DE2318280C3 - Gerät zur Anzeige eines physikalischen Zustandes - Google Patents
Gerät zur Anzeige eines physikalischen ZustandesInfo
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
- G01L9/125—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor with temperature compensating means
Description
p = IlJAK
normierten Wandlersignal abhängige Funktion und m eine positive ganze Zahl, insbesondere 2, ist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
6
f If \ X1 n if* \i
J (Lp.r) — 2a 0A^i1T)
= 2j b'KT
= Σ·
i = 0
h(KT) = Σ diKir
I = O
wobei ai ö» c/ und d, im Festwertspeicher (36)
gespeicherte Konstanten sind.
errechnet, in der f/Κτ) eine von der erfaßten Temperatur abhängige Funktion !(Cp, r/ eine vom
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Anzeige eines physikalischen Zustandes, bei dem ein Wandler
den physikalischen Zustand abtastet und in ein digitales Signal umwandelt, das sich mit dem physikalischen
Zustand verändert und einem angeschlossenen Rechner eingegeben wird, der seinerseits ein linearisiertes
digitales Ausgangssignal liefert.
Es ist in der Meßtechnik bekannt (DE-AS 12 24 949), den von verschiedenen Meßwertumformern gewonnenen
Meßergebnissen zur Anpassung an ein allen Meßwertumformern gemeinsames Auswertgerät Korrektur-
oder Eichwerte zuzuführen, welche in einem Speicher gespeichert sind und in das Auswertgerät
synchron mit der Anschaltung des jeweiligen Meßwertumformers an das Auswertgerät eingegeben werden.
Beim Auswechseln eines Meßwertumformers müssen die dem neuen Meßwertumformer entsprechenden
Korrekturwerte festgestellt und in den Speicher eingespeichert werden.
Aus der US-PS 37 01 145 ist eine Vorrichtung zum Umsetzen eines nichtlinearen analogen Eingangssignals
in ein lineares digitales Ausgangssignal bekannt, bei der das analoge Eingangssignal mittels eines Impulszählers
in ein entsprechendes digitales Signal umgewandelt wird, zu dem dann ein entsprechendes digitales
Korrektursignal addiert wird, um ein lineares digitales Ausgangssignal zu erzeugen. Die erforderlichen digitalen
Korrektursignale sind in einem Speicher ^espeichert,
der vom Impulszähler adressiert wird jnd
daraufhin ein entsprechendes digitales Korrektursignal an ein Addierglied abgibt, dem auch das vom
Impulszähler gelieferte digitale Signal zugeführt wird. Zur Linearisierung der von einem Meßwertumformer
gelieferten verschieden großen analogen Eingangssignale müssen also im Speicher eine Vielzahl von
digitalen Korrekturwerten gespeichert werden. Falls der zugeordnete Meßwertumformer ausfällt und durch
einen neuen ersetzt wird, müssen die dem neuen Meßwettumformer entsprechenden digitalen Korrektursignale
in den Speicher eingegeben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem
ein Wandler gegen einen anderen Wandler ausge-
f>5 tauscht werden kann, ohne daß eine Anpassung des
Rechnerprogramm·? oder die Einspeicherung von neuen Daten erforderlich wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
daß im Wandler ein Festwertspeicher vorgesehen ist, der mehrere, der Bereichsanpassung des Wandlers an
den Rechner dienende Konstanten speichert, deren Größen durch die speziellen Kennwerte de; Wandlers
bestimmt sind und daß diese Konstanten dem Rechner zur Normierung des im Wandler erzeugten Signals auf
einen bestimmten Maßstab und Nullpunkt ebenfalls eingegeben werden.
Beim Gerät nach der Erfindung kann der an den Rechner angeschlossene Wandler ohne jede Schwierigkeiten
ausgetauscht werden, da die zur Normierung seines Ausgangssignals erforderlichen Konstanten im
Wandler selbst gespeichert sind. Bei Durchführung von Meßreihen kann bei Ausfall eines Wandlers sofort auf
einen anderen Wandler umgeschaltet werden.
Das Gerät nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Anzeige von Drücken, die unter Verwendung
eines Oszillators abgetastet werden, dessen Frequenz sich je nach Druck ändert Zur Erzeugung eines der
Frequenz des Oszillators entsprechenden digitalen Signals dient dabei ein Zähler, der jeweils für eine
vorgegebene Zeitspanne mit dem Ausgangssignal des Oszillators beaufschlagt wird. Zur Erzielung eines
temperaturkompensierten digitalen Ausgangssignals kann im Wandler auch noch eine Temperaturmeßeinrichtung
vorgesehen werden, deren der gemessenen Temperatur entsprechendes Ausgangssignal in den
angeschlossenen Rechner eingegeben wird. Die für die Berechnung der Temperaturkompensation erforderlichen
Konstanten sind ebenfalls im Festwertspeicher des Wandlers gespeichert und können daher im Bedarfsfall
vom Rechner abgerufen werden.
Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung und
F i g. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Normierung des vom Wandler in F i g. 1 erzeugten
Signals.
Das in F i g. 1 dargestellte Gerät 10 enthält einen Digitalrechner 12 mit einem eingebauten Analog-Digital-Wandler
14 und einem Ausgaberegister 15. Ein zur Erfassung von Druck dienender Wandler 16 ist an den
Rechner 12 angeschlossen, bei dem es sich um einen Rechner mit Festkomma-Arithmetik, Bruchzahlendarstellung
und 2er-Komplement handelt, der mit 20-Bit-Worten(19 Bit plus 1 Vorzeichen-Bit) arbeitet.
Im Wandler 16 aind Einrichtungen enthalten, die ein digitales Signal in Abhängigkeit vom erfaßten Druck
und ein analoges Signal in Abhängigkeit von der Wandlertemperatur liefern und die zum Speichern
digitaler Konstanten dienen, die gemäß den speziellen Kennwerten und gewünschten Anwendungsbereichen
des Wandlers festgelegt sind. Zu den gespeicherten Konstanten gehören Konstanten zur Maßstabsänderung
und Nullpunktverschiebung, die dazu dienen, das Ausgangssignal des Wandlers in ein normiertes
Ausgangssignal umzuwandeln, das sich praktisch über den vollen Bereich einer Wortlänge in Abhängigkeit
vom abgetasteten Druck gleichbleibend ändert. Da f>o
diese Einrichtungen in jedem Wandler 16 enthalten sind, können im Austausch verschiedene Wandler verwendet
werden, ohne daß die Programmierung oder die im Rechner 12 gespeicherte Information geändert werden
muß. fts
Im Wandler 16 ist ein Zylinder 18 mit einer Membran 20 und einem Zugang 22, der eine Verbindung zwischen
der Membran 20 und einem Ansaugdruck herstellt, der abgetastet werden soll, vorgesehen. Die Membran 20 ist
mechanisch so angebracht, daß sie den Wert eines variablen Kondensators 24 steuern kann, der zwischen
den Klemmen der einen Wicklung eines Übertragers 26 liegt. Der Übertrager 26 hat eine feste Induktanz und
besteht aus weiteren Wicklungen, die dazu dienen, die Frequenz eines Oszillators 28 gemäß dem Wert des
Kondensators 24 zu steuern. Das Ausgangssignal des Oszillators 28 wird in einem Trenn-Verstärker 30
verstärkt und liegt über den einen Eingang eines UND-Gatters 32 an einem Zähler 34 an.
Der Rechner 12 ist mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters 32 verbunden und liefert in bekannter
Weise einen genau festgelegten Zeitbasisimpuls, durch den das verstärkte Oszillatorsignal für eine festgelegte
Zeitdauer an den Zähler 34 angeschlossen wird, wobei die festgelegte Zeitdauer durch eine Abwärtszählung
einer mit fester Frequenz arbeitenden Rechneruhr bestimmt wird (die Rechneruhr ist nicht dargestellt,
gehört jedoch als Standardausrüstung zu einem üblichen Rechner des hier dargestellten Typs).
