DE2140771A1 - Elektronische Rechenmaschine - Google Patents

Description

Anmelder: Sybron Corporation, 1100 Midtown Tower, Rochester, New York, 14604, USA

Elektronische Rechenmaschine

Die Erfindung betrifft eine elektronische Rechenmaschine, die Divisionen automatisch durchführen kann.

Häufig kennzeichnen der Zähler und Nenner physikalische Variable wie Druck, Temperatur, Materialeigenschaften, Zeit oder dergleichen Größen, die aus irgendeinem Grunde gleich Null werden können. Insbesondere kann eine zeitliche Mittelwertbildung einer Variablen eine Division beinhalten, so daß bei der Durchführung einer schrittweisen Mittelwertbildung für eine Serie von Intervallen eine Division durch Null am Beginn des Intervalls auftreten kann.

Bei bekannten elektrischen Rechenmaschinen enthält die Einrichtung zur Durchführung einer Division einen Verstärker mit hoher Verstärkung zur Verstärkung einer Zählerspannung, wobei eine Gegenkoppelungsschleife um den Verstärker vorgesehen ist, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers die Zählerspannung reflektiert. Die Schleife wird schließlich durch eine Nennerspannung gesteuert, um die Rückkoppelung proportional zu der Nennerspannung zu machen. Deshalb repräsentiert die Ausgangsspannung des Verstärkers die Zählerspannung, welche durch den Nenner dividiert ist. Wenn die Nennerspannung ausreichend klein ist, wird im Ergebnis die Rückkoppelung gleich Null, so daß das

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Ausgangssignal des Verstärkers nicht mehr dem Eingangssignal entsprechen kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Rechenmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Division durch Null verhindert ist.

Eine elektronische Rechenmaschine unterscheidet sich erfindungsgemäß von den Rechenmaschinen der eingangs genannten Art dadurch, daß ein Teil der durch die Nennerspannung gesteuerten Rückkopplungsschleife im Ergebnis durch ein Element ersetzt ist, welches die Rückkopplung in Abhängigkeit von dem Nenner beibehält, wenn dieser Null oder hinreichend klein wird. Die Erfindung ist insbesondere für Systeme zur Mittelwertbildung des Feuchtigkeitsgehalts entlang der Breite einer sich bewegenden Papierbahn anwendbar. Dabei tastet ein Meßinstrument zur Feststellung des Feuchtigkeitsgehalts die Papierbahn quer zu deren Bewegungsrichtung ab. Der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt eines Bruchteils der Breite der Bahn wird erhalten, indem der Feuchtigkeitsgehalt entlang der Breite dieses Bruchteils integriert wird. Dieser Mittelwert wird durch die Zeit dividiert, welche bei der Messung des Feuchtigkeitsgehalts dieses Bruchteils verstrichen ist, so daß der resultierende Quotient der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt eines Streifens der Bahn ist, dessen Breite proportional der Meßzeit ist. Dieses Verfahren wird für den nächsten Bruchteil der Bahn und die folgenden Bruchteile wiederholt. Deshalb resultiert ein Satz von Mittelwerten des Feuchtigkeitsgehalts für eine Reihe von Streifen der Bahn. Jedesmal, wenn die Mittelwertbildung in einem Streifen beginnt, ist jedoch die verstrichene Zeit gleich Null, so daß die Division der Integrale des Feuchtigkeitsgehalts durch" die Zeit gemäß der Erfindung berücksichtigt ist.

Die verstrichene Zeit wird durch eine Integriereinrichtung in Form eines Kondensators bestimmt, der am Beginn jedes Streifens entladen wird, so daß während eines kurzen Zeitintervalls entsprechend dem Beginn eines Streifens eine Rückkopplung durch das erwähnte Element beibehalten wird.

Zusammenfassend sind deshalb die wesentlichen Merkmale einer

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elektronischen,Rechenmaschine gemäß der Erfindung darin zu sehen, daß eine Division durch Null verhindert ist, indem eine Zählerspannung einem Verstärker mit hoher Verstärkung zugeführt wird, der eine Gegenkopplungsschleife hat, die durch eine Nennerspannung gesteuert wird, die einen Teil der Gegenkopplungsschleife unwirksam macht, wenn diese Spannung gleich Null wird. Der dadurch verursachte Effekt wird jedoch vermieden, indem dieser Teil der Schleife in Abhängigkeit von einer gleich Null wertenden Nennerspannung ersetzt wird.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer elektronischen Rechenmaschine gemäß der Erfindung, die zur Durchführung von Divisionen geeignet ist; und

Fig.- 2 eine Einrichtung zur Mittelwertbildung für eine Rechenmaschine gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 wird die Zählerspannung e, und die Nennerspannung e„ den nicht invertierenden Eingangsanschlüssen 1 bzw. 2 der Differentialverstärker 10 bzw« 20 zugeführt, welche eine hohe Verstärkung haben. Eine Rückkopplungsspannung e,, und eine Sägezahnspannung e„„ werden den invertierenden Anschlüssen 11 bzw. 22 der Verstärker 10 und 20 zugeführt. Bei diesem Beispiel sind alle vier Spannungen negativ.

Die Rückkopplungsspannung e,, wird von der Ausgangsspannung e_n an dem Ausgangsanschluß 4 des Verstärkers 10 über eine Gegenkopplungsschleife abgeleitet, die im wesentlichen aus einem zu dem Widerstand zwischen den Anschlüssen 4 und 11 parallel geschalteten Kondensator 5 besteht, welcher Widerstand durch die Widerstände 6 und 7 und die Feldeffekttransistoren 8, 9 und 12 gegeben ist.

Die Gate-Elektroden der Feldeffekttransistoren 8, 9 und 12 sind mit den Ausgangsanschlüssen 13, 14 bzw. 15 der Verstärker 30, 20 und 40 verbunden. Feldeffekttransistoren 9 und 12 sind mit Source und Drain verbunden, wobei die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 9 mit dem gemeinsamen Schaltungspunkt CC verbunden ist. Die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors

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12 ist mit dem Ausgangsanschluß 4 verbunden. Ein Ende jedes der Widerstände 6 und 7 ist mit der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 8 verbunden, während das andere Ende des Widerstands 6 mit dem Ausgangsanschluß 11 verbunden ist. Das andere Ende des Widerstands 7 ist mit der Source-Drain-Verbindung der Feldeffekttransistoren 9 und 12 und die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors 8 ist mit dem Ausgangsanschluß 4 verbunden.

Der Verstärker 30 ist ein Differentialverstärker mit einer hohen Verstärkung und einem nicht invertierenden Eingangsanschluß 3 und einem invertierenden Eingangsanschluß 33, wobei der erstere mit dem Eingangsanschluß 2 und der letztere mit W einer Quelle B für eine Bezugsspannung verbunden ist.

Der Verstärker 40 ist ein invertierender Verstärker mit einheitlicher Verstärkung, dessen Eingangsanschluß derselbe wie der Ausgangsanschluß des Verstärkers 20 ist.

Die Quellen für die verschiedenen Eingangsspannungen sind durch Kästchen angedeutet, und betreffen eine Sägezahnspannung S, eine Nennerspannung N, eine Bezugsspannung B und eine Zählerspannung Z. Die Ausgangs spannung e_. an dem Anschluß 4 wird einem den Quotienten Q nutzenden Gerät zugeführt, das an dem Anschluß 4 angeschlossen ist und z.B. eine Steuereinrichtung oder eine Anzeigeeinrichtung ist.

Der Zweck des Sägezahngenerators, der Verstärker 20 und 40 und der Feldeffekttransistoren 9 und 12 besteht darin, daß die Rückkopplungsspannung e,, der Nennerspannung e₂ entspricht. Zu diesem Zweck soll die Spannung e₂₂ einen solchen Verlauf haben, daß sie bei Null beginnt und linear auf eine gegebene Größe ansteigt, die gleich oder größer als der höchste Wert der zu erwartenden Spannung e₂ ist, und die sich mit einer gegebenen Rate wiederholt, die viel größer ist als irgendeine Rate, mit der die Spannung e„ ihre Größe ändern kann. Die Spannung e₂ kann andererseits das Ausgangssignal einer Meßeinrichtung sein, welche ein Zustand wie die Temperatur, Materialeigenschaften oder dergleichen nachweist und verursacht, daß die Spannung e₂ eine vorherbestimmte quantitative Beziehung zu diesem Zustand aufweist. Die Spannung e, kann praktisch denselben Charakter wie

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die Spannung e« haben.

Da der Verstärker 20 ein Differentialverstärker mit hoher Verstärkung ist, gibt er bei Zuführung der Spannungen e, und e₂₂ eine Ausgangsspannung e₁₄ an dem Anschluß 14 ab, deren Vorzeichen davon abhängt, welche der Spannungen e_ und e„„ größer ist. Wenn zu einem gegebenen Augenblick die Spannung e₀ größer

ist

als die Spannung e₂₂ ist, dann axe Spannung e^. positiv, während e-₄ negativ ist, wenn die Spannung e„₂ größer ist. Die Ausgangs spannung e,,. des Verstärkers 20 hat ferner immer das entgegengesetzte Vorzeichen, aber dieselbe Größe,wie die Spannung e₁₄.

Der Verstärker 20 ist so ausgebildet, daß die Spannungen &-.. und e₁₅ immer größer als die Sperrspannungen der Feldeffekttransistoren 9 und 12 ist. Deshalb, und weil Spannungen e,« und e,₅ immer das entgegengesetzte Vorzeichen haben, ist immer einer der Feldeffekttransistoren leitend und der andere abgeschaltet, wobei der leitende oder der nichtleitende Zustand davon abhängt, welche der Spannungen e_ und e₂_ größer ist.

Wenn der Feldeffekttransistor 12 leitend ist, ist eine Rückkopplungsschleife vorhanden, die aus dem Kondensator 5 in Parallelschaltung zu den Widerständen 6 und 7 und dem Drain-Source-Widerstand des Feldeffekttransistors 12 vorgesehen ist. Wenn der Feldeffekttransistor 12 nichtleitend ist, dann ist der Eingangsanschluß 11 mit dem'gemeinsamen Schaltungspunkt über den Reihenwiderstand der Widerstände 6 und 7 und den Drain-Source-Widerstand des Feldeffekttransistors 9 geerdet.

Wenn die Spannung e₂ größer als Null ist, aber kleiner als der maximale Wert des Spannungsverlaufs, dann entspricht der Zeitpunkt, zu dem der Spannungsanstieg gerade etwas größer als die Spannung e₂ wird, der Größe der Spannung e₂· Deshalb ist während irgendeines gegebenen Spannungsanstiegs die Zeit, während welcher der Feldeffekttransistor 12 leitend ist, proportional der Größe der Spannung e₂· Ferner ist die Gesamtverstärkung des Verstärkers 10 dem reziproken Wert dieser Zeit proportional. Deshalb ist die Spannung e an dem Anschluß 4 proportional e,/e„.

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Die erwähnte Arbeitsweise ist an sich bekannt. Es ist jedoch ebenfalls bekannt, daß bei bekannten Rechenmaschinen nicht zulässig ist, daß die Spannung e_? Null wird, oder daß ein minimaler Wert nicht überschritten werden darf. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die Aufladung des Kondensators 5 nicht mehr durch die Spannung e_ bedingt wird, wenn die Spannung e kleiner als e„ ^^st· ^Da der Feldeffekttransistor 9 leitend ist, wirken zu diesem Zeitpunkt der Verstärker 10 und der Kondensator 5 als Integriereinrichtung und verursachen, daß die Spannung e_Q nur die Besonderheiten des Verstärkers 10 reflektiert, wie beispielsweise seine Versetzungsspannung und den Vorspan-™ nungsstrom, was an sich bekannt ist. Während die Zeitkonstante der Entladung des Kondensators 5 durch die Auswahl der Kapazität des Kondensators und der Widerstände 6 und 7 festliegt, so daß sich der Kondensator 5 während eines gegebenen Spannungsverlaufs nicht wesentlich entladen kann, ändert sich e₂ langsam genug im Vergleich zu der Sägezahnspannung bei e„₂, daß, falls e₂ Null oder nahezu Null wird, diese im allgemeinen so lange beibehalten wird, daß der Kondensator 5 bis zu einem Ausmaß entladen wird, wobei im Ergebnis keine Rückkopplung an dem Anschluß 11 vorhanden ist, zu welchem Zeitpunktder Verstärker 10 den Sattigungsstrom erreicht.

Der oben beschriebene Effekt, daß e₂ Null oder nahezu Null Ψ wird, kann durch den Verstärker 30 und den Feldeffekttransistor 8 verhindert werden. Während der normalen Arbeitsweise, wenn also e₂ nichtgleich Null ist oder sich davon um einen Betrag unterscheidet, der einer vorhergegebenen Mindestgröße entspricht, erzeugt der Verstärker 30 eine Spannung e,₃ mit einer solchen Größe und einem solchen Vorzeichen, daß der Feldeffekttransistor 8 abgeschaltet wird, in welchem Zustand dessen Drain-Source-Widerstand für praktische Zwecke unendlich ist, weshalb er die Arbeitsweise des Verstärkers 10 nicht beeinflußt. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, liefert die mit dem Eingangsanschluß 33 verbundene Spannungsquelle B für eine Bezugsspannung eine feste Bezugsspannung e₃-, die grade auf einen solchen Wert eingestellt ist, daß e,₃ den Feldeffekttransistor 8 anschaltet, wenn e₂ gleich Null ist oder einen so geringen Wert hat, daß dieser dem Einfluß des Werts Null entspricht. Wenn

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deshalb e₂ gerade etwas größer als e^₃ wird, dann ändert die Spannung e,₃ ihr Vorzeichen und schaltet den Feldeffekttransistor 8 ab. Wenn der Feldeffekttransistor 8 angeschaltet ist, ist ein Rückkoppelung zu dem Anschluß 11 über den Kondensator 5 parallel zu dem Reihenwiderstand der Widerstände 6 und dem Drain/Source-Widerstand des Feldeffekttransistors 8 vorhanden. Während der An, Schluß 11 noch in Verbindung mit dem gemeinsamen Schaltungspunkt CC über den Feldeffekttransistor 9 stehen kann, ist der Widerstand 7 so ausgewählt, daß er einen solchen Wert in Beziehung zu dem Drain/Source-Widerstand des Feldeffekttransistors 8 hat, daß eine ausreichende Rückkoppelungsspannung vorhanden ist, wenn der Feldeffekttransistor 9 leitend.ist, an der Verbindung zwischen dem Widerstand 7 und der Drainelektrode des Feldeffekttransistors 8, um das Aussgangssignal des Verstärkers 10 zu steuern, so daß e .'einen geeigneten, vorherbestimmten festen vielfachen Wert von e, zu diesem Zeitpunkt erhält. Insbesondere ist es zweckmäßig, den Widerstand 7 hinreichend groß zu wählen, damit e_n praktisch gleich e, zu diesem Zeitpunkt ist. Zusätzlich begrenzt der Widerstand 7 den Drainstrom auf annehmbare Werte, wenn die Feldeffekttransistoren 8 und 9 beide leitend sind.

Es sind zahlreiche Abwandlungen des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels möglich. Beispielsweise können verschiedene Umke hrungen der angegebenen Polaritäten erfolgen, sowie derjenigen, die durch die Ei genart der verwandten Komponenten gegeben sind. -Beispielsweise könnten e„ und e₂_ positive Spannung gen sein. In diesem Falle wären die Anschlüsse 2 und 22 die invertierenden und nicht invertierenden Eingangsanschlüsse des Verstärkers oder die Feldeffekttransistoren 9 und 12 wären p-leitend und nicht η-leitend, wie dargestellt ist.

