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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kreuzspulinstrument mit
einer im Voraus definierten Charakteristik sowie auf ein Verfahren,
um dem Instrument eine derartige Charakteristik zu geben. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf ein Kreuzspulinstrument mit einer
hochlinearen Charakteristik oder mit einer Charakteristik mit einer
Linearität
mit unterschiedlichen Konstanten in verschiedenen Bereichen der
Skala.
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Instrumente
des Standes der Technik mit einer hochlinearen Charakteristik werden
mit Drehspulinstrumenten hergestellt. Dies hat Nachteile, da Drehspulinstrumente
mit einer hochlinearen Charakteristik kostenaufwändig sind. Ferner ist die Anzeigevorrichtung
eines Drehspulinstruments in seiner Drehung eingeschränkt, da
mit der sich drehenden Vorrichtung Drähte verbunden sind. Ein weiterer
Nachteil bei Drehspulinstrumenten besteht darin, dass die Anzeigevorrichtung
ein geringes Gewicht haben muss. Dies macht das Instrument für statische
Elektrizität
empfindlich und für
mechanische Belastungen anfällig,
wodurch die Kalibrierung des Instruments verändert werden kann.
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Kreuzspulinstrumente
des Standes der Technik werden für
verschiedene Mess- und
Anzeigezwecke verwendet. Beispielsweise werden sie zur Prozessanzeige,
zur Messung des Flüssigkeitspegels
oder der Temperatur, als Ruderwinkelanzeige oder sonst als ein Voltmeter
und ein Amperemeter verwendet. Ein Instrument des Kreuzspultyps
umfasst einen beweglichen Permanentmagneten, um den eine Vielzahl
von Spulen kreuzweise angeordnet ist. Auf einer zu messenden Größe basierende
Ströme
laufen durch die Spulen, die ein zusammengesetztes Magnetfeld erzeugen.
Der bewegliche Permanentmagnet mit einer Nadel wird auf Grund des erzeugten
zusammengesetzten Magnetfeldes gedreht. Die bekannten Kreuzspul-Messinstrumente mit
beweglichem Magnet haben einen Kern, der als Wickelform verwendet
wird und in dem die beweglichen Magnete drehbar unterstützt werden.
Von einem Ende des Kerns steht ein Ansatz vor, in dem die Welle
des beweglichen Magneten angeordnet ist, wobei der Magnet die Anzeigevorrichtung
aufnimmt, die sich aus diesem Ansatz erstreckt. Obwohl die bekannten
Kreuzspulinstrumente bis zu einem gewissen Grad linear sind, versagen
sie bei Anwendungen, bei denen eine hochlineare und genaue Anzeige
erforderlich ist. Bei Anwendungen, bei denen die Ablenkwinkel größer als
90° sind,
kann die Kalibrierung in einem Quadranten des Instruments der Kalibrierung
in anderen Quadranten der Instrumente entgegenwirken. Diese Kalibrierungsprobleme
können
es er schweren, Linearität
zu erzielen. Bei anderen Anwendungen ist es gewünscht, eine stark nichtlineare Charakteristik
zu haben. Dies ist der Fall, wenn das Instrument niedrige Werte
mit hoher Auflösung
und höhere
Werte mit einer geringen Auflösung
zeigen soll. Es gibt keine einfache Möglichkeit, die Charakteristik
des bekannten Kreuzspulinstruments zu ändern.
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Beispiele
von Vorrichtungen des Standes der Technik gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche sind
in
US-A-5061891 ,
US-A-5414350 und
US-A-4827210 offenbart.
US-A-5061891 offenbart
ein Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit der angezeigten Werte
durch Änderung
der Wicklungen der Spulen im Instrument.
US-A-5414350 und
US-A-4827210 offenbaren
Verfahren zur Verbesserung der Linearität von den jeweiligen Instrumenten ebenfalls
durch Änderung
der Wicklungen der Instrumente.
