DE3242441C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Prüfen der Kalibrierung einer durch Verstellen von Sondenka­ librierungseinrichtungen kalibrierbaren Sonde hinsichtlich des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7. Sondenkali­ brierungseinrichtungen sind z. B. einstellbare Kondensatoren an der Sonde.

Aus der dem Erfindungsgegenstand nächstkommenden Lehre gemäß US-40 70 615 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, die ein Rechtecksignal als Prüfsignal verwenden. Dieses Recht­ ecksignal wird an die Sonde gelegt und das Sondenausgangs­ signal wird mit dem Rechtecksignal verglichen. Wenn das Son­ denausgangssignal mit dem eingegebenen Rechtecksignal über­ einstimmt, wird die Differenz zu Null. Je schlechter der Ka­ librierungszustand ist, desto größer ist die Differenz. Der Differenzwert wird nach einer Signalverarbeitung auf eine Leuchtdiode gegeben, die um so heller leuchtet, je geringer die Differenz ist. Eine Bedienperson beurteilt die Sonde als kalibriert, wenn die Helligkeit der Diode maximal ist. Es ist jedoch schwierig, die maximale Helligkeit zu erkennen.

Ein weiteres Verfahren zum Prüfen der Kalibrierung einer Son­ de ist aus US-42 53 057 bekannt. Eine Bedienperson muß beur­ teilen, ob die Sonde unterkompensiert oder überkompensiert ist, bevor sie kalibrieren kann, da die Kalibrierung vom Zu­ stand der Unterkompensation begonnen werden muß. Die Bedien­ person kann also nicht direkt beurteilen, ob die Sonde kali­ briert ist oder nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sicheres und einfaches Verfahren zum Prüfen der Kalibrierung einer Sonde anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens an­ zugeben.

Die Erfindung ist für das Verfahren durch die Merkmale von Anspruch 1 und für die Vorrichtung durch die Merkmale von Anspruch 7 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausge­ staltungen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 sind Gegenstand der Unteransprüche 2-6.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß ein Schwellenwertsignal mit einstellbarem Pegel verwendet wird. Das Verfahren nutzt die Überlegung, daß dann, wenn das Sondenausgangssignal genauso wie das Eingangs­ signal rechteckförmig ist, dann, wenn der Schwellenwert so weit abgesenkt wird, daß er unter den Maximalpegel des Ausgangssignales fällt, dieses Ausgangssignal während einer Zeitdauer einen höheren Pegel als das Schwellenwertsignal aufweist, die der entsprechenden Periodenlänge des Rechteck­ signales entspricht. Ist das Sondenausgangssignal dagegen ver­ zerrt und ist der Schwellenwert nur wenig unter den Maximalpegel des Ausgangssignales abgesenkt, wird dieses nur während einer kürzeren Zeitspanne als der genannten oberhalb des Schwellenwertsignales liegen. Es läßt sich leicht überprüfen, ob die genannte Zeitspanne genau mit der entsprechenden Zeit­ spanne für das eingegebene Rechtecksignal übereinstimmt oder nicht. Daher läßt sich das Vorliegen richtiger Kalibrierung einfach und sicher überprüfen.

Es wird darauf hingewiesen, daß das Prinzip der Erfindung im vorigen Absatz anhand eines Beispieles erläutert wurde, gemäß dem auf einen hohen positiven Maximalwert des Ausgangssignals Bezug genommen wurde. Es kann jedoch auf jeden Spitzenwert des Sondenausgangssignales Bezug genommen werden, also z. B. auch auf den negativsten Pegel oder den Pegel Null, falls sich das Sondenausgangssignal zwischen einer positiven Spannung und Null oder zwischen einer negativen Spannung und Null bewegt.

Von besonderem Vorteil ist es dann, wenn festgestellt wird, daß nach dem Absenken des Schwellenwertes unter einen Spitzenwert des Sondenausgangssignales die genannte Zeitspanne mit der erwarteten übereinstimmt, den Schwellenwert auf einen zweiten Pegel zu erhöhen und zu überprüfen ob das Schwellenwert­ signal bei diesem Pegel vom Sondenausgangssignal nicht mehr geschnitten wird. Ist das Sondenausgangssignal rechteckförmig, darf der etwas höhere Pegel nicht mehr überschritten werden, wenn der etwas niedrigere Pegel während der ganzen erwarteten Zeitspanne Überschritten wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie einen Vergleichssignalgenerator und einen Verglei­ cher zum Vergleichen des Ausgangssignales mit dem Vergleichs­ signal aufweist. Die auch bei bekannten Vorrichtungen vorhan­ dene Beurteilungseinrichtung, die dort allerdings anders ar­ beitet als bei der Erfindung, ist so ausgebildet, daß sie einen Vergleich unter den oben genannten Gesichtspunkten vor­ nimmt, um die Sondenkalibrierung zu prüfen.

Die Erfindung, sowie ihre Vorteile und Weiterbildungen und Ausgestaltungen derselben werden im folgenden anhand von Fi­ guren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Prüfen der Kalibrierung einer Sonde;

Fig. 2 einen Überkompensationszustand einer Sonde;

Fig. 3 einen Unterkompensationszustand einer Sonde;

Fig. 4 den richtig kompensierten (kalibrierten) Zustand einer Probe;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zum Erläutern einer ersten Aus­ führungsform eines Verfahrens zum Prüfen der Kalibrierung einer Sonde;

Fig. 6 ein Flußdiagramm zum Erläutern einer zweiten Aus­ führungsform eines Verfahrens zum Prüfen der Kalibrierung einer Sonde;

Fig. 7 Signalformen zum Erläutern der Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform;

Fig. 8 ein Flußdiagramm zum Erläutern einer Abänderung der zweiten Ausführungsform;

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Prüfen der Kalibrierung einer Sonde;

Fig. 10a-10g detaillierte Flußdiagramme der zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum Prüfen der Kalibrierung einer Sonde;

