DE1255807B

DE1255807B - Digitaler Spannungsmesser

Info

Publication number: DE1255807B
Application number: DEC26611A
Authority: DE
Inventors: Philip D Wasserman
Original assignee: BEHLMAN INVAR ELECTRONICS CORP
Current assignee: BEHLMAN INVAR ELECTRONICS CORP
Priority date: 1961-12-13
Filing date: 1962-03-30
Publication date: 1967-12-07
Also published as: GB996148A; US3149282A

Description

BUMDESSEPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIr

Deutsche Kl.: 2Ie- 36/01

Nummer: 1255 807

Aktenzeichen: C 26611IX d/21 e

Anmeldetag: 30. März 1962

Auslegetag: 7. Dezember 1967

; '■ "1

Die Erfindung betrifft einen digitalen Spannungsmesser mit einer Einrichtung zum Vergleichen der Höhe der Eingängsspannung mit der Höhe einer Bezugsspannung, einer Einrichtung zum Vermindern der Differenz zwischen den miteinander verglichenen Spannungen und einer Einrichtung zur Sichtanzeige der jeweiligen Höhe der Bezugsspannung, wenn die Höhe der Bezugsspannung gleich der Höhe der Eingangsspannung ist.

Die grundlegende Arbeitsweise von Digital-Span- ίο nungsmessern besteht in periodischen Vergleichen einer unbekannten Eingangsspannung mit einer von einer Potentiometeranordnung abgenommenen, schrittweise nächgestellten genauen Bezugsspannung, wobei letztere nach jedem Vergleich schrittweise in der Riehtung geändert wird, in der sich ihr Wert demjenigen der Eingangsspannung nähert. Sobald der Vergleich Null ergibt, d. h., wenn beide Spannungen übereinstimmen, kann eine der Abgleichstellung des Potentiometers entsprechende Anzeige abgenommen werden, welche den Wert der Eingangsspannung wiedergibt.

Bisher wurde die Steuerung des Potentiometerabschnitts des Systems zur Festlegung der Höhe der Bezugsspannung auf zweierlei verschiedene Weisen vorgenommen, wobei im einen Fall lediglich elektronische Mittel verwendet wurden. Beispielsweise wurde hierbei der Leitzustand eines Flip-Flop-Kreises über eine Präzisionsspannungs -Widerstands -Anordnung dazu verwendet, der Gesamtanzeige schrittweise eine entsprechende Spannungserhöhung hinzuzufügen oder nicht hinzuzufügen. Wegen der alleinigen Verwendung von elektronischen Mitteln besitzt eine derartige Anordnung eine sehr große Anzeigegeschwindigkeit, doch läßt sich andererseits keine höchste Genauigkeitsstufe erreichen, da die elektronischen Eigenschaften von Einrichtungen wie Transistoren, Dioden, Vakuumröhren usw., welche in die Gesamtanzeige des Potentiometers eingehen, sich je nach Betriebsalter und Betriebsbedingungen etwas ändern.

Der andere grundlegende Weg zur Mechanisierung des Potentiometers besteht in der Verwendung von elektromechanischen Vorrichtungen, wie Relais, Schrittschaltern usw., wobei die stufenweisen Spannungserhöhungen durch zwischen mechanischen Kontakten hervorgebrachte Metall-zu- Metall -Verbindungen hinzugezählt werden. Dieses Verfahren zeichnet sich durch äußerst hohe Genauigkeit aus, da der Kontaktwiderstand sehr niedrig und verhältnismäßig alterungsbeständig ist. Andererseits werden hierbei jedoch Schaltelemente verwendet, die langsam ansprechen, störungsanfällig und auf Grund des elektro-Digitaler Spannungsmesser

Anmelder:

Behlman-Invar Electronics Corp.,

Santa Monica, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: ,

Dr. phil. G. Henkel

und Dr. rer. nat. W. D. Henkel, Patentanwälte,

München 90, Eduard-Schmid-Str. 2

Als Erfinder benannt: ,

Philip D. Wasserman,

San Diego, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Dezember 1961
(159109)

mechanischen Aufbaus ihrer Hauptbestandteile verhältnismäßig unzuverlässig sind. :

Allgemein gesprochen, besitzen also diese bisher gemachten Versuche zur Mechanisierung von digitalen Spannungsmessern sowohl Vor- als auch Nachteile; Geräte mit nur elektronischen Bestandteilen zeichnen sich durch große Schnelligkeit und Zuverlässigkeit aus und sind dafür verhältnismäßig ungenau, während bei der elektromechanischen Anordnung die Anzeige langsam erfolgt und das System verhältnismäßig unzuverlässig ist, dafür aber sehr genau arbeitet.

Soweit die Spannungsmesser auf Verwendung von ohmschen Widerständen aufbauen, ist meistens pro Dekade ein verschieden großer Widerstand vorgesehen. Man hat versucht, die durch die Umschaltung oder durch das Abtasten des Widerstands entstehenden Widerstandsänderungen durch die Kombination von digitalen mit analogen Verfahren zu vermeiden. Analoge Verfahren sind jedoch bekanntermaßen ungenauer als digitale Verfahren.
^v Der erfindungsgemäße digitale Spannungsmesser vereinigt in sich die vorteilhaftesten Merkmale der beiden bisher bekannten grundsätzlichen Anordnungen, ohne deren Nachteile zu besitzen. Im allgemeinen sind die einzigen bei diesem System verwendeten elektromechanischen Bauteile im Potentiometerkreis

709 707/230

vorgesehene Hochgeschwindigkeits - Zungenrelais, an den Polaritätsschalter 9 angekoppelte Polaritäts-

während das Programmieren, Umschalten und die Anzeigeeinrichtung 10 liefert eine Sichtanzeige der

anderen zum Betrieb des Spannungsmessers erforder- Polarität der Eingangsspannung entsprechend der je-

lichen Funktionen durch Digital-Rechnereinheiten mit weiligen Stellung des Polaritätsschalters 9.

Flip-Flop-Kreisen und Torschaltungen elektronisch 5 Unabhängig hiervon wird der Vergleichsvorrichtung

mechanisiert werden. Die beim Erfindungsgegenstand 12 unmittelbar die Wechselspannung der Spannungs-

durch die Flip-Flop-Kreise betätigten Widerstands- quelle 6 zugeführt. Die beiden mit ZU bzw. AB be-

kombinationen stellen Widerstände mit einer kon- zeichneten Ausgangsleitungen der Vergleichvorrich-

stanten Belastung dar. Außerdem besitzt das erfin- tung 12 sind mit einer Programmiereinrichtung 14

dungsgemäße System eine hohe Anzeigegeschwindig- to verbunden, die ihrerseits an vier allgemein mit 16 be-

keit und hohe Zuverlässigkeit. zeichnete Digital-Dekadeneinheiten 10° bis 10³ ange-

Diese Vorteile werden erfindungsgemäß dadurch schlossen ist.

erreicht, daß eine Reihe von Flip-Flop-Kreisen mit Die Digital-Dekadeneinrichtung 16 ist in F i g. 1 mehreren Leitzustandskombinationen und komplemen- schematisch als den bewegbaren Arm eines an eine tären Zustandskombinationen vorgesehen ist, die zur 15 Normalspannungsquelle 19 angeschlossenen Potentio-Steuerung einer Potentiometeranordnung dient, welche meters antreibend dargestellt, wobei sich die beiden eine der jeweiligen Leitzustandskombination ent- letztgenannten Teile innerhalb einer Potentiometersprechende Bezugsspannung erzeugt, und daß eine anordnung 18 befinden. Schließlich sind die einzelnen Vergleichsvorrichtung zur abwechselnden Ermittlung Digital-Dekadeneinheiten der Einrichtung 16 jeweils der Höhe der Eingangsspannung und der Höhe der 20 mit zugehörigen, allgemein mit 20 bezeichneten Bezugsspannung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit Dekaden-Anzeigeeinheiten verbunden,
von der Differenz zwischen diesen beiden Spannungen Obgleich die genaue Arbeitsweise des in Fig. 1 die Leitzustandskombinationen der Reihe von Flip- dargestellten digitalen Spannungsmessers aus den Flop-Kreisen im Sinn einer Verringerung der Differenz folgenden Erläuterungen der F i g. 2 bis 6 deutlicher zwischen der Eingangsspannung und der Bezugs- 25 hervorgeht, sei sie schon vorab unter Bezugnahme spannung ändert, dergestalt, daß die Reihe von auf F i g. 1 zusammenfassend kurz erläutert. Der Flip-Flop-Kreisen auf denjenigen Leitzustand einge- Bereichschalter 3 wird derart eingestellt, daß er die stellt wird, der einer Bezugsspannung von der gleichen von der unbekannten Spannungsquelle 1 erzeugte Höhe der Eingangsspannung entspricht. Spannung so weit vermindert, daß diese nicht höher

Weitere Ziele, Merkmale und besondere Vorteile 30 werden kann als die von der Potentiometeranordnung der Erfindung ergeben sich aus der folgenden genauen 18 maximal erzeugbare Spannung, d. h. die Spannung Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der der Normalspannungsquelle 19. Der von der Wechsel-Erfindung an Hand der Zeichnungen. Es zeigt spannungsquelle 6 mit 60 Hz betriebene Zerhacker 4

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines digitalen Span- leitet dem Verstärker8 abwechselnd die verringerte

nungsmessers mit den Merkmalen der Erfindung, 35 unbekannte Eingangsspannung und die von der

F i g. 2 eine teilweise schematische und teilweise Potentiometeranordnung 18 erzeugte Bezugsspannung

Blockdarstellung des Bereichschalters, des Zerhackers, zu. Diese sich hierbei ergebende Rechteckwelle wird im

des Verstärkers, des Polaritätsschalters und der Ver- Verstärker 8 in sich abwechselnde positive und

gleichsvorrichtung, negative Impulse unterteilt, die gleichmäßig verstärkt

F i g. 3 ein Blockschaltbild der Programmierein- 40 werden und zwei komplementäre Impulsfolgen liefern, richtung in Verbindung mit der Digital-Dekaden- welche durch die Reihenfolge ihrer Polaritäten AnEinrichtung, gaben darüber enthalten, ob die unbekannte Eingangs-

