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DE3544095C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3544095C2
DE3544095C2 DE3544095A DE3544095A DE3544095C2 DE 3544095 C2 DE3544095 C2 DE 3544095C2 DE 3544095 A DE3544095 A DE 3544095A DE 3544095 A DE3544095 A DE 3544095A DE 3544095 C2 DE3544095 C2 DE 3544095C2
Authority
DE
Germany
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analog
output
digital
amplifier
switch
Prior art date
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Expired
Application number
DE3544095A
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English (en)
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DE3544095A1 (de
Inventor
Horst Ruge
Lothar 6103 Griesheim De Heger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydrotechnik GmbH
Original Assignee
Hydrotechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydrotechnik GmbH filed Critical Hydrotechnik GmbH
Priority to DE19853544095 priority Critical patent/DE3544095A1/de
Publication of DE3544095A1 publication Critical patent/DE3544095A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3544095C2 publication Critical patent/DE3544095C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/05Digital input using the sampling of an analogue quantity at regular intervals of time, input from a/d converter or output to d/a converter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/008Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00 with calibration coefficients stored in memory
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • GPHYSICS
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    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01K1/026Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for monitoring a plurality of temperatures, e.g. by multiplexing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L27/00Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
    • G01L27/002Calibrating, i.e. establishing true relation between transducer output value and value to be measured, zeroing, linearising or span error determination
    • G01L27/005Apparatus for calibrating pressure sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren von analogen Echtzeitsignalen mit Hilfe einer Einrichtung zur mikroprozessorgesteu­ erten Erfassung, Verarbeitung, Anzeige, Speicherung und Ausgabe von analogen und/oder digitalen Meßwerten mehrerer Meßstellen oder Senso­ ren, mit einem Prozeßrechner in Verbindung mit einem sequentiell ab­ tastenden Meßstellenumschalter, einem Analog-Digital- und Digital-Ana­ log-Wandler, mehreren Analogverstärkern und Analog- und Digital-Spei­ chern sowie einer Dateneingabevorrichtung und Steckkontakten für einen aufsteckbaren Adapterteil.
Zur Erfassung, Verarbeitung, Anzeige, Speicherung und Ausgabe von analogen und/oder digitalen Meßwerten, insbesondere für einen mobilen Einsatz, ist man bestrebt, tragbare Geräte einzusetzen und hier vor­ zugsweise Geräte im Taschenformat, ähnlich einem Taschenrechner.
Zur Aufnahme physikalischer Werte, wie Drucke, Temperaturen oder anderer Meßwerte stehen entsprechende Sensoren zur Verfügung, welche sowohl digitale als auch analoge Signale abgeben. Zur Verbesserung der Ermittlung von Zustandgrößen oder Eigenschaften eines Systems, beispielsweise einer hydraulischen Anlage, ist es in vielen Fällen erforderlich oder wünschenswert, gleichzeitig Meßwerte von mehreren Sensoren aufzunehmen, unmittelbar zu verarbeiten und die Ergebnisse anzuzeigen oder zur Speisung eines Schreibers oder Druckers abzugeben.
Jeder Sensor weist eine Eigencharakteristik auf, welche beim Anschluß an ein Meß- und Auswertegerät zu berücksichtigen ist. Hierzu zählt insbesondere seine Nullpunktlage und sein vom Hersteller angegebener Endwert bzw. Meßbereich.
Beim Einsatz mehrerer Sensoren besteht daher das Problem, diese dem Meß- und Auswertegerät anzupassen. Es sind zwar bereits Sensoren bekannt, welche mit einer eigenen Kompensationsschaltung ausgerüstet sind, um diese ausreichend kompatibel zu gestalten, jedoch sind solche Sensoren sehr aufwendig und benötigen eine eigene Energieversorgung.
Mit der Kompensationsschaltung wird beispielsweise der Temperatureffekt ausgeglichen, jedoch nicht ein vorhandener Nullpunkt-Fehler, da sich dieser im Betrieb, durch Alterung, kurzfristige Überlastung oder dergleichen ändert.
