DE3622800C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung mit einer Vielzahl von Meßeinheiten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein wichtiges Anwendungsbeispiel für eine solche Meßanordnung, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 30 25 837 bekannt ist, stellen Meßkabel dar. Bei diesen Kabeln sind die Bestandteile einer jeden Meßeinheit sowie die Bestandteile von Anwähleinheiten, die jeweils zur Steuerung eines Kabelabschnittes dienen, so weitgehend miniaturisiert, daß sie in Form von integrierten Schaltungen oder Hybridschaltungen in das Kabel integriert werden können. Somit benötigen diese Einheiten keine eigenen Gehäuse.

Die Meßfühler können ganz verschiedener Art sein. Beispielsweise ist es bekannt, als Meßfühler Thermistoren zu verwenden und die Meßeinheiten in Abständen von nur einem Meter im Kabel anzuordnen. Ein derart ausgerüstetes Kabel kann z. B. längs einer Fernwärmeleitung verlegt werden, um diese zu überwachen. Tritt das in der Leitung transportierte Medium aufgrund eines Lecks in die Umgebung aus, so ändern sich lokal die Temperaturverhältnisse. Dies kann durch Auswertung der veränderten Meßwerte erkannt werden, die die Meßeinheiten in unmittelbarer Nähe des Lecks erzeugen und an eine im folgenden kurz als "Zentrale" bezeichnete Steuer- und Meßzentrale abgeben. Dabei werden die Meßwerte unter Identifikation der Meßeinheit erfaßt, von der sie stammen. Somit ist gleichzeitig eine sehr genaue Ortung eines aufgetretenen Lecks möglich.

Weitere Anwendungsgebiete für derartige Meßanordnungen ergeben sich, wenn statt temperaturabhängiger Bauelemente Meßfühler für andere Umgebungsparameter verwendet werden. So gibt es beispielsweise Meßfühler, die ein elektrisches Signal erzeugen, das sich in Abhängigkeit vom Umgebungsdruck, vom umgebenden Magnetfeld oder von der Umgebungsfeuchtigkeit usw. ändert. Auch ist es keineswegs erforderlich, daß alle Meßeinheiten mit gleichen Meßfühlern ausgestattet sind. So läßt sich in einem Gebäudekomplex, der viele Räume umfaßt und in den eine solche Meßanordnung eingebaut wird, in einer Vielzahl von Räumen die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit, der Betriebszustand der Beleuchtung, die Entwicklung von Rauch usw. überwachen. Hierzu ist in jedem der betreffenden Räume für einen, mehrere oder jeden dieser physikalischen Umgebungsparameter wenigstens eine mit einem entsprechenden Meßfühler ausgerüstete Meßeinheit vorgesehen. Alle diese Meßeinheiten sind durch das Kabel der Meßanordnung miteinander verbunden und können somit von der Zentrale her der Reihe nach abgefragt werden.

Bei der eingangs erwähnten bekannten Meßanordnung besteht die Steuerschaltung einer jeden Meßeinheit vorzugsweise aus einer bistabilen Kippstufe (Flip-Flop). Die Flip- Flops der Meßeinheiten ganzer Kabelabschnitte sind durch eine spezielle Ader des Kabels miteinander zu einem Schieberegister verbunden. Zur Durchführung eines Meßzyklus in dem betreffenden Kabelabschnitt wird in den Eingang des Schieberegisters ein einzelner, vorgegebener Binärwert, beispielsweise eine einzelne logische Eins eingespeist. Mit Hilfe eines Taktsignals, das allen Meßeinheiten von der Zentrale her zugeht, wird dann dieser vorgegebene Binärwert von Meßeinheit zu Meßeinheit weitergeschoben. Das Erscheinen des vorgegebenen Binärwertes an einem Ausgang des Flip-Flops einer Meßeinheit führt zum Schließen der zugehörigen Schalteranordnung. Auf diese Weise werden die Schalter der Meßeinheiten unter Kontrolle der Zentrale der Reihe nach für den Zeitraum zwischen zwei Taktimpulsen geschlossen und dann wieder geöffnet. Am Anfang eines jeden Kabelabschnittes befindet sich eine Anwähleinheit, die von der Zentrale über eine eigene Kabelader mit Hilfe eines kodierten Adressensignals aktiviert werden kann. Im aktivierten Zustand sorgt die Anwähleinheit dann dafür, daß in das Schieberegister jedes Kabelabschnittes der vorgegebene Binärwert eingespeist wird. Sowohl beim Einschalten des Systems als auch während des Betriebs muß sichergestellt werden, daß nur immer eine einzige Meßeinheit einen Meßwert erzeugt. Zu diesem Zweck ist sowohl den Anwähleinheiten als auch den Meßeinheiten ein Rücksetzsignal zuführbar, mit dessen Hilfe vor jedem Meßzyklus alle Anwähleinheiten desaktiviert und alle Meßeinheiten- Flip-Flops in den Zustand zurückgesetzt werden, in dem ihre zugehörige Schalteranordnung geöffnet ist. Diese Rücksetzsignale werden von der Zentrale auf einer eigenen Ader des Kabels an die im Kabel befindlichen Schaltungen übertragen. Somit erfordert die bekannte Meßanordnung eine vergleichsweise große Anzahl von Kabeladern und erlaubt einen Zugriff zu den Meßeinheiten nur abschnittsweise. Es können zwar die einzelnen Kabelabschnitte frei angewählt werden, doch ist der Zugriff zu einer bestimmten Meßeinheit innerhalb eines Abschnittes nur in der Weise möglich, daß zuerst alle vorausgehenden Meßeinheiten angewählt werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Meßsystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei einer möglichst geringen Anzahl von Kabeladern ein Optimum an Zugriffsmöglichkeit zu den Meßeinheiten erzielbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 niedergelegten Merkmale vor.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es im Normalbetrieb völlig unproblematisch ist, die Meßeinheiten nach einem fest vorgegebenen Schema der Reihe nach abzufragen, d. h. zum Schließen ihrer Schalteranordnung zu veranlassen, wenn es in Sonderfällen, z. B. beim Auftreten eines aus dem Rahmen fallenden Meßwerts, der rasch durch eine erneute Messung überprüft werden soll, möglich ist, Zugriff zu einer speziellen Meßeinheit außerhalb der üblichen Reihenfolge zu nehmen.

Hiervon ausgehend wird durch die im Anspruch 1 zusammengefaßten Maßnahmen erreicht, daß es zur individuellen Aktivierung einer einzelnen, willkürlich herausgegriffenen Meßeinheit des betreffenden Systems lediglich erforderlich ist, zunächst durch Aussenden eines entsprechenden Aktivie­ rungssignals von der Zentrale her die für die Gruppe der gewünschten Meßeinheit zuständige Anwähleinheit zu aktivieren, worauf diese einen Schalter schließt, der einen Adernabschnitt, an den nur die Meßstellen der so aktivierten Gruppe ange­ schlossen sind, mit einer als System-Befehlsleitung dienenden durchgehenden Ader des Kabels verbindet, auf der dann die Zentrale das kodierte Adressensignal für die gewünschte Meßeinheit aussenden kann. Dieses Meßstellen-Adressensignal gelangt über den geschlossenen Schalter der aktivierten Anwähleinheit an alle Meßeinheiten der betreffenden Gruppe und wird von deren programmierbaren Adressen-Erkennungs­ schaltungen dekodiert. Nur diejenige Adressen-Erkennungs­ schaltung, die auf das tatsächlich ausgesandte Adressen­ signal programmiert ist, veranlaßt dann eine Aktivierung der zugehörigen Meßeinheit.

Trotz dieser individuellen Aktivierungsmöglichkeit ein­ zelner Meßeinheiten ist es auch beim erfindungsgemäßen System ohne weiteres möglich, die Meßeinheiten einer aktivierten Gruppe der Reihe nach, d. h. in der durch ihre Anordung im Kabel vorgegebenen Reihenfolge zu aktivieren, wie dies beim Stand der Technik durch das Weiterschieben einer logischen "Eins" durch das dort vorhandene Schiebe­ register möglich ist. Zu diesem Zweck werden bei der er­ findungsgemäßen Anordnung die Adressensignale der einzelnen Meßeinheiten von der Zentrale in der gewünschten Reihen­ folge erzeugt und ausgesandt.

Vorzugsweise sind diese Adressensignale so ko­ diert, daß in jeder Gruppe das Adres­ sensignal einer n-ten Meßeinheit aus dem Adressensignal der (n-1)-ten, d. h. der unmittelbar vorher angewählten Meßeinheit und einem zeitlich nach diesem Adressensignal der (n-1)-ten Meßeinheit erzeugten Zusatzsignal besteht. Da dies für alle Meßeinheiten gilt, müssen also zur Anwahl der n-ten Meßeinheit und aller vorausgehenden Meßeinheiten nur das Adressensignal der ersten Meßeinheit und n-1 Zu­ satzsignale erzeugt werden. Da diese Zusatzsignale vor­ zugsweise jeweils nur aus einem einzigen Spannungsimpuls bestehen, können sie sehr rasch hintereinander erzeugt und ausgesandt werden. Dabei kann durch jedes Zusatzsignal eine Meßeinheit desaktiviert und die nächste zur Erzeugung eines Meßwertes veranlaßt werden. Wenn auf diese Weise das Adressensignal für die Meßeinheit mit der höchsten oder längsten Adresse in einer Gruppe ausgesandt worden ist, sind somit auch alle vorausgehenden Meßeinheiten dieser Gruppe abgefragt worden und es ist für diese Gruppe ein kompletter Meßzyklus abgeschlossen. Die hierfür benötigte Zeit ist sehr nahe am absoluten Minimum, da nach Durchführung eines Meßvorganges ohne Zeitverlust und vorzugsweise unmittelbar anschließend die jeweils nächste Meßeinheit angewählt wird. Dennoch bleibt jede Meßeinheit auch einzeln frei anwählbar, da sie eine eigene Adresse besitzt und ein Adressensignal für eine Meßeinheit so erzeugt und ausgesandt werden kann, daß den vorausgehenden Meßeinheiten keine Zeit für die Durchführung eines voll­ ständigen Meßvorganges bleibt.

Dadurch, daß die Meßeinheiten untereinander nicht nach Art eines Schieberegisters gekoppelt sind, entfällt die hierfür nach dem Stand der Technik benötigte Kabelader. Da weiterhin nicht nur die Adressensignale sondern auch die Rücksetz- bzw. Setzsignale sowohl für die Meßeinheiten als auch für die Anwähleinheiten über ein und dieselbe Kabelader gesandt werden können, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Struktur eines Meßsystems eine außerordentlich geringe Anzahl von Kabeladern.

Zwar ist der DE-OS 32 07 993 eine Überwachungsanlage ent­ nehmbar, die eine Vielzahl von Meldeeinheiten umfaßt, die auch Meßgeräte sein können und an eine Zentrale Signale übermitteln. Die einzelnen Meldeeinheiten besitzen eine Adressenerkennungsschaltung und können von der Zentrale in beliebiger Reihenfolge adressiert werden. Beim Weiter­ schalten von einer Meldeeinheit auf die nächste braucht lediglich ein Zusatzsignal abgegeben zu werden, das aus einer bestimmten Impulsgruppe besteht. Die Meldeeinheiten dieser bekannten Anordnung sind jedoch nicht zu Gruppen zusammengefaßt, von denen jeder eine im Verbindungskabel angeordnete Anwähleinheit zugeordnet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Meßsystems sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, einer erfindungsgemäßen Meßanordnung, bei der mit Hilfe von Anwähleinheiten von einem Hauptstrang Seitenstränge abgezweigt sind, die jeweils eine Meßeinheiten-Gruppe bilden,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer komplexeren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der auch die Meßeinheiten des Hauptstranges des Kabels mit Hilfe von Anwähleinheiten in Gruppen unterteilt sind,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Meßeinheit,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Meßeinheit,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Gruppe von Meßeinheiten mit der zugehörigen Anwähleinheit in einer gegenüber den Gruppen in den Fig. 1 und 2 etwas modifizierten Ausführungsform,

Fig. 6 die schematische Darstellung einer Steuerschaltung, wie sie in den Meßeinheiten zum Empfang der Adressensignale und Schließen und Öffnen der Schalter Verwendung finden kann,

Fig. 7 die schematische Darstellung einer Steuerschaltung, wie sie in den Anwähleinheiten zum Empfang der Adressensignale und zum Öffnen und Schließen der Schalter Verwendung finden kann,

Fig. 8 ein Impulsdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Steuerschaltung aus Fig. 6,

Fig. 9 ein Impulsdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Steuerschaltung in Fig. 7,

Fig. 10 eine Empfangsschaltung wie sie in der Zentrale zum Empfang und zur Verstärkung der von den Meßeinheiten kommenden Meßsignale Verwendung finden kann,

Fig. 11 eine Signalformerschaltung zur Regenerierung der Adressensignale,

Fig. 12 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Ausbreitung der Adressensignale auf den Befehlsleitung-Abschnitten, und

Fig. 13 eine Verzögerungsschaltung, wie sie zwischen dem Ausgang einer jeden Steuerschaltung in den Meßeinheiten und den Anwähleinheiten und dem oder den jeweils nachfolgenden Schaltern verwendet werden kann.

In Fig. 1 ist eine Meßanordung darge­ stellt, bei der ein Hauptstrang 23 eines Kabels 1 neben einer Vielzahl von Meßeinheiten 5 eine Reihe von Anwähl­ einheiten 25 umfaßt, die durch den Hauptstrang 23 eben­ so wie die Meßeinheiten 5 miteinander und mit der Zentrale 2 verbunden sind.

An jeder Anwähleinheit 25 ist vom Hauptstrang 23 des Ka­ bels 1 ein Seitenstrang 24 abgezweigt, der seinerseits nur Meßeinheiten 5 umfaßt. Es handelt sich hierbei um ein Meßsystem mittlerer Größe, bei dem sowohl im Haupt­ strang 23 als auch in den Seitensträngen 24 jeweils maxi­ mal einige tausend Meßeinheiten 5 vorgesehen sind.

Die Kabelabschnitte sowohl im Hauptstrang 23 als auch in den Nebensträngen 24 umfassen jeweils vier Adern, von denen eine, nämlich die Ader 6 bzw. 6′ dazu dient, den Meßein­ heiten 5 des zugehörigen Stranges 23 bzw. 24 von der Zen­ trale her eine Versorgungsspannung U_M zuzuführen. Auch die Anwähleinheiten 5 im Hauptstrang 23 erhalten über die Ader 6 die Versorgungsspannung U_M.

Weiterhin umfaßt jeder Kabelabschnitt eine Ader 9, die als Masseleitung dient und alle Meßeinheiten 5 und Anwählein­ heiten 25 mit der Systemmasse in der Zentrale 2 verbindet.

Jede Meßeinheit 5 umfaßt zumindest einen Meßfühler 10, einen Schalter 11 und eine Steuerschaltung 14. Da diese Bestandteile einer jeden Meßeinheit 5 je nach Ausfüh­ rungsform in unterschiedlicher Weise miteinander ver­ bunden sein können, sind sie in Fig. 1 nur schematisch nebeneinander in der ersten Meßeinheit 5 wiedergegeben. Verschiedene bevorzugte Ausführungsformen solcher Meßein­ heiten 5 werden weiter unten unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 7 genauer erläutert.

Gemeinsam ist allen diesen Ausführungsformen, daß jede Steuerschaltung 14 eine programmierbare Adressen-Erkennungs­ schaltung umfaßt, die über einem Befehlseingang E mit einer Ader 8 bzw. 8′ des Kabels 1 verbunden ist. Auf diesen als Befehlsleitungen dienenden Adern 8, 8′ sendet die Zentrale 2 Meßeinheiten-Adressensignale aus, die von den programmier­ baren Adressen-Erkennungsschaltungen empfangen und dekodiert werden. Stimmt ein von der Zentrale 2 ausgesandtes Meßeinheiten-Adressensignal mit der programmierten Adresse einer bestimmten Meßeinheit 5 überein, so erzeugt die Steuerschaltung 14 dieser Meßeinheit an ihrem Ausgang A ein Signal, durch das der Schalter 11, der im Ruhezustand geöffnet ist, für einen vorgegebenen Zeitraum geschlossen und dann wieder geöffnet wird. Dies ist durch die gestrichelte Pfeillinie vom Ausgang A zum Schalter 11 angedeutet.

Der Schalter 11 ist in den Figuren zwar immer als mechanischer Schalter dargestellt, doch werden vorzugsweise elektronische Schalter verwendet. Dies wird weiter unten genauer erläutert.

Als Meßfühler 10 können die verschiedensten Sensoren Verwendung finden, die ein elektrisches Ausgangssignal erzeugen, das in Abhängigkeit von einem Umgebungsparameter wie z. B. der Temperatur, der Helligkeit oder der Feuchte seinen Wert ändert. Durch das Schließen des Schalters 11 wird entweder dieses elektrische Ausgangssignal selbst oder ein anderes, die Größe des Ausgangssignals kennzeichnendes elektrisches Signal als Meßsignal an den Datenausgang DA der betreffenden Meßeinheit gelegt. Dieser Datenausgang DA ist über eine Ader 7, die als Meßleitung Verwendung findet, mit der Zentrale 2 verbunden, in der das von der jeweils angesteuerten Meßeinheit kommende Meßsignal mit Hilfe einer Eingangsschaltung 4 empfangen, verstärkt und einer weiteren Auswertung zugeführt wird. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer solchen Eingangsschaltung 4 wird weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläutert.

Da die Meßleitung 7 nur von einer einzigen Ader der Kabelabschnitte gebildet wird, auf der nicht mehrere Meßsignale gleichzeitig zur Zentrale 2 übertragen werden können, werden die Meßeinheiten 5 einzeln angesteuert, so daß immer nur einer der Schalter 11 geschlossen ist. Ist das Meßsignal einer angesteuerten Meßeinheit 5 in der Zentrale 2 erfaßt, so kann der betreffende Schalter 11 wieder geöffnet und eine andere Meßeinheit 5 zum Schließen ihres Schalters 11 angesteuert werden.

