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Vorrichtung zur Steuerung eines Ablenkspulen-
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Meßgerätes Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektrische
Meßgeräte zur Anzeige einer variablen Größe. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung eine Ansteuerschaltung eines Ableakspulen-Meßgeräts bzw. -Meßinstruments.
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Nerkömmliche Ablenkspulen-Neßgeräte besitzen den Nachteil, daß die
Zeiger- oder Anzeigenadel des Meßgerätes nach dem Ende der Messung nicht zum Nullpunkt
zurückkehrt. Nach dem Ausschalten des Beistungsschalters der MeBgerät-Ansteuerschaltung
verschwindet bei einem solchen herkömmlichen Meßgerät das Eingangs signal mit der
mittels des Zeigers anzuzeigenden Information oder die Meßgerät-Ansteuerschaltung
arbeitet nicht mehr, so daß der Zeiger des Meßgeräts an derselben Stelle wie vorher
verbleibt.
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Auf grund dieser besonderen Eigenschaft der herkömmlichen AbleEkspulen-Meßgeräte
muß der Bediener oder der Benutzer des Meßgerätes darauf achten, ob der vom Zeiger
angezeigte Wert das zu dem Zeitpunkt angelegte Eingangssignal oder das eines früheren
Zustandes darstellt. Der Benutzer des Meßgerätes könnte sich im tatsächlichen Wert
des Eingangssignals irren, wenn er den angezeigten Wert liest, ohne sich zu vergewissern,
ob der Beistungsschnlter der Ansteuerschaltung ausgeschaltet ist oder nicht. Unter
der Annahme, daß ein solches herkömmliches Meßgerät in einem Motorfahrzeug eingebaut
ist, um als Tachometer zu dienen, zeigt der Zeiger oder die Anzeigenadel z.B. ständig
eine gewisse Motordrehzahl an, selbst wenn der Leistungsschalter der Neßgerät-Ansteuerschaltung
ausgedreht ist. Daher könnte der Fahrer mißverstehen, daß der Tachometer falsch
funktioniert. Um eine
solche Unzulänglichkeit auszuschalten, wird
gewünscht daß der Zeiger des Meßgerats stets zum Nullpunkt auf der kalibrierten
Anzeigeplatte zurückkehrt, wenn der Leistungsschalter der Ansteuerschaltung ausgedreht
ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die oben beschriebene
Unzulänglichkeit und Nachteile zu entfernen, die herkömmlichen Ablenkspulen-Meßgeräten
anhaften.
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Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige
und brauchbare Ansteuerschaltung eines Ablenkspulen-Meßgeräteß zu liefern, bei dem
der Zeiger oder die Anzeigenadel auf den Nullpunkt zurückgestellt wird, wenn der
Leistungsschalter der Ansteuerschaltung ausgedreht ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Zeitkonstantenschaltung
für die exponentielle Abnahme der Spannung eines Eingangssignals verwendet, wenn
der Leistungsschalter der Ansteuerschaltung ausgedreht ist. Eine auf die Zeitkonstantenschaltung
folgende Ireibstufe wird nicht nur während der Zeitdauer gespeist, während der der
Leistun:gsschalter angedreht ist, sondern auch während einer festgelegten Zeitperiode,
nachdem der Leistungsschalter ausgedreht wurde, so daß die Treibstufe auf die exponentiell
abnehmende Spannung anspricht, um ein resultierendes Magnetfeld zu erzeugen, durch
welches ein magnetischer Rotor des Meßgerätes zum ursprünglichen Nullpunkt zurückkehrt.
Um die Ereibstufe auf die obige Weise zu erregen, verwendet man eine Zeitschaltung,
die auf den Beistungsschalter anspricht.
