CH365408A - Elektronischer Summenzähler - Google Patents

Description

      Elektronischer        Summenzähler       Die Erfindung betrifft einen Summenzähler zum  Summieren von Impulsen, welche durch voneinander  unabhängige Geberinstrumente, z. B.     Elektrizitäts-          zähler,    abgegeben werden und zeitlich     ganz    oder teil  weise zusammenfallen können, bei dem die Impulse  gespeichert und periodisch einer Zählvorrichtung zu  geführt werden.  



  Solche Summenzähler wurden bisher als elektro  mechanische Geräte ausgeführt, bei denen durch die  Impulse besondere, den einzelnen     Geberinstrumenten     zugeordnete Relais betätigt werden, die dann peri  odisch durch eine besondere     Abtasteinrichtung    auf  ihre Stellung geprüft werden. Falls sich eines von  ihnen während des     Abtastens    in der dem Empfang  eines Impulses entsprechenden Stellung befindet,  wird eine gemeinsame     Zählvorrichtung    betätigt. Diese  Einrichtung ist verhältnismässig     kompliziert    und  wegen der beweglichen mechanischen Teile dem Ver  schleiss ausgesetzt.  



  Es ist auch bereits ein Summenzähler vorgeschla  gen worden, bei dem der     Speicherungs-    wie auch der       Abtastvorgang        elektronisch    unter Verwendung von  Entladungsröhren durchgeführt wird. Dieser Sum  menzähler     ist    jedoch ebenfalls     verhältnismässig    kom  pliziert, nimmt viel Raum in Anspruch und     ist    haupt  sächlich wegen der beschränkten Lebensdauer der  Röhren nicht genügend     betriebssicher.     



  Die vorliegende Erfindung     betrifft    einen elektro  nischen     Summenzähler,    zum Summieren von Im  pulsen, die durch voneinander unabhängige Geber  instrumente abgegeben werden und zeitlich ganz oder  teilweise zusammenfallen können, mit den     einzelnen     Geberinstrumenten zugeordneten     Impulsspeichern,     einer gemeinsamen     Abtastvorrichtung,    welche die       einzelnen    Speicher periodisch abtastet, und einem  Ausgangsteil, welcher eine Zählvorrichtung betätigt,  bei dem die erwähnten Nachteile dadurch umgangen    sind, dass die Speicher D als     bistabile        Multivibratoren     ausgebildet     sind,

      die     Abtastvorrichtung    aus bistabilen  Stufen in     Ringschaltung    H besteht und der Ausgangs  teil einen die Zählvorrichtung Z betätigenden, als  Verstärker     wirkenden    monostabilen     Multivibrator   <B>E -</B>  aufweist.  



  Durch diese Anordnung wird die Anwendung von  Transistoren und die Ausnutzung     ihrer    Vorteile, wie       lange        Lebensdauer,    geringer     Raumbedarf    und Strom  verbrauch, ermöglicht.  



       In    der Zeichnung ist ein     Ausführungsbeispiel    der  Erfindung schematisch dargestellt.  



  An die Klemmen 1, 2 ist die von einem Geber  instrument, z. B. Elektrizitätszähler, kommende Im  pulsleitung angeschlossen. Die     Impulse    werden über  einen Gleichrichter 3 der Spule 4 eines     Kontroll-          zählers    A mit dem Zählwerk 5 und über einen Kon  densator 6 an einen durch Transistoren 7, 8, Wider  stände 9 bis 14 und Kondensatoren 15, 16 gebil  deten monostabilen     Multivibrator,    der     als    Impulsver  stärker und     Impulsformer    B wirkt, weitergeleitet.

   An  den Impulsformer B ist über Kondensatoren 28, 29,  Widerstände 22, 23 und Gleichrichter 32, 33 ein als  Impulsuntersetzer C     wirkender,        bistabiler    Multi  vibrator angeschlossen, der aus zwei Transistoren 17,  18, sieben Widerständen 19, 20, 21, 24, 25, 26, 27,  zwei Kondensatoren 30, 31 und den Gleichrichtern  32, 33 besteht. Der Impulsuntersetzer C ist über  einen Kondensator 34 und einen Gleichrichter 35 mit  einem als Impulsspeicher D dienenden, bistabilen       Multivibrator,    der aus Transistoren 36, 37, Wider  ständen 38 bis 44 und Kondensatoren 45, 46 besteht,  verbunden.  



  Jedem Geberinstrument ist     eine    derartige, aus       einem    Kontrollzähler<I>A,</I> einem Impulsformer<I>B,</I>  einem Impulsuntersetzer C und einem     Impulsspeicher         D bestehende Einheit zugeordnet. Diese Einheiten  sind je über einen Kondensator 48 und eine Klemme  S an eine gemeinsame Sammelschiene 47 angeschlos  sen, welche mit einem durch Transistoren 49, 50,  Widerstände 51 bis 55 und einen Kondensator 56  gebildeten, als Ausgangsverstärker E wirkenden  monostabilen     Multivibrator,    der das Zählwerk Z be  tätigt, verbunden ist.  



  Weiter ist an     Wechselstromklemmen    57, 58 über  einen Transformator 59 und einen Kondensator 60  ein aus Transistoren 61, 62, Widerständen 63 bis  69 und     einem    Kondensator 70 bestehender     Schmitt-          Trigger    angeschlossen, der als Impulserzeuger F  wirkt. Dieser ist über Kondensatoren 71, 72, Wider  stände 78, 79 und Gleichrichter 86, 87 mit einem  durch Transistoren 73, 74, Widerstände 75 bis 77,  80 bis 83 und Kondensatoren 84, 85 gebildeten,  bistabilen     Multivibrator    verbunden.

   An den aus den  Elementen 71 bis 87 bestehenden     Impulsuntersetzer     G ist über einen Kondensator 88 eine durch zwei       hintereinandergesehaltete        bistabile        Multivibratoren          gebildete    zweistufige     Ringzählschaltung    H, die zur       Abtastung    der Impulsspeicher D dient, angeschlossen.  Die bistabilen     Multivibratoren    der letzteren bestehen  jeweils aus zwei Transistoren 89, 90, Widerständen  91 bis 96 und Kondensatoren 97, 98.

   Der gemein  samen Kopplung der beiden bistabilen     Multivibra-          toren    zu einer     Ringzählschaltung    H dienen Wider  stände 99, 100 und Kondensatoren 101, 102. Jeder  der     Multivibratoren    der     Ringzählschaltung    H ist über  eine     Ausgangsklemme    K, einen Kondensator 103 und  einen Gleichrichter 104 an einen der Impulsspeicher  D angeschlossen. Die ganze Einrichtung wird von der  Gleichstromquelle -U, O gespeist.  



  Die Anzahl     Stufen    der     Ringzählschaltung    H ent  spricht der an sich beliebigen Anzahl der Geberinstru  mente, deren Impulse summiert werden sollen, und  daher auch der Anzahl der Impulsspeicher D. Da  in der Zeichnung     einfachheitshalber    nur eine zwei  stufige     Ringzählschaltung    H dargestellt ist, dient die       beschriebene    Anordnung der Summenbildung der von  zwei Geberinstrumenten abgegebenen Impulse.

   Dar  gestellt wurde die erste, aus den     Teilen   <I>A, B, C, D</I>  bestehende Einheit, welche über die Klemme     Kl    mit  der ersten Stufe der     Ringzählschaltung    H und über die  Klemme     S1    mit der Sammelschiene 47 verbunden  ist. Die zweite Einheit ist in gleicher Weise über die  Klemmen K2, S2 angeschlossen zu denken     usw.     



  Die über die Impulsleitung 1, 2 eintreffenden Im  pulse werden im Kontrollzähler A gezählt und im  nachfolgenden Impulsformer B verstärkt und geformt,  das heisst in eine     Rechteckform    umgewandelt. Der  im nachfolgenden Impulsuntersetzer C vorhandene  bistabile     Multivibrator    kippt nach jedem Impuls von  der einen stabilen Lage in die andere um und gibt  dabei nach jedem zweiten Kippen einen Impuls an  den Impulsspeicher D weiter.

   Der den Impulsspeicher  D bildende     bistabile        Multivibrator    kippt jeweils nach  jedem bei ihm ankommenden Impuls von seinem  ursprünglichen stabilen Zustand in den zweiten sta-         bilen    Zustand um und verbleibt in diesem Zustand  so lange, bis ein     Abtastimpuls    der     Ringzählschaltung     <I>H</I> dem betreffenden Impulsspeicher<I>D</I> zugeführt  wird.  



  Von den     Wechselstromklemmen    57, 58 wird  Wechselstrom über den Transformator 59 dem Im  pulserzeuger F     (Schmitt-Trigger)    zugeführt, der wäh  rend jeder     Wechselstromperiode    einen kurzen Impuls  erzeugt und an den nachfolgenden Impulsuntersetzer  G weiterleitet. Letzterer sendet nach jedem zweiten,  vom Impulserzeuger F ankommenden Impuls einen  Impuls an die     Ringzählschaltung    H weiter. In letz  terer wird durch jeden erhaltenen Impuls der bistabile       Multivibrator    der nachfolgenden Stufe zum Kippen  gebracht und überträgt einen     Abtastimpuls    an den  mit diesem verbundenen Impulsspeicher D. Nach der  letzten Stufe folgt wieder die erste usw.

   Bei der ge  zeichneten zweistufigen Ausführung übertragen die  beiden Stufen abwechselnd in gleichen Zeitintervallen       Abtastimpulse.     



  Wird ein solcher     Abtastimpuls    dem Impuls  speicher D zugeführt, und befindet sich dieser in  gekipptem Zustand, das heisst, hat er einen     Mess-          impuls    empfangen, so wird er in den ursprünglichen  Zustand zurückgekippt, wobei gleichzeitig ein Im  puls über den Verstärker E dem Summenzähler Z  zugeleitet wird. Befindet sich dagegen der Impuls  speicher D im nicht gekippten Zustand, das heisst, hat  er keinen     Messimpuls    erhalten, so kann durch den       Abtastimpuls    der     Ringzählschaltung    H kein Zurück  kippen stattfinden, und es wird kein Impuls an  den Ausgangsverstärker E weitergegeben.  



  Selbstverständlich kann die nur als Beispiel ge  zeigte Anordnung je nach Bedarf abgeändert werden.  Abgesehen von der bereits erwähnten Anzahl der  Stufen der     Ringzählschaltung    H können auch den  Impulsuntersetzern C bzw. G weitere gleiche Impuls  untersetzer nachgeschaltet werden, oder diese können  überhaupt entfallen. Die Impulsuntersetzer C haben  die Aufgabe, verschiedene     Zählimpulswerte    der ein  zelnen Summanden einander anzugleichen, damit nur  gleichwertige Impulse im gemeinsamen Zählwerk Z  zur Anzeige gelangen.

   Die Impulsuntersetzer G die  nen zur Einstellung der Frequenz der     Abtastimpulse.     Um beliebige     ganzzahlige        Untersetzungsverhältnisse     zu erhalten, können auch mehrere, hintereinander  geschaltete     Multivibratoren    in einer     Ringzählschal-          tung    angeordnet sein. Der Impulserzeuger F hat zu  sammen mit dem nachgeschalteten Impulsuntersetzer  G die Aufgabe, der     Ringzählschaltung    H eine zeit  lich regelmässige (periodische) Folge von Impulsen  zu liefern. Diese regelmässige Folge von Impulsen  kann jedoch prinzipiell auch auf eine beliebige andere       Art    gewonnen werden.  



  Die Kontrollzähler A und unter Umständen auch  die Impulsformer B können wegfallen, da diese für  die Funktion der Einrichtung nicht unbedingt not  wendig sind.  



  Obwohl die einzelnen Stufen der     Ringzählschal-          tung    H als zwei Transistoren enthaltende, bistabile           Multivibratoren    gezeichnet worden sind, ist es mög  lich, bei Verwendung geeigneter Transistoren diese  Stufen mit je einem einzigen Transistor auszuführen.  



  Die beschriebene Einrichtung kann anstatt mit  Transistoren auch z. B. mit Elektronen- bzw. Ent  ladungsröhren oder auch mit magnetischen Schalt  elementen aufgebaut werden. Die grössten Vorteile  werden jedoch bei der Verwendung von Transistoren  erzielt. Da die verwendeten Transistoren ausnahmslos  wie Schalter arbeiten, ist die dargelegte Einrichtung  gegen Spannungsschwankungen, Temperaturänderun  gen und     Alterungserscheinungen    der einzelnen Kom  ponenten weitgehend unempfindlich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektronischer Summenzähler zum Summieren von Impulsen, die durch voneinander unabhängige Geber instrumente abgegeben werden und zeitlich ganz oder teilweise zusammenfallen können, mit den einzelnen Geberinstrumenten zugeordneten Impulsspeichern (D), einer gemeinsamen Abtastvorrichtung, welche die einzelnen Speicher periodisch abtastet, und einem Ausgangsteil, welcher eine Zählvorrichtung betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicher (D) als bistabile Multivibratoren ausgebildet sind, die Ab tastvorrichtung aus bistabilen Stufen in Ringschal tung (H) besteht und der Ausgangsteil einen die Zählvorrichtung (Z) betätigenden, als Verstärker wir kenden monostabilen Multivibrator (E) aufweist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jedem als Speicher (D) wirken den bistabilen Mu'ltivibrator ein als Impulsformer (B) wirkender, monostabiler Multivibrator vorgeschal tet ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass dem als Speicher (D) wirkenden, bistabilen Multivibrator bistabile Stufen als Impuls untersetzer (C) vorgeschaltet sind. 3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 2, d'ad'urch gekennzeichnet, d'ass die bistabi- len Stufen des Impulsuntersetzers (C) in Ringzähl schaltung angeordnet sind. 4.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass dem als Speicher (D) wirkenden, bistabilen Multivibrator ein Kontrollzähler (A) vor geschaltet ist. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, d'ass den die Abtastvorrichtung (H) bil denden, bistabilen Stufen ein an eine Wechselspan nungsquelle angeschlossener Schmitt-Trigger als Im pulserzeuger (F) vorgeschaltet ist. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, d'ass den die Abtastvorrichtung (H) bil denden, in Ringzählschaltung geschalteten, bistabilen Stufen weitere bistabile Stufen als Impulsuntersetzer (G) vorgeschaltet sind. 7. Einrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den als Abtastvorrichtung (H) wirkenden, bistabilen Stu fen vorgeschalteten bistabilen Stufen des Impulsunter setzers (G) in Ringzählschaltung geschaltet sind. B.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Schaltelemente der Multivibratoren, Ver stärker und Stufen der Ringzählschaltungen Tran sistoren sind.