Bei Analogmeßgeräten ist es bekannt, für jeden verwendeten Sensor beim Anschluß an das Meßgerät dort einen Abgleich durchzuführen, wobei durch Verstellung von Hand jeweils eines Potentiometers der Nullpunkt und der Endwert, d.h. sein Meßbereich eingestellt werden. Das Analogausgangs­ signal eines solchen Meßgerätes kann zur Beaufschlagung eines Schrei­ bers verwendet werden.
Für die Verarbeitung von digitalen Eingangssignalen und die Anwendung von Mikroprozessoren zur Erhöhung der Leistungsdichte ist der Einsatz von digitalen Meßgeräten notwendig.
Aus der Zeitschrift Messen und Prüfen/Automatik, Heft 7/8, 1982, Seiten 475-481 ist ein frei programmierbares mikroprozessorgesteuertes Daten­ system für die Erfassung, Übertragung, Speicherung und Auswertung von Meßwerten bekannt. Hierbei werden mehrere Meßsignale sequentiell abge­ tastet, wodurch bereits Pausenzeiten zwischen den einzelnen Signalen vorliegen, welche ein Vielfaches der Zeitdauer des einzelnen Signals entsprechen. Das digitalisierte Signal wird sodann wortseriell zum Speicher oder zur Übertragungseinheit übertragen, wird nochmals zur Ausgabeeinheit übertragen und dort gewandelt. Die hierbei auftretenden und sich addierenden Zeiten sind so groß, daß man nicht mehr von der Abgabe eines Echtzeitsignals sprechen kann. Auch ist der verwendete Prozessor Z-80 wegen seiner geringen Geschwindigkeit nicht geeignet, das aufgeworfene Problem zu lösen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzu­ geben und Mittel vorzuschlagen, um die Anpassung eines digitalen Meßgerätes an eine Vielzahl von Sensoren zu erleichtern und zu automatisieren, und ein digitales Meßgerät derart auszugestalten, daß mindestens ein Kanal vorhanden ist, von dem echtzeitfähige Ausgangs­ signale abgegeben werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei der eingangs aufgeführten Vorrichtung im aufsteckbaren Adapterteil ein Schalter vorhanden, dessen Eingang einerseits mit dem Ausgang des prozeßgesteuerten Digital-Analog-Wand­ lers mit Analogverstärker und andererseits mit dem Ausgang eines Analogverstärkers verbunden ist und dessen Ausgang einem abgleichbaren Ausgangsverstärker zugeführt ist, wobei der Ausgang des Ausgangs­ verstärkers mit dem Meßstellenumschalter verbunden ist.
Nach der Erfindung können relativ langsame und damit preiswerte Prozessoren verwendet werden, weil der Zugriff für die Durchführung der Kalibrierung auf bereits gespeicherte Werte erfolgt.
In Weiterbildung der Erfindung ist der genannte Schalter elektrisch betätigbar und vom Prozeßrechner ansteuerbar. Der Ausgangsverstärker im Adapterteil weist in vorteilhafter Weise abgleichbare Widerstände auf.
ln einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Wider­ stände manuell abgleichbar ausgebildet, welche mit Hilfe im Digital­ speicher gespeicherter sensorabhängiger Nullpunkt-Fehlerwerte und Kalibrier-Endwerte die Bereitstellung einer normierten Ausgangsspannung ermöglichen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Widerstände elektrisch abgleichbar ausgebildet und vom Prozeßrechner ansteuerbar, wodurch mit Hilfe im Digitalspeicher gespeicherter sensorabhängiger Nullpunkt-Fehlerwerte und Kalibrier-Endwerte ein vollautomatischer Abgleich auf kalibrierte Endwerte ermöglicht wird.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. I die Grundschaltung eines von Hand abgleichbaren Verstärkers eines rein analogen Meßgerätes, nach dem Stand der Technik;
Fig. II die Grundschaltung eines halbautomatisch abgleichbaren Aus­ gangsverstärkers mit Prozessor, für einen Kanal, nach der Erfindung;
Fig. III die Grundschaltung eines vollautomatisch abgleichbaren Aus­ gangsverstärkers mit Prozessor, für einen Kanal, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. IV die schematische Gesamtschaltung des Grundgerätes mit Adapter­ teil.
In der Fig. I ist als Stand der Technik die Grundschaltung eines von Hand abgleichbaren Verstärkers eines rein analogen Meßgerätes schematisch dargestellt. Der Meßeingang 1 liegt an dem abgleichbaren analogen Eingangsverstärker 28, dessen Ausgang zur Anzeigevorrichtung führt. Der Ausgang des Analogverstärkers weist einen Abgriff auf, der über einen Ausgangsverstärker 41 zu einem weiteren Auswertegerät, wie etwa einem nicht dargestellten Schreiber geleitet ist. Die Potentio­ meter 29 und 30 sind von Hand verstellbar ausgebildet, so daß für jeden verwendeten Sensor beim Anschluß an das Meßgerät ein Abgleich durchgeführt werden muß, indem durch VerstelIung von Hand jeweiIs eines Potentiometers der Nullpunkt und der Endwert, d.h. sein Meßbereich eingestellt werden.
Das Analogausgangssignal eines solchen Meßgerätes kann zur Beauf­ schlagung eines Schreibers direkt verwendet werden, wie bereits eingangs ausgeführt ist. Ein solcher Abgleich ist sehr zeitaufwendig.
Die Fig. II zeigt die Grundschaltung eines halbautomatisch abgleich­ baren Ausgangsverstärkers mit Prozessor für einen Kanal eines digitalen Meßgerätes. Der analoge Meßeingang 1 führt über einen Eingangsver­ stärker 5 zu einem Analog-Digital-Wandler 10 und weiter über einen Prozessor 11 zu einem Digital-Analog-Wandler 14. Das hier vorliegende analoge Signal wird über einen Schalter 20 und Ausgangsverstärker 21 dem analogen Ausgang 23 zugeleitet. Die Widerstände 29 und 30 lassen sich von Hand abgleichen, wobei der Widerstand 29 für den Endabgleich oder die Kalibrierung bestimmt ist und der Widerstand 30 dem Null­ punktabgleich dient. Zur Erzielung eines echtzeitfähigen Signals bei einem digitalen Meßgerät ist der Ausgang 23 über die Leitung 35 mit dem Analog-Digital-Wandler 10 und der Ausgang des Eingangsverstärkers 5 über die Leitung 36 mit dem Schalter 20 verbunden. Anhand der Gesamt­ schaltung nach Fig. IV wird später hierauf noch näher eingegangen.
Die Fig. III zeigt die schematische Schaltung eines Ein- und Aus­ gangskanals eines digitalen Meßgerätes mit vollautomatischem Abgleich und einem echtzeitfähigen Signalausgang.
Die Positionen 10, 11 und 41 verkörpern das Grundgerät aus Analog-Digi­ tal-Wandler, Rechner und Digital-Analog-Wandler.
Der Analog-Eingang 1 führt über einen Eingangsverstärker 5 mit kon­ stanter Verstärkung. Die Anpassung des Verstärkers erfolgt hierbei rechnerisch. Die Schalter 42, 48 und 49 sind Meßstellen- oder Steuer­ spannungsumschalter. Die gestrichelte Linie 19 deutet an, daß die eingerahmten Elemente in dem Adapterteil untergebracht sind.
Dieses Teil ist mit dem Grundgerät zusammensteckbar ausgebildet. Der Ausgangsverstärker 50 ist mit elektrisch steuerbaren Widerständen 43 und 44 ausgerüstet, welche als Feldeffekt-Transistoren ausgebildet sind. Vor jedem Feldeffekt-Transistor 43 und 44 liegt jeweils ein Analogspeicher 46 bzw. 47, welcher die zur Aufrechterhaltung des gewünschten Widerstandes erforderliche Steuerspannung speichert, wie sie vom Digital-Analog-Wandler 41 zur Verfügung gestellt und so lange variiert wird, bis der gewünschte Widerstand durch eine sukzessive Aproximation erreicht ist. Der Digital-Analog-Wandler verläßt sodann diesen Kanal und der zugehörige Analogspeicher übernimmt die weitere Aufrechterhaltung der Spannung bzw. des sich daraus ergebenden Widerstandes. Der Analogspeicher 46 mit dem Feld-Effekt-Transistor 43 dient hierbei zur Einstellung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 50, während der Analogspeicher 47 mit dem Feld-Effekt-Transistor 44 zur Einstellung des Nullpunktes dient.
Der Eingang des Verstärkers 50 ist durch den Schalter 49 umschaltbar, und zwar einmal auf den Analogspeicher 45 und zum anderen direkt auf das auszugebende Analogsignal. In der normalen Betriebsphase, d.h. wenn der Verstärker 50 abgeglichen ist, ist der Schalter 49 auf den Analog-Eingangsverstärker 5 geschaltet und das fehlerbehaftete Ein­ gangssignal läuft über den Eingangsverstärker 5. Der Endwert steht noch in keinem Bezug zum Meßbereichsendwert und ein Nullpunktsfehler ist ebenfalls noch vorhanden. Ist der Verstärker 50 wie oben aufgeführt, Fehlerkorrigiert, ergibt sich die gewünschte Konfiguration, d.h. am Ausgang 23 erscheint ein korrigiertes Signal in Echtzeit.
Zum erforderlichen Abgleich der beiden Widerstände 43 und 44 wird der Schalter 49 vom Analogeingang abgetrennt und wird an den Analogspeicher 45 gelegt. Der Rechner speist über den Digital-Analog-Wandler 41 und den Schalter 42 in der obersten Stellung eine Kalibrierspannung in den Analogspeicher, welche dort gehalten wird. Der Rechner mißt über den Digital-Analog-Wandler 41 und über den Schalter 48 in der oberen Stellung die Ausgangsspannung des Verstärkers 50.
Wenn die eingespeiste Eingangsspannung Null Volt beträgt oder eine Spannung, die den gespeicherten Nullpunktfehler wiedergibt, kann der Nullpunkt des Ausgangsverstärkers abgeglichen werden.
In ähnlicher Weise wird der Endwert kalibriert. Die Analogspeicher 45, 46 und 47 sorgen dafür, daß während der Umschaltung des Schalters 42 die zuvor aufgeprägte Korrekturspannung für den Nullpunkt und die Kalibrierspannung erhalten bleibt, bis diese durch neue Werte ersetzt werden. Die Feld-Effekt-Transistoren werden daher auch während der Schaltvorgänge des Schalters 42 mit der erforderlichen Spannung beaufschlagt, so daß der notwendige Abgleich des Verstärkers in jeder Betriebsphase sichergestellt ist.
Die Fig. IV zeigt die Gesamtschaltung des digitalen Meßgerätes mit Adapterteil 19, wobei der Adapterteil hierbei die halbautomatische Ausführungsform nach Fig. II aufweist, welche jedoch durch die vollautomatische Version nach Fig. III ersetzt werden kann. In bezug auf die Fig. II, III und IV sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Analogeingänge 1, 2, 3, und 4 sind über je einen Analogverstärker 5, 6, 7 und 8 mit konstantem Verstärkungsfaktor und einem Meßstellen­ umschalter 9 mit einem Analog-Digital-Wandler 10 durchgeschaltet, welcher seinerseits über einen Prozeßrechner 11 mit einem Digital­ speicher 12 verknüpft ist.
Die Verwendung eines Eingangsverstärkers mit konstantem Verstärkungs­ faktor ist nach der Erfindung deswegen möglich, weil die dem Ein­ gangsverstärker anhaftenden Fehler (Offset-Spannung) mit Hilfe des Prozessors im Zusammenhang mit dem Nullpunkt-Abgleich, welcher im folgenden noch näher beschrieben wird, rechnerisch ausgeglichen bzw. korrigiert werden.
Der Digitalspeicher 12 speichert einen einmalig gemessenen und analog verstärkten sowie digital gewandelten Nullpunkt-Fehler eines verwende­ ten Sensors. Dieser Wert ist jederzeit abrufbar.
Dem Digitalspeicher 12 werden ferner von der Dateneingabevorrichtung 13 über den Prozeßrechner 11 Daten eingespeist, welche den vorgegebenen Kalibrierwerten eines verwendeten Sensors entsprechen. Diese Werte sind sodann als sein Endwert gespeichert und zu jeder Zeit abrufbar.
Der Prozeßrechner 11 ist über einen Digital-Analog-Wandler 14 und einen Analogverstärker 15 zur Ausgabe eines nicht-echtzeitfähigen, korri­ gierten Signals mit dem Ausgang 16 verbunden.
Zur Speicherung kurzzeitiger Signale ist ein Analogspeicher 17 bzw. 18 mit dem Ausgang eines Analogverstärkers 5 bzw. 6 verbunden, dessen Aus­ gang einen Abgriff im Meßstellenumschalter 9 aufweist.
Im Adapterteil 19 ist ein elektrisch betätigbarer Schalter 20 vorhan­ den, dessen Eingang einerseits mit dem Ausgang 16 eines prozeß­ gesteuerten Digital-Analog-Wandlers mit Analogverstärker 15 und ande­ rerseits mit dem Ausgang eines Analogverstärkers 5 bzw. 6 verbunden ist und dessen Ausgang einem abgleichbaren Ausgangsverstärker 21 bzw. 22 zugeführt ist. Der Ausgang 23 bzw. 24 des Ausgangsverstärkers 21 bzw. 22 ist mit dem Meßstellenumschalter 9 verbunden.
Der Ausgangsverstärker 21 bzw. 22 im Adapterteil 19 weist elektrisch abgleichbare Widerstände 26 bzw. 27 auf. Die elektrisch steuerbaren Widerstände 26 bzw. 27 sind zur Durchführung eines in diesem Falle halbautomatischen Abgleichs mit Hilfe der im Digitalspeicher 12 eingespeicherter sensorabhängiger Nullpunkt-Fehler und Kalibrier-End­ werte vom Analog-Digital-Wandler 10 prozeßgesteuert abgleichbar;
Der Teil dieser Schaltung kann, wie bereits oben ausgeführt, durch die Schaltung nach Fig. III ersetzt werden, so daß ein vollautomatischer Abgleich durchgeführt werden kann.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist ferner mit einem digitalen Meßeingang 31, 32 und einem digitalen Ausgangskanal 34 ausgerüstet, welcher beispielsweise einen Drucker beaufschlagt.
Der Anschluß 33, welcher mit der nicht näher dargestellten Energie­ quelle verbunden ist, dient der Messung und Überwachung der eigenen Stromversorgung. Über diesen Meßeingang kann der Rechner den Zustand seiner eigenen Batterie ständig messen.
Mit dem hier beschriebenen Gerät nach der Erfindung können zwei Druckmeßstellen und zwei Temperaturmeßstellen quasi gleichzeitig verar­ beitet werden. Es können somit alle Kanäle besetzt sein, wobei deren Meßwerte dem Rechner sequentiell zugeführt werden. Die Signale der nicht näher dargestellten Druckaufnehmer-Sensoren werden auf zwei Kanäle des als Multiplexer ausgebildeten Meßstellenumschalters 9 direkt und parallel dazu auf zwei weitere Kanäle geschaltet, denen jeweils ein schneller Analogspeicher 5 und 6 vorgeschaltet ist.
Dieses Verfahren erlaubt die Erfassung von Druckspitzen in einer wesentlich kürzeren Zeit, als es die Umlaufzeit des Multiplexers und die zu jedem Kanal anfallende Wandlungszeit des Analog-Digital-Wandlers 10 zulassen würde.
Die natürliche Nullpunktabweichung eines jeden verwendeten Sensors wird einmalig vom Gerät selbst gemessen und die Größe dieser Abweichung im Digitalspeicher 12 abgelegt.
Der vom Hersteller der Druckaufnehmer-Sensoren ermittelte Kalibrier­ wert, d.h. die Skalierung des Messbereich-Endwertes der jeweils verwendeten Sensoren wird vom Bediener über die Tastatur der Daten­ eingabe 13 in den Digitalspeicher 12 eingeschrieben. Anstelle der Tastatur kann auch ein Strichcodeleser verwendet werden, wobei jeder Sensor seine Kalibrierwerte in Form eines Strichcodes aufweist. Hierdurch werden Fehleintastungen oder Verwechselungen mit einem Datenblatt vermieden.
Bei jeder nun anfallenden Druckmessung werden wieder die im Speicher abgelegten Daten für die Berechnung des Absolutdruckes aus dem aktuellen Meßwert herangezogen. Einmal im Speicher abgelegt, verbleiben diese Kalibrierdaten dort, bis sie vom Bediener neu überschrieben werden. So entfällt bei einem Wechsel des oder der Aufnehmersysteme der üblicherweise komplette Neuabgleich des Analog-Eingangsverstärkers.
Die Übernahme des tatsächlichen Nullpunktfehlers als neuen Bezugs­ nullpunkt, erlaubt auch das Messen eines Absolutdruckes über einem bestimmten vorhandenen Vordruck z.B. Messung in einem mit Flüssigkeit gefüllten System, bei dem das Gewicht der über dem Geber stehenden Flüssigkeitsmenge diesen bereits mit einem statischen Druck vor­ belastet.
Bei der Abfrage der Analogspeicher statt der direkten Druckmeßkanäle durch den Rechner, können statt der effektiven Druckwerte die zuletzt am jeweiligen Druckmeßkanal aufgetretenen Druckspitzen verarbeitet werden. Die vorerst analog und nach der Abfrage digital gespeicherten Druckspitzen bleiben als Meßwert erhaIten, bis sie durch eine auf­ tretende größere Druckspitze überschrieben werden oder können vom Bediener durch eine Tastatureingabe gelöscht und für eine neue, von Null ausgehende Spitzenmessung, vorbereitet werden.
Durch die gleichzeitige Verarbeitung von zwei getrennten Meßstellen und die Verwendung eines Rechners, ist auch eine Summen- bzw. Differenz- Darstellung der Meßwerte mögIich.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist zwei weitere Eingangskanäle 3 und 4 auf, welche für Temperaturmessungen bestimmt sind. Hierbei entfallen die schnellen Analogspeicher, wie sie für Druckmessungen durch die Speicher 17 und 18 vorgesehen sind, da sich die Tempera­ turänderungen im Vergleich zu den Druckänderungen nur relativ langsam vollziehen.
Auch ist bei den Temperaturgebern eine vollautomatische Kalibrierung nicht erforderlich, da vorwiegend genormte Aufnehmer verwendet werden, die bei einem Wechsel keinen Neuabgleich erforderlich machen. Grund­ sätzlich ist es natürlich auch hier möglich, einen vollautomatischen Abgleich durchzuführen, wenn dies erforderlich sein sollte.
Mit der Vorrichtung nach der Erfindung ist es auch möglich, digitale Meßwerte aufzunehmen und zu verarbeiten.
Derartige Werte ergeben sich beispielsweise bei der Drehzahlmessung. Hierzu werden die Digital-Meßkanäle 31 und 32 zur direkten Verarbeitung von Impulsen eines digitalen Aufnehmersystems, z.B. Wellenumdrehungen pro Zeiteinheit, verwendet.
Ähnlich der Drehzahlmessung lassen sich auch Volumenströme messen und Durchflußmessungen durchführen. Hierbei werden jedoch die vom Auf­ nehmersystem gelieferten Zählimpulse pro Zeiteinheit nicht direkt verarbeitet.
Der Bediener hat die Möglichkeit über die Tastatur einen Formfaktor im Digitalspeicher abzulegen. Dieser Faktor enthält Daten wie beispiels­ weise Gerätekonstante einer Meßturbine, Einfluß der Viskosität des die Turbine antreibenden Mediums und dergleichen. Aus dem eigentlichen Meßwert und diesem im Speicher abgelegten Faktor, wird dann rechnerisch die tatsächliche Meßgröße ermittelt und zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt.
Folgende Meßgrößen stehen zur Verarbeitung bereit:
  • 1) Druck am Druckmeßkanal 1,
  • 2) Druck am Druckmeßkanal 2,
  • 3) Druck-Spitzenwert am Druckmeßkanal 1,
  • 4) Druck-Spitzenwert am Druckmeßkanal 2,
  • 5) Differenzdruck der beiden Druckmeßkanäle 1 und 2,
  • 6) Temperatur am Temperaturmeßkanal 3,
  • 7) Temperatur am Temperaturmeßkanal 4,
  • 8) Differenztemperatur der beiden Temperaturmeßkanäle 3 und 4,
  • 9) Drehzahl am Digitalkanal 31 und
  • 10) Volumenstrom am Digitalkanal 32.
Auf die zur Verfügung stehenden Meßgrößen können die folgenden Verar­ beitungs-Verfahren vom Bediener frei wählbar angewendet werden.
1. Anzeige
Das Gerät nach der Erfindung besitzt beispielsweise eine LCD-Punktmatrix-Anzeige mit zwei Zeilen zu je 16 Zeichen. Bis zu zwei Meßgrößen können mit ihren jeweiligen Meßeinheiten gleichzeitig dargestellt werden.
Während der Messung kann der Bediener von den beiden momentan angezeigten Werten auf beliebige andere Werte umschalten.
2. Hintergrundspeicherung
Die auftretenden Druckspitzen der beiden Druckmeßkanäle werden laufend im Speicher abgelegt, auch wenn sie nicht zur Anzeige aufgerufen sind. Sie können per Tastendruck aufgerufen werden.
3. Fortlaufende Ablage im Speicher
In einem vom Bediener wählbaren Zeittakt können die Meßgrößen eines ebenfalls wählbaren Meßkanals der Reihe nach im Speicher abgelegt werden. Dieser Vorgang läuft automatisch ab, maximal bis zum Erreichen des Speicher-Fassungsvermögens.
Die so abgespeicherten Daten können zu einem späteren Zeitpunkt - auch nach zwischenzeitlichem Ausschalten des Gerätes - über eine serielle Datenschnittstelle an einen Drucker oder Auswerterechner übergeben werden.
4. Analogausgabe (Schreiberausgang)
Die erfaßten Meßwerte eines Analogkanals können in ihrer vorliegenden, unkorrigierten Form, wieder analog ausgegeben werden. Das Ausgangs­ signal ist dem Eingangssignal proportional, lediglich seine Größe ist in bezug auf die Schnittstelle normiert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Kalibrieren von analogen Echtzeitsignalen mit Hilfe einer Einrichtung zur mikroprozessorgesteuerten Erfassung, Ver­ arbeitung, Anzeige, Speicherung und Ausgabe von analogen und /oder digitalen Meßwerten mehrerer Meßstellen oder Sensoren, mit einem Prozeßrechner in Verbindung mit einem sequentiell abtastenden Meßstellenumschalter, einem Analog-Digital- und Digital-Analog- Wandler, mehreren Analogverstärkern und Analog- und Digital-Spei­ chern sowie einer Dateneingabevorrichtung und Steckkontakten für einen aufsteckbaren Adapterteil, dadurch gekennzeichnet, daß im aufsteckbaren Adapterteil (19) ein Schalter (20) vorhanden ist, dessen Eingang einerseits mit dem Ausgang (16) des prozeß­ gesteuerten Digital-Analog-Wandlers mit Analogverstärker (15) und andererseits mit dem Ausgang eines Analogverstärkers (5, 6) verbunden ist und dessen Ausgang einem abgleichbaren Ausgangs­ verstärker (21, 22) zugeführt ist, und daß der Ausgang (23, 24) des Ausgangsverstärkers (21, 22) mit dem Meßstellenumschalter (9) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (20) elektrisch betätigbar und vom Prozeßrechner (11) ansteuerbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsverstärker (21, 22 bzw. 50) im Adapterteil (19) ab­ gleichbare Widerstände (29, 30; 43, 44) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wider­ stände (29, 30) manuell abgleichbar ausgebildet sind und mit Hilfe im Digitalspeicher gespeicherter sensorabhängiger Nullpunkt-Fehler­ werte und Kalibrier-Endwerte die Bereitstellung einer normierten Ausgangsspannung ermöglichen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wider­ stände (43, 44) elektrisch abgleichbar ausgebildet und vom Prozeß­ rechner 11 ansteuerbar sind, und mit Hilfe im Digitalspeicher gespeicherter sensorabhängiger Nullpunkt-Fehlerwerte und Kalibrier- Endwerte ein vollautomatischer Abgleich auf kalibrierte Endwerte ermöglicht wird.
DE19853544095 1985-12-13 1985-12-13 Vorrichtung zum kalibrieren von analogen echtzeitsignalen Granted DE3544095A1 (de)

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