieb im zweiten Oktanten anzuzeigen, und so weiter, so daß sich die wiederholte Reihe ansteigender Werte in den unteren 7 Bit-Stellen des Registers ergibt.

Fig. 6 b zeigt den Betrieb des Inverters oder Wandlers 26. Der Wandler wird durch das Bit 2⁷ des Speicherregisters gesteuert. Wenn dieses Bit den Wert 0 hat, durchlaufen die unteren 7 Bits des Registers den Inverter ungeändert zum Festwertspeicher ROM, während dann, wenn das Bit 2⁷ den Wert 1 hat, der Wandler das Komplement zu dem aus den unteren 7 Bit bestehenden Wert erzeugt, so daß das diskontinuierliche Muster aus Fig. 6 a zu einem kontinuierlichen Sägezahnmuster nach Fig. 6 b gewandelt wird. Das Ausgangssignal des Inverters wird an den Adreßeingang des ROM 30 weitergegeben.

Fig. 6 zeigt die Änderung des ROM-Ausgangssignals mit der Geschwindigkeit. In jedem Oktanten bildet das ROM-Ausgangssignal eine Tangensfunktion des Winkels, der durch den Inverterausgang repräsentiert wird. Der Tangens von 45° ist 1 und der Tangens von 0° ist 0, so daß das ROM-Ausgangssignal sich zwischen diesen beiden Grenzen entsprechend der Eingangsadresse ändert. Durch selektives Anlegen des äquivalenten Stroms zum ROM-Ausgangssignal an jede Spule des Anzeigewerkes und durch Auswahl der richtigen Polarität kann die Anzeige über den gesamten 360°-Bereich betrieben werden, auch wenn der ROM nur die Tangenswerte für 0° bis 45° enthält.

Fig. 6 d zeigt dann den durchschnittlichen Strom in den Spulen A und B bei jeder Anzeigestellung zwischen 0° und 270°. Die in Fig. 6 d gezeigten Wellenformen sind also eine bildliche Darstellung der Tafel I, d. h. mit zunehmender Geschwindigkeit zeigen die Wellenformen in Fig. 6 d die Polaritäts- und Tastverhältnis- Veränderungen des Stroms in den jeweiligen Spulen. Da der Strom sich in einer bestimmten Spule nur in abwechselnden Quadraten ändert, und in den dazwischenliegenden Quadranten am Maximalwert gehalten wird, ergibt sich, daß nur ein Funktionsgenerator für die Tangensfunktion, nämlich der ROM 30 erforderlich ist und daß infolge der Wirksamkeit der Steuerlogikschaltung 36 der variable Strom in richtiger Weise auf die jeweiligen Spulen angelegt wird, so daß sich eine lineare Bewegung des Zeigers in Abhängigkeit von der Eingangsgröße, hier der Geschwindigkeit, ergibt.

Es zeigt sich weiter, daß durch die wiederholte Ausnützung der Tangenswerte von 0 bis 45° eine große Anzahl von Tangensfunktionswerten, d. h. Tangensfunktionswerte für eine große Wertedichte in einem relativ kleinen ROM gespeichert werden können, ohne daß an Genauigkeit und Auflösung Einbußen in Kauf genommen werden müssen.

Obwohl die beschriebene Ausführung eine Geschwindigkeits-Anzeigeschaltung betrifft, kann die gleiche oder eine ähnliche Vorrichtung zum Betrieb eines Anzeigegeräts auch für andere Anwendungen benutzt werden, um den Wert oder das Ausmaß einer Eingangsgröße linear anzuzeigen.

Es wird also ein Luftkern-Anzeigegerät mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Spulen zum Antrieb eines Zeigers verwendet, bei dem die erste Spule durch einen relativ konstanten Referenzstrom und die zweite Spule durch einen Strom erregt wird, der sich mit einer Tangensfunktion der Eingangsgröße ändert, um den Zeiger durch einen Oktanten der Meßanzeige zu treiben. Die Strompolarität der zweiten Spule wird gewendet und der Spulenstrom wird wiederum in der gleichen Weise verändert, um den Zeiger durch einen zweiten Oktanten zu treiben. Daraufhin wird der Referenzstrom an die zweite Spule angelegt und der Spulenstrom in der ersten Spule entsprechend der Tangensfunktion verändert, um den Zeiger durch einen dritten Oktanten zu treiben usw., um einen Zeigerantrieb mit weitem Anzeigewinkel zu erreichen.

Wenn die Eingangsquantität eine Frequenz ist, wird die Treiberschaltung vorzugsweise als Digitalschaltung mit einem Festwert- oder Auslesespeicher ausgelegt, wobei in dem Speicher die Tangensfunktion der Eingangsgröße enthalten ist, und es wird eine Steuerlogik 36 verwendet, die wahlweise den Dauerstrom und den variablen Strom an die jeweiligen Anzeigeinstrumentspulen anlegt, um die richtige Zeigerbewegung zu erzielen.