F i g. 4 ein Durchflußschema, das die Programm- spannung oder die Bezugsspannung größer ist, wäh-

zugehörigkeit der Programmiereinrichtung erläutert, rend die Impulsamplituden den Spannungsunterschied

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Dekadeneinheit 45 zwischen der Eingangsspannung und der Bezugs-

nebst ihrem Anschluß an die Potentiometeranordnung spannung anzeigen. Der Polaritätsschalter 9 dient

und dazu, die vom Verstärker 8 abgegebenen Impulsfolgen

F i g. 6 eine schematische Darstellung eines Teils entweder unmittelbar an die Vergleichvorrichtung 12

der Potentiometeranordnung. weiterzugeben, nämlich im Fall einer positiven Ein-

F i g. 1 gibt eine Gesamtübersicht über den Aufbau 50 gangsspannung, oder die beiden vom Verstärker 8 an

des erfindungsgemäßen digitalen Spannungsmessers. die Vergleichvorrichtung 12 abgegebenen Impulsfolgen

Die zu messende Eingangsspannung wird von einer im Fall einer negativen Eingangsspannung umzu-

Spannungsquelle 1 unbekannter Spannung geliefert kehren. Die Polaritäts-Anzeigeeinrichtung 10 ist un-

und über einen handbetätigten Bereichschalter 3 mittelbar mit dem Polaritätsschalter 9 verbunden

einem Zerhacker 4 zugeführt. Mit dem Bereich- 55 und erzeugt eine Sichtanzeige entweder in Form eines

schalter 3 ist eine Bereich-Anzeigeeinrichtung 5 ge- Plus- oder Minuszeichens als Teil der auf der Stellung

koppelt, die eine Sichtanzeige der jeweiligen Bereich- des Polaritätsschalters beruhenden Anzeige,

schalterstellung in Form eines Dezimalpunktes liefert, Die Vergleichvorrichtung 12 verwendet die Span-

der zwischen den entsprechenden Dezimalstellen einer nung der Wechselspannungsquelle 6 zur Erzeugung

in der Zeichnung nicht dargestellten Anzeigezahl ein- 60 eines Zählimpulses in einer vorbestimmtenPhasenlage

gestellt wird. jeder 60-Hz-Periode. Die hierdurch erzeugten Zeit«

Die Spannung einer Wechselspannungsquelle 6 von spannen überlappen die Kontaktperioden des Zerbeispielsweise 60 Hz wird dem Anker des Zerhackers 4 hackers 4 und umfassen somit die in den vom Ver- und die vom Zerhacker abgegebene Spannung wird stärker 8 abgegebenen komplementären Impulsfolgen einem Verstärker 8 zugeführt, der seinerseits zwei 65 auftretenden periodischen Impulse. Die Vergleichvorkomplementäre. Impulsfolgen erzeugt, welche von richtung 12 verwendet den Zählimpuls und die einem handbetätigten Polaritätsschalter 9 an eine komplementären Impulsfolgen des Verstärkers 8 ent-Vergleichvorrichtung 12 weitergeleitet werden. Eine weder zur Erzeugung eines ZU-, eines AB- oder

keines Impulses. Genauer gesagt, wird, falls die unbekannten Spannungsquelle 1 gelieferte Eingangs-Eingangsspannung positiv ist, immer dann ein ZU- spannung wird dem einen Ende von drei in Reihe Impuls erzeugt, wenn die Eingangsspannung größer geschalteten Präzisionswiderständen 23 zugeführt, ist als die Bezugsspannung, während ein Λ-ß-Impuls deren anderes Ende an Erde liegt. Das mit der Spanhervorgebracht wird, wenn die Eingangsspannung 5 nungsquelle 1 in Verbindung stehende Ende der niedriger ist als die Bezugsspannung. Andererseits Widerstandsreihe sowie die beiden Verbindungswerden keine Impulse erzeugt, solange nicht ein punkte zwischen den drei Widerständen 23 der Reihe vorbestimmter Mindest-Spannungsunterschied vor- sind jeweils an die drei festen Kontakte des unteren handen ist. . Pakets des Dreistellungsschalters 22 angeschlossen,

Der Spannungsmesser besitzt vier Digital-Dekaden- io dessen Kontaktarm die Ausgangsklemme des Bereicheinheiten 10° bis 10³, von denen jede eine Ziffern- schalters 3 bildet. Der Kontaktarm des oberen Pakets anzeige liefert und jede einem bestimmten Abschnitt liegt an Erde, während die drei festen Kontakte dieses der Potentiometeranordnung 18 zugeordnet ist. Wie Pakets jeweils mit der einen Klemme von drei Anzeigespäter noch genauer in Verbindung mit F ig.. 5 lampen 25 verbunden sind, deren andere Klemmen an erläutert werden wird, weist jede Dekadeneinheit vier 15 die 5+-Klemme einer nicht näher erläuterten posi-Flip-Flop-Kreise auf, die als binär verschlüsselte tiven Spannungsquelle angeschlossen sind. .
Dezimalstellenzähler angeordnet sind und zusammen Im Betrieb arbeiten die Widerstände 23 als Spanzehn verschiedene Leitzustandskombinationen besitzen, nungsteiler für die unbekannte Eingangsspannung, welche die Dezimalstellen von 0 bis 9 darstellen. Die Bei auf die obere Kontaktstellung gestelltem Schalter 22 jeweilige, durch die Leitzustandskombination der 20 wird dem Zerhacker 4 und den folgenden Kreisen Flip-Flop-Kreise dargestellte Dezimalstelle jeder De- des Spannungsmessers die volle Eingangsspannung kadeneinheit wird stets als Dezimalzahl in der züge- zugeführt, während in den beiden unteren Kontaktordneten Anzeigeeinheit angezeigt. Stellungen durch den Bereichschalter 3 eine jeweils

Die Flip-Flop-Kreise jeder Dekadeneinheit sind größere Spannungsteilungvorgenommenwird,wodurch

jeder für sich mit der Potentiometeranordnung 18 25 dem Zerhacker 4 eine entsprechend verminderte

verbunden. Wenn beispielsweise der Zustand 1 durch Eingangsspannung zugeführt wird. Somit liefert die

den entsprechenden Teil der Potentiometeranordnung obere Kontaktstellung des Dreistellungsschalters 22

eine der Gesamt-Bezugsspannung hinzugefügte Spart- den empfindlichsten Skalenbereich, während die beiden

nungserhöhung bewirkt, entspricht die derart hinzu- unteren Stellungen abnehmend geringer empfindliche

gefügte Spannung seinem bestimmten Zahlenwert in 30 Skalenbereiche in Anpassung an zunehmend höhere

seiner Dekadeneinheit und dem Relativwert seiner Eingangsspannungen für Meß- und Anzeigezwecke

Dekade in bezug auf den Wert der übrigen Dekaden- liefern.

einheiten. Die Programmiereinrichtung 14 besitzt drei Das obere Schaltpaket dient dazu, die Spannung B+ Flip-Flop-Kreise, deren Leitzustandskomination dazu der der Schalterarmstellung entsprechenden Anzeigedient, festzustellen, wohin die einzelnen ZU- und 35 lampe zuzuführen, die daraufhin bei einer bevorzugten AB-Signale der Vergleichvorrichtung 12 weiterzuleiten Ausführungsform der Erfindung einen Dezimalpunkt sind. Genauer gesagt, legt diese Kombination fest, zwischen den beiden der betreffenden Bereichschalterweicher bestimmten Dekadeneinheit die ^-Impulse stellung in der Digital-Dekadeneinrichtung 20 entzugeführt werden, während die ZC/-Impulse unmittel- sprechenden Zahlen aufleuchten läßt. Die Art der bar auf diese Programmier-Flip-Flop-Kreise wirken 40 Anzeige dieses Dezimalpunkts wird nach . der Be- und deren Leitzustand umstoßen, so daß die folgenden Schreibung einer Dekaden-Anzeigeeinheit noch deut- AB-Impuhe zurückgeführt werden. licher werden.

Die Programmiereinrichtung 14 stellt weiterhin das Der Zerhacker 4 weist gemäß F i g. 2 eine durch Vorhandensein von bestimmten Zuständen, wie unbe- die 60-Hz-Wechselspannung der Spannungsquelle 6 stimmte Leitzustandskominationen der Programmier- 45 erregte Antriebsspule 26 auf, die den Anker 28 zwischen Flip-Flop-Kreise, ein bestimmtes Auftreten von AB- festen oberen und unteren Kontakten hin- und Impulsen usw. fest, um einen allgemeinen Rückstell- herbewegt, welche mit der Ausgangsleitung des Vorgang anzufordern, bei dem alle Dekadeneinheiten Bereichschalters 3 bzw. der Ausgangsleitung des wirksam auf Null und die Programmier-Flip-Flop- Potentiometers verbunden sind. Da der Zerhacker 4 Kreise in einen Ausgangszustand zurückgestellt wer- 50 mit 60 Hz betrieben wird, wird seinem hin- und herden, wodurch die höchste Dekadeneinheit 10³ zur bewegten Kontaktarm eine Spannung aufgeprägt, nachfolgenden Betätigung ausgewählt wird. die gemäß F i g. 2 die Form einer Rechteckwelle mit

Wie erwähnt, wird die genaue Arbeitsweise des einer Frequenz von 60Hz besitzt, welche zwischen