Fig. 11 ein Blockdiagramm eines Teils der Vorrichtung; und

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines anderen Teils der Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines elektrischen Meßge­ rätes und einer Sonde gemäß einer ersten Ausführungsform dar­ gestellt. Der mit dem Bezugszeichen 2 versehene Block ist ein logischer Analysator, also ein Beispiel eines Meßgerätes. Eine Spannungsteilersonde 4, im folgenden Tastkopf genannt, ist zu kalibrieren. Ein Rechtecksignalgenerator (Kalibrierungs-Vergleichssignal­ generator) 6 erzeugt ein Rechtecksignal 10 zum Kalibrieren, dessen Pulsweite durch die Frequenz eines Taktsignals aus einem Taktsignalgenerator 8 festgelegt wird. Die Sonde 4 erhält ein Rechtecksignal 10 vom Rechtecksignalgenerator 6. Die Sonde 4 beinhaltet einstellbare Kapazitäten 12 und 14 zum Kalibrieren der Sonde und einen Widerstand 16, der para­ llel zur einstellbaren Kapazität 12 geschaltet ist. Eine gemeinsame Verbindung des einstellbaren Kondensators 12 und des Widerstands 16, nämlich eine Sondenspitze ist mit dem Kalibriersignalgenerator 6 verbunden. Die andere gemein­ same Verbindung des einstellbaren Kondensators 12 und des Widerstands 16 ist über den einstellbaren Kondensator 14 mit Erde (einer Vergleichsspannungsquelle) und direkt mit dem nicht invertierenden Eingang 20 eines Vergleichers 18 verbunden. Eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 17 und einem Kondensator 19 ist zwischen den nicht inver­ tierenden Eingang 20 und Erde gelegt. Diese Parallelschal­ tung legt die Eingangsimpedanz des logischen Analysators 2 fest. Es soll darauf hingewiesen werden, daß diese Eingangs­ impedanz und die Sonde 4 einen Spannungsteiler festlegen. Der nicht invertierende Eingang 20 des Vergleichers 18 er­ hält ein Ausgangssignal von der Sonde 4. Der invertierende Eingang 22 desselben erhält eine Schwellspannung (Ver­ gleichssignalpegel) aus einem Digital/Analog-Wandler (DAC) 24, der Vergleicher 18 vergleicht das Signal am nicht inver­ tierten Eingang 20 mit der Spannung am invertierten Ein­ gang 22. Das Vergleichsergebnis wird durch ein binäres Sig­ nal (logisch 0 oder logisch 1) dargestellt. Das digitale Ausgangssignal vom Vergleicher 18 wird in einem Zugriffs­ speicher 26 aufeinanderfolgend in Übereinstimmung mit den Taktsignalen vom Taktsignalgenerator 8 gespeichert. Wie im folgenden beschrieben wird, wird das im Zugriffsspei­ cher 26 gespeicherte digitale Signal durch die Zentraleinheit 28 verarbeitet. Eine Anzeigeeinheit 30 zeigt einer Bedien­ person an, ob die Sonde 4 kalibriert ist oder nicht. Die Zentraleinheit 28 kann ein 8080-Mikroprozessor oder ein Z80A-Mikroprozessor sein. Der 8080-Mikroprozessor ist voll­ ständig im "MCS-80 User′s Manual", das von Intel ver­ öffentlicht ist, beschrieben und der Z80A-Mikroprozessor ist vollständig in "Z80/Z80A CPU Technical Manual" und "Z8400, Z80 CPU Product Specification" von Zilog beschrie­ ben. Ein Bus 32 mit Daten-, Adreß- und Steuerleitungen ist mit einer Tastatur 33 als Eingabevorrichtung, einem Lesespeicher (ROM) 37 mit Firmware (Programme speichernd), einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 38 als Hilfs­ speicher für die Zentraleinheit 28, dem Taktsignalgenerator 8, dem Wandler 24, dem Zugriffspeicher 26, der Anzeigeein­ heit 30 und einem Anzeige-RAM 34 zum Steuern einer Kathoden­ strahlröhren-Anzeige (CRT) 36 verbunden. Die Zugriffs­ frequenz des Speichers 26 ist viel höher als die Frequenz des Rechtecksignals 10 aus dem Rechtecksignalgenerator 6, (zum Beispiel mindestens zehn Mal). Die Taktsignalfrequenz vom Taktsignalgenerator 8 wird in gewünschter Weise geteilt und jedem Block zugeführt. Der logische Analysator 2 bein­ haltet eine Triggerschaltung, die ein Triggersignal in Über­ einstimmung mit dem Eingangssignal erzeugt, um den Zugriff zum Speicher 26 zu steuern, jedoch ist die Triggerschaltung in Fig. 1 nicht dargestellt.

Eine bevorzugte Ausführungsform wird nun zusammen mit Signalformen anhand der Fig. 2 bis 4 und einem Flußdiagramm gemäß Fig. 5 erläutert. In den fol­ genden Betriebsschritten steuert die Zentraleinheit 28 den Wandler 24, den Zugriffsspeicher 26 und die Anzeigeeinheit und verarbeitet das digitale Signal, das in dem Zugriffs­ speicher 26 übereinstimmend mit dem Programm im ROM 37 ge­ speichert ist. Zu Beginn steuert die Zentraleinheit 28 den Wandler 24 so, daß er den höchsten Schwellpegel (T/H) in einem vorbestimmten Bereich (Schritt 60 in Fig. 5) erzeugt. Der Vergleicher 18 vergleicht den Schwellpegel mit dem Ausgangssignal aus der Sonde 4. Da der Schwellwert aus dem Wandler 24 immer höher ist als das Ausgangssignal aus der Sonde 4, d. h. da der Schwellwert den Pegel des Sonden­ signals nicht überschreitet, ist das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 18 logisch 0 und dieser Wert wird unter vorbe­ stimmten Adressen des Zugriffsspeichers 26 gespeichert. In diesem Fall ist der Wert unter allen Adressen des Speichers 26 logisch 0. Die Zentraleinheit 28 erhält das logische Signal aus dem Zugriffsspeicher 26 und beurteilt, ob das lo­ gische Signal den Wert logisch 1 beinhaltet oder nicht, d. h. ob der der Vergleicher 18 die logische 1 erzeugt oder nicht (Schritt 62). Da in diesem Fall der Vergleicher 18 immer logisch 0 erzeugt, steuert die Zentraleinheit 28 den Wand­ ler 24 so, daß er den Schwellwert um einen vorgegebenen kleinen Wert erniedrigt (Schritt 64). Der Vergleicher 18 vergleicht den neuen Schwellwert mit dem Ausgangssignal der Sonde 4 und das Vergleichsergebnis wird in dem Zugriffs­ speicher 26 auf den Schritt 62 hingespeich ert. Die vorbe­ schriebenen Schritte werden solange wiederholt, bis der Ver­ gleicher 18 den Wert logisch 0 abgibt. Die Fig. 2, 3 und 4 geben den Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal 50 aus der Sonde 4, dem Schwellwert 52, dem Taktsignal 54 und den Inhalten 56 des Zugriffsspeichers 26 wieder, wenn der Ver­ gleicher 18 zunächst den Wert logisch 1 erzeugt, d. h. wenn der Schwellwert 52 geringfügig höher ist als der höchste Wert des Sondenausgangssignals. Es folgt ein Schritt 66, in dem die Zentraleinheit 28 das Tastverhältnis des Ausgangs des Vergleichers berechnet, indem sie Bitzahlen von logisch 1 und logisch 0 während einer Periode des Rechtecksignals 10 zählt und daraus ein Verhältnis ermittelt. Die Zentralein­ heit 28 beurteilt, ob das berechnete Tastverhältnis mit dem vorgegebenen Wert (d. h. dem Tastverhältnis des Rechtecksig­ nals 10 aus dem Kalibrierungssignalgenerator 6) überein­ stimmt oder nicht. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Kennwerte (Frequenz, Tastverhältnis, Amplitude) des Rechtecksignals 10 bekannt sind und im ROM 37 gespeichert sind. Wenn das Sondenausgangssignal 50 in unter- oder über­ kompensiertem Zustand ist, wie dies in Fig. 2 bzw. 3 darge­ stellt ist, weicht das berechnete Tastverhältnis von dem vorbestimmten Wert ab. In diesem Fall ist die Sonde 4 nicht kalibriert und es folgt ein Schritt 68. Wenn das Proben-Ausgangsignal 50 richtige Kompensation anzeigt, d. h. den Kalibrierungszustand gemäß Fig. 4, stimmt das berechne­ te Tastverhältnis mit dem vorgegebenen Wert, wie zum Bei­ spiel 0,5 überein und es folgt der Schritt 70. Im Schritt 70 steuert die Zentraleinheit 28 die Anzeigeeinheit 30 an, um anzuzeigen, daß die Sonde 4 kalibriert ist. Die Anzeige­ einheit 30 kann eine Licht emittierende Diode oder eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit sein. So wird also beur­ teilt, ob die Sonde 4 kalibriert ist oder nicht.

