DE2126595C3

DE2126595C3 - Einrichtung zur Anzeige einer MeBbereichs-Uberschreitung

Info

Publication number: DE2126595C3
Application number: DE19712126595
Authority: DE
Inventors: Hartmut 8501 Kreutles Petzold; Guenter 8502 Zirndorf Wening
Original assignee: Metrawatt 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Metrawatt 8500 Nuernberg GmbH
Priority date: 1971-05-28
Filing date: 1971-05-28
Publication date: 1975-04-10
Also published as: DE2126595B2; DE2126595A1

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der

45 bekannten Einrichtungen zu vermeiden und eine Anzeigeart zu finden, die einerseits eine unzweideutige und klare Ablesung des Meßwertes ermöglicht und

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erken- andererseits schaltungstechnisch mit geringem Aufnung und Anzeige einer Überschreitung des Nenn- wand zu verwirklichen ist.

Meßbereiches bei einem digitalen Meßgerät, das mit 50 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geeinem oder mit mehreren Dekadenzählern ausgestat- löst, daß eine Schaltlogik vorgesehen ist, die bei tet ist und zusätzlich bistabile Schalter besitzt, die Überschreitung des Nennmeßbereiches eine Lampe den Zähler über den Bereich der Dekadenzähler hin- steuert, die einmal zur Anzeige der nächsthöheren aus um eine Dezimalstelle erweitern. Ziffer der höchsten Dezimalstelle dient und zusam-

Die Kosten für ein digitales Meßgerät hängen in 55 men mit der Anzeige für die übrigen Dezimalstellen entscheidendem Maße von der erzielbaren Meßge- innerhalb der Grenzen des Linearitätsbereiches des nauigkeit, also insbesondere von der Zahl der zur dazu gehörigen Meßverstärkers den richtigen Meß-Anzeige kommenden Dezimalstellen ab. Eine mehr- wert anzeigt und die gleichzeitig durch Blinken die stellige dekadische Anzeige erfordert nicht nur einen Meßbereichsüberschreitung signalisiert.
Meßverstärker mit entsprechend großem Linearitäts- 60 Die hierzu entwickelte Schaltung ist so aufgebaut, bereich, sondern auch eine entsprechend große Zahl daß bei einem nach dem Dual-Slope-Verfahren aran Decodierern, Speichern und 21ählerdekaden. So- bellendem Meßgerät das Zählerübertragssignal und fern der Linearitätsbereich des verwendeten Meßver- das zur Festlegung der Meß- und Referenzzeit diestärkers den durch die Zähler- und Speicherdekaden nende Signal ein Flipflop steuert, das bei überschreivorgegebenen Meßbereich um z.B. nicht mehr als 6g tung des Nennmeßbereichs ein periodisch wechselnbis 200 % überschreitet, wird man nicht die Zahl des Signal abgibt, das wiederum über einen elektroder Dekaden erhöhen, sondern nur einzelne Flipflops nischen Schalter die Lampe für die über den Nennhinzufügen. Ein Meßgerät, das z.B. mit drei Deka- meßbereich hinausgehende nächsthöhere Ziffer der

höchsten Dezimalstelle periodisch ein- und ausschalfet Um das Signal für die Meßbereichsüberschreiung a"ch in riner Datenverarbeitung weiterverarbeiten zu können, ist es notwendig, aus dem wechsdnden Signal ein kontinuierliches Signal zu machen. Se Erfindung sieht deshalb vor, daß einem zweiten ρϊΓρίΙορ die beiden Ausgangssignale ües ersten Flipflops und das Speichersignal zugeführt sind und das Ausgangssignal des zweiten Flipflops bei Überschrei-53de! NeYu.meßbereiches einmal von 0 auf L geht und^g _Sich so lange nicht ändert, bis die Meßbereichs-Überschreitung aufgehoben ist.

Die mit de? Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine sichere, also Irrtümer weitgehend ausschließende Ablesung ermöglicht ist. Die erfindungsgemäße Schaltung zeichnet s,ch durch

rend de (F, g ?)

der

■ \

|^6r ,Η⁰™™⁶"^*/^⁵ üterlSSgnal bewirkt nun laufs.gna!_?bg'bt Das Uöer ^ ^_{6n Scha}Herl über^s«Fhpflopj5. djBd« C^ ^ _g ^

und 2 ^um^^±^"_amüng U_M anliegt. Wahcgrators 3 die ^"f P _rfol f _die Abintegralion rend der Ze.U₁ bis^ 6 ^^ _{erre)Cht st}, (F, g ?) SoWdde Antng _g ^ ^

fJf" unverändert bleibt. Durch Di-. f_sj^ f. ™ · _{d das} Speichersi-

me** S'gna* ^ ^^ _h

f^M dem Meßwert und wird durch rI Anzeige gebracht. Das invertierte C zur A««BJJt ^ _des ^ers b.s

™T ££\ά das SpeichersignalC entund das invertierte Signal D _durchsteuert, beginnt der

7 ^as

M ^l' _Etkennung

des Meßgerätes vorhanden, müssen also nicht erst

Gesteht aus

des digitalen Meßge-

a,

zusam-

_Fi_g.2 ein S_lgna.-Dia_gramm für eine Messung innerhalb des Nennmeßbereiches, .

