DE2215813C3 - Schaltungsanordnung zur Bestimmung einer Bewegungsgröße, insbesondere Winkelgeschwindigkeit eines rotierenden Teiles - Google Patents

Description

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F i g, 1 entiialtcnen Auswerteeinrichtung als Funk- wird mit steigender Frequenz des Taktgebers 7 auf tion der Zeit nach verschiedenen Zeitintervallen. immer kleinere Werte eingestellt. Es sei angenom-Die in Fig.] veranschaulichte Schaltungsanord- men, daß sich die Winkelgeschwindigkeit und damit nung dient zur Bestimmung der Winkelgeschwindig- auch die Frequenz des Meßwertfühlers 1 linear ankeit und gleichzeitig der Winkelbeschleunigung eines 5 steigend ändert. Dann erhiilt man am addierenden rotierenden Teiles, wobei der jeweilige Wert der Eingang 4 des Impulszählers 2 einen Zählstand entWinkelgeschwindigkeit der Frequenz eines seitens sprechend der Parabel kurve λ von F ig, 2 und an eines Meßwertfühlers 1 kontinuierlich abgegebenen dem subtrahierenden Eingang 6 einen Zählstapd cnt-Pulses proportional ist, Der Meßwertfühler 1 liegt sprechend der Parabelkurveb von Fig, 2, jeweils als über einen Pulsformer3 unmittelbar an einem addie- io Funktion der Zeit/. Da der durch den addierenden renden Eingang 4 eines als numerischer Integrator Eingang 4 hervorgerufene Zählstand erst nach einem wirksamen Impulszählers 2 und über ein Verzöge- vorgegebenen Zeitintervall to kompensiert wird, worungsglied S an einem subtrahierenden Eingang 6 des bei dieses Zeitintervall der Verzögerungszeitkon-Impulszählers 2. stante des Verzögerungsglicdes 5 entspricht, wird der Mittels eines Taktgebers 7 kann sowohl über einen 15 durch den addierenden Eingang 4 hervorgerufene gesonderten Steuereingang (in F i g. 1 mit Doppel- Zählstand als Funktion der Zeit steigend überwiegen, pfeil versehen) auf den Impulszähler 2 ein Rückstell- wobei sich als resultierender Zählstand in dem _T: puls als auch über einen gesonderten Steuereingang Schaubild von F i g. 2 eine nicht durch den Ursprung I (durch einen Doppelpfeil in Fig. 1 dargestellt) die verlaufende Geradeg ergibt. Die Steigung dieser Gef . Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung5 entspre- ao radeng stellt die gesuchte (als konstant angenom-I chend beeinflußt werden. mene) Winkelbeschleunigung dar.
ρ Befindet sich der Taktgeber? außer Betrieb, so Auf Grund des vorangehend erläuterten Wir-I kann mit der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 Ie- kungsprinzips kann die Beschleunigung in Zeitinter-I diglich die Winkelgeschwindigkeit bestimmt werden. vallen to angezeigt werden, und zwar mit einer se ho- ί Nach einem zur Messung nicht brauchbaren An- 25 hen Wiederholungsfrequenz (wenn nur die Zeitinter-I fangszeitintervali, in welchem Impulse lediglich an vallefo gering genug gewählt werden), daß eine j! den addierenden Eingang 4, wegen der Zeitkonstante quasi-kontinuierliche Anzeige an dem Ziffernanzei- |, des Verzögerungsgliedes 5 jedoch nicht an den sub- ger9 bzw. dem Digital/Analog-Wandler 11 möglich § trahierenden Eingang 6 des Impulszählers 2 gelan- ist. Wesentlich hierbei ist nur, daß der Impulszäh-I gen, baut sich in diesem ein Zählstand auf, der — 30 ler2 nicht schon dann von dem Taktgeber? auf Null I 1 unter der Voraussetzung, daß die Winkelgeschwin- zurückgestellt wird, wenn von dem Verzögerungs-I digkeit konstant bleibt — an dem Ausgang des Im- glied 5 die Ausgangsimpulse noch nicht an dem sub-I pulszählers2 einen konstanten Zählstand hervorruft, trahierenden Eingang 6 abgelangt sind. Dies läßt sich I da nach dem für die Messung unbrauchbaren An- indessen durch geeignete Abstimmung der Frequenz I fangszeitintervali die am subtrahierenden Eingang 6 35 des Taktgebers 7 auf die Zeitkonstante des Verzöge-I auftretenden Impulse den am addierenden Eingang 4 rungsgliedes 5 erreichen. Bei richtiger Abstimmung I \ auftretenden Impulse die Waage halten. Langsame dieser Größen erhält man danach, wie dies in F i g, 3 t i Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit führen zu veranschaulicht ist, schnell hintereinander auftre-ί einer langsamen Zu- oder Abnahme des Zählstandes tende Auswertungen der zu messenden Winkelbe-

* des Impulszählers 2, die an dessen Ausgang ablesbar 40 schleunigung entsprechend Werten Vu, Vu, V"u... I; ; ist. Der Ausgang des Impulszählers ist sowohl mit Die in Fig.3 veranschaulichte Verbindungskurve I einem auf- und abwärts zählenden Zifferanzeiger 9 der ermittelten digitalen Winkelbeschleunigungswerte %■. < als auch mit einem einen Bestandteil einer Auswerte- entspricht hierbei der analogen Ausgangsgröße des I ! 'schaltung 10 bildenden Digital/Analog-Wandler 11 Digital/Analog-Wandlers 11.

ρ verbunden. 45 Dem Digital/Analog-Wandler 11 ist in der Aus-

|| - Das in F i g. 1 veranschaulichte Verzögerungs- werteschaltung 10 ein Schwellwertdiskriminator 12

# glied 5 kann als Vierpol in T-Schaltung ausgebildet nachgeordnet, der beim Vorliegen eines vorgegebe-I sein. nen Wertes der Winkelbeschleunigung über einen I Soli mit der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 die Leistungsverstärker 13 ein Ausgangssignal an ein I '-■ Winkelbeschleunigung bestimmt werden, so muß der 50 Stellglied 14 abgibt. Das Stellglied 14 kann beispiels-I - Taktgeber? in Betreib gesetzt sein. Es erfolgt danach weise im Sinne einer Reduzierung der angezeigten I - eine periodische Rückstellung des Impulszählers 2 je hohen Winkelbeschleunigung wirksam sein, um bei-I ' ,, .nach einem Zeitintervall to (vgl. Fig. 2 und 3), wel- spielsweise das Blockieren eines Rades eines Fahr-I ches der Schwingungsdauer des Taktgebers? em zeuges auf dem Boden durch entsprechende Lösung !"' spricht. Die Zeitkonstante des Verzögerungsgliedes 5 55 einer Bremse zu beseitigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Sperrstufe, den zusätzlichen Zärsler und cjcn Spei- Patentansprüche: eher. Der Taktgeber bewirkt in durch seine Eigenzeit · bestimmten Zeitmomenten die öffnung und Sperrung

1. Schaltungsanordnung zur Bestimmung einer des zusätzlichen Zählers, die Übernahme des Zähl-

Bewegungogröße, insbesondere Winkelgeschwin- ö Standes desselben in den Speicher, die Löschung

v. ,digkeit eines rotierenden Teiles, deren jeweiliger des Zählers und das Löschen bzw. Setzen des Spci-

Wert der Frequenz eines seitens eines Meßwert- chers. Damit kann die erste Ableitung der in die

fühlers kontinuierlich abgegebenen Pulses pro- Schaltungsanordnung eingespeisten Bewegungsgröße

.portional ist bzw. zur Bestimmung der ersten ermittelt werden, im Falle einer Geschwindigkeit also

zeitlichen Ableitung dieser Bewegungsgröße, ins- io die Beschleunigung. Aufwendig ist in diesem Zusam-

besondcre? Winkelbeschleunigung, mit einen] als , menhang, daß zur Bestimmung der ersten Ableitung

numerischer Integrator wirksamen Impulszähler, ■ der Bewegungsgröße zusätzlich zu den für die Be-

J welcher einen unmittelbar mit dem Puls beauf- Stimmung der Bewegungsgröße selbst erforderlichen

schlagten addierenden Eingang und einen über Bauelementen noch die Sperrstufe, der zusätzliche

• ein Verzögerungsglied beaufschlagten subtrahie- 15 Zähler und der Speicher erforderlich sind, die sämt-

I renden Eingang aufweist und dessen jeweiliger Hch von dem Taktgeber gesteuert werden müssen.

i Zählstand der Bewegungsgröße entspricht, und Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung- einer

j" mit einem auf die Ausgangsgröße des Impulszäh- demgegenüber vereinfachten Schaltungsanordnung,

I lers zumindest mittelbar wirksamen Taktgeber welche — ausgehend von einer Schaltungsanordnung

I von einstellbarer Taktfrequenz, welcher zur Ab- ao zur Bestimmung der Bewegungsgröße selbst gemäß

1 :gabe eines Zählstand-RücksteHsignals zwecks der eingangs erwähnten deutschen Auslegeschrift

I Festlegung einer Integrationszeitbasis ausgebildet 1235 051 — zusätzlich die Gewinnung der ersten

I ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung dieser Bewegungsgröße mit einem mög-

I Ausgangsgröße des Taktgebers (7) an einem liehst geringen Mehraufwand an Bauelementen er-

! Rückstelleingang des Impulszählers (2) und zu- 35 möglicht, wobei die Gewinnung der Ableitung der

£ sätzlich als Steuersignal an dem Verzögerungs- Bewpgungsgröße hinsichtlich der Länge der Differen-

I glied (5) liegt. tiale nach der Zeit variiert werden kann, ohne daß

I 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- hierbei irgendwelche Meßfehler entstehen. Erreicht

I durch gekennzeichnet, daß das Verzögerungs- wird dies dadurch, daß die Ausgangsgröße des Takt-

' I glied (5) ein Vierpol in !-Schaltung ist, welcher 30 gebers an einem Rückstelleingang des Impulszählers

a I durch den Taktgeber (7) gesteuert ist. lind zusätzlich als Steuersignal an der Verzögerungs-

« J — 3. Schaltungsanordnung nach einem der An- schaltung liegt.