Claims

1. Verfahren zur proportionalen Anzeige einer mittels eines Sensors erfaßten Eingangsgröße, bei dem mittels einer ersten und einer zweiten Spule, die senkrecht aufeinander stehen, ein resultierendes Magnetfeld erzeugt und durch dieses resultierende Magnetfeld ein diesem folgender Zeiger eines Meßwerks in seiner Winkellage eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Anzeigebereich in eine Mehrzahl von Winkelbereichen eingeteilt wird und für jeden Winkelbereich ein konstantes Bezugssignal und ein variables Signal erzeugt werden,
- daß das variable Signal als Tangensfunktion der Eingangsgröße gebildet wird,
- daß bei sich in einem Wertebereich befindender Eingangsgröße das Bezugssignal der ersten Spule und das variable Signal der zweiten Spule zugeführt wird, und
- daß bei sich im anschließenden Wertebereich befindender Eingangsgröße das Bezugssignal der zweiten Spule und das variable Signal der ersten Spule zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß als variables Signal ein sich wie der Tangens eines Winkels im Bereich von 0 bis 45° ändernder Strom jeweils über jedem Oktanten einer Vielzahl von Meßwerks-Oktanten und als Bezugssignal ein Referenzstrom mit einem Wert verwendet wird, der gleich dem Maximalwert des sich ändernden Stroms entspricht,
- daß dann, wenn die Eingangsgröße sich in einem ersten Bereich befindet, der Referenzstrom mit einer ersten Polarität der ersten Spule (B) und der sich ändernde Strom in einer ersten Polarität der zweiten Spule (A) zugeführt wird, wodurch der Ausschlagwinkel des Zeigers (12) sich durch einen ersten Oktanten des Meßwerks sich in gleicher Weise ändert wie die Eingangsgröße sich durch den einen Wertebereich ändert,
- daß dann, wenn die Eingangsgröße sich in einem zweiten, dem ersten Bereich benachbarten Bereich befindet, der Referenzstrom in der ersten Polarität der ersten Spule (B) und der sich ändernde Strom in einer zweiten Polarität der zweiten Spule (A) zugeführt wird, wodurch der Ausschlagwinkel des Zeigers sich durch einen zweiten Oktanten des Meßwerks in gleicher Weise ändert wie sich die Eingangsgröße durch einen zweiten Wertebereich benachbart dem ersten Wertebereich ändert
- daß dann, wenn die Eingangsgröße sich durch jeweilige dritte und vierte Bereiche ändert, der Referenzstrom in der zweiten Polarität an die zweite Spule angelegt ist und der sich ändernde Strom anfangs in einer ersten Polarität und dann in einer zweiten Polarität an die erste Spule angelegt ist, wodurch der Ausschlagwinkel des Zeigers sich durch dritte bzw. vierte Oktanten des Anzeigeinstruments ändert und daraufhin bei darauffolgenden Änderungen der Eingangsgröße durch weitere Bereiche das angegebene Muster der alternativen Beaufschlagung des Referenz- und des variablen Stroms auf die jeweiligen Spulen fortgesetzt wird und fortschreitend der variable Strom vom maximalen Wert in einer Polarität durch Null zum maximalen Wert in der anderen Polarität für je zwei Oktanten geändert wird, um fortschreitend den Ausschlagwinkel des Zeigers proportional zu Änderungen der Eingangsgröße zu ändern.

3. Meßwerk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit zwei senkrecht aufeinanderstehenden Spulen, einem in Abhängigkeit von dem resultierenden Magnetfeld dieser Spulen bewegten Zeiger sowie einem das anzuzeigende Signal erfassenden Sensor, gekennzeichnet durch einen mit dem Sensorsignal gespeisten Funktionsgenerator (30), eine das Ausgangssignal des Funktionsgenerators (30) erhaltende Steuerschaltung (36) und eine Treiberschaltung (38) zur Erzeugung eines variablen, dem Ausgangssignal des Funktionsgenerators (30) proportionalen Treiberstroms und eines Referenztreiberstroms, welche zur Erzeugung des resultierenden Magnetfeldes den beiden Spulen (A, B) zugeführt sind.

4. Meßwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine in Abhängigkeit vom Sensorsignal eine Binärzahl erzeugende Schaltung (18) vorgesehen ist,
- daß diese zur Eingangsgröße proportionale Binärzahl eine Reihe von Bits größter Wertigkeit umfaßt, deren Wert schrittweise mit dem Wert der Eingangsgröße anwächst, sowie eine Reihe von Bits mit geringster Wertigkeit, die beim Anwachsen des Wertes der Eingangsgröße entsprechend einem sich wiederholenden Muster zunehmen,
- daß ein durch die Reihe der geringstwertigen Bits adressierter Speicher (30) zur Speicherung einer Tabelle von Zahlen vorgesehen ist, welche dem Tangens eines Winkels entsprechen, welcher durch die Reihe der Bits mit geringster Wertigkeit repräsentiert wird und ein binäres Ausgangssignal erzeugt,
- daß eine das binäre Ausgangssignal empfangende Schaltung (34) zur Erzeugung eines sich proportional zum Tangens des durch die Reihe der Bits mit geringster Wertigkeit repräsentierten Winkels ändernden Signals vorgesehen ist,
- daß die Steuerschaltung (36) und die Treiberschaltung (38) eine Steuerlogik umfassen, der das sich ändernde Signal und die Reihe der Bits mit größter Wertigkeit zugeführt sind, um einen variablen Treiberstrom proportional zu dem sich ändernden Signal und einen Referenzstrom gleich dem Maximalwert des variablen Treiberstroms zu erzeugen,
- und daß eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die wahlweise die Treiberströme auf die erste bzw. zweite Spule (A, B) schaltet und die Polarität der Treiberströme derart steuert, daß das resultierende Magnetfeld den Zeiger (12) entsprechend dem Wert der Eingangsgröße richtet.