Eine Bedienperson kann eine nicht kalibrierte Sonde 4 durch Beobachten der Anzeigeeinheit 30 kalibrieren. Wenn die An­ zeigeeinheit 30 dies nicht anzeigt, kann die Bedienperson die einstellbaren Kondensatoren 12 und/oder 14 der Sonde 4 im Schritt 68 verändern. Diesem Schritt folgt der der Schritt 62. Die Schritte 62 bis 68 werden so lange wiederholt, bis die Sonde 4 kalibriert ist. Wenn die Anzeigeeinheit 30 im Schritt 70 angesteuert war, muß die Bedienperson die Ein­ stellung der Sonde 4 beenden.

Gemäß der obigen Beschreibung wird der Schwellwert aus dem Digital/Analog-Wandler 24 von seinem höchsten Wert in klei­ nen Schritten verringert, jedoch kann der Schwellwert auch von seinem niedrigsten Wert in Schritten von vorgegebenem Wert erhöht werden. Das Flußdiagramm gemäß Fig. 5 wird von der Zentraleinheit 28 in Übereinstimmung mit dem im ROM 37 gespeicherten Programm ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, die Genauigkeit der Beurteilung der Sondenkalibrierung zu erhöhen, indem das Verhältnis der Frequenz des Rechteck­ signals 10 zur Taktfrequenz (Zugriffsgeschwindigkeit des Speichers 26) groß gewählt wird und indem der Veränderungs­ schritt des Schwellwerts vom Wandler 24 verringert wird.

Anhand des Flußdiagramms der Fig. 6 wird nun eine zweite anmeldegemäße Ausführungsform erläutert. Ein Tastkopf ist zunächst mit dem Eingang eines elektrischen Meßgerätes, wie einem logischen Analysator, verbunden, und ein Recht­ ecksignal wird an dieses über die Sonde abgegeben. Die fol­ genden Schritte werden ausgeführt.

Schritt 110: Der Schwellwert (T/H) wird auf seinen höch­ sten Wert in seinem Bereich gesetzt (Siehe Fig. 7A, B und C, in denen Vi die Signalform des Sondenausgangssignals ist). Der Schwellwert wird verringert, bis er den Pegel des Sondenausgangssignals schneidet (Siehe Fig. 7 D, E und F). Auf diese Art und Weise wird der Schwellwert auf einen Wert eingestellt, der geringfügig niedriger ist als der höchste Wert des Signals der Sonde. Dieser Schritt wird aus­ geführt, indem der Schwellwert und das Sondenausgangs­ signal dem invertierenden bzw. nicht invertierenden Ein­ gang des Vergleichers zugeführt wird und erkannt wird, daß dessen Ausgangssignal vom niedrigen Wert (logisch 0) zum hohen Wert (logisch 1) wechselt, wie dies anhand des Schrittes 62 von Fig. 5 beschrieben wurde.

Schritt 112: Es wird festgestellt, daß der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals für alle Perioden von hohem Pegel des Rechtecksignals kreuzt. Da das an die Sonde angelegte Rechtecksignal von vornherein bekannt ist, ist die Periode seines hohen Pegels von vornherein festgelegt. Dieser Schritt kann daher so ausgeführt werden, daß festge­ stellt wird, ob das Ausgangssignal aus dem Vergleicher während der ganzen Periode einen hohen Pegel einnimmt. Wenn das Beurteilungsergebnis bejahend ist, d. h. wenn die Beziehung zwischen dem Sondenausgangssignal und dem Schwell­ wert dem Zustand von Fig. 7D entspricht, wird der Schritt 114 wie­ derholt. Wenn dies nicht der Fall ist (Fig. 2 E oder F), folgt ein Schritt 120.

Schritt 114: Der Schwellwert wird geringfügig verändert, um sich nicht mit dem Sondenausgangssignal (Fig. 7G) zu schneiden. Mit anderen Worten, der Schwellwert wird gering­ fügig erhöht.

Schritt 116: Es wird festgestellt, daß der Schwellwert das Sondenausgangssignal nicht kreuzt. Dieser Schritt kann da­ durch ausgeführt werden, daß beobachtet wird, daß das Aus­ gangssignal aus dem Vergleicher immer niedrigen Pegel ein­ nimmt. Gemäß den Schritten 112 und 116 wird der Sondenkali­ brierungszustand sicher dadurch festgestellt, daß erkannt wird, daß das Sondenausgangssignal während der ganzen Periode hohen Pegels des Rechtecksignals in einem vorbestimmten kleinen Bereich liegt. Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt 116 negativ ist, d. h. wenn der Schwellwert sich nicht mit dem Sondenausgangssignal kreuzt, wie dies in Fig. 7G dargestellt ist, folgt ein Schritt 118. Angenommen, daß die Bedienperson einen einstellbaren Kondensator der Sonde auf den Überkompensationszustand gemäß Fig. 7H hin nach dem Schritt 112 verändert, ist das Ergebnis des Schrittes 116 bejahend und es folgt der Schritt 120.

Schritt 118. Die Anzeigeeinheit zeigt an, daß die Sonde kalibriert ist ("kalibriert").

Schritt 120. Die Anzeigeeinheit zeigt an, daß die Probe nicht kalibriert ist ("nicht kalibriert").

Anhand der Schritte 110 bis 120 wird also beurteilt, ob die Sonde kalibriert ist oder nicht. Die Bedienperson kann die Sonde kalibrieren, indem sie die Anzeige in den Schritten 118 und 120 beobachtet, falls der Schritt 110 nach den Schritten 118 und 120 folgt. Gemäß der oben angegebenen Beschreibung wird der Schwellwert von einem höheren Wert als dem Wert des Sondenausgangssignals Schritt für Schritt verringert. Jedoch kann auch der Schwellwert von einem niedrigeren Pegel als dem des Sondenausgangssignals erhöht werden, um die Sonden­ kalibrierung zu beurteilen. In diesem Fall müßte die An­ gabe "hoher Pegel" des Schrittes 112 in "niedriger Pegel" abgeändert werden.