I I Sprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Durch die Erfindungsmerkmale wird ein weiter

I I dem Impulszähler (2) ein Digital/Analog-Wand- Variationsbereich der Intergrationszeitbasis des Im-

I I lef (11) nachgeordnet ist, dessen Ausgang an 35 pulses erreicht, wobei die durch das Verzögerungs-

f I einem Schwellwertdiskriminator (12) liegt, der glied eingeführte Verzögerung der auf den subtrahie-

* IJ mit einem an einem Stellglied (14) liegenden Lei- renden Eingang des Impulszählers gegebenen Im-I I stungsverstärker (13) verbunden ist. pulse in optimaler Abstimmung zur jeweiligen Ein-I I stellung der Integrationszeitbasis gewählt werden

I I 40 kann, ohne daß die Gefahr von Fehlablesungen be-

f I steht. Verändert man hingegen bei der bekannten

I i Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung Anordnung lediglich die Integrationszeitbasis im

I I zur Bestimmung einer Bewegungsgröße, insbeson- Sinne der Erzielung kürzerer Auswerteintervalle, so

I I dere Winkelgeschwindigkeit eines rotierenden Teiles, kann man zwar grundsätzlich den Verlauf der zu

$ l deren jeweiliger Wert der Frequenz eines seitens 45 !überwachenden Größe mit höherer Auflösung wie-I I eines Meßwertfühlers kontinuierlich abgegebenen , dergeben (nämlich anstatt eines verhältnismäßig gro-

J \ Pulses proportional ist bzw. zur Bestimmung der er- ben Polygonzuges durch einen verhältnismäßig fein

^;§ I. *^{ten ze}i^tucnen Ableitung dieser Bewegungsgröße, unterteilten Polygonzug), jedoch setzt dies voraus,

'■$ C ij insbesondere Winkelbeschleunigung, mit einem als daß die Verzögerungszeil des Verzögerungsgliedes

;| ¥ numerischer Integrator wirksamen Impulszähler, 50 dementsprechend gering ist, weil anderenfalls bei-

•g I welcher einen unmittelbar mit dem Puls beaufschlag- spielsweise dann, wenn eine konstante Winkelge-

ί 1 ^ten addierenden Eingang und einen über ein Ver- schwindigkeit vorliegt, wobei die Winkelbeschleuni-

I I - — ^zögerungsglied beaufschlagten subtrahierenden Ein- gung den Wert Null aufweist, innerhalb der verhält-

,f Γ _j gang aufweist und dessen jeweiliger Zählstand der nismäßig kurzen Integrationszeitbasis das Vorliegen

'!> r' ' Bewegungsgröße entspricht, und mit einem auf die 55 einer Winkelbeschleunigung vorgetäuscht wird (wenn

I I ^l Ausgangsgröße des Impulszählers zumindest mittel- beispielsweise noch kein vom Verzögerungsglied ab-

I I "* " bar wirksamen Taktgeber von einstellbarer Taktfre- gegebener Impuls den subtrahierenden Eingang des

* ^f * quenz, welcher zur Abgabe eines Zählstand-Rück- Impulszählers erreicht hat).

J Stellsignals zwecks Festlegung einer Integrationsbasis Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Aus-

« ausgebildet ist. 60 führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

^ _<#Es ist bereits eine Schaltungsanordnung der er- Fig.l eine erfindungsgemäße Schaltungsanord-

>° wähnten Art nach der deutschen Auslegeschrift nung in Blockschaltbilddarstellung,

1235 051 bekannt, bei welcher dem Impulszähler F i g. 2 den Zählstand des in der Schaltungsanord-

eine Sperrstufe und ein weiterer Zähler nachgeordnet nung von Fig. 1 enthaltenen Impulszählers als . sind, wobei der Ausgang des nachgeordneten Zählers S5 Funktion der Zeit beim Auftreten einer linear zuneh-

I mit einem Speicher zusammenwirkt. Der Taktgeber menden Beschleunigung,

ί steuert insgesamt drc« Baueinheiten über je einen ge- F i g. 3 den der Beschleunigung proportionalen

ί sonderten Steuereingang, nämlich die erwähnte Ablesewert einer in der Schaltungsanordnung von