DD200241A1 - Selbsttaetiges system zur selektion von elektrischen messgroessenverlaeufen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung dient zur Messwerterfassung, -uebertragung und -verarbeitung und hat die Aufgabe, eingeschwungene Messwerte, die einen grossen, sich quantitativ aendernden Werteumfang und eine relativ geringe Dynamik besitzen, in einem gewaehlten Messintervall mit einem konstanten, vorwaehlbaren Aufloesungsvermoegen selbsttaetig zu erfassen und die Informationsbreite innerhalb des gewaehlten Intervalls zu erhoehen. Der angelegte Messgroessenverlauf wird in einen gespeicherten, von den Extremwerten des Messgroessenverlaufs bestimmten Grundwert und einen auf diesen additiv bezogenen Messwert zerlegt, der in einem durch frei vorwaehlbare obere und untere Grenzen festgelegten und waehrend der Messung konstanten Messintervall bestimmt ist. Der durch einen Messgroessensummierer gebildete Messwert wird einem, die Referenzspannung uref 1 und uref 2 enthaltenden Fensterdiskriminator zugefuehrt, der das digitale Zaehler-Speicher-System derart ansteuert, dass der Grundwert ueber die zwischengeschalteten Ausgabeverstaerker, Inverter und Messgroessensummierer zum Messgroessenverlauf addiert wird, worauf ein Messwert vorteilhaft auf den Wert (Formel) eingezaehlt wird. Fig. 3

Description

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Selbsttätiges System zur Selektion von elektrischen l.Ießgrößenverläufen

Die Erfindung betrifft ein selbständiges System zur Selektion von elektrischen Lleßgrößen und kommt bei der Lleßwerterfassung,-übertragung und -verarbeitung zum Einsatz. Die Erfindung ist dort anzuwenden, wo ein hoher Signalpegel im eingeschwungenen Zustand auf kleinste Ließwertänderungen zu raeßtechnischen oder regelungstechnischen Zwecken erfaßt werden soll.

Die Anwendung bei der Meßwertcrfassung gewährleistet ein konstantes, vorv/ählbares und hohes Auflösungsvermögen bei unterschiedlichem ueßviQTtvmfang.

Bei der Ileßvertübcrtragung über Datenkanäle kann die aur Verfügung stehende Bandbreite bzw. bit-bänge für das interessierende Iießintervall in serieller (multiplex) oder paralleler Ubertragungsweice stets mit konstanter LIe ßwer tauflösung betrieben v/erden. 3ei der Anwendung des Systems für die I.Ießwertgewinnung und -verarbeitung zur Steuerung von kybernetischen Systemen im allgemeinen, z. B. zur Roboternteuerung bietet es durch die Bildung von Grundwerten (Voröustierung) und Ileßwerten (Feinjustierung) die Möglichkeit, trotz eines hohen u'erteumfanges der Meßgröße eine präzise Regelung auszuführen.

Weitere Anwendungsfälle ergeben sich dort, wo für Meßwerterfassungen im allgemeinen eine nullkorrektur der IJeßwerto innerhalb eines vorgewählten Ileßintervalls erfolgen soll.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Aus der Anwendungstechnik ist die Ektremwerterfassung und -speicherung eines elektrischen Jpannungsverlaufes für solche Fälle bekannt, wo kurzzeitige Lleßwertänderungen, z. B. Kraft, Dehnung, Beschleunigung usw. auftreten, die mit Hilfe von Dehnmeßstreifen in elektrische Spannungsimpulse umgesetzt werden, deren Maximalwerte erfaßt und gespeichert

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jedoch nicht einer Selektion dieser Meßgrößen in vorgewählten Bereichen dienen. (Spitzenwertspeicher),

Der in der Zeitschrift "radio fernsehen elektronik" 28 (1979) 3, S. 175 beschriebene digitale Spitzenspannungsmesser und der in der gleichnamigen Zeitschrift 20 (1971) 21, S. 694, 704-7 behandelte analoge Spitzenspannungsmesser arbeiten nach dem Prinzip der sukzessiven Approximation» Beide sind für die Ermittlung von Spitzenwerten, deren Darstellung sowie Speicherung geeignet, eine Anwendung zur stetigen, kontinuierlichen Erfassung des gesamten Meßwertverlaufs ist jedoch nicht möglich»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein selbsttätiges System zur Selektion von elektrischen Meßgrößen zu schaffen, das einfach im Aufbau ist und bei Einschränkung des technischen Aufwandes eine kontinuierliche, selbsttätige Meßwertselektion mit hohem Auflösungsvermögen ermöglicht, um vorhandene Übertragungskapazitäten optimal auszulasten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eingeschvmngeno Meßwerte, die einen großen, sich quantitativ ändernden Werteumfang und eine relativ geringe Dynamik besitzen, in einem gewählten Meßintervall iait einem konstanten, vorv/ählbaren Auflösungsvermögen selbsttätig zu erfassen und die Infomationsbreite innerhalb des gewählten Intervalls zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird in den selbsttätigen System zur Selektion von elektrischen Meßgrößenverläufen die angelegte Ileßgröße in einen gespeicherten, von den Extremwerten des Ueßgrößenverlaufs bestimmten Grundv/ert und einen auf diesen additiv bezogenen Meßwert zerlegt. Dieser ist in einem durch frei, vorwählbare obsre und untere Grenzen festgelegten und während der Lies sung konstanten Meßintervall bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt dadurch, daß der durch den Ucßgroßensunmierer gebildete Meßwert einem i'ensterdiskiminator zugeführt wird, der das digitale Zahler-Speichersystem derart ansteuert, daß ein Grundwert über die zwischengeschaltetsn Ausgabeverstärker, Inverter und Meßgrößensummierer zum Lleßgrößenverlauf addiert wird« Dadurch wird ein Meßwert

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vorteilhaft auf den Viert uref 1 + uref 2 eingezahlt. Danach eilt für diesen Meßwert das Ließintervall gemäß der Referenzspannungen uref 1 bis uref 2.

In der zugehörigen Schaltungsanordnung steuert ein, von einem Meßgrößensummierer angesteuerter, die Referenzspannungen uref 1 und uref 2 enthaltender b'ensterdiskriminator einen digitalen Vor-Rückwärtszähler mit Speicher an. Dieser führt einen Spannungswert über einen Digital-Analogv/andler, einen Ausgabeverstärker und einen Inverter dem Ueßgrößensuramierer zu.

Ausführидgsbeispie1

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles und der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden»

Bs zeigen

Pig. 1 - Ließgrößenverlauf in eingeschwungenem Zustand in einem vorgegebenen Ileßintervall mit hoher Auflösung und sich additiv auf den Grundwert beziehend

Pig, 2 - Treppenspannung,

KLg. 3 - Schaltungsanordnung zur Selektion von elektrischen Lleßgrößenverläufen.

Wie in Pigur 1 dargestellt, schaltet bei Überschreiten des Kbßintervalls KI durch den Lleßwert U ein Pensterdiskrirainator 2, bestehend aus Komparator 1 und 2, ein digitales Zähler-Speicher-System 3 derart, daß der Grundwert U gebildet wird und bei Erreichen des eingeschwungenen Meßwertverlaufs durch die vorgev/ählten Referenzspannungen uref 1 und uref 2 mittels des Pensterdiskriminators 2 ein Preiraum geschaffen v/ird, der eine zusätzliche Darstellung des Meßwertes U mit einer hohen Auflösung gestattet und sich quantitativ auf den gebildeten Grundwert U~ bezieht.

Die in Pig. 2 gezeigte Treppenspannung U v/ird mittels eines Zählers durch eine sukzessive Approxination des Ließwert Verlaufs in Abhängigkeit von der Taktfrequenz P„ gebildet, Während der Zählsperre Ecd im eingeschv/ungenen Zustand des Heßgrößenveriaufs U ,„ wird der Grundwert

U_n digital eingespeichert und über einen D/A-Wandler 4 ausgegeben, u

Der Iiießgrößenverlauf U. wird entsprechend Pig. 3 einem Ueßgrößensuratnierer 1 zugeführt. Von der Meßgröße wird im Meßgrößensummierer 1

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durch Zuführung des invertierten Grundwertes -U₀ ein Meßwort U„ selektiert. Der invertierte Grundwert -U wird über eine Regelschleife, bestehend aus dem Pensterdiskririinator 2, dem digitalen Zähler-Speichersystem 3» dem D/A-Vi'andler 4, dem Ausgabeverstärker 5 und dem Inverter 6, gebildet. Dieser Meßwert U. wird einem Fönsterdiskriminator 2 zugeführt, der einen digitalen Vor-Rückwärtszähler mit Speicher 3 derart ansteuert, daß über den D/A-Wandler 4 und Anzeigeverstärker 5 ein Grundwert U gebildet wird, der von dem Lleßgrößenverlauf U mittels Inverter б und Ließgrößensummierer 1 subtrahiert wird und einen Meßwert IL. in dem mittels der vorgewählten Referenzspannung uref 1 und uref 2 einzustellenden Ileßintervall Ш zuläßt· Sie so entstandenen V/erte Grundwert U„ und LIeßv/ert TJ,_T können zum Bei-

(І ill

spiel über die Ausgabeverstärker 5, wie Grundwertausgabeverstärker analog 7, Grundwertverstärker digital 8 und LIeßwertausgabeverstärker analog 9 sowie über den durch den A/D-;/andler 10 angesteuerten Ausgabevers-tärker digital 11 wahlweise digital oder analog dargestellt werden und stehen zur Ileßwertverarbeitung beispielsweise in kybernetischen Regelkreisen oder der Datenübertragung zur Verfügung.

Claims (2)

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   Erfindungsansprüche'

   !.Selbsttätiges Sty-stem zur Selektion von elektrischen Ließgrößenverläufen unter Verwendung eines digitalen Zähler-Spoicher-Systems und eines Digital- Analog-'./andlers, dadurch gekennzeichnet, daß der angelegte I.Ießgrößenverlauf in einen gespeicherten, von den Uxtretnwerten des Heßgrößenverlaufs bestimmten Grundwert und einen auf diesen additiv bezogenen Ließwert zerlegt wird, der in einem durch frei vorwählbaro obere und untere Grenzen festgelegten und während der Messung konstanten Jileßintervall bestimmt ist, indem der durch den Lleßgrößensummierer (1) gebildete l.Ießwert einem Fensterdiskriminator (2) zugeführt wird, der das digitale Zähler-Speicher-System (3) derart ansteuert, daß der Grundwert über· einen zv/ischengeschalteten Ausgabeverstärker (5) und Inverter (6) sowie den Ueßgrb'ßcnsuraiiierer (1) zum Meßgrößenverlauf addiert wird, wodurch der Ließwert vorteilhaft auf den "./ert uref. .1 +

   2 urof 2_ eingezählt wird und nach dem Einzählen für diesen Meßwert das lleßintorvall gemäß den Referenzspannungen uref 1 bis uref 2 gilt.
2. 2. Schaltungsanordnung zur Selektion von elektrischen Heßgrößen unter Verwendung eines auf dem Koiapensationsprinzip arbeitenden Aiialog-Digital-Vandlers, gekonnzeichnet dadurch, daß ein'von einem Ließgrößensimnierer (1) angesteuerter, die lieferenzspannungen uref 1 und uref 2 enthaltender Pensterdiskriminator (2) einen digitalen Vor-Rückwärtszähler mit Speicher (3) ansteuert, der einen Spannungswert über einen Digital-Analog-wandler (4), einen Аизgäbeverstärker (5) und einen Inverter (6) dem IJeßgrößensummierer (1) zuführt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen