NL8005254A - Werkwijze en schakeling voor het benutten van het diagonaal signaal van een weerstandsbrug. - Google Patents

Description

* * ~VÖ~8 $86 "

Werkwijze en schakeling voor het benutten van het diagonaal signaal van een veerstandsbrug.

Da uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het benutten van het diagonaal, signaal van .een weerstandsbrug, waarbij periodiek het diagonaal signaal opwaarts geïntegreerd wordt en de voor het opwaarts en het aansluitend neerwaarts integreren benodigde tijd door 5 het tellen van impulsen met een constante frequentie vastgesteld wordt, waarbij na het opwaarts integreren aan tenminste een van de brugweer-standen een andere weerstand parallel geschakeld wordt en op een voor het uitvoeren van de werkwijze geschikte schakeling.

Een dergelijke werkwijze is in het Oostenrijkse octrooi- 10 schrift ......(Afctenzeichen P 28 55 U8Z.T-35) voorgesteld. Daarbij wordt het diagonaal signaal van de brug gedurende een van tevoren bepaalde tijd opwaarts geïntegreerd. ïïa afloop van deze tijd wordt aan tenminste een van de brugweerstanden de andere weerstand parallel geschakeld. en de voor het neerwaarts integreren benodigde tijd bepaald.

15 Zowel de tijd voor het opwaarts integreren alsook die voor het neerwaarts integreren wordt door middel van impulsen met constante frequentie vastgesteld.

De uitvinding heeft tot doel om uitgaande van deze stand van de techniek te.voorzien in een andere werkwijze voor het benutten van 20 het diagonaal signaal van een weerstandbrug en te voorzien in een daarbij behorende schakeling.

Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt, doordat de som van het aantal impulsen voor het opwaarts’integreren en het neerwaarts integreren constant wordt gehouden en doordat de verhouding 25 van de aantallen impulsen voor het opwaarts resp. neerwaarts integreren zolang veranderd wordt, totdat na een volledige integratiecyclus. er geen signaal aan de uitgang van de generator aanwezig is.

Een wezenlijk voordeel van deze werkwijze ten opzichte van de bekende is, dat het meetsignaal de werkelijke waarde bij langzame 30 veranderingen of storingen resp. bij niet stabiele waarden aanzienlijk sneller volgt.

8 0 0 5 25 - 2

Voor het uitvoeren van. deze werkwijze iSr een schakeling met een weerstandsdrug, waardij aan een weerstand via schakelaars' een an— dere weerstand parallel te: schakelen is, Blonder geschikt, welke, schakeling wordt gekenmerkt, doordat aan een tweede brugweerstand via een 5 schakelaar een extra weerstand parallel te schakelen isr, waarvan de weer standswaarde gelijk, is aan, die van de andere hrugweer st and, en doordat het diagonaaLsignaal van de drug via. schakelaars naar een condensator- te schakelen is, die via andere schakelaars verbonden is met een versterker, waarvan de. uitgang aan de ingang; ligt van tenminste een IQ venster discriminator, waarvan de uitgangssignalen weer toegevoerd zijn aan een microcomputer via welke schakelaars aan stuurbaar zijn.

Wanneer de mogelijkheid bestaat, dat de weerstandsdrug op een punt van de drugdiagonaal zowel positief alsook, negatief wordt verst emd, dan is e.en schakeling bijzonder geschikt, waardij de uitgangs— 15 spanning van de. versterker aan steeds een vensterdiscriminator voor positieve en voor: negatieve: polariteit ligt *

De uitvinding zal in he.t hierna volgende nader beschreven worden aan de hand van een uitvoeringsvoordeeld, onder verwijzing naar . .." de tekening, hierin toont: 20 figuur 1 een schakeling, die geschikt is-voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvindingj figuur 2 een soortgelijke schakeling y waardij echter de weerstanden op andere wijze parallel geschakeld zijn.

Figuur J toont de weerstandsdrug 3 met de voedingsleidingen 25 2 en 3. De weerstanddrug 3 kan bijv, een rekstrookjesmeetdcug In een wee geel zijn. Bij'de punten a en b. zijn de voedingsleidingen 2 en 3 elektrisch, met de weerstandsdrug 3 verbonden. - Hij dé punten c en e ligt het diagonaals!gnaal van de weerstandsdrug 3 als Het werkelijke meet signaal, dat in wezen via leidingen U en 5 met de nulversterker 6 30 verbonden is, waarvan de uitgang geschakeld is naar een vensterdiscri— minator 7 voor positieve en een vensterdiscriminator 8 voor negatieve, spanningen. De leidingen k en 5 verlopen vanaf de punten c en e eerst over schakelaars 8 en 9 naar een condensator 3G, die het diagonaals!#-naai van de drug Integreert, resp. afvlakt, De condensator is weer via 35 schakelaars 3J en 32 met 'da nulversterkers verbonden, deze nulverster— 8005254 3 -, - ker 6 kan via de schakelaar 13 kortgesloten worden voor het corrigeren van het nulpunt ervan. Punt b is via een weerstand 16 en een schakelaar 17 voor de schakelaar 9 (gezien vanuit punt e) verbonden met de leiding U. De leiding 5 is voor de schakelaar 8 (gezien vanaf punt c) via een 5 weerstand 15 en een schakelaar 18 met de voedingsleiding 3 verbonden.

; De- uitgangen van de vens -fer discriminator en 7 en 8 zijn verbonden met een microcomputer ih, die de gezamenlijke schakelaars aanstuurt, hetgeen in. de figuur niet getoond is.

De schakeling volgens figuur 2 onderscheidt zich slechts tot 10 aan de schakelaars 8 en 9 van de schakeling volgens figuur 1, derhalve is ook slechts dit gedeelte van de schakeling in figuur 2 getoond. De weerstandsbrug 1 is weer bij het punt a met de voedingsleiding 2 en bij het punt b met de voedingsleiding 3 verbonden. Het diagonaalsig-naal van de weerstandsbrug 1 wordt vanaf punt d over de schakelaar 9 15 en vanaf punt c over de schakelaar 8 toegevoerd aan de nulversterker 6.

Tussen het punt c en de schakelaar 8 is de leiding 5 over een schakelaar 17 en de weerstand 16 met het punt b verbonden en over de schakelaar 18' en de weerstand 15 met het punt a van de weerstandsbrug 1.

Voor het beschrijven van de werkingswijze van de beschreven 20 schakeling wordt ter vereenvoudiging aangenomen, dat het brugsignaal eerst nul is, met' andere woorden, dat de brug in evenwicht is. Wanneer de weerstandsbrug 1 een rekstrookjesmeetbrug in een meetcel is, dan is dit bij een onbelaste weegcel en vier identieke rekstrookjes het geval. Ih de microcomputer "Λ bevindt zich een systeempulsgever, bijv.

25 een 10 MHz-generator. Bij het begin van een meetcyclus worden de schakelaars 8 en 9 alsook 13 gedurende een tevoren bepaald aantal pulsen ^sloten, gedurende deze tijd wordt het diagonaalsignaal van de weerstandsbrug 1 in condensator 10 over die tijd geïntegreerd. Aansluitend worden de schakelaars 17 en 18 gedurende hetzelfde tevoren 30 bepaalde aantal impulsen gesloten, het aan condensator 10 liggende sig naal wordt verder geïntegreerd. Ha afloop van deze tweede meting worden de schakelaars 8 en 9 alsook 17 en 18 geopend, de condensator 10 is dan dus van de weerstandsbrug 1 gescheiden. Omdat de weerstanden 15 en 16 even groot zijn, ligt aan de condensator 10 verder geen spanning. Ge-35 lijktijdig met de laatstgenoemde schakelhandelingen wordt de schakelaar 8005254 _ k - 13 geopend. De schakelaars 11 en 12 worden gesloten,: de aan condensator 10 liggende geïntegreerde spanning wordt dus aan de nulversterker 6 toegevoerd, die deze versterkt doorgeeft aan de vensterdiscriminatoren T voor positieve polariteit en 8 voor negatieve polariteit. Deze ven-5 sterdiscriminatoren J en 8 onderscheiden op doelmatige wijze drie be reiken, namelijk. 0,25 d» 1 d, 5 d; 5d. Vanwege de meetnauwkeurig-heid zal dus een vensterdiscriminator in het eerste gebied 0,25 d aanspreken, de microcomputer 1k onderkent dat de brug zich in evenwicht bevindt en laat dezelfde meethandeling opnieuw verlopen.

10 Vervolgens wordt de weerstandsbrug 1 verstemd, bijv. zo, dat op de brugdiagonaal een bij punt e positief signaal aanwezig is. Dit signaal wordt in de condensator 10 geïntegreerd en op de bovenbeschreven wijze aan de nulversterker 6 toegevoerd, de vensterdiscriminator T spreekt daarop bijv. in het tweede gebied 1 d 5 d aan. Door de 15 microcomputer 11+ wordt daardoor gesignaleerd, dat de brug op punt e positief verstemd is tussen ! 1d 5d. De microcomputer 1^ verandert vervolgens voor de volgende meetcyclus de schakeltijden van de schakelaar 1T en 18 zodanig, dat de schakelaar 17‘, die de leiding k met de negatieve voedingsleiding 3 verbindt een impuls langer dan het tevoren 20 bepaalde aantal impulsen gesloten wordt, terwijl de schakelaar 18 een impuls korter gesloten blijft. Wanneer blijkt, dat door deze maatregel nog steeds geen evenwicht van de weerstandsbrug 1 verkregen wordt, dan zal de microcomputer ik bij volgende stappen de schakelaar 17 steeds een impuls langer resp. de schakelaar 18 steeds een impuls korter 25 sluiten, en wel zolang totdat de weerstandsbrug in evenwicht is. Het aantal extra taktimpulsen dat de schakelaar 17 langer (resp. de schakelaar 18 korter) gesloten wordt, is daarbij een direkte maat voor de verstemming van de brug» Door een geschikte dimensionering van de weerstanden 15 en 16 kan men bereiken, dat steeds een impuls overeenkomt 30 met een eenheid van de te meten grootte. Omdat bij deze werkwijze het aantal impulsen gedurende welke de schakelaar 17 langer sluit steeds gelijk is aan het aantal impulsen gedurende welke de schakelaar 18 korter sluit, is de som van het aantal impulsen gedurende de sluitingstijd van beide schakelaars steeds constant, waardoor verwerking over het 35 gehele gebied lineair blijft. Deze constante kan bovendien voor con- 8005254 5 troledoeleinden benut worden.

Wanneer niet de positieve vensterdiscriminator 7 maar de negatieve vensterdiscriminator 8 aanspreekt, wordt dienovereenkomstig de schakelaar 18 eerst een impuls langer geopend en de schakelaar 17 een 5 impuls korter, waarna de werkwijze op de beschreven wijze verloopt.

Indien een vensterdiscriminator in het derde gebied, dus 5d aanspreekt, wordt de schakelaar 17 resp. 18 steeds tien impulsen langer·-resp. korter geopend, opdat een in evenwicht brengen van de weerstandsbrug 1 sneller plaatsvindt.

10 De werkwijze van de in figuur 2 getoonde schakeling is in hoofdzaak dezelfde. Bij een in evenwicht zijnde weerstandsbrug 1 wordt bij open schakelaars 17 en 18 aan de condensator 10 het brugsignaal, dus nul, toegevoerd. Omdat de weerstonden 15 en 16 even groot zijn, wordt bij gesloten schakelaars 17 en 18 aan de leiding '5 geen extra 15 potentiaal toegevoerd, zodat de condensator 10 in de evenwichtstoestand weer geen signaal afgeeft. Worden de schakelaars 17 resp. 18 gedurende * een niet gelijke tijd gesloten, dan ligt de negatieve potentiaal van de voedingsleiding U resp. de positieve potentiaal van voedingsleiding 2 langer aan leiding 5 5 het uitgangssignaal van condensator 10 wordt 20 dus in de negatieve of positieve richting gecompenseerd.

Wanneer de signalen van een aantal veerstandsbruggen 1 benut zouden moeten worden, bijv. om het op verschillende plaatsen gemeten totaal gewicht van een bunker te bepalen, dan bestaat de mogelijkheid om het optellen van de diagonaal signalen door de microcomputer 1¼ 25 uit te laten voeren. Hiertoe lopen de benuttingscycli voor de afzonder lijke meetbruggen na elkaar af, waarbij de afzonderlijke schakelaars van de meetbruggen steeds door microcomputer 1¼ opgeroepen worden. Een andere mogelijkheid voarhet optellen van de diagonaal signalen van de bruggen is dat de condensatoren 10 van de afzonderlijke bruggen na 30· het openen van de schakelaars 8 en 9 en voor het openen van de schake laars 11 en 12 in serie geschakeld en daarmee analoog opgeteld worden.

8005254

Claims (1)

1. 2. Schakeling voor het uitvoeren van de werkwijze volgens 15 conclusie 1, met een weerstandsbrug, waarbij aan een weerstand via scha kelaars een andere weerstand parallel te schakelen is, met het kenmerk, dat aan een tweede brugweerstand een extra weerstand (15) via een schakelaar (18) parallel te schakelen is, waarvan de weer standswaarde ge-.lijk. is aan die van de andere weerstand (16), en dat het diagonaal 20 : signaal van de brug (1) via schakelaars (8, 9) te schakelen is naar een condensator (10), die over verdere schakelaars (11, 12) verbonden is met een versterker (6), waarvan de uitgang aan de ingang van tenminste een vensterdiscriminator ligt, waarvan de uitgangssignalen weer toegevoerd zijn aan een microcomputer, via welke de schakelaars (8, 9, 25 11, 12, 17, 18) aanstuurbaar zijn. 3* Schakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de uit gangs spanning van de versterker (6) aan steeds een vensterdiscriminator (jT, 8) voor positieve en negatieve polariteit ligt. 8005254