Der Zähler 34 arbeitet damit als Frequenzdetektor, da die aufsummierte Zählung Cpj proportional zur
Frequenz des Ausgangssignals des Oszillators 28 ist. In einem Festwertspeicher 36 des Wandlers 16 gespeicherte
Konstanten dienen nun zur Anpassung und Umwandlung der aufsummierten Zählung Cpj in eine
normierte Zählung Cpj, die auf standardisierte Kriterien zurückgeführt ist, wobei eine bestimmte
Nullpunkt- und Maßstabkonstante verwendet wird. Der Rechner 12 kann also für verschiedene Wandler bei
unterschiedlichen Umgebungsbedingungen arbeiten, ohne daß für jeden Wandler ein eigenes Programm
erstellt werden muß. Im vorliegenden Beispiel soll der Wandler 16 über einen Druckbereich von 0 bis
915 mm Hg arbeiten. Die maximale Betriebsfrequenz des Oszillators 28 darf nicht größer als die Eingabekapazität
des Zählers sein; die Frequenzänderung darf maximal einer Zahl entsprechen, die sich aus maximaler
Zählung des Zählers dividiert durch Zeitintervall des Zeitbasisimpulses errechnet. Bei einem 20-Bit-Zähler
und einem Zeitbasisimpuls von 0,042 Sekunden, die in Verbindung mit einem 20-Bit-Rechner (19 Bit plus
1 Vorzeichen-Bit) arbeiten, beträgt also der maximale Frequenzbereich 25 MHz. Das bedeutet, daß der gemäß
den abgetasteten Zuständen (im vorliegenden Fall ein Druckbereich von 0—915 mm Hg) erzeugte Frequenzbereich
zwischen 0—25 MHz, 50—75 MHz oder ähnlichen Frequenzbereichen mit einem Umfang von nicht
über 25 MHz liegen muß. Ein Wandler mit einem Bereich von nur 2,5 MHz kann natürlich angepaßt
werden.
Der Festwertspeicher 36 enthält einen Ariressen-Decodierer
38, der auf eine vom Rechner 12 gelieferte Adresse anspricht, und ein Register 40, das den Inhalt
des adressierten Speicherplatzes in den Rechner 12 eingibt. Außer den Maßstab- und NuUpunktkcnstanten
für die ursprüngliche Frequenzzählung enthält der Festwertspeicher 36 weitere Konstanten, die mit den
speziellen Kennwerten und Verwendungszwecken des Wandlers 16 zusammenhängen.
Die aufsummierte Zählung Cpj erfolgt dadurch, daß der Rechner 12 zuerst eine Rücksetz-Einrichtung 42 des
Zähle/s 34 aktiviert und dann das UND-Gatter 32 durch Anlegen des Zeitbasisimpulses durchschaltet, in dem der
Zähler 34 aufeinanderfolgende Perioden des Ausgangssignals des Oszillators 28 zählt. Anschließend wird eine
Übertragungseinrichtung 44 des Zählers 34 aktiviert,
welche die aufsummierte Zählung Cp. j' an ein Register
46 (parallel) überträgt. Die aufsummierte Zählung Cr. ί
wird dann (im vorliegenden Beispiel seriell) in den Rechner 12 übertragen, in welchem die Zählung digital
verarbeitet wird, um das endgültige digitale Ausgangssignal Pzu schaffen.
Der Rechner 12 bildet ferner ein nicht linearisiertes, digitales Temperatursignal Kr, indem er ein analoges
Ausgangssignal eines Temperaturanzeigers 48 im eingebauten Analog-Digital-Wandler 14 umwandelt.
Die Temperaturanzeigeschaltung 48 enthält einen Verstärker 50, dessen Ausgang ein analoges Temperatursignal
ist, einen Widerstand 52 mit einem Widerstandswert Rn, einen temperaturabhängigen Widerstand
54 mit einem Widerstandswert Rt und zwei Widerstände 56 und 58, die dcii Verstärkungsfaktor des
Verstärkers 50 steuern. Das analoge Ausgangssignal des Verstärkers und das umgewandelte digitale Signal Ki
sind aufgrund der besonderen WidersUtndsanordnung im Temperaturanzeiger 48 proportional dem Wert
R1 + R0'
Das linearisierte und mit einer Temperaturkompensation versehene dem Druck entsprechende Ausgangssignal
P wird vom Rechner 12 in Form eines aus 19 Bit plus Vorzeichen-Bit bestehenden binären Wortes X
ausgegeben, dessen Maßstabsanpassung so gewählt ist, daß das binäre Wort den Wert Λ"=2" hat. wenn der
abgetastete Druck 915 mm Hg beträgt. P kann in einen Dezimalwert Pw gemäß der Funktion
(915) (Jf)
umgewandelt werden, wobei Ρίο in mm Hg gemessen
wird. Pwird aus einer allgemeinen endlichen Potenzreihe errechnet:
in
P ~ "^" f (K ) f (C >J
P = /0(K7) + J1(K1) f(Cpj) + f2(KT) Z(Cr.-,)2 .
In der obigen Gleichung ist Kt ein Maß für die
Temperatur, und Cpj ist ein für Steilheits- und Versetzungsfaktor kompensiertes, normiertes Signal,
das das gezählte frequenzabhängige Signal gemäß der Funktion
CF
_ CF.T + Q
Cp.7 - γ —
Cp.7 - γ —
darstsHt, wobei Cc und Z Anfangskonstanten für
Steilheit und Versetzung darstellen, die im Festwertspeicher 36 gespeichert sind. Der Buchstabe m ist eine
positive Ganzzahl, die im vorliegenden Beispiel 2 beträgt. Wie schon erwähnt wurde, können eine Reihe
von Wandlern 16 mit verschiedenen Mittenfrequenzen und unterschiedlichen Frequenzbereichen verwendet
werden, ohne das Rechnerprogramm für den Rechner 12 ändern zu müssen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß
im Wandler die Anfangskonstanten für Steilheit und Versetzung gespeichert sind, aus denen der Rechner 12
ein normiertes Signal Cpj berechnet, das für eine
Bezugsfrequenz immer einen bekannten Wert hat. In diesem Fall hat Cpj den Wert 0 für die jeweilige
Mittenfrequenz der verschiedenen Frequenzbereiche und reicht für einen abgetasteten Druckbereich
zwischen 0 und 915mm Hg etwa von —219 bis +2lq,
unabhängig von dem jeweils verwendeten Wandler. Der Maßstabsfaktor Zisi für eine optimale Ausnutzung des
s numerischen Bereichs des Rechners 12 von Bedeutung,
wodurch für eine größtmögliche Genauigkeit Abrundungsfehler minimal klein gehalten werden.
Auf welche Weise das Signal Cpj der aufsummierten Zählung in ein normiertes Signal Cpj umgewandelt
in wird, das sich mit der Frequenz gleichbleibend ändert,
läßt sich am besten in Verbindung mit F i g. 2 erläutern, auf die jetzt Bezug genommen wird. In dem Diagramm
stellt die waagerechte Achse die Frequenz des Oszillators 28 und die senkrechte Achse die Zählung dar.
Entlang der senkrechten Achse sind Dezimalzahlen in Klammern und Biaärzahlen ohne Klammern dargestellt.
Für ein zur Erläuterung dienendes Beispiel sei angenommen, daß ein bestimmter Druckwandler für die
in einem bestimmten Einsatzbereich herrschenden Temperaturen und Drücke einen Frequenzbereich von
60-70 MHzaufweist.
Für eine maximale Rechnergenauigkeit und Wirksamkeit ist es zweckmäßig, daß sich die normierte
Zählung Cp.rüber den vollen Bereich von — 219(dezimal
:s - 524,288) bei der niedrigsten Frequenz von 60 MHz bis
+ 219- 1 (dezimal + 524,287) für die maximale Frequenz
von 70MHz erstreckt, wobei der Nullpunkt bei der Mittenfrequenz von 65 MHz liegt. Diese Beziehung ist
durch die Linie 70 dargestellt. Die normierte Zählung
ίο Cpj verändert sich linear mit der Ausgangsfrequenz und
nichtlinear, aber gleichbleibend mit dem abgetasteten Druck.
Das Signal Cpj der aufsummierten Zählung, dargestellt durch die nicht zusammenhängenden Linien 72a
is und 72b, unterscheidet sich jedoch beträchtlich von dem
gewünschten normierten Signal Signal Cpj. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, hat die aufsummierte Zählung
bei einem Zeitbasisimpuls von 0,042 Sekunden den Dezimalwert +422,848 bei der kleinsten Frequenz
jo 60 MHz (der 20-Bit-Zähler ist zweimal übergelaufen),
dann eine interpretierende Diskontinuität 74 zwischen 60—65 MHz (wenn der mit einer Zahlendarstellung im
2er Komplement arbeitende Zähler von maximal positiver nach maximal negativer Anzeige umspringt)
4s und einen Dezimalwert von -414,758 bei der
Mittenfrequenz. Bei der Maximalfrequenz von 70 MHz hat die aufsummierte Zählung einen Dezimalwert von
-205,728.