Systems aus der Beschreibung der folgenden Figuren einer der Höhe der vom Bereichschalter 3 verminderten

deutlicher ersichtlich, wobei in Fig. 2 Einzelheiten ₅₅ unbekannten Eingangsspannung entsprechenden Am-

und Arbeitsweise des Bereichschalters 3, des Zer- plitude und einer der Höhe der Bezugsspannung

hackers 4, des Verstärkers 8, des Polaritätsschalters 9, entsprechenden Amplitude e_p wechselt. Bei dem

der Polarität-Anzeigeeinrichtung 10 und der Vergleich- dargestellten Beispiel ist die Eingangsspannung e« die

vorrichtung 12 und in F i g. 3 die Programmier- höhere der beiden Spannungen,

einrichtung 14 deutlicher dargestellt sind, während 60 Die von Zerhacker 4 abgegebene Rechteckspannung

anschließende Programmierreihenfolgen in dem Durch- wird durch eine mit 29 bezeichnete Anordnung aus

flußschema der F i g. 4 näher erläutert sind. In F i g. 5 einem Kondensator und zwei antiparallelgeschalteten

ist eine typische Digital-Dekadeneinheit, nämlich die Dioden im Verstärker 8 differenziert. Die ebenfalls

Einheit 10°, mit ihrer zugeordneten Sichtanzeige- dargestellte differenzierte Welle wird durch einen

einrichtung dargestellt, während in Fig. 6 die 6₅ hochstabilisierten, linearen Gleichstromverstärker 30

Potentiometeranordnung 18 im einzelnen erläutert ist. verstärkt und einerseits über eine Leitung 32 direkt

Der Bereichschalter 3 weist gemäß F i g. 2 einen an den Polaritätsschalter 9 und andererseits nach zweipoligen Dreistellungsschalter 22 auf. Die von der Umkehrung in einem ebenfalls im Verstärker 8

7 8

vorgesehenen 1:1-Umformer 31 in eine Komplemen- formen jede obere, verhältnismäßig hohe Spannungs-

•tärspannung über eine Leitung 33 an den Polaritäts- amplitude eine Null und jede verhältnismäßig niedrige

.schalter 9 abgegeben. Der Anstieg der positiven Spannungsamplitude eine Eins darstellt.

Amplitude der vom Gleichstromverstärker 30 abge- Die Vergleichvorrichtung 12 arbeitet wie folgt:

gebenen Spannung Und der Anstieg der entsprechenden 5 Dem Phasenschieber 40 wird die 60-Hz-Spannung der

negativen Amplitude der vom 1:1-Umformer 31 Wechselspannungsquelle 6 mit umgekehrter Polarität

abgegebenen Spannung treten im Zeitpunkt t_a auf. als dem Zerhacker 4 zugeführt, indem diese Wechsel-

Der Polaritätsschalter 9 ist ein dreipoliger Umschal- spannung beispielsweise von gegenüberliegenden Enden ter, dessen beide rechte Pakete in ihrer in F i g. 2 eines mittig 'geerdeten Transformators abgenommen eingezeichneten, einer positiven Polarität entsprechen- io wird. Durch die Verschiebung dieser Spannung um den linken Stellung die Leitungen 32 und 33 vom etwa 45° im Phasenschieber 40, wie durch die zuge-■'Verstärker 8 unmittelbar mit zur Vergleichvorrichtung ordnete Wellenform dargestellt, enthält die resultierende 12 führenden Leitungen 36 und 37 verbinden. Das Ausgangsspannung des ODER-Kreises 41 in jeder linke Schalterpaket dient dazu, wahlweise die eine durch die 60-Hz-Wechselspannung gemessenen vollen oder die andere von zwei mit »+« bzw. »—« bezeich- 15 Periode einen Abschnitt mit niedriger Amplitude, der neten Anzeigelampen in der Polarität-Anzeigeein- die gleiche Länge von 45° besitzt. Da nun dieselbe richtung 10 an Spannung zu legen. In der einge- 60-Hz-Spannung zum Antrieb des Zerhackers 4 verzeichneten Stellung leuchtet die »+«-Lampe auf. wendet wird, stehen die niedrige Spannungsamplitude In der anderen Schalterstellung sind die Leitungen 32 bzw. der der Zahl 1 entsprechende Abschnitt der vom und 33 mit den Leitungen 37 bzw. 36 verbunden, ao ODER-Kreis abgegebenen Spannung und die komple-.während die andere bzw. »—«-Lampe an Spannung mentären Ausgangsspannungen des Verstärkers 8 in liegt und eine negative Eingangsspannung anzeigt. einem vorbestimmten Phasenverhältnis zueinander. :Die beiden Anzeigelampen in der Polarität-Anzeige- Die Parameter zwischen beiden Signalen sind derart, einrichtung 10 sind vorzugsweise vor der höchsten daß der Zeitpunkt t_a der Berührung zwischen dem Zahlendekade angeordnet und beleuchten dort vor- 25 Anker 28 des Zerhackers 4 und seinem oberen gesehene »+«- bzw. »—«-Zeichen. Kontakt etwa in die Mitte des der Zahl 1 entsprechen-

In der Vergleichvorrichtung 12 wird die eine Phase den Intervalls mit niedriger Amplitude der »ODER«-

der 60-Hz-Spannung der Wechselspannungsqüelle 6 Spannung fällt, wie dies durch die zugehörige Wellen-

■über einen Phasenschieber 40 dem einen Eingang eines form dargestellt ist.

ODER-Kreises 41 zugeführt, während die andere 30 Der UND-Kreis 43 erzeugt nur dann eine niedrige,

Phase unmittelbar an den anderen Eingang dieses der Zahl 1 entsprechende Amplitude, wenn alle seine

ODER-Kreises gelegt ist. Die vom ODER-Kreis 41 Eingangsspannungen ebenfalls geringe Amplitude

abgegebene Spannung wird dem einen Eingang von haben bzw. der Zahl 1 entsprechen. Wenn die ZU- und

zwei UND-Kreisen 43 und 45 zugeführt, von denen y45-Flip-Flop-Kreise auf 0 stehen, gibt dieser UND-

jeweils ein anderer Eingang mit den zum Polaritäts- 35 Kreis während der ersten Hälfte des 1-Intervalls des

schalter führenden Leitungen 36 und 37 verbunden ODER-Kreises 41 oder bis die vom Verstärker 8 über

ist. Die Ausgänge der UND-Kreise 43 und 45 stehen die Leitung 36 abgegebene Spannung zur Zeit t_a

mit den 1-Eingängen von zwei als ZU- bzw. v4i?-Kreise positiv bzw. 0 wird, wie in der zugehörigen Wellenform

bezeichneten Flip-Flop-Kreisen 44 bzw. 46 in Ver- dargestellt ist, eine Spannung an den Eingang 1 des

bindung. Die am Ausgang 1 des ZCZ-Flip-Flop- 40 ZCZ-Flip-Flop-Kreises 44 ab und legt diesen auf 1 um,

Kreises 44 auftretende Spannung stellt die der Pro- wie in F i g. 2 durch die niedrigere bzw. der Ziffer 1

grammiereinrichtung 14 von der Vergleichvorrichtung entsprechende Spannungsamplitude in der der vom

12 zugeführte ZC/-Spannung dar. Die am Ausgang 1 Flip-Flop-Kreis 44 zur Programmiereinheit führenden

des ^45-Flip-Flop-Kreises 46 auftretende Spannung Z£/-Leitung zugeordneten Wellenform dargestellt ist.

stellt die der Programmiereinrichtung 14 von der 45 Diese Spannung stellt einen Zt/-Zählimpuls dar, der

Vergleichvorrichtung 12 zugeführte /ii?-Spannung dar. in den folgenden Keisen des Digital-Spannungs-

Die vom Zf7-Flip-Flop-Kreis 44 abgegebene, mit ZU' messers auf später beschriebene Weise verwendet wird,

bezeichnete Rückstellspahnung wird einer weiteren Das Ende des 1-Intervalls der vom ODER-Kreis 41

Eingangsklemme des UND-Kreises 43 und 45 züge- abgegebenen Spannung ist mit /& bezeichnet. Sobald

führt, während die vom v4i?-Flip-Flop-Kreis 46 ab- 50 den 0-Eingängen der ZU- und ^.S-Flip-Flop-Kreise

gegebene, mit AB' bezeichnete Rückstellspannung eine entsprechende Spannungsamplitude aufgeprägt

noch einer anderen Eingangsklemme der UND- wird, wird jeder dieser Kreise, falls er auf 1 stand,

Kreise 43 und 45 zugeführt wird. Schließlich wird die auf 0 umgelegt, wie dies genauer durch die Wellenform

vom ODER-Kreis 41 abgegebene Spannung den der ZC/-Ausgangsspannung angedeutet ist. Mit anderen

Eingangsklemmen 0 der ZU- und .^-Flip-Flop- 55 Worten bewirkt also der im Zeitpunkt tb positiv

Kreise 44, 46 zugeführt. werdende Abschnitt der vom ODER-Kreis 41 abge-

Die Vergleichvorrichtung 12 besteht im wesent- gebenen Spannung einmal in jeder 60-Hz-Periode eine

liehen aus Kreisen, wie sie bei Digital-Rechenanlagen Rückstellung des ZU- und des J-ß-Flip-Flop-Kreises.

Verwendung finden und die bekanntlich in den ver- Durch das Anlegen der logischen ^45'-Spannung

schiedensten Ausführungsformen hergestellt werden 60 an den UND-Kreis 43 sowie der ZL/'-Spannung an

können. Bei der Erläuterung der Arbeitsweise des den UND-Kreis 45 wird ein gleichzeitiges Umlegen

erfindungsgemäßen Spannungsmessers wird ange- des ZU- und des ^5-Flip-Flop-Kreises in den Zu-

nommen, daß in den Flip-Flop-Kreisen p-n-p-Ger- stand 1 auf Grund von Rauscheffekten verhindert,

manium- oder Silizium-Halbleitereinheiten verwendet Ersichtlicherweise wird bei der Fortsetzung des

werden und daß in den Torschaltungen und Flip-Flop- 65 erläuterten Beispiels bei einer unter der Höhe der

Kreisen zur Darstellung der Binärzahlen 0 und 1 Bezugsspannung liegenden Eingangsspannung wäh-

Erdpotential bzw. ein negatives Spannungspotential rend des im Zeitpunkt t_a beginnenden Intervalls durch

verwendet wird, so daß bei den gezeichneten Wellen- den Gleichstromverstärker 30 ein negativer Impuls

erzeugt, der keinen Einfluß auf die Arbeitsweise des ZCZ-Flip-Flop-Kreises 44 hat. Andererseits ist in diesem Fall aber das im Zeitpunkt t_a beginnende, vom 1:1-Umformer 31 erzeugte Impulsintervall positiv und wird dem UND-Sperrkreis 45 gekoppelt über den Polaritätsschalter 9 zugeführt, was ein anschließendes Umlegen des ^45-Flip-Flop-Kreises 46 zur Folge hat und einen y4i?-Zählimpuls ergibt, welcher der Programmiereinrichtung 14 zugeführt wird.