Im folgenden wird eine Abänderung der zweiten Ausführungs­ form anhand des Flußdiagramms der Fig. 8 erläutert.

Schritt 122: Da das Rechtecksignal, das an die Sonde an­ gelegt wird, bekannt ist, wie oben beschrieben, wird der Schwellwert vorab so festgelegt, daß er das Sondenausgangs­ signal schneidet. Zum Beispiel kann der Schwellwert auf den Mittelwert des Sondenausgangssignals festgelegt werden. Der Schwellwert wird dann erhöht, bis er das Sondenausgangs­ signal nicht mehr schneidet. Dieser Schritt kann durch Ver­ wenden eines Vergleichers ähnlich dem der Ausführungsform von Fig. 6 durchgeführt werden.

Schritt 124: Es wird festgestellt, daß der Schwellwert den Pegel des Sondenausganssignals während der ganzen Periode des Rechtsignals nicht schneidet. Dieser Schritt ist dann nützlich, wenn der Schwellwert auch den höchsten Pegel des Sondenausgangssignals im Schritt 122 nicht schneidet, weil Überkompensation oder Unterkompensation vorliegt. Wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals überhaupt nicht schneidet, folgt der Schritt 126. Selbst wenn der Schwellwert mindestens einen Teil des Pegel des Sondenaus­ gangssignals schneidet, folgt ein Schritt 132. Der Schritt 124 kann ausgeführt werden, indem der Ausgangspegel vom Vergleicher beurteilt wird.

Schritt 126: Der Schwellwert wird geringfügig verringert, so daß er den Pegel des Sondenausgangssignals schneidet.

Schritt 128: Es wird festgestellt, daß der Schwellwert des Sondenausgangssignals die gesamte Hochpegelperiode des Recht­ ecksignals schneidet. Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 112 von Fig. 6 überein. Die Schritte 124 und 128 beur­ teilen, ob sich der hohe Pegel des Sondenausgangssignals in einem vorbestimmten Bereich befindet, indem die oberen und unteren Grenzen jeweils geringfügig höher bzw. niedriger sind als der höchste Wert des Sondenausgangssignals. Die Sonde wird dadurch als kalibriert oder nicht kalibriert be­ urteilt. Wenn das Ergebnis des Schrittes 128 "ja" ist, folgt der Schritt 130. Falls dies nicht der Fall ist, folgt der Schritt 132.

Schritte 130 und 132: Sie entsprechen den jeweiligen Schritten 118 und 120 von Fig. 6.

Es wird also der Sondenkalibrierungszustand durch die Schritte 122 bis 132 beurteilt und die Probe kann kali­ briert werden, indem die Anzeigeeinheit in den Schritten 130 und 132 betrachtet wird. Gemäß den obigen Ausführungen wird der Schwellwert im Schritt 122 erhöht. Der Schwell­ wert kann jedoch erniedrigt werden, wenn die Angabe "hoher Pegel" im Schritt 128 in "niedriger Pegel" abgeändert wird.

In Fig. 9 ist das Blockdiagramm eines elektrischen Meß­ gerätes und einer Sonde gemäß der zweiten Ausführungsform dargestellt, indem das elektrische Meßgerät ein logischer Analysator ist. Dieses Blockdiagramm ist demjenigen der Fig. 1 ähnlich, so daß nicht mehr auf alle Teile ausführ­ lich eingegangen wird. Der logische Analysator 2 weist einen Vergleicher 21, einen Digital/Analog-Wandler 23, eine Triggerschaltung 25 und eine Steuerschaltung 27 für den Zugriffspeicher 26 auf. Da die Eingangsimpedanzen der Ver­ gleicher 18 und 21 sehr hoch sind, ist die Eingangsimpe­ danz des logischen Analysators 2 im wesentlichen durch die Parallelschaltung aus dem Widerstand 17 und dem Kondensator 19 bestimmt. Der Vergleicher 21 erhält das Sondenausgangs­ signal Vi und einen Triggerpegel TL vom Wandler 23 an dem nicht invertierten bzw. an dem invertierten Eingang. Die Triggerschaltung 25 wählt die Anstiegsflanke des Trigger­ signals TR vom Vergleicher 21 und verzögert das Trigger­ signal TR in Übereinstimmung mit einem Steuersignal vom Bus 36. Die Steuerschaltung 27 versetzt den Zugriffsspei­ cher 26 in einen Schreibbetriebszustand auf ein Steuersig­ nal vom Bus 36 hin und beendet den Schreib-Betriebszustand und kehrt zu einem Lese-Betriebszustand auf das Ausgangs­ signal von der Triggerschaltung 25 her zurück. Eine Anzeige­ einheit 35 beinhaltet eine Kathodenstrahlröhre CRT und eine Steuerschaltung derselben und entspricht den Blöcken 30, 34 und 36 von Fig. 1. Ähnlich wie bei Fig. 1 sind die Fre­ quenz und die Amplitude des Rechtecksignals 10 vom Kali­ brierungssignalgenerator 6 festgelegt. Sie betragen zum Beispiel 1 kHz und 4 Volt.

Ein Verfahren zum Beurteilen der Kalibrierung einer Sonde, wie sie in dem logischen Analysator 20 von Fig. 9 statt­ findet, wird nun anhand der Flußdiagramme der Fig. 10A bis 10G erläutert. Dieses Verfahren beruht auf der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 6. Wenn anhand einer Tastatur 33 die Betriebsart der Sondenkalibrierung ausgewählt ist, führt die Zentraleinheit 28 in Übereinstimmung mit dem im ROM 37 gespeicherten Programm die folgenden Schritte aus. In Fig. 10A:
Schritt 200: Verschiedene Einstellungen vor der Betriebs­ art des Sondenkalibrierens werden im RAM 38 gespeichert, so daß die vorhergehende Betriebsart nach der Betriebsart des Sondenkalibrierens fortgesetzt werden kann.

Schritt 202: Verschiedene Anfangswerte zum Beurteilen der Sondenkalibrierung werden gesetzt. Zum Beispiel wird der Schwellwert T/H vom Wandler 24 auf den Maximalwert gesetzt, so daß er das Sondenausgangssignal Vi (Siehe Fig. 7A, B und C) nicht kreuzt. Der Triggerpegel vom Wandler 23 wird so eingestellt, daß er den unteren Pegel des Sondenausgangs­ signals Vi kreuzt, so daß das Triggersignal TR an der an­ steigenden Flanke des Rechtecksignals 10 erzeugt wird. Wenn die Sonde 4 eine X10 Sonde ist, ist die Amplitude des Son­ denausgangssignals Vi 400 mV, wenn die Sonde kalibriert ist. Der Triggerpegel TL wird also zum Beispiel auf 140 mV gesetzt. Die Triggerschaltung 25, die Steuerschaltung 27 und der Taktsignalgenerator 8 werden so gesetzt, daß der Zugriffsspeicher 26 auf das Ausgangssignal vom Vergleicher 28 während des hohen Pegels des Rechtsignals 10 zugreift. Mit anderen Worten, es wird eine Nachtriggermode gewählt. Diese Eingaben sind leicht, da das Rechtecksignal 10 bekannnt ist.

