DE2801520A1

DE2801520A1 - Messeinrichtung zur bestimmung der periodendauer einer wechselspannung

Info

Publication number: DE2801520A1
Application number: DE19782801520
Authority: DE
Inventors: Reiner Emig; Karl Hengesbach; Manfred Wolff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1978-01-14
Publication date: 1979-07-19
Also published as: GB1603956A; DE2801520C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Ermittlung der Periodendauer einer Wechselspannung als digitalen Meßwert, bei der die Dauer der positiven und negativen Teilwelle einer Periode der Wechselspannung jeweils getrennt als digitaler Teilmeßwert bestimmt wird.

Eine derartige Meßeinrichtung ist aus der DT-OS 25 53 806 bekannt. Dort werden die beiden nacheinander ermittelten Meßwerte jeweils miteinander verglichen und bei Abweichung wird ein Korrekturwert zur elektronischen Korrektur der Meßwertabweichung gewonnen. Es wird z.B. die für die Auszählung der einen Teilwelle benutzte Taktfrequenz bei Auftreten eines Korrekturwerts nach oben oder unten geändert. Aus dem digitalen Meßwert wird dann durch Bildung des Kehrwerts die Frequenz ermittelt.

Mit dieser Meßeinrichtung wird erreicht, daß nach jeder Teilwelle ein nutzbarer Meßwert zur Verfügung steht. Dies ist ohne eine besondere Maßnahme dann nicht der Fall, wenn aus irgendwelchen Gründen die Teilwellen nicht exakt gleich sind. Diese Ungleichheit der Teilwellen tritt z.B. Lei Meß-Wf-.rtgebeir zur Ermittlung der «lesehwindigkeit von F'-ahrzeugrädtrx: auf, wie sie z.B. für Blockierschutzanlagen benutzt werden. Andererseits ist es gerade bei solchen Anlagen, insbesondere bei kleinen Radgeschwindigkeiten, wichtig, den neuen Meßwert nicht erst am Ende einer vollen Periode zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung zu schaffen, die ebenfalls Meßwerte nach jeder Teilwelle liefert, die jedoch gegenüber der bekannten Einrichtung einfacher aufgebaut ist und nicht voraussetzt, daß zur Gewinnung des richtigen Kompensationswerts die nacheinander ausgemessenen Teilperioden nicht durch Beschleunigungs- oder Verzögerungsgänge des Rades beeinflußt sind.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einmal dadurch gelöst, daß ein Speicher vorgesehen ist, in den jeweils am Ende jeder Messung der aufgelaufene digitale Teilmeßwert eingespeichert wird und daß ein Addierglied vorgesehen ist, das aus dem zuletzt gespeicherten Teilmeßwert und dem neu ermittelten Teilmeßwert jeweils ein digitales Summensignal bildet, das ein Maß der Periodendauer T darstellt.

Der Grundgedanke der Erfindung kann auch bei einem anderen Verfahren für die Bestimmung der zu messenden Frequenz angewandt werden, bei dem keine konstante Taktfrequenz verwendet wird, sondern festgestellt wird, ob die Taktfrequenz in einem bestimmten vorgegebenen Verhältnis zu der Eingangsfrequenz steht. Ist dies nicht der Fall, so wird Vier'die Taktfrequenz mittels eines aus einem Vergleich gewonnenen und von der Abweichung abhängigen Korrekturwerts nachgestellt. Hier ist der die Taktfrequenz steuernde und ihr proportionale digitale Ausgangswert ein Maß für die zu messende Frequenz. Bei diesem Verfahren wird die Erfindung dadurch zur Anwendung gebracht, daß ein Speicher vorgesehen ist, ir* den am Ende jeder Teilwelle der Wechselspannung ein die Abv:« chung beinhaltender digitaler Wert eingespeichert wird und daß ein Addierglied vorgesehen ist, das aus dem zuletzt gespeicherten digitalen Wert und dem während der nächsten Teilwelle gewonnenen digitalen Wert jeweils ein digitales Summensignal bildet, das zur Korrektur eines die Taktfrequenz bestimmenden digitalen Ausgangssignals benutzt wird, welches

ein Maß der Frequenz der Wechselspannung ist.

Anhand der Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 - ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung

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Pig. 2 - ein Zeitdiagramm zur Erklärung der Wirkungsweise der Anordnung der Pig. 1 Pig. 3 - ein anderes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung.

In Pig. 1 ist mit 1 der Rotor eines Meßwertgebers z.ur Ermittlung der Drehgeschwindigkeit bezeichnet, dessen Zähne bei Drehung des Rotors im Stator 2 eine Wechselspannung erzeugen. Im Wandler 3 wird die Wechselspannung in Rechteck— signale umgewandelt. Weder der Meßwertgeber 1, 2 noch der Wandler 3 müssen hier so aufgebaut sein, daß die Dauer der Teilwellen einer Periode exakt gleich groß sind. Die vom Meßwertgeber 1, 2 erzeugte Spannung ist in ?ig. 2a über der Zeit dargestellt j aufeinander folgende Teilweü." en sind deutlich unterschiedlich lang dargestellt. Der Wandler 3 erzeugt die in Pig. 2b) dargestellte Rechteckspannung aus dieser Wechselspannung. Der Block 4 dient zur Erkennung der Vor- und Rückflanken der Rechteckspannung der Pig. 2b . Seine Ausgangsimpulse zeigt Fig. 2c. Jeder der Ausgangsimpulse des Blocks 4 wird der Zähleinrichtung 5, dsm Zwischenspeicher 6 und dem Summenspeicher 8 zugeführt,« In dt*- Zähleinrichtung 5 bewirkt jeder Impuls, daß der Zähler auf O zurückgesetzt wird und damit ab diesem Impuls gegenüber der Frequenz der Spannung der Pig. 2a hochfrequente Taktimpulse vom Zähler gezählt werden. Der bei Auftreten des nächsten Impulses als Digitalwert auskoppelbare Zählerstand ist ein Maß der Dauer der gerade ausgemessenen Teilwelle. Der Zählerstand ist in Fig. 2d vereinfacht dargestellt} tatsächlich wäre er als Treppenkurve zu zeichnen. Im Zwischenspeicher bewirkt jeder Impuls aus dem Block 4, daß der bei Auftreten des Impulses gerade erreichte Digitalwert des Zählers 5 in den Zwischenspeicher eingespeichert wird. Die nacheinander eingespeicherten Werte zeigt Pig. 2e. Die erste Einspeicherung kann erstmals bei T₁ erfolgen. Im Addierer 7 wird die Summe aus dem im Zwischenspeicher 6 gespeicherten Digital-

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wert und dem im Zähler 5 auflaufenden Digitalwcrt gebildet. Es ist in der Fig. 2g unterstellt, daß diese Addition laufend erfolgt. Man erkennt aus Fig. 2g, daß zwischen T und T.. der Summenwert allein durch den Stand des Zählers 5 bestimmt ist, daß zwischen T. und T₂ ^der Summenwert durch den gespeicherten, zwischen T und T₁ ermittelten Digitalwert und den auflaufenden Digitalwert des Zählers 5 gebildet wird und daß dann zu den Zeitpunkten Tp» T^ usw. ein konstanter Meßwert zur Verfügung steht, wobei konstante Geschwindigkeit angenommen ist. Die auch dem Speicher 8 züge— führten Impulse des Blocks 4 bewirken dort die Einspeicherung der Summenwerte zu den Zeitpunkten T₂» T^ usw.j im dargestellten Fall ergibt sich ein konstanter Meßwert, wie Fig. 2f zeigt. Dieser digitale Meßwert kann durch Bildung von ψ zur Gewinnung eines der Geschwindigkeit c proportionalen Wertes benutzt werden. Es steht somit bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung bei jedem Nulldurchgang der Spannung der Fig.. 2a ei.η Meßwert zur Verfügung.

Anhand des Auefuhrungsbfi spiels der Fig. 3 soll ein anderes AusführungsBeispiel der Ex'ii.ndung beschrieben werden. L'ie Teile 1 bis 4 entsprechen den Teilen i bis 4 der Fig. 1. Der Zähler 15 wird mit den Taktimpulsen des Generators 21 beaufschlagt. Zu den Zeiten der Impulse der Fig. 2c, also bei auftretenden Null-Durchgängen der in der Frequenz zu messenden Spannung wird der Zähler auf einen Ausgangswert z.B. 0 gebracht. Er zählt die Impulse des Generators 21 bis zum nächsten Impuls auf. Beim nächsten Impuls wird der Zählwert in den Speicher ^6 übernommen und der Zähler wieder auf 0 gesetzt. Im Addierer 17 werden dann der gespeicherte Wert und der neue Zählwert aufaddiert und beim nächsten Impuls gemäß 2c in den Speicher 18 übernommen. Die Steuereinrichtung 19 vergleicht diesen im Speicher 18 gespeicherten Wert mit einem vorgegebenen Sollwert, der gleich dem Faktor ist, um den die Frequenz des Taktgenerators über der Fre-

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quenz der Eingangs spann··-Jig liegen soll. Weicht der in 18 gespeicherte Wert von diesem Sollwert ab, so wird aus der Abweichung ein Korrektursignal für den im Speicher 20 gespeicherten Digitalwert gewonnen, der die bei der Messung verwendete Taktfrequenz des Generators 21 bestimmt hat. Damit wird bei der folgenden Messung eine andere Taktfrequenz verwendet. Das im Speicher 20 vorhandene Signal ist gleichzeitig ein Maß der zu messenden Frequenz; bei Änderung der zu messenden Frequenz wird über den Regelkreis, bestehend aus Zähler 15, Speicher 16, Addierer 17, Speicher 18, Steuereinrichtung 19 der Wert im Speicher 20 und damit die durch diesen bestimmte Taktfrequenz des Generators entsprechend geändert. Das erfindungsgemaße Prinzip, die Messung nach jeder Teilperiode vorzunehmen und aus den ermittelten Werten ".iufeinanderfoigender Teilperioden einen Summenwert zu ermitteln, aus dem sich dann hier die gesuchte Frequenz ergibt, ist jedoch auch hier realisiert.

Man kann mit den Impulsen des Blocks 4 auch den Zähler 15 jeweils ouf einen Wert setzen, der dein Vielfacher der Taktfrequenz gegenüber der zu messenden Frequenz entspricht und erhält dann als im Speicher 16 zu speichernden und im Addierer 17 aufzuaddierenden Wert die Abweichung der Taktfrequenz von der Sollfrequenz, mit der dann der Digitalwert im Speicher 20 und damit die Taktfrequenz entsprerchend korrigiert wird. Auch hier kommt das erfindungsgemaße Verfahren zum Einsatz.

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Claims

R /.324 28Ü1520 14. Dezember 1977 PT-Ka/Ba Anlage zur Patentanmeldung ROBERT BOSCH GmbH, D-7OOO Stuttgart 1 Meßeinrichtung zur Bestimmung der Periodendauer einer Wechselspannung Patentansprüche:

1. Meßeinrichtung zur Ermittlung der Periodendauer einer Wechselspannung eis digitalen Meßwert, bei dex- die Daucv der positiven und -^gativen Teilwelle einer Periode der Wechselspannung jeweils getrennt als digitaler Teilmeßwert bestimmt wird, dadurch gekennzeichne-. daß ein Speicher vorgesehen ist, in den jeweils am Endt jeder Messung der aufgelaufene digitale Teilmeßwert eingespeichert wird und daß ein Addierglied vorgesehen ist, das aus dem zuletzt gespeicherten Teilmeßwert und dem neu ermittelten Teilmeßwert jeweils ein digitales Summensignal bildet, das ein Maß der Periodendauer T darstellt.

2. Meßeinrichtung zur Ermittlung der Frequenz einer Wechselspannung als digitalen Meßwert, bei der die zwischer zwei Nulldurchgängen der Wechselspannung vorh?jidene Abweichung einer Taktfrequenz von einer ein vorgegebene

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BAD ORIGINAL COPY

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Vielfaches der zu messenden Frequenz darstellenden Solltaktfrequenz zur Regelung der Taktfrequenz auf die Solltaktfrequenz benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher vorgesehen ist, in den am Ende jeder Teilwelle der Wechselspannung ein die Abweichung beinhaltender digitaler Wert eingespeichert wird und daß ein Addierglied vorgesehen ist, das aus dem während der nächsten Teilwelle gewonnenen die Abweichung beinhaltenden digitalen Wert und dem gespeicherten Wert jeweils ein digitales Siunmensignal bildet, das zur Korrektur eines die Taktfrequenz bestimmenden digitalen Ausgangssignals benutzt wird, welches ein Maß der Frequenz der Wechselspannung ist.

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