Die in F i g. 3 einschließlich ihrer Verbindungen ι ο mit den Dekaden-Anzeigeeinheiten 20 schematisch dargestellte Programmiereinrichtung 14 weist drei mit Q bzw. R bzw. S bezeichnete Flip-Flop-Kreise 50, 51 und 52 auf. Eine Torschaltung 54 weist eine Anzahl nicht besonders dargestellter UND- und ODER-Kreise auf, deren Aufbau kurz durch eine Reihe von Boolean-Gleichungen gekennzeichnet ist. Der Flip-Flop-Kreis

50 bzw. Q besitzt zwei Eingangsklemmen Q₀ und Q₁ für die Eingänge 0 bzw. 1 zum Empfang von Umschaltimpulsen von der Torschaltung 54 und erzeugt seinerseits zwei an die Torschaltung 54 zurückgeführte komplementäre Impulse Q bzw. Q'. Auf gleiche Weise sind die Eingangsklemmen R₀ bzw. R₁ des Flip-Flop-Kreises R mit der Torschaltung 54 verbunden und liefert dieser Kreis komplementäre Impulse R und R' an die Torschaltung 54 zurück. Dasselbe gilt sinngemäß für die Eingangs- und Ausgangsklemmen S₀,

5₁ und S, S' des dritten Flip-Flop-Kreises S. Die von der in F i g. 2 dargestellten Vergleichvorrichtung 12 abgegebenen ZU- und ^-Spannungen werden der Torschaltung 54 zugeführt, die ihrerseits eine Impulsfolge erzeugt, welche der Rückstelleinrichtung 56 zugeführt wird, die, wie später noch näher erläutert werden wird, beim Auftreten bestimmter festgelegter logischer Zustände einen Rückstellimpuls erzeugt.

Die allgemein mit 16 bezeichnete Digital-Dekadeneinrichtung besteht aus vier getrennten Digital-Dekadeneinheiten 58, 59, 60 und 61, die als 10°, 10¹, 10^a bzw. 10³-Dekade bezeichnet sind. In F i g. 5 ist eine typische Dekadeneinheit 58 genauer dargestellt, die aus Flip-Flop-Kreisen und Torschaltungen besteht. Gemäß F i g. 3 ist die Torschaltung 54 über getrennte Doppelleitungen, von denen jeweils eine Einzelleitung mit RÜCKZÄHLUNG und die andere mit »ZU 9« bezeichnet ist, mit jeder der vier Digital-Dekadeneinheiten 58 bis 61 verbunden. Außerdem ist jede Digital-Dekadeneinheit über mehrere Leitungen mit der Rückstelleinrichtung 56 verbunden. Die von dieser Einrichtung abgegebenen, mit RÜCKSTEL LUNG bezeichneten Impulse werden der Torschaltung 54 und jeder Digital-Dekadeneinheit 58, 59, 60 und 61 zugeführt.

Im Betrieb dient jede Leitzustandskombination der Q-, R- und .S-Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 dazu, von der Vergleichvorrichtung 12 stammende /ii?-Impulse einer bestimmten Digital-Dekadeneinheit zuzuführen, wo diese zurückgezählt bzw. abgezogen werden. Andererseits dienen die von der Vergleichvorrichtung 12 ankommenden ZC/-Impulse dazu, die Leitzustandskombination der Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 zu verändern und dabei eine andere Dekadeneinheit für den nächsten AB-ImpvAs auszuwählen. Weiterhin wird jeder ZC/-Impuls an eine »ZU 9«-Leitung gegeben und bewirkt ein Einstellen der eben ausgewählten Digital-Dekadeneinheit auf einen Anfangs-Dezimalwert vom Betrag 9.

Die Arbeitsweise der Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 sowie der Digital-Dekadeneinheiten 58 bis 61 beim Empfang von ZU- und /4i?-Impulsen ist im Programmierschema F i g. 4 näher erläutert. Zunächst sei angenommen, daß die Rückstelleinrichtung 56 einen Rückstellimpuls erzeugt, wobei die zur Erzeugung dieses Impulses führenden Bedingungen später noch genauer beschrieben werden. Dieser Rückstellimpuls legt fest, welche Q-, R- und S-Leitzustandskombinationen dem durch den Block 64 dargestellten Q'RS'- bzw. P₂-Programm zugeführt wird. Während des jP₂-Programms erfolgt keine weitere Betätigung bis zum Auftreten des nächsten ZCT-Impulses, welcher anzeigt, daß die Eingangsspannung höher ist als die Bezugsspannung. Dieser Z£/-Impuls tritt zwangläufig als nächster auf, da der das P₂-Programm steuernde Rückstellimpuls weiterhin alle Digital-Dekadeneinheiten auf Null zurückgestellt hat, d. h. diese in ihren Zustand 0 gesetzt hat, wodurch eine Bezugsspannung der Amplitude Null dem Zerhacker 4 zugeführt wird. In jedem Fall wird durch diesen als nächsten auftretenden ZtZ-Impuls das P₂-Programm auf das P₃- bzw. ß'PvS-Programm im Block 65 umgeschaltet und gleichzeitig die höchste Zahlendekade 10³ auf ihren Maximalwert bzw. den Betrag 9 eingestellt. Falls die sich hierdurch ergebende Bezugsspannung höher ist als die Eingangsspannung, werden die von der Vergleichvorrichtung 12 erzeugten ^45-Impulse über das P₃-Programm der 10³-Dekadeneinheit zugeführt, wo der anfängliche Wert 9 durch jeden einzelnen AB-Impuls um eine Einheit auf 8, 7 usw. vermindert wird. Dieses Zurückzählen wird so lange fortgesetzt, bis die Bezugsspannung niedriger ist als die Eingangsspannung. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird ein weiterer ZE/-Impuls erzeugt, der das P₃-Programm auf das P₄- bzw. QR'S''-Programm im Block 66 umschaltet und gleichzeitig die anfänglich auf 0 stehende 10²-Dekadeneinheit auf 9 einstellt.

Die im Zusammenhang mit dem P₃-Programm beschriebene Arbeitsweise sowie das anschließende Umschalten auf P₄ wird in ähnlicher Weise fortgesetzt, wobei der nächste ZU-Impuh ein Umschalten auf P₅ bzw. QR'S und ein Einstellen der lO^Dekadeneinheit auf 9 zur Folge hat. Während des P_B-Programms auftretende ^45-Impulse werden durch diel0¹-Dekadeneinheit zurückgezählt, und der nächste ZEZ-Impuls schaltet von P₅ auf das P₆- bzw. ßi?5"-Programm bei 68 um. Während des P_e-Programms werden die AB-Impulse der 10°-Dekadeneinheit bzw. der niedrigsten Digital-Dekadeneinheit zugeführt. Ein späterer, das Einstellen des Werts 0 bedeutender Z£/-Impuls schaltet auf das QRS- bzw. Ρ,-Programm bei 69, welches wiederum durch den nächsten Zt/-Impuls zum Ausgangs- bzw. P₂-Programm zurückgeschaltet wird. Dieser vollständige Arbeitskreislauf P₂ bis P₇ und zurück zu P₂ bildet die Arbeitsweise des Spannungsmessers bei der Lieferung einer vollständigen Anzeige der gemessenen Spannung.

Die Festlegung der die Umschaltvorgänge der Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 bestimmenden Torschaltungen, in Boolean-Werten ausgedrückt, wird in dem Fachmann geläufiger Weise wie folgt vorgenommen:

S₁ = S' (ZU), (3-1)

S₀ = Pv'S (ZU) + (RÜCKSTELLUNG), (3-2)
Pv₁ = Pv'S (ZU) + (RÜCKSTELLUNG), (3-3)
P₀ = »Q'RS« (ZU), (3-4)

Q₁=Q¹S(ZU), (3-5)

Q₀ = QPvS (ZU) + (RÜCKSTELLUNG). (3-6)

709 707/230

Wie erwähnt, führt die Torschaltung 54 die ZU- und ^45-Inipulse wahlweise den mit den einzelnen Digital-Dekadeneinheiten in Verbindung stehenden, ausgewählten RÜCKZÄHL- und »ZU 9«-Leitungen zu. Die die an diese einzelnen Leitungen angeschlossene Torschaltung festlegenden Boolean-Gleichungen sind nachstehend aufgeführt. Ihre Ableitung vom Programmierschema gemäß F i g. 4 dürfte dem Fachmann geläufig sein*.

Rückzählung auf 10³

Rückzählung auf 10²

Rückzählung auf 10¹

Rückzählung auf 10°

»ZC/9« bis . 10³

10²

10¹

10°

Q¹JRS(AB), QR'S'(AB), QR¹S(AB), QRS'(AB), Q'RS'(ZU), Q¹RS(ZU), QR'S'(ZU), QR¹S(ZU).

(3-7)

(3-8)

(3-9)

(3-10)

(3-11)

(3-12)

(3-13)

(3-14)

Die Rückstelleinrichtung 56 stellt beim Auftreten bestimmter, festgelegter, später genauer beschriebener Betriebsbedingungen die Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 auf ihren anfänglichen P₂- bzw. ß'i?iS"-Zustand sowie die Flip-Flop-Kombinationen jeder Digital-Dekadeneinheit 58 bis 61 auf den Ausgangszustand 0 zurück. Ein einen Rückstellvorgang erzeugender Faktor ist das gleichzeitige Auftreten einer unbestimmten Q-, R- und 5-Flip-Flop-Kombination und eines AB-Z&hlimpulses. Gemäß F i g. 4 werden beispielsweise nur sechs der acht möglichen Leitzustandskombinationen der drei Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 für Programmierzwecke verwendet. Genauer gesagt, werden die Programme Q'R'S' und Q'R'S nicht zur Digital-Voltmetersteuerung verwendet, können aber trotzdem auf Grund eines fehlerhaften Umschaltens der Flip-Flop-Kreise auftreten oder können verursacht werden, wenn die Stromversorgung anfänglich bei einer zufälligen Flip-Flop-Kombination eingeschaltet wird. Demgemäß wird zwecks Umlegung der Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 von einem unbestimmten auf einen bestimmten Zustand ein Rückstellimpuls durch einen Abschnitt der Torschaltung 54 erzeugt, der wie folgt festgelegt ist:

Rückstellung (1)

= (Q!RS+QR'S' + QRS+QRSJ(AB). (3-15)

Die Gleichung (3-15) bedeutet, daß ein Rückstellimpuls erzeugt wird, wenn die Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 keines der P₃-, P₄-, P₅- oder P_e-Programme bilden und ein ^ß-Impüls erscheint. Dadurch werden sowohl P₇ als auch die beiden anderen unbestimmten Programmierzustände auf das P₂-Programm zurückgestellt. Ersichtlicherweise bringt der ^4B-Impuls die Programmiereinrichtung 14 in einen bestimmten Zustand, wenn angenommen wird, daß die Bezugsspannung höher ist als die Eingangsspannung. Im umgekehrten Fall, d. h., wenn die Eingangsspannung höher ist als die Bezugsspannung und bei vorhandenem unbestimmtem Zustand Zf/-Impulse erzeugt werden, zählt die Programmiereinrichtung die ZU-Impulse, bis eine bestimmte Kombination vorhanden ist, woraus sich dann die richtige Arbeitsweise des Spannungsmessers ergibt.

Ein weiterer, die Erzeugung eines Rückstellimpulses verursachender Zustand ist das Auftreten eines Z£/-Impulses während des in F i g. 4 dargestellten QRS- bzw. P₇-Programms. Wie vorher im Zusammenhang mit F i g. 4 beschrieben worden ist, schaltet dieser Impuls selbsttätig vom. P,-Programm auf das P₂-Programm um und stellt außerdem, wie das bei allen Rückstellimpulsen der Fall ist, alle vier Digital-Dekadeneinheiten 58 bis 61 auf ihre 0-Kombination ,zurück. Das Rückstellen der Digital-Dekadeneinheiten wird deshalb vorgenommen, weil, sobald das P₆-Programm nach der richtigen Einstellung der 10°-Dekadeneinheit auf das P₇-Programm umgeschaltet wird, ein Anzeigekreislauf vervollständigt ist. Somit bedeutet der nächste Z [/-Impuls, daß die eben erhaltene Anzeige nicht mehr genau ist und zur Fortsetzung der richtigen Anzeige des Spannungsmessers ein weiterer Arbeitskreislauf erforderlich ist. Der einen Rückstellimpuls unter den Bedingungen des P₇-Programms erzeugende Abschnitt der Rückstelleinrichtung-Torschaltung ist folgender:

Rückstellung (2) = QRS (ZU). (3-16)

Der endgültige, einen Rückstellimpuls erfordernde Betriebszustand ist ein einer Digital-Dekadeneinheit

ao zugeführter AB-lmpuh, nachdem dessen Zählung bereits während eines der Programme P₃ bis P₆ gemäß F i g. 4 Null erreicht hat. Dieser Zustand kann dann auftreten, wenn sich die Eingangsspannung plötzlich so weit in negativem Sinn ändert, daß die

as während einer bestimmten Nachbildung bereits erhaltenen Dekadenanzeigen höher sind als die veränderte Eingangsspannung. Wenn dies der Fall ist, werden anschließend nur noch ^45-Impulse erzeugt, und da ohne die erforderlichen Z [/-Impulse keine Programmänderungen erfolgen können, wird der durch die Programmiereinrichtung ausgewählte Dekadenwert durch die AB-lmpuhe endlos immer wieder erneut durchgeschaltet. Durch die Erzeugung eines Rückstellimpulses, sobald für eine bestimmte, bereits an ihrem O-Wert angelangte Digital-Dekadeneinheit ein ^-Impuls erzeugt wird, wird jedoch diese Nachbildung bzw. dieser Kreislauf selbsttätig beendet und auf die vorher erwähnte Weise eine neue Nachbildung begonnen.

Der einen Rückstellimpuls für diesen letzteren Zustand erzeugende Abschnitt der Rückstelleinrichtung-Torschaltung ist folgender:

Rückstellung (3) = (A₀'B₀'C₀'D₀') (QRS') (AB) + (A₁' B₁' C₁' D₁') (QR' S) (AB) + (A₂'B₂'C₂'D₂') (QR'S') (AB) + (A₃'B₃'C₃'D₃') (Q'RS) (AB) .

(3-17)

Der Ausdruck (A₀ B₀ C₀ D₀) bedeutet, daß sich die Flip-Flop-Kreise 80 bis 83 der 10°-Dekadeneinheit 58 in ihrer festgelegten, zweifach verschlüsselten O-Dezimalstellenkombination befinden, wie dies später beschrieben werden wird. Dasselbe gilt für die Ausdrücke

(A₁' B₁' C₁' D₁'), (A₂' B₂' C₂' D₂') und U₃' B₃' C₃' D₃'),

die den O-Dezimalstellenwerten der 10¹-, 10^a- bzw. 10³-Dekadeneinheit entsprechen.

Ersichtlicherweise sind die End-Rückstelltorschaltungen der Rückstelleinrichtung 56 ein ODER-Ausdruck der obigen Gleichungen (3-15) bis (3-17):

Rückstellung = Rückstellung (1) + Rückstellung (2)

+ Rückstellung (3). (3-18)

In F i g. 5 ist die 10°-Dekadeneinheit 58 gleichzeitig als Beispiel für die vorher in F i g. 3 schematisch dargestellten anderen Digital-Dekadeneinheiten 59, 60

13 14

und 61 genauer dargestellt. Die Digital-Dekaden- werden die mit Strichindex versehenen Spannungen einheit 58 besitzt vier Flip-Flop-Kreise 80, 81, 82 A₀' B₀' C₀' und D₀' der Flip-Flop-Kreise 89 bis 83 und 83, die mit A₀, B₀, C₀ bzw. D₀ bezeichnet sind. der 10°-Dekadeneinheit dem jeweils zugeordneten Jeder Flip-Flop-Kreis besitzt zwei an einer Tor- Eingang der Widerstandsanordnung 95 und die mit schaltung 85 der 10°-Dekadeneinheit 58 angeschlossene 5 Strichindex versehenen Signale der Flip-Flop-Kreise 0- und 1-Eingänge und erzeugt zwei komplementäre der übrigen Dekadeneinheiten, wie in der Figur dar-Impulse, welche an die Torschaltung 85 zurückgeleitet gestellt, den jeweils zugeordneten Eingängen der werden. Die für diese Flip-Flop-Kreise 80 bis 83 Widerstandsanordnung 95 zugeführt, sowie deren Eingänge und Ausgänge verwendeten Die Flip-Flop-Kreise 80 bis 83 sind so angeordnet,

Bezeichnungen entsprechen den vprher in F i g. 3 für io daß sie in ihrer Leitzustandskömbination die Dezimaldie Q-, R- und S-Flip-Flop-Kreise 50 bis 52 benutzten zahlen O bis 9 darstellen. Genauer ausgedrückt, stellen Bezeichnungen. diese Kreise, wenn sie sich im Zustand 1 befinden, die

Eine Reihe von mit 86, 87, 88 bis 90 bezeichneten Dezimalzahlenwerte von 2, 4, 2 bzw. 1 dar, während Dekaden-Anzeigeeinheiten stellen die Zahlen 0, 1 sie im Zustand 0 den Zahlenwert 0 anzeigen. Die bzw. 2 bis 9 dar, wobei nur die Anzeigeeinheit 86 für 15 durch die Digital-Dekadeneinheit angezeigte Dezimaldie Ziffer 0 genauer veranschaulicht ist. Im einzelnen zahl wird daher in jedem Augenblick durch die Komempfängt die Digital-Anzeigeeinheit 86 für die Ziffer 0 bination der binären 1- und 0-Zustände ihrer einzelnen eine ausgewählte Folge von Flip-Flop-Impulsen, ge- Flip-Flop-Kreise sowie die Summe der entsprechenden nauer gesagt, die Impulse B₀, C₀ und D₀ der Tor- Dezimalzahlanzeige gebildet. Die folgende Aufstellung schaltung 85. Die Leitungen für diese drei Impulse 20 gibt die verschiedenen Flip-Flop-Leitzustandskombi" sind über getrennte Widerstände zusammengeschaltet. nationen und die entsprechende Dezimalzahlanzeige Dieser Verbindungspunkt liegt einerseits über eine wieder. Außerdem stellen diese Gleichungen tatsäch-Diode 92 an Erde, ist andererseits über einen Wider- liehe Kreise in der Torschaltung 85 dar, die entstand 93 mit dem positiven Pol 2?+ einer nicht näher sprechend ihrer Dezimalzahlanzeige mit den verdargestellten Spannungsquelle verbunden und steht 25 schiedenen Dekaden-Anzeigeeinheiten 86, 87 usw. verdrittens mit der Basiselektrode eines Transistors 91 in
Verbindung. Der Emitter des Transistors 91 ist geerdet, während sein Kollektor über eine Lichtquelle,
beispielsweise eine Lampe 96, mit der vorher erwähnten Klemme B+ verbunden ist. Neben der 30
Lampe 96 ist ein Sichtanzeigeelement angeordnet, das
beispielsweise aus einem in Perspektive dargestellten
Leuchtmaterialblock 98 bestehen kann. An einer
Flachseite des Blocks ist bei 99 die Ziffer »0« eingeätzt
oder eingraviert. 35

Die anderen Dekaden-Anzeigeeinheiten 87 und 88
bis 90 sind praktisch genauso aufgebaut wie die soeben
beschriebene 0-Einheit 86, nur daß die in ihre ent- Die Torschaltung 85 Stellt bei Empfang eines »Stellsprechenden Leuchtplatten eingravierten Ziffern ihrer auf-9 «-Impulses von der Programmiereinrichtung 14 jeweiligen Dezimalzahlanzeige entsprechen. Selbst- 40 alle ihr zugeordneten Flip-Flop-Kreise auf ihren die verständlich sind die Impulsfolgen, auf die sie an- Dezimalzahl 9 darstellenden Zustand 1 ein. Außersprechen, jeweils anders festgelegt, indem sie unter- dem werden bei Empfang eines »Stell-auf-0«-Impulses schiedliche Kombinationen der von den Flip-Flop- von der Programmiereinrichtung alle Flip-Flop-Kreisen 80 bis 83 abgegebenen Impulsfolgen verwen- Kreise auf ihren der Dezimalzahl 0 entsprechenden den, wie dies später genauer beschrieben werden wird. 45 Zustand 0 umgesetzt. Schließlich wird die zu jedem

Die in F i g. 6 genauer dargestellte Potentiometer- Zeitpunkt von den Flip-Flöp-Kreisen dargestellte anordnung 18 besteht aus einer Zähl-Widerstands- Zählung bei Empfang eines jeden »Rückzähl«-Impulses kette 94 und einer Kompensier-Widerstandskette 95. von der Programmiereinrichtung um eine binär ver-Das eine Ende der Widerstandskette 94 ist geerdet, schlüsselte Dezimaleinheit vermindert, und das eine Ende der Widerstandkette 95 ist an den 50 Die diesen A₀" bis D„-Flip-Flop-Eingängen zugeordeinen Pol der Normalspannungsquelle 19 angeschlos- nete Torschaltung 85 zum Durchführen dieser Umsen, während die beiden anderen Enden der beiden setzvorgänge ist durch folgende von Boolean-Glei-Widerstandsketten über eine Leitung 122 zusammen- chungen gekennzeichnet: geschlossen sind, von der die von der Potentiometeranordnung 18 gelieferte Spannung abgenommen und 55
dem Anker 28 des Zerhackers 4 zugeführt werden kann.

Die von den einzelnen Flip-Flop-Kreisen jeder
Digital-Dekadeneinheit 58 bis 61 abgegebenen Spannungen werden in die Potentiometeranordnung 18
eingespeist. Genauer gesagt, werden die von den Flip- 60
Flop-Kreisen 80 bis 83 der 10°-Dekadeneinheit gelieferten Spannungen A₀, B₀, C₀ und D₀ den jeweils
zugeordneten Eingängen der Widerstandsanordnung
94 und entsprechend den nicht mit Strichindex versehenen Spannungen der Flip-Flop-Kreise der anderen 65 Sd₀ = (stellen auf 9) + D₀' Digital-Dekadeneinheiten den jeweils zugeordneten (Rückzählung) (5-17)

Eingängen der Widerstandsanordnung 94 zugeführt, Zd₀ = (rückstellen auf 0) + D₀

wie in der Figur allgemein dargestellt ist. Dagegen (Rückzählung) (5-18)

bunden sind.	— O	(5-1)
Bo	— 1	(5-2)
B₀	— 2	(5-3)
B₀	— 3	(5-4)
B₀	— 4	(5-5)
B₀	— 5	(5-6)
B₀	— 6	(5-7)
A₀	— 7	(5-8)
A₀	— 8	(5-9)
A₀	— 9	(5-10)
Aq

'Cq'Dq'
'Cq'D₀
'CqDq'
'CqDq
Cq'Dq'
Cq'Dq
B₀CqDq
' Bq C₀ Dq
A>'
D₀

Sa₀ = (stellen auf 9)	Sb₀ — (stellen auf 9)	(5-11)
Z^₀ = (rückstellen auf 0) + AqBqC₀Dq	Zb₀ = (rückstellen auf 0) + BqC₀D₀
(Rückzählung)	(Rückzählung)	(5-12)
Sc₀ = (stellen auf 9) + C₀ ¹D₀'	(5-13)
(Rückzählung)
Zc₀ = (rückstellen auf 0) + A₀CqD₀	(5-14)
(Rückzählung)
(5-15)

(5-16)

Die verschiedenen Flip-Flop-Kreise sind so über die Torschaltung 85 mit den verschiedenen Dekaden-Anzeigeeinheiten 86 bis 90 verbunden, daß jeweils nur eine einzige Anzeigelampe 96 der verschiedenen Dekaden-Anzeigeeinheiten aufleuchtet. Die die zu jeder Dekaden-Anzeigeeinheit führenden Stromkreise in der Torschaltung 85 kennzeichnenden Boolean-Gleichungen sind die obigen Gleichungen (5-1) bis (5-10).

Zwecks Erläuterung der Arbeitsweise der Dekaden-Anzeigeeinheit 86 für die ZahlO als Beispiel für alle derartigen Anzeigeeinheiten sei angenommen, daß die Amplituden der von den Flip-Flop-Kreisen abgegebenen Spannungen zwischen 0 Volt, entsprechen dem binären WertO, und einer negativen Spannung von —12 Volt, entsprechend der Binärzahl 1, schwanken. Sobald die Flip-Flop-Kreise B₀, C₀ und D₀ auf 0 stehen, haben die Signale B₀, C₀ und D₀ das Potential Null und liegen die komplementären Signale B₀, C₀ und D₀ bei — 12VoIt. Der Widerstand 93 und die zwischen die Basis des Transistors 91 und die Ausgänge der Flip-Flop-Kreise eingeschalteten Widerstände sind so aufeinander abgestimmt, daß die Basis etwas positives Potential besitzt, wenn die Flip-Flop-Kreise in der B₀'-, C₀- und D₀'-Kombination sind, so daß ein Strom durch den Transistor 91 und die Lampe 96 fließt. Das Licht der Lampe 96 wird vorzugsweise quer durch die Kante der Leuchtplatte 98 gelenkt, wo es vom eingeätzten Abschnitt 99 in Form eines O-Zeichens diffus abgestrahlt wird. Wenn andererseits eine der von den Flip-Flop-Kreisen 80 bis 83 der Dekaden-Anzeigeeinheit 86 zugeführten Spannungen —12 Volt erreicht hat, ist die Basis schwach negativ vorgespannt, so daß die Diode 92 leitend wird und die Basiselektrode des Transistors 91 dicht an der Spannung 0 hält. Unter diesen Bedingungen leitet der Transistor 91 nicht und brennt die Anzeigelampe 96 nicht, und dementsprechend liefert die Leuchtplatte 98 keine Sichtanzeige.

Wenn die Leuchtplatten der verschiedenen Dekaden-Anzeigeeinheiten 86 bis 90 hintereinander angeordnet werden, zeigt die in einem bestimmten Augenblick aufleuchtende Lampe jeder Dekaden-Anzeigeeinheit ihre bestimmte Dezimalziffer als Zahlanzeige des Dekadengeräts an.

Weiterhin ist ersichtlich, daß die den anderen Digital-Dekadeneinheiten zugeordneten Anzeigen in ähnlicher Weise, wie eben für die 10°-Dekade beschrieben, angeordnet werden können. Außerdem können die Stapel der Leuchtplatten 98 für die Sichtanzeigen der Dekaden 10³ bis 10° entsprechend ihrem relativen Zahlenwert in der angezeigten Endzahl von rechts nach links nebeneinander angeordnet werden. Hierdurch ergibt sich eine zu jedem Zeitpunkt angezeigte Dezimalzahlenreihe, welche das zu diesem Zeitpunkt vom Digital-Spannungsmesser angezeigte Ergebnis darstellt. Weiterhin ist zu beachten, daß gemäß F i g. 2 drei ähnliche, aber kleinere, mit einem eingeätzten oder eingravierten Dezimalpunkt bzw. Komma versehene Leuchtplatten, die den drei Anzeigelampen in der Bereich-Anzeigeeinrichtung5 von Fig. 2 entsprechen, zwischen benachbarte Dekadenanzeigen eingesetzt werden können, wodurch zwischen den der jeweiligen Stellung des Bereichschalters 3 entsprechenden Dezimalziffern ein Dezimalpunkt angezeigt wird. Schließlich kann zusätzlich noch links außen neben den Zahlenanzeigen eine aus zwei mit eingravierten oder eingeätzten Markierungen + bzw. — versehenen, aufeinanderliegenden Leuchtplatten bestehende Anzeigestufe vorgesehen sein, und durch Anschließen von zugeordneten Lampen am Polaritätsschalter 9 von F i g. 2 eine entsprechende Polaritätsanzeige vorgenommen werden.

In Fig. 6 ist die Potentiometeranordnung 18 im einzelnen dargestellt. Die Widerstandskette des Zählabschnitts 94 besteht aus mehreren Präzisionswiderständen 10O₀, 10I₀, 102₀...103₃, wobei die unterbrochenen Linien zwischen den beiden Enden der Kette die nicht eingezeichneten Zwischenwiderstände andeuten, deren Werte und Anordnungen sich jedoch aus der folgenden Beschreibung ergeben. Jeder Widerstand des Zählabschnitts kann durch jeweils einen Magnetrelaiskontakt kurzgeschlossen werden, von denen die die Widerstände 10O₀, 10I₀, 102₀ bzw. 103₀ überbrückenden Relaiskontakte 106, 107, 108 und 109 eingezeichnet sind. Die Arbeitsspulen dieser Relaiskontakte 106, 107, 108 und 109 liegen einerseits an einer Sammelleitung B— und andererseits an den von den Flip-Flop-Kreisen 80 bis 83 der Torschaltung 85 der 10°-Dekadeneinheit kommenden Leitungen. Die übrigen, nicht besonders dargestellten Widerstände der Kette sind ebenfalls durch Relaiskontakte kurzschließbar, die ihrerseits in derselben Reihenfolge, wie für die Flip-Flop-Kreise der 10°-Dekadeneinheit angegeben, mit den Torschaltungen der 10¹-, 10²- und 10³-Dekadeneinheiten verbunden sind. Der letzte Widerstand 103₃ der Kette kann durch den Relais-

•30 kontakt 110 kurzgeschlossen werden, dessen Arbeitsspule zwischen der Sammelleitung B— und der vom Flip-Flop-Kreis D₃ der 10³-Dekadeneinheit kommenden Leitung liegt. Das freie Ende des Widerstands 10O₀ bildet den geerdeten Punkt der Potentiometeranordnung, während die von der Potentiometeranordnung abgegebene Spannung an der an den letzten Widerstand 103₃ angeschlossenen Leitung 112 auftritt.

Diese sowie die übrigen in der Potentiometeranordnung verwendeten Relais sind vorzugsweise Zungenrelais mit gekapselten Kontakten. Derartige Relais weisen zwei magnetbetätigte, biegsame, in einer Inertgasatmosphäre luftdicht eingeschlossene Schaltkontakte auf. Durch das Erregen einer äußeren Spule werden die beweglichen Kontaktarme gegeneinanderbewegt, wodurch eine Stromkreisverbindung geschlossen wird. Wenn die Außenspule stromlos gemacht wird, trennen sich die Kontakte und wird die Stromkreisverbindung wieder geöffnet. Die Hauptvorteile dieses Relaistyps liegen in dessen niedrigem Kontaktwiderstand, der großen Trenngeschwindigkeit, der hohen Schaltzuverlässigkeit und in der langen Betriebslebensdauer. Ersichtlicherweise können jedoch beim erfmdungsgemäßen Spannungsmesser auch andere Relaistypen verwendet werden, sofern zwischen aufeinanderfolgenden ZU- und/oder ^45-Impulsen genügend Zeit vergeht, um das Relais ansprechen oder abfallen zu lassen.

Die Widerstandskette des Kompensierabschnitts 95 entspricht in jeder Hinsicht derjenigen des Zählab-Schnitts 94 und besteht aus einer Anzahl von Präzisionswiderständen 114₀ ... 117₃, deren Werte denjenigen der Widerstände 10O₀ bis 103₃ des Zählabschnitts 94 entsprechen. Jeder dieser Widerstände 114₀.. ,117₃ kann gleichfalls durch jeweils einen Magnetrelaiskontakt kurzgeschlossen werden, wobei die Arbeitsspulen der einzelnen Relais jeweils durch die der zur Betätigung des entgegengesetzten oder spiegelgleichen Relais im Zählabschnitt 94 komplementären Flip-Flop-Span-

17 18

nung betätigt wird. Mit anderen Worten werden die bleibt, wodurch die Meßgenauigkeit des Spannungs-

ersten vier Relaiskontakte 118 bis 121 durch die messers verbessert wird.

Spannungen der Flip-Flop-Kreise A₀ bis D₀ und der Bei dem der 10°-Dekadeneinheit entsprechenden

letzte Relaiskontakt 122 durch die Spannung des Potentiometerabschnitt sind die einzelnen Widerstände

D₃'-Flip-Flop-Kreises betätigt. 5 im Verhältnis der relativen Zahlenwerte ihrer zugeord-

Die dem Zerhackeranker 28 von der Potentiometer- net en Flip-Flop-Kreise aufeinander abgestimmt. Das

anordnung 18 zugeführte Bezugsspannung wird von heißt, da die Flip-Flop-Kreise 80, 81, 82 und 83 im

der die beiden Widerstandsketten 94, 95 verbindenden Verhältnis 2:4:2:1 zueinander stehen, stehen auch

Leitung 112 entnommen. Um den Potentiometerkreis die Widerstände 10O₀, 10I₀, 102₀ und 103₀ im Verhält-

zu schließen, steht die Normalspannungsquelle 19 mit io nis 2: 4: 2 :1 zueinander. Wenn also der Wert des

dem freien Ende des Widerstands 114₀ in Verbin- Widerstands 103₀ beispielsweise 5 Ohm beträgt, be-

dung. tragen die Werte der Widerstände 102₀, 10I₀, 10O₀

Bei der Erläuterung der Arbeitsweise der die 10 bzw. 20 bzw. 10 Ohm. Wenn dieses Verhältnis ein-BezugsspannunglieferndenPotentiometeranordnungl8 gehalten wird, ist der durch diese Folge von Widersei zuerst die Arbeitsweise eines einzelnen Flip-Flop- 15 ständen eingestellte Wert der Widerstandskette eine Kreises, nämlich des Kreises 80, in Verbindung mit direkte Funktion der durch die Flip-Flop-Wert-Komseinen zugehörigen beiden Relais 106, 118 und Wider- bination der 10°-Dekadeneinheit dargestellten Deziständen ICO₀ und 114₀ beschrieben. Da die komple- malzahl.

mentären Signale A₀ und A₀ dem Relais 106 bzw. 118 Da weiterhin die einzelnen Digital-Dekadeneinheizugeführt werden, ist stets der eine Kontakt eines die- 20 ten jeweils im Verhältnis 1:10 zueinander geeicht ser beiden Relais geöffnet und dessen zugehöriger sind, besitzen die entsprechenden, der ^-Dekadenwiderstand zwischen Erde und Normalspannungs- einheit zugeordneten Widerstände der Potentiometerquelle 19 eingeschaltet, während die Kontakte des anordnung zehnmal so große Werte wie die der 10°- anderen Relais geschlossen sind und den zugehörigen Dekadeneinheit zugeordneten Widerstände, d.h. 50, Widerstand zwischen Erde und der Normalspannungs- 25 100, 200 und 100 Ohm, entsprechend den vorher erquelle kurzschließen. Wenn sich insbesondere der wähnten Werten der Widerstände 103₀, 102₀, 10I₀ Flip-Flop-Kreis A₀ im Zustand 0 befindet, wie in der bzw. 10O₀ der Dekadeneinheit 10^ό.
Figur dargestellt ist, liegt die Spannung A₀ auf Null- Gleichermaßen besitzen die entsprechenden Widerpotential, so daß ein Strom durch die Arbeitsspule stände der 10²-Dekadeneinheit Werte von 500, 1000, des Relais 106 zur Klemme B— fließt und sich der 30 2000 und 1000 Ohm, während die der 10³-Dekaden-Kontaktarm dieses Relais schließt, wodurch der einheit Werte von 5000,10000, 20000 und 10000 Ohm Widerstand 10O₀ kurzgeschlossen wird. Weiterhin hat besitzen, entsprechend den Widerständen 103₀, 102₀, die Spannung A₀ den Wert —12 Volt, so daß kein 10I₀ und 10O₀ der Dekadeneinheit 10°.
Strom durch die Arbeitsspule des Relais 118 fließt, Dem Fachmann ist es ersichtlich, daß die zur Erwenn angenommen wird, daß das Potential gleich 35 läuterung der Erfindung beschriebene spezielle Aus-—12VoIt ist. Demzufolge ist der Kontakt des Re- führungsform nur eine von an sich mehreren möglilais 118 gemäß Zeichnung geöffnet, und der Wider- chen Abwandlungen darstellt, mit denen das gleiche stand 114 ist in den übrigen Potentiometerkreis ein- Ergebnis erreicht werden kann, ohne daß dabei der geschaltet. Rahmen der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise

Wenn die dem Flip-Flop-Kreis 80 zugeordneten 40 können die synchronen Digital-Rechnerverfahren der

Widerstände 106, 118 die einzigen Widerstände im verwendeten Art auf mannigfache der auf dem Gebiet

Potentiometerkreis wären, dann würde der gesamte der Digitalrechner bekannten und verwendeten Weisen

Spannungsabfall der Normalstromquelle 19 über dem durchgeführt werden, d.h., beispielsweise könnten an

Widerstand 114₀ auftreten, und die an der Leitung 112 Stelle der dargestellten UND- oder ODER-Kreise

abnehmbare Potentiometerspannung betrüge 0 Volt. 45 NICHT UND- und/oder NICHT ODER-Stromkreise

Wenn sich andererseits der Flip-Flop-Kreis 80 im verwendet werden. Außerdem sind die Flip-Flop-

Zustand 1 befände, hätte sich der Relaiskontakt 106 Kreise und anderen Stromkreise nicht speziell auf die

geöffnet und wäre der Widerstand 10O₀ in den Po- Verwendung von Halbleiterelementen beschränkt, da

tentiometerkreis eingeschaltet, während sich der mit gleichem Erfolg auch andere. Schaltelemente, wie

Relaiskontakt 118 geschlossen hätte und der Wider- 50 Magnetelemente, Vakuumröhren usw., verwendet

stand 114₀ aus dem Potentiometerkreis heraus kurz- werden können. Auch die dargestellte spezielle Art

geschlossen wäre. Bei Fortführung des vorstehenden der kantenbeleuchteten Leuchtplatten, wie sie zur

Beispiels würde unter diesen Bedingungen der gesamte Anzeige benutzt werden, kann ersichtlicherweise durch

Spannungsabfall über dem Widerstand 10O₀ auftreten Projektions- oder Spezial-Vakuumröhren ersetzt wer-

und die Bezugsspannung ergeben. 55 den, die eine unmittelbare Dezimalzahlenanzeige

Durch die Verwendung der von den einzelnen Flip- zulassen.

Flop-Kreisen abgegebenen komplementären Spannun- Die Vergleichvorrichtung kann in einfacher Weise gen in der beschriebenen Weise, nämlich, daß der je- auf automatische Bereich- und Polaritätsumschaltung weils zugeordnete Widerstand der einen Potentio- erweitert werden. Außerdem kann die angegebene meterhälfte stets zwischen Normalspannungsquelle 60 Zahl von Dekadeneinheiten ohne weiteres im Hinblick und Erde eingeschaltet und der jeweils zugeordnete auf die gewünschte grundlegende Genauigkeit als auch Widerstand der anderen Potentiometerhälfte kurz- auf die Höhe der Potentiometerspannung und des geschlossen ist, ist in jedem Augenblick stets nur einer Werts der unbekannten Eingangsspannung abgeändert der beiden zugeordneten, gleichwertigen Widerstände werden. Schließlich ist es dem Fachmann ersichtlich, zwischen die Normalspannungsquelle und Erde ein- 65 daß die vorstehende Beschreibung nur eine im einzelgeschaltet, so daß die Widerstandsbelastung der Nor- nen erläuterte Ausführungsform der Erfindung betrifft, malspannungsquelle durch die beiden hintereinander- deren Grundgedanke und Umfang in den Ansprüchen geschalteten Potentiometerhälften immer konstant weiter erläutert ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Digitaler Spannungsmesser mit einer Einrichtung zum Vergleichen der Höhe der Eingangsspannung mit der Höhe einer Bezugsspannung, einer Einrichtung zum Vermindern der Differenz zwischen den miteinander verglichenen Spannungen und einer Einrichtung zur Sichtanzeige der jeweiligen Höhe der Bezugsspannung, wenn die Höhe der Bezugsspannung gleich der Höhe der Eingangsspannung ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Flip-Flop-Kreisen (80 bis 83) mit mehreren Leitzustandskombinationen und komplementären Zustandskombinationen vorgesehen ist, die zur Steuerung einer Potentiometeranordnung (18) dient, welche mehrere, eine der jeweiligen Leitzustandskombination entsprechende Bezugsspannung erzeugt, und daß eine Vergleichvorrichtung (12) zur abwechselnden Ermittlung der Höhe der Eingangsspannung ao und der Höhe der Bezugsspannung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Differenz zwischen diesen beiden Spannungen die Leitzustandskombinationen der Reihe von Flip-Flop-Kreisen im Sinn einer Verringerung der Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Bezugsspannung ändert, dergestalt, daß die Reihe von Flip-Flop-Kreisen auf denjenigen Leitzustand eingestellt wird, der einer Bezugsspannung von der gleichen Höhe der Eingangsspannung entspricht.

2. Spannungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flip-Flop-Kreise Digital-Dekadeneinheiten (58 bis 61) mit jeweils mehreren, einer bestimmten Dezimalziffer entsprechenden Ruhezustandskombinationen bilden, die in Abhängigkeit von einem ersten Signal der Vergleicheinheit (12) ihre Ruhezustandsbedingung auf den entsprechenden nächstniedrigen Dezimalzifferwert ändern.

3. Spannungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Digital-Dekadeneinheiten (58 bis 61) den einzelnen anzuzeigenden Dezimalziffern entsprechen und jede Digital-Dekadeneinheit Flip-Flop-Kreise (80 bis 83) mit mehreren binär verschlüsselten, mehreren Ausgangs-Dezimalziffern entsprechenden Betriebszuständen aufweist.

4. Spannungsmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er auf den vorhandenen binär verschlüsselten Betriebszustand der Digital-Dekadeneinheiten (58 bis 61) ansprechende Dekaden-Anzeigeeinheiten (86 bis 90) zur Erzeugung eines dem binär verschlüsselten Wert entsprechenden Dezimalsichtzeichens aufweist.

5. Spannungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometeranordnung (18) Zähl- und Kompensationswiderstände aufweist, die durch die in den Digital-Dekadeneinheiten (58 bis 61) erzeugten Spannungen zur Lieferung einer der angezeigten Dezimalzahl entsprechenden Bezugsspannung miteinander kombinierbar sind.

6. Spannungsmesser nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichvorrichtung (12) beim Vergleich der Eingangsspannung mit der Bezugsspannung zwei verschie- dene Impulse liefert, je nachdem, ob die Eingangsspannung höher oder niedriger ist als die •Bezugsspannung, und daß auf den einen dieser Impulse ansprechende Torschaltungen (54) zum Weiterschalten auf die nächste Einheit der Reihe von Digital-Dekadeneinheiten sowie auf den anderen dieser Impulse ansprechende Torschaltungen (54) zum Ändern der Ruhezustandsbedingung entsprechend dem nächsten digitalen Dezimalwert in der weitergeschalteten Digital-Dekadeneinheit vorgesehen sind.

7. Spannungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Digital-Dekadeneinheit (58 bis 61) zehn binär verschlüsselte, den Dezimalziffern »0« bis »9« entsprechende Zustände besitzt.

8. Spannungsmesser nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (54) Elemente aufweist, die beim Auftreten eines einer die Bezugsspannung übersteigenden Eingangsspannung entsprechenden Vergleichsimpulses den Satz von Flip-Flop-Kreisen (80 bis 83) der nächsten Einheit der Reihe von Digital-Dekadeneinheiten in seinen die Dezimalziffer »9« darstellenden binär verschlüsselten Zustand schalten, so daß jeder durch die Programmiereinrichtung (14) der folgenden Dekadeneinheit zugeführte nachfolgende, einer die Bezugsspannung unterschreitenden Eingangsspannung entsprechende Vergleichsimpuls diese Dekade von ihrem anfänglichen Ziffernwert »9« ziffernmäßig zurückstellt.

9. Spannungsmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (54) eine Gruppe von Flip-Flop-Kreisen (50 bis 52) mit jeweils einer Reihe von binär verschlüsselten Zuständen aufweist, von denen jeder einer Digital-Dekadeneinheit (58 bis 61) entspricht, daß diese Gruppe von Flip-Flop-Kreisen beim Auftreten eines einer die Bezugsspannung übersteigenden Eingangsspannung entsprechenden Vergleichsimpulses ihren binär verschlüsselten Wert auf denjenigen der nächstfolgenden Einheit der Reihe von Digital-Dekadeneinheiten ändert und entsprechend ihrem augenblicklichen binär verschlüsselten Zustand die einer die Bezugsspannung überschreitenden Eingangsspannung entsprechenden Vergleichsimpulse auf die entsprechende Digital-Dekadeneinheit leitet.

10. Spannungsmesser nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstelleinrichtung (56) vorgesehen ist, die beim Bestehen eines binär verschlüsselten, der letzten Einheit der Reihe von Digital-Dekadeneinheiten (58 bis 61) entsprechenden Zustands der Torschaltung (54) und beim Auftreten eines einer die Bezugsspannung übersteigenden Eingangsspannung entsprechenden Vergleichsimpulses einen Rückstellimpuls erzeugt, welcher einerseits die Torschaltung auf einen binär verschlüsselten, der ersten Einheit der Reihe von Digital-Dekadeneinheiten (58 bis 61) zugeordneten Zustand und andererseits den Flip-Flop-Kreis-Satz jeder Digital-Dekadeneinheif auf einen der Dezimalzahl »0« entsprechenden binär verschlüsselten Zustand umschaltet, und daß Einrichtungen (64 bis 69) zum Zuführen der von der Rückstelleinrichtung erzeugten Rückstellimpulse an die einzelnen Digital-Dekadeneinheiten und an die Programmiereinrichtung vorgesehen sind.

11. Spannungsmesser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung (56) beim Bestehen eines binär verschlüsselten, die Dezimalzahl »0« darstellenden, der binär

verschlüsselten Zustandsform der Programmiereinrichtung (14) entsprechenden Zustandsform einer Digital-Dekadeneinheit und beim Auftreten eines einer die Bezugsspannung unterschreitenden Eingangsspannung entsprechenden Vergleichsimpulses einen Rückstellimpuls erzeugt.

12. Spannungsmesser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereichschalter (3) zum schrittweisen Verringern der Höhe der Eingangsspannung vorgesehen ist, der mit einer Einrichtung (5) zum Anzeigen des ausgewählten Bereichs in Form eines Dezimalpunkts in der vom Spannungsmesser angezeigten Dezimalzahl versehen ist.

13. Spannungsmesser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polaritätsschalter (9) zum wahlweisen Umkehren der Polarität der Eingangsspannung vorgesehen ist, der mit einer Einrichtung (10) zum Anzeigen der ausgewählten Polarität in Form eines Minus- oder Pluszeichens vor der vom Spannungsmesser angezeigten Dezimalzahl versehen ist.

14. Spannungsmesser nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flip-Flop-Kreis (80 bis 83) mit zwei Reihen (94, 95) von einschaltbaren Widerständen gekoppelt ist, wobei jeder Widerstand der einen Reihe (94) einer bestimmten Einheit der Reihe von Digital-Dekadeneinheiten (58 bis 64) entspricht und durch die jeweilige Leitzustandskombination der Flip-Flop-Kreise seiner zugeordneten Digital-Dekadeneinheit mit seinem Widerstandswert in den Potentiometerkreis (18) eingeschaltet wird und jeder Widerstand der anderen Reihe (95) durch die komplementäre Leitzustandskombination der Flip-Flop-Kreise seiner zugeordneten Digital-Dekadeneinheit mit seinem komplementären Widerstandswert in den Potentiometerkreis eingeschaltet wird, und daß die Reihen der den Reihen von Digital-Dekadeneinheiten entsprechenden Widerstandswerte entsprechend dem Wert der von den Dekadeneinheiten angezeigten Dezimalziffern der angezeigten Dezimalzahl aufeinander abgestimmt sind.

15. Spannungsmesser nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Widerstandsreihe (94, 95) aus vier in Reihe geschalteten Einzelwiderständen (100 bis 103; 114 bis 117) besteht, die durch vier wahlweise einschaltbare Schalter (106 bis 109; 118 bis 121) überbrückbar sind.

16. Spannungsmesser nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Widerstandsreihen (94, 95) in Reihe an einer Normalspannungsquelle (19) liegen und daß eine Anzapfung (112) der beiden Widerstandsreihen die Bezugsspannung liefert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 095 425;
USA.-Patentschriften Nr. 2 739 285, 2 889 518;
»Elektronische Rundschau«, H. 5, 1961, S. 222 bis 227;

»Archiv für technisches Messen«, Bl. J 077-1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen