DE1773999C - Anordnung zum Codieren vorgegebener Weglängen in ausgehende elektrische Signale - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine An- same Stromzuführung benötigt wird. Andernfalls muß

Ordnung zum eindeutigen Codieren vorgegebener für jede Bahn eine gesonderte Stromzuführung, ζ. Β.

Weglängen in ausgehende elektrische Signale, beste- mit flexiblen Drähten, vorgesehen werden,

hend aus einer oder mehreren Codierbahnen mit Bei der V- bzw. U-Abtastung schaltet jede Spur die

Schleifbürsten. Die Codierbahnen bestehen dabei in 5 Aussage der nächst höheren Spur. Bei der erfindungs-

der Regel aus einer Leiste, Platte oder Scheibe, auf ^mäßen Anordnung braucht dagegen innerhalb einer

der die Lamellen der Codierbahn bzw. -bahnen an- Tedrade nur eine Unterscheidung zwischen gerade

geordnet sind. und ungerade getroffen werden. Dies bedeutet einen

Die technische Bedeutung der Erfindung liegt wesentlich geringeren Schaltungsaufwand. Insbeson-

darin, daß Meßwerte, die in Form von Weglängen io dere benötigt die Schaltung keine Speichereinheiten

oder Winkeln auf Meßgeräteskalen ablesbar sind, (Füp-Flops).

direkt, in entsprechende digitale elektrische Werte um- Für den Fall, daß mehrere Dekaden codiert wergesetzt werden können. In der Technik sind verschie- den sollen, werden in bekannter Weise jeweils zehn dene Typen von Analog-Digital-Umsetzern bekannt- Einer-Lamellen einer Dekaden-Lamelle zugeordnet, geworden, die nach dem Code- oder Abtastverfahren 15 Eine Weiterentwicklung der Erfindung ist nun daarbeiten. (L. Borucki, J. Dittmann, Digitale durch gekennzeichnet, daß zunächst jede Null-Lamelle Meßtechnik, Springer-Verlag, 1966, S. 93 bis 96). die jeweils nächstfolgende Dekade codiert und die Erfahrungsgemäß bereitet das Ablesen von Code- Neuner-Lamelle der vorhergehenden Dekade aus rastern beim Übergang von einer Zahl · jr anderen Gründen der Eindeutigkeit die folgende Dekade so Schwierigkeiten, wenn sich benachbarte Zahlen in ao lange sperrt, wie sich die Schleifbürste noch gleichmehr als einem Codeelement unterscheiden, weil die zeitig mit auf dieser Neuner-Lamelle befindet, und Abtastelemente eine endliche Breite haben und sich daß sodann die zugehörige Dekaden-Lamelle die Dekaum exakt justieren lassen. Diese Schwierigkeiten kaden-Codierung übernimmt, wenn die Schleifbürste werden bei der bekannten V-Abtastung bzw. U-Ab- der Dekaden-Lamellen voll auf der besagten Dekatastung vermieden (deutsche Auslegeschrift 1 127 097 35 den-Lamelle steht und die Schleifbürste der Einerund deutsche Auslegeschrift 1 258 126). Hier sind für Lamellen die Null-Lamelle verlassen hat.
jedes Codeeleme'% mit Ausnahme des niedrigstwerti- Auf diese Weise wird eine Falschcodierung beim gen, zwei Abiaststellen vorgesehen. Eine der Abtast- Übergang von der Neuner-Lamelle auf die folgende stellen wird dabei vor. die andtre hinter der eigent- Dekade vermieden. Es versteht sich, daß bei Bedarf liehen Ableselinie angebracht (vi], L. Borucki, 30 jeweils zehn Dekaden-Lamellen eine Hunderter-J. Dittmann, Digitale Meßtechnik, S. 95 oben). Lamelle zugeordnet werden kann. Die Codierung Auf diese Weise wird eine eindeutige Wegcodierung erfolgt dann zwischen den Hunderter-Lamellen, die erzielt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung eine eigene Schleifbürste besitzen, und den Dekadenbesteht allerdings darin, daß für jede Codierbahn zwei Lamellen erfindungsgemäß in gleicher Weise wie Abtastelemente, d. h. zwei Schleifkontakte sowie eine 35 zwischen den Dekaden-Lameiitn und den Einer-Auswertlogik benötigt werden. Dies bedeutet einen Lamellen,
erhöhten Schaltungsaufwand. Um eine noch bessere Auflösung des Signals zu

Der Erfindung liegt nun dit Aufgabe zugrunde, erreichen, könnten analog jeder Einer-Lamelle zehn

eine Anordnung zur eindeutigen Codierung von Weg- Zehntel-Lamellen zugeordnet werden. Die praktische

längen bzw. Winkeln in digitale elektrische Signale zu 40 Ausführung ist jedoch mit erheblichen technischen

entwickeln, bei der die beschriebenen Nachteile ver- Schwierigkeiten verbunden. Zum anderen ist auch

mieden werden. Dabei wird eine möglichst einfache eine so hohe Auflösung selten erforderlich. In der

elektrische Schaltung für die Auswertlogik angestrebt. Praxis hat sich nämlich gezeigt, daß eine Genauig-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- keit entsprechend einer Auflösung von 0,5 % im alllöst, daß innerhalb einer Dekade die Lamellen der 45 gemeinen völlig ausreichend ist.
Codierbahn schaltungsiechnisch jeweils in eine Gruppe Demgemäß ist eine Verbesserung der Erfindung mit gerader und ungerader Wertigkeit unterteilt sind gekennzeichnet durch eine zusätzliche Codierbahn und jeweils eine der beiden Gruppen die andere mit einer eigenen Schleifbürste und Lamellen von der sperrt, solange sich die Schleifbürste auf benachbar- halben Breite der Einer-Lamellen und der halben ten Lamellen beider Gruppen gleichzeitig befindet. 50 Wertigkeit der Tetraden, die den entsprechend gcrad-Bei gleichzeitigem Stand der Schleifbürste auf be- zahligen bzw. ungeradzahligen Einer-Lamellen zugenachbarten Lamellen beider Gruppen sperrt also ent- ordnet sind. Die Lamellen der zusätzlichen Codicrweder die ungcradzahlige Gruppe die geradzahlige bahn sind dabei entsprechend der Gerad/ahligkeit oder gemäß einer alternativen Möglichkeit die gcrad- bzw. Ungeradzahligkcit der Einer-Lamellen jeweils zahlige die ungeradzahlige Gruppe. 55 elektrisch miteinander zu Gruppen verbunden. Die

Die erfindungsgemäße Anordnung benötigt also Codierung wird in diesem Fall !to vorgenommen, daß nur eine Schleifbürste pro Codierbahn im Gegensatz die geradzahligen und ungeradzahligen Gruppen der zu der bekannten U* bzw. V-Abtastung. Dadurch wird Lamellen der zusätzlichen Codierbahn von der zugedie Betriebssicherheit der Anordnung erhöht, da jede hörigen geradzahligen und ungeradzahligen Gruppe zusätzliche Schleifbürste die Fehlerwahrscheinlich- 60 der Einer-Lamellen freigegeben werden, keit bei der Codierung vergrößert. Bei einer Codier- Die erfindungsgemäße Codiervorrichtung läßt sich Vorrichtung mit mehreren Codierbahnen wirkt sich auch zur rein binären Darstellung der ausgehenden die Reduzierung der Anzahl der Schleifkontakte auch elektrischen Signale verwenden, wenn jeweils die in der Weise günstig aus, daß das erforderliche Dreh- höherwertigen Stellenwerte in WeKigkeitsgruppen aufmoment zum Verstellen der Schleifer klein gehalten 65 geteilt sind. Die Schaltungslogik wird dann so auswerden kann. Außerdem befinden sich bei der erfin- gelegt, daß jeweils die höherwertigen Stellenwertsi!u'ii>sgemäßen Codiervorrichtung alle Schleifer auf gruppen gesperrt werden, gleichem Potential, so daß nur eine einzige gemein- An Hand einer Zeichnung und eines Schaubildes

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sei nun das Wesen der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel schematisch erläutert, und zwar zeigt

F i g, 1 die Anordnung der Lamellen auf einer Codierscheibe und

F i g. 2 das zugehörige Schaltbild.

Die verwendete Codierscheibe besteht aus einer glasfaserverstärkten Epoxydharzplatte, die auf beiden Seiten eine rhodiumverstärkte Kupferkaschierung trägt. Sie ist auf der Oberseite so in einzelne Lamellen b unterteilt, daß eine Auflösung des Meßwertes auf 0,5 % erreicht wird.

Die elektrische digitale Darstellung (Fig. 2) der pneumatischen Signale erfolgt durch drei getrennte Tetraden c, d und e, von denen die erste Tetrade c den Zehnerwerten, die zweite Tetrade d den Einem und die dritte Tetrade e den 0,5%-Werten zugeordnet ist, wobei aus Gründen des Auflösungsvermögens (0,5 %>) nur die Wertigkeiten 1 · 10-> und 4 · 10"' benutzt werden. Dadurch kann die Tetrade e schaltungstechnisch vereinfacht werden, und ist aus diesem ao Grund nur als Halbtetrade anzusehen.

Entsprechend den Tetraden c, d und e trägt die Codierscheibe drei kreisringförmige Bahnen. Die erste und innere Bahn / ist in zehn Lamellen ρ unterteilt, die zweite Bahn g in hundert Lamellen Z und die dritte Bahn /1 in zweihundert Lamellen.

Der an sich bekannte pneumatische Kompensator (nicht dargestellt) bewegt drei Schleifbürsten /, / und k, von denen jede einzelne einer der Bahnen /, g und h zugeordnet ist. Man erreicht durch diese Art der Abtastung eine l-aus-10-Auswahl. Diese wandelt die Codierschaltung gemäß Fig. 2 in einen BCD-Code um. Eine Möglichkeit der unmittelbaren Weiterverarbeitung des elektrischen Signals ist somit gegeben. Um diese l-aus-10-Auswahl auch bei der Eir^r-Tetrade d anwenden zu können, werden alle Lamellen b mit gleicher Wertigkeit parallel gescnaltet. Die Schleifbürsten /, / und k sind so konstruiert, daß sie beim Verlassen einer Lamelle die folgende bereits berühren.

Hat eine der Schleifbürsten i, j und k den einzustellenden Wert erreicht und steht in dieser Stellung gleichzeitig auf zwei Lamellen b, so sorgt eine Auswert-Logik L (F i g. 2) dafür, daß eine eindeutige Codierung erreicht wird. Bei dem Entwickeln dieser Logik L ist davon ausgegangen worden, daß die anfallenden Werte der Ein^rtetradc d mit zur Auswertung, d. h. Freigabe der Zehner-Tetrade r und der Halbtetrade e herangezogen werden.

Die eindeutige Zuordnung ist besonders dann erforderlich, wenn ein Übergang von der Neuner-Lamelle m einer Dekade auf die Null-Lamelle η der nachfolgenden Dekade stattfindet. Wenn also z. B. ein Übergang von 19 auf 20 erfolgt, so darf nur dieser Wert ingezeigt werden und nicht etwa 29 oder 10.

Um diese Unsicherheit zu vermeiden, verwendet man beim Codieren der dekadischen Einer zwei parallelliegende Matrizen, eine für gerade digitale Ausgangswerte, die andere für ungerade.

Die bekannte Beziehung für eine ungerade Zahl N_n — In + 1 (mit η — 0, 1, 2 ... oo) zeigt, daß in jeder ungeraten die duale Zahl 1 — 2° enthalten ist. Ein vorhandener Wert an der Stelle 2" kann somit als Kriterium für sine ungerade Zahl dienen.

Schaltungstechnisch ist dieses dadurch verwirklicht, daß jeweils die Stelle 2° der Einer-Tetrade d einmal unmittelbar das Ausgangssignal liefert, zum anderen den Ausgang der Matrize für gerade Zahlen sperrt.

Die gerade Zahl wird erst dan» wieder freigegeben, wenn die Stelle 2» nicht mehr belegt ist. Oder anders ausgedrückt, es erscheint am Ausgang erst dann ein Wert für einen geraden digitalen Ausgang»w,?rt, wenn die Schleifbürste j die Lamelle ί für den ungeraden digitalen Ausgangswert nicht mehr berührt.