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Des weiteren verwendet man zwecks der exponentiellen Erniedrigung
der Spannung des Eingangssignals eine Umschalt-Schaltung, die den Eingang der Zeitkonstantenschaltung
mit der Erde verbindet. Diese Umschalt-Schaltung spricht auf den Leistungsschalter
an und kann ein Brequenz-/Spannungs-
Umwandler sein, wenn das Ablenkspulen-Neßgerät
dazu dient, eine variable durch Pulse dargestellte Größe zu messen, wie sie z.B.
aus der Zündschaltung eines Verbrennungsmotors kommt.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 eine, zum Teil in Blockform veranschaulichte
schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung eines Äblenkspulen-fleßgeräts,
Fig. 2 ein S.chaltbild der in Fig. 1 gezeigten Zeitschaltung, Fig. 3 eine Zeittabelle
mit zahlreichen Spannungen in der in Fig. 1 gezeigten Ansteuerschaltung, Fig. 4
eine Darstellung einer alternativen abgewandelten Anordnung, die in der Schaltung
von Fig. 1 substituiert werden kann, Fig. 5 eine Darstellung einer anderen alternativen
abgewandelten Anordnung, die in der Schaltung von Fig.1 substituiert werden kann,
und Fig. 6 eine Abbildung einer abgewandelten Anordnung von Fig. 5.
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Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführung
der Ansteuerschaltung eines Ablenkspulen-Meßgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Ansteuerschaltung umfaßt eine Eingangsstufe 1, eine Zeitschaltung 2, eine Treibstufe
3, eine Leistungsschaltung einschließlich eines Leistungsschalters 4, ein Relais
5 oder eine Umschalt-Schaltung, eine Zeitschaltung 6 und eine Spannungsversorgung
7.
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Ein Abl enkspul en-Meßgerät 8 ist ebenfalls zwecks eines
besseren
Verständnisses der Beziehung zwischen der Ansteuerschaltung und dem fleßgerät 8
dargestellt. Hier bedeutet "Ablenkspulen-Meßgerãt'1 ein elektrisches Meßgerät zur
visuellen Anzeige einer variablen Große oder Zustandes, indem ein magnetischer Rotor
gemäß dem resultierenden Magnetfeld abgelenkt wird, welches durch wenigstens zwei
Spulen erzeugt wird, welche in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
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Die Anordnung der EingaegsstuSe 1 kann gemäß der Art des Eingangssignals
geändert werden, welches das Objekt der Hessung ist. Wenn das Eingangssignal ein
Analogsignal ist, kann ein solches analoges Eingangssignal des weiteren direkt in
die Zeitkonstantenschaltung 2 geführt werden, was später beschrieben wird. In der
bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Ansteuerschaltung angepaßt,
um auf ein Impulszug'signal anzusprechen, dessen Anzahl pro Zeiteinheit die Drehzahl
der Motorkurbelwelle anzeigt. Man kann ein solches Impulszugsignal aus dem Zündsystem
eines Motors ableiten. Daher arbeitet die dargestellte Ablenkspulen-fleßgerateinheit
als Tachometer zur visuellen Anzeige der Rotor drehzahl.
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Um ein Analogsignal zu erzeugen, dessen Spannung die Motorkurbelwellendrehzahl
darstellt, umfaßt die Eingangsstufe 1 einen Transformator (ohne Bezugszeichen),
einen F/U (Frequenz-/ Spannungs-)Umwandler 12 und einen Widerstand 10. Der Transformator
besitzt eine Primärwicklung 9 und eine Sekundärwicklung 11 zur Aufnahme eines Impulszugsignal
aus dem Zündsystem eines Motors. Die Primärwicklung 9 kann in Reihe mit der PrimSrwicklung
der Zündspule (nicht gezeigt) des Zündsystems so verbunden sein, daß die Primärwicklung
9 des Transformators jedesmal einen Impuls empfangt, wenn die Primärwicklung der
Zündspule erregt ist. Demgemäß werden mit den Zündimpulsen des Motors synchrone
Impulse zur Sekundärwicklung 11 übertragen, während die Spannung der
Eingangsimpulse
geeignet erhöht wird. Es ist nicht nur Aufgabe des Transformators, die Spannung
der Impulse anzupassen, sondern auch als Pufferschaltung zwischen dem Zundsystem
des Motors und der Meßgerät-Ansteuerschaltung zu wirken. Ein Ende der Sekundärwicklung
11 des ransformators ist geerdet, während das andere Ende der Sekundärwicklung 11
mit einem Eingang des mwandlers 12 und weiter ber den Widerstand 10 mit einer Leistungseingangsklemme/verbunden
ist. Die Klemme P1 ist dazu vorgesehen, elektrischen Strom aus dem Starkstromkreis
aufzunehmen, und ist des weiteren mit dem /U-Iwandler 12 verbunden, um diesen mit
elektrischem Strom zu versorgen. Man verwendet den Widerstand 10, um den Eingang
des F/U-Uinwandlers mit einer mittleren Bezugsspannung zu versehen, so daß die Spannung
am Eingang des F/U-Umwandlers 12 bei Empfang von Impulsen aus der Sekundärwicklung
11 bezüglich der mittleren Bezugsspannung variiert.
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Die Ausgangsklemme des F/U-Umwandlers 12 ist mit dem Eingang der Zeitkonstantenschaltung
2 verbunden, die einen Widerstand 22 und einen Kondensator 21 nmfaßt und als Bade-Entlade-Schaltung
wirkt. Der Widerstand 22 ist zwischen den Eingangs-und Ausgangsklemmen der Zeitkonstantenschaltung
2 angeschlossen, während der Kondensator 21 zwischen der Ausgangsklemme der Zeitkonstantenschaltung
2 und der Erde angeschlossen ist.
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Die Zeitkonstante der Zeitkonstantenschaltung 2 kann geändert werden,
indem man den Widerstand und die Kapazität des Widerstands 22 bzw. des Kondensators
21 einstellt.
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Die Ausgangsklemme der Zeitkonstantenschaltung, d.h. der den Widerstand
22 und den Kondensator 21 verbindende Knotenpunkt i ist an den Eingang der Treibstufe
3 angeschlossen, welche zwei Ansteuerungsströme 3a und 3b auf das Ausgangssignal
der Zeitkonstantenschaltung 2 hin erzeugt. Die Ansteuerungsströme 3a und 3b werden
einer ersten und einer zweiten Ablenkspule 81 bzw. 82 des Meßgeräts 8 zugeführt.
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Das Ablenkspulen-Meßgerät umfaßt des weiteren eine drehbare runde
Scheibe (Rotor 83), die magnetisiert ist und so schwenkbar angebracht ist, daß sie
sich mittels des durch das Spulenpaar 81, 82 erzeugte resultierende Magnetfeld drehen
(winklig versetzen) kann. Ein geeigneter Zeiger oder eine Anzeigenadel (nicht gezeigt)
ist mittels einer Welle mechanisch mit der Scheibe 83 so verbunden, daß der Zeiger
einen Wert auf einer geeigneten Anzeigeplatte gemäß dem Drehwinkel der magnetischen
Scheibe 83 visuell anzeigt. Die Treibstufe 3 und der Mechanismus des Ablenkspulen-Meßgeräts
können eine beliebige herkömmliche Vorrichtung sein. Beispielsweise kann man eine
Meßgerät-Treibstufe und ein Ablenkspulen-Meßgerät nach der US-PS 3 168 689 verwenden.
Die Treibstufe 3 besitzt eine Leistungseingangsklemme P2 zur Aufnahme von elektrischem
Strom aus dem Starkstromkreis. Wie einzusehen ist, erzeugt die Treibstufe 3 zwei
Ansteuerungsströme 3a und 3b nur, wenn ihre Beistungseingangsklemme P2 mit elektrischem
Strom versorgt wird.
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Die Leistungseingangsklemmen P1 und P2 der Eingangsstufe 1 und der
Treibstufe 3 können jeweils mit der 8pannungsversorgung 7 auf folgende Weise verbunden
sein. Die Spannungsversorgung 7,.z.B. eine Batterie, besitzt eine negative mit der
Erde verbundene Anschlußklemme und eine mit dem beweglichen Kontakt des Leistungsschalters
4 verbundene positive Anschlußklemme. Die positive Anschlußklemme der Spannungsversorgung
7 ist des weiteren mit einem ersten stationären Kontakt des Relais 5 verbunden,
dessen Betrieb durch ein Ausgangssignal der Zeitschaltung 6 gesteuert wird. Der
Leistungsschalter 4 besitzt einen stationären Kontakt, den man mit dem beweglichen
Kontakt in Kontakt bringen kann, wobei der stationäre Kontakt mit der Leistungseingangsklemme
P1 der Eingangsstufelund dem Eingang der Zeitschaltung 6 verbunden ist. Das Relais
5 besitzt einen beweglichen Kontakt, einen zweiten stationären Kontakt, welcher
mit der Leistungseingangsklemme P2 der
Treibstufe 3 verbunden ist,
und den oben erwähnten ersten stationären Kontakt, Der bewegliche Kontakt des Relais
5 ist angeordnet, um den ersten und zweiten stationären Kontakt bei Vorliegen des
Ausgangssignsls der Treibschaltung 6 zu überbrücken. Die Beziehung zwischen der
Zeitschaltung 6 und dem Relais 5 wird mittels einer gestrichelten Linie gezeigt.
Obwohl man ein Relais zur selektiven Speisung der Treibstufe 3 mit elektrischem
Strpm verwendet, kann män eine Umschalt-Schaltung anderer Art, z.B. einen Halbleiterschalter,
stattdessen verwenden.
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Fig. 2 veranschaulicht ein detailliertes Schaltbild der Zeit schaltung
6. Die Zeitschaltung 6 umfaßt einen ersten und zweiten Widerstand 61 bzw. 63, einen
Kondensator 62 und einen Komparator 64. Der Eingang der Zeitschaltung 6, der mit
dem stationären Kontakt des Leistungsschalters 4 verbunden ist, ist mittels des
ersten Widerstands 61 an einen nichtinvertierenden Eingang (+) des Komparators 64
angeschlossen während ein nichtinvertierender Eingang (-) des Komparators 64 mit
einer geeigneten Bezugsspannungsquelle verbunden ist. Der zweite Widerstand 63 und
der Kondensator 62 bilden eine Parallelschaltung, und diese Parallel schaltung ist
zwischen dem nichtinvertierenden Eingang (+) des Komparators 64 und der Erde zwischengeschaltet.
Der Ausgang des Komparators 64 ist mit der Wicklung (nicht gezeigt) des Relais 5
verbunden, Der Widerstand des ersten Widerstands 61 ist beträchtlich kleiner als
der des'zweiten Widerstands 63.
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Jetzt wird die Arbeitsweise der Ansteuerungsschaltung von Fig. 1 in
bezug auf eine Zeittabelle von Fig. 3 beschrieben. Es sei angenommen, daß der Leistungsschalter
4 angedreht ist, so daß, elektrischer Strom aus der Spannungsversorgung 7 über den
Leistungsschalter 4 und die Beistungseingangsklemme P1 der Eingangsstufe 1 zum y
Umwnadler 12
geführt wird, um diesen zu erregen. Es wird auf die
Spannungen an den b ei8tungßeingangsklemmen Pl und F2 mit I bzw, r Bezug genommen,
während auf die Spannung am nichtinvertierenden Eingang (+) des Komparators 64 und
auf die Spannung an der Ausgangsklemme der Zeitkonstantenschaltung 2 mit Z bzw.
2a in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 Bezug genommen wird, Wie durch die erste Wellenform
in der Zeittabelle gezeigt wird, steigt die Spannung an der Leistungseingangsklemme
P1 auf die Spannung Vc der arwngsversorg7 zur Zeit t0 an und fällt zur Zeit t2 auf
Null, weil der Leistungsschalter 4 zur Zeit t0 bzw. t2 an-und abgeschaltet wird.
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Die durch den Leistungsschalter 4 übertragene Spannung Vc wird über
den Widerstand 61 an den Kondensator 62 angelegt, die beide in der Zeitschaltung
6 (Fig. 2) enthalten sind.
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Der Kondensator 62 wird schnell geladen, so daß die Spannung über
dem Kondensator 62 exponentiell ansteigt, wie durch die Wellenform der Spannung
Z veranschaulicht wird.
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Die am invertierenden Eingang (-) des Komparators angelegte Bezugsspannung
ist etwas niedriger als die Spannung Vc der Spannungswersorgung 7, so daß der Komparator
64 zur Zeit t1 ein Ausgangssignal erzeugt. Der Komparator 64 liefert somit ein Ausgangssignal
wenn die Spannung am nichtinvertierenden Eingang (+) die festgelegte Bezugsspannung
übersteigt. Bei Vorliegen des Ausgangssignals der Zeitschaltung 6, d.h. des Ausgangssignals
des Komparators 64, wird die Wicklung des Relais 5 erregt, so daß der bewegliche
Kontakt des Relais 5 seine stationären Kontakte elektrisch verbindet und so die
Treibstufe 3 mit elektrischem Strom aus der Spannungsversorgung 7 seit dem Zeitpunkt
t1 versorgt, wie durch die Wellenform der Spannung Y veranschaulicht wird.
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Daher arbeitet die Treibstufe 3 vom Zeitpunkt t1 an normal, solange
der Leistungsschalter 4 geschlossen gehalten wird.
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Wenn die Primärwicklung 9 des Transformators
mit
der Primärwicklung der Zündspule des Zündsystems eines Motors verbunden ist, wird
ein Impulszug dem Eingang des F/U-Umwandlers 12 zugeführt, so daß der B/U-Umwandler
12 ein analoges Ausgangssignal 1a erzeugt, welches die Motordrehzahl anzeigt. Das
Ausgangssignal ia des F/U-Umwandlers 12 wird der Zeitkonstantenschaltung 2 zugeführt,
in welcher das Analogsignal 1a integriert oder geglättet wird, so daß die Zeitkonstantenschaltung
2 ein Ausgangssignal 2a erzeugt, dessen Größe im wesentlichen der ihres Eingangssignals'la
entspricht. In Fig. 3 wird die Spannung des Ausgangssignals 2a der Zeitkonstantenschaltung
2 gezeigt, wie sie vom Zeitpunkt t0 an ansteigt, wenn die Motordrehzahl ansteigt.
Die Treibstufe 3 kann auf das Ausgangssignal 2a der Zeitkonstantenschaltung 2 vom
Zeitpunkt t1 ansprechen, da die Treibstufe 3 vom Zeitpunkt t1 an erregt ist, wie
oben beschrieben wurde. Die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t0 und t1-ist
vernachlässigbar klein, da der Widerstand des Widerstands 61 der Zeitschaltung 6
klein ist, was bewirkt, daß sich der Kondensator 62 schnell auflädt. Die Treibstufe
3 wird nämlich sofort nach Andrehen des -Leistungsschalters 4 erregt. Sie erzeugt
daher die beiden Ansteuerungsströme 3a und 3b gemäß der Größe des Ausgangssignals
2a der Zeitkonstantenschaltung 2. Die Ansteuerungsströme 3a und 3b aus der Treibstufe
3 werden zur ersten bzw. zweiten Ablenkspule 81 bzw. 82 des Meßgerät-Mechanismus
8 geführt, so daß sich die magnetische Scheibe 83 in einer festgelegten Richtung
dreht, bis das durch den Magnet der Scheibe 83 hervorgerufene Magnetfeld im Gleichgewicht
mit dem resultierenden Magnetfeld ist, welches durch die Ablenkspulen 81 und 82
erzeugt wird.
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Da die Spannung 2a des Ausgangssignals der Zeitkonstantenschaltung
2 entsprechend der Veranschaulichung in Fig. 3 ansteigt, dreht sich der mit der
magnetischen Scheibe oder dem Rotor 83 verbundene Zeiger ständig und zeigt-dabei
den Anstieg der Motordrehzahl an, so daß der Benutzer oder Betreiber des Meßgeräts
die Motordrehzahl visuell bestimmen kann, indem er den Zeiger beobachtet, der sich
entlang der kalibrierten Anzeigeskala dreht.
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Es wird nun angenommen, daß der Betreiber oder der Benutzer des Meßgeräts
beabsichtigt, die Messung zur Zeit t2 zu beenden. Der Betreiber, z.B.der Fahrer
eines Motorfahrzeugs, 6fenn das Meßgerät in einem Motorfahrzeug eingebaut ist) dreht
den LeistungsschaLter 4 zur Zeit t2 aus, so daß der F/U-Uwandler 12 der Eingangsstufe
1 stromlos gemacht ist. Dementsprechend fällt die Spannung des Ausgangssignals 1a
des F/U-Umwandlers 12 plötzlich auf Null ab.
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Aufgrund der Zeitkonstanten variiert jedoch die Spannung des Ausgangssignals
2a der Zeitkonstantenschaltung 2, wie durch ihre Wellenform in Fig. 3 angezeigt
wird. Wenn der Leistungsschalter 4 ausgedreht wird, wird im einzelnen die Ausgangsklemme
des F/U-Umwandlers 12 im wesentlichen geerdet so vorgespeicherte Ladung daßim Kondensator21
der Zeitkonstantenschaltung 2mitder Entladungüber den Widerstand22 beginnt.Die Spannungdes
Ausgangssignals 2a der Zeitkonstantenschaltung fällt jedoch nicht unvermittelt zum
Zeitpunkt t2 auf Null ab, sondern nimmt exponentiell ab, so daß die Spannung zum
Zeitpunkt t3 nach dem Zeitpunkt t2 Null erreicht.
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Wenn die Spannung aus der ungsnnscrgiz 7 zum Zeitpunkt t2 verschwindet,
fließt andererseits kein Strom über den Widerstand 61 zum Kondensator 62, so daß
der Kondensator 62 nicht mehr geladen wird. Die im Kondensator 62 vorgespeicherte
Ladung beginnt mit der Entladung über den Widerstand 63, der parallel zum Kondensator
62 angeschlossen ist, so daß die Spannung Z über den Kondensator 62 exponentiell
abnimmt, wie in der Zeittabelle veranschaulicht wird. Der Widerstand des Widerstands
63 ist relativ groß im Vergleich zu dem des Widerstands 61, so daß eine gewisse
Zeitdauer beansprucht wird, bis die Spannung Z über den Kondensator 62 unterhalb
der Bezugsspannung liegt. Die Spannung Z am nichtinvertierenden Eingang (+) des
Komparators fällt zum Zeitpunkt t4 unter die Bezugsspannung ab , so daß das Ausgangssignal
des Eomparators 64 dementsprechend vom Zeitpunkt t4 an verschwindet.
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Das bedeutet, daß die Wicklung des Relais 5 vom Zeitpunkt t4 außer
Strom gesetzt ist, so daß die Treibstufe 3 nach dem Zeitpunkt t4 nicht mit elektrischem
Strom versorgt wird.
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Daher kann die Treibstufe 3 während einer Zeitperiode arbeiten, die
durch t1 und t4 be'stimmt wird, sogar wenn der Lastungsschalter 4 zum Zeitpunkt
t2 ausgeschaltet wird.
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Weil entsprechend der obigen Beschreibung die Spannung des Ausgangssignals
2a der Zeitkonstantenschaltung 2 allmählich (exponentiell) seit dem Zeitpunkt t2
abnimmt, dreht sich die magnetische Scheibe 83 und desgleichen der Zeiger in einer
Richtung so daß der Zeiger sich dem Nullpunkt der Anzeigeplatte nähert. Der Zeiger
muß vor dem Zeitpunkt t4 zum Nullpunkt zurickkehren, da die Treibstufe 3 nach dem
Zeitpunkt t4 außer Strom gesetzt ist und so kein Steuersignal an die Ablenkspulen
81 und 82 geiegt wird, wodurch der Zeiger an einer Stelle vor dem Nullpunkt zum
Stillstand kommt. Damit der Zeiger notwendig zum Nullpunkt zurückkehrt, muß ein
Intervall T zwischen t2 und t4 während dessen das Relais 5 AN nach dem Öffnen des
Leistungsschalters 4 ist, länger dauern, als eine Zeitdauer, die der Zeiger für
die Rückkehr zum Nullpunkt braucht. Daher bestimmt man das Intervall T,' indem man'den
Widerstand des Widerstands 63 und/oder die Kapazität des Kondensators 62 so einstellt,
daß das Intervall g länger als die mögliche maximale Zeitdauer.ist, welche der Zeiger
für die Rückkehr zum Nullpunkt braucht. Der Zeiger kehrt vorzugsweise baldmöglichst
zum Nullpunkt zurück, nachdem der Leistungsschalter 4 ausgedreht ist. Aufgrund der
Reibung zwischen der Welle der magnetischen Drehscheibe 83, den mit der Welle verbundenen
Lagern und der Trägheit der Scheibe 83 kann sich die Drehscheibe 83 jedoch nicht
drehen, wenn sich das durch die Ablenkspulen 81 und 82 erzeugte resultierende Magnetfeld
mit einer Geschwindigkeit oberhalb eines gegebenen Wertes dreht, der hier mit oberer
Grenzwert bezeichnet sei und der durch die Reibung und die Trägheit bestimmt
wird.
Die Scheibe 83 kann also dem resultierenden Magnetfeld nur folgen, wenn sich das
resultierende Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit unterhalb des oberen Grenzwerts
dreht. Daher muß man die Zeitkonstante der Zeitkonstantenschaltung 2 so bestimmen,
daß sich das resultierende Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit gleich dem oberen
Grenzwert oder darunter dreht.
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Fig. 4 zeigt eine alternative modifizierte Anordnung, die in der Schaltung
von Fig. 1 substituiert werden kann. Man benutzt diese Anordnung um ein Analogsignal
aufzunehmenX dessen Größe eine durch das Meßgerät anzuzeigende Variable darstellt.
Die Eingangsklemme der Zeitkonstantenschaltung 2 wird verwendet, um ein Eingangs
analo gs ignal aufzunehmen während dieselbe Eingangsklemme über eine Umschaltschaltung
13, z.B. ein Relais, mit der Erde verbunden ist. Die Umschaltschaltung 13 wird durch
die Spannung 1 in Fig. 1 gesteuert. Eine Eingangsstufe 1 einschließlich eines Transfoatasund
eines F/U-Umwandlers von Fig. 1 ist sichtlich nicht erforderlich. Die Umschaltschaltung
13 ist angeordnet, so daß sie AUS ist, wenn der Leistungsschalter 4 geschlossen
ist, so daß wãhrend.der Zeit, wenn der Leistungsschalter 4 AN ist, ein Eingangssignal
an den Widerstand 22 der Zeitkonstantenschaltung 2 angelegt ist. Wenn der Leistungsschalter
4 geöffnet ist, beginnt gleichzeitig der Betrieb der Umschaitschaltung 13, wobei
diese den Eingang der Zeitkonstantenschaltung 2 mit der Erde verbindet. Dementsprechend
beginnt die im Kondensator 21 vorgespeicherte Ladung mit der Entladung über den
Widerstand 22 und die Umschaltschaltung 13. Die Spannung über den Kondensator 21
variiert daher auf dieselbe Weise, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
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Fig. 5 veranschaulicht eine weitere modifizierte Anordnung, die man
ebenfalls in der Schaltung der Fig. 1 substituieren kann. Die Anordnung von Fig.
5 umfaßt eine Zeitkonstantenschaltung 2' die der von Fig. 1 ähnelt. Die Zeitkonstantenschaltung
2' besitzt einen zusätzlichen Widerstand 23, der parallel zum Eondensator 21 angeschlossen
ist. Die Widerstände des Widerstands 22 und des zusätzlichen Widerstands 23 werden
so bestimmt daß der Widerstand des zusätzlichen Widerstands 23 viel größer als der
des Widerstands 22 ist, In dieser Anordnung wird der Kondensator 21 während einer
relativ kurzen Zeitperiode aufgeladen, da der Ladestrom durch den Widerstand 22
fließt, während die im Kondensator 21 vorgespeicherte Ladung während einer relativ
langen Zeitperiode entladen wird, da die Ladung des Kondensators 21 sich über den
zusätzlichen Widerstand 23 entlädt. Damit sich die Ladung des Kondensators 21 nur
über den zusätzlichen Widerstand 23 entlädt, muß der Eingang der Zeitkonstantenschaltung
2' von der Erde so isoliert werden, daß die Ladung des Kondensators 21 nicht schnell
über den Widerstand 22 abfließt. Daher muß man die vorhergehende Stufe, wie z.B.
die Eingangsstufe 1 von Fig. 1, so aufbauen, daß die Ausgangsklemme des F/U-Umwandlers
12 im wesentlichen nicht'geerdet ist, wenn der Leistungsschalter 4 ausgedreht ist.
Wenn eine solche Eingangsstufe zur Aufnahme eines Analogsignals wie oben beschrieben
fortgelassen wird, schließt man eine geeignete Umschaltschaltung 14 in Reihe zur
Signaleingangsleitung I entsprechend Fig.6 an, um die Bingangsklemme der Zeitkonstantenschaltung
2' von der Signal quelle zum Zeitpunkt zu trennen, wenn der Leistungsschalter 4
ausgeschaltet wird. Gemäß der Anordnung von Fig. 5 oder Fig. 6 steigt die Spannung
des Ausgangssignals 2a der Zeitkonstantenschaltung 2' ~ schnell an, da der Widerstand
des Widerstands 22 klein ist, so daß der Zeiger des Meßgeräts 8 sofort einen richtigen
Wert entsprechend der durch das Eingangssignal gegebenen Information anzeigt.
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Dieoben beschriebene Ausführung und die modifizierten Anordnungen
können gemäß der vorliegenden Erfindung auf vielfache Weise abgeändert werden. Beispielsweise
kann die Zeitkonstantenschaltung 2 oder 2' einen geeigneten Operationsverstärker
enthalten, und die Zeitschaltung 6 kann aus einem monostabilen Nultivibrator und
einem ODER-Gatter aufgebaut sein.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also eine Zeitkonstantenschaltung
2 verwendet, damit die Spannung eines Eingangssignals allmählich abnimmt, welches
mittels eines Bbl enkspul en-Meßgeräts 8 an zuzei gende Information trägt, so daß
die an die folgende Treibstufe 3 angelegte Spannung eines Eingangssignals nicht
unvermittelt auf Null abfällt, obwohl der Leistungsschalter 4 der Steuerschaltung
ausgeschaltet ist. Eine Zeitschaltung 6, die auf den Leistungsschalter 4 anspricht,
erregt ein Relais oder eine Umschaltschaltung, um die !Preibstufe 3 mit elektrischem
Strom nicht nur während der Zeit, in der der Leistungsschalter 4 angeschaltet ist,
zu versorgen, sondern auch während eines zusätzlichen Intervalls, nachdem der Leistungsschalter
4 ausgeschaltet ist, so daß die Treibstufe 3 auf die allmählich abnehmende Spannung
ansprechen kann, wodurch bewirkt wird, daß der Zeiger des Meßgerätes 8 zum Nullpunkt
zurückkehrt'.
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