Bei einem System der hier angenommenen Größe ist eine unmittelbare Anwahl jeder einzelnen Meßeinheit 5 von der Zentrale 2 her nicht vorteilhaft, da ein zu großer Programmier- und Dekodieraufwand getrieben werden müßte, um jeder Meßeinheit eine eigene Adresse zuzuordnen.

Um dies zu vermeiden, sind die Meßeinheiten 5 der Seitenstränge 24 zu Gruppen zusammen­ gefaßt, von denen jeder eine Anwähleinheit zugeordnet ist. Somit müs­ sen zwar die Adressen-Erkennungsschaltungen der Meßeinheiten 5 in­ nerhalb eines jeden Seitenstrangs 24 auf voneinander verschiedene Adressen programmiert sein, doch können sich diese Adressen von Gruppe zu Gruppe, d. h. von Seitenstrang zu Seitenstrang wiederholen. In jedem Seitenstrang 24 gibt es also z. B. eine Meßeinheit 5 mit der Adresse 1, eine Meßeinheit 5 mit der Adresse 2 usw. Die Seitenstränge müssen nicht notwendigerweise die gleiche Anzahl von Meßeinheiten 5 umfassen. Es sei hier angenommen, daß der Seitenstrang mit den meisten Meßeinheiten 5 ingesamt p Meßeinheiten umfaßt; dann ist die größte Seitenstrang-Meßeinheiten- Adresse gleich p.

Die im Hauptstrang 23 angeordneten Meßeinheiten 5 bilden in dem oben definierten Sinn nur eine "Pseudogruppe", da ihnen keine spezielle An­ wähleinheit zugeordnet ist. Ihre Adressen-Erken­ nungsschaltungen müssen daher auf Adressen programmiert sein, die sowohl untereinander als auch von den Adressen der Meßeinheiten 5 in den Seitensträngen verschieden sind. Umfaßt der Hauptstrang q Meßeinheiten, so laufen deren Adressen beispielsweise von p + 1 bis p + q.

Damit beim Aussenden eines Adressensignals, das kleiner oder gleich p ist, jeweils nur in einer einzigen Meßeinheit 5 in einem der Seitenstränge 24 der Schalter 11 geschlossen wird, umfaßt jede der Anwähleinheiten 25 wenigstens einen Schalter 28, der im Ruhezustand, d. h. dann, wenn die Anwähleinheit 25 nicht angewählt ist, geöffnet ist. Dadurch ist normalerweise die Befehlsleitung 8′ eines jeden Seitenstrangs 24 von der Befehlsleitung 8 des Hauptstrangs getrennt. Darüberhinaus ist vorzugsweise ein zweiter Schalter 28′ vorgesehen, der gleichzeitig mit dem Schalter 28 geöffnet und geschlossen wird und dazu dient, im Ruhezustand der Anwähleinheit 25 die Spannungs-Versorgungsleitung 6′ eines jeden Seitenstrangs 24 von der Spannungs-Versorgungsleitung 6 des Hauptstranges 23 zu trennen; eine Verbindung zwischen den Befehlsleitungen 8′ und 8 sowie zwischen den Spannungs- Versorgungsleitungen 6′ und 6 wird nur dann hergestellt, wenn die betreffende Anwähleinheit 25 von der Zentrale 2 her aktiviert worden ist. Demgegenüber sind die Meßleitungen 7 und die Masseleitungen 9 der Seitenstränge 24 ständig mit den entsprechenden Leitungen 7 bzw. 9 des Hauptstranges 23 verbunden.

Dies erfordert zwar den zusätzlichen Schalter 28′ in jeder Anwähleinheit 25, bewirkt aber zwei wesentliche Vorteile: Zum einen wird die Stromaufnahme des Gesamtsystems erheblich reduziert, da immer nur die Meßeinheiten 5 des Hauptstranges 24 sowie eines einzigen Nebenstranges 24 Strom ziehen. Dadurch kann der Querschnitt der Adern 6 und 9 klein gehalten werden und es können große Meßsysteme aufgebaut werden, ohne daß der über das Kabel 1 fließende Versorgungsstrom einen zu großen Spannungsabfall bewirkt. Zum anderen wird die Betriebssicherheit des Systems erhöht. Durch das Abschalten der Seitenstrang-Befehlsleitungen 8′ und der Seitenstrang-Spannungs-Versorgungsleitungen 6′ aller nicht aktiven Seitenstränge 24 werden nämlich diese Seitenstränge völlig stillgelegt. In Verbindung mit der unten näher erläuterten, gegenseitigen Entkopplung der Leitungen 7 und 9 führt dies dazu, daß durch die stillgelegten Seitenstränge 24 keinerlei Störungen in das System eingebracht werden können.

Zur Steuerung der Schalter 28, 28′ umfaßt jede Anwähleinheit 25 eine Steuerschaltung 14′, die in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion weitgehend der Steuerschaltung 14 der Meßeinheiten 5 entspricht. Insbesondere umfaßt jede Steuerschaltung 14′ ebenfalls eine programmierbare Adressen- Erkennungsschaltung, die über einen Befehlseingang E′ mit der Befehlsleitung 8 des Hauptstranges 23 verbunden ist. Auf dieser Befehlsleitung 8 sendet die Zentrale 2 nicht nur die Meßeinheiten-Adressensignale sondern auch die Anwähleinheiten-Adressensignale aus, die sich von den Meßeinheiten-Adressensignalen in eindeutiger Weise unterscheiden, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Dadurch können Meßeinheiten 5 und Anwähleinheiten 25 gleiche Adressen besitzen.

Stimmt ein von der Zentrale 2 ausgesandtes Anwähleinheiten- Adressensignal mit der programmierten Adresse einer bestimmten Anwähleinheit 25 überein, so erzeugt die Steuerschaltung 14′ dieser Anwähleinheit an ihrem Ausgang A′ ein Signal, durch das die Schalter 28, 28′ solange geschlossen werden, bis die Zentrale 2 durch Erzeugung der entsprechenden Meßeinheiten-Adressensignale einzelne oder alle Meßeinheiten 5 des betreffenden Seitenstranges 24 zum Schließen und Wiederöffnen ihrer Schalter 11 angesteuert hat.

Danach werden durch das Aussenden des nächsten Anwähleinheiten- Adressensignals die Schalter 28, 28′ der bisher angewählten Anwähleinheit 25 geöffnet und die Schalter 28, 28′ einer anderen Anwähleinheit geschlossen, so daß die Meßeinheiten eines anderen Seitenstranges 24 zunächst durch ein über die Befehlsleitungen 8, 8′ ausgesandtes Setzsignal zum Erkennen der Meßeinheiten-Adressensignale vorbereitet und dann mit Hilfe derselben Meßeinheiten-Adressensignale angewählt werden können, die auch zum Anwählen der Meßeinheiten des zuvor aktivierten Seitenstranges verwendet wurden.

Da die Adressen der Seitenstrang-Meßeinheiten von denen der Hauptstrang-Meßeinheiten verschieden sind, werden durch diese Adressensignale die Meßeinheiten des Hauptstranges 23 nicht angewählt. Sind die Meßeinheiten aller Seitenstränge abgefragt, sendet die Zentrale 2 die Meßeinheiten- Adressensignale p + 1 bis p + q aus, durch die Meßeinheiten des Hauptstranges 23 der Reihe nach abgefragt werden, ohne daß es hierdurch zur Abfrage einer Meßeinheit eines Seitenstranges kommen könnte.

Die Adressensignale für die Meßeinheiten 5 im Haupt­ strang 23 einerseits und in jedem der Seitenstränge 24 andererseits sind jeweils so strukturiert, daß das Adressen­ signal der in der Auswählreihenfolge n-ten Meßeinheit aus dem Adressensignal der vorausgehenden, d. h. der (n-1)-ten Meßeinheit und einem Zusatzsignal besteht, und seiner­ seits dadurch das Adressensignal der (n+1)-ten Meß­ einheit ergibt, daß ihm ein weiteres Zusatzsignal hin­ zugefügt wird.

Um alle Meßeinheiten 5 einer Gruppe bzw. alle Meßein­ heiten 5 im Hauptstrang 23 zur Abgabe eines Meß­ wertes zu aktivieren, muß die Zentrale also nur das Adressensignal der in der Anwählreihenfolge letzten Meßeinheit über die Befehlsleitung 8 abgeben, da dieses Adressensignal die Adressensignale aller vorausgehenden Meßeinheiten umfaßt. Auf diese Weise werden alle Meßeinheiten 5 einer Gruppe bzw. Pseudogruppe in einer durch ihre Programmierung vorgegebenen Reihenfolge zum Schließen ihres jeweiligen Schalters 11 angewählt.

Trotz dieser für den "Normalfall" gedachten strengen An­ wahl-Reihenfolge ist es auch bei dem beschriebenen Meßsystem möglich, einzelne Meßeinheiten 5 frei, d. h. ohne vorausgehende Anzahl anderer Meßeinheiten unmittelbar dadurch anzuwählen, daß das Adressensignal der Meßeinheit, die in der Anwahl-Reihenfolge der gewünschten Meßeinheit vorausgeht, so schnell erzeugt und ausgesendet wird, daß allen der gewünschten Meßeinheit vorausgehenden Meßein­ heiten nicht genügend Zeit zum Schließen ihrer Schalter 11 bleibt, sie also gleichsam übersprungen werden. Erst das Zusatzsignal, das aus dem Adressensignal der unmittelbar vorausgehenden Meßeinheit das Adressensignal der gewünsch­ ten Meßeinheit macht, wird mit einer zeitlichen Länge er­ zeugt und ausgesandt, die der gewünschten Meßeinheit die Abgabe eines Meßsignals an die Zentrale 2 ermöglicht.

Auch die Adressensignale für die Anwähleinheiten 25 sind so strukturiert, daß das Adressensignal der in der Auswählreihenfolge m-ten Anwähleinheit aus dem Adressen­ signal der vorausgehenden (m-1)-ten Anwähleinheit und einem Zusatzsignal besteht und seinerseits dadurch das Adressensignal der (m+1)-ten Anwähleinheit ergibt, daß ihm ein weiteres Zusatzsignal hinzugefügt wird.

Zum Durchführen eines Systemzyklus, bei dem alle Meßeinheiten 5 des Systems der Reihe nach aktiviert und nach Rücksendung eines Meßwertes oder dergleichen wieder desaktiviert werden, gibt die Zentrale 2 das Anwähleinheiten-Adressensignal der in der Anwählreihenfolge letzten Anwähleinheit 25 über die Befehlsleitung 8 ab, das die Adressensignale aller ande­ ren Anwähleinheiten umfaßt. Dabei werden zwischen dem Weiterschalten von einer Anwählein­ heit zur nächsten jeweils die Meßstellen-Adreßsignale abgegeben, die zum Anwählen der Meßstellen 5 des be­ treffenden Seitenstranges erforderlich sind. Beim Durch­ laufen eines Systemzyklus werden alle Anwähleinheiten 25 in einer durch ihre Programmierung vorgegebenen Rei­ henfolge zum Schließen ihrer jeweiligen Schalter 28, 28′ angesteuert.

Auch bei den Anwähleinheiten 25 ist es möglich, durch ein entsprechend schnelles Aussenden des Adressensig­ nals einer gewünschten Anwähleinheit 25 alle vorausgehen­ den Anwähleinheiten zu überspringen. Wesentlich ist, daß das Kabel 1 sowohl in seinem Hauptstrang 23 als auch in den Seitensträngen 24 jeweils nur vier Adern umfaßt.

Dies wird durch die beschriebene Struktur der Meßeinheiten- und Anwähleinheiten-Adressensignale ermöglicht, die über eine einzige Ader 8 bzw. 8′ des Kabels 1 eine genau definierte Anwahl jeder Meßeinheit 5 von der Zentrale 2 her erlaubt. Insgesamt ergibt sich auf diese Weise ein minimaler Ver­ drahtungsaufwand zum Verbinden sämtlicher Meßeinheiten 5 mit der Zentrale 2, da hierfür nur ein einziges Kabel mit insgesamt vier Adern erforderlich ist. In diesem Zu­ sammenhang sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß in der Fig. 1 wie auch in den anderen entsprechenden Figuren sämtliche Adern des Kabels einschließlich der Spannungs- Versorgungsleitung 6, 6′ und der Masseleitung 9 dargestellt sind. Es wird hier also eine optimale Zugriffsmöglichkeit zu den einzelnen Meßeinheiten bei gleichzeitig minimalem Verdrahtungsaufwand erzielt.

In Fig. 2 ist eine komplexer organisierte Meßanordnung dargestellt, bei der sowohl der durchgehende Hauptstrang 23 als auch die Seitenstränge 24 eine wesentlich größere Länge besitzen können als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Dies wird dadurch erreicht, daß nicht nur an den Verzweigungsstellen Anwähleinheiten 25 vorgesehen sind, von denen jede sämtlichen Meßeinheiten eines Seitenstranges zugeordnet ist.

Vielmehr sind hier sowohl die Meßeinheiten 5 des Hauptstranges 23 als auch die Meßeinheiten 5 der Seitenstränge 24 zu Gruppen 16, 17, 18, 19 bzw. 20, 21, 22 zusammengefaßt, die in Fig. 2 durch gestrichelt gezeichnete Blöcke angedeutet sind.

Ein solches Meßsystem ist grundsätzlich für Leitungslängen bis zu 50 km und mehr geeignet. Geht man also beispielsweise davon aus, daß der Abstand der im Kabel integrierten Meßeinheit ca. 1 m beträgt und daß jede Gruppe 16 bis 22 ca. 1000 Meßeinheiten umfaßt, so kann beispielsweise allein der Hauptstrang 23 des Kabels 50 und mehr Gruppen umfassen. Dies ist in Fig. 2 dadurch angedeutet, daß die letzte gezeichnete Gruppe 19 des Hauptstranges 23 nur teilweise wiedergegeben ist. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, daß sich an diese Gruppe 19 noch eine Vielzahl weiterer Gruppen anschließen kann.

Entsprechendes gilt für die Seitenstränge 24, von denen in Fig. 2 der eine neben den beiden dargestellten Gruppen 21 und 22 noch eine Reihe weiterer Gruppen umfaßt. Demgegenüber besteht der zweite in Fig. 2 dargestellte Seitenstrang 24 nur aus einer einzigen Gruppe 20.

Jeder der Gruppen 16 bis 22 ist eine Anwähleinheit 25 primär zugeordnet. Diese Anwähleinheiten 25 umfassen wieder zumindest jeweils eine Steuerschaltung 14′ mit einer programmierten Adressen-Empfangsschaltung und wenigstens einen Schalter 28, der normalerweise offen ist und durch ein Steuersignal, das die Steuerschaltung 14′ an ihrem Ausgang A₁ abgibt, geschlossen werden kann. Im geschlossenen Zustand verbindet der Schalter 28 die Gruppen-Befehlsleitung 8′ der primär zugeordneten Gruppe mit der durchgehenden System-Befehlsleitung 8, so daß von der Zentrale 2 abgegebene Meßeinheiten-Adressensignale zu den Meßeinheiten 5 der betreffenden Gruppe gelangen können. Dies ist in Fig. 2 für die Gruppe 21 dargestellt. Die Meßeinheiten-Adressensignale sind bei diesem Ausführungsbeispiel ebenso strukturiert, wie dies oben im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Anwähleinheiten 25 in den Fig. 1 und 2 stark vereinfacht dargestellt sind. Tatsächlich umfassen diese Anwähleinheiten 25 eine Reihe weiterer Schaltungen, wie dies weiter unten noch genauer erläutert wird.

Die Meßeinheiten 5 einer Gruppe können durch ein Meßeinheiten- Adressensignal der Zentrale 2 nur dann angewählt werden, wenn zuvor die primär zugeordnete Anwähleinheit 25 angewählt und somit der Schalter 28 dieser Anwähleinheit 25 geschlossen worden ist. Das Anwählen der Anwähleinheit 25 erfolgt wieder einzeln durch ein von der Zentrale 2 auf der System-Befehlsleitung 8 ausgesandtes Anwähleinheiten- Adressensignal, das ebenso strukturiert ist, wie dies oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wurde.

Der wesentliche Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Meßeinheiten aller Gruppen, also insbesondere auch die Meßeinheiten des Hauptstranges 23 jeweils dieselben Adressen besitzen können, die beispielsweise in jeder Gruppe von 1 bis k laufen, wenn alle Gruppen die gleiche Anzahl von Meßeinheiten umfassen. Eine Sonderrolle für die Meßeinheiten 5 des Hauptstranges 23 ist hier nicht gegeben.

Dies hat zur Folge, daß das Kabel 1 hier im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zumindest eine Ader mehr benötigt. Dies ist im dargestellten Fall die in die Gruppen-Befehlsleitungen 8′ unterteilte Ader. Für den bevorzugten Fall, daß die Anwähleinheiten einen weiteren Schalter 28′ umfassen, der gleichzeitig mit dem Schalter 28 betätigt wird, um beim Anwählen einer Gruppe nicht nur die Gruppen-Befehlsleitung 8′ sondern auch eine Gruppen- Spannungs-Versorgungsleitung 6′ immer nur dann mit der Zentrale 2 zu verbinden, wenn diese Gruppe angewählt ist, muß das Kabel 1 für diese geschaltete Leitung 6′ ebenfalls eine zusätzliche, durchgehende Ader 6 aufweisen, damit nicht durch das Abschalten einer nicht angewählten Gruppe alle Gruppen, die von der Zentrale 2 her gesehen hinter der abgeschalteten Gruppe liegen, von der Zentrale 2 getrennt werden. Der hierbei erforderliche Mehraufwand an Schaltern und Kabeladern wird durch die im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erläuterten Vorteile, nämlich eine drastisch verringerte Stromaufnahme und eine erhöhte Betriebssicherheit vor allem für große Systeme voll ausgeglichen. Was oben bei der Schilderung dieser Vorteile für die Seitenstränge 24 gesagt wurde, gilt hier in entsprechender Weise für jede der Gruppen 16 bis 22.

Trotz der Tatsache, daß das Meßkabel 1 beim Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 2 wenigstens eine Ader mehr benötigt als im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, ergibt die Unterteilung in einzelne Gruppen neben der Verringerung des an den einzelnen Meßeinheiten erforderlichen Programmier- und Dekodieraufwandes den Vorteil, daß die Zuverlässigkeit der Anordnung wesentlich erhöht wird, was insbesondere bei im Erdboden installierten Meßkabeln von großer Bedeutung ist. Tritt nämlich an irgendeiner der Meßeinheiten ein Defekt auf, der die geschaltete Leitung 8′ unbenutzbar macht, so wirkt sich dies nur für die betroffene Gruppe aus, die dann nicht mehr eingeschaltet werden kann, während alle übrigen Gruppen des Systems voll funktionsfähig bleiben.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt jede Anwähleinheit 25 einen weiteren Schalter 29, der durch einen Ausgang A₂ der Steuerschaltung 14′ unabhängig vom Schalter 28 geöffnet und geschlossen werden kann. Mit Hilfe dieses weiteren Schalters 29, der im Normal- oder Ruhezustand geöffnet ist, wird jeder Anwähleinheit 25 neben der über den Schalter 28 primär zugeordneten Gruppe eine weitere Gruppe sekundär zugeordnet.

So sind den Anwähleinheiten 25, denen die Gruppen 17 bzw. 22 bzw. 19 primär zugeordnet sind, jeweils die Gruppen 16 bzw. 21 bzw. 18 sekundär zugeordnet. An der dargestellten sternförmigen Verzweigungsstelle ergibt sich für die Gruppe 17 eine mehrfache sekundäre Zuordnung zu den Anwähleinheiten 25 der Gruppen 18, 20 und 21.

Unter dem Begriff "sekundäre Zuordnung" wird hier verstanden, daß der in jeder Anwähleinheit 25 vorgesehene weitere Schalter 29 im geschlossenen Zustand die Gruppen-Befehlsleitung 8′ der sekundär zugeordneten Gruppe mit der durchgehenden System-Befehlsleitung 8 verbindet.

Dies ergibt die Möglichkeit die Gruppen-Befehlsleitung 8′ einer Gruppe, beispielsweise der Gruppe 18, auch dann noch mit der System-Befehlsleitung 8 verbinden zu können, wenn sich der Schalter 28 der primär zugeordneten Anwähleinheit 25 nicht mehr schließen läßt. In einem solchen Fall sendet die Zentrale statt des Anwähleinheiten-Adressensignals der defekten primär zugeordneten Anwähleinheit 25 ein modifiziertes Adressensignal für die sekundär zugeordnete Nachbar- Anwähleinheit 25 aus. Diese schließt dann aufgrund der Modifikation des empfangenen Adressensignals nicht den Schalter 28 für die ihr primär zugeordnete Gruppe 19 sondern den Schalter 29 für die sekundär zugeordnete Gruppe 18, deren Meßeinheiten 5 dann wieder die von der Zentrale 2 ausgesandten Meßeinheiten-Adressensignale empfangen und verarbeiten können. Erhält die Nachbar-Anwähleinheit ihr Adressensignal in unmodifizierter Form, so schließt sie nicht den Schalter 29 für die sekundär zugeordnete Gruppe 18 sondern den Schalter 28 für die primär zugeordnete Gruppe 19, deren Meßeinheiten 5 dann in der üblichen Weise von der Zentrale 2 angewählt werden können.

Durch diese Zuordnung einer jeden Anwähleinheit 25 zu jeweils wenigstens zwei Gruppen wird die Betriebssicherheit des Gesamtsystems wesentlich erhöht, weil von den zwei Schaltern 28 bzw. 29, über die die Gruppen-Befehlsleitung 8′ einer jeden Gruppe 16, 18 und 21 mit der System-Befehlsleitung 8 verbindbar ist, beide ausfallen müssen, damit die betreffende Gruppe nicht mehr angewählt werden kann. Bei der Gruppe 17 müssen außer dem Schalter 28 der primär zugeordneten Anwähleinheit 25 sogar drei weitere Schalter, nämlich die Schalter 29 der Anwähleinheiten der Gruppen 18, 20 und 21 ausfallen, damit die Meßeinheiten 5 der Gruppe 17 von der Zentrale 2 endgültig nicht mehr erreicht werden können.

Umfaßt jede Anwähleinheit 25 mehrere "primäre" Schalter, die gleichzeitig mit dem Schalter 28 betätigt werden, um mehrere Gruppenleitungen mit durchgehenden Systemleitungen zu verbinden bzw. von diesen zu trennen, so ist es zweckmäßig, für jeden dieser "primären" Schalter einen weiteren "sekundären" Schalter vorzusehen, der dann gleichzeitig mit dem weiteren Schalter 29 betätigbar ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß sowohl die Meßeinheiten 5 als auch die Anwähleinheiten 25 so klein ausgebildet werden können, daß sie völlig in das Kabel 1 integriert, d. h. innerhalb der Kabelhülle angeordnet und mit den Kabeladern 6, 7, 8, 8′, 9 verbunden sind. Dabei können die Meßstellen 5 trotz der Unterteilung in Gruppen völlig gleichmäßig über die Länge des Kabels 1 verteilt werden, so daß insbesondere auch die Kabelabschnitte, die in Fig. 2 in geschlossener Form dargestellt sind, weitere Meßeinheiten oder Gruppen von Meßeinheiten enthalten können.

In Fig. 3 ist eine erste, besonders bevorzugte konkrete Ausführungsform einer Meßeinheit 5 dargestellt, wie sie in jeder der in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Meßanordnungen zur Überwachung der Umgebungstemperatur entlang des Kabels 1 Verwendung finden kann. Bei dieser Ausführungsform ist der Meßfühler 10 als temperaturempfindliche Stromquelle ausgebildet, die einerseits direkt mit der Meßleitung 7 und andererseits über zwei Dioden 12, 13 mit dem Schalter 11 verbunden ist. Wird der Schalter 11 durch ein Signal der Steuerschaltung 14 geschlossen, so legt er über die Dioden 12, 13 an den Meßfühler 10 eine Versorgungsspannung U_V an, die vom Spannungs-Ausgang einer Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 geliefert wird, die ihrerseits ihre Versorgungsspannung U_M über die Ader 6 des Kabels 1 von der Zentrale 2 erhält.

Wird durch Schließen des Schalters 11 die Versorgungsspannung U_V an die den Meßfühler 10 bildende temperaturempfindliche Stromquelle angelegt, so prägt sie in die Meßleitung 7 des Kabels 1 einen Strom ein, dessen Größe ein Maß für die Umgebungstemperatur des Meßfühlers 10 darstellt. Dieser Strom wird über die Meßleitung 7 als Meßsignal der Empfangsschaltung 4 der Zentrale 2 zugeführt und dort gemessen und ausgewertet, wie dies weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 10 noch genauer beschrieben wird.

Temperaturabhängige Stromquellen der hier verwendeten Art sind unter der Bezeichnung AD 590 der Firma Analog Devices im Handel erhältlich und besitzen beispielsweise eine Empfindlichkeit von 1 µA/K. Ihre Verwendung ist dem Einsatz von Thermistoren aus zwei Gründen vorzuziehen: Einerseits ist es bei einer räumlich weit ausgedehnten Meßanordnung nicht möglich, den Strom zu messen, der durch einen Thermistor bei einer angelegten definierten Meßspannung fließt, weil diese Spannung zu starken Störungseinflüssen unterworfen sein kann. Stattdessen muß hier in einen Thermistor von der Zentrale her ein definierter Meßstrom eingeprägt und zur Meßwerterfassung die hierfür erforderliche Spannung in der Zentrale 2 gemessen werden. Um den Einprägestrom den Meßfühlern zuführen zu können, wird eine eigene Ader im Kabel 1 benötigt. Dieser Ader kann in dem bevorzugten Fall der Verwendung von temperaturabhängigen Stromquellen als Meßfühler 10 weggelassen werden, da diese Stromquellen lediglich mit der Versorgungsspannung verbunden werden müssen, um einen Meßwert abzugeben. Zum anderen hat eine Stromeinprägung von der Zentrale 2 her den Nachteil, daß dann, wenn an einer einzigen Meßeinheit ein Kurzschluß oder ein Strom-Leck auftritt, an dem jeweils gerade aktivierten Meßfühler der Meßstrom nur noch teilweise oder überhaupt nicht mehr ankommt, was in jedem Fall zu einem unrichtigen Meßergebnis führt. Zwar kann man zur Vermeidung dieser Fehlerquelle dem an jeder Meßeinheit vorhandenen Eingang für den Einprägestrom einen Schutzwiderstand vorschalten; dieser Schutzwiderstand liegt aber bei geschlossenem Schalter 11 mit dem Thermistor in Reihe und beeinträchtigt damit die Genauigkeit und Empfindlichkeit der angestrebten Temperaturmessung erheblich.

Die zur Betätigung des Schalters 11 dienende Steuerschaltung 14 ist zur Strom- und Spannungsversorgung einerseits an die Masseleitung 9 und andererseits über einen Gleichspannungs/ Gleichspannungswandler bzw. Gleichspannungsregler 33 an den Spannungsausgang der Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 angeschlossen. Der Gleichspannungsregler 33, der als integrierter Baustein in Chipform verwendet wird, erzeugt aus der von der Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 abgegebenen Gleichspannung U_V eine wesentlich niedrigere Gleichspannung U_VV für die Bauelemente der weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 6 genauer beschriebenen Steuerschaltung 14. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die Steuerschaltung 14 mit einer wesentlich geringeren Stromaufnahme betrieben werden kann, als dies der Fall wäre, wenn sie an die für den Meßfühler 10 benötigte höhere Gleichspannung U_V angeschlossen wäre.

Als Schalter 11 werden vorzugsweise Halbleiterschalter verwendet, deren Versorgungsspannung jedoch vom Ausgang der Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 abgegriffen werden muß, da es an einem Halbleiterschalter zu Beschädigungen bzw. zur Zerstörung kommt, wenn die geschaltete Spannung größer als die Versorgungsspannung ist. Auch verhindert die Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 das Fließen eines zu großen Stromes, wenn es zu einem gleichzeitigen Durchlegieren eines solchen Schalters 11 und des zugehörigen Meßfühlers 10 kommen sollte.

Durch einen Halbleiterschalter fließt auch im "geöffneten" Schaltzustand ein Reststrom, der ohne weitere Maßnahmen über den Meßfühler 10 auf die Meßleitung 7 gelangen würde.

Der Reststrom des Halbleiterschalters 11 einer einzelnen, nicht aktivierten Meßeinheit 5 ist zwar sehr klein im Vergleich zu dem Meßstrom, den ein an die Versorgungsspannung U_V gelegter Meßfühler 10 in die Meßleitung 7 einprägt. Da aber bei großen Meßanordnungen die Meßfühler von vielen tausend Meßeinheiten 5 an die Meßleitung 7 angeschlossen sind, würde die Summe dieser großen Zahl von Restströmen den Einprägestrom des jeweils einzigen aktivierten Meßfühlers 10 so verfälschen, daß eine brauchbare Messung nicht möglich wäre. Um dennoch die Schalter 11 mit Hilfe von Halbleiterschalter realisieren zu können, umfaßt die in Fig. 3 dargestellte Meßeinheit 5 einen zweiten Schalter 15, mit dessen Hilfe der zum Meßfühler 10 führende Anschluß des Schalters 11 mit der Masseleitung 9 verbunden werden kann. Der zweite Schalter 15 wird über einen Ausgang der Steuerschaltung 14 nicht überlappend im Gegentakt zum Schalter 11 betätigt. Ist der Schalter 11 geöffnet, so ist also der Schalter 15 geschlossen und der den Schalter 11 durchfließende Reststrom wird durch den geschlossenen Schalter 15 über eine Diode 12 zur Masseleitung 9 abgeleitet und gelangt nicht auf die Meßleitung 7. Auch der zweite Schalter 15 kann ein Halbleiterschalter sein; hier wird ein im geschlossenen Zustand möglichst niederohmiger Schalter gewählt, um den Leckstrom gut ableiten zu können. Die Diode 12 verhindert, daß Strom von der Masseleitung 9 auf die Meßleitung 7 fließt, wenn aufgrund der Strombelastung bei Meßeinheiten 5, die weit von der Zentrale 2 entfernt sind, das Potential auf der Masseleitung 9 positiv gegenüber dem Potential auf der Meßleitung 7 wird.

Wenn aufgrund eines Defektes in einem Meßfühler 10 ein Kurzschluß auftritt, würde dies ohne weitere Maßnahmen dazu führen, daß die Meßleitung 7 über den im Ruhezustand der betroffenen Meßeinheit 5 geschlossenen zweiten Schalter 15 mit der Masseleitung 9 direkt leitend verbunden wäre. Damit könnte ein von einer anderen Meßeinheit 5 eingeprägter Meßstrom zumindest teilweise in die Masseleitung 9 abgeleitet werden, so daß er nicht mehr vollständig zur Empfangsschaltung 4 der Zentrale 2 gelangen würde. Eine brauchbare Messung wäre dann nicht mehr möglich.

Um zu verhindern, daß auf diese Weise durch einen Kurzschluß in einem einzigen Meßfühler 10 das gesamte System funktionsunfähig wird, sind mit dem Meßfühler 10 zwei Dioden 13 so in Reihe geschaltet, daß sie das eben beschriebene Abfließen von Meßströmen auch dann verhindern, wenn der Meßfühler 10 einen Kurzschluß aufweist. Grundsätzlich würde für diesen Zweck eine Diode genügen. Durch die serielle Anordnung von zwei Dioden 13 wird die Betriebssicherheit weiter erhöht, weil die eben beschriebene Schutzwirkung auch dann noch erhalten bleibt, wenn eine der beiden Dioden 13 ebenfalls einen Kurzschluß aufweist. Es müssen hier also drei Bauelemente ein und derselben Meßeinheit, nämlich der Meßfühler 10 und die beiden Dioden 13 einen Kurzschluß aufweisen, damit das System funktionsunfähig wird. Dieser gleichzeitige Ausfall von drei Bauelementen ein und derselben Meßeinheit ist aber extrem unwahrscheinlich.

In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform einer Meßeinheit 5 dargestellt, die ebenfalls in jedem der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Meßsysteme Verwendung finden kann. Es ist auch eine gemeinsame Verwendung von Meßeinheiten 5 gemäß den Fig. 3 und 4 möglich. Die Meßeinheit 5 aus Fig. 4 ist so aufgebaut, daß mit ihr Änderungen des durch den Meßfühler 10 erfaßten Umgebungsparameters registriert werden können, die kürzer als der Zeitabstand sind, in dem eine einzelne Meßeinheit 5 beim wiederholten Durchlaufen von Systemzyklen zweimal angewählt wird. Soll z. B. durch einen Meßfühler 10 überwacht werden, ob eine Tür geöffnet wird, so ist es bei großen Meßsystemen durchaus möglich, daß beim Abfragen der betreffenden Meßeinheit 5 in zwei aufeinanderfolgenden Zyklen jeweils ein Meßsignal "Tür geschlossen" erhalten wird, obwohl die Tür in der Zwischenzeit kurz geöffnet und dann wieder geschlossen wurde.

Um auch solche im Vergleich zur Dauer eines Systemzyklusses kurzzeitigen Änderungen des überwachten Umgebungsparameters erfassen zu können, ist gemäß Fig. 4 der Meßfühler 10 permanent an seine Versorgungsspannung U_V angeschlossen, die wieder von einer Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 geliefert wird, die ihrerseits von der Ader 6 des Kabels die Meßeinheiten-Versorgungsspannung U_M erhält. Der Meßfühler 10 besitzt hier neben seinen beiden Stromversorgungsanschlüssen einen Signalanschluß S über den er ein Signal abgibt, dessen Größe sich mit dem zu überwachenden Umgebungsparameter ändert. Dieses Signal wird einer Speicherschaltung 26 zugeführt, die an ihrem Ausgang 27 beispielsweise von logisch Null auf logisch Eins umschaltet, wenn das Signal des Meßfühlers 10 eine vorgegebene Schwellen-Spannung übersteigt, und die in dem umgeschalteten Zustand bleibt, wenn das Meßfühlersignal wieder unter die Schwellen-Spannung absinkt. Das Ausgangssignal der Speicherschaltung 26, die ebenfalls an die Spannung U_V angeschlossen ist, stellt in diesem Fall das Meßsignal dar, das dann in die Meßleitung 7 eingespeist und an die Zentrale 2 weitergegeben wird, wenn die Steuerschaltung 14 an ihrem Eingang E das Meßeinheiten-Adressensignal erhält, auf das ihre Adressen-Empfangsschaltung programmiert ist, und daher an ihrem Ausgang A ein Signal gibt, durch das der Schalter 11 geschlossen wird.

Nach erfolgter Abfrage wird die Speicherschaltung 26 wieder zurückgesetzt, was beispielsweise durch ein beim Öffnen des Schalters 11 erzeugtes Signal erfolgen kann.

Es sind auch Meßfühler bekannt (z. B. sogenannte Wiegand- Module), die nicht an einer Versorgungsspannung liegen müssen, um auf eine kurze Änderung eines Umgebungsparameters, z. B. des Magnetfeldes mit einer permanenten Änderung z. B. ihres elektrischen Widerstandes zu reagieren. Ein solcher Meßfühler dient dann gleichzeitig auch als Speicherschaltung. Zur Abfrage wird er wie ein Meßfühler 10 aus Fig. 3 mit Hilfe des Schalters 11 an eine Versorgungsspannung gelegt bzw. mit einer einen Konstantstrom liefernden Stromquelle verbunden. Als Meßwert dient dann der durch diesen Meßfühler fließende Strom bzw. die an ihm abfallende Spannung. Zeigt sich, daß das zu überwachende Ereignis eingetreten ist, wird z. B. bei einem Wiegand-Modul durch das Anlegen eines starken Stromimpulses der Widerstandswert, der den "Normal"- oder "Ruhe"-Zustand kennzeichnet, wiederhergestellt, bevor die Zentrale 2 die nächste Meßeinheit anwählt.

In Fig. 4 ist kein Gleichspannungs-Regler 33 dargestellt, doch kann er gewünschtenfalls hier ebenso vorgesehen werden wie bei der Meßeinheit 5 in Fig. 3.

Auch kann zwischen den Meßfühler 10 und die Meßleitung 7 ein Spannungs/Frequenz-Umsetzer geschaltet werden, der den Meßwert in Form eines Frequenzsignals in die Meßleitung 7 einspeist.

Fig. 5 zeigt die beiden ersten und die letzte Meßeinheit 5 einer Meßeinheiten-Gruppe sowie die zugehörige Anwähleinheit 25 in einer Ausführungsform, die von den in den Fig. 1 und 2 angedeuteten Ausführungsformen abweicht.

Das in Fig. 5 dargestellte Kabel 1 besitzt sechs Adern, von denen drei durchgehend sind, d. h. ohne Unterbrechung sämtlicher Meßeinheiten 5 und/oder sämtliche Anwähleinheiten 25 miteinander und mit der Zentrale 2 verbinden. Es sind dies die System-Spannungsversorgungsleitung 6, die System-Meßleitung 7 und die System-Masseleitung 9. Die System-Befehlsleitung 8, die die Anwähleinheiten 25 miteinander verbindet, weist in jeder Anwähleinheit eine Unterbrechung auf, in die eine Signal-Formerschaltung 30 eingeschaltet ist, die die Anwähleinheiten- und Meßeinheiten-Adressensignale, die ihr von der Zentrale 2 her über die jeweils vorausgehende Anwähleinheit 25 zugeführt werden, für eine ordnungsgemäße Übertragung zur nächsten Anwähleinheit 25 aufbereitet, wie dies weiter unten noch genauer beschrieben wird.

Die beiden restlichen Adern des Kabels 1 sind in Abschnitte unterteilt, die sich jeweils von einer Anwähleinheit 25 bis zur letzten Meßeinheit 5 der zugehörigen Gruppe erstrecken und sämtliche Meßeinheiten 5 der Gruppe mit der Anwähleinheit 25 verbindet. Diese Adernabschnitte dienen als Gruppen- Spannungsversorgungsleitung 6′ und als Gruppen- Befehlsleitung 8′.

Die Anwähleinheit 25 umfaßt hier zwei Schalter 28 und 28′, die synchron von der Steuerschaltung 14′ betätigt werden. Diese beiden Schalter 28, 28′ sind normalerweise offen und werden nur geschlossen, wenn die Anwähleinheit 25 das in ihre vorgegebene Anwähleinheiten-Adressensignal von der Zentrale 2 empfangen hat, d. h. wenn die zugehörigen Meßeinheiten 5 abgefragt werden sollen. Der Schalter 28 dient wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 dazu, die Gruppen- Befehlsleitung 8′ mit der System-Befehlsleitung 8 zu verbinden. Allerdings erfolgt die Verbindung der Gruppen-Befehlsleitung 8′ mit der System-Befehlsleitung 8 nicht direkt sondern über eine zweite in der Anwähleinheit 25 vorgesehene Signal- Formerschaltung 30, die für eine ordnungsgemäße Übertragung der von der vorausgehenden Anwähleinheit 25 weitergeleiteten Adressensignale an die Meßeinheiten 5 der zugehörigen Gruppe sorgt.

Der zweite Schalter 28′ dient auch hier dazu, im geschlossenen Zustand die Gruppen-Spannungs-Versorgungsleitung 6′ mit dem Versorgungsspannungsausgang einer Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 zu verbinden, deren Spannungseingang mit der System-Spannungs-Versorgungsleitung 6 verbunden ist, die ihm die Versorgungs-Gleichspannung U_S zuführt. Am Ausgang der Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 steht die gepufferte Gleichspannung U_V zur Verfügung, die einerseits dem Schalter 28′ und andererseits einem Gleichspannungsregler 33 zugeführt wird, der aus ihr die wesentlich niedrigere Gleichspannung U_VV zur Versorgung der Steuerschaltung 14′ der Ansteuereinheit 25 erzeugt, wie dies oben in Verbindung mit Fig. 3 für die Bauelemente einer Meßeinheit 5 beschrieben wurde. Mit Hilfe des Schalters 28′ werden also auch hier die Meßeinheiten 5 einer Gruppe nur dann an die allgemeine Spannung- und Stromversorgung angeschlossen, wenn die zugehörige Anwähleinheit 25 angewählt ist.

Die in Fig. 5 dargestellten Meßeinheiten 5 sind ähnlich wie die Meßeinheit aus Fig. 3 aufgebaut. Sie besitzen als Meßfühler 10 ebenfalls eine temperaturabhängige Stromquelle, die einerseits ständig mit der System-Meßleitung 7 in Verbindung steht und andererseits über einen Schalter 11 an die Versorgungs-Gleichspannung U_V gelegt werden kann, die von einer in jeder Meßeinheit vorhandenen Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 aus der Gleichspannung U_M abgeleitet wird, die bei geschlossenem Schalter 28′ auf der Gruppen- Spannungsversorgungsleitung 6′ erscheint. Die Steuerung der Schalter 11 erfolgt auch hier durch das Signal, das am Ausgang A der zugehörigen Steuerschaltung 14 erscheint. Die Meßeinheiten- Adressensignale werden den Eingängen E der Steuerschaltung 14 über die Gruppen-Befehlsleitung 8′ zugeführt, wenn der Schalter 28 der Anwähleinheit 25 geschlossen ist. In Fig. 5 ist der Schalter 11 der zweiten Meßstelle der dargestellten Gruppe geschlossen, so daß also deren Meßfühler 10 an der Gleichspannung U_V liegt und in die durchgehende System-Meßleitung einen Strom einprägt, der ein Maß für die Umgebungstemperatur dieses Meßfühlers 10 darstellt und der der Zentrale 2 als Meßsignal zur Auswertung zugeführt wird.

Weiterhin umfaßt jede Meßeinheit 5 in Fig. 5 einen Gleichspannungsregler 33, der die Gleichspannung U_V am Ausgang der Strombegrenzungs- und Pufferschaltung 32 in eine kleinere Gleichspannung U_VV umformt, die für die Bauelemente der jeweiligen Meßeinheit 5 als Versorgungsspannung dient. Der in Fig. 3 wiedergegebene zweite Schalter 15 und die beiden Dioden 12, 13 sind hier der Einfachheit halber weggelassen, können aber auch hier vorgesehen werden, wenn als Schalter 11 Halbleiterschalter Verwendung finden.

In den Fig. 6 und 7 sind bevorzugte Ausführungsformen von Steuerschaltungen 14 bzw. 14′ beschrieben, die in den Meßeinheiten 5 bzw. den Anwähleinheiten 25 Verwendung finden können. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Adressensignale sowohl für die Meßeinheiten als auch für die Anwähleinheiten (soweit vorhanden) Folgen von Rechtecksimpulsen sind, die die Zentrale 2 auf der System-Befehlsleitung 8 abgibt und die von der Steuerschaltung 14 bzw. 14′ empfangen und durch Abzählen dekodiert werden.

Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, umfaßt jede Steuerschaltung 14 bzw. 14′ einen programmierbaren Rückwärtszähler 35 bzw. 35′, der dadurch auf einen bestimmten Ausgangszählwert n bzw. m programmiert werden kann, daß seine Programmiereingänge P₁ bis P_k entweder mit der Versorgungsspannung U_VV oder der Masseleitung 9 verbunden werden. Dies ist in den Fig. 6 und 7 nur schematisch wiedergegeben, ohne daß eine konkrete Programmierung dargestellt ist.

Damit der programmierbare Rückwärtszähler 35 bzw. 35′ auf seinen Ausgangszählwert n bzw. m gesetzt wird, muß seinem Setzeingang ein positiver Spannungsimpuls zugeführt werden. Diese im folgenden als Setzimpulse bezeichneten Impulse werden zu Beginn eines jeden Meßzyklus von der Zentrale 2 ebenfalls auf der Befehlsleitung 8 abgegeben und gelangen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 unmittelbar an alle Meßeinheiten 5 des Hauptstrangs 23. Damit diese Setzimpulse von den nachfolgenden, die Adressensignale bildenden Zählimpulsen unterschieden werden können, besitzen sie eine andere zeitliche Länge als diese. Man entnimmt dies deutlich den obersten Zeilen E bzw. E′ der Fig. 8 und 9, wo zunächst jeweils ein Setzimpuls mit der zeitlichen Länge t₁ bzw. t₃ und dann jeweils eine Reihe von Zählimpulsen dargestellt ist, die alle die zeitliche Länge t₂ bzw. t₄ besitzen. Da diese unterschiedlich langen Impulse alle auf ein und derselben Befehlsleitung 8 bzw. 8′ übertragen werden, müssen sie von der Steuerschaltung 14 bzw. 14′ voneinander unterschieden werden. Zu diesem Zweck besitzen die Steuerschaltungen 14, 14′ Impulslängen-Diskriminatorschaltungen.

Im Fall der in Fig. 6 dargestellten Meßeinheiten-Steuerschaltung 14 gelangen die Impulse vom Eingang E über einen Strombegrenzungswiderstand 34, der im Falle eines Kurzschlusses zur Masse in der Steuerschaltung 14 das Fließen eines zu großen Stroms verhindert, an einen invertierenden Schmitt-Trigger 36, dessen Ausgang mit dem Takteingang eines Monoflops 37, dem einen Eingang eines UND- Gatters 38 und dem Eingang eines invertierenden Verzögerungsgliedes 39 verbunden ist; der Ausgang des Verzögerungsgliedes 39 ist an den zweiten Eingang des UND-Gatters 38 angeschlossen. Das Monoflop 37 reagiert auf die fallende Flanke der vom Schmitt-Trigger 36 abgegebenen Impulse und liefert an seinen Ausgängen Q bzw. positive bzw. negative Impulse der zeitlichen Länge τ₁. Das Verzögerungsglied 39 verzögert die an seinem Eingang erscheinenden Impulse unabhängig von deren zeitlicher Länge um einen Zeitraum δ und gibt sie in invertierter Form wieder ab. Dies ist in der dritten Zeile VZ39 von Fig. 8 dargestellt. Da das UND- Gatter 38 einerseits die unverzögerten Impulse vom Ausgang des Schmitt-Triggers 36 und andererseits die verzögerten Impulse vom Ausgang des Verzögerungsgliedes 39 erhält, erzeugt es jeweils einen Ausgangsimpuls mit der zeitlichen Länge δ, der sich unmittelbar an das Ende des vom Schmitt- Trigger 36 abgegebenen Impulses anschließt. Dies ist der Zeile G 38 von Fig. 8 zu entnehmen. Da durch den Schmitt- Trigger 36 eingeführte Verzögerungen keine Rolle spielen, sind sie in dieser Darstellung weggelassen.

Der Ausgang des UND-Gatters 38 ist mit jeweils einem Eingang von zwei weiteren UND-Gattern 40, 41 verbunden, von denen das UND-Gatter 40, dessen zweiter Eingang mit dem -Ausgang des Monoflops 37 verbunden ist, den Setzeingang des programmierbaren Rückwärtszählers 35 ansteuert, während die Ausgangsimpulse des UND-Gatters 41, dessen zweiter Eingang mit dem Q-Ausgang des Monoflops 37 verbunden ist, an den Takteingang des Zählers 35 gelangen.

Die zeitliche Länge τ₁ der vom Monoflop 37 abgegebenen Impulse ist so gewählt, daß sie kleiner ist als die zeitliche Länge t₁ der Setzimpulse und größer als die Summe der zeitlichen Länge t₂ der Zählimpulse und der Verzögerungszeit δ des Verzögerungsgliedes 39. Es gilt also:

t₂ + δ < τ₁ < t₁ (1)

Durch diese Wahl der Impulslängen wird erreicht, daß, wie Fig. 8 in der Zeile G 40 zeigt, am Ausgang des Gatters 40 nur in Antwort auf einen Setzimpuls ein Impuls von der zeitlichen Länge δ erscheint, während, wie in Zeile G 41 dargestellt, das Gatter 41 nur in Antwort auf Zählimpulse Ausgangsimpulse mit der zeitlichen Länge δ abgibt.

Die eben beschriebene Impulslängen-Diskriminatorschaltung kann also zwischen zwei Impulslängen unterscheiden, was für ihre Verwendung in der Steuerschaltung 14 für die Meßeinheiten 5 völlig ausreichend ist. Für ihre Verwendung in der Steuerschaltung 14′ der Anwähleinheiten 25 muß eine Impulslängen-Diskriminatorschaltung jedoch nicht nur die Setz- und Zählimpulse für die Anwähleinheiten voneinander, sondern diese beiden auch noch von den Setz- und Zählimpulsen für die Meßeinheiten unterscheiden. Hierzu muß, wie in Fig. 7 dargestellt, die oben beschriebene Anordnung um ein weiteres Verzögerungsglied 44 und ein NAND-Gatter 45 ergänzt werden, dessen einer Eingang gemeinsam mit dem Verzögerungsglied 44 von einem wieder über einen Strombegrenzungswiderstand 34′ mit dem Eingang E′ verbundenen, nicht invertierenden Schmitt-Trigger 36 angesteuert wird, und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des nicht invertierenden Verzögerungsgliedes 44 verbunden ist. Das NAND- Gatter 45 steuert dann die Schaltungselemente 37′, 38′ und 39′ in der gleichen Weise an, wie dies bei Fig. 6 durch den Ausgang des invertierenden Schmitt-Triggers 36 mit den Elementen 37, 38 und 39 geschieht. Da der übrige Aufbau der Steuerschaltung 14′ genau dem der Steuerschaltung 14 entspricht, wird er hier nicht nochmals beschrieben.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 das Durchlaufen eines Gruppen-Meßzyklus erläutert. Innerhalb einer jeden Gruppe ist in jeder Meßeinheit 5 der Rückwärtszähler 35 der Steuerschaltung 14 auf einen anderen Ausgangszählwert n programmiert, wobei n im Regelfall alle ganzen Zahlen von 1 bis zu einem Höchstwert p durchläuft, der die größte Anzahl der in einer der Gruppen vorhandenen Meß­ einheiten wiedergibt.

Unmittelbar nachdem eine Gruppe angewählt und dadurch zumindest der Schalter 28 der zugehörigen Anwähleinheit 25 zum Verbinden der betreffenden Gruppen-Befehlsleitung 8′ mit der System-Befehlsleitung 8 geschlossen worden ist, gibt die Zentrale 2 über die System- Befehlsleitung 8 einen Setzimpuls mit der zeitlichen Länge t₁ ab, der über die Gruppen-Befehlsleitung 8′ an alle Meßeinheiten der angewählten Gruppe gelangt und in ihr sämtliche Rück­ wärtszähler 35 auf den jeweiligen Ausgangszählwert n setzt.

Danach gibt die Zentrale 2 auf der System-Befehlsleitung 8 die Adressensignale ab, die ebenfalls über den geschlossenen Schalter 28 und die Gruppen-Befehlsleitung 8′ an die Meßeinheiten 5 der betreffenden Gruppe gelangen, die dadurch jeweils zur Durchführung eines Meßvorgangs veranlaßt werden, bei dem zunächst der jeweilige Schalter 11 geschlossen und dann wieder geöffnet wird.

Vorzugsweise werden diese Adressensignale nicht in Form von Impulspaketen abgegeben, deren Impulszahl jeweils dem Ausgangs-Zählwert n des programmierbaren Rückwärtszählers 35 einer ganz bestimmten Meßeinheit 5 entspricht. Vielmehr wird als Adressensignal für die erste anzuwählende Meßeinheit, für deren Rückwärtszähler n=1 gilt, ein einzelner Zählimpuls abgegeben, nach dessen Verarbeitung am "0"-Ausgang des betreffenden Rückwärtszählers eine positive Spannung erscheint (siehe Zeile A_n=1 von Fig. 8), während die Rückwärtszähler aller übrigen Meßeinheiten der Gruppe von n auf n-1 herunterzählen, ohne daß sich an ihren "0"-Ausgängen etwas ändert. Nur bei der Meßeinheit 5 der Gruppe, für die n gleich 1 ist, wird daher für den Zeitraum, der zwischen diesem ersten und dem nächsten Zählimpuls vergeht, der Schalter 11 geschlossen und der Meßfühler 10 an die Spannungsversorgungsleitung 6 bzw. 6′ gelegt, so daß ein der Umgebungstemperatur dieses Meßfühlers 10 entsprechender Einprägestrom durch die Meßleitung 7 zur Zentrale fließt und dort ausgewertet werden kann.

Für den Fall, daß die Meßeinheit 5 gemäß Fig. 3 aufgebaut ist, d. h. einen zweiten Schalter 15 besitzt, der im Gegentakt zum Schalter 11 betätigt werden muß, ist wie Fig. 6 zeigt, an den "0"-Ausgang des Rückwärtszählers 35 ein Inverter 42 geschlossen, dessen Ausgang den Ausgang der Steuerschaltung 14 bildet.

Wenn die Messung beendet ist, wird von der Zentrale 2 zu dem Adressensignal der eben aktivierten Meßeinheit ein Zusatzsignal hinzugefügt, das im vorliegenden Fall einfach ein weiterer Zählimpuls ist, der über die Befehlsleitungen 8, 8′ an sämtliche Meßeinheiten der ausgewählten Gruppe gelangt. Er bewirkt, daß der Rückwärtszähler 35 derjenigen Meßeinheit 5, deren Schalter 11 eben noch geschlossen war, nach "-1" zählt, wodurch die positive Spannung am "0"-Ausgang dieses Zählers verschwindet, während die Meßeinheit 5 der Gruppe, deren Rückwärtszähler 35 auf n=2 programmiert ist, jetzt auf "0" zählt, so daß am zugehörigen "O"-Ausgang eine positive Spannung erscheint und der betreffende Schalter 11 schließt (Zeile A_n=2 von Fig. 8). Auch alle übrigen Rückwärtszähler der Gruppe zählen auf n-2 ohne daß der Null-Pegel an ihrem Ausgang verschwindet, da für sie n≠2 gilt.

Zur Beendigung des Meßvorgangs an der zweiten angewählten Meßeinheit 5 erzeugt die Zentrale 2 einen dritten Zählimpuls auf den Befehlsleitungen 8, 8′, der die zweite Meßeinheit abschaltet und eine dritte Meßeinheit anwählt. Durch die Abgabe von p Zählimpulsen werden also zum Durchlaufen eines Gruppen- Meßzyklus sämtliche Meßeinheiten 5 der Gruppe der Reihe nach zur Durchführung eines Meßvorgangs veranlaßt. Hieran anschließend wird dann im allgemeinen entweder sofort oder nach Verstreichen einer in ihrer Länge wählbaren Pause ein Gruppen-Meßzyklus für dieselbe oder eine andere Gruppe durchgeführt.

Das Rückwärtszählen des Zählers 35, der auf den maximalen Ausgangszählwert p programmiert ist, bis zum Zählwert 0 und die dabei an seinem Ausgang und am Zählerausgang der vorausgehenden Meßeinheit 5 erscheindenen Signale sind in Fig. 8 ebenfalls dargestellt.

Der Anfang eines System-Meßzyklus, wie er bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 5 abläuft, wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben, wobei auch nochmals die Funktion der Steuerschaltung 14′ aus Fig. 7 erläutert wird.

In Fig. 9 ist ein anderer zeitlicher Maßstab als in Fig. 8 gewählt, so daß hier die dortigen Zeiten auf die Hälfte verkürzt erscheinen.

Bevor in einem System-Meßzyklus die erste Gruppe durch Aussenden ihres Adressensignals angewählt werden kann, müssen zunächst die Rückwärtszähler 35′ in den Steuerschaltungen 14′ der Anwähleinheiten 25 auf ihre programmierten Ausgangs-Zählwerte m gesetzt werden. Dies geschieht mit Hilfe des in der obersten Zeile E′ = ST36′ von Fig. 9 dargestellten Setzimpulses mit der zeitlichen Länge t₃, der der Steuerschaltung 14′ über ihren Eingang E′ zugeführt und vom Schmitt-Trigger 36′ zwar aufbereitet, aber nicht invertiert und praktisch unverzögert an die Verzögerungsschaltung 44 weitergegeben wird. Letztere besitzt eine Verzögerungszeit τ₂, um die gemäß Zeile VZ44 von Fig. 9 die Impulse des Schmitt-Triggers 36′ verzögert werden. Diese Verzögerungszeit τ₂ ist so gewählt, daß sie länger als die Impulslängen t₁ und t₂ der Setz- und Zählimpulse für die Meßeinheiten und kürzer als die Impulslänge t₄ der Zählimpulse für die Anwähleinheiten 25 und damit auch kürzer 47017 00070 552 001000280000000200012000285914690600040 0002003622800 00004 46898als die Impulslänge t₃ der Setzimpulse für die Anwähleinheiten 25 ist. Somit unterdrückt das NAND-Gatter 45 den vorderen Teil eines jeden Schmitt-Trigger-Impulses für eine Zeitspanne τ₂. Dies bedeutet, daß am Ausgang des NAND-Gatters 45 nur solche Eingangs-Impulse in negativer Form erscheinen können, die länger als τ₂ sind. Da τ₂ so gewählt ist, daß es zwar kleiner als t₃ und t₄ aber größer als t₁ und t₂ ist, werden vom NAND-Gatter 45 nur die entsprechend langen Setz- und Zählimpulse für die Anwähleinheit 25, nicht aber die kurzen Setz- und Zählimpulse für die Meßeinheiten 5 durchgelassen, wie man dies der Zeile G45 von Fig. 9 ohne weiteres entnimmt. Die Ausgangsimpulse des NAND-Gatters 45 werden dann von der nachfolgenden Impulslängen-Diskriminatorschaltung mit den Schaltungselementen 37′ bis 41′ genauso verarbeitet, wie dies oben bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 8 beschrieben wurde. Der einzige Unterschied besteht hier darin, daß das Monoflop 37′ Impulse mit der zeitlichen Länge τ₃ abgibt, die so gewählt ist, daß gilt:

(t₄ - τ₂) + δ′ < τ₃ < (t₃ - τ₂) (2)

Somit erscheinen also am Ausgang des UND-Gatters 40′ nur solche Impulse mit der Länge δ′, die Setzimpulsen für die Anwähleinheiten 25 entsprechen, während am Ausgang des UND-Gatters 41′ nur solche Impulse mit der zeitlichen Länge δ′ erscheinen, die Zählimpulsen für die Anwähleinheiten 25 entsprechen. Wie die Zeile RS35′_m=q zeigt, werden durch den in Fig. 9 ganz links dargestellten Setzimpuls alle Rückwärtszähler 35′ der Anwähleinheiten 25 auf ihren programmierten Zählwert m gesetzt, von dem sie dann bei jedem Zählimpuls mit der zeitlichen Länge t₄ nach unten zählen. In der Zeile A′_m=1 ist dies für die in der Anwählreihenfolge erste Anwähleinheit dargestellt, an deren Ausgang A′ beim ersten Anwähleinheiten- Zählimpuls eine positive Spannung erscheint, so daß der Schalter 28 (Fig. 2) bzw. die Schalter 28, 28′ (Fig. 5) geschlossen werden. Hiernach erscheinen, wie die oberste Zeile von Fig. 9 zeigt, ein Setzimpuls und eine Reihe von Zählimpulsen für die Meßeinheiten, die wegen der Funktion des Verzögerungsgliedes 44 und des NAND-Gatters 45 für alle Anwähleinheiten ohne Wirkung bleiben, die Meßeinheiten der ersten Gruppe aber erst auf die einprogrammierten Zählwerte setzen und dann der Reihe nach in der Weise anwählen, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Ist die letzte Meßeinheit durch den Impuls 47 angewählt, der dortige Meßvorgang abgeschlossen und ein Setzimpuls 48 für die Meßeinheiten gegeben worden, so erscheint auf der System-Befehlsleitung 8 ein weiterer Zählimpuls 49 für die Anwähleinheiten, aufgrund dessen die eben noch angewählte Anwähleinheit ihren Schalter 28 bzw. die Schalter 28 und 28′ öffnet, so daß die zu dieser Gruppe gehörenden Meßeinheiten abgeschaltet werden. Dafür erscheint, wie die unterste Zeile von Fig. 9 zeigt, am Ausgang des Rückwärtszählers 35′ derjenigen Anwähleinheit eine positive Spannung, die auf den Ausgangszählwert m=2 programmiert worden ist, und es kann nun bei dieser Gruppe ein Gruppen-Meßzyklus ablaufen. Der oben erwähnte abschließende Setzimpuls 48 für die Meßeinheiten sorgt dafür, daß die Meßeinheiten der eben durchlaufenden Gruppe beim Anwählen der nächsten Gruppe mit Sicherheit auch dann kein Meßsignal liefern, wenn beim Desaktivieren ihrer Anwähleinheit 25 aufgrund einer Störung nur noch der Schalter 28 nicht aber der Schalter 28′ geöffnet werden kann.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß auch die Adressensignale für die Anwähleinheiten so strukturiert sind, daß sich das jeweils nachfolgende Adressensignal aus dem vorausgehenden Adressensignal und einem Zusatzsignal ergibt, das im vorliegenden einfachsten Fall lediglich aus einem weiteren Zählimpuls für die Anwähleinheiten besteht. Da alle Zählimpulse immer an alle Anwähleinheiten 25 geführt werden, zählen also alle Rückwärtszähler 35 je Zählimpuls um 1 nach unten. Somit werden im "Normalfall" auch die Gruppen des Systems in einer durch die Programmierung ihrer Rückwärtszähler vorgegebenen Reihenfolge angewählt. Allerdings ist auch hier ein wahlfreier Zugriff möglich, wenn so viele Zählimpulse für die Anwähleinheiten unmittelbar hintereinander, d. h. ohne dazwischenliegende Setz- und Zählimpulse für Meßeinheiten, abgegeben werden, wie dies der Adresse der anzuwählenden Anwähleinheit entspricht.

Die in Fig. 7 dargestellte Steuerschaltung 14′, die nur einen einzigen Ausgang A₁ besitzt, ist für eine Verwendung in Anwähleinheiten 25 geeignet, wie sie in den Fig. 1 oder 5 dargestellt sind und bei denen nur ein Schalter 28 bzw. mehrere gleichzeitig betätigbare Schalter 28, 28′, . . . vorhanden sind.

Soll jedoch, wie in Fig. 2 gezeigt, ein weiterer Schalter 29, (mit dem ggf. gleichzeitig zusätzliche Schalter 29′ . . . betätigbar sind) unabhängig vom Schalter 28 beim Empfang eines modifizierten Adressensignals geschlossen werden, so muß die Steuerschaltung 14′ eine Schaltungsanordnung aufweisen, die das "normale" Adressensignal vom modifzierten Adressensignal unterscheiden und beim Empfang des modifizierten Adressensignals über einen Ausgang A₂ ein entsprechendes Steuersignal abgeben kann. Eine solche Schaltungsanordnung kann beispielsweise ein zweiter programmierbarer Rückwärtszähler sein, dessen Setz- und Takteingänge parallel zum Rückwärtszähler 35′ an die Ausgänge der UND-Gatter 40′ bzw. 41′ angeschlossen sind und dessen "0"-Ausgang mit dem A₂- Ausgang der Steuerschaltung 14′ verbunden ist. Dieser weitere programmierbare Rückwärtszähler wird auf eine eigene Adresse programmiert, die von der Adresse aller übrigen programmierbaren Rückwärtszähler des Systems verschieden ist; dadurch besteht die Möglichkeit, jede Anwähleinheit 25 des in Fig. 2 gezeigten Systems von der Zentrale 2 her auf zwei verschiedene Weisen so anzuwählen, daß sie entweder den Schalter 28 (und evtl. vorhandene hierzu parallele Schalter 28′, . . .) oder den Schalter 29 (und evtl. vorhandene, hierzu parallele Schalter 29′, . . .) schließt. Hierdurch können, wie bereits erläutert, die Gruppen 16 bis 22 mit Hilfe von wenigstens zwei verschiedenen Anwähleinheiten 25 in unabhängiger Weise angewählt werden, wodurch die Betriebssicherheit des Systems wesentlich erhöht wird.

In Fig. 10 ist eine Eingangsschaltung 4 dargestellt, die vorzugsweise dann in der Zentrale 2 zum Empfang und zur Verstärkung der auf der Meßleitung 7 ankommenden Meßsignale verwendet wird, wenn die Meßfühler 10 von beispielsweise temperaturabhängigen Stromeinprägeschaltungen gebildet werden, wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 5 erläutert wurde.

In diesem Fall wird das jeweilige Meßsignal von dem Strom gebildet, den der jeweils aktivierte Meßfühler 10 in die Meßleitung 7 einprägt. Die Größe dieses Stroms gibt die Größe des vom betreffenden Meßfühler 10 überwachten Umgebungsparameters, also beispielsweise der Umgebungstemperatur wieder. Daher muß die Größe dieses Einprägestroms in der Zentrale 2 gemessen und der so erhaltene Meßwert weiter ausgewertet werden.

Zu diesem Zweck weist die Eingangsschaltung 4 einen ohm'schen Meßwiderstand 50 auf, dessen eines Ende über eine Leitung 51 direkt galvanisch leitend mit der Meßleitung 7 verbunden ist, während sein anderes Ende auf ein fest vorgegebenes Bezugs- Potential U_Ref gelegt ist, dessen bevorzugte Festlegung weiter unten noch genauer erläutert wird. Der von einer aktivierten Meßeinheit 5 kommende Einprägestrom fließt somit über den Meßwiderstand 50 zum Referenzpotential U_Ref hin ab und erzeugt dabei am Meßwiderstand 50 einen Spannungsabfall, dessen Größe ein Maß für den überwachten Umgebungsparameter der aktivierten Meßeinheit 5 darstellt. Die am Meßwiderstand abfallende Spannung liegt üblicherweise in der Größenordnung von 0,5 Volt und muß zur weiteren Verarbeitung und Registrierung verstärkt werden.

Dies erfolgt mit Hilfe eines Meßverstärkers 52, der vorzugsweise als Differenzverstärker mit hoher Gleichtaktunterdrückung ausgebildet ist. Es können hierzu beispielsweise "Instrumentation-Amplifiers" verwendet werden, die eine Gleichtaktunterdrückung von mehr als 1 : 10⁴ bis zu einer Frequenzobergrenze von 200 kHz aufweisen.

Wie Fig. 10 zeigt, ist der eine, beispielsweise der "Plus"- Eingang des Differenzverstärkers 52 direkt galvanisch leitend mit dem Ende des Meßwiderstandes 50 verbunden, das über die Leitung 51 mit der Meßleitung 7 verbunden ist.

Der andere, beispielsweise der "Minus"-Eingang des Differenzverstärkers 52 ist über eine Leitung 53 galvanisch leitend mit dem einen Ende eines ohm'schen Widerstandes 54 verbunden, dessen anderes Ende an dem Bezugspotential U_Ref liegt. Weiterhin ist der "Minus"-Eingang des Differenzverstärkers 52 über die Leitung 53 mit dem einen Anschluß eines Kondensators 55 verbunden, dessen anderer Anschluß mit der Meßleitung 7 verbunden ist. Schließlich ist noch zwischen die Leitung 51, die die Meßleitung 7 mit dem "Plus"-Eingang des Differenzverstärkers 52 verbindet, und die Referenzspannung U_Ref eine aus einem Kondensator 56 und einem ohm'schen Widerstand 57 bestehende Serienschaltung geschaltet, die somit parallel zum Meßwiderstand 50 liegt.

Diese bevorzugte Anordnung dient zur Lösung des folgenden Problems:

Bei großen Meßsystemen ist die Meßleitung 7, die sämtliche Meßeinheiten 5 miteinander verbindet und auf der der von der jeweils einzigen aktivierten Meßeinheit 5 eingeprägte Strom der Zentrale 2 zugeführt wird, außerordentlich lang. Dies hat zur Folge, daß auf diese Meßleitung 7 Wechselspannungs- Störungen eingekoppelt werden, die vom System selbst oder auch von außen stammen können. Aufgrund dieser Störungen treten am Meßwiderstand 50 Spannungen auf, die in der gleichen Größenanordnung liegen, wie die Spannung, die an ihm aufgrund des über die Meßleitung 7 kommenden Einprägestroms abfällt. Das Signal/Rauschverhältnis wäre ohne weitere Maßnahmen also außerordentlich schlecht.

Um dieses Signal/Rauschverhältnis zu verbessern, sind, wie oben bereits beschrieben, die beiden Eingänge des Differenzverstärkers 52 mit der Meßleitung 7 verbunden, wobei der "Plus"-Eingang mit der Meßleitung direkt galvanisch leitend verbunden und der "Minus"-Eingang mit der Meßleitung 7 kapazitiv gekoppelt ist. Mit anderen Worten: die Meßleitung 7 wird in der Eingangsschaltung 4 in zwei Zweige 51, 53 aufgespalten. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, daß jeder dieser beiden Zweige mit einem dem Wellenwiderstand der Meßleitung 7 entsprechenden Abschlußwiderstand zum Bezugspotential U_Ref hin abgeschlossen ist. Dies geschieht für jeden der beiden Zweige mit Hilfe eines aus einem Kondensator und einem ohm'schen Widerstand bestehenden Serienschaltung, wobei die dem Zweig 51 zugeordnete Serienschaltung aus dem Kondensator 56 und dem Widerstand 57 parallel zum Meßwiderstand 50 liegt, während die dem Zweig 53 zugeordnete Serienschaltung von dem Koppelkondensator 55 und dem ohm'schen Widerstand 54 gebildet wird.

Die von den beiden Serienschaltungen gebildeten Abschlußwiderstände sorgen dafür, daß Wechselspannungs-Störungen auf der Meßleitung 7 an die beiden Eingänge des Differenzverstärkers mit gleich großer Amplitude gelangen und keine Phasenverschiebungen gegeneinander aufweisen, da jeder der beiden Zweige 51, 53 einen an den Wellenwiderstand der Meßleitung 7 angepaßten, reflexionsfreien Abschluß besitzt. Wegen seiner hohen Gleichtaktunterdrückung kann somit der Differenzverstärker 52 alle auf der Meßleitung 7 ankommenden Wechselspannungs-Störungen nahezu vollständig unterdrücken, während die aufgrund des Einprägestroms am Meßwiderstand 50 abfallende Gleichspannung nur seinem "Plus"-Eingang zugeführt wird, und daher am Ausgang des Differenzverstärkers 52 mit der gewünschten Verstärkung erscheint.

Die hierdurch erzielte Störungsunterdrückung ist so gut, daß es möglich ist, auch bei sehr großen und weit verzweigten Meßsystemen noch einwandfreie Meßergebnisse zu erzielen. Dabei kann die Meßleitung 7 als System-Meßleitung alle Meßeinheiten 5 miteinander verbinden und es ist nicht erforderlich, zusätzliche Gruppen-Meßleitungen vorzusehen, die durch entsprechende Schalter in den Anwähleinheiten 25 nur dann mit der Meßleitung 7 verbunden werden, wenn die betreffende Anwähleinheit aktiviert ist.

Die Bezugsspannung U_Ref, mit der das Ende des Meßwiderstandes 50 verbunden ist, das nicht am "Plus"-Eingang des Differenzverstärkers 52 liegt, kann prinzipiell das Null-Potential sein.

Werden aber in den Meßeinheiten 5 als Meßfühler 10 vom Umgebungsparameter abhängige Stromquellen verwendet, die mit Hilfe von Halbleiterschaltern 11 im angewählten Zustand mit ihrer Versorgungsspannung verbunden werden, dann muß zweckmäßigerweise jede Meßeinheit 5 einen zweiten Schalter 15 umfassen, mit dessen Hilfe die vom Schalter 11 zum Meßfühler 10 führende Verbindungsleitung mit der Masseleitung 9 verbunden werden kann, wenn der Schalter 11 geöffnet ist, Dies wurde oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 ausführlich erläutert.

Für sehr große Meßsysteme ergibt sich aber dabei folgendes Problem: Über die Masseleitung 9 fließt der gesamte über die Spannungs-Versorgungsleitungen 6 bzw. 6′ in das Kabel eingespeiste Versorgungsstrom für die Bauelemente und Schaltungseinheiten der Anwähleinheiten 25 und der Meßeinheiten 5 wieder zur Zentrale 2 zurück. Da aus Kostengründen der Querschnitt der Kabelader, die die Masseleitung 9 bildet, nicht beliebig groß gewählt werden kann, hat dies bei räumlich sehr weit ausgedehnten Meßsystemen zur Folge, daß zumindest bei solchen Meßeinheiten 5, die weit von der Zentrale 2 entfernt liegen, an der Masseleitung 9 ein Potential vorhanden ist, das um einige Volt über dem Null-Potential liegt, das von der Zentrale 2 an die Masseleitung 9 angelegt wird.

Würde man nun bei einem solchen System die Bezugsspannung U_Ref gleich dem Null-Potential wählen, wo würde dies bedeuten, daß praktisch bei allen Meßeinheiten 5 die Meßleitung 7 auf einem niedrigeren Potential liegen würde als die Masseleitung 9, da der von dem jeweils aktivierten Meßfühler 10 in die Meßleitung 7 eingeprägte Strom nur sehr klein ist und somit über die Länge dieser Leitung 7 nur einen sehr kleinen Spannungsabfall bewirkt. Das in den Meßeinheiten 5 auf der Meßleitung 7 erscheinende Potential unterscheidet sich also von dem Bezugspotential U_Ref im wesentlichen nur durch den Spannungsabfall am Meßwiderstand 50. Dieser Meßwiderstand kann aber nicht beliebig groß gemacht werden, weil sonst das RC-Glied, das dieser Meßwiderstand 50 mit der Kapazitätsbelegung der Meßleitung 7 bildet, eine zu große Zeitkonstante besitzen würde, was nur noch ein sehr langsames Durchtakten der Meßeinheiten ermöglichen würde.

Wählt man aber für den Meßwiderstand einen solchen Wert, daß diese Zeitkonstante eine akzeptable Größe hat, dann ist der Spannungsabfall, der sich beim Fließen des geringen Einprägestroms über die Länge der Meßleitung 7 und den Meßwiderstand 50 ergibt, kleiner als der Spannungsabfall, der für weit von der Zentrale 2 entfernt liegende Meßeinheiten 5 über die Länge der Masseleitung 9 auftritt.

Würde man nun die Bezugsspannung U_Ref gleich dem Null- Potential wählen, so hätte dies zur Folge, daß zumindest für Meßeinheiten 5, die weit von der Zentrale 2 entfernt liegen, von der Masseleitung 9 über den geschlossenen Schalter 15 und die Dioden 13 an den mit diesen Dioden verbundenen Anschluß des Meßfühlers 10 eine gegenüber dem Potential der Meßleitung 7 positive Spannung von einigen Volt angelegt würde. Dies hätte zur Folge, daß durch alle Meßfühler 10, die in weit von der Zentrale 2 entfernt liegenden Meßeinheiten 5 angeordnet sind, ständig, d. h. auch bei geöffnetem Schalter 11 und trotz der Diode 12 ein kleiner parasitärer Strom in die Meßleitung 7 fließen würde. Die Summe dieser parasitären Ströme würde bei größeren Meßsystemen den eigentlichen, vom Meßfühler 10 der einzigen aktivierten Meßeinheit 5 eingeprägten Meßstrom so verfälschen, daß eine brauchbare Messung nicht mehr möglich wäre.

Zur Lösung dieses Problems ist vorgesehen, daß das Bezugspotential U_Ref in der Eingangsschaltung 4 so gewählt wird, daß die Spannung zwischen dem Bezugspotential U_Ref und dem Null-Potential um einen vorgegebenen Wert, beispielsweise 0,5 V größer ist als der auf der Masseleitung 9 maximal zugelassene Spannungsabfall. Wird das Gesamtsystem beispielsweise so dimensioniert, daß zwischen der am ungünstigsten liegenden Meßeinheit 5 und der Zentrale 2 auf der Masseleitung 9 höchstens ein Spannungsabfall von 3 V auftreten kann, so wird das Bezugspotential U_Ref auf 3,5 V gelegt. Damit ist sichergestellt, daß in die am ungünstigsten gelegenen Meßeinheit 5 bei geöffnetem Schalter 11 am Meßfühler 10 keine positive Spannung abfällt, die zum Einprägen eines Stromes in die Meßleitung 7 führen könnte. Bei dieser Anordnung kann bei Meßeinheiten 5, die nur einen geringen Abstand von der Zentrale 2 aufweisen, das Potential auf der Meßleitung 7 um einige Volt über dem Potential auf der Masseleitung 9 liegen, so daß also an den betreffenden Meßfühlern 10 eine Gegenspannung abfällt. Die mit dem Meßfühler 10 in Reihe geschalteten Dioden 12, 13 sind jedoch so gepolt, daß diese Spannung an ihnen in Sperrichtung anliegt und somit kein Strom von der Meßleitung 7 auf die Masseleitung 9 fließen kann. Finden als Meßfühler 10 temperaturabhängige Stromquellen Verwendung, so wird diese Sperrwirkung der Dioden 12, 13 noch erhöht, da auch diese Stromquellen Diodencharakteristik besitzen und sie so mit den Dioden 12, 13 in Reihe geschaltet werden, daß die Sperrrichtungen dieser drei Bauelemente gleichgerichtet sind.

Durch das "Hochlegen" der Bezugsspannung U_Ref gegenüber dem Null-Potential können also als Schalter 11 Halbleiterschalter oder andere Schalter verwendet werden, die im geöffneten Zustand einen Leckstrom durchlassen, ohne daß hierdurch die Größe des Meßsystems begrenzt wird.

Vorzugsweise werden die einzelnen Meßeinheiten 5 so angesteuert, daß mit einem möglichst geringen Zeitabstand von einem gerade aktivierten Meßfühler auf den nächsten umgeschaltet wird. Der zeitliche Abstand zwischen dem Öffnen eines geschlossenen Schalters 11 einer bisher aktivierten Meßeinheit und dem Schließen des Schalters 11 der nächsten zu aktivierenden Meßeinheit soll möglichst klein, vorzugsweise im Bereich der Ansprechzeit der Meßfühler, d. h. in der Größenordnung von 20 µs bis maximal 50 µs gehalten werden. Derart kurze Umschaltzeiten bieten folgenden Vorteil: Wie bereits erwähnt, besitzt das von der Belegkapazität der Meßleitung 7 und dem Meßwiderstand 50 gebildete RC-Glied eine gewisse Zeitkonstante, die nicht beliebig klein gemacht werden kann, da die Belegkapazität von der Länge der Meßleitung 7 abhängt und der Meßwiderstand 50 eine gewisse Mindestgröße haben muß, damit der jeweils von einem Meßfühler 10 eingeprägte Meßstrom zu einem nicht zu kleinen, gut weiterverarbeitbaren Spannungsabfall führt. Geht man davon aus, daß auf der Meßleitung 7 längere Zeit kein Strom geflossen ist, dann ist die Belegkapazität der Meßleitung 7 völlig entladen und beim Einschalten eines Meßfühlers muß der vom Meßfühler eingeprägte Strom zunächst die Belegkapazität aufladen, bevor er in voller Größe am Meßwiderstand 50 der Eingangsschaltung 4 zur Verfügung steht. Die Zeit, die benötigt wird, bis dieser eine genaue Messung ermöglichende eingeschwungene Zustand erreicht wird, hängt von der Zeitkonstante des hier in Rede stehenden RC-Gliedes ab. Würde man nun die Umschaltzeit von einem aktivierten Meßfühler auf den nächsten so groß machen, daß sich die Belegkapazität der Meßleitung in dieser Zeitspanne weitgehend oder vollständig entladen kann, so müßte auch der nächste Meßfühler wieder so lange aktiviert bleiben, bis die Belegkapazität vollständig aufgeladen und ein stabiler Zustand erreicht worden ist. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes würde als voll in die Taktfrequenz eingehen, mit der von einer Meßeinheit zur nächsten weitergeschaltet werden kann.

Dadurch, daß die Umschaltzeiträume möglichst kurz gewählt werden, hat die Belegkapazität der Meßleitung 7 nicht ausreichend Zeit, um sich nach dem Abschalten des bisher aktivierten Meßfühlers 10 wesentlich zu entladen, bevor der nächste Meßfühler aktiviert wird. Die Belegkapazität muß daher nur geringfügig in dem Maße umgeladen werden, indem sich die von zwei nacheinander aktivierten Meßfühlern eingeprägten Ströme voneinander unterscheiden. Diese Umladezeit ist aber wesentlich kürzer als die Zeitkonstante des RC-Gliedes, so daß der Übergang von einem eingeschwungenen Zustand in den nächsten sehr schnell erfolgt. Damit kann die Taktfrequenz, mit der die Meßeinheiten der Reihe nach angewählt werden, wesentlich höher gewählt werden, als dies bei größeren "Pausen" zwischen den einzelnen Stromeinpräge-Vorgängen möglich wäre. In jedem Fall wird aber sichergestellt, daß die Meßfühler nicht überlappend eingeschaltet werden, daß also mit Sicherheit immer der bisher eingeschaltete Meßfühler ausgeschaltet ist, bevor der nächste Meßfühler eingeschaltet wird.

Es ist klar, daß es bei großen Meßsystemen, die eine Kabellänge von 50 km und mehr aufweisen, nicht möglich ist, die Impulse, die die Adressensignale der Meßeinheiten und der Anwähleinheiten bilden, sowie die zum Setzen der programmierbaren Rückwärtszähler in diesen Einheiten benötigten Impulse von der Zentrale 2 aus in eine einfache, das gesamte System ohne Unterbrechung durchlaufende Kabelader ohne wiederholte Regenerierung und Formung der Impulse einzuspeisen.

Wie bereits erwähnt, ist daher vorzugsweise vorgesehen, in die durchgehende System-Befehlsleitung 8 in jeder Anwähleinheit 25 eine erste Signalformerschaltung 30 einzufügen, die alle auf der System-Befehlsleitung 8 von der Zentrale 2 über die vorausgehende Anwähleinheit 25 ankommenden Impulse aufbereitet, bevor sie in den folgenden Leitungsabschnitt eingespeist werden. Ebenso ist vorzugsweise in jeder Anwähleinheit 25 eine zweite Signalformerschaltung 30 vorgesehen, die die ankommenden Impulse aufbereitet, bevor sie über den geschlossenen Schalter 28 den Meßeinheiten 5 der zugehörigen Gruppe zugeführt werden (siehe Fig. 5). Diese beiden Signalformerschaltungen 30 können im Prinzip gleich aufgebaut sein und werden im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 11 näher erläutert.

Alle für die Signalformerschaltung 30 benötigten Schaltungen und Bauelemente sind teils in paralleler teils in serieller Anordnung mehrfach vorhanden, um die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der Schaltung zu erhöhen. So werden zunächst die auf der Befehlsleitung 8 am Eingang E ankommenden, impulsförmigen Signale in drei zueinander parallelen Signalpfaden 110, 111 und 112 weiterverarbeitet, von denen jeder einen Strombegrenzungswiderstand 113, 114, 115 und einen mit diesem Widerstand in Reihe liegenden Schmitt-Trigger 116, 117, 118 umfaßt. Dabei dienen die Widerstände 113, 114 und 115 wieder zur Begrenzung des Stroms, der in den Eingang E der Signalformerschaltung 30 hineinfließt, wenn es in dieser Schaltung durch das Durchlegieren eines Bauelementes zu einem Kurzschluß auf Masse gekommen ist. Die Schmitt- Trigger 116, 117 und 118 dienen dazu, die Flanken der am Eingang E ankommenden Impulse so zu regenerieren, daß eine einwandfreie Ansteuerung der beiden nachfolgenden Schaltergruppen 119, 120 möglich wird. Jede der beiden Schaltergruppen 119, 120 umfaßt drei zueinander parallele Zweige 121, 122, 123 bzw. 124, 125, 126, die jeweils aus zwei miteinander in Reihe geschalteten Schaltern S₁ bis S₁₂ bestehen. Somit umfaßt die eine Schaltergruppe 119 sechs Schalter S₁ bis S₆ und die andere Schaltergruppe 120 sechs Schalter S₇ bis S₁₂. Die Ansteuerung der Schalter S₁ bis S₁₂ durch die Schmitt-Trigger 116, 117, 118 erfolgt so, daß die Schalter innerhalb einer Gruppe 119 bzw. 120 gleichzeitig, die Schalter der einen Gruppe aber immer im Gegentakt zu denen der anderen Gruppe betätigt werden. So ist in Fig. 11 der Schaltzustand dargestellt, in dem beim Anliegen eines "0"-Signals am Eingang E die Schalter S₁ bis S₆ der Gruppe 119 geöffnet und die Schalter S₇ bis S₁₂ der Gruppe 120 geschlossen sind. Dabei wird davon ausgegangen, daß für die beiden Gruppen unterschiedliche Schalter-Typen verwendet werden, die durch die gleichen Ansteuer-Signalpegel jeweils in entgegengesetzte Schaltzustände bringbar sind.

Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß man als Schalter S₁ bis S₆ p-Kanal-Feldeffekt-Transistoren und als Schalter S₇ bis S₁₂ n-Kanal-Feldeffekt-Transistoren verwendet. Jeder der drei Schmitt-Trigger 116, 117, 118 steuert zwei in verschiedenen Zweigen der einen Schaltgruppe liegende Schalter und zwei in entsprechenden Zweigen der anderen Schaltergruppe liegenden Schalter an. So sind mit dem Signalausgang des Schmitt-Triggers 116 die Steuereingänge der Schalter S₁ und S₆ sowie die Schalter S₈ und S₁₁ verbunden, während der Schmitt-Trigger 117 die Schalter S₂ und S₃ sowie S₇ und S₁₀, und der der Schmitt-Trigger 118 die Schalter S₄ und S₅ sowie S₉ und S₁₂ ansteuert.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß zwei von den drei Schmitt-Triggern 116, 117, 118 gleichzeitig ausfallen müssen, damit die Signalformerschaltung 30 nicht mehr arbeitet. Auch müssen zwei in einem Zweig miteinander in Serie liegende Schalter gleichzeitig einen Kurzschluß aufweisen, so daß sie nicht mehr geöffnet werden können, oder es muß in jedem der drei parallelen Zweige einer Gruppe gleichzeitig ein Schalter so defekt sein, daß er nicht mehr geschlossen werden kann, damit die Signalformerschaltung 30 unbrauchbar wird.

Die eine der beiden Schaltergruppen, nämlich die Gruppe 119, ist zwischen den Ausgangspunkt A der Signalformerschaltung 30 und die Versorgungsspannung U_V geschaltet, während die andere Gruppe 120 zwischen den Ausgangspunkt A und die Masse geschaltet ist. Da bei Verwendung von Feldeffekt-Transistoren als Schalter S₁ bis S₁₂, die durch ein gemeinsames Signal angesteuert werden, beim Umschalten jeweils ein kurzer Zeitraum auftritt, in dem alle Schalter S₁ bis S₁₂ geschlossen sind, ist zwischen dem Ausgangspunkt A und der Gruppe 119 ein Strombegrenzungswiderstand 127 und zwischen dem Ausgangspunkt A und der Gruppe 120 ein Strombegrenzungswiderstand 128 vorgesehen. Diese beiden Widerstände 127 und 128 spielen auch für die Anpassung an den Wellenwiderstand des nachfolgenden Leitungsabschnitts eine große Rolle, wie unten noch genauer erläutert wird.

Durch das wechselweise Schließen und Öffnen der Schalter 119 und 120 kann somit der Ausgangspunkt A entweder über den Widerstand 128 an Masse oder über den Widerstand 127 auf U_V gelegt werden, wodurch die am Eingang E ankommenden Impulse reproduziert und in den nächsten Leitungsabschnitt eingespeist werden.

Sollen die am Eingang E ankommenden Impulse mit einer vorgegebenen Verzögerung weitergegeben werden, so kann in jedem der Signalpfade 110, 111, 112 dem Schmitt-Trigger 116, 117 bzw. 118 ein Integrationsglied nachgeschaltet werden, das aus einem seriell im Signalpfad liegenden Widerstand und einem zur Masse führenden Kondensator besteht und dessen flache Ausgangssignalflanken jeweils von einem weiteren Schmitt-Trigger wieder in steile, prellfreie Impulsflanken umgewandelt werden. Die von diesen zweiten Schmitt-Triggern abgegebenen Ausgangsimpulse sind gegenüber dem zugehörigen Eingangsimpuls um die für die drei Signalpfade gleich groß gewählte Zeitkonstante der RC-Glieder verzögert und werden zur Ansteuerung der Schaltergruppen 119 und 120 in der gleichen Weise verwendet, wie dies in Fig. 11 für die Ausgangssignale der Schmitt-Trigger 116, 117, 118 dargestellt ist.

Gegebenenfalls wird die Zeitkonstante der RC-Glieder so groß bemessen, daß nach Eintritt eines Impulses am Eingang E ein entsprechender Impuls am Ausgang A erst dann wieder abgegeben wird, wenn die Anwähleinheit 25, in der die betreffende Impulsformerschaltung 30 angeordnet ist, diesen Impuls verarbeitet hat, d. h. wenn die entsprechenden Schaltvorgänge erfolgt sind und sich die durch diese Schaltvorgänge entladenen Pufferkondensatoren der zu dieser Gruppe gehörenden Strombegrenzungs- und Pufferschaltungen 32 und der zugehörige Leitungsabschnitt zumindest wieder so weit aufgeladen haben, daß keine nennenswerten Ladeströme mehr fließen. Dann kann ohne die Gefahr einer Überlastung der Spannungsversorgungsleitung 6 der betreffende Impuls an die nächste Anwähleinheit 25 weitergegeben werden.

Den beiden Widerständen 127, 128 kommt eine ganz besondere Bedeutung zu: Nach dem Stand der Technik ist es nämlich üblich, einen Impuls in eine lange Leitung direkt einzuspeisen und diese Leitung zur Vermeidung von Reflexionen an ihrem dem Einspeisungsende gegenüberliegenden Ende mit einem ohm'schen Widerstand zur Masse hin abzuschließen, dessen Größe gleich dem Wellenwiderstand der Leitung ist.

Bei einem Meßsystem der vorliegenden Art besitzt die Kabelader, die die Befehlsleitung 8 bildet, beispielsweise einen Wellenwiderstand von 60 Ohm oder 75 Ohm und die Impuls- Scheitelspannung beträgt z. B. 15 V. Bei einer dem Stand der Technik entsprechenden Einspeisung eines solchen Impulses in die System-Befehlsleitung 8 oder die Gruppen- Befehlsleitung 8′ würde beim Öffnen der Schaltergruppe 120 und beim gleichzeitigen Schließen der Schaltergruppe 119 ein Strom von 250 mA bzw. 200 mA in den nächsten Befehlsleitungs- Abschnitt fließen. Da dieser Leitungsabschnitt eine Länge von 1 km oder mehr aufweisen kann, würde durch einen derart hohen Strom über die Leitungslänge ein zu großer Spannungsabfall auftreten. Ein reflexionsfreier Leitungsabschluß mit einem dem Wellenwiderstand entsprechenden Abschlußwiderstand ist daher nicht möglich. Schließt man andererseits die Leitung überhaupt nicht ab, so bildet sich aufgrund von Mehrfachreflexionen für jeden Impuls eine mehrfach hin- und herlaufende Welle aus, deren Amplitude zwar gedämpft ist, die aber dennoch zu völlig undefinierten Signalverhältnissen führt.

Zur Überwindung dieses Problems werden vorzugsweise die steigenden Flanken der Impulse in den jeweils nächsten Befehlsleitungsabschnitt über den seriellen ohm'schen Widerstand 127 und die fallenden Flanken der Impulse über den seriellen ohm'schen Widerstand 128 eingespeist, deren Größe jeweils gleich dem Wellenwiderstand der Leitung ist.

Dabei ergibt sich eine genau einmal hin- und einmal zurücklaufende Welle, wie dies im folgenden anhand von Fig. 12 erläutert wird.

In der obersten Zeile von Fig. 12 ist der Verlauf der Steuerspannung dargestellt, die sich beispielsweise am Ausgang des Schmitt-Triggers 116 (und in gleicher Weise an den Ausgängen der Schmitt-Trigger 117 und 118) der Signalformerschaltung 30 aus Fig. 11 ergibt, wodurch zum Zeitpunkt t₀ die Schaltergruppe 120 geöffnet und gleichzeitig die Schaltergruppe 119 geschlossen wird. Die Steuerspannung springt zu diesem Zeipunkt t₀ vom zuvor vorhandenen Null-Pegel auf eine logische Eins. Der in der obersten Zeile von Fig. 12 dargestellte Impuls besitzt eine zeitliche Länge T = 50 µs, d. h. nach einer Zeit von 50 µs wird die Schaltergruppe 119 wieder geöffnet und gleichzeitig die Schaltergruppe 120 geschlossen, da die Steuerspannung wieder mit einer sehr steilen Flanke von log. Eins auf log. Null abfällt.

In der zweiten Zeile von oben ist in Fig. 12 der Spannungsverlauf wiedergegeben, der im Punkt A, d. h. am Ausgang der Impulsformerschaltung 30 hinter den ohm'schen Serienwiderständen 127, 128 in Antwort auf den in der darüberliegenden Zeile wiedergegebenen Spannungsverlauf auftritt, wobei die Effekte weggelassen sind, die dadurch entstehen, daß gegebenenfalls für eine sehr kurze Zeit die Schalter beider Gruppen 119 und 120 geschlossen sein können. Man sieht, daß im Zeitpunkt t₀ die Spannung im Punkt A sprungartig auf etwa die halbe Versorgungsspannung U_M von beispielsweise 15 V, d. h. im vorliegenden Fall auf ca. 7,5 V ansteigt, da der Serienwiderstand 127 mit dem Wellenwiderstand des nachfolgenden Leitungsabschnittes einen Spannungsteiler im Verhältnis 1 : 1 bildet.

Die Spannung im Punkt A bleibt auf diesem Wert U_M/2 so lange, bis die Welle, die in dem Befehlsleitungsabschnitt durch das Einspeisen des dargestellten Impulses ausgelöst worden ist, am gegenüberliegenden Ende des Leitungsabschnittes reflektiert und wieder zum Einspeisungsende zurückgelaufen ist. Bei der Darstellung in Fig. 12 ist angenommen, daß der betrachtete Leitungsabschnitt eine Länge von 1 km besitzt. In diesem Fall braucht die Welle für einen Hin- und Rücklauf etwa 10 µs, so daß nach dieser Zeit die Spannung im Punkt A auf den vollen Wert von 15 V ansteigt.

Ein entsprechender Vorgang spielt sich im Punkt A bei der fallenden Flanke des betrachteten Impulses ab. In dem Zeitpunkt, in dem die Steuerspannung von log. Eins auf log. Null abfällt, fällt sie im Punkt A von 15 V wieder nur auf den halben Wert von U_M, d. h. auf 7,5 V ab und bleibt auf diesem mittleren Niveau wieder für etwa 10 µs, d. h. so lange, bis der am gegenüberliegenden Ende des Leitungsabschnittes reflektierte Wellenanteil wieder am Einspeisungsende angelangt ist. Dann fällt auch im Punkt A die Spannung wieder auf das Massepotential von 0 V ab.

Die eben beschriebene Spannungsschulter, die im Punkt A sowohl in Antwort auf die steigende als auch in Antwort auf die fallende Flanke eines eingespeisten Impulses auftritt, findet sich mit Ausnahme des dem Einspeisungsende gegenüberliegenden Endes auch an allen anderen Stellen des Leitungsabschnittes, besitzt aber jeweils eine andere zeitliche Länge. Dies ist in der dritten Zeile von oben der Fig. 12 für die Mitte des betrachteten Leitungsabschnittes dargestellt, die vom Einspeisungsende 500 m entfernt ist. An dieser Stelle erfolgt zum Zeitpunkt t₀ noch keine Reaktion, weil die am Einspeisungspunkt A ausgelöste Welle etwa 2,5 µs benötigt, um die Entfernung von 500 m zu überwinden. Nach diesen 2,5 µs steigt dann auch in der Mitte des Leitungsabschnittes die Spannung vom bisher herrschenden Massepotential auf etwa die halbe Versorgungsspannung U_M an. Die hierdurch entstehende Spannungsschulter ist aber nur 5 µs lang, weil die Welle nur eine Entfernung von 1000 m durchlaufen muß, um von der Mitte des Kabelabschnittes bis zu dem dem Einspeisungsende gegenüberliegenden Ende und von dort wieder zurück zur Mitte des Kabelabschnittes zu gelangen. Dies bedeutet, daß in der Mitte des Kabelabschnittes die Spannung bereits 7,5 µs nach dem Zeitpunkt t₀ auf den vollen Wert ansteigt. Entsprechendes gilt für die fallende Flanke des betrachteten Impulses, wo ebenfalls eine Spannungsstufe entsteht, die eine zeitliche Länge von nur 5 µs besitzt.

In der untersten Zeile von Fig. 12 ist der Spannungsverlauf an dem dem Einspeisungsende gegenüberliegenden Ende des Kabelabschnittes dargestellt, das vom Einspeisungsende eine Entfernung von 1000 m besitzt. Man sieht, daß hier nach der Laufzeit von 5 µs die Spannung in einem einzigen Schritt auf 0 V auf 15 V ansteigt und nach 50 µs ebenso wieder abfällt. Man erhält an diesem Ende also einen Impuls, der dem Impuls der Steuerspannung weitgehend gleicht und gegen diesen um 5 µs verschoben ist. Handelt es sich bei dem betrachteten Befehlsleitungs-Abschnitt um einen Abschnitt der System-Befehlsleitung 8, so dient dieser in der untersten Zeile von Fig. 12 dargestellte Impuls als Eingangsimpuls für die Impulsformerschaltungen 30 der an dieser Stelle angeordneten Anwähleinheit 25 und er kann von diesen Schaltungen wegen seiner sauberen steilen Flanken ohne weiteres verarbeitet werden.

Aber auch die zwischen den beiden Leitungsabschnitts-Enden vorhandenen Spannungstufen in den Impulsflanken bieten keine besonderen Probleme. Handelt es sich bei dem betrachteten Leitungsabschnitt um eine Gruppen-Befehlsleitung 8′, so weist diese zwar über ihre Gesamtlänge gleichmäßig verteilte Abzweigungen auf, mit denen jeweils die Eingänge der Steuerschaltungen 14 der zu dieser Gruppe gehörenden Meßeinheiten 5 an diese Befehlsleitung angeschlossen sind. An diesen Eingängen werden also keine exakten Rechtecksimpulse empfangen, sondern Impulse, deren steigende und fallende Flanken die oben beschriebenen Spannungsschultern aufweisen, die je nach Entfernung der betreffenden Meßeinheit von der zugehörigen Anwähleinheit eine unterschiedliche zeitliche Länge besitzen können. Wie aber oben unter Bezugnahme insbesondere auf Fig. 6 erläutert wurde, besitzt jede Steuerschaltung 14 an ihrem mit der Befehlsleitung 8′ in Verbindung stehenden Eingang einen Schmitt-Trigger 36, dessen Hysterese so gewählt werden kann, daß er für jeden Eingangsimpuls einen Ausgangsimpuls erzeugt, der keine gestuften Flanken mehr besitzt und dessen zeitliche Länge gleich der Länge des Impulses ist, der in der vorausgehenden Impulsformerschaltung als Steuerspannung erzeugt wurde. Beispielsweise wird zu diesem Zweck die Spannungsschwelle, bei der der Schmitt-Trigger 36 auf die steigende Flanke des Eingangsimpulses reagiert, so gewählt, daß sie höher als 50% der Eingangsimpuls-Scheitelspannung ist, während die Schwelle, bei deren Unterschreiten des Schmitt-Trigger 36 auf die fallende Flanke des Eingangsimpulses reagiert, so gewählt wird, daß sie unterhalb von 50% der Scheitelspannung des Eingangsimpulses liegt. Wie man der Fig. 12 ohne weiteres entnimmt, wird dadurch immer erreicht, daß der Ausgangsimpuls des Schmitt-Triggers 36 exakt die gleiche zeitliche Länge wie der als Steuerspannung dienende Impuls besitzt.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Fig. 13 eine Verzögerungsschaltung beschrieben werden, die zwischem dem "0"- Ausgang eines jeden programmierbaren Rückwärtszählers 35 bzw. 35′ und dem nachgeordneten Schalter 11 bzw. den nachgeordneten Schaltern der Schaltergruppe 90 bzw. den nachgeordneten Schaltern 28, 28′, . . . und 29, 29′, . . . eingefügt werden kann. Diese Verzögerungsschaltung umfaßt ein Verzögerungsglied 130, dem die impulsförmigen Ausgangssignale des zugehörigen Rückwärtszählers 35 bzw. 35′ zugeführt werden, die es um eine vorgegebene Zeitspanne τ₄ verzögert. Diese verzögerten Impulse werden einem UND-Gatter 131 zugeführt, dessen anderer Eingang die unverzögerten Ausgangssignale des zugehörigen Rückwärtszählers 35 bzw. 35′ erhält. Somit verkürzt das UND- Gatter 131 die Ausgangssignale des Rückwärtszählers 35 bzw. 35′ um die Zeit τ₄, d. h. diese Ausgangssignale werden vom UND-Gatter 131 völlig unterdrückt, wenn sie kürzer als τ₄ sind. Ein vom UND-Gatter 131 weitergegebener Impuls gelangt über ein ODER-Gatter 132 einerseits an den oder die Schalter 11 bzw. 90 bzw. 28, 28′, . . . bzw. 29, 29′, . . . und andererseits an einen zur Verzögerungsschaltung gehörenden Schalter 133, der hierdurch geschlossen wird und eine logische Eins an den einen Eingang eines UND-Gatters 134 legt, an dessen anderem Eingang das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 130 liegt. Unter der Voraussetzung, daß der Ausgangsimpuls des Rückwärtszählers 35 bzw. 35′ länger als τ₄ war, gibt also das UND-Gatter 134 an seinem Ausgang diesen Impuls in voller Länge aber um die Zeit τ₄ verzögert ab. Da der Ausgang des UND-Gatters 134 mit dem zweiten Eingang des ODER- Gatters 132 verbunden ist, hält das ODER-Gatter 132 sowohl die Schalter 11 bzw. 90 bzw. 28, 28′, . . . bzw. 29, 29′, . . . als auch den Schalter 133 so lange geschlossen, bis das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 130 wieder auf logisch Null abgefallen ist.

Wählt man die Folgefreuqenz der vom programmierbaren Rückwärtszähler 35 bzw. 35′ zu verarbeitenden Zählimpulse kürzer als τ₄, so kann mit diesen Impulsen der Rückwärtszähler 35 bzw. 35′ über seinen "0"-Zählwert hinwegzählen, ohne daß am Ausgang des ODER-Gatters 132 ein Ansteuersignal für die nachgeordneten Schalter erscheint. Auf diese Weise ist es möglich, zur Erzielung eines wahlfreien Zugriffs zu einzelnen Meßeinheiten oder einzelnen Anwähleinheiten außerhalb des Meßzyklus ein Impulspaket über die Befehlsleitungen 8, 8′ auszusenden, das dann nur die Schalteranordnung derjenigen Anwähleinheit 25 bzw. derjenigen Meßeinheit 5 zum Ansprechen bringt, deren einprogrammierter Ausgangs-Zählwert m bzw. n der Anzahl der in diesem Impulspaket enthaltenden Impulse entspricht.

Andererseits werden bei genügend langsamer Ansteuerung, d. h. also im Normalfall, die Ausgangssignale des Rückwärtszählers 35 bzw. 35′ zwar verzögert aber unverkürzt weitergegeben, so daß die oben erwähnte Bedingung gewahrt bleibt, gemäß derer insbesondere bei den Meßeinheiten 5 eine möglichst lückenlose Ansteuerung gewährleistet sein muß, um eine zu starke Entladung der Meßleitung 7 zu vermeiden.

Claims (32)

1. Meßanordnung mit einer Vielzahl von Meßeinheiten, die durch ein Kabel, das zu einer Zentrale führt, mit­ einander und mit der Zentrale verbunden sind, wobei jede Meßeinheit folgende Bestandteile umfaßt:

• - wenigstens einen Meßfühler, der ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das seinen Wert in Abhängigkeit von einem physikalischen Umgebungsparameter ändert,
• - eine Schalteranordnung, durch deren Schließen ein Meßsignal, das die Größe des Ausgangssignals des Meßfühlers kennzeichnet, der Zentrale zuführbar ist, und
• - eine Steuerschaltung, die durch Ansteuersignale, die von der Zentrale abgegeben werden, aktivierbar ist, um die Schalteranordnung kurzzeitig zu schließen und dann wieder zu öffnen,

und wobei die Meßeinheiten gruppenweise zusammengefaßt sind und wenigstens einigen dieser Gruppen jeweils eine Anwähleinheit zugeordnet ist, die durch das Kabel mit der Zentrale, mit den Meßeinheiten dieser Gruppe und den übrigen Anwähleinheiten verbunden ist und von der Zentrale her so einzeln aktivierbar ist, daß die von der Zentrale ab­ gegebenen Ansteuersignale für die Meßeinheiten nur an den Meßeinheiten derjenigen Grupe wirksam werden, die der aktivierten Anwähleinheit zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ schaltung (14) einer jeden Meßeinheit (5; 75) eine pro­ grammierbare Adressen-Erkennungsschaltung (35) umfaßt, die durch ein Meßeinheiten-Adressensignal ansteuerbar ist, das von der Zentrale (2) ausgesandt wird, und
daß jede Anwähleinheit (25) folgende Bestandteile umfaßt:

• - wenigestens einen Schalter (28), der im aktivierten Zustand der Anwähleinheit (25) geschlossen ist und dabei einen Adernabschnitt (8′) des Kabels (1), der als Gruppen-Befehlsleitung dient und auf dem den Meßeinheiten (5; 75) der zugeordneten Gruppe (16 bis 22) die Meßeinheiten-Adressensignale zuführbar sind, mit einer durchgehenden Ader (8) des Kabels (1) verbindet, die die Zentrale (2) mit allen Anwähleinheiten (25) verbindet und als System-Befehlsleitung dient, und
• - eine Steuerschaltung (14′) für den wenigstens einen Schalter (28), durch die nach Aktivierung durch die Zentrale (2) der Schalter (28) geschlossen und wieder geöffnet werden kann.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für jede Gruppe von Meßein­ heiten (5; 75), der eine Anwähleinheit (25) zugeord­ net ist, das Meßeinheiten-Adressensignale der n-ten Meßeinheit (5; 75) aus dem Meßeinheiten-Adressensignal der (n-1)-ten Meßeinheit (5; 75) und einem Zusatzsignal besteht, aus dem Meßeinheiten-Adressensignal der (n-1)-ten Meßeinheit (5; 75) zeitlich nachfolgt, und daß die Steuerschaltungen (14) der Meßeinheiten (5; 75) der Gruppe dadurch der Reihe nach ansteuerbar sind, daß ihnen von der Zentrale (2) her gemeinsam das Meß­ einheiten-Adressensignal für die Meßeinheit (5; 75) zugeführt wird, die in der Gruppe das längste Meßein­ heiten-Adressensignal aufweist, das somit die Meßein­ heiten-Adressensignale aller anderen Meßeinheiten (5; 75) der Gruppe umfaßt.

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Adressen-Erkennungsschaltungen programmierbare Rückwärtszähler (35) sind, von denen jeder durch einen Setzimpuls, der den Meßeinheiten (5; 75) einer Gruppe vor Beginn eines Gruppen-Meßzyklus von der Zentrale (2) her gemeinsam zugeführt wird, auf einen jeweils einprogrammierten Ausgangszählwert gesetzt wird, wobei in die Adressen-Erkennungsschaltung einer jeden Meß­ einheit (5; 75) der Gruppe ein anderer Ausgangszählwert einprogrammiert ist, und daß das längste Meßeinheiten- Adressensignal aus einer Folge von Zählimpulsen besteht, die den Rückwärtszählern (35) der Meßeinheiten (5; 75) der Gruppe gemeinsam zugeführt werden, wobei durch die aufeinanderfolgenden Zählimpulse die Schalteranordnungen (11; 90) der Meßeinheiten (5; 75) der Gruppe nachein­ ander geschlossen und wieder geöffnet werden können.

4. Meßanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzimpulse und die Zählimpulse den Meßeinheiten (5; 75) auf einer gemeinsamen, als Befehlsleitung (8; 8′) dienenden Ader des Kabels (1) zugeführt werden, daß die Setzimpulse eine andere zeitliche Länge besitzen als die Zählimpulse und daß die Steuerschaltung (14) einer jeden Meßeinheit (5; 75) eine Impulslängen-Diskriminatorschaltung (37, 38, 39, 40, 41) umfaßt, die die Setzimpulse dem Setzeingang und die Zählimpulse dem Takteingang des Rückwärtszählers (35) zuführt.

5. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nach­ einander erzeugten Meßsignale der Meßeinheiten (5; 75) der Zentrale (2) über eine Ader (7) des Kabels (1) zu­ führbar sind, die als System-Meßleitung dient, und daß die Adressensignale den Meßeinheiten (5; 75) so zuge­ führt werden, daß in die Meßleitung (7) gleichzeitig immer nur ein Meßsignal eingespeist wird und daß die Zeiträume zwischen zwei unmittelbar nacheinander erfol­ genden Meßsignal-Einspeisungen möglichst kurz sind.

6. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer Gruppe (16 bis 22) von Meßeinheiten (5; 75) eine zweite Anwähl­ einheit (25) sekundär zugeordnet ist, die gleichzeitig einer anderen Gruppe (16 bis 22) primär zugeordnet ist, und daß diese Anwähleinheit (25) von der Zentrale (2) her alternativ so einzeln aktivierbar ist, daß die von der Zentrale (2) abgegebenen Meßeinheiten-Adressensignale entweder nur an die Meßeinheiten (5; 75) derjenigen Gruppe (16 bis 22) gelangen, die der Anwähleinheit (25) primär zugeordnet ist, oder nur an die Meßeinheiten (5; 75) der Gruppe (16 bis 22), die der Anwähleinheit (25) sekun­ där angeordnet ist.

7. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gruppen-Adressensignal der m-ten Anwähleinheit (25) aus dem Gruppen-Adressensignal der (m-1)-ten Anwähleinheit (25) und einem Zusatzsignal besteht, das dem Gruppen-Adressensignal der (m-1)-ten An­ wähleinheit (25) zeitlich nachfolgt, und daß die Anwähleinheiten (25) dadurch der Reihe nach einzeln aktivierbar sind, daß ihnen von der Zentrale (2) her gemeinsam das Gruppen-Adressensignal für die Anwähl­ einheit (25) zugeführt wird, die das längste Gruppen- Adressensignal aufweist und das somit die Gruppen- Adressensignale alle anderen Anwähleinheiten (25) umfaßt.

8. Meßanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Adressen-Erkennungsschaltungen der Anwähleinheiten (25) programmierbare Rückwärts­ zähler (35′) sind, von denen jeder durch einen Setz­ impuls, der den Anwähleinheiten (25) vor Beginn eines System-Meßzyklus von der Zentrale (2) her gemeinsam zugeführt wird, auf einen jeweils einprogrammierten Ausgangszählwert gesetzt wird, wobei in die Adressen-Er­ kennungsschaltung einer jeden Anwähleinheit (25) ein anderer Ausgangszählwert einprogrammiert ist, und daß das längste Gruppen-Adressensignal aus einer Folge von Zählimpulsen besteht, die den Rückwärtszählern (35′) aller Anwähleinheiten (25) gemeinsam zugeführt werden, wobei durch die aufeinander folgenden Zählimpulse die Schalter (28) der Anwähleinheiten (25) nacheinander ge­ schlossen und wieder geöffnet werden können.

9. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anwähleinheit (25), die einer Gruppe von Meßeinhei­ ten (5; 75) primär und einer weiteren Gruppe von Meßeinheiten sekundär zugeordnet ist, folgende Be­ standteile umfaßt:

• - eine Steuerschaltung (14′), die eine programmier­ bare Adressen-Erkennungsschaltung aufweist, die beim Er­ kennen eines ersten Anwähleinheiten-Adressensignals ein erstes Steuersignal und beim Erkennen eines zwei­ ten Anwähleinheiten-Adressensignals ein zweites Steuersignal erzeugt,
• - wenigstens einen ersten Schalter (28), der durch das erste Steuersignal geschlossen und wieder ge­ öffnet wird und im geschlossenen Zustand einen Aderabschnitt (8′) des Kabels (1), der als Gruppen­ befehlsleitung dient und auf dem den Meßeinheiten­ (5; 75) der primär zugeordneten Gruppe die Meßein­ heiten-Adressensignale zuführbar sind, mit einer durchgehenden Ader (8) des Kabels (1) verbindet, die die Zentrale (2) mit allen Anwähleinheiten (25)­ verbindet und als System-Befehlsleitung dient, und
• - wenigstens einen zweiten Schalter (29), der durch das zweite Steuersignal geschlossen und wieder ge­ öffnet wird und im geschlossenen Zustand einen Ader­ abschnitt (8′) des Kabels (1), der als Gruppen­ Befehlsleitung dient und auf dem den Meßeinheiten (5; 75) der sekundär zugeordneten Gruppe die Meß­ einheiten-Adressensignale zuführbar sind, mit der durchgehenden, als System-Befehlsleitung dienenden Ader (8) des Kabels (1) verbindet.

10. Meßanordnung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Adressen-Erkennungs­ schaltung zwei programmierbare Rückwärtszähler um­ faßt, die durch einen Setzimpuls, der den Anwählein­ heiten (25) vor Beginn eines System-Meßzyklus von der Zentrale (2) her gemeinsam zugeführt wird, auf zwei verschiedene einprogrammierte Ausgangszählwerte gesetzt werden, wobei diese Ausgangszählwerte für alle Anwähleinheiten verschieden sind, daß den beiden Rückwärtszählern die Anwähleinheiten-Adressensignale in Form von Zählimpulsen zugeführt werden, und daß der eine der beiden Rückwärtszähler beim Erreichen des Zählerstandes "Null" das erste Steuersignal und der andere Rückwärtszähler beim Erreichen des Zählerstandes "Null" das zweite Steuersignal abgibt.

11. Meßanordnung nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzimpulse und die Zählimpulse für die Steuerschaltungen (14′) der Anwähleinheiten (25) den Anwähleinheiten (25) auf einer gemeinsamen Ader (8) des Kabels (1) zugeführt werden, daß die Setz­ impulse für die Anwähleinheiten (25) eine andere zeit­ liche Länge besitzen als die Zählimpulse für die Anwähleinheiten (25), und daß die Steuerschaltung (14′) einer jeden Anwähleinheit (25) eine Impulslängen-Diskriminatorschaltung (37′, 38′, 39′, 40′, 41′) umfaßt, die die Setzimpulse dem Setzeingang und die Zählimpulse dem Takteingang des Rückwärtszählers (35′) zuführt.

12. Meßanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Anwähleinheiten (25) die Setz- und Zählimpulse für die Anwähleinheiten auf der Befehlsleitung (8) des Kabels (1) zugeführt werden, auf der die Zentrale (2) auch die Setz- und Zählimpulse für die Meßeinheiten (5; 75) abgibt, daß die Setz- und Zählimpulse für die Anwähleinheiten (25) eine andere zeitliche Länge besitzen als die Setz- und Zählimpulse für die Meßeinheiten (5; 75) und daß der Impulslängen-Diskriminatorschaltung (37′, 38′, 39′, 40′, 41′) einer jeden Anwähleinheit (25) eine Zusatzschaltung (44, 45) zur Unterdrückung der Setz- und Zählimpulse für die Meßeinheiten (5; 75) zugeordnet ist.

13. Meßanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzimpulse für die Meßeinheiten (5; 75) länger als die Zählimpulse für die Meßeinheiten, die Zählimpulse für die Anwähleinheiten (25) länger als die Setzimpulse für die Meßeinheiten (5; 75) und die Setzimpulse für die Anwähleinheiten (25) länger als die Zählimpulse für die Anwähleinheiten sind.

14. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anwähleinheit (25) einen zweiten Schalter (28′) umfaßt, der von der Steuerschaltung (14′) gleichzeitig mit dem wenigstens einen Schalter (28) betätigt wird und der im aktivierten Zustand der Anwähleinheit (25) über eine durchgehende Ader (6) des Kabels (1), die als Spannungsversorgungsleitung dient, den Stromversorgungskreis für die Meßeinheiten (5) der primär zugeordneten Gruppe (16 bis 22) schließt.

15. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anwähleinheit (25) einen weiteren Schalter umfaßt, der von der Steuerschaltung (14′) gleichzeitig mit dem wenigstens einen Schalter (28) betätigt wird, und der im aktivierten Zustand der Anwähleinheit (25) einen Aderabschnitt, der die Meßsignale der Meßeinheiten (5; 75) der primär zugeordneten Gruppe (16 bis 22) aufnimmt und somit als Gruppen-Meßleitung dient, mit einer durchgehenden Ader des Kabels (1) verbindet, die als System-Meßleitung dient.

16. Meßanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer Meßeinheit (5) eine Speichereinrichtung (26) vor­ gesehen ist, durch die eine kurzzeitige, vom Meßfühler (10) erfaßte Änderung des überwachten Umgebungsparameters zumindest bis zur nächsten Abfrage der Meßeinheit (5) speicherbar ist, und daß das Ausgangssignal der Speicher­ einrichtung (26) durch das Schließen der Schalteranordnung (11) als Meßsignal an die Zentrale (2) übertragbar ist.

17. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (10) wenigstens einer Meßeinheit (5) eine Stromquelle ist, die bei angelegter Versorgungsspannung einen Einprägestrom liefert, dessen Größe von dem physikalischen Umgebungsparameter, insbesondere der Temperatur abhängt, daß der den Einprägestrom abgebende Anschluß des Meßfühlers (10) ständig mit der Meßleitung (7) verbunden ist, so daß ein Einprägestrom als Meßsignal der Zentrale (2) zuführbar ist, und daß der Spannungsversorgungsanschluß des Meßfühlers (10) vermittels der Schalteranordnung (11) der Meßeinheit (5) mit einer Ader (6, 6′) des Kabels (1) verbindbar ist, über die von der Zentrale (2) her an den Meßfühler (10) eine Versorgungsspannung angelegt werden kann.

18. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßfühler (10) wenigstens einer Meßeinheit (5) ein Spannungs/Frequenz- Umsetzer nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal bei geschlossener Schalteranordnung (11) der Zentrale (2) über die Meßleitung (7) als Meßsignal zuführbar ist.

19. Meßanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die den jeweiligen eingeprägten Strom zur Zentrale (2) zurückführende Meßleitung (7) in der Zentrale (2) über einen Meßwiderstand (50) an ein Referenzpotential (U_Ref) gelegt ist, daß zur Messung und Verstärkung der Spannung, die am Meßwiderstand (50) aufgrund eines jeweils eingeprägten Stromes abfällt, ein Differenzverstärker (52) mit hoher Gleichtaktunterdrückung vorgesehen ist, dessen einer Eingang ("+") galvanisch mit dem Ende der Meßleitung (7) und über den Meßwiderstand (50) mit dem Referenzpotential (U_Ref) verbunden ist, daß zum Meßwiderstand ein erster Kondensator (56) und ein damit in Reihe geschalteter erster ohm'scher Widerstand (57) parallelgeschaltet sind, daß der andere Eingang ("-") des Differenzverstärkers (52) über einen zweiten Kondensator (55) mit dem Ende der Meßleitung (7) und über einen zweiten ohm'schen Widerstand (54) mit dem Referenzpotential (U_Ref) verbunden ist, wobei die Größen der beiden Kondensatoren (55, 56) und der beiden ohm'schen Widerstände (54, 57) so gewählt sind, daß der komplexe Widerstand eines ersten RC-Gliedes, das vom ersten Kondensator (56) und vom ersten ohm'schen Widerstand (57) gebildet wird, gleich dem komplexen Widerstand eines zweiten RC-Gliedes, das vom zweiten Kondensator (55) und vom zweiten ohm'schen Widerstand (54) gebildet wird, und daß die ohm'schen Widerstände (54, 57) jeweils gleich dem Wellenwiderstand der Meßleitung (7) sind.

20. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 17 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranordnungen (11) der Meßeinheiten (5) von Halbleiterschaltern gebildet sind, und daß die Verbindungsleitung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluß des Meßfühlers (10) und der Schalteranordnung (11) über eine weitere Schalteranordnung (15), die von der Steuerschaltung (14) im Gegentakt zur ersten Schalteranordnung (11) angesteuert wird, mit dem Meßeinheiten-Massepotential verbindbar ist.

21. Meßanordnung nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Referenz- Potential (U_Ref) und dem Nullpotential, das in der Zentrale (2) vorhanden ist, eine Spannungsdifferenz vorgegeben ist, die größer als der maximal zugelassene Spannungsabfall ist, der zwischen dem Nullpotential in der Zentrale (2) und dem Meßeinheiten-Massepotential einer beliebigen Meßeinheit (10) auftreten kann.

22. Meßanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Meßeinheit (5) in dem Strompfad von der Schalteranordnung (11) über den Meßfühler (10) zur Meßleitung (7) wenigsten eine Diode (13) vorgesehen ist, die bei kurzgeschlossenem Meßfühler (10) ein Abfließen der Meßströme anderer Meßfühler (10) zum Meßstellen-Massepotential verhindert.

23. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Anwähleinheit (25) eine Signalformerschaltung (30) vorgesehen ist, welche die über die vorausgehende Anwähleinheit (25) von der Zentrale (2) kommenden Adressensignale regeneriert und in den zur nachfol­ genden Anwähleinheit (25) führenden Abschnitt der System-Befehlsleitung (8) einspeist.

24. Meßanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Anwähleinheit (25) eine zweite Signalformschaltung (30) vorgesehen ist, welche die über die vorausgehende Anwähleinheit (25) von der Zentrale (2) kommenden Meßeinheiten- Adressensignale regeneriert und bei geschlossener Schalteranordnung (28; 29) in die Gruppen-Befehlsleitung (8′) der primär oder sekundär zugeordneten Gruppen einspeist.

25. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformerschaltung (30) eine Impulsformerschaltung ist, die wenigstens einen Zweig umfaßt, der aus einem dem Signaleingang (E) nachgeschalteten Serienwiderstand (113) zur Begrenzung des Eingangsstromes und einem Schmitt-Trigger (116) besteht.

26. Meßanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schmitt-Triggers (116) wenigstens zwei Schalter (S₆, S₁₁) im Gegentakt so ansteuert, daß immer einer der beiden Schalter (S₆, S₁₁) geschlossen und gleichzeitig der jeweils andere Schalter geöffnet ist, daß durch den einen Schalter (S₆) das eine Ende eines Widerstandes (127) mit der Versorgungsspannung (U_V) verbindbar ist, dessen anderes Ende mit einem Widerstand (128) verbunden ist, dessen zweites Ende durch den anderen Schalter (S₁₁) mit Masse verbindbar ist, und daß das Ausgangssignal der Signal­ formerschaltung (30) zwischen den beiden Widerständen (127, 128) abgegriffen wird.

27. Meßanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere solcher Zweige parallel­ geschaltet sind.

28. Meßanordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmitt-Trigger (116, 117, 118) der parallelgeschalteten Zweige (110, 111, 112) eine Vielzahl von Schaltern (S₁ bis S₁₂) im Gegentakt ansteuern, die gruppenweise miteinander in Reihe und zueinander parallelgeschlatet sind, daß durch die eine Gruppe (119) von gemeinsam schließbaren Schaltern (S₁ bis S₆) das eine Ende eines Widerstandes (127) mit der Versorgungsspannung (U_V) verbindbar ist, dessen anderes Ende mit einem Widerstand (128) verbunden ist, dessen zweites Ende durch die andere Gruppe (120) von gemeinsam schließbaren Schaltern (S₇ bis S₁₂) mit Masse verbindbar ist, und daß das Ausgangssignal der Signalformerschaltung (30) zwischen den beiden Widerständen (127, 128) abgreifbar ist.

29. Meßanordnung nach Anspruch 26 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert eines jeden der beiden Widerstände (127, 128) gleich dem Wellenwiderstand des nachfolgenden Abschnittes der Befehlsleitung (8) ist, und daß der Abschnitt der Befehlsleitung (8) an seinem dem Einspeisungsende gegenüberliegenden Ende mit einem Widerstand abgeschlossen ist, dessen Wert wesentlich größer als der Wellenwiderstand des Leitungsabschnittes ist.

30. Meßanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Anwähleinheit (25) und jeder Meßeinheit (5; 75) zwischen der Steuerschaltung (14; 14′) und der von ihr angesteuerten Schalteranordnung (11; 90; 28, 28′ . . .; 29, 29′, . . .) eine Verzögerungsschaltung (130, 131, 132, 133, 134) vor­ gesehen ist, die das Ansprechen der Schalteranordnung (11; 90; 28, 28′, . . .; 29, 29′, . . .) nach Empfang des zu­ gehörigen Adressensignals um eine vorgegebene Zeitspanne (τ₄) verzögert.

31. Meßanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Signaleingang der Steuerschaltung (14, 14′) bzw. der Signalformerschaltung (30), der mit der Befehlsleitung (8, 8′) verbunden ist, und den nachfolgenden, über den Signaleingang angesteuerten Schaltungsteilen (36; 36′; 116, 117, 118) jeweils ein Strombegrenzungs­ widerstand (34; 34′; 113, 114, 115) vorgesehen ist.