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Es
ist folglich die Aufgabe der Erfindung, ein Kreuzspulinstrument
mit einer Charakteristik zu schaffen, die im Voraus definiert werden
kann. Ein derartiges Instrument ist in der Lage, einen elektrischen
Eingangswert zu empfangen und diesen Wert mit einem vorgegebenen
Ablenkwinkel visuell anzuzeigen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Kreuzspulinstrument gelöst, das einen Treiber für das Instrument umfasst
und das dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner einen digitalen
Eingangsanschluss, eine vorgegebene Charakteristik des Instruments,
die als ein Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten in einem digitalen
Speicher gespeichert ist, und eine Logik auf Halbleiterbasis umfasst,
wobei der Eingangswert ein Wert ist, der durch das Kreuzspulinstrument visuell
dargestellt wird, und der Ausgangswert der Wert ist, der in das
Kreuzspulinstrument eingegeben wird, um den Eingangswert visuell
darzustellen. In dieser Anmeldung wird der Begriff Mikroprozessor als
ein allgemeiner Begriff für
Logik auf Halbleiterbasis verwendet. Das Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten
in dem digitalen Speicher ist eine Anzahl von Kalibrierungspunkten,
die von dem Mikroprozessor verwendet werden, um den Eingangswert in
einen neuen Wert zu ändern,
der dem Treiber des Instruments zugeführt wird. Falls der Wert nicht
im digitalen Speicher enthalten ist, interpoliert der Mikroprozessor
den neuen Wert aus zwei vorhandenen Kalibrierungspunkten von beiden
Seiten des Ist-Werts.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die visuelle Darstellung
eines Eingangswerts und schafft ein Instrument, dem eine beliebige
im Voraus definierte Charakteristik seiner visuellen Anzeige gegeben
werden kann. Das Instrument dieser Erfindung beruht auf einem bereits
kalibrierten Eingangswert, es ist jedoch auch möglich, das Instrument mit weiteren
Merkmalen zu versehen, die einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt
sind, um einen Eingangswert, beispielsweise einen Wert, der von
einem Sensor erhalten wird, zu kalibrieren.
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Die
Verwendung der vorliegenden Erfindung bietet die Möglichkeit,
ein kostengünstiges
Kreuzspulinstrument zu verwenden, wobei dennoch eine hohe Linearität oder eine
andere im Voraus definierte Charakteristik des Instruments erzielt
wird. Ferner ermöglicht
die Verwendung der vorliegenden Erfindung, eine schwere Anzeigevorrichtung
zu verwenden, die gegenüber
statischer Elektrizität
und Schwingungen weniger anfällig
ist. Wenn das Instrument hergestellt wird, kann der Kalibrierungspunkt
für das
bestimmte verwendete Kreuzspulinstrument oder für den bestimmten Typ der verwendeten
Kreuzspulinstrumente angepasst werden. Die Verwendung eines digitalen
Eingangsanschlusses bietet Möglichkeiten
für mehrere
Bus-Protokolle, beispielsweise für
den CAN-Bus, den NMEA-Bus oder den MOD-Bus.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird die Logik auf Halbleiterbasis aus der Gruppe
von Logiken auf Halbleiterbasis gewählt, die einen Mikroprozessor,
Mikrocontroller, feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ROM, PROM,
PIC und DSP umfasst. Die Auswahl des Typs der Logik auf Halbleiterbasis
hängt von
dem Geschwindigkeitsbedarf und weiteren Merkmalen wie der Möglichkeit
ab, die Logik zu programmieren, während sie auf der Leiterplatte angebracht
ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die im Voraus definierte Charakteristik linear.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die im Voraus definierte Charakteristik nichtlinear,
so dass die Ausgabeskala des Instruments nichtlinear ist. Dies ist
vorteilhaft, falls es erforderlich ist, hohe Auflösungen in
einem Teil der Skala und geringere Auflösungen in anderen Teilen der
Skala zu haben. Dies kann der Fall sein, wenn es erforderlich ist,
die Frequenzen in der Nähe
von 50 und 60 Hz mit hoher Genauigkeit zu lesen, während die
Frequenz zwischen diesen Frequenzen lediglich mit einer geringeren
Genauigkeit abgelesen werden muss.
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In
einer nochmals weiteren Ausführungsform der
Erfindung umfasst das Kreuzspulinstrument einen analogen Eingangsanschluss
und einen Analog/Digital-Umsetzer. Der Umsetzer ist mit dem analogen
Eingangsanschluss und dem digitalen Eingangsanschluss verbunden.
Die Verwendung dieser Ausführungsform
der Erfindung ermöglicht
es, das Instrument direkt mit einem analogen Signal zu verbinden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist das Instrument beleuchtet und der Mikroprozessor
umfasst Mittel, um die Beleuchtung des Instruments abzuschwächen. Bei
manchen Anwendungen, beispielsweise auf einer Brücke auf einem Schiff, ist es
erforderlich, die Beleuchtung des Instruments zu ändern, wenn
sich die Umgebungsbeleuchtung ändert.
In der Nacht ist es erforderlich, die Beleuchtung, des Instruments
zu verringern, um die Sicht der Menschen bei Nacht auf der Brücke aufrecht
zu erhalten.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann sich eine Anzeigevorrichtung des Instruments
um mehr als 360° drehen.
Dies ist in Propellerpositionsanzeigen in einem Schiff mit drehenden
Antriebssystemen oder in verschiedenen Instrumenten in Zügen besonders
nützlich.
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Die
Verwendung eines Mikroprozessors in dem Instrument ermöglicht es,
bei dem Instrument Funktionalität
mit geringen Kosten hinzuzufügen.
In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist das Instrument mit Mitteln zur Fehlererfassung,
Mitteln zur Fehleranzeige, Mitteln für Testabläufe oder Fehlerkorrekturmitteln
wie etwa einer Offset-Einstellung oder einer Selbstkalibrierung
versehen.
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Beispielsweise
kann der Mikroprozessor den Strom zu den Drähten des Kreuzspulinstruments messen.
Falls der Strom nicht die erwartete Größe hat, zeigt der Mikroprozessor
dies unter Verwendung der Fehleranzeigemittel an. Der Prozessor
kann außerdem
ein ungültiges
Eingangssignal, zum Beispiel ein fehlendes Eingangssignal erfassen.
Das Instrument kann auch mit einem weiteren Prozessor versehen sein,
der als Überwachungselement
dient. In diesem Fall muss der erste Mikroprozessor ein Signal in regelmäßigen Abständen senden,
das anzeigt, dass alles funktioniert. Falls das Überwachungselement das erwartete
Signal nicht empfängt,
kann er einen Fehler signalisieren. Die Fehleranzeigemittel können ein
Geräusch
oder ein Lichtsignal im Instrument sein. Das Signal kann auch auf
der digitalen Schnittstelle gesendet werden, so dass es durch ein
externes System gehandhabt werden kann, oder das Kreuzspulinstrument
selbst kann verwendet werden. In letzterem Fall wird ein Fehler
leicht zu erfassen sein, falls sich die Anzeigevorrichtung in einem
bestimmten Fehlermuster bewegt, beispielsweise langsam von einer Seite
zur anderen Seite wie die Scheibenwischer eines Autos.
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Die
Mittel für
Testabläufe
können
für den
Anwender sicherstellen, dass das Instrument richtig kalibriert ist,
indem die Anzeigevorrichtung zu einer Anzahl von im Voraus definierten
Positionen bewegt wird, wenn die Testabläufe laufen, zum Beispiel beim Einschalten
oder wenn ein Lauf eines Testablaufs manuell angefordert wird. Der
Anwender kann hierauf bestätigen,
dass das Instrument richtig kalibrierten ist, und er kann gegebenenfalls
die Kalibrierung des Instruments veranlassen.
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Die
Fehlerkorrekturmittel können
eine Scheibe umfassen, die an dem Kreuzspulinstrument angebracht
ist, derart, dass sie sich zusammen mit der Anzeigevorrichtung dreht.
Alternativ kann die Scheibe mit der Anzeigevorrichtung identisch
sein. Die Scheibe ist mit einer Anzahl Löcher versehen. Es sind eine LED
und ein Lichtsensor vorgesehen, um zu erfassen, wenn ein Loch zwischen
der LED und dem Lichtsensor angeordnet ist. Durch Verwendung dieser
Informationen kann der Mikroprozessor die Position der Anzeigevorrichtung
bei einer Anzahl von im Voraus definierten Positionen steuern. Diese
Informationen können
verwendet werden, um das Instrument automatisch oder auf Anfrage
seitens des Anwenders erneut zu kalibrieren. Der Mikroprozessor
kann außerdem
die Informationen verwenden, um zu entscheiden, ob sich die Anzeigevorrichtung überhaupt nicht
bewegt hat. Falls dies der Fall ist, kann der Mikroprozessor versuchen,
die Anzeigevorrichtung freizugeben, beispielsweise durch Anwendung
eines großen
Stroms für
kurze Zeit.
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In
einer nochmals weiteren Ausführungsform der
Erfindung umfasst der Hintergrund des Instruments eine Flüssigkristallanzeige
(LCD). Die LCD kann verwendet werden, um die Skala zu ändern. Das
kann notwendig sein, falls Messeinheiten geändert werden. Die Verwendung
einer LCD ermöglicht es
außerdem,
eine digitale Anzeige zusammen mit der analogen Anzeige von der
Anzeigevorrichtung zu erhalten.
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Die
Erfindung offenbart außerdem
ein Verfahren gemäß Anspruch
8.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung offenbart außerdem
ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es die Charakteristik
eines Kreuzspulinstruments durch Lesen eines Eingangswertes, Berechnen
eines neuen Wertes mittels Kalibrierungspunkten, die in dem digitalen
Speicher gespeichert sind, und Eingeben des neuen Wertes in den
Treiber des Kreuzspulinstruments ändert. Die in dem digitalen
Speicher gespeicherten Kalibrierungspunkte können spezifisch für den bestimmten
Typ des verwendeten Kreuzspulinstruments oder spezifisch für die einzelnen
verwendeten Kreuzspulinstrumente sein. Das Verfahren des Auslesens
eines Eingangswertes und Berechnens eines neuen Wertes kann durch
Logik auf Halbleiterbasis durchgeführt werden, wie etwa durch
einen Mikroprozessor, Mikrocontroller, feldprogrammierbares Gate-Array
(FPGA), ROM, PROM, PIC oder DSP. Die Kalibrierungspunkte werden
verwendet, um eine im Voraus definierte Charakteristik der visuellen
Anzeige des Instruments zu erhalten. Die Kalibrierungspunkte bilden
Eingangswerte, die durch das Instrument visuell dargestellt werden,
auf Ausgangswerte ab, die bei dem Kreuzspulinstrument eingegeben
werden, um die erforderliche Ablenkung des Instruments zu erhalten.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung offenbart ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist,
dass es ein Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten eines digitalen
Speichers eines Kreuzspulinstruments bestimmt und das die folgenden
Schritte umfasst: Auswählen
einer Anzahl von Eingangswerten und der entsprechenden Soll-Winkel
des Instruments, für
jedes Paar Eingangswerte und entsprechender Soll-Winkel Einstellen
des Eingangswertes des Instruments, bis der Soll-Winkel erhalten wird, Auswählen des
Wertes, der dem Ist-Winkel entsprechen sollte, als Eingangswert
des Kennfeldes und Auswählen
des Eingangswertes als den Ausgangswert des Kennfeldes. Dieses Verfahren
kann bei jedem einzelnen individuell hergestellten Instrument angewendet
werden, so dass das Kennfeld für
jede einzelne Kreuzspule spezifisch ist, oder das Verfahren kann
für einen
Mittelwert eines bestimmten Typs von Kreuzspulinstrument angewendet
werden. Die letztere Anwendung ist weniger kostenaufwändig und
nützlich,
wenn es bekannt ist, dass die Charakteristiken von verschiedenen
einzelnen Kreuzspulinstrumenten eines bestimmten Typs sich nicht
sehr voneinander unterscheiden. Dies kann der Fall sein, wenn eine
große
Serie von Instrumenten auf den gleichen Maschinen hergestellt wird.
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Die
Erfindung offenbart außerdem
ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es den Schritt
des Verwendens einer Kamera umfasst, um festzustellen, wenn der
Soll-Winkel erhalten wird. Die Verwendung einer Kamera kann die
Kosten der Kalibrierung verringern, da die Kalibrierung automatisch zum
Zeitpunkt der Herstellung bei jedem einzelnen Instrument durchgeführt werden
kann.
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Die
Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnung
lediglich beispielhaft beschrieben, in der:
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1 ein
Blockschaltbild der Erfindung ist,
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2 ein
Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten darstellt,
-
3 ein
weiteres Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten darstellt.
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4 ein
Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten zusammen mit der Bewegungsrichtung zeigt,
-
5 ein
Schema eines Teils einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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6 ein
weiteres Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten zeigt, das sowohl
Winkel als auch Amplitude enthält.
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In
dem in 1 gezeigten Blockschaltbild der Erfindung ist
der digitale Eingangsanschluss 1 mit dem Mikroprozessor 2 verbunden.
Der Mikroprozessor ist mit dem Speicher 3 verbunden, der
das Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten enthält, die von dem Mikroprozessor
verwendet werden, um den Eingangswert von Anschluss 1 zu
verarbeiten, bevor dieser dem Treiber 4 zugeführt wird.
Der Treiber 4 treibt das Kreuzspulinstrument 5 an.
Der Treiber 4 setzt das vom Mikroprozessor 2 erhaltene
Signal in analoge Signale mit einer unterschiedlichen Phase um.
Der Winkel zwischen den verschiedenen Signalen hat im Idealfall
eine Positionierung der Anzeigevorrichtung des Kreuzspulinstruments
im gleichen Winkel zur Folge. Das Kreuzspulinstrument 5 kann von
unterschiedlicher Art sein. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung
des Instruments in der Lage sein, sich um 90, 240 oder mehr als
360 Grad zu drehen. Da das Kreuzspulinstrument 5 nicht
perfekt ist, ist der Winkel der Anzeigevorrichtung nicht immer gleich
dem Winkel zwischen den Signalen, die von dem Treiber 4 erhalten
werden. Der digitale Eingangsanschluss kann beispielsweise seriell,
parallel, ein Mikroprozessor oder ein Bussystem sein. Der Mikroprozessor 2 kann
abhängig
beispielsweise von den Geschwindigkeitsanforderungen für den Prozessor,
dem Preis oder der Komplexität
von anderen Funktionen des Mikroprozessors irgendeine Logik auf
Halbleiterbasis sein, beispielsweise FPGA, PROM, einfache Logik
aus den 4000-Familie, ein PIC, ein Mikrocontroller oder ein DSP.
Der Speicher 3 kann flüchtig
oder permanent sein und er muss groß genug sein, um das Kennfeld
von Eingangs-/Ausgangswerten
zu enthalten, die erforderlich sind, um die im Voraus definierte
Charakteristik des Instruments zu erzielen. Zweckmäßig kann
der Speicher programmiert werden, wenn der Speicher auf der Leiterplatte
angebracht ist. Dies ist beispielsweise möglich, wenn der Speicher in
einem PIC oder einem Mikrocontroller enthalten ist.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist mit einem Analog/Digital-Umsetzer 7 und
mit einem analogen Eingangsanschluss 6 versehen. Mit einem analogen
Eingangsanschluss 6 ist es möglich, das Instrument direkt
mit analogen Quellen zu verbinden. Eine optionale digitale Schnittstelle 101 stellt
Mittel bereit, um das Ausgabesignal des Instruments oder andere
Informationen von dem Instrument, beispielsweise den Inhalt des
Speichers 3, an andere Zubehörteile auf einem Bussystem,
beispielsweise einem CAN-Bus, MOD-Bus, NMEA-Bus oder einem seriellen
Bussystem zu übermitteln.
Die optionale digitale Schnittstelle 101 kann auch für die anfängliche
oder irgendeine spätere
Kalibrierung oder Bewertung verwendet werden. Die Möglichkeit,
Informationen aus dem Instrument auszulesen, kann vorteilhaft sein, falls
herausgefunden wird, dass das Instrument nicht kalibriert ist. Die
Informationen können
verwendet werden, um einen Fehler zu finden oder um Informationen
darüber
zu erhalten, wie das Kreuzspulinstrument sein physikalisches Verhalten
mit der Zeit ändert.
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Optionale
Mittel zur Steuerung der Beleuchtung des Instruments sind mit einem
digitalen Einganganschluss 106 versehen, der ein Steuersignal für die Beleuchtung
zusammen mit dem Treiber 103 empfängt, der die Beleuchtung des
Instruments steuert. Das System kann um einen Analog/Digital-Umsetzer 102 und
einen analogen Eingangsanschluss 105 erweitert werden,
um ein analoges Steuersignal für
die Beleuchtung 104 zu empfangen.
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2 zeigt
ein Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten, die verwendet werden,
um eine im Voraus definierte Anzeige eines bestimmten Kreuzspulinstruments
zu erhalten. Der Wert, der von dem Instrument visuell dargestellt
werden sollte, befindet sich in der zweiten Spalte 20.
Dies ist der Eingangswert, der von einer Quelle empfangen wird,
die ein Sensor sein kann. Die Ausgangswerte sind die Werte in der
ersten Spalte 21. Dies sind die Werte, die in das Kreuzspulinstrument
eingegeben werden müssen,
um zu erreichen, dass das Kreuzspulinstrument den entsprechenden
Wert in der zweiten Spalte 20 visuell darstellt. Wenn der
Prozessor 2 einen Eingangswert empfängt, beispielsweise 154, wird
er den Wert in der Tabelle in der Eingangsspalte 20 suchen und
hierauf den entsprechenden Ausgangswert von der Ausgangspalte 21 ausgeben,
der in diesem Fall 157,5 beträgt.
Falls der Eingangswert nicht in der Tabelle enthalten ist, wird
der Prozessor eine Interpolation durchführen, um ein Ausgangssignal
zu erhalten. Diese Interpolation kann linear, exponentiell, sinusförmig oder
eine andere Funktion sein.
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In 3 sind
die Eingangswerte durch einen Kreis 10 dargestellt. Der
Ausgangswert wird durch die Kurve 11 gezeigt. Wenn ein
Punkt 13 auf dem Eingangswertkreis 10 angezeigt
werden muss, hat die Kurve 11 aus Ausgangswerten einen
entsprechenden Punkt 13',
der den Wert darstellt, der bei dem anzeigenden Kreuzspulinstrument
durch den Treiber für
eine richtige Anzeige der Anzeigevorrichtung des Kreuzspulinstruments
eingegeben werden muss. Da der Speicherplatz begrenzt ist, sind
die Ausgangswerte auf die Punkte 13 und 13' beschränkt. Der
Speicher ist zwar begrenzt, aber auch kostengünstig, so dass eine sehr große Anzahl
von Punkten vorhanden sein kann, falls es erforderlich ist, die
erforderliche Genauigkeit der visuellen Darstellung zu erhalten.
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Die
Kurve 12 zeigt die interpolierten Ausgangswerte, die selbstverständlich besser
werden, wenn mehr Punkte verwendet werden.
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In 4 ist
das Kennfeld um einen zusätzlichen
Satz von Ausgangswerten 22 erweitert. Die Verwendung eines
derartigen erweiterten Kennfelds ist nützlich, wenn das Instrument
in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Anzeigevorrichtung unterschiedlich
reagiert. In einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Prozessor Mittel, um die Bewegungsrichtung
der Anzeigevorrichtung zu bestimmen, und er berechnet Ausgangswerte
anhand eines Satzes von Ausgangswerten 20 für eine Richtung
und anhand eines weiteren Satzes von Ausgangswerten 22 für die andere
Richtung.
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In 5 zeigt
eine Darstellung ein Kreuzspulinstrument 5, das mit dem
Treiber 4 verbunden ist. Der Mikroprozessor 2 ist
ein PIC mit einem analogen Anschluss 6 mit eingebautem
Speicher mit einem Analog/Digital-Umsetzer. In dieser Figur gibt
es eine Liste der verwendeten Komponenten.
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Um
sicherzustellen, dass die richtige Kraft bei der Anzeigevorrichtung
des Kreuzspulinstruments aufgebracht wird, wird eine weitere Ausführungsform
der Erfindung geschaffen. Diese Ausführungsform berücksichtigt,
dass ein Kreuzspulinstrument in Bezug auf den Winkel der Anzeigevorrichtung
Nichtlinearitäten
hat, und dass verschiedene Signalstärken bei verschiedenen Kreuzspulinstrumenten
bei verschiedenen Winkeln eingegeben werden müssen, um dafür zu sorgen,
dass die Anzeigevorrichtung in einem gegebenen Winkel mit einer
gegebenen Kraft gehalten wird. In dieser Ausführungsform sind die Eingangs-/Ausgangswerte
Vektoren, so dass der Treiber die erforderlichen Informationen erhalten
kann, um das richtige Signal für
das Instrument bereitzustellen.
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Ein
Beispiel ist in 6 gezeigt, in der eine begrenzte
Anzahl von Eingangswerten 10' auf
einem perfekten Kreis 10 angeordnet dargestellt ist. In
dieser Figur stellt der Durchmesser des Kreises die Kraft dar, die
die Anzeigevorrichtung in der richtigen Position halten sollte,
und der Winkel den Wert, der von der Anzeigevorrichtung des Kreuzspulinstruments
visuell dargestellt werden sollte. Die Ausgangswerte 15', die sich auf
der Kurve 11 befinden, entsprechen den Eingangswerten 15.
Sowohl die Eingangswertpunkte 15 als auch die Ausgangswertpunkte 15' sind Vektoren.
Dieses Kennfeld kann verwendet werden, um sowohl den Winkel als
auch die Amplitude des Eingangswertes einzustellen, bevor dieser
durch den Treiber in das Kreuzspulinstrument eingegeben wird. Für dieses
gegebene Kennfeld muss beispielsweise der Ausgangsvektor 16' in das Kreuzspulinstrument eingegeben
werden, wenn der Eingangswert-Vektor 16 von der Anzeigevorrichtung
visuell dargestellt werden soll. Der Mikroprozessor stellt den Eingangswert
in Bezug auf den Winkel sowie auf die Amplitude ein. In dieser Ausführungsform
verwendet der Treiber sowohl den Winkel als auch die Amplitude als
Eingangswert. Da der Speicherplatz begrenzt ist, sind die Ausgangswerte
auf die Punkte 15' beschränkt und
die Anzahl der Eingangswerte ist auf die Punkte 15 beschränkt. Der
Speicher ist zwar begrenzt, er ist jedoch auch kostengünstig, so
dass eine sehr große Anzahl
von Punkten vorhanden sein kann, falls es erforderlich ist, die
erforderliche Genauigkeit der visuellen Darstellung zu erzielen.
Die Kurve 12 zeigt die interpolierten Ausgangswerte, die
selbstverständlich besser
werden, wenn mehr Punkte verwendet werden.