Schritt 204: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob eine Be­ endigungstaste der Tastatur 23 gedrückt ist oder nicht. Wenn die Taste gedrückt ist (ja), folgt eine Abschlußroutine G gemäß Fig. 10G. Falls dies nicht der Fall ist (nein), folgt ein Schritt 206.

Schritt 206: Der Zugriffsspeicher 26 speichert daß Aus­ gangssignal aus dem Vergleicher 18 mit jeder Erzeugung des Taktsignals CLK. Nachdem das Triggersignal TR erzeugt ist und die Hochpegelperiode des Rechtecksignals zu Ende geht, endet die Schreibmode und die Lesemode beginnt. Dadurch speichert der Zugriffsspeicher 26 eine Beziehung zwischen dem Sondenausgangssignal und dem Schwellwert während der Hochsignalperiode des Rechtecksignals. Der Zugriffsspeicher 26 speichert zum Beispiel 64-Bit Daten. Es ist einfach, die Speicheradresse festzulegen, die der Hochpegelperiode des Rechtecksignals entspricht, da die Hochpegelperiode, die Taktfrequenz und die Triggerlage festliegen.

Schritt 208: Die Zentraleinheit 28 liest die Daten, die der Hochpegelperiode des Rechtecksignals aus dem Zugriffsspei­ cher 26 entsprechen. Die Daten werden Bit für Bit bei jeder Ausführung dieses Schrittes gelesen.

Schritt 210: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die aus­ gelesenen Daten dem hohen Pegel entsprechen oder nicht, d. h. ob der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals schneidet oder nicht. Die Zentraleinheit 28 erkennt die Schnittbedingung als ein Code logisch 01. Wenn das Beurtei­ lungsergebnis NEIN ist, folgt ein Schritt 212. Falls es der Fall ist (ja), folgt ein Schritt 218.

Schritt 212: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die ge­ lesenen Daten den Enddaten in der Hochpegelperiode des Rechtecksignals entsprechen oder nicht. Falls dies der Fall ist (ja), folgt ein Schritt 214. Ist dies nicht der Fall (nein), folgt der Schritt 208.

Schritt 214: Der Wandler 24 wird so gesteuert, daß er den Schwellwert um einen vorbestimmten Wert VR zum Beispiel 40 mV verringert.

Schritt 216: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob der Schwellwert niedriger ist, als ein vorbestimmter niedrigster Wert (z. B. 100 mV) oder nicht. Wenn das Ergebnis ja ist, folgt der Schritt 202, wenn es nein ist, folgt der Schritt 206. Der Schritt 216 führt die Zentraleinheit 28 zu einem Ende.

Wie im bisherigen beschrieben, beurteilt die Zentraleinheit 28 während der Schritte 208 bis 212, ob der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals kreuzt oder nicht. Wenn kein Kreuzen erfolgt, wird der Schwellwert um einen vorbe­ stimmten kleinen Wert im Schritt 214 erniedrigt und neue Daten werden im Zugriffsspeicher 26 gesprichert, um nunmehr zu beurteilen, ob der Schwellwert den Pegel des Ausgangs­ signals kreuzt oder nicht. Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangs­ signals kreuzt. Der Ja-Fall des Schritts 210 ist in Fig. 7D, E oder F dargestellt, in dem der Schwellwert T/H gering­ fügig niedriger ist, als der Maximalwert des Sondenausgangs­ signals Vi ( die Differenz dazwischen ist geringer als der vorbestimmte Wert VR im Schritt 114).

Schritt 218: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die ge­ lesenen Daten im Schritt 208 die Ausgangsdaten der Hoch­ pegelperiode des Rechtecksignals sind oder nicht. In anderen Worten, die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob der Schwellwert den Pegel des Ausgangssignals in dem Anfangsteil der Hoch­ pegelperiode kreuzt. Ist dies der Fall (Fig. 7D oder F), folgt der Schritt 220. Ist dies nicht der Fall (der Unter­ kompensationszustand gemäß Fig. 7E), folgt eine Unterkompen­ sationsroutine B.

Schritt 220: Die Zentraleinheit 28 liest die nächsten Daten des Zugriffsspeichers 26.

Schritt 222: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die im Schritt 220 gelesenen Daten niedrigen Pegel aufweisen oder nicht. Niedriger Pegel zeigt an, daß der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals nicht kreuzt. Die Zentraleinheit 28 erkennt diesen Zustand als Code logisch 03. Ist dies der Fall, folgt eine Überkompensationsroutine gemäß Fig. 10C. Ist dies nicht der Fall, folgt ein Schritt 224.

Schritt 224: Dieser Schritt ist derselbe wie der Schritt 212. Die Kalibrierungsroutine gemäß Fig. 10F folgt für den Ja-Fall, der Schritt 220 folgt für den Fall Nein.

In den Schritten 220 bis 224 wird festgestellt, daß der Schwellwert während der gesamten Hochpegelperiode des Recht­ ecksignals den Pegel des Ausgangssignals der Sonde kreuzt. Wenn der Schwellwert das Sondenausgangssignal nur während des Anfangsteils der Periode kreuzt, wie dies in Fig. 7F dargestellt ist, folgt die Überkompensationsroutine. Wenn die Kompensation stimmt, d. h. wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals während der gesamten Hoch­ pegelperiode schneidet, wie dies in Fig. 7D dargestellt ist, folgt die Kalibrierungsroutine.

Die Unterkompensationsroutine wird nun anhand der Fig. 10B erläutert.

Schritt 226: Dieser Schritt ist derselbe wie der Schritt 204. Die Abschlußroutine G wird durchgeführt, wenn das Ergebnis JA ist und der Schritt 228 folgt, falls dies nicht der Fall ist.

Schritt 228: Die Zentraleinheit 28 steuert die Anzeige­ einheit 35 an, um "Unterkompensation" anzuzeigen, was be­ deutet, daß sich die Sonde in unterkompensiertem Zustand befindet. Die Bedienperson kann dann die Sonde 4 kalibrieren, indem sie die einstellbaren Kompensatoren 12 und/oder 14 unter Bezugnahme auf die Anzeige auf der Anzeigeeinheit 35 verändert.

Schritt 230: Da der vorliegende Zustand der Sonde 4 von dem vorigen Zustand unterschieden sein kann, werden neue Daten zur Verfügung gestellt und im Speicher 28 gespeichert. Das Sondenausgangssignal im vorliegenden Zustand befindet sich entweder in richtiger Kompensation, Unterkompensation oder Überkompensation. Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 206 überein.

