DE3148654C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Geschwindigkeitserfassung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.

Alle mechanischen Servosysteme benötigen im Grunde genommen eine Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsrückkopplung, um Stabilität zu erzielen. Die Genauigkeit der abgeleiteten Geschwindigkeitsinformation ist aber auch kritisch für eine erfolgreiche Stabilisierung des Systems. Dementsprechend gibt es eine große Vielfalt von Verfahren, die im allgemeinen für die Ermittlung dieser Geschwindigkeits­ information benutzt werden.

Nach dem Stand der Technik werden für diesen Zweck elektronische Tachometer oder Wandler benutzt, von denen die Geschwindigkeits­ information in Form einer zur Momentangeschwindigkeit proportionalen Spannung abgeleitet werden kann. Die am meisten verwendeten Wandler sind optische Drehmelder und Beschleunigungsmesser. Optische Drehmelder sind in Wirklichkeit Wandler für die inkrementelle Positionsmessung. Beschleunigungsmesser messen dagegen die Beschleunigung. Ein optischer Drehmelder weist typischerweise eine Scheibe mit Linien auf, die abwechselnd durchsichtige und undurchsichtige Abschnitte haben, außerdem eine stationäre Strichplatte, eine Lichtquelle und einen lichtempfindlichen Detektor. Die Scheibe ist mit einer Welle eines Motors verbunden, dessen Drehzahl geregelt werden soll. Wenn sich die Scheibe an der Strichplatte vorbei bewegt, wird ein Verschlußeffekt für das Licht erzeugt. Dieser Ver­ schlußeffekt wird mittels des lichtempfindlichen Detektors erfaßt und in ein elektrisches Signal umgesetzt. Dieses elektrische Signal ist allgemein ein quasi-sinusförmiger Zug von Drehmelderimpulsen mit einer Periode, die dem Linienabstand auf der Platte entspricht, sowie einer Frequenz, die der Winkelgeschwindigkeit der Welle direkt proportional ist. Durch Auszählen der Zyklen läßt sich eine Aussage über die relative Position der Scheibe machen. Durch Benutzung zweier getrennter Kanäle mit 90° Phasenverschiebung im Drehmelder läßt sich die Drehrichtung feststellen. Die Geschwindigkeitsinformation ergibt sich aus der Positionsanzeige durch Bildung der Ableitung und aus der Beschleunigung durch Integration. Sowohl das Differenzier- als auch das Integrationsverfahren sind jedoch problembelastet. Eine Differenzierung verringert das Signal/Rausch­ verhältnis, während bei der Integration auch die kleinsten Fehler vergrößert werden, wenn nur genügend Zeit zur Verfügung steht. Eine bekannte Decodiermethode arbeitet nach Art eines Zweipunktreglers. Die Information des Drehmelders wird dabei nicht in eine kontinuierliche Winkelgeschwindigkeit umgewandelt, sondern es wird einfach festgestellt, ob sich die Frequenz des Ausgangssignals des Drehmelders innerhalb genau festgelegter Grenzen befindet. Ist die Winkelgeschwindigkeit zu niedrig, wird der Motor beschleunigt. Wenn die Winkelgeschwindigkeit zu hoch ist, läßt man eine Verzögerung des Motors durch die dem System eigenen Reibungsverluste zu. Das System wird also dadurch geregelt, daß der Motor entweder voll ein- oder voll ausgeschaltet wird. Obwohl ein derartiges Zweipunkt­ regelsystem sehr stabil ist, fehlen ihm kontinuierliche und momentane Korrektursignale für ein echtes Rückkopplungssystem. Dieses System ist daher nur adäquat in einer Geschwindigkeitsregelschleife mit einem sehr begrenzten Geschwindigkeitsbereich, ist aber für die Rückkopplungsschleife in einer Positioniereinrichtung ungeeignet.

Um einige dieser Probleme zu umgehen, kann die Geschwindigkeits­ information vom optischen Drehmelder dadurch decodiert werden, daß die Periode zwischen aufeinanderfolgenden Codierimpulsen gemessen wird. Die Geschwindigkeit wird dann dadurch abgeleitet, daß der Kehrwert dieser Periode errechnet wird.

Diese Decodiermethode schaltet zwar einige der Probleme bei den be­ kannten Verfahren aus, wirft aber einige eigene Probleme auf. Zunächst einmal ist der Betriebsgeschwindigkeitsbereich begrenzt. Da die Periode üblicherweise digital mit einem Zähler und einem Taktgeber gemessen wird, muß der Takt schnell genug sein, damit kurze Zeitperioden aufgelöst werden können. Andererseits darf der Takt nicht so übermäßig schnell sein, daß bei langen Zeitperioden der Zählbereich des Zählers überschritten wird. Somit ist der Be­ triebsgeschwindigkeitsbereich bei diesem Verfahren üblicherweise begrenzt.

Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Geschwindigkeitserfassung bzw. ein Geschwindigkeitserfassungssystem zeigt die DE 26 53 351 A1. Hierbei werden mehrere Periodendauern vorgegeben, indem sie in einem ROM abgelegt werden, auf den zugegriffen wird, wenn die aktuelle vorgegebene Periodendauer der tatsächlichen Periodendauer noch nicht nahe genug kommt. Ein ROM ist ein relativ aufwendiges und kostspieliges Bauteil. Ferner kann die Abstufung der einzelnen vorgegebenen Werte nicht mehr verändert werden, wenn der ROM einmal geladen worden ist.

Aus der DE-OS 23 53 038 ist eine Einrichtung zur automatischen Bereichseinstellung bekannt. Hierbei wird die von der Periodendauer abhängige Zeit in Stufen auf ein Mehrfaches einer von der Periodendauer abhängigen Grundzeit verlängert, solange nicht eine vorgegebene Menge von Impulsen der zweiten Impulsfolge in den Zähler eingezählt wurde, wobei die Zahl der Grundzeiten bei der Auswertung der aus­ gezählten Impulsmenge berücksichtigt wird.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. ein System zur Geschwindigkeitserfassung zu schaffen, bei dem die Abstufung der vorgegebenen Werte in einfacher Weise geändert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einem Verfahren bzw. einem System nach den Ansprüchen 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch Vorgabe der jeweiligen Geschwindigkeit und Vergleich der Vorgabe mit der tatsächlich gemessenen Geschwindigkeit, wobei dann die vorgegebene Geschwindigkeit bei jedem Meßzyklus zur engeren Approximierung der tatsächlichen Geschwindigkeit nachjustiert wird, wird von einem Drehmelder eine hochgenaue und kontinuierliche Geschwindigkeitsinformation erhalten. Dies geschieht wie folgt:

Ein erster Zähler, der Abschätzungszähler, wird anfänglich auf den maximal zu erwartenden Geschwindigkeitswert beim Beginn eines Codierzyklus voreingestellt. Der Zählerstand wird dann um Dekremente von Eins in Zeitintervallen zurückgesetzt, die von einem zweiten Zähler, dem Zeitgeberzähler festgelegt werden. Wenn der Zeitgeber­ zähler vor dem Ende eines 90°-Phasenverschiebungszustandes oder Codierzyklus auf Null zählt, wird die Voreinstellung des Abschätzung­ zählers verkleinert, und der Zeitgeberzähler wird mit einer neuen Voreinstellungszahl geladen, die aus aufeinanderfolgenden Worten in einem Festwertspeicher (ROM) gelesen wird. Wenn diese nicht- gleichförmigen Zeitintervalle aus dem ROM richtig ausgewählt werden, approximiert der Zählerstand des Abschätzungszählers immer den Reziprokwert der Zeitverzögerung vom Start des Codierzyklus. Wenn der Voreinstellungszyklus endet und der nächste Codierzyklus auftritt, ist dieser Abschätzungszählerstand die tatsächliche Geschwindigkeit, die das Ausgangssignal des Geschwindigkeitsdecoders wird.

Der gesamte Zyklus startet dann von neuem.

Um Speicherraum im ROM zu sparen, obwohl ein großer dynamischer Geschwindigkeitsbereich abgedeckt werden soll, führt der Ge­ schwindigkeitsdecodierer eine Art von automatischer Bereichs­ einstellung durch. Dies wird dadurch erreicht, daß statt, wie oben beschrieben, nur eines Codierzyklus 1, 2, 4, 8 oder 16 Codierzyklen durch die Zeitgabe vorgegeben werden. Dadurch bleibt das tatsächliche Zeitintervall, in welchem die Schaltung arbeitet, innerhalb eines relativ schmalen Bereichs.

Auch das Vorzeichen der Geschwindigkeit muß bestimmt werden. Dies erfolgt durch Bestimmung der Richtung der Drehmelderübergänge, die den Decodierzyklus einleiten. Wenn während eines Zyklus Übergänge entgegengesetzten Vorzeichens auftreten, gibt der Codierer sofort das Signal Null aus, und startet den Decodierzyklus neu.

Der erfindungsgemäße Decodierer läßt sich leicht als ein einziger integrierter Schaltkreis aufbauen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Geschwindigkeitsprofil, d. h. die Beziehung zwischen der Decodierperiode und dem digitalen Wert der Geschwindigkeit;

Fig. 3 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Differenz der inkremen­ tellen Zeitgeberperioden zwischen hohen und niedrigen Geschwindigkeiten;

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Decodiersystem mit automatischer Bereichseinstellung; und

Fig. 5 ein Zeitfolgediagramm zur Verdeutlichung des Ereignis­ ablaufs im Hauptdecodierer entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In dem in Fig. 1 dargestellten und durch das Zeitdiagramm gemäß Fig. 5 erläuterten System gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird einer Eingangsleitung 2 ein Zug von Codier­ impulsen 1 zugeführt, deren Periodendauer umgekehrt proportional zu einer unbekannten Geschwindigkeit ist. Dieser Impulszug 1 kann z. B. das Ausgangssignal eines nicht dargestellten Drehmelders sein.

Zu Beginn eines Decodierzyklus wird zunächst eine abgeschätzte Maximalgeschwindigkeit in einen ersten Zähler, den Abschätzungszähler 4 geladen. Die abgeschätzte Maximalgeschwindigkeit ist vorgegeben durch die maximale Winkelgeschwindigkeit, die wahrscheinlich beim Drehmelder auftritt. Die äquivalente Periodendauer 53 des Impulszuges 1 für diese erste abgeschätzte Geschwindigkeit wird einem zweiten Zähler, dem Zeitgeberzähler 6 zugeführt. Diese äquivalente Periodendauer wird aus einem Speicher 8 entnommen, z. B. einem Festwertspeicher (ROM) und gibt die Periodendauer an, die der abgeschätzten Geschwindigkeit entspricht.

Wenn die äquivalente Periode 53 richtig in den Zeitgeberzähler 6 eingegeben ist, zählt dieser bis zum Ende einer Codierimpuls­ periode 51 genau auf Null herunter. Wenn die äquivalente Periode nicht richtig ist, erreicht dieser Zähler den Zählerstand Null an einem Punkt 52 vor dem Ende der tatsächlichen Periode 51. In einem solchen Falle wird der Abschätzungszähler 4 um Eins herabgesetzt (neue abgeschätzte Geschwindigkeit), und der Zeitgeberzähler 6 wird mit der Periodendifferenz 54 zwischen der zunächst abgeschätzten Geschwindigkeit und der neuen abgeschätzten Geschwindigkeit 55 geladen. Diese Periodendifferenz 54, das neue Eingangssignal für den Zeitgeberzähler 6 wird dann zu einem neuen Null-Zählerstand 56 herabgezählt. Wenn der Zähler vor dem Ende der tatsächlichen Periode 51 wiederum Null erreicht, wird der Abschätzungszähler 4 wiederum um Eins herabgesetzt, und eine weitere äquivalente Periode 57 wird benutzt. Die Differenz 58 zwischen dieser neuen äquivalenten Periode und der unmittelbar davorliegenden wird in den Zeitgeber 6 als neue Periodendifferenz 58 für das Herab­ zählen eingegeben.

Der Zeitgeberzähler 6 fährt fort, mit der neuen Periodendifferenz 58 auf Null herabzuzählen. Wenn das Ende der tatsächlichen Periode 51 noch nicht erreicht wurde, wird der gesamte Prozeß ad infinitum wiederholt, bis der Zeitgeberzähler 6 gleichzeitig mit dem Ende der tatsächlichen Periode 51 Null erreicht. Dieses Ereignis tritt in der Darstellung gemäß Fig. 5 zu einem Zeitpunkt t_n auf. Mit anderen Worten, der Abschätzungszähler 4 wird wiederum um Eins herabgesetzt, eine neue äquivalente Periode wird benutzt, und eine neue Periodendifferenz wird in den Zeit­ geberzähler 6 zum Herabzählen eingegeben. Wenn das laufende Ein­ gangssignal 62 im Zeitgeberzähler 6 gleichzeitig mit dem Auf­ treten 59 des Endes der tatsächlichen Periode 51 auf Null zählt, ist die laufende abgeschätzte Geschwindigkeit im Abschätzungszähler 4 die tatsächliche Geschwindigkeit. Dieser Wert auf einer Leitung wird dann für die Verarbeitung auf den Ausgang gegeben. Ein Teil des Ausgangs kann ein Zwischenspeicher 10 sein, der das Ausgangssignal dieses Wertes festhält, während ein neuer Geschwin­ digkeitswert festgestellt oder decodiert wird.

Es folgt ein numerisches Beispiel des oben beschriebenen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 5.

Zu Beginn eines Codierzyklus oder einer Decodierperiode t₀ wird die abgeschätzte Maximalgeschwindigkeit 20 z. B. als Wert 14 in den Abschätzungszähler 4 eingegeben. Die dieser Geschwindigkeit entsprechende äquivalente Periode beträgt z. B. 30 Taktübergänge 22, 53. Diese äquivalente Periode wird in den Zeitgeberzähler 6 ein­ gegeben. Die Werte für die äquivalenten Perioden in diesem Beispiel gründen sich auf der Beziehung zwischen der Periode 24 und der digitalen Geschwindigkeit 26, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Beziehung ist definiert durch V = ΔX/Δt, wobei V die digitale Geschwindigkeit, ΔX der Abstand der Schlitze auf dem Drehmelder und Δt die Periodendauer zwischen den Schlitzen be­ deuten. Wenn die tatsächliche Geschwindigkeit 28 statt dessen z. B. 10 beträgt, beträgt die tatsächliche Periodendauer 30 (Fig. 2) 45 Taktübergänge 60. Somit wird der Zählerstand 30 im Zeitgeber­ zähler 6 auf die Nullstellung 52 heruntergezählt, lange bevor die tatsächliche Periode 51 endet. Bei Nullstellung des Zeitgeber­ zählers 6 erniedrigt der Abschätzungszähler 4 seinen Eingang von 14 auf 13, was ein Dekrement von Eins bedeutet. Die Periodendif­ ferenz 54 beträgt in diesem Beispiel drei, d. h. die Differenz zwischen 30 und 33. Diese Periodendifferenz 54 wird dann in den Zeitgeberzähler 6 geladen, und dieser zählt von drei herunter. Wenn bei 56 eine neue Null erreicht wird, ist das Ende der Periode 59 noch nicht erreicht. Die Gesamtzahl der Übergänge 55 in der Periode beläuft sich nur auf 33, was immer noch wenig gegenüber den tatsächlichen 45 Übergängen 60 ist, die einer Geschwindigkeit von 10 zugeordnet sind. Da der Zeitgeberzähler 6 die Nullstellung vor dem Ende der tatsächlichen Periode erreicht hat, wie aus dem Impulszug 55 ersichtlich ist, wird der Abschätzungszähler 4 wiederum um Eins erniedrigt, wodurch eine neue abgeschätzte Ge­ schwindigkeit von 12 erreicht wird. Die äquivalente Periodendauer für diese neue abgeschätzte Geschwindigkeit 57 beträgt 37 bzw. eine Periodendifferenz 58 von vier gegenüber der unmittelbar vor­ angehenden Periode 55 von 33. Die neue Periodendifferenz 58 von Vier wird in den Zeitgeberzähler 6 eingegeben, und dieser zählt abwärts. Dieser Prozeß des Zählerstandherabsetzens und Ankommens bei einer neuen Periodendifferenz wird wiederholt, bis eine Dif­ ferenz 62 von Vier zur letzten äqivalenten Periode 61 von 41 addiert wird, womit man an einer neuen äquivalenten Periode 60 von 45 ankommt. Dies entspricht selbstverständlich einer Ge­ schwindigkeit von 10 gemäß der Kurve in Fig. 2. Mit dieser äquivalenten Periode 60, die identisch mit der tatsächlichen Periode 51 ist, wird die Zeitgebereingabe von Vier im Zeit­ geberzähler 6 gleichzeitig mit dem Auftreten des Endes der Decodierperiode 59 auf Null gezählt. Dies zeigt dann an, daß die letzte abgeschätzte Geschwindigkeit, die der letzten äquivalenten Periode 60 entspricht, die richtige für die Ausgabe ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Ausgang einen Zwischenspeicher 10 auf, in welchem die letzte richtig abgeschätzte Geschwindigkeit festgehalten wird, bis der nächste richtige abgeschätzte Geschwindigkeitswert erhalten wird. Dieses numerische Beispiel zeigt eine Decodierung der Geschwindigkeit während des Prozeßablaufs. Dieser Prozeß steht im Gegensatz zu den mehr üblichen Decodierungsschemata, bei denen die Geschwindigkeit erst nach ihrem tatsächlichen Auftreten ermittelt wird. Es läßt sich mit diesem Verfahren der Geschwindigkeitsdecodierung eine fast momentane Ermittlung der Geschwindigkeiten erzielen.

Wie aus Fig. 3 sofort erkennbar ist, differieren die inkremen­ tellen Zeitgeberperioden 33 und 35 markant zwischen niedriger Geschwindigkeit 34 und hoher Geschwindigkeit 36. Die inkremen­ telle Zeitgeberperiode 33 ist sehr kurz bei höheren Geschwin­ digkeitswerten 37 und wie mit 35 dargestellt ist, sehr lang bei niedrigeren Geschwindigkeitswerten 38. Diese markante Differenz zwischen den inkrementellen Zeitgeberperioden wirft ein Takt­ geberproblem auf. Der Takt 9, der zum Herabzählen des Zeitgeber­ zählers 6 benutzt wird, muß schnell genug sein, damit kurze dif­ ferenzielle Zeitperioden aufgelöst werden können. Er darf jedoch nicht so schnell sein, daß die langen Zeitperioden länger sind, als der Zeitgeberzähler 6 zählen kann. Ein großer dynamischer Ge­ schwindigkeitsbereich erfordert daher sowohl einen schnellen Takt als auch einen großen inkrementellen Zeitgeberzähler. Der schnelle Takt dient zur Anpassung an die Messung hoher Geschwindigkeiten, und der große Zeitgeberzähler dient zur Anpassung an die Messung niedriger Geschwindigkeiten. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt sich die Decodierung in Zeitintervallen aus­ führen, die länger als die Periode für einen Codierimpuls ist, wie in Zusammenhang mit dem vorerwähnten System beschrieben. Genauer gesagt, das Decodierintervall kann auch die Periode für 2, 4, 8 oder 16 Codierimpulsen sein. Auf diese Weise wird der dynamische Geschwindigkeitsbereich stark vergrößert, und derselbe Takt und derselbe Zeitgeberzähler können sowohl für hohe als auch für niedrige Geschwindigkeiten benutzt werden. Dies hat zur Folge, daß die Größe des ROM auf einen wirtschaftlich vertretbaren Wert begrenzt werden kann und daß trotzdem der gesamte dynamische Bereich abgedeckt werden kann. Außerdem bleibt bei diesem Prinzip die Abfragefrequenz im wesentlichen konstant und eignet sich als Geschwindigkeits­ information in Positionsregelkreisen.

Fig. 4 zeigt den grundlegenden Geschwindigkeits-Decodierer 40 nach Fig. 1 mit zusätzlichen Schaltelementen zur automatischen Bereichseinstellung, so daß derselbe Taktgeber 9 und derselbe Zeitgeberzähler in einem großen Geschwindigkeitsbereich benutzt werden können. Ein logarithmischer Zähler 41 ist mit der Eingangs­ leitung 42 zum Empfang von Codierimpulsen 1 verbunden und erzeugt auf einer Leitung 43 einen Ausgangsimpuls nach 1, 2, 4, 8 und 16 Eingangsimpulsen. Der Decodierer 40 stellt dann das benötigte Zeitintervall für 1, 2, 4, 8 oder 16 Codierimpulse fest. Dies ge­ schieht in der folgenden Weise. Das Ausgangssignal des logarithmischen Zählers 41 auf der Leitung 43 wird über eine Leitung 43′, die die beiden Zähler 41 und 44 miteinander verbindet, einem Oktavenzähler 44 zugeführt. Der Oktavenzähler 44 ist ein Standard- Aufwärtszähler. Der Eingangsimpuls 1 auf Leitung 42 wird auch einem RS-Flipflop 45 zugeführt, nachdem er durch ein Verzögerungsglied 46 verzögert wurde. Das RS-Flipflop 45 ist während des einleiten­ den Teils der Geschwindigkeitsabschätzung des Decodierzyklus im niedrigen Zustand, d. h. während des einleitenden Zeitgebervorgangs. Sonst befindet es sich im hohen Zustand.

Beim Start eines Decodierzyklus ist das Ausgangssignal des Flipflops 45 auf seiner Ausgangsleitung 12 anfänglich auf einem hohen Pegel, und der logarithmische Zähler 41 und der Oktavenzähler 44 werden zurückgestellt. Ein eingehender Codierimpuls auf Leitung 42 erzeugt einen Impuls auf der Ausgangsleitung 43 des logarithmischen Zählers 41. Dadurch wird der Decodierzyklus im Hauptdecodierer 40 gestartet. Dieser Impuls auf Leitung 42 stellt auch das RS-Flipflop 45 nach einer Verzögerungszeit zurück. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal auf Leitung 43 des logarithmischen Zählers 41 daran gehindert, den Hauptdecodierer 40 bis nach der anfänglichen Zeitgabe anzuhalten. Wenn daher die tatsächliche Geschwindigkeit größer als vorausgesetzt ist und damit auch größer als die abgeschätzte Maximalgeschwindigkeit eines Geschwindigkeitsprofils, treten mehr als ein Codierimpuls auf, bevor der Zeitgeberzähler 6 erstmalig Null erreicht hat, z. B. bei t_n. Mit anderen Worten, bevor bei t_n die anfängliche Zeitgabe abgeschlossen ist, sind mehrere Codierimpulse aufgetreten. Diese mehrfachen Codierimpulse werden in der Zwischenzeit vom Oktavenzähler 44 registriert. Nur nach der anfänglichen Zeitgabe, wenn das RS-Flipflop 45 wieder auf den hohen Pegel gesetzt wurde, kann dessen Ausgangssignal durch ein UND- Glied 14 hindurchgehen und den Hauptdecodierer 40 anhalten. Das nächste Ausgangssignal des logarithmischen Zählers nach dieser anfänglichen Zeitgabe erreicht dann den Hauptdecodierer 40, hält diesen und die automatische Bereichseinstellung an, setzt diese beiden und den Oktavenzähler 44 zurück und startet den gesamten Decodierzyklus noch einmal. Mit anderen Worten, Zeitgabe und Decodierung erfolgen auf einen eingehenden Codierimpuls hin, bis das Auftreten des ersten Impulses des logarithmischen Zählers nach der anfänglichen Zeitgabe für die abgeschätzte Maximalgeschwindigkeit auftritt. Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem Fall, bei dem keine automatische Bereichseinstellung erfolgt und bei dem Zeitgabe und Decodierung von einem Codierimpuls zum nächsten erfolgen.

Gleichlaufend mit dem Betrieb des logarithmischen Zählers 41 und des RS-Flipflops 45 hat der Oktavenzähler 44 die Anzahl der Aus­ gangsimpulse des logarithmischen Zählers auf der Leitung 43 registriert, die während des Decodierintervalls aufgetreten sind. Das Geschwindigkeits-Ausgangssignal des Hauptdecodierers 40 auf der Leitung 47 muß multipliziert werden mit 2 hoch dieser regi­ strierten Zahl, um in einem Schieberegister 48 die tatsächliche Geschwindigkeit zu erhalten. Bei einer alternativen Ausführungsform wird das Geschwindigkeits-Ausgangssignal des Hauptdecodierers 40 auf der Leitung 47 dividiert oder multipliziert, um die tatsäch­ liche Geschwindigkeit abhängig vom Geschwindigkeitsbereich in einem Schieberegister zu erhalten. Dadurch wird die Genauigkeit der Geschwindigkeitsinformation optimiert. Wie in Fig. 4 dar­ gestellt ist, wird das Schieberegister 48 durch die Zählung bzw. die registrierte Zahl im Oktavenzähler 44 über dessen Ausgangs­ leitung 49 gesteuert. Das Schieberegister 48 bewirkt die vor­ genannte numerische Operation. Auf diese Weise wird der Tatsache Rechnung getragen, daß die Geschwindigkeitsinformation von einer Vielzahl von Codierimpulsperioden stammt, und es wird eine auto­ matische Bereichseinstellung bewirkt.

Die Ausgangssignale auf den Leitungen 47 und 47′ des Decodierers 40 stellen die Geschwindigkeit nach Größe und Vorzeichen dar. Die Größe wird wie oben erwähnt abgeleitet. Das Vorzeichen wird durch die Richtung des Drehmelderübergangs festgestellt, der den Deco­ dierzyklus startete. Dies geschieht durch Erfassung zweier Kanäle 2 und 2′, die den Zug von Codierimpulsen in 90°-Phasenverschiebung (1 und 1′) am Eingang einer Detektorschaltung 7 enthalten. Wenn, während der Decodierer in Betrieb ist, ein Übergang mit zu dem des anfänglichen Übergangs entgegengesetzten Vorzeichen auftritt, stellt der Decodierer 40 die Geschwindigkeit auf Null und startet von neuem.

Claims (5)

1. Verfahren zur Geschwindigkeitserfassung, bei dem

• a) periodische elektrische Signalübergänge erzeugt werden, deren Periodendauer umgekehrt proportional zur zu messenden Geschwindigkeit ist;
• b) eine Geschwindigkeit vorgegeben wird;
• c) die vorgegebene Geschwindigkeit in eine dazu äquivalente Periodendauer umgesetzt wird; und
• d) die Signal-Periodendauer mit der äquivalenten Periodendauer verglichen wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

• e) die Geschwindigkeit als ein erster Zählwert vorgegeben wird;
• f) der erste Zählwert in einen der äquivalenten Periodendauer entsprechenden zweiten Zählwert umgesetzt und ausgehend von diesem zweiten Zählwert bis zu einer vorgegebenen Zahl gezählt wird;
• g1) dann, wenn die vorgegebene Zahl vor dem Ablauf der Signal­ periodendauer erreicht wird, der erste Zählwert um einen wählbaren Betrag verändert wird und zu Schritt f) zurückgekehrt wird; und
• g2) dann, wenn die vorgegebene Zahl nicht vor dem Ablauf der Signalperiodendauer erreicht wird, die dem ersten Zählwert entsprechende Geschwindigkeit als Ausgangssignal abgegeben wird.

2. Geschwindigkeitserfassungssystem, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit
einem digitalen Geber zum Erzeugen von periodischen elektrischen Signalübergängen, deren Periodendauer jeweils umgekehrt proportional zu der zu messenden Geschwindigkeit ist,
einer Vorgabe-Einrichtung (4) zum Vorgeben eines Geschwindig­ keitswertes,
einer Speicher-Einrichtung (8) zum Umsetzen des Geschwindig­ keitswertes in eine dazu äquivalente Periodendauer,
einer Vergleichseinrichtung (6), die mit der Speicher-Einrichtung (8) verbunden ist, und
einem Ausgangs-Anschluß (10), der mit der Vorgabe-Einrichtung (4) verbunden ist, zum Abgeben des Geschwindigkeitswertes in Form eines Ausgangssignals,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorgabe-Einrichtung (4) einen ersten Zähler zur iterativen Veränderung des als erster Zählwert vorgegebenen Geschwindig­ keitswertes um einen vorgebbaren Betrag umfaßt,
die Vergleichseinrichtung (6) einen zweiten Zähler zum Zählen bis zu einer vorgebbaren Zahl, ausgehend von einem der äquivalenten Periodendauer entsprechenden zweiten Zählwert umfaßt,
die Vergleichseinrichtung (6) dazu dient, festzustellen, ob die dem zweiten Zählwert entsprechende Periodendauer kürzer als die Signalperiodendauer ist, und
ein Eingangsanschluß (2) vorgesehen ist, über den die Vorgabe- Einrichtung (4) mittels des elektrischen Signals des digitalen Gebers angesteuert wird.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung (41, 42, 44, 45, 46, 48, 14) zur automatischen Bereichseinstellung aufweist, der das elektrische Signal des digitalen Gebers zuführbar ist und die nach einer vor­ gebbaren Anzahl von Signalübergängen des elektrischen Signals einen Ausgangsimpuls erzeugt, und daß der Ausgangsimpuls dem Eingangsanschluß (2) als elektrisches Eingangssignal zugeführt wird.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur automatischen Bereichseinstellung folgende Teile aufweist:
einen Eingang (42), dem das elektrische Signal des digitalen Gebers zuführbar ist,
einen dritten Zähler (41), der mit dem Eingang (42) verbunden ist und auf ausgewählte Übergänge des elektrischen Signals hin einen Zählerausgangsimpuls erzeugt;
eine Verzögerungseinrichtung (46), die mit dem Eingang (42) verbunden ist und das elektrische Signal um ein vorgegebenes Zeitintervall verzögert;
eine bistabile Schaltung (45), die mit der Verzögerungseinrichtung (46) verbunden ist und das verzögerte elektrische Signal empfängt, sowie mit dem zweiten Zähler (6) verbunden ist und ein bistabiles Ausgangssignal erzeugt;
eine Torschaltung (14), deren Eingang mit der bistabilen Schaltung (45) und dem dritten Zähler (41) verbunden ist und die auf das bistabile Ausgangssignal hin den Zählerausgangsimpuls des dritten Zählers (41) an den Eingangsanschluß (2) der Vorgabe- Einrichtung als Eingangssignal abgibt;
einen vierten Zähler (44), der mit dem dritten Zähler (41) ver­ bunden ist und dessen Zählerausgangsimpulse registriert sowie mit dem Ausgang der Torschaltung (14) zum Zwecke der Rückstellung verbunden ist; und
eine Registeranordnung (48), die mit dem vierten Zähler (44) und dem Ausgangs-Anschluß verbunden ist und das Ausgangssignal abgibt, das der zu erfassenden Geschwindigkeit entspricht.