DE3122169A1

DE3122169A1 - Anzeigevorrichtung fuer winkelstellungen

Info

Publication number: DE3122169A1
Application number: DE19813122169
Authority: DE
Inventors: Rudolph J. 48224 Detroit Mich. Liedtke
Original assignee: F Jos Lamb Co
Current assignee: F Jos Lamb Co
Priority date: 1980-07-02
Filing date: 1981-06-04
Publication date: 1982-03-25
Also published as: JPS5734298A; GB2079471A; GB2079471B; US4360889A; FR2486225A1; DE3122169C2; CA1169559A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Dreh- oder Winkelstellungsanzeiger, insbesondere eine elektrische Schaltung für die Anzeige der Stellung eines sich drehenden Teils.

Bei vielen Industrieanwendungen, besonders bei der Werkzeugmaschinenindustrie ist es wünschenswert, eine Anzeige für die Winkelstellung eines sich drehenden Teils wie einer Werkzeugwelle (eines Werkzeugaufnahmekegels) oder einer Leitspindel zu schaffen. Bei vielen dieser Anwendungen ist es üblich, Begrenzungsschalter vorzusehen, die in Abhängigkeit von Schalt- oder Kurvenscheiben, die drehbar an das sich drehende Teil gekuppelt sind, um den Durchgang der Welle durch entsprechende Winkelstellungen anzuzeigen. Diese Begrenzungsschalter sind schwer zu justieren und auch schwierig auf der Sollgenauigkeit zu halten. Außerdem bewirkt der periodische Betrieb der Begrenzungsschalter eine Reibung zwischen dem Stellglied des Begrenzungsschalters und der umgebenden Schalterabdichtung, die im Lauf der Zeit verschleißen können und damit eine Verunreinigung der Schalterkontakte durch Kühlmittel, Schmutz usw. aus der Umgebung zulassen können, woraus sich ein Ausfall des Schalters oder der Anlage ergeben können. Bei großen Anlagen dieser Art wie bei Transfermaschinen mit vielen Begrenzungsschaltern sind oft mehrere Stunden nötig, um einen einzigen ausgefallenen Begrenzungsschalter zu orten und zu reparieren.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Anzeige der Winkelstellung eines sich drehenden Teils zu schaffen, die mit erhöhter Betriebssicherheit und Genauigkeit gegenüber den

früheren Begrenzungsschaltern arbeitet. Erfindungsgemäß soll eine stellungsanzeigende Vorrichtung der vorbezeichneten Art geschaffen werden, bei welcher die Notwendigkeit für Begrenzungsschalter und Kurvenscheiben usw. vollkommen für die Direktanzeige der Stellung des sich drehenden Teils entfällt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll eine Vorrichtung zur Anzeige der Winkelstellung eines sich drehenden Teils geschaffen werden, bei welcher Stellungssollpunkte leicht justiert und wieder neu eingestellt werden können.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1(A,B,C) teilweise ein schematisches Blockschaltbild

und teilweise einen Stromlaufplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Winkelstellungsanzeigevorrichtung, wobei die Fig. 1A und 1B auf der Linie A-B in beiden Figuren und die Fig. 1B und 1C auf der Linie B-C in beiden Figuren miteinander verbunden sind.

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Teils der

Fig. 1 mit einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines anderen

Teils des Ausführungsbeispiels der Fig. 1.

Das in den Fig. 1A,B und C gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält einen Sinus-Cosinusgeber (Synchro) 10 (Fig.

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1A), der an einen Amplitudenstabilisierungs- oder Regelkreis 12 gekoppelt ist, um einen Oszillator für eine um 90° versetzte sinusförmige Spannung zu bilden, der Sinus- und Cosinussignale an entsprechende Stromverstärker 14,16 abgibt. Schaltungseinzelheiten des Gebers 10 und der Regelschaltung 12 werden anhand der Fig. 3 näher erläutert. Die Ausgangssignale des SinusStromverstärkers 14 und des Cosinusstromverstärkers 16 werden den Phasenschieberwicklungen 18,20 eines herkömmlichen Drehtransformators oder Resolvers 22 eingespeist. Der zweite Anschluß der Wicklungen 18,20 ist an Masse geführt. Eine dritte oder Signalausgangswicklung 24 des Resolvers 22 ist auf einer Seite an Masse geführt, während die andere mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Differentialverstärkers mit Vergleichsschaltung 26 verbunden ist. Ein vom Ausgang des Sinusstromverstärkers 14 abgegriffenes Bezugssignal liegt am nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Differentialverstärkers mit Vergleichsschaltung 28 an. Die Inversionseingänge der Vergleichsschaltungen 26,28 sind an Masse gelegt. Der Phasenwinkel zwischen dem Ausgangssignal des Resolvers am nichtinvertierenden Eingang der Vergleichsschaltung 26 und dem an der Vergleichsschaltung 28 anliegenden Bezugssignal ändert sich als lineare Funktion der Winkelstellung Phi (0) eines sich drehenden Teils 30, das an den Resolver 22 gekuppelt ist.

