CH532256A - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Frequenz elektrischer Impulse - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Frequenz elektrischer Impulse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Frequenz elektrischer Impulse.



   Derartige Vorrichtungen sind in Vielzahl bekannt und gebräuchlich, wobei auch der Einsatz zur Messung zum Beispiel sinusförmiger Spannungen nach deren Umformung in Impulse gleicher Folgefrequenz oder zur Drehzahlmessung unter Vorschaltung eines als Impulserzeuger ausgebildeten Fühlers bekannt ist.



   In der Regel wird dabei zur Frequenzermittlung entweder die während einer bestimmten Messzeit gemessene Impulszahl direkt einem Impulszähler zugeführt und gegebenenfalls - in einer der Messzeit entsprechenden Messbereichsdarstellung zur Anzeige gebracht, oder aber die für eine bestimmte Impulszahl benötigte Zeit gemessen und aus dieser der gesuchte Messwert errechnet.



   Das erste dieser beiden Verfahren hat den Nachteil, dass bei niederen Frequenzen und entsprechend genauer Anzeige der Messvorgang erhebliche Zeit beansprucht, was insbesondere bei Drehzahlmessungen, wo zum Beispiel langsam rotierende Teile durch Fühler von Hand abgetastet werden, praktisch undurchführbar ist.



   Das zweite bekannte Verfahren weist zwar wesentlich geringere Messzeiten auf, ist jedoch infolge der Notwendigkeit einer Berechnung der meist vielstelligen Werte technisch aufwendig.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Verkürzung der Messzeit auch bei relativ niederen Frequenzen zu erreichen und gleichzeitig den konstruktiven Aufwand derartiger Messeinrichtungen zu verringern.



   Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass sowohl die Anzahl der innerhalb einer bestimmten Messzeit auftretenden zu messenden Impulse, als auch die Zeitspanne zwischen dem letzten, gezählten Impuls und dem Ende der Messzeit ermittelt wird, dass daraufhin zunächst die aus der Impulszählung resultierende ganze Zahl zur Bildung der Messwertdarstellung von der höchstwertigen Stelle der ermittelten Zahl her herangezogen wird, und dass sodann der aus der Zeitmessung resultierende Wert nach Teilung durch den der Zeit einer Periode der Messfrequenz entsprechenden Wert zur Bildung der freigebliebenen Stellen verwendet wird.



   Die Erfindung stellt also im wesentlichen eine Kombination der bekannten Impulszählung unter Zugrundelegung einer festen zeitlichen Bezugsbasis mit dem neuen Merkmal der Berücksichtigung und Auswertung der beim Bekannten als Messfehler eingehenden Zeitspanne zwischen dem letzten gezählten Impuls und dem Ende der Messdauer dar.



   Besonders vorteilhaft ist die Erfindung anwendbar für Messgeräte mit einem sich über mehrere Stellen erstreckenden Messbereich, wobei dieser jedoch so gewählt werden muss, dass in jedem Fall eine Mindestanzahl von Stellen durch direkte Mess-Impuls-Zählung gespeist werden kann. Darüber hinaus ist als wesentlicher Vorteil hervorzuheben, dass auch bei niederen Drehzahlen der Messvorgang lediglich so lange dauert, wie als Zeitbasis vorgegeben ist, wobei jedoch die Genauigkeit von reiner Periodenmessung erreicht wird.



   Vorteilhaft ist gleichfalls, dass infolge der Beschränkung des Rechenvorganges auf die von der Messwert-Impuls-Zählung nicht gespeisten Stellen das Ausmass von Speicher und Rechenwerken weitgehend reduziert werden kann; insbesondere bei batteriegespeisten Geräten führt dies infolge geringeren Stromverbrauchs zu Einsparungen durch Verringerung der Batteriekapazität.



   Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung, welche eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt, näher erläutert.



   Wie dargestellt, ist ein 2 Dekaden umfassender Impulszäh   ler    1 einerseits direkt mit Impulseingang 2 verbunden und empfängt andererseits vom Zeitgeber 3 jeweils zur Durchführung einer Messung entsprechende Aktivierungssignale.



   Impulszähler 1 ist mit einem zweiten Impulszähler 5 zu einer Zähleinrichtung zusammengefasst, welche den darzustellenden Messwert ermittelt.



   Impulseingang 2 ist darüber hinaus mit Bereichswahlautomatik 4 verbunden, welche in Abhängigkeit von der Dauer der ersten Periode des Messwert-Impulses ermittelt, ob die während einer von Zeitgeber 3 bestimmten Zeitbasis am Impulszähler 1 anzulegenden Impulse durch die zwei Dekaden des Impulszählers 1 dargestellt werden können, oder ob eine Einbeziehung einer oder mehrerer Dekaden vom Impulszähler 5   über Leitung la erforderlich ist. Die Bereichswahlautomatik steuert über Leitung 6 Impulszähler 5 in der beschriebenen Weise an, wobei auch gleichzeitig entsprechende Kommasetzung bewirkt wird.



   Zeitgeber 3 weist einen HF-Generator 3b auf, welcher über Leitung 7 eine hochfrequente Impulsfolge an Zähler 8 abgibt, der mit Zähler 9 zur Recheneinheit 10 zusammengefasst ist.



  Bereichswahlautomatik 4 aktiviert während der ersten Periode über Leitung 11 Zähler 8, so dass eine der Periodendauer entsprechende Anzahl von Impulsen aufaddiert und gespeichert wird. Nach Ablauf der ersten Periode wird über Leitung 3a Startsignal an Zeitgeber 3 gegeben und somit die Direkt Zählung der Messwert-Impulse im Impulszähler 1 sowie - je nach Messfrequenz - auch in Impulszähler 5 eingeleitet. Durch die abfallende Flanke jedes Messwert-Impulses wird jeweils Zähler 9 aktiviert, so dass die an Leitung 7 gelegten Impulse gezählt werden, wogegen jeweils die ansteigende Flanke des darauffolgenden Impulses eine Rückstellung und Löschung des Zählerinhaltes bewirkt.

  Sobald jedoch die durch Zeitgeber 3 vorgegebene Messzeit abgelaufen ist, wird die Abgabe von Impulsen über Leitung 7 unterbrochen und darüber hinaus werden durch Steuersignale über Leitung 12 und 13 die im Impulszähler 1 beziehungsweise 9 aufgelaufenen Werte fixiert und die weitere Zählung unterbrochen. Gleichzeitig erfolgt Aktivierung von Rechenwerk 10, welches Quotientenbildung aus Inhalt des Zählers 8 (Dividend) und des Zählers 9 (Divisor) vornimmt und Ergebnis an diejenigen Dekaden von Zähler 5 weitergibt, welche bei der direkten Mess-Impuls-Zählung nicht belegt wurden. Zur Darstellung des Messergebnisses sind Impulszähler 1 und 5 mit Anzeigeeinrichtungen 14 beziehungsweise 15 in Form von Ziffern-Anzeigeröhren verbunden.



  Ersichtlicherweise ist also eine variable Aufteilung der Messung vorgesehen, wobei je nach zu messender Frequenz eine teilweise Belegung der Anzeigestellen durch einfache Impulszählung während der Zeitbasis erfolgt.

 

   Sofern das Eingangssignal entsprechend hochfrequent ist, kann dabei als Grenzfall auch eine Ansteuerung aller Impulszähler durch direkte Zählung der Messwert-Impulse erfolgen.



  Bei niederen Frequenzen erfolgt jedoch die vorstehend beschriebene Aufteilung der Stellen und getrennter Anschluss an Impulseingang 2 beziehungsweise Rechenwerk 10. Da der im Zähler 8 befindliche Wert der Zeit einer Periode der Messfrequenz und der im Zähler 9 befindliche Wert der Zeit zwischen letztem Messwert-Impuls und Ende der Zeitbasis entspricht, wird durch die Division und gleichzeitige Kehrwertbildung ein Wert in Form eines Impulspaketes erreicht, welcher   exakt    den bei der Direkt-Zählung noch nicht ermittelten niederwertigen Stellen des darzustellenden Messwertes entspricht und somit direkt in Impulszähler 5 eingegeben werden kann. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zur Messung der Frequenz elektrischer Impulse, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Anzahl der innerhalb einer vorbestimmten Messzeit auftretenden Impulse als auch die Zeitspanne zwischen dem letzten, gezählten Impuls und dem Ende der Messzeit ermittelt wird, dass daraufhin zunächst die aus der Impulszählung resultierende ganze Zahl zur Bildung der approximativen Messwertdarstellung von der höchstwertigen Stelle der ermittelten Zahl herangezogen wird, und dass sodann der aus der Zeitmessung resultierende Wert nach Teilung durch den der Zeit einer Periode der zu messenden Frequenz entsprechenden Wert zur Bildung der freigebliebenen Stellen verwendet wird.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitsteuer-Einrichtung (3) über Steuerleitungen (12, 13) jeweils mit einer in einer Impuls-Zähleinrichtung (1, 5) sowie einer in einem Differenzzeit-Zähler (9) zur Summierung der Impulse eines HF-Generators (3b) in der Zeitspanne zwischen dem letzten gezählten Impuls und dem Ende der Messzeit vorgesehenen Schalteinrichtung zur Unterbrechung der Messwert Impulszählung bzw.

   zur Unterbrechung der Zählung der vom HF-Generator (3b) abgegebenen Impulse verbunden ist, dass ein Rechenwerk (10) zur Quotientenbildung aus dem Wert der in einem Periodendauer-Zähler (8) zur Summierung der Impulse des HF-Generators während einer Periode der zu messenden Frequenz sowie dem Wert der im Differenzzeit Zähler (9) gespeicherten Impulse nach Abschalten des Differenzzeit-Zählers (9) durch die Zeitsteuer-Einrichtung (3) ausgelegt ist, und dass das Rechenwerk (10) zum Einlesen des Teilungsergebnisses mit der Zähleinrichtung (1, 5) verbunden ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn jeder Messung zunächst eine Ermittlung der Dauer der ersten Periode der zu messenden Frequenz durchgeführt wird, dass in Abhängigkeit von der Periodendauer eine Bereichs-Auswahl hinsichtlich der unmittelbar durch die Impulszählung zu füllenden Stellen einerseits sowie der durch Zeitmessung zu ermittelnden Stellen der Messwertdarstellung andererseits vorgenommen wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Messung der Dauer einer Periode der zu messenden Frequenz als auch die Zeitmessung zwischen letztem Impuls und Ende der Messdauer derart vorgenommen wird, dass die während der zu messenden Zeitabschnitte auftretenden Impulse des Frequenzgenerators gezählt werden, und dass die von der Zeitmessung abgeleitete Messwertdarstellung durch Teilung der aus diesen beiden Impulszählungen resultierenden Zahlen ermittelt wird.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in der Impuls-Zähleinrichtung (1, 5) eine Schalteinrichtung zur separaten Verbindung aller Zähler-Stellen mit dem Impulseingang (2) vorgesehen ist, dass diese Schalteinrichtung über Steuerleitung (12) derart durch eine Bereichswahlautomatik (4) angesteuert wird, dass bei jedem Messvorgang jeweils die dem durch die Bereichswahlautomatik (4) in grober Annäherung ermittelten Messwert entsprechende Anzahl von Stellen in den Impulszählern (1, 5) unmittelbar mit dem Impulseingang (2) verbunden werden.