Auch der Feldeffekttransistor 12 könnte durch einen p-Kanal Feldeffekttransistor ersetzt werden, in welchem Falle der Verstärker 40 weggelassen werden könnte, weil die dann vorhandene Gate-Elektrode direkt mit dem Anschluß 14 verbunden werden könnte.

Die Aufgabe der Feldeffekttransistoren besteht im wesentlichen darin, eine Umschaltung mit einem eingeschalteten Widerstand durchzuführen, der vernachlässigbar klein ist im VergMch zu den Widerständen 6 und 7 ist, während ein abgeschalteter Wider-

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stand vorhanden ist, der groß genug ist, daß bei einer Abschaltung die Kreise wirksam geöffnet sind. In Figur 1 sind die Drain- und Source-Elektroden unterscheidbar, obwohl dies nicht wesentlich ist, insbesondere weil Feldeffekttransistoren verfügbar sind, bei denen Drain und Source austauschbar sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 wird eine Feuchtigkeits-Meßeinrichtung F durch einen Mechanismus M rechtwinklig zu der Bahn und der Richtung R der Bahnbewegung bewegt. Die Meßeinrichtung bewegt sich deshalb entlang einer zickzackförmigen Bahn, entlang der der Feuchtigkeitsgehalt gemessen wird. Wenn die Bahn und die Meßeinrichtung sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, dann ist ersichtlich, daß die Bahn als in in Längs- ψ richtung laufenden Zonen a, b , c und d unterteilt angesehen werden kann, von denen jede in Teilzonen a,, a , a , a., etc. unterteilt ist, wobei jede Teilzone einer einzigen Bestimmung eines durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalts entspricht. Während die Einteilung in Zonen und Teilzonen teilweise von Betrachtungen wie dem Verwendungszweck oder der Interpretation etc. der Durchschnittswerte abhängt, kann sie ebenfalls von der Art der Mittelwertbildung abhängen, wie noch näher erläutert werden soll.

Wenn die Bahn sich bewegt und die Meßeinrichtung in Querrichtung bewegt wird und den Feuchtigkeitsgehalt der Bahn mißt, werden Mittelwerte festgestellt und Zonen und Teilzonen werden im wesentlichen durch das Divisionssystem in Fig. 1 definiert, sowie durch gewisse Modifikationen. Um Wiederholungen zu vermeiden, ist nur derjenige Teil des Systems in Fig. 1 in Fig. 2 dargestellt/ welcher erforderlich ist, um die erwähnten Modifikationen und die Verwendung des Systems in Fig. 1 bei der Feuchtigkeitsmessung erläutern zu können. Soweit Fig. 2 in Fig. 1 dargestellte Teile enthält, sind diese mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung ist mit einer Integrierschaltung I verbunden, deren Kästchen in der Figur dem Kästchen für die Zählerspannung Z in Fig. 1 entspricht. Entsprechenderweise ist das Kästchen für die Nennerspannung N in Fig. 1 durch ein eine Integrierschaltung I darstellendes Kästchen ersetzt.

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Die Integrierfunktion der Integrierschaltungen ist durch die Kondensatoren 16 und 18 gegeben, parallel zu denen Feldeffekttransistoren 17 und 19 geschaltet sind. Die Spannungen an den Anschlüssen 1 und 2 bei dieser Anordnung repräsentieren die Spannungen im Hinblick auf den gemeinsamen Schaltungspunkt, auf welche die Kondensatoren 16 und 18 aufgeladen werden.

Die Integrierschaltung mit dem Kondensator 16 ist mit der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung F verbunden, um eine Spannung von der Meßeinrichtung zu integrieren, welche Spannung den Feuchtigkeitsgehalt der Bahn widergibt, der von der Meßeinrichtung festgestellt wurde. Deshalb ist die Spannung am Anschluß 1 das Zeitintegral der Ausgangsspannung entsprechend der Feuchtigkeitsmessung.