Schritt 232: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 208 überein, d. h. die Zentraleinheit 28 liest die angesammelten Daten.

Schritt 234: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 210 überein. Ein Schritt 238 folgt, wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals kreuzt (Code logisch 01) und ein Schritt 236 folgt, wenn der Schwellwert nicht kreuzt (Code logisch 03).

Schritt 236: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 212 überein. Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die im Schritt 232 gelesenen Daten die Enddaten sind oder nicht. Wenn das Beurteilungsergebnis zustimmend ist, d. h. wenn der Schwell­ wert geringer ist als der Pegel des Sondenausgangssignals, folgt eine Hoch-Routine E gemäß Fig. 10E. Wenn das Ergebnis negativ ist, folgt der Schritt 232.

Schritte 238 bis 244: Diese Schritte stimmen mit den Schritten 218 bis 224 mit Ausnahme des Schrittes 244 über­ ein. Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt 244 bejahend ist, ist der Schwellwert niedrig und eine Nieder-Routine D gemäß Fig. 10D folgt.

Die Zentraleinheit 28 beurteilt so durch die Schritte 232 bis 236, ob der Schwellwert zumindestens einen Teil des Sondenausgangssignals kreuzt oder nicht. Die Hoch-Routine folgt, wenn der Schwellwert auf keinen Fall das Sondenaus­ gangssignal schneidet. Wenn der Schwellwert zumindestens einen Teil des Sondenausgangssignals schneidet, beurteilt die Zentraleinheit 28, ob die Sonde 4 im Überkompensations­ zustand oder im Unterkompensationszustand ist, Es soll darauf hingewiesen werden, daß das bejahende Ergebnis des Schrittes 244 zur Nieder-Routine anstatt der Kalibrierungs­ routine im Schritt 224 führt, weil ein Rauschen berücksichtigt wird, das dem Sondenausgangssignal überlagert wird.

Die Überkompensationsroutine wird nun im folgenden anhand der Fig. 10C erläutert.

Schritt 246: Dieser Schritt stimmt mit den Schritten 204 und 226 überein. Die Abschlußroutine G folgt, wenn das Ergebnis IA ist und der Schritt 248 folgt, wenn das Ergebnis NEIN ist.

Schritt 248: Die Zentraleinheit 28 steuert die Anzeige­ einheit 35 an und zeigt "Überkompensation" an, was bedeutet, daß sich die Sonde 4 in überkompensiertem Zustand befindet. Die Bedienperson kann dann die Sonde 4 gemäß der Anzeige abstimmen.

Schritt 250: Neue Daten werden im Zugriffsspeicher 26 ähnlich wie in den Schritten 206 und 230 gespeichert. In diesem Fall ist das Sondenausgangssignal Vi entweder von Rechteckform oder von über- oder unterkompensierter Form, wie dies in den Fig. 7A, B und C dargestellt ist. Es soll darauf hingewiesen werden, daß der Schwellwert nicht von dem Pegel geändert wird, der bei der Beurteilung der Über­ kompensation in der Routine gemäß Fig. 10A vorliegt.

Schritt 252: Dieser Schritt stimmt mit den Schritten 208 und 232 überein. Die Zentraleinheit 28 liest die ersten Daten, die der Hochpegelperiode des Rechtecksignals 10 entsprechen.

Schritt 254: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 222 überein. Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die gelesenen Daten mit dem Code logisch 03 übereinstimmen oder nicht, d. h. ob der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals schneidet oder nicht. Ein Schritt 258 folgt, wenn der Schwell­ wert schneidet und ein Schritt 256 folgt, wenn dies nicht der Fall ist.

Schritt 256: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die im Schritt 252 gelesenen Daten die letzten Daten sind oder nicht. Die Nieder-Routine folgt, wenn das Ergebnis JA ist und der Schritt 252 folgt, wenn das Ergebnis NEIN ist.

Schritt 258: Die Zentraleinheit 28 beurteilt, ob die gelesenen Daten die ersten Daten in der Hochpegelperiode des Rechtecksignals sind oder nicht, wie dies anhand des Schrittes 218 diskutiert ist. Ist das Beurteilungsergebnis JA, so folgt der Schritt 160. Ist das Ergebnis NEIN, so folgt die Unterkompensationsroutine.

Schritt 260: Die Zentraleinheit 28 liest die nächsten Daten.

Schritt 262: Dieser Schritt stimmt mit den Schritten 222 und 254 überein. Ein bejahendes Ergebnis führt zum Schritt 264 und ein negatives Ergebnis führt zur Unterkompensations­ routine.

Schritt 264: Wenn die gelesenen Daten nicht die Enddaten sind, folgt die Hoch-Routine. Ist dies nicht der Fall, folgt der Schritt 260.

Die Zentraleinheit 28 beurteilt also in den Schritten 252 bis 256 ob der Schwellwert den Pegel des Ausgangssignals schneidet oder nicht. Wenn sie einander während der ganzen Hoch­ pegelperiode des Rechtecksignals schneiden, folgt die Nieder-Routine, weil Rauschbeeinflussung berücksichtigt ist. Wenn die Zentraleinheit 28 feststellt, daß der Schwell­ wert nur die ersten Daten im Schritt 258 schneidet, ist der nächste Schritt die Überkompensationsroutine. Im Schritt 262 folgt die Unterkompensationsroutine unter Berücksichtigung einer Rauschbeeinflussung wenn die Zentraleinheit 28 fest­ stellt, daß der Schwellwert zwar nicht die ersten Daten aber die zweiten Daten schneidet. Wenn der Schwellwert den Pegel des Probenausgangssignals während der ganzen Periode nicht schneidet, folgt die Hoch-Routine.

Fig. 10D stellt ein Flußdiagramm der Nieder-Routine D dar. Diese Routine folgt, wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangssignals während der ganzen Hochpegelperiode des Rechtecksignals schneidet, weil der Schwellwert gering­ fügig niedriger ist als der höchste Wert des Sondenausgangs­ signals (innerhalb des vorbestimmten Wertes VR), oder weil der Schwellwert sehr niedrig ist.

Schritt 266: Dieser Schritt stimmt mit dem Schritt 104 überein. Das bejahende Ergebnis führt zur Abschlußroutine G und ein negatives Ergebnis führt zum Schritt 268.

Schritt 268: Die Zentraleinheit 28 steuert den Wandler 24 an, um den Schwellwert um den vorbestimmten kleinen Wert VR zu erhöhen.

Schritt 270: Die Daten werden ähnlich wie im Schritt 206 gesammelt.

Schritt 272: Die Zentraleinheit 28 liest die Daten ent­ sprechen zum Schritt 208.

Schritt 274: Wenn die gelesenen Daten anzeigen, daß der Schwellwert das Sondenausgangssignal nicht schneidet, folgt ein Schritt 276. Ist dies nicht der Fall, folgt ein Schritt 278.

