DE1276383B - Schaltungsanordnung zur Linearisierung des Amplitudenverlaufs bei Digital-Analog-Wandlern mit einem elektrischen Drehzahlmessumformer - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Linearisierung des Amplitudenverlaufs bei Digital-Analog-Wandlern mit einem elektrischen Drehzahlmeßumformer Zur Erfassung und Weiterverarbeitung von Meß-und Regelsignalen schnell veränderlicher Vorgänge werden in verstärktem Maße elektronische Geräte verwendet, die irgendeine analoge physikalische Größe in eine Frequenz oder Impulsfolge umwandeln, verstärken und sie anschließend wieder in einen analogen Spannungs- oder Strombereich überführen. Ziel derartiger Meßverfahren ist es, die systembedingte strenge Proportionalität der Meßgebergröße zur Ausgangsgröße vorteilhaft auszunutzen, wie es z. B. bei der Umformung von einer Drehzahl in eine proportionale Frequenz leicht der Fall ist. Bei der Verstärkung kann man sich mehrerer Kippstufen bedienen und umgeht dadurch den Weg der Gleichstromverstärkung. Bei der Rückwandlung der Impulse in einen analogen Spannungswert treten jedoch Abweichungen auf, die vor allem an der oberen Grenze des Meßbereiches nicht mehr vernachlässigbar sind. So beträgt bei einer bekannten Anordnung eines elektronischen Drehzahlmessers der Meßfehler etwa 8°/o in einem Meßbereich von der medrigsten zur höchsten Drehzahl von 1: 10. Man ist daher gezwungen, den Meßbereich der bekannten Anordnung auf 1: 3 einzuschränken, um den Fehler in erträglichen Grenzen zu halten. Um jedoch bei der bekannten Anordnung einen großen Frequenz-oder Drehzahlbereich überstreichen zu können, wird auf die Möglichkeit der Frequenztransformation zurückgegriffen. Hierzu wird jedoch ein erheblicher Aufwand an Schaltmitteln, z. B. Relais und Frequenzwandler, erforderlich. Außerdem besteht diese Möglichkeit nur bei der Drehzahlmessung. Will man z. B. an Hauptantrieben von Arbeitsmaschinen einen durchgehenden Drehzahlbereich im Verhältnis von mindestens 1: 30 überstreichen, wobei der Fehler unter 1 o bleiben soll, so ist die bekannte Schaltung für diesen Zweck nicht verwendbar. Aufgabe der Erfindung ist es, die im Hinblick auf eine Drehzahlregelung bestehenden Mängel der bekannten Anordnung eines elektronischen Drehzahlmessers zu vermeiden, einen extrem großen Meßbereich im Verhältnis 1 : 300 zu erreichen und ohne Umschaltung die bereits erwähnten Linearitätsabweichungen zu beseitigen.
• Erfindungsgemäß wird dieses dadurch gewährleistet, daß der Ausgang einer Kathodenverstärkerstufe auf das Gitter einer zweiten Kathodenverstärkerstufe geschaltet und in deren Zweig in Reihe geschaltete Stabilisatoren und ein Spannungsteiler vorgesehen sind, wobei über einen Punkt des Spannungsteilers an die Kathoden eines an sich bekannten monostabilen Multivibrators eine Korrekturspannung gelegt wird.
• In der Zeichnung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels ein Drehzahlmeßumformer mit extrem großen Meßbereich gezeigt. An den Eingang E der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der Drehzahlmeßwert in Form einer kleinen Wechselspannung UE mit der streng drehzahlproportionalen Frequenz f angelegt. Dabei ist es belanglos, ob zur elektrischen Drehzahlmeßwertumformung ein Geber mit induktiver, kapazitiver, kontaktbehafteter oder fotoelektrischer Abtastung verwendet wird. Die Spannungsimpulse von beliebiger Kurvenform aus einer der oben angeführten Einrichtungen werden in einer Impulsformerstufe 1 (Schmitt-Trigger) in Rechteckimpulse verwandelt und gelangen differenziert auf einen monostabilen Multivibrator2. Ein Glättungsfilter 3 ist so dimensioniert, daß es die Spannungsimpulse konstanter Breite zu einer welligkeitsfreien Gleichspannung integriert, die eine Kathodenverstärkerstufe 4 beaufschlagt, an deren Ausgang A die lineare Ausgangsspannung UA abgenommen werden kann.
• Nach der Erfindung wird eine weitere Kathodenverstärkerstufe 5 dazu verwendet, die Spannung UH am Punkt S des Spannungsteilers 8 so zu beeinflussen, daß die Betriebsspannung U des Multivibrators 2 bei größer werdender Ausgangsspannung UA erhöht wird.
• Zur Überbrückung des Gleichspannungspotentials der Kathode der Kathodenverstärkerstufe 5 zum Spannungsteiler 8 dienen die Stabilisatorröhren 6 und 7. Am Punkt S des Spannungsteilers 8 kann die Spannung Un so eingestellt werden, daß die schon bei einem Verhältnis von 1: 3 beginnende Nichtlinearität der bekannten Anordnung beseitigt wird.
• Somit ergibt sich beim Anmeldungsgegenstand selbst über einen extrem großen Meßbereich im Verhältnis 1: 300 nur ein Fehler von kleiner als 1 0/o vom Endwert.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Schaltungsanordnung zur Linearisierung des Amplitudenverlaufs bei Digital-Analogwandlern, mit einem elektronischen Drehzahlmeßumformer, dessen Meßbereich im Verhältnis 1:3 proportional zum anliegenden Drehzahlmeßwert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang einer Kathodenverstärkerstufe (4) auf das Gitter einer zweiten Katho denverstärkerstufe (5) schaltet und in deren Zweig in Reihe geschaltete Stabilisatoren(6, 7) und ein Spannungsteiler (8) vorgesehen sind, wobei über einen Punkt (S) des Spannungsteilers an die Kathoden eines an sich bekannten monostabilen Multivibrators (2) eine Korrekturspannung (UH) gelegt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 895 625; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 062 041, 1 095 017; USA.-Patentschrift Nr. 2796533.