<Desc/Clms Page number 1>
Analog-Digital-Wandler
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Bei dieser Anordnung werden auf den Ausgängen nur die Veränderungen des Messwertes übertragen, die dann in einem Zähler od. dgl. integriert werden müssen, um den Messwert in digitaler Form darzu- stellen. Der Nachteil dieser Art von Analog-Digital-Wandler ist der, dass die Anzeige des Zählers von dem Ausgangszustand abhängt und bei einer Stromunterbrechung die im Zähler gespeicherte Information verlorengeht und auch anschliessend nicht von selbst wiederhergestellt wird. Die Impulse werden photoelektrisch erzeugt. Es sind mehrere Lampen und Photozellen erforderlich. Hiedurch werden diese AnalogDigital-Wandler relativ störanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Analog-Digital-Wandler zu schaffen, der mit niedrigen Ausgangsfrequenzen arbeiten kann, einfach aufgebaut und auch für nicht elektrische Eingangsgrössen brauchbar ist.
Die Erfindung besteht darin, dass das Abtastglied von einem Schrittmotor angetrieben wird und die Fortschaltimpulse des Schrittmotors bis zum Erfassen des Anzeigegliedes den digitalen Ausgang des Wandlers bilden.
Es ist hiebei für den digitalen Ausgang unerheblich, wie schnell die Abtastung erfolgt, und selbst, ob die Frequenz der Fortschaltimpulse konstant ist. Die Genauigkeit des digitalen Ausganges hängt von der Grösse der Schritte des Schrittmotors ab, nicht von der Frequenz oder Frequenzkonstanz der Fortschaltimpulse. Die Anordnung wird relativ einfach. Das Messwerk kann beispielsweise auch ein Manometer od. dgl. sein, also auf nicht elektrische Eingangsgrössen ansprechen. Diese nicht elektrischen Eingangsgrössen werden unmittelbar, d. h. ohne Umweg über einen analogen elektrischen Messwert, in einen digitalen Ausgang umgewandelt.
Die Erfindung macht es möglich, dass die Ausgangsimpulse einem elektro-mechanischen Zählwerk zugeführt werden, das dann gegebenenfalls als Zwischenspeicher für weitere digitale Datenverarbeitung dienen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch schaubildlich dargestellt und im folgenden beschrieben :
Ein analoger Messwert in Gestalt eines Druckes wird über eine Leitung 1 auf ein Bourdonrohr 2 gegeben, durch das ein um eine Achse 3 drehbarer Zeiger 4 bewegbar ist. Der Zeiger 4 trägt eine Fahne 5. Ein Abtastarm 6 mit einem induktiven Abgriff 7 wird über ein Getriebe 8,9 von einem Schrittmotor 10 angetrieben.
Der Schrittmotor 10 wird von einer Schaltungsanordnung gesteuert, die zwei Flip-Flops 11 und 12 aufweist, von denen das eine den Vorwärts- und das andere den Rückwärtslauf des Schrittmotors einschaltet. Die beiden Flip-Flops 11 und 12 steuern zwei UND-Gatter, auf die von einer Leitung 13 parallel Fortschaltimpulse gegeben werden, die von den UND-Gattern entweder auf einen Vorwärts- oder einen Rückwärts-Eingang eines Motorverstärkers 14 gegeben werden. Der Motorverstärker 14 für den Schrittmotor 10 ist in bekannter Weise mit digitalen Bausteinen aufgebaut.
Zur Abfrage der Zeigerstellung wird ein Abfragekontakt 15 geschlossen und damit das Flip-Flop 11 in einen solchen Zustand gebracht, dass die Fortschaltimpulse auf den Vorwärts-Eingang des Verstärkers 14 gegeben werden.
Der Motor 10 bewegt dann den Abtastarm 6 schrittweise weiter bis er den Zeiger 4 erreicht.
Dann taucht die Fahne 5 in den induktiven Abgriff 7 ein und dieser gibt über die Leitung 16 einen Schaltimpuls auf das Flip-Flop 12. Hiedurch wird dieses Flip-Flop 12 umgekippt und es kippt über die Verbindung 17 zugleich das Flip-Flop 11. Somit wird der Drehsinn des Schrittmotors 11 umgekehrt. Der Schrittmotor 10 bringt dann den Abtastarm 7 in seine Ausgangslage zurück. Dann wird der Kontakt 18 geschlossen und über eine Leitung 19 ein Rückstellimpuls auf das Flip-Flop 12 gegeben. Der Schrittmotor 10 ist wieder in Ruhe.
Die auf den Vorwärts-Eingang des Motor-Verstärkers 14 gegebenen Fortschaltimpulse werden ausserdem über einen Verstärker 20 auf einen elektro-mechanischen Zähler 21 gegeben. Der Zähler 21 liefert also einen digitalen Ausgang, der proportional der Auslenkung des Zeigers ist.
Man kann auch gegebenenfalls nicht nur die Vorwärts-Impulse sondern statt dessen oder zusätzlich auch die Rückwärts-Impulse auf den Zähler 21 geben. Das ermöglicht eine leichte Anpassung an verschiedene nachfolgende Systeme.
Durch die Drehpendelbewegung des Abtastarmes 6 wird gegenüber einer durchgehend rotierenden Bewegung eine Verringerung der Geräte-Baugrösse erzielt. Ein weiterer Vorteil der Drehpendelbewegung besteht darin, dass der Abtastarm nach jeder Abfrage wieder in der Nullstellung steht, so dass er sofort wieder für eine neue Abfrage zur Verfügung steht.
Die Verwendung von Schrittschaltmotoren ermöglicht es, diese gegebenenfalls von eigensicheren
<Desc/Clms Page number 3>
Netzgeräten zu betreiben, wodurch weitere Explosionsschutzmassnahmen entbehrlich werden. Es können durch ein gemeinsames umschaltbares Abtastglied zwei Messwerke wahlweise abtastbar sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Analog-Digital-Wandler, bei dem ein analoger Messwert auf ein Ausschlagmesswerk gegeben, der Ausschlag eines Anzeigegliedes durch ein Abtastglied abgetastet und eine dem Ausschlag entsprechende Anzahl von Impulsen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastglied (6) von einem Schrittmotor (10) angetrieben wird und die Fortschaltimpulse des Schrittmotors (10) bis zum Erfassen des Anzeigegliedes (4) den digitalen Ausgang des Wandlers bilden.
EMI3.1
Zeiger (4) und das Abtastglied ein dazu gleichachsig verdrehbarer Arm (6) ist.