DE3300964A1

DE3300964A1 - Messvorrichtung

Info

Publication number: DE3300964A1
Application number: DE19833300964
Authority: DE
Inventors: John Malcolm Edinburgh Scottland Morrison
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1982-01-30
Filing date: 1983-01-13
Publication date: 1983-08-11
Also published as: IT1197552B; CH661137A5; US4580138A; IT8347627A0; FR2520878B1; GB2114341B; FR2520878A1; GB2114341A

Description

I· <- β

3300954

80

Unser Zeichen: A 14 614 Lh/nc

Ferranti plc

Bridge House, Park Road, Gatley, Cheadle, Cheshire, England

Meßvorrichtung

Ferranti pic - A 14 614 -

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zur Darstellung von Meßwerten, insbesondere zum Überwachen des Zustandes der Aktivität einer Vielzahl von Stationen.

Der Zustand der Aktivität jeder Station wird durch das Öffnen oder Schließen eines Schalters bewirkt und durch Signale dargestellt, die von einem entsprechenden Ausgang eines gemeinsamen Analog-Digital-Wandlers erhalten werden, der an die Stationen angeschlossen ist.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zustand der Aktivität jeder Station durch den Zustand eines elektrischen Schalters, der entweder geöffnet oder geschlossen ist, dargestellt wird und der individuell der Station zugeordnet ist, wobei jeder elektrische Schalter parallel zu einem Widerstand liegt und die Widerstände unterschiedliche Widerstandsgrößen aufweisen, die binär aufeinander bezogen sind, wobei diese Parallelkombinationen, von denen jede aus einem elektrischen Schalter und einem Widerstand besteht, in Reihe geschaltet sind und eine Stromquelle an die Reihe der Parallelkombinationen gelegt ist, um einen konstanten Strom zuzuführen, wobei der Stromfluß durch einen elektrischen Schalter läuft, wenn der Schalter geschlossen ist und die Reihe der Parallelkombinationen an den Eingang eines gemeinsamen Analog-Digital-Wandlers gelegt ist, der η Bits und η Ausgänge aufweist, wobei jeder Ausgang individuell einer solchen Parallelkombination zugeordnet ist und unterschiedliche Parallelkombinationen unterschiedlichen Wandlerausgängen zugeordnet sind, wobei der Wandler jeder aufeinanderfolgenden Quantisierungsperiode

.5.

(t), die der entsprechenden Operation des Wandlers zugeordnet ist, jeden momentanen Spannungsabfall über jeder Parallelkombination bestimmt aufgrund eines Eingangssignals, das der Wandler empfängt und das eine momentane Summe der Spannungsabfälle über der Mehrzahl (n) von Parallelkombxnationen angibt, aufgrund welcher auf jedem der entsprechenden Wandler-Ausgänge ein Signal in einer von.zwei möglichen Formen erhalten wird, was repräsentativ für den Zustand des entsprechenden elektrischen Schalters ist, wobei jeder Wandler-Ausgang individuell an einen Zähler gelegt wird, um die Anzahl von Signalen aufzuspeichern, die von dem zugeordneten Wandler-Ausgang in einer der zwei möglichen Formen in jedem von aufeinanderfolgenden Intervallen (mt) erhalten werden, wobei (m) eine ganze Zahl größer als 1 ist, wobei ferner Einrichtungen vorgesehen sind, um die aufgespeicherte Anzahl in wenigstens einem Zähler in einem solchen Intervall aufzuzeichnen und/oder anzuzeigen.

Die Periode (t), die der wiederholten Operation des Wandlers zugeordnet ist, umfaßt die Quantisierungsperiode, die dem Wandler zugeordnet ist, wobei das Signal, das repräsentativ für die momentane Summe der Spannungsabfalle über der Mehrzahl (n) von Parallelkombxnationen zum Beginn jeder der aufeinanderfolgenden Quantisierungsperioden ist, von dem Wandler in der entsprechenden Quantisierungsperiode bearbeitet wird.

Von der Vorrichtung erhält man daher eine Darstellung des angenäherten Anteils oder der Anteile jedes Intervalls (mt), in welchem jeder der (n) elektrischen Schalter entweder offen oder geschlossen ist.

Diese Ausführung einer Vorrichtung zur Darstellung von Messungen ist besonders einfach, weil die zu überwachenden Stationen durch eine einzige Leitung zusammengeschaltet

3 -

sind.und nur ein Eingang für den gemeinsamen Analog-Digital-Wandler erforderlich ist.

die Zweckmäßigerwexse wird in jedem der (n) Speicherfin einem Intervall (mt) aufgespeicherte Anzahl aufgezeichnet und/oder dargestellt.

Die Vorrichtung kann einen Daten-Prozessor enthalten, beispielsweise einen digitalen Computer, und sie kann in jeder erforderlichen Weise die in irgendeinem der Zähler in einer Mehrzahl von Intervallen aufgespeicherten Zahlen verarbeiten. Die Vorrichtung umfaßt zweckmäßigerweise ferner Mittel, um die entsprechenden Ausgangssignale des Datenprozessors aufzuzeichnen und/oder anzuzeigen. Der Datenprozessor kann in jeder gewünschten Weise die aufgespeicherten Zahlen gleichzeitig in jedem der Zähler und in jedem einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Intervallen verarbeiten.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die in Form eines Block-Schaltkreises die Erfindung zeigt.

Die dargestellte Vorrichtung dient zur Überwachung des Zustandes der Aktivität einer Mehrzahl Cn) Stationen. Der Zustand der Aktivität jeder Station wird dargestellt durch den Zustand eines elektrischen Schalters der Vorrichtung, der entweder offen oder geschlossen ist und der individuell dieser Station zugeordnet ist. Die Stationen selbst sind nicht dargestellt. Somit können zwei mögliche Zustände der Aktivität jeder Station überwacht werden, derart, daß der zugehörige elektrische Schalter geschlossen ist, wenn die Station sich in einem der beiden möglichen Zustände befindet, und daß der Schalter geöffnet ist, wenn sich die Station in dem anderen Zustand befindet.

Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Mehrzahl von (n) Widerständen, die unterschiedliche Widerstandswerte haben und die binär einander zugeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind acht Widerstände und acht Schalter 10 vorgesehen, wobei die Widerstände mit R, 2R...... 64R, 128R bezeichnet sind. Jeder einzelne Widerstand liegt parallel zu jeweils einem der Schalter 10. Diese Parallelkombinationen, von denen jede aus einem Widerstand und einem Schalter besteht, liegen in Reihe zueinander. In der dargestellten Ausführungsform sind die Widerstände in der Reihenfolge ihrer Widerstandswerte zusammengeschaltet, dies ist aber nicht erforderlich.

Eine nicht dargestellte konstante Stromquelle ist an die Reihe aus Parallelkoinbinationen aus Schaltern und Widerstände gelegt. Wenn ein Schalter geschlossen ist, fließt der Strom durch den Schalter, und es entsteht daher kein merklicher Spannungsabfall über der betreffenden Parallelkombination. Wenn ein Schalter geöffnet ist, entsteht ein Spannungsabfall über der betreffenden Parallelkombination, d.h. es entstehen verschiedene, mögliche, binär aufeinander bezogene Spannungsabfälle über den verschiedenen Parallelkombinationen .

Die Reihe aus Parallelkombinationen ist an den Eingang eines konventionellen Analog-Digital-Wandlers 14 mit n-Bits gelegt. Zweckmäßigerweise ist die Konstant-Stromquelle innerhalb des Wandlers 14 angeordnet. Die Reihe von Parallelkombinationen umfaßt ferner eine vom Wandler ausgehende Schaltungsschleife. Am Eingang des Wandlers stehen somit Spannungssignale zur Verfügung, von denen jedes das Komplement einer Summe der Spannungsabfälle über den Parallelkombinationen darstellt, wobei der Wandler jedes derartige Spannungseingangssignal bearbeitet, um einen entsprechenden Ausgang zu erzeugen, der eine binäre

digitale Darstellung des Signales darstellt. Ein solches Ausgangssignal liegt an (n) Ausgängen des Konverters an, wobei diese Ausgänge in der Zeichnung durch Leitungen 16 dargestellt sind. Jeder Wandlerausgang 16 ist daher individuell einem der Widerstände zugeordnet, wobei verschiedene Ausgänge entsprechend verschiedenen Widerständen zugeordnet sind. Ferner ist jeder Wandlerausgang 16 individuell einem entsprechenden Schalter 10 zugeordnet und damit auch einer entsprechenden Station.

Wenn beim Betrieb der Vorrichtung ein Schalter geschlossen ist, wird ein Signal, das entweder eine binäre "1" oder eine binäre "O" darstellt und damit auch diesen Zustand darstellt, am entsprechenden Wandler-Ausgang erhalten, und wenn der Schalter geöffnet ist, wird die andere mögliche binäre Signalform am Konverterausgang erhalten. Man erhält somit ein binäres Signal, das den Zustand der Aktivität der entsprechenden Station angibt. Solche binären Signale werden gleichzeitig auf jedem der Wandlerausgänge erhalten, und sie geben die Zustände der Aktivität der entsprechenden Stationen an.

Bei Betrieb eines Analog-Digital-Wandlers ergibt sich, wie bekannt, eine Quantisierungsperiode (t), und der Wandler arbeitet in sich wiederholender Weise, wobei die erforderliche Digitierung in jeder von aufeinanderfolgenden Perioden (t) ausgeführt wird. Am Beginn jeder Quantisierungsperiode wird das momentane Eingangs-Spannungssignal des Wandlers abgetastet, und es ist diese Spannung, die in (n) binäre Signale der Wandler-Ausgänge umgeformt wird.

Die Vorrichtung umfaßt ferner (n) Zähler 18, um die binären Ziffern "1" oder "0" auf jedem der Wandler-Ausgänge 16 in einem Intervall (mt) aufzusummieren, wobei m eine ganze Zahl größer als 1 ist. Beispielsweise beträgt die Periode

.9.

(t) 1s und m ist 60, wobei dann jedes aufeinanderfolgende Intervall 1 min beträgt. Es sind dann Zähler vorgesehen, von denen jeder wenigstens 60 Stufen aufweist, die bis zu 60 binäre Signale von einer der beiden möglichen Formen von den Wandler-Ausgängen zählen können. Die in jedem Zähler in jedem Intervall (mt) aufsummierte Zahl stellt daher den angenäherten Anteil an dem Intervall dar, über welchen der entsprechende Schalter geöffnet oder geschlossen ist, wobei das Komplement dieser Zahl den angenäherten Anteil am Intervall darstellt, über welchen der entsprechende Schalter sich in dem anderen der beiden möglichen Stellungen befindet. Ein Signal, das repräsentativ für einen solchen Anteil ist, wird von einem Ausgang des Zählers erhalten, der durch eine Leitung 20 dargestellt wird. Solche Signale werden gleichzeitig von den (n) Zähler-Ausgängen 20 erhalten, und sie entsprechen den (n) Stationen.

Die Vorrichtung umfaßt ferner konventionelle Mittel zum Aufzeichnen und/oder Anzeigen der Anteile, die durch die Zähler-Ausgangssignale dargestellt werden. Diese Mittel sind nicht dargestellt, zweckmäßigerweise sind sie jedoch mit den (n) Zählerausgängen 20 über eine Multiplexschaltung 22 gekoppelt. Der Ausgang der Multiplexschaltung 22 erfolgt über eine Leitung 24, und die Multiplexschaltung wird durch Signale gesteuert, die sie über eine Leitung von den mit ihr gekoppelten Einrichtungen erhält. Synchronisierungssignale zur Steuerung des Betriebs der mit der Multiplexschaltung gekoppelten Einrichtungen werden über Leitungen 26 zugeführt, die von Punkten zwischen den Wandlerausgängen 16 und den Zählern 18 ausgehen, wobei nur eine Leitung 26 dargestellt ist.

Gegebenenfalls kann nur ein Zähler vorgesehen werden, und die Multiplexschaltung kann zwischen den Wandler-Ausgängen und dem Zähler angeordnet sein.

Die Vorrichtung kann ferner einen Datenprozessor aufweisen, beispielsweise einen digitalen Computer, der in jeder erforderlichen oder gewünschten Weise die in den Zählern innerhalb der Vielzahl (p) von Intervallen (mt) aufsummierten Zahlen verarbeitet, und es können ferner Schaltungseinrichtungen vorgesehen werden, um die entsprechenden Ausgangssignale des Datenprozessors aufzuzeichnen und/oder anzuzeigen. Zweckmäßigerweise kann der Datenprozessor in jeder gewünschten Weise die in jedem der Zähler und in jedem der Intervalle aufsummierten Zahlen gleichzeitig verarbeiten. Der Datenprozessor ist dann mit dem Ausgang der Multiplexschaltung 22 verbunden, er erhält Synchronisierungssignale über die Leitungen 26, und Signale vom Datenprozessor werden zur Steuerung der Multiplexschaltung über die Leitung 25 zugeführt.

Wenn gewünscht, können Datenspeicher vorgesehen werden, und der Datenprozessor kann an die Datenspeicher angeschlossen sein, um die zu verarbeitenden Daten vom Speicher zu erhalten, anstatt den Datenprozessor ah die Multiplexschaltung 22 anzuschließen.

Die Stationen können Maschinen sein oder enthalten, wobei die Arbeitsweise dieser Maschinen überwacht wird. Hierbei können diese Maschinen jeweils mehr als eine zu überwachende Station enthalten.

Claims

Ferranti pic A 14 614

Patentansprüche

Meßvorrichtung zum Überwachen des Zustandes der Aktivität einer Vielzahl von Stationen, wobei der Zustand der Aktivität jeder Station durch die offene oder geschlossene Stellung eines elektrischen Schalters, der individuell der Station zugeordnet ist, dargestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder elektrische Schalter (10) parallel zu einem Widerstand liegt, und daß die Widerstände unterschiedliche Widerstandswerte haben, die in einem binären Verhältnis zueinander stehen, und daß die Parallelkombinationen, die je aus einem elektrischen Schalter und einem Widerstand bestehen, in Reihe liegen, und daß eine Stromquelle mit der Reihe aus Parallelkombinationen verbunden ist, um dieser einen konstanten Strom zuzuführen, daß der Strom durch einen elektrischen Schalter fließt, wenn dieser geschlossen ist, daß die Reihe aus Parallelkombinationen an den Eingang eines gemeinsamen Analog-Digital-Wandlers 14 gelegt ist, der (n) Ausgänge hat, wobei jeder Ausgang individuell einer Parallelkombination zugeordnet ist und verschiedene Parallelkombinationen verschiedenen Wandler-Ausgangen zugeordnet sind, daß der Wandler 14 in jeder von aufeinanderfolgenden Quantisierungsperioden (t), die dem wiederholten Betrieb des Wandlers zugeordnet sind, jeden momentanen Spannungsabfall über jeder Parallelkombination bestimmt aufgrund eines vom Wandler empfangenen Eingangssignales, das repräsentativ für eine momentane Summe von Spannungsabfällen über der Mehrzahl von (n) Parallelkombinationen ist, aufgrund welcher auf jedem der entsprechenden Wandler-Ausgänge ein Signal in einer von zwei möglichen Formen erhalten wird, das

repräsentativ für die Stellung des entsprechenden elektrischen Schalters ist, daß ferner jeder Wandler-Ausgang individuell an einen Zähler 18 angeschlossen ist, um die Zahl von Signalen aufzusummieren, die von dem zugeordneten Wandler-Ausgang in einer der beiden möglichen Formen in jedem von aufeinanderfolgenden Intervallen (mt) erhalten worden sind, wobei m eine ganze Zahl größer als 1 ist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die in wenigstens einem Zähler während eines solchen Intervalles aufsummierte Zahl aufzuzeichnen oder anzuzeigen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in jedem der (n) Zähler während eines Intervalls (mt) aufsummierte Anzahl aufgezeichnet und/oder angezeigt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Datenprozessor vorgesehen ist, der die in jedem Zähler in einer Mehrzahl (p) von Intervallen (mt) aufsummierten Zahlen bearbeitet, daß ferner Einrichtungen vorgesehen sind, um die entsprechenden Ausgangssignale des Datenprozessors aufzuzeichnen und/oder anzuzeigen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenprozessor einen digitalen Computer aufweist.