Die aufsummierte Zählung Cpj kann so verschoben
so werden, daß ihre Funktion durch die Linie 76 dargestellt werden kann, bei der die Zählung linear und
gleichbleibend mit der Frequenz anwächst. Im allgemeinen läßt sich das dadurch erreichen, daß die Differenz
zwischen der aufsummierten Zählung 72a und der versetzten Funktion 76 für Frequenzen unterhalb der
Sprungstelle 74 ermittelt und für die betreffenden Frequenzen von der aufsummierten Zählung subtrahiert
wird. In ähnlicher Weise kann die Differenz zwischen den beiden Funktionen 72b und 76 bestimmt werden
do und für entsprechende Frequenzen oberhalb der
Sprungstelle 74 zur aufsummierten Zählung addiert werden, um dadurch die Versetzungsfunktion 76 für
höhere Frequenzen zu erhalten. Die Konstanten für diese beiden Versetzungswerte und die ursprünglichen
fts Zählbereiche, für die diese beiden Konstanten gelten,
können im Speicher 36 des Wandlers 16 gespeichert werden. Unabhängig vom jeweiligen Wandler kann also
ein einziges Programm des Rechners dazu verwendet
werden, die aufsummierte Zählung Cpj' in eine
normierte Zählung Cpj und dann in ein linearisiertes,
temperaturkompensiertes Ausgangssignal P umzuwandeln. Für Fachleute ist ersichtlich, daß »eine Zahl
addieren« gleichbedeutend ist mit »den negativen Wert der Zahl subtrahieren«; die hier verwendete Terminologie
Addieren/Subtrahieren soll also anzeigen, daß beide mathematischen Operationen wechselweise verwendet
werden können.
Wenn ein für Festkomma-Arithmetik, Bruchzahlendarstellung und 2er Komplement ausgelegter Rechner
in Verbindung mit einem Zähler gleicher Wortlänge verwendet wird (z. B. 20 Bits, wobei das höchstwertige
oder 20. Bit des Zählers dem Vorzeichen-Bit des Rechners zugeordnet ist), läßt sich die Versetzung*- is
Operation erheblich vereinfachen. In diesem Fall kann mit einer einzigen Konstanten, die über den gesamten
Frequenzbereich zur ursprünglichen Zählung addiert/ subtrahiert wird, die Versetzungsfunktion 76 ermittelt
werden. Im vorliegenden Beispiel kann der negative Wert der aufsummierten Zählung bei der Mittenfrequenz
(Cc= 415,728) addiert werden. Ein im Rechner möglicherweise auftretender Überlauf wird einfach
ignoriert, wobei ein Überlauf in das Vorzeichen-Bit exakt dazu dient, die Summe an die versetzungskompensierte
Funktion 76 anzugleichen. Unter diesen Umständen genügt es, eine einzige Versetzungskonstante
Cc im wandlereigenen Speicher 36 zu speichern.
Das Prinzip, nach dem die Versetzungskonstante eine monotone Funktion erzeugt, die bei der Mittenfrequenz
durch Null geht, läßt sich weiterhin durch das folgende vereinfachte Beispiel erklären, bei dem Zähler und
Rechner eine Kapazität von lediglich 3 Bits haben.
Frequenz | Zähler-Zustand | Bruchzahlen |
darstellung | ||
Äquivalente | ||
Dezimalschreibweise | ||
Maximum | 1 1 1 | -0,25 |
Mitte | 1 0 0 | -1,00 |
Minimum 0 0 1
0,25
Die Tabelle zeigt die Zustände des Zählers, wobei das höchste oder Vorzeichen-Bit links steht. Wie leicht zu
ersehen ist, steigt die aufsummierte Zählung nicht monoton mit der Frequenz, und der Zähler ist bei der
Mittenfrequenz nicht Null. Wenn man jedoch für jede Frequenz einzeln 10 0 (—1,00) zur auf summierten
Zählung addiert und dabei einen auftretenden Überlauf ignoriert (in der folgenden Auflistung links vom
senkrechten Strich angegebert), ergibt sich eine Funktion, die mit der Frequenz monoton anwächst und
bei der Mittenfrequenz durch Null läuft, wie im folgenden dargestellt ist
Minimum Frequenz Mitte Frequenz
Nachdem nun aus der ursprünglichen Zählung durch Versetzung die Funktion 76 ermittelt wurde, muß noch
der Maßstab oder die Steilheit der versetzungskompensierten Funktion 76 korrigiert werden, um die normierte
Funktion O.rzu erhalten. Hierfür kann die Versetzungsfunktion 76 mit einer Steilheitskonstanten Z dividiert/
multipliziert werden, die gleich dem Quotienten (oder dem reziproken Wert des Quotienten beim Multiplizieren)
aus der Versetzungsfunktion 76 und der normierten Funktion 70 ist. Für Fachleute ist ersichtlich, daß
»Dividieren durch eine Konstante« gleichbedeutend ist mit »Multiplizieren mit dem reziproken Wert der
Konstanten«; die hier verwendete Terminologie Dividieren/Multiplizieren soll also anzeigen, daß beide
mathematischen Operationen wechselweise verwendet werden können. In diesem Beispiel entspricht die
Versetzungsfunktion 76 bei 60 MHz einem Dezimalwert von —210.000, die normierte Fumktion 70 entspricht
einem Dezimalwert von —524,288, und Z entspricht etwa dem Dezimalwert von 0,40. Der festgelegte Wert
der Steilheitskonstanten Z wird ebenfalls im wandlereigenen Speicher 36 gespeichert.
Das druckabhängige Glied f (Crt) der allgemeinen Funktion wird aus der endlichen Potenzreihe
f(Cp.T) = Σ
berechnet, wobei die sieben a,-Glieder Konstanten sind, die im wandlereigenen Festwertspeicher 36 gespeichert
sind.
In ähnlicher Weise werden die Teilfunktionen /ö, /j
und /2 der allgemeinen Funktion aus endlichen Potenzreihen berechnet:
= Σ
40.
I = O
= Σ
Die 15 Glieder b* c, und t/, sind Konstanten, die im
wandlereigenen Festwertspeicher 36 gespeichert sind.
Wenn diese endlichen Potenzreihen zu einer allgemeinen Potenzreihe zusammengefaßt werden, ergibt
sich:
55
ρ =
Maximum Frequenz
0 0 1
1 0 0
1 0 1
(-0,75)
(-0,75)
1 0 0
1 0 0
1 0 0
00 0
(0,00)
(0,00)
1 1 1
0 65 Obwohl der abgetastete physikalische Zustand im
vorliegenden Beispiel der Druck ist, läßt sich das Verfahren genau so gut auch für andere Parameter wie
Entfernung, Temperatur etc. anwenden.
0 1 1
(0,75)
(0,75)
Hierzu 2 Blatt Zcichnuneen 809 626/235
Claims (6)
1. Gerät zur Anzeige eines physikalischen Zustandes, bei dem ein Wandler den physikalischen
Zustand abtastet und in ein digitales Signal umwandelt, das sich mit dem physikalischen Zustand
verändert und einem angeschlossenen Rechner eingegeben wird, der seinerseits ein linearisiertes
digitales Ausgangssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß im Wandler (16) ein
Festwertspeicher (36) vorgesehen ist, der mehrere, der Bereichsanpassung des Wandlers (16) an den
Rechner (12) dienende Konstanten speichert, deren Größen durch die speziellen Kennwerte des
Wandlers (16) bestimmt sind und daß diese Konstanten dem Rechner (12) zur Normierung des
im Wandler erzeugten Signals auf einen bestimmten Maßstab und Nullpunkt ebenfalls eingegeben
werden.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung von Druck ein Wandler (16)
mit einem Oszillator (28) vorgesehen ist, dessen Frequenz sich mit dem Druck verändert, und zur
Erzeugung eines der Frequenz des Oszillators entsprechenden digitalen Signals ein Zähler (34)
vorgesehen ist, der jeweils für eine vorgegebene Zeitspanne mit dem Ausgangssignal des Oszillators
beaufschlagt wird.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (34) durch ein vom Rechner (12)
erzeugtes Signal rücksetzbar ist, die Zeitspanne, während der der Zähler mit dem Ausgangssignal des
Oszillators (28) beaufschlagt wird, durch ein vom Rechner erzeugtes Steuersignal festgelegt ist und
der Inhalt des Zählers nach Ablauf der durch das Steuersignal des Rechners vorgegebenen Zeitspanne
unter Steuerung durch den Rechner in ein Register (46) übertragen wird.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Festwertspeicher
(36) eine durch die Kennwerte des Wandlers festgelegte Nullpunktkonstante (Cc) und eine
Maßstabkonstante (Z) gespeichert sind und im Rechner (12) die Nullpunktkonstante zu bzw. von
dem vom Wandler (16) gelieferten digitalen Signal addiert bzw. subtrahiert wird sowie das Ergebnis zur
Bildung eines normierten digitalen Ausgangssignals mit der Maßstabkonstante dividiert bzw. multipliziert
wird.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (16) eine
Temperaturmeßeinrichtung (48) enthält, deren der gemessenen Temperatur entsprechendes Ausgangssignal
in den Rechner (12) eingegeben wird, und im Festwertspeicher (36) zusätzliche zur Temperaturkompensation
des normierten Wandlersignals erforderliche Konstanten zur Eingabe in den Rechner
gespeichert sind.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (12) das digitale Ausgangssignal
^entsprechend der Potenzreihe
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