DE1152758B

DE1152758B - Device for monitoring the form of periodic electrical impulses

Info

Publication number: DE1152758B
Application number: DESCH25111A
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Schmall
Original assignee: Schmall Electronic & C GmbH
Current assignee: Schmall Electronic & C GmbH
Priority date: 1958-12-02
Filing date: 1958-12-02
Publication date: 1963-08-14

Description

Einrichtung zur Überwachung der Form periodischer elektrischer Impulse Elektrische Impulse werden bekanntlich in immer steigendem Maße auf vielen Gebieten angewendet, um Vorgänge zu steuern, zu überwachen und Meßwerte zu übertragen. Dabei ist die Form der Impulse oft Gegenstand besonderen Interesses, sei es, weil die Impulsform ein Kriterium für die zu übertragenen Informationen enthält, oder aber weil die Einhaltung einer bestimmten Impulsform für die gewünschte Wirkung maßgebend ist. Eine weitere wesentliche Funktion von Impulsen bestimmter Form besteht bei der Zündung von Brennstoffgemischen in Brennkraftmotoren, insbesondere Ottomotoren. Hier können beispielsweise aus der Veränderung einer normalen Impulsform sogleich Rückschlüsse auf den Zustand der Zündkerze gezogen werden, so daß es möglich ist, etwa im Entwicklungsstadium befindliche Zündstörungen rechtzeitig durch Überwachen der Impulsformen zu erkennen.Device for monitoring the shape of periodic electrical impulses It is well known that electrical impulses are used to an ever increasing extent in many fields used to control and monitor processes and to transmit measured values. Included the shape of the impulses is often the subject of special interest, be it because of the Pulse shape contains a criterion for the information to be transmitted, or else because adherence to a certain pulse shape is decisive for the desired effect is. Another essential function of impulses of a certain shape is at the ignition of fuel mixtures in internal combustion engines, especially gasoline engines. Here, for example, a change in a normal pulse shape can be made immediately Conclusions can be drawn about the condition of the spark plug so that it is possible Ignition faults in the development stage in good time by monitoring recognize the pulse shapes.

Die Notwendigkeit hierfür ist besonders in motorgetriebenen Luftfahrzeugen gegeben, weil der Ausfall von Zündanlagen gerade dort schwerwiegende Folgen haben kann. The need for this is particularly important in motor-powered aircraft given because the failure of ignition systems can have serious consequences there can.

Die Form der Impulse läßt sich ohne weiteres mit geeigneten Katodenstrahl-Oszillographen beobachten. The shape of the impulses can easily be determined with a suitable cathode ray oscilloscope watch.

Es ist denkbar, daß dabei Masken verwendet werden. welche ein bestimmtes Feld des Oszillographen frei geben und ein anderes verdecken, so daß der Impuls durch geeignete Ausbildung des freien Feldes dort erscheint und bei Abweichungen von der Sollkurve über lichtelektrische Wandler einen Alarm auslöst.It is conceivable that masks are used for this. which one particular Clear the field of the oscilloscope and cover another so that the pulse due to suitable formation of the free field appears there and in the event of deviations triggers an alarm from the target curve via photoelectric converters.

Für die Verwendung in Luftfahrzeugen ist jedoch eine solche Anordnung aufwendig, umständlich und für die Beanspruchungen, die in Luftfahrzeugen auftreten, nur bedingt einsetzbar. However, such an arrangement is suitable for use in aircraft expensive, cumbersome and for the stresses that occur in aircraft, Can only be used to a limited extent.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung der Form periodischer elektrischer Impulse mittels Meßgeräten, deren Einstellung von aus den zu überwachenden Impulsen unmittelbar oder im Vergleichsverfahren abgeleiteten impulsförmigen Spannungen abhängig ist. Erfindungsgemäß werden in der im folgenden beschriebenen Einrichtung den zu überwachenden Impulsspannungen einer oder mehreren Impulsformen Schaltungen zugeführt, von denen jede auf eine Ansprechschwelle verschiedenen, auf die Höhe der Impulsspannung verteilten Spannungsbreite eingestellt ist, die so beschaffen ist, daß sie Rechteckimpulse veränderlicher Breite und/oder veränderlicher Amplitude in Abhängigkeit von der bei jeder Ansprechschwelle vorhandenen Länge des zu überwachenden Impulses erzeugen und daß ferner die so gewonnenen Rechteckimpulse einer Anzeige- oder Alarmeinrichtung auf Einhal- tung vorgegebener Impulslängen und/oder Impulsamplituden verglichen und ausgewertet werden. Die Auswertung kann in Weiterbildung der Erfindung entweder durch ein normales Drehfeldanzeigesystem mit beispielsweise drei Statorspulen und einem zweipoligen Dauermagneten als Rotor oder aber auch durch Impulsvergleich mit Anzeige eines aus dem Vergleich gewonnenen Überwachungssignals, welches sich bei Anderung der festgelegten Impulslängendifferenzen ändert, vorgenommen werden. The present invention relates to a device for monitoring the form of periodic electrical impulses by means of measuring devices, their setting derived from the pulses to be monitored directly or using the comparison method pulse-shaped voltages is dependent. According to the invention in the following described device the pulse voltages to be monitored one or more Pulse shapes are supplied to circuits, each of which has different, is set to the level of the pulse voltage distributed voltage width, the is such that it produces rectangular pulses of variable width and / or variable Amplitude as a function of the length of the existing at each response threshold to be monitored pulse and that also the square-wave pulses obtained in this way a display or alarm device for compliance processing of predetermined pulse lengths and / or Pulse amplitudes are compared and evaluated. The evaluation can be continued of the invention either by a normal rotating field display system with, for example three stator coils and a two-pole permanent magnet as a rotor or through Pulse comparison with display of a monitoring signal obtained from the comparison, which changes when the defined pulse length differences change will.

In Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß Erfindung im Prinzip gezeigt. In Fig. 1 is an embodiment of the device according to the invention shown in principle.

Aus der Zündanlage 1 gelangt die Impulsspannung zu den Flip-Flop-Schaltungen 2, 3 und 4, welche jeweils auf bestimmte Impulsspannungspegel ansprechen. Sie erzeugen dabei je einen Impuls, welcher eine steile Vorderflanke besitzt und dessen Länge von der an diesem Pegel herrschenden Impulsbreite abhängt, da der Impuls sehr schnell beim Unterschreiten des Spannungspegels als Schwellwert beendet wird. The pulse voltage passes from the ignition system 1 to the flip-flop circuits 2, 3 and 4, which each respond to certain pulse voltage levels. You generate one pulse each, which has a steep leading edge and its length depends on the pulse width prevailing at this level, since the pulse is very fast is terminated when the voltage level falls below the threshold value.

2, 3 und 4 erzeugen deshalb vorwiegend verschieden lange Impulse, die jedoch infolge gleicher Versorgungsspannungen der drei Flip-Flop-Schaltungen 2, 3 und 4 gleiche Impulshöhe besitzen. Ihr Flächeninhalt ist damit eine lineare Funktion ihrer Länge in der Höhe des Schwellwertes. Da der Flächeninhalt eines Impulses in einer Feldspule des nachgeschalteten Meßgerätes 5 integriert wird und über der Zeit als Stellkraft linearer Abhängigkeit von der Impulslänge erscheint, ist leicht einzusehen, daß der Zeiger 6 des Meßwertes, welcher auf dem Rotor 7 mit dem Dauermagneten 8 befestigt ist, durch Bildung eines Summenfeldes aus allen drei Teilfeldern eine bestimmte Stellung auf der Skala 9 anzeigt. Diese Stellung hängt von der Größe der Teilfelder und diese wiederum von der Länge der Impulse aus den Flip-Flop-Schaltungen 2, 3 und 4 ab.2, 3 and 4 therefore mainly generate pulses of different lengths, However, due to the same supply voltages of the three flip-flop circuits 2, 3 and 4 have the same pulse height. Its area is therefore linear Function of their length in relation to the threshold value. Because the area of an impulse is integrated in a field coil of the downstream measuring device 5 and above the Time appears as a force with a linear dependence on the pulse length is easy to see that the pointer 6 of the measured value, which on the rotor 7 with the permanent magnet 8 is attached, by forming a sum field from all three sub-fields one certain position on the scale 9 indicates. This position hangs from the size of the subfields and this in turn depends on the length of the pulses from the flip-flop circuits 2, 3 and 4.

Abb. 2 zeigt, wie die Impulse in den Schaltungen 2, 3 und 4 der Abb. 1 in Rechteckimpulse umgeformt werden, welche gleiche Länge wie die Impulse am jeweiligen Schwellwert des Impulsspannungsverlaufs besitzen. Fig. 2 shows how the pulses in circuits 2, 3 and 4 of Fig. 1 are converted into square-wave pulses, which are the same length as the pulses on the respective Have the threshold value of the pulse voltage curve.

In Abb 2 ist der zu überwachende Impuls mit 10 bezeichnet. Die drei Flip-Flop-Schaltungen sind auf die Schwellspannungen 11, 12 und 13 eingestellt. In ihnen werden beim Anstieg der Spannung eines Impulses nacheinander die Rechteckimpulse 14, 15 und 16 ausgelöst. Die Rückflanke dieser Rechteckimpulse wird ausgelöst durch den Abfall der Impulsspannung des zu überwachenden Impulses, wodurch zuerst der Rechteckimpuls 16, dann 15 und dann 14 beendet werden. The pulse to be monitored is labeled 10 in FIG. The three Flip-flop circuits are set to threshold voltages 11, 12 and 13. When the voltage of a pulse rises, the square-wave pulses are generated in them one after the other 14, 15 and 16 triggered. The trailing edge of these square-wave pulses is triggered by the drop in the pulse voltage of the pulse to be monitored, whereby the first Square pulse 16, then 15 and then 14 are terminated.

Dieses Spiel wiederholt sich periodisch mit der Folge des zu überwachenden Impulses. This game repeats itself periodically with the sequence of what is to be monitored Impulse.