Der erste Eingang eines ODER-Gliedes 32 ist an den Ausgang der Vergleichsschaltung 26 und ein zweiter Eingang an den Ausgang der Vergleichsschaltung 28 geführt. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 32 besteht aus einem periodischen digitalen oder Rechtecksignal, dessen Impulsbreite oder Tastverhältnis dem Phasenwinkel zwischen den Ausgangssignalen der Vergleichsschaltungen 26,28 linear pro-

portional sind und damit auch proportional der Winkelstellung des Teiles 30. Der Eingang D eines polaritätsdiskriminierenden Flip-Flöps 34 ist über eine Verzögerungsschaltung 36 an den Ausgang des Verstärkers 26 und ein Takteingang an den Ausgang des Verstärkers 28 geführt. Der Schaltzustand des Ausgangs Q des Flip-Flops 34 zeigt somit an, ob das Ausgangssignal des Resolvers den Bezugssignalen vor- oder nacheilt. Außerdem zeigt ein hochpegeliges Ausgangssignal des Flip-Flops 34 an, daß das Ausgangssignal des Vergleichsverstärkers 26 dem Ausgangssignal des Vergleichsverstärkers 28 voreilt und willkürlich zur Anzeige der Winkelstellung zwischen Q und 180° in der positiven Drehrichtung genommen wird. Andererseits zeigt ein niederpegeliges Ausgangssignal Q des Flip-Flops 34 an, daß das Bezugssignal dem Resolverausgangssxgnal voreilt und willkürlich zur Anzeige für die Winkelstellung zwischen 180° und 0^c in der negativen Drehrichtung genommen wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der Sinus-Cosinusgenerator 10 eine Ausgangsfrequenz von 400 Hz aufweist, arbeitet die Verzögerungsschaltung 36 in der Größenordnung von einigen hundert Nanosekunden. Das impulsgesteuerte Ausgangssignal des ODER-Gliedes 32 und das digitale Ausgangssignal (hoch- oder niederpegelig) .des Flip-Flops 34 gelangen an eine Impulsamplitudensteuerschaltung 38. Das Ausgangssignal der Schaltung 38 besteht aus einem Rechteckdauersignal, dessen Impulsbreite oder Tastverhältnis sich als Funktion des Ausgangssignals des Gliedes 32 ändert, d.h. als eine Linearfunktion der Winkelstellung, und einer vom Polaritätsflipflop 34 gesteuerten Polarität (positiv oder negativ). Dieses Ausgangssignal gelangt an eine Integrierschaltung mit einem dreipoligen Tiefpaßpotenzfilter 40 (50 Hz). Das Ausgangssignal des Filters 40 umfaßt somit ein analoges Gleichspannungssignal, das

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sich linear mit dem Wellenwinkel zwischen einer negativen Grenze von 180° der Winkeldrehung in negativer Richtung über 0 V für eine Nenn-Nullstellung des sich drehenden Teils bis zur positiven Drehgrenze von 180° in der positiven Drehrichtung ändert. Die Nenn-Nullstellung zeigt natürlich die Stellung des sich drehenden Teils 30, bei welcher das Ausgangssignal des Vergleichsverstärkers 26 genau phasengleich mit dem Ausgangssignal der Bezugsvergleichsschaltung 28 ist.

Das Ausgangssignal des Filters 40 gelangt an einen Sollpunktregler 42 (Fig. 1B), der mit mehreren Differentialverstärkern bestückt ist, um das Ausgangssignal des Filters 40 mit entsprechenden Gleichspannungsbezugssignalen für die Winkelsollwerte zu vergleichen, Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 1B) weist der Regler 42 acht Differentialvergleichsverstärker 44a-44h wie Schmitt-Trigger od.dgl. auf. Das Ausgangssignal des Filters 40 steht am nichtinvertierenden Eingang der einzelnen Vergleichsverstärker 44a-44h an. Die Inversionseingänge der Vergleichsverstärker 44a-44h sind jeweils an den Schleifer eines entsprechenden Potentiometers 46a-46h geführt. Die Potentiometer 46a-46d sind zwischen eine positive Spannung +V und Masse geschaltet, während die Potentiometer 46e-46h zwischen eine negative Spannung -V und Masse liegen .

Die Ausgangssignale der Vergleichsverstärker 44a-44d sind an die Dateneingänge D8,D7,D6 und D5 eines Prioritätscodierers 48 geführt. Die Ausgangssignale der Vergleichsverstärker 44e-44h sind über entsprechende Inversionsstufen 50-56 an die Dateneingänge D1,D2,D3 und D4 des Prioritätscodierers angelegt. Die Ausgänge QO,Q1 und Q2

des Codierers 48 geben ein binärcodiertes Signal für das Eingangssignal mit der höchsten Priorität ab, wobei die Priorität von der niedrigsten Stufe am Eingang D1 zur höchsten Priorität am Eingang D8 ansteigt. Außerdem erzeugt der Codierer 48 ein Ausgangssignal Z, wenn alle seine Eingangssignale null sind. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Codierer 48 ein Codiergerät Motorola MC14532B.

Der mit den Inversiönsstufen oder Negationsschaltungen 50-56 zusammengeschaltete Prioritätscodierer programmiert ein Nullausgangssignal (Z) des Codierers 48, das einer "Nenn-Nullstellung" des überwachten sich drehenden Teils entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die "Null-Stellung" oder der Bereich der Stellungen die Stellung, in welcher das Gleichspannungsausgangssignal des Filters 40 kleiner ist als die einzelnen positiven Bezugssollwerte an 46a-46d, jedoch größer als die negativen Sollwerte an 46e-46h. In dieser "Null-Stellung" sind die nichtinvertierenden Eingangssignale der Vergleichsverstärker 44a-44d kleiner als die entsprechenden Bezugseingangssignale, und die an den Codierer 48 gelangenden Ausgangssignale der Verstärker sind gleich null. Umgekehrt sind die Eingangssignale der Vergleichsverstärker 44e-44h größer als die entsprechenden Eingangsbezugssignale, da die Bezugswiderstände 44e-44h an eine negative Spannung angeschlossen sind, so daß die Ausgangssignale der Verstärker 44e-44h hochpegelig sind. Diese Ausgänge werden durch Verstärker 50-56 invertiert, so daß die entsprechenden Eingangssignale D1-D4 am Codiergerät 48 ebenfalls null sind. Wenn alle Eingänge D1-D8 einen logischen Nullpegel aufweisen, ist das Ausgangssignal Z des Codierers hochpegelig.

Wenn das drehende Teil sich in positiver Drehrichtung bewegt, so daß die Ausgangsspannung des Filters 40 positiv ansteigt, durchläuft diese Spannung nacheinander die Sollwerte der Widerstände 46d-46a (angenommen die Sollwerte liegen auf fortschreitend ansteigenden Spannungspegeln), wodurch entsprechend hohe Eingangssignale mit dem Pegel einer logischen Eins an die Eingänge D5-D8 des Codierers abgegeben werden. Wenn sich aber das drehende Teil in negativer Drehrichtung bewegt, so daß das Ausgangssignal des Filters 40 abnimmt (d.h. in negativer Richtung ansteigt), werden die Vergleichsverstärker 44e-44h nacheinander abgeschaltet, um an den Codierereingängen D1-D4 ein hochpegeliges Signal anstehen zu lassen. Sind die Codierereingänge D1-D8 wie beschrieben geschaltet, und nimmt man an, daß die Sollwerte der ansteigenden Spannung bei 46d-46a und der absteigenden Spannung bei 46e-46h liegen, so wird die ansteigende Priorität automatisch den negativen Winkelstellungen von 0 bis 180° und dann den positiven Winkelstellungen von 0 bis +180° zuerkannt.

Die willkürlich gewählte Ausgangsnullstellung (Z) des Codiergeräts 48 kann so programmiert werden, daß sie mit der Wellenstellung zwischen den Sollwerten der Widerstände 46e und 46f zusammenfällt, indem man z.B. das Negationsglied 50 entfallen läßt. Für die bevorzugte oben beschriebene Betriebsart, bei welcher die Priorität fortschreitend den Stellungen von "0" in der negativen Richtung und dann von Null in der positiven Richtung zuerkannt wird, müssen die Eingänge D1-D4 neu beschaltet werden, so daß die Negationsglieder 52,54,56 an die Eingänge D1,D2,D3 angeschlossen sind und der Vergleichsverstärker 44e mit dem Eingang D4 verbunden ist. Zur Programmierung der willkürlich gewählten Nullstellung des Codierers

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41 iwiiehen den i©llw@rtwider§tinden 4id und 46e, wie v©rit©hend beiehrieben, können die Negationistuien SQ=U dadureh auigeiehai tet wenden, daß man die invertierenden und niehtinvertierendtn e der Vergleiehiveretärker 44©=44h umkehrt.

Bi© binäreeäierten Äusganggsignale QQ=Q2 und dag Mullausgangieifnal 1 des e©d±erers 4i liegen an den Bateneingängen D1=D4 einea 4=lit-lignalipeieh©rs ©der Register! §8 an_# an dem aueh ein Ein= fangatäktsignal von einem dauernd laufenden emulator SQ her an= eteht. lei einem praktieehen Äueführungsbeigpiel d©r Irfindung ©shwingt der 0§gillat©r 60 mit einer Frequenz ven IO kHi und das Blister S8 ist ein 4-iit-Register Typ D Meterela MC14076B. V©m Heg ister 5S liegt aueh ein "Siehtrungs¹¹- ©der "lewahrungi" »Signal ven ©iner -Drucktast© 62 über eine Puffersehaltung 64 her an, um ü&ä Ausgangesignal des Codieren 43 unabhängig vom Taktgeber §0 ^u bewähren. Die Äusgangssignalo QQ°Q3 des Begigters BB, die eine binäreediert© Anzeige des gespeieherten Äusgangssignals des fri©« ritätieedlereri ergeugen, stehen an den Eingängen D1-D4 eines Iinlr=-Dnimalde©©dierere 66 an, dgisen Äuggänge Q1-QS einieln den Durehgang de§ drehenden Teile dureh die Sollwerte der Widerstand© 46a=46h in der programmierten V©rrangreihen£©lge anteigen. Der De= eedlerer 66 weilt aueh einen Ausgang Q9 zur Anzeige der Willkür= lieh gewählten Stellung des Äusgangssignals das Mulldeei©dierer§ auf. In einem praktisehen Ausführungsbeispl©! d@r Irfindung b©- iteht dar D@eodi@r@r 66 aus @ln@m BGD-DeEimaldeeodisrer Motorola MC14028B.

Din Äusgangssignale des Decodierers Q1-Q9 gelangen an ©ntspreehan= de Rtlaisverstärker 68a-68i (Fig. 1C). Die Relaisveritärker lind

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über je einen Strombegrenzungswiderstand 70a-70i an das Stellglied eines entsprechenden Relais CR1-CR9 angekoppelt, die aus elektromagnetischen Relais wie in der Zeichnung oder auch aus Halbleiterrelais bestehen können. Parallel zu den Relaiswicklungen CR1-CR9 ist jeweils eine Diode 72a-72i in Sperrichtung geschaltet, um Störgeräusche zu unterdrücken. Je eine Leuchtdiode 74a-74i ist in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 76a-76i in Vorwärtsrichtung leitend und parallel zu den Relais CR1-CR9 und den entsprechenden Widerständen 70a-70e geschaltet, um an einem Bedienungsfeld od.dgl. den beaufschlagten Sollwert der höchsten Priorität anzuzeigen. Die Relais CR1-CR9 enthalten auch Arbeits- bzw. Ruhekontakte für den Einsatz bei der logischen Steuerschaltung der Maschine od.dgl.

Erfindungswesentlich ist, daß der Sollwertregler 42 (Fig. 1B) Vorrichtungen enthält, welche die Justierung oder Neueinstellung der programmierten Sollwerte entsprechend den Widerständen 46a-46h erleichtern. Diese Vorrichtung umfaßt acht nichtrastende Drucktasten 80a-80h, deren Arbeitskontakte an die Schleifer der entsprechenden Sollwertpotentiometer 46a-46h geführt sind. Die gemeinsamen Kontakte der ersten Drucktaste 80a sind an die Ruhekontakte der Schalttaste 80b, und die gemeinsamen Kontakte einer jeweils folgenden Schalttaste 80b-80g sind jeweils an die Ruhekontakte des nächstfolgenden Schalters 80c-80h geführt. An den Ruhekontakten des ersten Schalters 80a liegt das Ausgangssignal des Filters 40 an, und die gemeinsamen Kontakte des letzten Schalters 80h sind über die Reihenwiderstände 82,84 an Masse geführt. An den Knotenpunkt der beiden Widerstände 82,84 ist ein Digital- oder Ziffernvoltmeter 86 geschaltet, das vorzugsweise auf Winkelstellungen in Graden zwischen -180° und +180° skaliert ist. Wenn alle Drucktastenschalter

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80a-80h in der Ruhestellung der Zeichnung sind, zeigt das Voltmeter 86 die Winkelstellung des drehenden Teils wie am Ausgang des Filters 40 an. Wird jedoch einer der Schalter 80a-80h von Hand geschlossen, so wird der Schleifer des entsprechenden Sollwertwiderstandes 46a-46h an den Eingang des Voltmeters 86 durch die Ruhe- und gemeinsamen Kontakte der nachfolgenden Schalter gekoppelt. Damit kann an dem in Winkelgraden skalierten Voltmeter 86 der Sollwert des dem beaufschlagten Schalter entsprechenden Widerstandes abgelesen werden.

Fig. 2 zeigt den Stromlaufplan der Vergleichsverstärker 44a,44b und 44h (die Vergleichsverstärker 44c-44g sind damit identisch) sowie auch eine Abänderung der Grundausführung der Fig. 1, um den willkürlich gewählten Ausgangs-Nullsollwert des Prioritätscodierers einstellbar programmieren zu können. Nach diesem Ausführungsbeispiel sind mehrere ODER-Glieder 82a-82h über einen ersten Eingang an den Ausgang der entsprechenden Vergleichsschaltung 44a-44h und über einen zweiten Eingang sowie einen entsprechenden Widerstand 84a-84h an Masse geschaltet. Der zweite Eingang der ODER-Glieder 82a-82h ist auch über einen entsprechenden Schalter einer programmierbaren Schalteranordnung 86 an die positive Spannung +V angeschlossen. Das Ausgangssignal der einzelnen Vergleichsverstärker 44a-44h gelangt auch an die positive Spannungsquelle +V über einen entsprechenden Widerstand 88a-88h. Die Ausgangssignale der ODER-Glieder 82a-82h gelangen über einen Programmierkopf 90 an die Prioritätscodiereingänge D1-D8 des Codierers 48.

Ein Schließen der Schalter der Schaltanordnung 86 (Fig. 2), die den Vergleichsverstärkern 46e-46h entspricht (nur der dem Ver-

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gleichsverstärker 46h entsprechende Schalter 86h ist gezeigt) und ein öffnen der Schalter in der Anordnung 86, die den Vergleichsverstärkern 44a-44d entsprechen (es sind nur die Schalter 86a und 86b gezeigt) bewirken, daß das abgeänderte Ausführungsbeispiel der Fig. 2 genauso arbeitet wie das erste anhand der Fig. TB erläuterte Ausführungsbeispiel. Da der Schalter 86a der Anordnung 86, der an den zweiten Eingang des ODER-Gliedes 82a geführt ist, wird das zweite Eingangssignal über den Widerstand 84a niederpegelig oder zur logischen Null, so daß das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 82a praktisch dem ersten Eingangssignal vom Vergleichsverstärker 44a folgt. Der Schalter 86b und das ODER-Glied 82b arbeiten ebenso wie auch die ODER-Glieder 82c und 82d (nicht gezeigt) sowie die entsprechenden Schalter der Schaltanordnung 86. Wenn andererseits der an den zweiten Eingang des ODER-Gliedes 82h gekoppelte Schalter 86h der Anordnung 86 geschlossen ist, wird der zweite Eingang des Gliedes hochpegelig oder erhält den Zustand einer logischen Eins durch die Verbindung mit der positiven Spannungsquelle +V über die Schaltanordnung 86. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes ist dadurch der Umkehrwert des ersten Eingangssignals am Glied, das vom entsprechenden Vergleichsverstärker 44h her anliegt. Die nicht gezeigten Glieder 42e-42g und die entsprechenden Schalter in der Schaltanordnung 86 arbeiten ebenso zusammen. Die Schalteranordnung 86 wirkt mit den ODER-Gliedern 82a-82h programmierbar zusammen, um "Inversionsschaltelemente" dazuzuschalten oder abzuschalten, die einzeln analog den vorstehend beschriebenen Inversions- oder Negationsglieder 50-56 der Grundausführung der Fig. 1B arbeiten. Man erkennt daher, daß das Nullausgangssignal des Codierers leicht durch eine gewählte Beaufschlagung der Schalter der Anordnung 86 programmiert oder neu programmiert werden kann.

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Der Eingangsprogrammierkopf 90, der mehrere Verbindungsleitungen enthält, kann ebenfalls alleine oder zusammen mit der Schalteranordnung 86 zur Programmierung des Ausgangssignals des Prioritätscodierers 48 verwendet werden. Wie Fig. 2 zeigt, verbinden die Leitungen des Eingangskopfprogrammierers 90 die Vergleichsverstärker 44a-44h mit den Eingängen D1-D8 des Prioritätscodierers, wie es bereits anhand der Fig. 1 beschrieben wurde. Dieser Anschluß kann leicht verändert werden, indem einfach die Verbindungsleitungen des Kopfes 90 umgelegt und umgeschaltet werden.

Fig. 3 zeigt einen Detailstromlaufplan des Sinus-Cosinusgenerators 10 und des Amplitudensteuerkreises 12. Der Generator 10 weist einen Phasenschieberoszillator mit einem als Integrationsglied geschalteten invertierenden Differentialverstärker 92 und einen als Integrationsglied geschalteten nichtinvertierenden Differentialverstärker 94 auf, die jeweils Sinus- und Cosinussignale erzeugen, die zueinander um genau 90° phasenverschoben sind. Die Ausgangssignale der Integrationsglieder gelangen über Koppelkondensatoren 96, 98 an Stromverstärker 14,16 (Fig. 1A). Der bisher beschriebene als Doppelintegrationsglied geschaltete Sinus-Cosinusgenerator ist im allgemeinen bekannt. Erfindungswesentlich ist jedoch, daß die Amplitude der Sinus- und Cosinusausgangssignale des Generators 10 durch die Steuerschaltung 12 in engen Toleranzen gesteuert und stabilisiert werden. Die Schaltung 12 enthält einen Feldeffekttransistor 100, dessen Quelle an Masse geführt ist, dessen Kollektor an den Inversionseingang des Verstärkerintegrationsgliedes 94 und dessen Tor über den Kathoden-Anodenweg einer Zenerdiode 102, die Siliciumdiode 104 und den Widerstand 106 an den Ausgang des Verstärkerintegrationsgliedes 94 geführt ist. Der Feldeffekttran-

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sistor arbeitet als Regelwiderstand zur Steuerung des Verstärkungsgrades des Verstärkerintegrationsgliedes 94 in Abhängigkeit von der Amplitude des am FET-Tor über die Dioden 102,104 und den Widerstand 106 anliegenden Steuersignals.

Claims

Patentansprüche

Anzeigevorrichtung für die Winkelstellung eines drehenden Teils in einem gewählten Winkelbereich, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (22,40,42) an das drehende Teil (30) gekoppelt werden, um ein erstes Gleichspannungsausgangssignal zu erzeugen, dessen Pegel sich in Abhängigkeit von der Winkelstellung (0) des drehenden Teils (30) im Winkelbereich (O°-180°;O°+180°) ändert,

daß mehrere Schmitt-Trigger (44a-44h) in Abhängigkeit vom ersten Ausgangssignal den Durchgang dieses ersten Ausgangssignals durch mehrere Schmitt-Trigger (44a-44h) anzeigen, die den vorgewählten WinkelStellungen des drehenden Teils (30) innerhalb des Bereiches entsprechen, wobei die einzelnen Schmitt-Trigger (44a-44h) ein zweites Gleichspannungsausgangssignal für den Durchgang des ersten Ausgangssignals durch einen entsprechenden Schmitt-Trigger (44a-44h) erzeugen,
daß eine Prioritätsvorrichtung (48) den zweiten AusgangsSignalen

eine Priorität von gewählter Größenordnung zuweist/ die der gewählten Ordnung der vorgegebenen Winkelstellungen innerhalb des Bereiches von einer Nenn-Nullstellung (Z) aus entsprechen sowie dadurch,

daß eine Vorrichtung (46a-46h) mit dem Schmitt-Trigger (44a-44h) und der Prioritätsvorrichtung (48) gekoppelt ist und in Abhängigkeit von den zweiten Ausgangssignalen ein Ausgangssignal der höchsten Priorität anzeigt, das der gewählten Winkelstellung entspricht, die durch das drehende Teil (30) erreicht wird und am weitesten von der Nenn-Nullstellung (Z) entfernt ist.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Vorrichtungen (48,50-56) zur Wahl der Nenn-Nullstellung (Z) innerhalb des Bereiches enthält, so daß das erste Ausgangssignal einen Bereich durchläuft, der Gleichspannungspegel aufweist, die größer und kleiner sind als der Pegel des Signals der der Nenn-Nullstellung (Z) entspricht sowie, daß die prioritätsanzeigende Vorrichtung (48) mehrere Richtungssteuerglieder für Schmitt-Trigger (46a-46h) umfaßt, die aus einer ersten Vorrichtung (46e-46h) besteht, die in Wirkverbindung mit der ersten Schmitt-Triggergruppe (44d-44h) steht, welche den Winkelstellungen in einer Richtung (-180°) von der Nenn-Nullstellung (Z) aus entspricht, wobei angezeigt wird, daß das erste Ausgangssignal größer ist als die entsprechenden Schwellwertsignale der ersten Schmitt-Triggergruppe (44e-44h) und eine zweite Vorrichtung (46a-46d), die in Wirkverbindung mit der zweiten Schmitt-Triggergruppe (44a-44d) steht, die den Winkelstellungen in der anderen Richtung (+180°) von der Nenn-Nullstellung aus (Z), wobei angezeigt wird, daß das erste Ausgangssignal kleiner

ist als die entsprechenden Schwellwertsignale der zweiten Schmitt-Triggergruppe (44a-44d).
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (48;50-56) zur Veränderung der Nenn-Nullstellung (Z) innerhalb des Winkelbereiches durch wahlweises Programmieren der einzelnen Richtungssteuerglieder für Schmitt-Trigger (46a-46h), die dadurch eine erste (46e-46h) und eine zweite Vorrichtung (46a-46d) bilden.
4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmitt-Trigger (44a-44h) mehrere Vergleichsschaltungen (44a-44h) enthalten, von denen jeder mit einem Eingang versehen ist, an dem ein erstes Ausgangssignal anliegt, sowie mit einem zweiten Eingang, an dem ein Bezugssignal anliegt und mit einem Ausgang, der ein Digitalsignal in Abhängigkeit davon abgibt, ob das erste Ausgangssignal größer oder kleiner ist als das Schwellwertsignal,

sodann dadurch, daß die RichtungsSteuerglieder (46a-46h) mehrere ODER-Glieder (82a-82h) aufweisen, die jeweils mit zwei Eingangsschalttoren versehen sind, wobei am ersten Eingangsschalttor das digitale Ausgangssignal anliegt und, daß die Vorrichtung (86,89) zur wahlweisen Programmierung der Richtungssteuerglieder für die Schmitt-Trigger (46a-46h) eine Programmierschaltvorrichtung (86a-86h) umfaßt, um wahlweise eine logische Eins oder eine logische Null an das zweite Eingangs schal ttor anzulegen, so daß das Ausgangssignal der einzelnen ODER-Glieder (82-82h) wahlweise das Ausgangssignal der entsprechenden Vergleichsschaltung (44a-44h) negiert oder verfolgt.

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5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmitt-Trigger (44a-44h) mehrere Regelwiderstände (46a-46h) aufweisen, um mehrere entsprechende wählbare Bezugsspannungen zu erzeugen sowie mehrere Vergleichsschaltungen (44a-44h), die jeweils das erste Ausgangssignal mit einer entsprechenden Bezugsspannung vergleichen,

und dadurch, daß die Vorrichtung auch ein Voltmeter (86) sowie eine Vorrichtung (80a-80h) enthält, um wahlweise das erste Ausgangssignal und die gewählten Bezugsspannungen am Voltmeter (86) anstehen zu lassen, wobei die zuletztgenannte Vorrichtung mehrere Schalter (80a-80h) enthält, deren Anzahl der Anzahl der Regelwiderstände (46a-46h) entspricht und von denen jeder einen Arbeitskontakt, einen Ruhekontakt sowie einen gemeinsamen Kontakt aufweist, wobei der Arbeitskontakt der einzelnen Schalter (80a-80h) an den entsprechenden Regelwiderstand (46a-46h) geführt ist, am Ruhekontakt des ersten Schalters (80a) das erste Ausgangssignal anliegt, der Arbeitskontakt der einzelnen nachfolgenden Schalter (80b-80g) an den gemeinsamen Kontakt des jeweils darauffolgenden Schalters (80c-80h) angeschlossen ist und der gemeinsame Kontakt des letzten Schalters (80h) mit dem Voltmeter (86) verbunden ist, so daß an diesem das erste Ausgangssignal über die gemeinsamen und die Arbeitskontakte der Schalter (80a-80h) anliegt, sowie dadurch, daß am Voltmeter (86) bei Betätigung des entsprechenden Schalters (80a-80h) über die gemeinsamen und Arbeitskontakte des entsprechenden Schalters (80a) und der gemeinsamen und Ruhekontakte der nachfolgenden Schalter (80b-80h) eine Bezugsspannung anliegt.
6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

das Voltmeter ein Ziffernvoltmeter (86) ist, das in Graden der Winkeldrehung (-180° bis +180°) des drehenden Teils (30) skaliert ist, so daß es die Bezugsspannungen als Bezugswinkel anzeigt, wenn die entsprechenden Schalter (80a-80h) betätigt werden und auch das erste Ausgangssignal in Graden der Winkelstellung des drehenden Teils (30) anzeigt, wenn alle Schalter (80a-80h) nicht beaufschlagt werden.
7. Vorrichtung zur Anzeige der Winkelstellung eines drehenden Teils mit einem Resolver, der an das drehende Teil gekoppelt ist und Phasenschieberwicklungen sowie eine Ausgangswicklung aufweist, sodann mit einer Vorrichtung, um Sinus- und Cosinussignale an die Phasenschieberwicklungen abzugeben und einer zweiten Vorrichtung, die in Abhängigkeit von einem in der Ausgangswicklung von den Phasenschieberwicklungen her induzierten Signals als Funktion der Drehung des drehenden Teils ein Gleichspannungsausgangssignal als Linearfunktion der Winkeldrehung des drehenden Teils erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung (12,14,16) einen amplitudenstabilisierten Phasenschieberoszillator (12) enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der amplitudenstabilisierte Phasenschieberoszillator (12) ein erstes (92) und ein zweites (94) als Rechenverstärker geschaltetes Integrationsglied aufweist, ferner eine Vorrichtung (100, 102,104,106), welche den Ausgang des ersten Integrationsgliedes (92) mit dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Integrationsgliedes (94) verbindet sowie eine Vorrichtung (100, 102,104,106), welche den Ausgang des zweiten Integrationgliedes

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(94) an den nichtinvertierenden Eingang des ersten Integrationsgliedes (92) führt, ferner dadurch, daß die Einrichtung zur Amplitudenstabilisierung (12) eine Bezugszenerdiode (102) sowie einen Feldeffekttransistor (100) aufweist, dessen hauptstromdurchsteuernde Elektrode an den Inversionseingang des zweiten Integrationsgliedes (94) geführt ist und dessen Schalttor über die Bezugszenerdiode (102) mit dem Ausgang des zweiten Integrationsgliedes (94) verbunden ist.
9- Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Vorrichtung (42) in Abhängigkeit von der zweiten Vorrichtung (40) die Drehung des drehenden Teils (30) in eine vorgewählte Winkelstellung anzeigt, daß die dritte Vorrichtung (42) eine Einrichtung (48) enthält, die ein Gleichspannungsbezugssignal erzeugt sowie eine Vorrichtung (44a-44h) zum Vergleich des GleichspannungsausgangsSignals mit einem Gleichspannungsbezugssignal, wobei ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird, welches das Verhältnis zwischen den beiden Gleichspannungssignalen anzeigt.
10.Vorrichtung zur Anzeige der Winkelstellung eines drehenden Teils, dadurch gekennzeichnet, daß ein Resolver (22) an das drehende Teil (30) gekoppelt ist und mit Phasenschiebereingangswicklungen (18,20) sowie einer Ausgangswicklung (24) versehen ist, daß eine erste Vorrichtung (12,14,16) Sinus- und Cosinussignale an die Phasenschieberwicklungen (18,20) abgibt, daß eine zweite Vorrichtung (40) in Abhängigkeit von einem in der Ausgangswicklung (24) von den Phasenschieberwicklungen (18,20) der induzierten Signale als Funktion der Drehung des drehenden Teils (30)

ein Gleichspannungsausgangssignal als Linearfunktion der Winkeldrehung des drehenden Teils (30) erzeugt und eine dritte (42) Vorrichtung in Abhängigkeit von der zweiten Vorrichtung (40) die Drehung des Teils (30) in eine vorgegebene Winkelstellung anzeigt, wobei die dritte Vorrichtung (42) eine Einrichtung (48) zur Erzeugung eines Gleichspannungsbezugssignals sowie eine Vorrichtung (44a-44h) zum Vergleich des Gleichspannungsausgangssignals mit dem Gleichspannungsbezugssignal umfaßt, um ein zweites Ausgangssignal zu erzeugen, welches das Verhältnis zwischen den Gleichspannungssignalen anzeigt.
11.Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Vorrichtung (42) eine Vorrichtung (44e,52,54,56) enthält, welche mehrere Gleichspannungsbezugssignale erzeugt sowie mehrere entsprechende Vorrichtungen (44e-44h) umfaßt, um das Gleichspannungsausgangssignal mit den entsprechenden Gleichspannungsbezugssignalen zu vergleichen.