Die Schleifbürste / für die Einer-Tetrade d überstreicht auch die Null-Lamell'en n. Diese sind getrennt auf eine eigene Codiermatris herausgefühlt und mit der Matrix der Zehner-Tetrade c logisch verknüpft. Sobald die Schleifbürste/ die Neuner-Lamelle m verlassen hat, wird die Codierung der Zehner-Lamellen unwirksam, und es erscheint am Ausgang der codierte Wert für die entsprechende Null. Verläßt die Schleifbürste / die Null-Lamelle π wieder, so hat die Schleifbürste / für die Zehnertetrade / seine Stellenwertigkeit ebenfalls geändert. Um den normalerweise exakten Gleic>:auf aller drei Schleifbürsten /, / und k zu vermeiden, ordnet man die Schleifbürste / für die Dekaden-Lamellen ρ versetzt zu denen den Einer-Lamellen Z und den 0,5°/o-Lamellen der Codierbahn /1 (F i g. 1).

Bei der Auswertung der Halbtetrade e steht am Ausgang entweder eine Null oder der Wert für die Stellen 2° und 2* an.

Die 0,5°/o-Lamellen, die zu einer geradzahligen Einer-Lamelle gehören, sind parallel geschaltet, ebenso wie die, die unter ungeradzahligen Einer-Lamellen liegen. Auch hier übernimmt die 2°-Stelle der Einer-Tetrade d die exakte Zuordnung des O,5°/o-Ausgangs zu den Werten der Einer-Tetrade d.

In Anwendung der Erfindung zur rein tinären Darstellung der ausgehenden Signale ändert sich im Vergleich zur oben erläuterten tetradischen Codierung an der prinzipiellen Funktionsweise der Schaltung nichts. Die Codierung der Lamellen erfolgt dann in der bekannten rein binären Darstellungsweise.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum eindeutigen Codieren vorgegebener Weglängsp in ausgehende elektrische Signale, bestehend aus einer oder mehreren Codierbahnen mit Schleifbürsten, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Dekade die Lamellen (0 der Codierbahn (g) schaltungstechnisch jeweils in einer Gruppe mit gerader und ungerader Wertigkeit unterteilt sind und jeweils eine der beiden Gruppen dis andere sperrt, solange sich die Schleifbürste (/) auf benachbarten Lamellen (b) beider Gruppen gleichzeitig befindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ungeradzahüge Gruppe die geradzahlige Gruppe sperrt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geradzahlige Gruppe die ungeradzahlige Gruppe sperrt.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3. bei der Verwendung mehrerer Dekaden, wobei jeweils zehn Einer-Lamellen einer Dekaden-Lamelle zugeordnet sind und die Dekaden-Lamellen eine eigene Schleifbürste besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst jede Null-Lamelle (n) die jeweils nächstfolgende Dekade codiert, und die Neuner-Lamelle (m) der vorhergehenden Dekade aus Gründen der Eindeutigkeit die fol-

. gende Dekade so lange sperrt, wie sich die Schleifbürste (/) noch gleichzeitig mit auf dieser Neuner-Lamelle befindet, und daß sodann die zugehörige

Dekaden - Lamelle (ρ) die Dekaden-Codierung übernimmt, wenn die Schleifbürste (i) der Dekaden-Lamellen (p) voll auf der besagten Dekaden-Lamelle steht und der Schleifer (/) die Null-Lamelle verlassen hat. S

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine weitere Codierbahn (/i) mit einer eigenen Schleifbürste (A) und Lamellen von der halben Breite der Einer-Lamellen (f) und der halben Wertigkeit der Tetraden (c) und (d), die den entsprechend geradzahligen bzw. ungeradzahligen Einer-Lamellen (Q zugeordnet sind, und jeweils die Lamellen der Codierbahn (A) entsprechend der Geradzahligkeit bzw. Ungeradzahlig- keit der Einer-Lamellen elektrisch miteinander zu Gruppen verbunden sind und die Codierung so vorgenommen wird, daß die geradzahligen und ungeradzahligen Gruppen der Lamellen von dct Codierbahn (Λ) von der zugehörigen geradzahligen und ungeradzahligen Gruppe der Einer Lamellen (i) freigegeben werden.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3 in der Anwendung zur rein binären Darstellung der ausgehenden Signale, wobei jeweils die höher wertigen Stellenwerte in Wertigkeitsgruppen auf geteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweil· die hoherwertigen Stellenwertsgruppen gesperr werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen