DE3021463A1

DE3021463A1 - Verfahren und anordnung zur messung einer sich zeitlich nur langsam aendernden frequenz

Info

Publication number: DE3021463A1
Application number: DE19803021463
Authority: DE
Inventors: Rene Fert
Original assignee: Alsthom Atlantique SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1979-06-12
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1980-12-18
Also published as: FR2458814B1; FR2458814A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine

Anordnung zur Messung einer sich zeitlich nur langsam ändernden Frequenz.

Die Frequenz von Impulsen wird meist mit Hilfe eines die Anzahl von während einer gegebenen Zeitdauer auftretenden Impulsen feststellenden Zählers gemessen. Bei dieser Methode lassen sich nicht gleichzeitig Schnelligkeit und hohe Genauigkeit erreichen. Will man nämlich präzise messen, so muß eine große Anzahl von Impulsen gezählt werden, so daß die Messung lange dauert. Soll dagegen rasch gemessen werden, so kann nur eine kleine Anzahl von Impulsen gezählt werden, so daß die Meßgenauigkext leidet. Da die Antwortzeit f der Messung mit der relativen Meßgenaaigkeit χ über die Relation T ^a 1/f-x verknüpft ist, ergibt sich bei einer Signalfrequenz von beispielsweise f = 1 Hz und einer gewünschten Genauigkeit von 1% aine Antwortzeit von mehr als lOO Sekunden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung behebt diese Nachteile. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßverfahren und eine entsprechende Anordnung anzugeben, für die diese beschränkende Bedingung betreffend die Genauigkeit und die Meßdauer nicht mehr gilt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. In der Zeichnung

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steIIl die Figur 1 ein Prinzipschema der Meßvorrichtung dar, während Figur 2 ein Diagramm des Eingangssignals zeigt, dessen Frequenz sich ändert.

In Fig. 1 ist ein Impuls aus einer Rechteckimpulsfolge der Frequenz f zu sehen. Die Impulse lösen eine monostabile Kippstufe 1 aus, die Nadelimpulse der Frequenz f liefert, Ein -orogrammierbarer Taktgeber 2 empfängt einerseits aine feste Frequenz h und andererseits eine binär kodierte Zahl N. Der Taktgeber 2 ist so programmiert, daß er .Ausgangsimpulse der Frequenz Nh/k liefert, wobei k ein konstanter Divisor ist, der von der Anzahl der Ziffern der Zahl N abhängt; beispiels-

1? weise für 12 Ziffern der Zahl. N ist k = 2 . Die Zahl N wird von einem Vor- und Rückwärtszähler 3 bereitgestellt und ist im eingeregelten Zustand proportional zum gesuchten Meßwert der Frequenz f.

Die vom programmierbaren Taktgeber 2 kommenden Impulse der Frequenz Nh/k gelangen an den Eingang eines Zählers 4, dessen Nullrückstellung durch die Impulse f erfolgt. Am Ausgang liefert der Zähler 4 zum Zeitpunkt seiner Rückstellung eine Zahl F = Nh/kf, mit der ein Komparator 5 beaufschlagt wird, der sie mit einem konstanten Wert k" vergleicht. Wenn der Vorgang stabilisiert ist, erhält man die Relation Ic« = F = NhAf und somit KT = k"kf/h.

Soll zum Beispiel N gleich ±00 f sein und h = i MHz, so muß k"k/h gleich 100 und k" gleich 24 414 sein.

Der Vergleicher 5 besitzt zwei Ausgänge, einen für F < k" und einen für F > k". Wenn zum Auslösezeitpunkt der monostabilen Kippstufe 1 N^-k"kf/h ist, dann liegt auf dem

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Ausgarig F » k" der Zustand 1 vor. Mit diesem Ausgangszustand wird ein UND-NICHT-Glied 6 gleichzeitig mit der. Imp il.-i en ü der monostabilen Kippstufe I im Zustand 1 beaufschlagt. Nur wenn die beiden Eingänge des Gliedes 6 den Zustand 1 aufweisen, zeigt der Ausgang dieses Gliedes O, wodurch der Vor- und Rückwärtszähler 3 um eine Einheit rückwärtszählt. Dadurch nimmt die Zahl N bei jedem Impuls f um eine Einheit ab, solange F » k" ist.

Wenn F<k" wird, arfolgt kein Rückwärtszählen, da der F^k" - Ausgang den logischen Zustand O aufweist. Ein UND-NICHT-Glied 7 empfängt dagegen in diesem Fall vom Ausgang F < k" des Vergleichers 5 ein Potential 1 sowie den Impuls f im Zustand 1 und liefert so am Ausgang den Zustand 0, der ein Vorwärtszählen des Zählers 3 bewirkt.

In unserem Beispiel ist N = 100 für f = 1 Hz. Es ergibt sich daraus, daß sich der Vor- und Rückwärtszähler 3 nach dem Einschalten nach einer Dauer von 100 Sekunden mit einer Zahl N = 100 gefüllt hat. Aus Fig. 2 geht hervor, daß, wenn f = 1 Hz zu f¹ = 1,02 Hz wird, die Zahl N = 100 nach zwei Zählschritten zu N¹= 101 und dann zu N" = 102 wird, wo sich N stabilisiert. Die Antwortzeit ist somit gleich 2 Sekunden, da sie gemäß der Erfindung gleich ÜN/f ist. Die Genauigkeit ist dabei gleich l/N oder 1%.

Im Betrieb verringert sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zur bekannten Technik für geringe Frequenzschwankungen die Antwortzeit erheblich.

Ein Anwendungsbereich für die Erfindung ergibt sich zum Beispiel bei der Geschwindigkeitsüberwachung von Elektromotoren. 0301351/0808

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Leerseite

Claims

ALSTHOM ATLANTIQUE 38, avenue Kleber 75784 PARIS CEDEX 16 Frankreich VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUR MESSUNG EINER SICH ZEITLICH NUR LANGSAM ÄNDERNDEN FREQUENZ PATENTANSPRÜCHE

1. - Verfahren zur Messung einer sich zeitlich nur langsam ändernden Frequenz f, dadurch gekennzeichnet, daß ein programmierbarer Taktgeber auf eine um ainen Wert k" (k" a> i) gegenüber der Meßfrequsnz erhöhte Schwingfrequenz eingeregelt wird, inda"a die Impulse dieses Taktgebers in einem Zähler gezählt werden, der zu jedem Periodenende der zu messenden Frequenz rückgestellt wird und dabei seinen letzten Zählzustand einem Vergleicher zuführt, und indsTi dar Vergleicher den Taktgeber so programmiert, daß dessen Schwingungsfrequenz erhöht oder erniedrigt wird, wenn der dsm Vergleicher zugeführte Zählzustand des Zählers den Wert Ic" unter- bzw. überschreitet, wobei in eingerageltem Zustand die Schwingfrequenz des Taktgebers, die an seiner Pro grammierung ablesbar ist, als zum Meßwert proportionaler Wert ausgegeben wird.

2 - Anordnung zur Messung einer sich zeitlich nur langsam ändernden Frequenz f., dadurch gekennzeichnet, daß ein programmierbarer Taktgeber (2)

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vorgesehen ist, der zusairmen mit einem von der Meßfrequenz ara Ende j 3der Periode rückstellbaren Zähler (4) und einer,; diesem nachgeschalteten Verglaicher (5) einen Regelkreis bildet, in dem der Vergleicher den Zählendzustand des Zählers jeweils vor dessen Rückstellung mit einem Wert (k") vergleicht und die Programmierung (3) des Taktgebers im Sinn einer Erhöhung oder Erniedrigung der Taktfrequenz verändert, falls der Zählendzustand niedriger oder höher als der Wert k" war (k"» 1) .

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