Ein weiteres Beispiel für die erfindungsgemäße Einrichtung ist funktionsmäßig in Abb. 3 gezeigt. Another example of the device according to the invention is functional shown in Fig. 3.

Hier wird ein Vergleich der von den Flip-Flop-Schaltungen 2, 3 und 4 aus Abb. 1 gelieferten Rechteckimpulse verschiedener Länge in einer oder in mehreren Koinzidenzschaltungen so vorgenommen, daß ein oder mehrere resultierende Impulse bestimmter Länge oder Amplitude entstehen, deren Länge oder Amplitude das Kriterium für den Vergleich der Rechteckimpulse ist. Here is a comparison of the from the flip-flop circuits 2, 3 and 4 from Fig. 1 supplied square-wave pulses of different lengths in one or more Coincidence circuits made so that one or more resulting pulses A certain length or amplitude arise, the length or amplitude of which is the criterion for comparing the square-wave pulses.

Abb. 3 zeigt zwei Koinzidenzschaltungen 17 und 18, welchen die Impulse 19, 20 und 21 zugeführt werden. Zuerst werden aus 19 und 20 die resultierenden Impulse 22 gewonnen, welche mit 21 zu 23 überlagert werden. Fig. 3 shows two coincidence circuits 17 and 18, which the pulses 19, 20 and 21 are fed. First, 19 and 20 become the resulting pulses 22 won, which are superimposed with 21 to 23.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung nach vorliegendem Erfindungsgedanken sieht vor, daß mehr als drei, beispielsweise sechs Flip-Flop-Schaltungen verwendet werden, um das Auflösungsvermögen der Überwachungseinrichtung zu verbessern. Another embodiment of the device according to the present inventive concept provides that more than three, for example six, flip-flop circuits are used to improve the resolution of the monitoring device.

Da das Anzeigeinstrument jedoch im allgemeinen nur drei Statorspulen besitzt, werden die drei die Statorspule speisenden Impulsreihen aus drei Koinzidenzschaltungen gewonnen, in welchen je zwei Impulsreihen aus Flip-Flop-Schaltungen paarweise überlagert und zu einem resultierenden, amplituden- oder längenveränderlichen Impuls umgeformt werden. Since the display instrument, however, generally only has three stator coils possesses, the three pulse trains feeding the stator coil are made up of three coincidence circuits won, in which two pulse series from flip-flop circuits superimposed in pairs and transformed into a resultant, amplitude- or length-variable pulse will.

Bei einer besonders genau arbeitenden Ausgestaltung des Erfindungsgedankens werden getrennt erzeugte Vergleichs-Rechteckimpulse genau definierter Länge und/oder Amplitude in Koinzidenzschaltungen mit den von den zu überwachenden Impulsen erzeugten Rechteckimpulsen verglichen. Weicht ein Impuls oder mehrere Impulse von ihrem Vergleichssollwert ab, so erzeugt die Koinzidenzschaltung eine Impulsreihe, bei der als Fehlerkriterium entweder die Impulslänge oder/und die Impuls amplitude erscheint. In a particularly precise embodiment of the inventive concept are separately generated comparison square-wave pulses of precisely defined length and / or Amplitude in coincidence circuits with the pulses generated by the monitored pulses Square pulses compared. If one or more pulses deviate from their reference setpoint from, the coincidence circuit generates a series of impulses, in which as an error criterion either the Pulse length and / or the pulse amplitude appears.

Sie kann in bekannter Weise zur Betätigung einer Anzeige- und/oder Alarmeinrichtung herangezogen werden.It can be used in a known manner to operate a display and / or Alarm device can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for monitoring the shape of periodic electrical impulses by means of measuring devices, their setting from the impulses pulse-shaped voltages derived directly or in the comparison process is, characterized in that the pulse voltages of one or more pulse shaping circuits are supplied, each of which has a different threshold, on which The level of the pulse voltage of distributed voltage values is set and the condition is such are that they are square pulses of variable width and / or variable amplitude depending on the length of what is to be monitored for each response threshold Generate pulse and that also the square-wave pulses thus obtained in a downstream Display or alarm device for compliance with specified pulse lengths or and Pulse amplitudes are checked and evaluated.

2. Device according to claim 1, characterized in that three or more pulse shaping circuits are provided, their outputs directly with the field coils of a rotary field measuring device are connected so that its pointer position of the pulse length and / or pulse amplitude ratios of the three or more Square pulses depends directly.

3. Device according to claim 1, characterized in that the outputs of the pulse shaper circuits are connected to coincidence circuits which are made up of every two square pulses a new pulse of variable length and / or amplitude generate, which combines both information content from the triggering impulses and which is used to display or trigger an alarm signal.

4. Device according to claim 1, 2 and 3, characterized in that that the square-wave pulses originating from the pulse shaping circuits in coincidence circuits are compared with specially generated comparison pulses as nominal values and that if the pulse shapes deviate from the comparison pulses, a display or alarm device is operated.

Publications Considered: Book: Chance, Hughes, Mac Nichol, Sayre and Williams, "Waveforms," New York, 1949, Volume 11 of the MIT Book Series, p. 701 and 702.