Die Integrierschaltung mit dem Kondensator 18 ist mit einer festen Gleichspannungsquelle verbunden, die als Zelle 23 dargestellt ist, um die Spannung der Zelle 23 zu integrieren. Deshalb ist die Spannung an dem Anschluß 2 das Zeitintegral der Spannung der Zelle 23. Da die Spannung der Zelle konstant ist, gibt das Zeitintegral einfach die vergangene Zeit an, oder schließlich die Länge des Wegs der Meßeinrichtung relativ zu der Bahn.

Es ist ersichtlich, daß der Quotient am Anschluß 4 einen durchschnittlichen Wert des Feuchtigkeitsgehalts in der Papierbahn widergibt. Jedoch können die integderschaltungen nicht unbestimmt integrieren, wegen der Eigenschaften und Parameter praktischer Integriereinrichtungen. Deshalb müssen die Kondensatoren periodisch entladen werden. Dieserfolgt mit Hilfe der Steuereinrichtung St, die beispielsweise dem Mechanismus M verbunden ist, um einen geeigneten Zeitpunkt während der Bewegung der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung zu bestimmen, zu dem die Kondensatoren entladen werden. In diesem Falle gibt die Steuereinrichtung einen die Feldeffekttransistoren 17 und 19 einschaltenden Impuls ab, etwa zu dem Zeitpunkt, nachdem eine Teilzone durch die Meßeinrichtung überquert wurde. Dieser Impuls dauert gerade lange genug, um die Kondensatoren 16 und 18 auf das Potential des gemeinsamen Schaltungspunkts zu entladen. Nach dem Ende dieses Impulses sind die Feldeffekttransistoren 17 und 19

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wieder umgeschaltet und die Integriere xnr xchtungen beginnen wieder zu integrieren.

Wenn sich die Kondensatoren entladen, werden die Spannungen an den Anschlüssen 1 und 2 Null oder sehr klein, und gleichzeitig mit dem Impuls für die Kondensatorentladung gibt die Steuereinrichtung einen Impuls ab, welcher der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors 8 über einen Anschluß 131 zugeleitet wird, um den Feldeffekttransistor 8 einzuschalten. In Fig. 2 entsprechen deshalb die Steuereinrichtung und der Anschluß 130 dem Verstärker 30 und dem Anschluß 13 in Fig. 1 und üben die- k selbe Funktion im Hinblick auf den Feldeffekttransistor 8 aus.

Der Unterschied zwischen den beiden Figuren besteht schließlich darin, wie die Nennerspannung Null oder nahezu Null wird. In Fig. 1 wird das Auftreten der Nennerspannung Null, die jedoch erzeugt wird, nachgewiesen. In Fig. 2 ist die Nennerspannung Null ein Ereignis der Mittelwertbildung. Wie in der Praxis ist in Fig. 2 das Auftreten der Nennerspannung Null nicht zu erwarten, so daß es zweckmäßiger ist, daß die Steuereinrichtung den Feldeffekttransistor 8 anschaltet, als eine besondere Nachweiseinrichtung für den Zustand mit der Spannung Null vorzusehen, wie den Verstärker 30.

Vorzugsweise tritt der Äuslöseimpuls an dem Anschluß 130 " etwas vor dem Auslöseimpuls für die Feldeffekttransistoren 17 und 19 auf und dauert etwas länger. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß der Zeitintegrator im wesentlichen ein Sägezahngenerator, welcher eine Spannung erzeugt, ist, die von Null mit einem konstanten Anstieg auf einen gegebenen Wert ansteigt und augenblicklich wieder Null wird, wenn sie diesen gegebenen Wert erreicht hat. Tatsächlich entleert sich der Kondensator 18 nicht augenblicklich auf Null und es besteht eine gewisse Unsicherheit über den Punkt, an dem die Spannung des Kondensators 18 danach beginnt, der Sägezahnform zu folgen. Deshalb ist ein Intervall vorhanden, welches das Ende eines Sägezahnimpulses und den Beginn des nächsten überlappt, in welchem die Spannung an dem Anschluß 2 Null werden kann, aber sonst von dem Idealfall abweicht. Bei der Erfindung ist der Feldeffekttransistor

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8 während dieses Intervalls angeschaltet (welches an dem Anschluß 4 sozusagen markiert ist, daß e den vorherbestimmten Wert hat, der durch den Widerstand 7 bestimmt ist, also praktisch den Wert von e, , welcher an einem Punkt in diesem Intervall Null ist), so daß keine Division auftritt, ausgenommen, wenn die Spannung e„ die gewünschte Sägezahnform hat. Wichtig dabei ist, daß in dem Ausmaß, mit dem e„ von der Idealform zu dem entsprechenden Ausmaß abweicht, ein Fehler bei der Messung der verstrichenen Zeit vorhanden ist.

Die aufeinanderfolgenden Impulse, die von der Integriereinrichtung mit dem Kondensator 18 erzeugt werden, bilden im Ergebnis eine Sägezahnspannung mit der Frequenz der Entladung der Kondensatoren 16 und 18. Diese Frequenz muß,klein im Vergleich zu der Sägezahnfrequenz an dem Anschluß 22 sein, analog zu der Begrenzung der Änderung der Nennerspannung in Fig. 1.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß die Unterteilung der Bahn grundsätzlich von der begrenzten Kapazität der Integriereinrichtungen abhängt. Beispielsweise bestehen Grenzen für die Größen der Spannungen, die bei der Arbeitsweise der Einrichtung auftreten, welche zu der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung, der integriereinrxchtungen gehören, so daß die maximale Spannung für die Kondensatoren 16 und 18 etwas geringer als die eine oder andere dieser Grenzen ist. Die Unterteilung ist jedoch tatsächlich ein Vorteil, v/eil die Wellenform am Anschluß 4 in einer Korrelation zu den Zonen und den Teilzonen steht. Deshalb kann durch Prüfung der Wellenform an dem Anschluß 4 ein nasser Fleck auf der Bahn nachgewiesen und hinsichtlich der Zone oder Teilzone, in welcher er auftrat, lokalisiert werden. Wenn ferner die Mittelwerte dazu verwendet werden sollen, den gesamten Feuchtigkeitsgehalt eines großen Abschnitts der Materialbahn zu bestimmen, können durch nasse Flecken bedingte Effekte herausgefiltert werden, da der normale Feuchtigkeitsgehalt wenige Gewichtsprozent des Papiers in einer normalen Teilzone beträgt, während ein nasser Fleck in einer Teilzone eine kurz andauernde Spitzenspannung erzeugt, die umso mehr ausgeprägt ist, je kleiner die Teilzone ist.

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Der Mechanismus zum Durchlaufen der Zonen der Bahn, die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung, der Sägezahngenerator und Integriereinrichtungen sind übliche Einrichtungen bekannter Art. Die Steuereinrichtung kann irgendeine Einrichtung sein, welche die Steuersignale in Form von Impulsen an geeigneten Stellen entlang der Bewegungsbahn der Meßeinrichtung abgibt. Es bestehen deshalb keine Schwierigkeiten, geeignete Schaltungen herzustellen, welche das oben beschriebene Arbeitsprogramm der Steuereinrichtung durchführen können.

Patentansprüche

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Claims (7)

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   Patentansprüche

   /l) Elektronische Rechenmaschine zur Durchführung von Divisionen, mit einem Verstärker hoher Verstärkung, bevor eine Rückkopplungs- und Gegenkopplungsschleife den Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers verbindet, damit der Verstärker ein erstes Signal an seinem Ausgang abgibt, das im wesentlichen proportional einem zweiten Signal ist, das dessen Eingang zugeführt wird, wobei die Rückkopplungsschleife ein Element aufweist, das in Abhängigkeit von einem dritten Signal, das diesem zugeführt wird, veränderlich ist, damit der Verstärker das erste Signal proportional der Größe des zweiten Signals dividiert durch die Größe des dritten Signals erzeugt, und wobei die Rückkopplungsschleife kein Rückkopplungssignal als Folge der Änderung des Rückkopplungselements in Abhängigkeit von dem dritten Signal führt, wenn dieses praktisch den Wert Null hat, sowie mit einem Signalgenerator, der an das Rückkopplungselement angeschlossen ist, um dem Rückkopplungselement das dritte Signal zuzuführen, welcher Signalgenerator die Eigenschaft hat, das dritte Signal mit einem Null entsprechenden Wert zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von dem ersten Rückkopplungselement ein zweites Rückkopplungselement zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers angeschlossen ist, daß das zweite Rückkopplungselement zwischen ersten und zweiten Zuständen betätigbar ist, daß der erste Zustand ein solcher ist, bei dem das zweite Rückkopplungselement keine Rückkopplung zwischen dem Ausgang und dem Eingang bewirkt, während der zweite Zustand ein solcher ist, bei dem das zweite. Rückkopplungselement eine Rückkopplung zwischen Ausgang und Eingang bewirkt, welches zweite Rückkopplungselement sich normalerweise in dem ersten Zustand befindet, und daß eine Steuereinrichtung wirksam ist, wenn die Größe des dritten Signals praktisch gleich Null ist, um das zweite Rückkopplungselement in den zweiten Zustand umzuschalten.
2. 2. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung auf das dritte

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   Signal anspricht, wenn dessen Größe praktisch gleich Null wird, um das zweite Rückkopplungselement in den zweiten Zustand umzuschalten.
3. 3. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung die Größe des dritten Signals praktisch auf den Wert Null periodisch verringern und praktisch gleichzeitig das zweite Rückkopplungselement in den zweiten Zustand umschalten kann.
4. 4. Rechenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn- ψ zeichnet, daß der Signalgenerator einen Spannungsanstieg-Generator zur Erzeugung eines Anstiegssignals und einen Sägezahngenerator zur Erzeugung eines Sägeζahnsignals aufweist, daß das Anstiegssignal das dritte Signal ist, und daß das erste Rückkopplungselement gemeinsam durch das Anstiegssignal und das Sägezahnsignal gesteuert wird, damit praktisch keine Rückkopplung vorhanden ist, wenn das Anstiegssignal praktisch gleich Null ist.
5. 5. Rechenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das erste Rückkopplungselement in den ersten Zustand während eines Zeitintervalls umschaltet, welches beginnt, bevor das Anstiegssignal praktisch auf den Wert Null abfällt, und welches endet, nachdem das Anstiegssignal das nächste Mal begonnen hat, über den Wert Null anzusteigen.
6. 6. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator eine Integrierschaltung mit einem Kondensator aufweist, in dem ein viertes Signal gespeichert werden kann, so daß die Größe des dritten Signals das Zeitintegral des vierten Signals widergibt, und daß eine Einrichtung zum Ableiten des gespeicherten vierten Signals von dem Kondensator in einem solchen Ausmaß vorgesehen ist, daß das dritte Signal praktisch den Wert Null erhält.

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7. 7. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das dritte Signal ansprechende Einrichtung ein Feldeffekttransistor ist, an dessen Gate-Elektrode eine Einrichtung angeschlossen ist, um den Feldeffekttransistor abzuschalten, ausgenommen, wenn die Größe des dritten Signals praktisch Null ist, daß diese Schaltungseinrichtung auf das dritte Signal anspricht, wenn dieses praktisch gleich Null wird, um einen Drain-Source-Widerstand des Feldeffekttransistors zu bewirken, welcher das vorherbestimmte Ausmaß der Gegenkopplung liefern kann, und daß der Drain-Source-Widerstand parallel zu dem ersten Rückkopplungselement angeschlossen ist, um so das zweite Rückkopplungselement vorzusehen.

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