DE4307366C2

DE4307366C2 - Vorrichtung zur Anpassung

Info

Publication number: DE4307366C2
Application number: DE19934307366
Authority: DE
Inventors: Volker Fraedrich; Gerhard Fischer
Original assignee: Hagenuk KMT Kabelmesstechnik GmbH
Current assignee: Hagenuk KMT Kabelmesstechnik GmbH
Priority date: 1993-03-09
Filing date: 1993-03-09
Publication date: 1996-10-24
Anticipated expiration: 2013-03-10
Also published as: DE4307366A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anpassung einer Anzeigebereichseinstellung einer Anzeigeeinrich tung, insbesondere einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige einer magnetischen Feldstärke bei einer Detektion von verdeckt verlegten und von einem elektrischen Wechsel strom durchflossenen metallischen Leitungen, bei der jeweils ein Teilbereich eines Gesamtmeßbereiches akti viert ist mit Vergleichs-, Speicher- und Recheneinrichtungen.

Bei einer Anzeige von Meßwerten, die innerhalb eines großen Bereiches variieren können, tritt das Problem auf, daß entweder ein konstanter Gesamtanzeigebereich vorgesehen wird, mit der Folge, daß kleine Signal schwankungen nicht erkennbar sind, oder daß eine Bereichsumschaltung realisiert ist, die jedoch zusätz liche Bedienoperationen erforderlich macht. Insbeson dere bei einer Detektion zur Auffindung und zur Bestim mung von Verläufen von verdeckt verlegten metallischen Leitungen, durch die ein elektrischer Wechselstrom fließt, werden Meßempfänger verwendet, die mit minde stens einer Antennenspule ausgestattet sind. Mit Hilfe der Meßspule wird das magnetische Feld des in der zu detektierenden Leitung fließenden Wechselstromes aufge nommen. Nach einer geeigneten Transformation erfolgt eine Anzeige des aktuellen Meßwertes.

Die jeweils vorliegende Empfangsfeldstärke ist abhängig von der Stärke des Wechselstromes in der Leitung, vom Abstand der Antennenspule zur Leitung und ggf. von wei teren sekundären Einflußfaktoren. Die Parameter Strom stärke und Abstand können innerhalb eines sehr weiten Feldes variieren. Es muß deshalb beim Meßempfänger ein sehr großer Dynamikbereich zur Verarbeitung der Emp fangsfeldstärke realisiert werden.

Zur Realisierung eines derartigen Meßempfängers ist es bekannt, ein Anzeigeinstrument einzusetzen, das eine dreistellige digitale Ziffernanzeige besitzt. Hierdurch kann der gesamte Dynamikbereich der Empfangsfeldstärke zur Anzeige gebracht werden. Mit Hilfe eines derartigen einfachen Aufbaues sind spezielle Schalter oder Regler zur Einstellung des Anzeigebereiches entbehrlich. Es kann somit eine äußerst einfache Handhabung realisiert werden. Durch die Umsetzung des großen Dynamikbereiches des Meßempfängers in den vergleichsweise kleinen Dyna mikbereich des Anzeigeinstrumentes wird jedoch die Meßgenauigkeit erheblich vermindert, was zu einer unge nügenden Auflösung bei kleinen Signalschwankungen führt.

Diese Nachteile haben insbesondere dann eine große Wir kung, wenn präzise Meßverfahren realisiert werden, um beispielsweise eine Drallfeldortung an Starkstromkabeln durchzuführen. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Meßgüte müssen hier sehr kleine Änderungen der Empfangs feldstärke nachgewiesen werden. Zur Berücksich tigung derartiger hochgenauer Anforderungen ist es nach dem Stand der Technik bekannt, zur Realisierung einer hohen Anzeigeauflösung jeweils einen Teilbereich des gesamten Dynamikbereiches zur Anzeige zu bringen. Dieser Teilanzeigebereich kann beispielsweise mit Hilfe eines Schalters oder mit Hilfe eines Potentiometers vorgegeben werden. Diesem Vorteil einer hohen Anzeige genauigkeit steht jedoch der Nachteil entgegen, daß zur Einstellung des Anzeigebereiches zusätzliche Bedienope rationen erforderlich sind. Darüber hinaus können durch die Vorgabe eines ungünstigen Anzeigebereiches die Meß ergebnisse verfälscht werden. Bei einer Verwendung von mechanischen Bauteilen zur Einstellung des Anzeigebe reiches tritt darüber hinaus der Nachteil auf, daß diese auch bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch einem Verschleiß unterliegen, der die Zuverlässigkeit des Meßempfängers verringert.

Aus der DE 34 12 297 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen von Meßwerten bekannt, bei denen eine Adaption eines jeweiligen Anzeigebereiches an die aktuelle Größe der Meßwerte erfolgt. Die Vorrichtung ist als eine kombinierte digitale und analoge Anzeigeeinheit ausgebildet. Aus zurückliegenden Mittel werten wird ein Grundwert bestimmt, relativ zu dem die Differenz des aktuellen Meßwertes zur Anzeige gebracht wird. Bei einem Überschreiten des Anzeigebereiches durch einen aktuellen Differenzwert wird der Grundwert derart verändert, daß wieder eine Anzeige innerhalb des verfügbaren Bereiches möglich ist.

Aus der JP 59-677 A. In: Patents Abstracts of Japan, Sect. P. Vol. 8 (1984), Nr. 86 (P-269) ist es bekannt, mit Hilfe einer elektromagnetischen Meßeinrichtung ein Kabel zu detektieren.

In der DE 34 07 942 A1 wird ein digitales Meßgerät be schrieben, mit dem eine analoge Meßwertanzeige nachge bildet wird. Hierzu sind ansteuerbare Flächensegmente eines Flüssigkristalldisplays vorhanden. Eine jeweilige Anzeigesäule wird durch eine Aktivierung einer entsprechenden Anzahl von Flächensegmenten hervorgerufen. Im Bereich der ansteuerbaren Flächensegmente wird lediglich ein Teil eines insgesamt verfügbaren Meßbereiches dargestellt. Die relative Lage dieses darstellbaren Meßbereiches wird durch eine zugeordnete Grenzwertüberwachung vorgenommen.

In der DE 37 07 100 A1 wird eine weitere Vorrichtung zur Meßwertanzeige beschrieben. Der verfügbare Meßbereich ist in Teilbereiche mit unterschiedlichen Empfindlichkeitsstufen aufgespalten. Für jede Empfind lichkeitsstufe wird für das Meßsignal ein anderer Proportionalitätsfaktor ausgewertet. Durch die Wahl des jeweiligen Proportionalitätsfaktors erfolgt eine optimale Ausnutzung des darstellbaren Anzeigebereiches.

Eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren zur Anzeige von Meßwerten werden in der DE 36 20 723 A1 be schrieben. Ein digitales Meßgerät ist hierzu sowohl mit einer Ziffernanzeige als auch mit einer Analoganzeige versehen. Im Bereich der Analoganzeige wird ein jeweiliger Differenzwert zwischen dem aktuell angezeigten digitalen Meßwert sowie dem tatsächlich anliegenden Meßwert dargestellt. Hierdurch können in einfacher Weise Änderungstendenzen sichtbar gemacht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart anzuge geben, daß automatisch eine optimale Anzeigebereichs einstellung in der Weise erfolgt, daß jeweils eine zweckmäßige Auflösung realisiert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst

Durch diese Vorrichtung wird nahezu augenblicklich bei einer Schwankung des Eingangssignales der jeweils zuge ordnete optimale Anzeigebereich eingestellt. Das Grund prinzip besteht darin, daß vom jeweils anliegenden ak tuellen Eingangswert so viel abgezogen wird, daß die Signaldifferenz im Bereich der Anzeigeeinrichtung innerhalb eines optimalen Anzeigebereiches liegt. Die jeweilige Anpassung kann beispielsweise getaktet in Abhängigkeit von einem externen Taktsignal erfolgen, es ist aber auch ohne weiteres möglich, eine Automatik ohne externe Taktvorgabe zu realisieren, bei der kon tinuierlich die jeweiligen Werte verglichen werden.

Eine konstante Vorgabe eines einstellbaren Wertes, der einem maximalen Meßbereich im Bereich der Anzeigeein richtung entspricht, erfolgt dadurch, daß zur Generierung des maximalen Anzeigewertes (CST) ein Kon stantelement vorgesehen ist.

Eine einfache Generierung eines Maximalwertes (MAX) er folgt dadurch, daß zur Generierung des aktuellen Maxi malwerts (MAX) ein Addierer vorgesehen ist, dem sowohl ein aktueller Minimalwert (MIN) als auch der maximale Anzeigewert (CST) zugeführt ist.

Zur Gewährleistung einer funktionellen Realisierung wird vorgeschlagen, daß Signalschalter, vorzugsweise elektronische Schalter, vom jeweils zugeordneten Komparator betätigt sind.

Zur Gewährleistung einer ausreichenden zeitlichen Ent kopplung von durchzuführenden Schaltvorgängen wird vor geschlagen, daß zur Durchführung eines Ladevorganges des Haltegliedes eine kurzzeitige Schließphase der Signalschalter vorgesehen ist.

Durch diese schaltungstechnische Realisierung, insbesondere mit standardisierten elektrischen Bauelementen, ist es möglich, eine automatische Einstellung des optimalen Anzeigebereiches ohne manuelle Bedienoperationen durchzuführen. Es können darüber hinaus Kosten für ansonsten erforderliche mechanische Bauteile sowie die Montage dieser Bauteile eingespart werden. Durch die Erhöhung der Zuverlässigkeit des Meßempfängers werden Gewähr leistungsansprüche reduziert und somit auch zugeordnete Kosten eingespart.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung und

Fig. 2 eine Gegenüberstellung der Achsenverläufe für das Eingangssignal einerseits und das Anzeige signal andererseits.

Aus der Blockschaltbilddarstellung in Fig. 1 ist er sichtlich, daß im Bereich eines Eingangs (10) ein Ein gangssignal (MS) anliegt. Das Eingangssignal (MS) wird einem Minimumkomparator (1), einem Maximumkomparator (2), einem Ausgangsdifferenzglied (4) sowie einem Mini mumdifferenzglied (9) zugeführt.

Der Minimumkomparator (1) vergleicht das Eingangssignal (MS) mit einem Minimumsignal (MIN), das im Bereich eines Ausganges eines Haltegliedes (3) abgegriffen wird. Der Ausgang des Haltegliedes (3) ist gleichfalls mit einem Eingang des Ausgangsdifferenzgliedes (4) ver bunden. Am Ausgang des Ausgangsdifferenzgliedes (4) ist ein Anzeigesignal (AS) verfügbar, das der vorgesehenen Anzeigeeinrichtung zugeführt wird. Das Halteglied (3) wird in Abhängigkeit von jeweils vorliegenden Betriebs bedingungen über Signalschalter (7, 8) mit jeweils er forderlichen Werten geladen.

Der Signalschalter (7) wird vom Minimumkomparator (1) betätigt. Für den Fall, daß der Minimumkomparator (1) ein Absinken des Eingangssignales (MS) unter das aktu elle Minimumsignal (MIN) feststellt, wird der Signal schalter (7) geschlossen und das Eingangssignal (MS) über den Signalschalter (7) dem Halteglied (3) zuge führt. Hierdurch wird das aktuelle Eingangssignal (MS) als aktueller Minimalwert (MIN) übernommen. Stellt der Maximumkomparator (2) ein Überschreiten eines aktuellen Maximalwertes (MAX) durch ein aktuelles Eingangssignal (MS) fest, so wird der Signalschalter (8) geschlossen und dem Halteglied (3) das Ausgangssignal des Minimum differenzgliedes (9) zugeführt. Die Betätigung der Schalter (7, 8) erfolgt näherungsweise impulsartig und nur für einen Zeitraum, der für eine Übernahme des je weiligen Signales durch das Halteglied (3) erforderlich ist.

Dem Minimumdifferenzglied (9) wird außer dem aktuellen Eingangssignal (MS) ein Wert (CST) zugeführt, der einem maximal realisierbaren Anzeigewert der Anzeigeeinrich tung entspricht. Der Wert (CST) wird von einem Konstant element (6) bereitgestellt. Der Wert (CST) wird darüber hinaus einem Addierer (5) zugeführt, an dem als weiteres Eingangssignal der Minimalwert (MIN) anliegt. Durch die Addition der Werte (CST) und (MIN) wird der aktuelle Maximalwert (MAX) gebildet, der dem Maximum komparator (2) zugeführt wird.

Die jeweiligen Signalzusammenhänge lassen sich durch die folgenden Beziehungen veranschaulichen:

MAX = MIN + CST
MS < MIN → MIN = MS
MS < MAX → MIN = MS - CST

Claims

Vorrichtung zur Anpassung einer Anzeigebereichsein stellung einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige einer magneti schen Feldstärke bei einer Detektion von verdeckt verlegten und von einem elektrischen Wechselstrom durchflossenen metallischen Leitungen, bei der je weils ein Teilbereich eines Gesamtbereiches akti viert ist, mit Vergleichs-, Speicher- und Recheneinrichtungen zur Aufbe reitung eines Eingangssignales, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichseinrichtung ein Minimumkom parator (1) und ein Maximumkomparator (2) als Speichereinrichtung ein Halteglied (3) und als Recheneinrichtung ein Ausgangsdifferenzglied (4), ein Minimumdifferenzglied (9) sowie ein Addierer (5) vorgese hen sind, wobei das aktuelle Eingangssignal (MS) am Miniumkomparator (1) und am Maximumkomparator (2) ansteht, beide Komparatoren (1, 2) über jeweils einen Signalschalter (7, 8) das Halteglied (3) an steuern, das Halteglied (3) einen aktuellen Mini malwert (MIN) bevorratet, der im Bereich des Ausgangsdifferenzgliedes (4) vom aktuellen Eingangssi gnal (MS) abgezogen wird und daß im Bereich des dem Maximumkomparator (2) zugeordneten Signalschalters (8) von Minimumdifferenzglied (9) ein Maxialwert (MAX) generiert wird, der gleich der Differenz des aktuellen Eingangssignales (MS) und eines maximalen Anzeigewertes (CST) der Anzeigeeinrich tung ist, daß zur Generierung des maximalen Anzeigewertes (CST) ein Konstantelement (6) vorgesehen ist, daß zur Generierung des aktuellen Maximalwerts (MAX) der Addierer (5) vorgesehen ist, dem sowohl der aktuelle Minimalwert (MIN) als auch der maximale Anzeigewert (CST) zugeführt ist, daß die Signalschalter (7, 8) vom jeweils zugeordneten Komparator (1, 2) betätigt sind und daß zur Durchführung eines Ladevorganges des Haltegliedes (3) eine kurzzeitige Schließphase der Signalschalter (7, 8) vorgesehen ist.