F i g. 3 ein Signal-Diagramm be, ubenchreitung

"and der in Fi b»

IKWU* PHn_Zi,c_haHbild handelt es sich um einen Analog-Digital-Umsetzer nach dem Dual-Slope-Verfahren. Mit den elektron,-crh,-n Schaltern 1 2 werden abwechselnd die Refc-Χ— "«.; und die Meßspannung U_M mit Nullpotential verbunden. An den Eingang des Inte- 4<> grators 3 gelangt also jeweils nur eine dieser beiden Spannunge'i. Wie aus dem Signaldiagramm ß der Fig 2 hervorgeht, wird während der Zeit f„ bis r, die Metpannung^baufintegriert und während der Zeit bis f. durch die Referenzspannung b.s zum I-rreichen ds Anfangswertes wieder abintegriert Pur die Kono^^d?e Aufintegration des Meßwertes Das gt d«Auh ^g _{Integrators 3} erreicht zur

^ _koinmenden Im-

^^^iam Takteingang vom Zahpuls ernait aas rup \ . _{das von}

ler das «b« auhjgn.1 ^- Z^^., _£ ₀ und der »^β8^ε«™"^Β _fünrte signal D- L. Das

das dem ^^tz£« ^J _{und es wird} das Ausgangs-Flipf op ^schalle^ ³¹^_{1 n} _{5 benö}tigt für diese Um Signa h ~^Vn™P^V ^ _{o daß das} Si

«haltung «™ 7-J» ^™ ^et zjshi gnal h erst nach A au
au:/. geht D.c Ausga g ^

igt für diese _{so daß das} Si-

aug^ _FHpfl ^

,. _r

tiator7 differenziert und 'u einem Rechteckimpuls C die Signale L· -L. u t Durch einen Inverter 8 wird das Signal C zu ^ ^J

zugeführt" Diesis Gatter 10 steuert nunmehr das Fhp lop 13, entscheidet es die fL. Die Signale G

^dadasTaktsi8

_kt ^ _b.

^_DÄpS ^

J fer 2 und zusammen mit .^m Differentiator 7 ein Flipflop 15. Außer der Anzeige 14 fur die Ziffer 2 «ι noch eine Anzeige 16 für die anderen Dezimalsten forderlich, die vom Speicher 12 gesteuert wird

G-L

ibt ^ ^ ^ ^

t so daß dieses umschaltet und J ^g _d ^B _l ^B _TaktimpUls dienende

gnal C-L und sein invertiertes Signal D = O. Der Zähler wird dadurch bis zum Zeitpunkt t, angehalten. Während dieser Zeit bleiben alle Schaltstellungen unverändert. Erst ab <_? zählt der Zähler weiter und gibt bei f₀ ein überlaufsignal ab. Dadurch wechselt das Flipflop 5 mit E = L und D = L in den anderen Schaltzustand, und es wird F = O. Die elektronischen Schalter 1,2 werden umgeschaltet, und die neue Meßzeit beginnt. Das Flipflop 13 bleibt mit F = 0 auf G = O, und damit behält auch Flipflop 15H = O.

In F i g. 3 wird in der Zeit von t_t bis t_t die Abintegration forgesetzt. Bei f„ ist diese beendet, und das Signal E geht auf L, und davon abhängig wird C = L und D = O. Mit D = O bleibt F = L und G = L. Wegen des noch fehlenden Taktsignals bleibt auch H = O. Erst die abfallende Flanke des Speichersignals C, die als Taktsignal für Flipflop 15 dient, schaltet bei t_t seinen Ausgang auf H = L.

Der während der Zeit f₈ bis t_t ruhende Zähler setzt bei t_t seine Zählung fort und gibt mit Erreichen sei-

ner Endstellung beim 2000. Zählschritt ein Überlaufsignal ab, dadurch beginnt entsprechend F i g. 2 bei (₀ die neue Meßzeit.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, wechselt das Signal G bei einer Meßbereichsüberschreitung periodisch zwi-

»ö sehen 0 und L. Durch eine geschickte Wahl der Dauer des Speichersignals C, die bei dem vorliegendem Beispiel etwa der Zeit eines Zählerdurchlaufs entspricht, wird erreicht, daß die Rechteckhalbwellen des Signals G gleich lang werden. Das Blinken der

is Anzeige 14 ist dadurch besonders gut wahrnehmbar, und das Ablesen der angezeigten Ziffer bereitet keine Schwierigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

den ausgerüstet ist und deshalb nur einen Meßbe- Patentansprüche· reich von 999 Zählschritten umfaßt, kann auf diese Weise auf 1999, 2999 oder auch 3999 Zählschritte

1. Einrichtung zur Erkennung und Anzeige erweitert werden.

einer Überschreitung des Nenn-Meßbereiches bei 5 Es sei angenommen, daß bei einem digitalen Meßeinem digitalen Meßgerät, das mit einem oder mit gerät der Linearitätsbefeich des Meßverstärkers bis mehreren Dekadenzählern ausgestattet ist und etwa 2400 geht, ohne daß jedoch für Werte über zusätzlich bistabile Schalter besitzt, die den Zäh- 2000 eine Genauigkeitsgarantie gegeben werden ler über den Bereich der Dekadenzähler hinaus kann. Für einen Meßtechniker, der mit diesem Gerät um eine Dezimalstelle erweitern, dadurch xo arbeitet, ist es von Vorteil, wenn er auch noch Werte, gekennzeichnet, daß eine Schaltlogik vor- die den Nennmeßbereich von 2000 überschreiten, gesehen ist, die bei Überschreitung des Nenn- messen kann. Andererseits ist es sehr wichtig für ihn, Meßbereiches eine Lampe steuert, die einmal zur eine Überschreitung des Nennmeßbereichs sofort zu Anzeige der nächsthöheren Ziffer der höchsten bemerken. Es sind nun folgende Einrichtungen beDezimalstelle dient und zusammen mit der An- 15 kannt, durch die eine Meßbereichsüberschreitung zeige für die übrigen Dezimalstellen innerhalb sichtbar gemacht wird.

der Grenzen des Linearitätsbereiches des zugehö- Die einfachste bekannte Lösungsmöglichkeit sieht

rigen Meßverstärkers den richtigen Meßwert an- vor, daß die Anzeige bei dem genannten Beispiel nur

zeigt und die gleichzeitig durch Blinken die Meß- bis zum Wert 1999 geht und eine Überschreitung

bereichs-Überschreitung signalisiert. ao dieses Wertes durch Blinken der Ziffer 1 oder durch

2. Schaltung für eine Einrichtung nach An- das Blinken bzw. stetige Leuchten einer getrennten Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Signallaaipe angezeigt wird. Diese Einrichtung ist jenach dem Dual-Slope-Verfahren arbeitendem di- doch insofern wenig befriedigend, als der vorhandene gitalen Meßgerät das Zählerübertragssignal (A) lineare Überlaufbereich des Meßgerätes nicht ausge- und das zur Festlegung der Meß- und Referenz- as nutzt wird.

zeit dienende Signal (F) ein Flipflop (13) steuern, Bei einer anderen bekannten Einrichtung werden

das bei Überschreitung des Nenn-Meßbereiches zwar auch Werte über 1999 zur Anzeige gebracht,

ein periodisch wechselndes Signal abgibt, das doch bleibt dabei die Ziffer der höchsten Dezima!-

wiederum über einen elektronischen Schalter die stelle stehen oder schaltet auf Null, so daß ein Wert Lampe für die über den Nennmeßbereich hinaus- 30 1087 oder 087 angezeigt wird. Selbst ein Blinken der

gehende nächsthöhere Ziffer der höchsten Dezi- Anzeige wird nicht ganz verhindern können, daß es

malstelle periodisch ein- und ausschaltet. zu Fehlablesungen kommt, zumindest ist die AbIe-

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch ge- sung hierbei sehr erschwert.

kennzeichnet, daß einem zweiten Flipflop (15) Ein eindeutiges Ablesen der Anzeige ist möglich,

die beiden Ausgangssignale des ersten Flipflops 35 wenn der gemessene Wert in allen Stellen durch die (13) und das Speichersignal (C) zugeführt sind richtigen Ziffern angezeigt wird, also entsprechend und das Ausgangssignal (H) des zweiten Flipflop dem Beispiel als 2087 und zur Kennzeichnung der (15) bei Überschreitung des Nenn-Meßbereiches Meßbereichsüberschreitung die ganze Anzeige blinkt, einmal von 0 auf L geht und sich so lange nicht Der bei dieser bekannten Einrichtung notwendige ändert, bis die Meßbereichsüberschreitung aufge- 40 schaltungstechnische Aufwand ist allerdings auch erhoben ist. heblich. Außerdem wird die Ablesung etwas durch

das unruhige Bild der im ganzen blinkenden Anzeige erschwert.