Schritt 276: Wenn die im Schritt 272 gelesenen Daten die Enddaten sind, folgt die Kalibrierungsroutine F. Ist dies nicht der Fall, folgt der Schritt 272, um die nächsten Daten zu lesen.

Schritt 278: Die Zentraleinheit 28 steuert den Wandler 24 an, um den Schwellwert um den vorbestimmten Wert VR zu erniedrigen. Es folgt der Schritt 206.

In der Nieder-Routine wird die Probe kalibriert und es folgt die Kompensationsroutine F, wenn der Schwellwert das Sonden­ ausgangssignal während der ganzen Periode nicht kreuzt, d. h. wenn das Sondenausgangssignal innerhalb eines vorbestimmten Bereiches während der gesamten Hochpegelperiode des Recht­ ecksignals liegt, wobei die beiden Grenzen des Bereichs geringfügig höher und geringfügig niedriger sind, als der höchste Wert des Sondenausgangssignals. Wenn die Sonde nicht kalibriert ist, folgt die Routine von Fig. 10A.

Fig. 10A ist ein Flußdiagramm der Hoch-Routine. Diese Routine folgt, wenn der Schwellwert den Pegel des Sondenausgangs­ signals nicht kreuzt, weil der Pegel geringfügig höher ist als der höchste Wert des Sondenausgangssignals innerhalb dem vorbestimmten Wert VR, oder weil der Pegel sehr hoch ist. Die Schritte 280 bis 292 dieser Routine entsprechen den Schritten 276 bis 278 gemäß Fig. 10D, jedoch wird beurteilt, ob die gelesenen Daten den Schwellwert im Schritt 288 kreuzen, und ob der Schwellwert durch den vorgegebenen Wert VR in den Schritten 282 bzw. 292 erhöht bzw. erniedrigt wird. In dieser Hoch-Routine wird die Sonde als kalibriert beurteilt und es folgt die Kalibrierungsroutine F, wenn der Schwellwert das Sondenausgangssignal in der gesamten Hochpegelperiode des Rechtecksignals schneidet, d. h. wenn das Sondenausgangssignal sich innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet, mit zwei Grenzen, von denen die eine geringfügig höher und die andere geringfügig niedriger ist als der höchste Wert des Sondenausgangssignals. Wenn die Sonde nicht kalibriert ist, folgt die Routine gemäß Fig. 10A.

Fig. 10F ist ein Flußdiagramm der Kalibrierungsroutine, in der die Zentraleinheit 28 die Anzeigeeinheit ansteuert, um "Kalibrierung" anzuzeigen, was bedeutet, daß die Sonde im Schritt 294 kalibriert ist. Darüber hinaus steuert die Zentraleinheit 28 den Wandler 24 an, um den Schwellwert um einen vorgegebenen Wert VR im Schritt 226 zu erhöhen und sie führt zum Schritt 206.

Fig. 10G stellt ein Flußdiagramm der Vervollständigungs­ routine dar. Die Zentraleinheit 28 setzt verschiedene Werte zu den zunächst eingegebenen und im RAM 28 gespeicherten Werten durch einen Schritt 298 und versetzt den logischen Analysator in die Betriebsart, die vor dem Auswählen der Betriebsart der Sondenkalibrierung vorlag.

Durch die in den Fig. 10A bis 10G dargestellten Schritte ist damit der Zustand einer Sondenkalibrierung sicher beur­ teilbar. Darüber hinaus ist es auf einfache Art und Weise möglich, die Sonde zu kalibrieren, indem die verschiedenen Kondensatoren unter Beobachtung der Anzeigen in den Schritten 228, 248 und 294 verstellt werden und die Ein­ stellung beendet wird, nachdem "Kalibrierung" angezeigt ist. Der Betriebszustand des Kalibrierens wird durch Betätigen der Beendigungstaste der Tastatur 33 beendet. Da die Aus­ führungsgeschwindigkeit in den Schritten 200 bis 298 sehr hoch ist, kann die Sondeneinstellung mit diesen Schritten nicht synchronisiert werden. Wie im Obigen beschrieben, werden diese Schritte durch die Zentraleinheit 28 mit dem RAM 38 als zeitweiligem Speicher in Übereinstimmung mit dem im ROM 37 gespeicherten Programm durchgeführt.

Die Amplitude des Sondenausgangssignals ist geringer als die des Rechtecksignals 10 aus dem Kalibrierungssignalgenerator 6, da die Sonde den Signalpegel schwächt. Um die Wirkungs­ weise des Vergleichers 18 zu verbessern, können die Signal­ pegel, die dem nicht invertierenden und dem invertierenden Eingang des Vergleichers 18 zugeleitet werden, einstellbar sein. Diese Funktion kann durch Abänderungen der logischen Analysatoren von Fig. 1 und 9 erzielt werden, wie dies in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist. Es werden im folgenden nur die Unterschiede diskutiert.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 11 liegen ein Dämpfungsglied 80, eine Hochspannungsquelle H, eine Niederspannungsquelle L, ein Pufferverstärker 82 und eine Halteschaltung 84 vor. Der Pufferverstärker 82 kann ein invertierender oder nicht invertierender Verstärker sein. In dem Betriebszustand der Sondenkalibrierung ist der Anschluß des Wandlers 24 für die Vergleichsspannung mit der Niederspannungsquelle L ver­ bunden, um den Ausgangspegel zu verringern. Der Ausgangs­ pegel wird dem invertierenden Eingang 22 des Vergleichers 18 über das Dämpfungsglied 80 zugeführt. Dadurch kann der Schwellwert, der an den Vergleicher 18 angelegt wird, in sehr kleinen Schritten verändert werden. Nach Beendigung der Betriebsart der Kalibrierung, wird der Anschluß des Wandlers 24 für die Vergleichsspannung mit der Hochspannungs­ quelle H verbunden und der Ausgang des Wandlers 24 wird direkt mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 18 verbunden. Das Dämpfungsglied 80 kann weggelassen werden und der Ausgang des Wandlers 24 kann direkt mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 18 verbunden sein.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 12 ist der Anschluß des Kalibriersignalgenerators 6 für die Vergleichsspannung mit der Hochspannungsquelle H zum Erhöhen der Amplitude des Rechtecksignals verbunden. Der Ausgang des Generators 6 ist direkt mit der Sonde verbunden wenn die Betriebsart der Kalibrierung ausgewählt ist. Nach Beendigung dieser Betriebs­ art ist der Anschluß des Kalibriersignalgenerators 6 für die Vergleichsspannung mit der Niederspannungsquelle L verbunden und das Rechtecksignal vom Generator 6 ist durch ein Dämpfungsglied 86 für verschiedene Zwecke abgeschwächt. Das Dämpfungsglied 86 kann weggelassen sein. Die Abwandlungen gemäß den Fig. 11 und 12 sind nützlich, wenn das Dämpfungs­ verhältnis der Sonde hoch ist.

Wie im vorstehenden beschrieben, kann ohne Verwendung eines Oszilloskops festgestellt werden, ob eine Sonde kalibriert ist oder nicht. Es ist nicht erforderlich, den Sondenzustand vor der Beurteilung der Sondenkalibrierung zu kennen. Wenn ein elektrisches Meßgerät eine Zentraleinheit, einen Kalibriersignalgenerator und einen Vergleicher wie in den Fig. 1 und 9 dargestellt enthält, ist weitere Hardware nicht erforderlich und es genügt, Software zur Sondenbeurteilung zu verwenden. Dadurch wird der Aufbau sehr einfach. Es ist selbstverständlich auch möglich, eine Vorrichtung zur Durch­ führung der angegebenen Verfahren aus diskreten Elementen aufzubauen, was ebenfalls sehr einfach ist, da die erforder­ lichen Bauelemente, wie Signalspannungsquellen und Vergleicher, in großer Auswahl käuflich erwerbbar sind.

Bei den Verfahren kann auch von einem Schwellwert ausgegangen werden, dessen Pegel etwa dem mittleren Pegel des Sonden­ ausgangssignals entspricht. Das Tastverhältnis des Rechteck­ signals in der ersten Ausführungsform kann beliebig gewählt sein. Der Kalibrierungssignalgenerator kann ein herkömmlicher Pulsgenerator, wie ein Multivibrator, oder eine Schalter­ schaltung zum abwechselnden Anwählen von Erdpotential und einem vorgegebenen Potential sein. Das Rechtecksignal des Kalibrierungssignalgenerators kann direkt an den Vergleicher zum Vergleich mit dem Triggerpegel von Fig. 9 angelegt sein. Die Steuervorrichtungen zum Steuern und Beurteilen in jedem Schritt können Kombinationen von logischen Schaltungen anstatt eine Zentraleinheit sein.

Claims (8)

1. Verfahren zum Prüfen der Kalibrierung einer durch Verstel­ len von Sondenkalibrierungseinrichtungen kalibrierbaren Sonde, bei dem ein Test-Rechtecksignal (10) an den Eingang der Sonde gelegt wird und das Sondenausgangssignal (50) beurteilt wird, das bei unzureichender Kalibrierung in seiner Ampli­ tude und Dachform gegenüber Amplitude und Dachform des Test-Rechtecksignals (10) unerwünscht stark abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Schwellenwertsignal (52) in seinem Pegel so einge­ stellt wird, daß es einen ersten Pegel einnimmt, bei dem das Schwellenwertsignal (52) vom Sondenausgangssignal (50) nahe einem der beiden Spitzenwerte des Sondenaus­ gangssignals (50) geschnitten wird,
• - eine erste Innen-Zeitspanne ermittelt wird, die zwischen einem ersten und einem zweiten Zeitpunkt vergeht, und daß der erste Zeitpunkt derjenige Zeitpunkt ist, zu dem das Sondenausgangssignal (50) das Schwellenwertsignal (52) zum näherliegenden Spitzenwert hin schneidet, und der zweite Zeitpunkt derjenige Zeitpunkt ist, zu dem das Sondenausgangssignal (50) das Schwellenwertsignal (52) in Gegenrichtung schneidet,
• - die ermittelte erste Innen-Zeitspanne mit einer Soll­ zeitspanne verglichen wird, die der Dauer desjenigen Pegels des Test-Rechtecksignales (10) entspricht, der den betrachteten Spitzenwert des Sondenausgangssignales (50) erzeugt, und
• - dann, wenn die ermittelte erste Innen-Zeitspanne mit der Sollzeitspanne übereinstimmt, dies als erfüllte Kali­ brierungsbedingung gewertet wird, andernfalls die Son­ denkalibrierungseinrichtungen verstellt werden und die vorigen Schritte wiederholt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Schwellenwertsignales (52) so lange in kleinen Schritten verstellt wird, bis er von der Außenseite des von den Spitzenwerten des Sondenausgangssignales (50) auf­ gespannten Bereichs her kommend gerade in diesen eintritt, was dadurch festgestellt wird, daß die erste Innen-Zeit­ spanne ihren Wert von Null auf einen positiven Wert ändert.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß

• - zusätzlich eine Außen-Zeitspanne ermittelt wird, die zwischen dem zweiten und dem ersten Zeitpunkt vergeht,
• - das Verhältnis zwischen der ersten Innen-Zeitspanne und der Außen-Zeitspanne gebildet wird, und
• - die Sonde als kalibriert beurteilt wird, wenn das so ge­ bildete Verhältnis mit dem Tastverhältnis des Test- Rechtecksignales (10) übereinstimmt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß

• - der Pegel des Schwellenwertsignales (52) ausgehend vom ersten Pegel in Richtung zur Außenseite des von den Spitzenwerten des Sondenausgangssignales (50) aufge­ spannten Bereiches hin auf einen zweiten Pegel verstellt wird,
• - eine zweite Innen-Zeitspanne entsprechend der ersten er­ mittelt wird, gestützt auf das Schwellenwertsignal (52) vom zweiten Pegel, und
• - dann, wenn die zweite Innen-Zeitspanne dauernd Null ist, während die erste Innen-Zeitspanne mit der Sollzeit­ spanne übereinstimmt, die Sonde als kalibriert beurteilt wird, andernfalls die Sondenkalibrierungseinrichtungen verstellt werden und alle Verfahrensschritte wiederholt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sonde als überkompensiert beurteilt wird, wenn das Sondenausgangssignal (50) das Schwellen­ wertsignal (52) vom ersten Pegel nur während dem Anfang der zu­ gehörigen Periode des Test-Rechtecksignales (10) schneidet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sonde als unterkompensiert beurteilt wird, wenn das Sondenausgangssignal (50) das Schwellenwertsig­ nal (52) vom ersten Pegel nur während dem Ende der zugehörigen Periode des Test-Rechtecksignals (10) schneidet.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit

• - einem Rechtecksignalgenerator (6) zum Ausgeben eines Test-Rechtecksignales (10) an eine zu kalibrierende Son­ de, und
• - einer Beurteilungseinrichtung (28) zum Empfangen des Sondenausgangssignals (50) und zum Beurteilen des Kalibrierungszustandes mit Hilfe des Sondenausgangssignals (50), dessen Amplitude und Dachform bei unzu­ reichender Kalibrierung unerwünscht stark gegenüber Am­ plitude und Dachform des Test-Rechtecksignals (10) abweicht,

gekennzeichnet durch,

• - einen Vergleichsgenerator (24) der von der Beurteilungseinrichtung (28) gesteuert ist, zum Ausgeben eines Schwellenwertsignals (52) mit einstellbarem Pegel, und
• - einen Vergleicher (18) zum Vergleichen des Sondenaus­ gangssignals (50) mit dem Schwellenwertsignal (52).