DE60319971T2 - Querspuleninstrument mit einer vordefinierten charakteristik - Google Patents

Querspuleninstrument mit einer vordefinierten charakteristik Download PDF

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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die im Voraus definierte Charakteristik linear.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung offenbart außerdem ein Verfahren gemäß Anspruch 8.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnung lediglich beispielhaft beschrieben, in der:
  • 1 ein Blockschaltbild der Erfindung ist,
  • 2 ein Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten darstellt,
  • 3 ein weiteres Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten darstellt.
  • 4 ein Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten zusammen mit der Bewegungsrichtung zeigt,
  • 5 ein Schema eines Teils einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
  • 6 ein weiteres Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten zeigt, das sowohl Winkel als auch Amplitude enthält.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Kurve 12 zeigt die interpolierten Ausgangswerte, die selbstverständlich besser werden, wenn mehr Punkte verwendet werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (12)

  1. Kreuzspulinstrument, das einen Treiber (4) für das Instrument umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst: – einen digitalen Eingangsanschluss (1), – eine vorgegebene Charakteristik des Instruments, die als ein Kennfeld (20, 21) von Eingangs-/Ausgangswerten in einem digitalen Speicher (3) gespeichert ist, und – eine Logik (2) auf Halbleiterbasis, wobei der Eingangswert ein Wert ist, der durch das Kreuzspulinstrument (5) visuell dargestellt wird, und der Ausgangswert der Wert ist, der in das Kreuzspulinstrument (5) eingegeben wird, um den Eingangswert visuell darzustellen.
  2. Kreuzspulinstrument nach Anspruch 1, wobei die Logik (2) auf Halbleiterbasis aus der Gruppe von Logiken auf Halbleiterbasis gewählt ist, die umfasst: Mikroprozessor, Mikrocontroller, feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ROM, PROM, PIC und DSP.
  3. Kreuzspulinstrument nach den Ansprüchen 1–2, wobei die Charakteristik linear ist.
  4. Kreuzspulinstrument nach den Ansprüchen 1–3, wobei die Charakteristik nichtlinear ist, so dass die Ausgangsskala nichtlinear ist.
  5. Kreuzspulinstrument nach den Ansprüchen 1–4, das einen analogen Eingangsanschluss (6) und einen Analog/Digital-Umsetzer (7), der mit dem analogen Eingangsanschluss (6) und mit dem digitalen Eingangsanschluss (1) verbunden ist, umfasst.
  6. Kreuzspulinstrument nach den Ansprüchen 1–5, wobei sich die Anzeigevorrichtung des Instruments um mehr als 360 Grad drehen kann.
  7. Kreuzspulinstrument nach den Ansprüchen 1–6, wobei das Instrument beleuchtet ist und die Logik auf Halbleiterbasis optional Mittel zum Abschwächen der Beleuchtung des Instruments enthält.
  8. Verfahren zum Erhalten einer im Voraus definierten Charakteristik eines Kreuzspulinstruments, das die folgenden Schritte umfasst: – Lesen eines Eingangswerts durch eine Logik (2) auf Halbleiterbasis, – Berechnen eines neuen Wertes unter Verwendung des Eingangswertes und von Informationen in einem digitalen Speicher (3), die die im Voraus definierte Charakteristik des Instruments repräsentieren, die als Kennfeld von Eingangs-/Ausgangswerten gespeichert ist, und – Verwenden des neuen Wertes als das Eingangssignal in den Treiber (4) des Kreuzspulinstruments.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Logik (2) auf Halbleiterbasis aus der Gruppe von Logiken auf Halbleiterbasis gewählt ist, die umfasst: Mikroprozessor, Mikrocontroller, feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ROM, PROM, PIC und DSP.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Charakteristik eines Kreuzspulinstruments geändert wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Lesen eines Eingangswertes durch die Logik auf Halbleiterbasis, – Berechnen eines neuen Wertes mittels Kalibrierungspunkten, die in dem digitalen Speicher (3) gespeichert sind, und – Eingeben des neuen Wertes in den Treiber (4) des Kreuzspulinstruments.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Kennfeld (20, 21) von Eingangs-/Ausgangswerten eines digitalen Speichers (3) eines Kreuzspulinstruments bestimmt wird, das die folgenden Schritte umfasst: – Auswählen einer Anzahl von Eingangswerten und der entsprechenden Soll-Winkel des Instruments und für jedes Paar Eingangswerte und entsprechender Soll-Winkel Einstellen des Wertes des Instruments, bis der Soll-Winkel erhalten wird, – Auswählen des Wertes, der dem Ist-Winkel entsprechen sollte, als Eingangswert des Kennfeldes und – Auswählen des Eingangwertes als den Ausgangswert des Kennfeldes.
  12. Verfahren zum Bestimmen eines Kennfeldes von Eingangs-/Ausgangswerten nach Anspruch 11, das den Schritt des Verwendens einer Kamera umfasst, um festzustellen, wenn der Soll-Winkel erhalten wird.
DE60319971T 2002-04-10 2003-04-10 Querspuleninstrument mit einer vordefinierten charakteristik Expired - Lifetime DE60319971T2 (de)

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