DE1205717B - Digital coarse-fine measuring arrangement - Google Patents

Description

Digitale Grob-Fein-Meßanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine digital anzeigende oder registrierende Grob-Fein-Meßanordnung zur Ermittlung des Meßwertes einer an sich beliebigen physikalisch-technischen Größe. Insbesondere betrifft die Erfindung die Ermittlung der Winkelstellung einer drehbeweglich gelagerten Welle, wie sie z. B. in einer Drehachse eines optischen Zielverfolgungsinstrumentes nach Art der bekannten Kinotheodolite gegeben ist, bei der der Gesamtmeßbereich der Einrichtung in Teilbereiche oder Teilintervalle zerlegt ist, die ihrerseits in feinere Unterbereiche aufgeteilt sind, wobei derartigen Grob und Feinintervallen gesonderte Meßvorrichtungen zugeordnet sind, die den jeweiligen Grob-bzw. Feinmeßwertanteil unabhängig voneinander ermitteln, so daß schließlich der Gesamtwert aus der Summe solcher Grob- und Feinmeßwerte resultiert. Meßanordnungen dieser Art sind an sich bekannt. Bei ihrer Ausbildung treten insofern Schwierigkeiten auf, als in Kauf genommen werden muß, daß infolge der geringeren Meßgenauigkeit des Grobsystems an seinem digitalen Meßergebnis ein Fehler auftreten kann. Als Folge davon sind Fehlanzeigen des einem Feinmeßsystern übergeordneten Grobmeßsystern immer dann möglich, wenn der Feinwertanteil des zu ermittelnden Gesamtmeßwerts entweder im unteren oder im oberen Teil des Meßbereichs der Feinmeßvorrichtung liegt. Im ersten Fall kann das übergeordnete Grobmeßsystem noch einen Grobmeßwert anzeigen, der um eine Einheit der Grobanzeige zu klein, im zweiten Fall um eine Einheit zu groß ist.Digital coarse-fine measuring arrangement The invention relates to a digitally displaying or registering coarse-fine measuring arrangement for determining the Measured value of any physical-technical variable. In particular The invention relates to the determination of the angular position of a rotatably mounted Wave as it z. B. in an axis of rotation of an optical target tracking instrument is given in the manner of the known Kinotheodolite, in which the total measuring range the facility is broken down into sub-areas or sub-intervals, which in turn are divided into finer sub-areas, such coarse and fine intervals separate measuring devices are assigned to the respective coarse or. Fine measured value portion determine independently of each other, so that finally the total value from the sum such coarse and fine measurements result. Measurement arrangements of this type are inherent known. Difficulties arise in their training insofar as they are accepted must be that due to the lower measurement accuracy of the coarse system on his digital measurement result an error can occur. As a result, there are false reports of the coarse measuring system superordinate to a precision measuring system is always possible if the fine value portion of the total measured value to be determined either in the lower or in the upper part of the measuring range of the precision measuring device lies. In the first case it can higher-level coarse measuring system still show a coarse measured value by one unit the coarse display is too small, in the second case it is one unit too large.

Es ist deshalb bereits bekannt, die Grobanzeige des Systems durch die Feinanzeige selbsttätig zu korrigieren. Beispielsweise in elektromechanischen Analog-Digital-Umformern, bestehend aus mehreren über Getriebe gekuppelten Codescheiben, ist es dazu bekannt, die Codescheibe, die einen Feinmeßwert liefert, mit zusätzlichen Kontakten od. dgl. auszurüsten, die den durch die ihr übergeordneten Codescheibe ermittelten Grobmeßwert durch Umschaltung entsprechender Kontakte unter Anwendung von Relais od. dgl. an der jeweiligen Anzeigevorrichtung korrigieren.It is therefore already known to carry out the rough display of the system to correct the fine display automatically. For example in electromechanical Analog-digital converters, consisting of several code disks coupled via gears, it is known to the code disk, which provides a fine measurement value, with additional Contacts od. The like. Equip the through their superordinate code disk determined coarse measured value by switching over corresponding contacts using of relays or the like. Correct on the respective display device.

In rein elektronisch wirksamen Einrichtungen, die zur digitalen Steuerung elektrischer Grob-Fein-übertragungssysteme z. B. an Werkzeugmaschinen Anwendung finden, ist es bekannt, den in Form einer Ziffernanzeige, z. B. als Stand eines Impulszählers, vorliegenden Grobmeßwert über Netzwerke, die konjunktive und diskonjunktive Verknüpfungselzmente enthalten, unter Steuerung des Netzwerkes sowohl mit dem Grob- als auch mit dem Feinmeßwert zu korrigieren.In purely electronically effective devices that are used for digital control electrical coarse-fine transmission systems e.g. B. on machine tools application find, it is known that in the form of a numeric display, z. B. as a booth one Pulse counter, present coarse measured value via networks, the conjunctive and disconjunctive Linking elements contain, under control of the network, both with the coarse as well as with the fine measurement value.

Weiterhin ist eine Einrichtung zur ersatzweisen Ermittlung der Winkelstellung einer drehbar gelagerten Welle in bezug auf eine Ausgangsstellung bekannt, bei der der zu emittierende Winkel durch Auszählung von Meßimpulsen ermittelt ist. Dem in dieser Vorrichtung vorgesehenen Impulszähler ist ein Tor vorgeschaltet, über das die Impulse in den Zähler gelangen. Zur Abrundung des Zählergebnisses ist in dieser Vorrichtung eine Verzögerungsvorrichtung vorgesehen, die den das Tor am Ende des Meßvorganges schließenden Impuls um eine Zeit verzögert, die dem halben Zählerabstand zwischen zwei Zählimpulsen entspricht. Durch dieses Verzögerungsmittel wird erreicht, daß die letzte Stelle des Zählergebnisses in Zwischenstellungen der Welle entweder aufgerundet wird oder unabgerundet verbleibt.There is also a device for alternatively determining the angular position a rotatably mounted shaft with respect to an initial position known in which the angle to be emitted is determined by counting measurement pulses. The in This device provided pulse counter is preceded by a gate through which the pulses get into the meter. To round off the counting result is in this Device a delay device is provided, which the gate at the end of the Measuring process closing pulse delayed by a time that is half the meter interval corresponds to between two counting pulses. This means of delay achieves that the last digit of the count in intermediate positions of the wave either is rounded up or remains unrounded.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich dementsprechend mit einer digitalen Grob-Fein-Meßanordnung zur Erfassung einer Meßgröße, bestehend aus mindestens zwei Meßvorrichtungen, von denen die eine zur Ermittlung des Grobmeßwertanteils und die andere zur Ermittlung des Feinmeßwertanteils derart dient, daß die Summe beider den Meßwertergibt, und aus einer Vorrichtung zur selbsttätigen Korrektur der Anzeige der Grobmeßvorrichtung durch den Meßwert der Feinmeßvorrichtung, bei der mindestens der Grobanteil des Meßwertes durch ein Zeitintervall gegeben oder darstellbar ist, dessen Länge durch eine Impulszählvorrichtung auszählbar ist und bei der ferner Schaltmittel zur Beeinflussung der Zählzeit des Impulszählers der Grobmeßvorrichtung vorgesehen sind. Die Erfindung besteht darin, daß die Zählzeit des Grobzählers durch die Fehimeßvorrichtung über die Schaltmittel bei Feinmeßwerten, die im unteren Meßbereich dieser Vorrichtung gelegen sind, in an sich bekannter Weise gedehnt und bei solchen, die im oberen Meßbereich dieser Vorrichtung liegen, gekürzt ist.The present invention is accordingly concerned with a digital one Coarse-fine measuring arrangement for recording a measured variable, consisting of at least two Measuring devices, one of which to determine the coarse measured value component and the the other is used to determine the fine measurement value component in such a way that the sum of both gives the measured value, and from a device for automatic correction of the display the coarse measuring device by the measured value of the precision measuring device, in which at least the coarse portion of the measured value is given or can be represented by a time interval, the length of which can be counted by a pulse counting device and furthermore Switching means for influencing the counting time of the pulse counter of the coarse measuring device are provided. The invention consists in that the counting time of the coarse counter by the faulty measuring device via the switching means for fine measurement values, the are located in the lower measuring range of this device, in a manner known per se stretched and shortened for those in the upper measuring range of this device is.

Die Meßanordnung nach der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art im wesentlichen dadurch, daß das Zählzeitintervall der Zählvorrichtung der Grobmeßvorrichtung sowohl im Sinne seiner Dehnung als auch im Sinne seiner Verkürzung beeinflußbar ist, wodurch die Anforderungen an die Meßgenauigkeit des Grobmeßsystems, die bei der Anpassung an das Feinmeßsystem störend in Erscheinung treten, reduziert werden können.The measuring arrangement according to the invention differs from the known ones Devices of the type mentioned essentially in that the counting time interval the counting device of the coarse measuring device both in terms of its elongation and can be influenced in the sense of its shortening, whereby the requirements on the measurement accuracy of the coarse measuring system, which interferes with the adaptation to the precision measuring system step, can be reduced.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Einrichtung, die zur Ermittlung der Winkelstellung einer Drehachse eines optischen Zielverfolgungsinstruments nach Art der bekannten Kinotheodolite bestimmt ist. An solchen und ähnlichen Geräten muß bekanntlich zu bestimmten Zeitpunkten neben einer Registrierung des Bildes des verfolgten Objektes eine Regsitrierung der Orientierungsdaten des Kameraobjektivs durchgeführt werden, die hier in digitaler Form angezeigt bzw. registriert werden. Im Ausführungsbeispiel der Figuren wird die Winkelstellung einer Drehachse des Theodolits durch eine Phasenwinkelmessung an einer Wechselspannung, deren Phasenwinkel mit der Winkelstellung veränderlich ist, ermittelt, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der 3601 umfassende Meßbereich durch zwei gesonderte Meßvorrichtungen unterschiedlichen Meßbereichs überdeckt wird. Die Grobmeßvorrichtung ermittelt die vollen Winkelgrade zwischen 0 und 3601', die Feinmeßvorrichtung Bruchteile eines Winkelgrades. Für die zweite Theodolitachse ist eine ähnliche Einrichtung vorgesehen.In the figures, an embodiment of an arrangement according to the invention is shown schematically. This exemplary embodiment is a device which is intended to determine the angular position of an axis of rotation of an optical target tracking instrument in the manner of the known cinema theodolite. As is known, at certain points in time, in addition to a registration of the image of the tracked object, a registration of the orientation data of the camera lens must be carried out on such and similar devices, which are displayed or registered here in digital form. In the exemplary embodiment of the figures, the angular position of an axis of rotation of the theodolite is determined by a phase angle measurement on an alternating voltage, the phase angle of which is variable with the angular position, the arrangement being such that the 3601 measuring range is covered by two separate measuring devices with different measuring ranges. The coarse measuring device determines the full angular degrees between 0 and 3601 ', the precision measuring device fractions of an angular degree. A similar device is provided for the second theodolite axis.

F i g. 1 zeigt ein Blockdiagramm der Einrichtung nach der Erfindung, während F i g. 2 eine gegenüber der Anordnung nach F i g. 1 leicht abgeänderte Einzelheit einer Einrichtung nach der Erfindung wiedergibt.F i g. 1 shows a block diagram of the device according to the invention, while FIG. 2 shows a comparison with the arrangement according to FIG. 1 shows a slightly modified detail of a device according to the invention.

In F i g. 1 bezeichnet 1 z. B. die Vertikalachse eines Kinotheodolits. Sie ist mit einem Abgriff 2 und einem zweiten Abgriff 3 gekoppelt. Der Abgriff 2, bei dem es sich z. B. um ein aus Rotor und Stator bestehendes Element nach Art der bekannten induktiven Drehmelder od. dgl. handelt, wird an seinem Eingang über eine Zuleitung 3' z. B. mit einer 400-Hz-Wechselspannung gespeist. Dem Ausgang des Abgriffs 2 ist eine gleichfrequente Wechselspannung entnehmbar, deren Phasenwinkel bei einer vollen Drehung der Achse 1 bezogen auf den festen Phasenwinkel einerBezugswechselspannungzwischen 0 und 2 n veränderlich ist.In Fig. 1 denotes 1 z. B. the vertical axis of a cinema theodolite. It is coupled to a tap 2 and a second tap 3. The tap 2, which is z. B. od to an existing element of the rotor and stator on the type of known inductive resolver. The like. These will z at its input via a supply line 3 '. B. fed with a 400 Hz AC voltage. An alternating voltage of the same frequency can be taken from the output of the tap 2, the phase angle of which is variable between 0 and 2 n with a full rotation of the axis 1 in relation to the fixed phase angle of a reference alternating voltage.

Der Abgriff 3, bei dem es sich beispielsweise um einen elektrostatischen Phasenschieber handelt, wird Über eine Zuleitung 4 eingangsseitig mit einer 1-kHz-Wechselspannung gespeist. Ihm ist ausgangsseitig einedazu gleichfrequenteWechselspannungentnehmbar, deren Phasenwinkel, wieder bezogen auf eine Bezugsspannung, bei einer vollen Drehung der Welle 1 z. B. 360mal den vollen Phasenwinkel 0 bis 2,-r durchläuft, so daß der Phasenwinkel W der Aus- i gangsspannung der Beziehung y = n - (p genügt, wobei n (z. B. 360) eine Apparatekonstante und 99 den Drehwinkel der Welle 1 bezeichnet. Der Abgriff 2 dient zur Erzeugung des Grobmeßwertes für die Winkelstellung der Welle. Der Grobmeßwert umfaßt - wie bemerkt - die vollen Winkelgrade zwischen 0 und 360'. Der Abgriff 3 liefert einen dazugehörigen Feinmeßwert, der Bruchteile der letzten Dezimalen des Grobmeßwerts umfaßt und z. B. zwischen 0,000 und 0,9991 liegt.The tap 3, which is, for example, an electrostatic phase shifter, is fed with a 1 kHz alternating voltage on the input side via a feed line 4. On the output side, an alternating voltage of the same frequency can be taken, the phase angle of which, again based on a reference voltage, for a full rotation of the shaft 1, e.g. B. 360 times through the full phase angle 0 to 2, -r, so that the phase angle W of the output voltage of the relationship y = n - (p, where n (z. B. 360) is an apparatus constant and 99 is the angle of rotation of the Shaft 1. The tap 2 is used to generate the coarse measurement for the angular position of the shaft. The coarse measurement comprises - as noted - the full angular degrees between 0 and 360 '. The tap 3 supplies a corresponding fine measurement which comprises fractions of the last decimal places of the coarse measurement and is, for example, between 0.000 and 0.9991 .

Die Ausgangswechselspannungen sowohl des Abgriffs 2 als auch des Abgriffs 3 sind Impulsformerstufen 5 und 6 zugeführt, die diese in gleichfrequente Nadelinipulsfolgen umwandeln. Dieses kann z. B. dadurch erfolgen, daß jeweils bei gleichphasigen Momentanwerten der Wechselspannungen Nadelimpulse ausgelöst werden. Bevorzugt erfolgt dieses in an sich bekannter Weise beim Momentanwert NulL Mit 7 und 8 sind zwei weitere Impulsformerstufen dieser Art bezeichnet, denen eingangsseitig die hier als Vergleichswechselspannungen dienenden Eingangsspannungen der Abgriffe 3 und 4 zugeführt sind. Ausgangsseitig sind ihnen Nadelimpulsfolgen entnehmbar, die als Vergleichsimpulsfolgen Leitungen 7' und 8' zugeführt sind.The alternating output voltages of both the tap 2 and the tap 3 are fed to pulse shaping stages 5 and 6 , which convert them into needle pulse trains of the same frequency. This can e.g. B. be done in that needle pulses are triggered in each case in-phase instantaneous values of the alternating voltages. This is preferably done in a manner known per se at the instantaneous value NulL. 7 and 8 designate two further pulse shaping stages of this type, to which the input voltages of the taps 3 and 4, which are used here as comparison AC voltages, are fed. On the output side, needle pulse trains can be taken from them, which are fed to lines 7 ' and 8' as comparison pulse trains.

Die Anordnung ist so getroffen, daß der zeitliche Abstand zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Impulsen der Leitungen 7' und 8' jeweils dem Grob-bzw. dem Feinmeßwert proportional ist. Diese zeitlichen Abstände sind den Phasenwinkeln der Ausgangswechselspannungen der Abgriffe 2 und 3 proportional.The arrangement is made in such a way that the time interval between two consecutive pulses of the lines 7 ' and 8' corresponds to the coarse or. is proportional to the fine measurement value. These time intervals are proportional to the phase angles of the alternating output voltages of taps 2 and 3.

Mit 10 ist eine elektronische Torschaltung bezeichnet, die in eine Leitung 12, 12', die einen IIF-Oszillator 11 mit einem Impulszähler 13 verbindet, eingeschaltet ist. An electronic gate circuit is designated by 10 , which is switched on in a line 12, 12 'which connects an IIF oscillator 11 to a pulse counter 13 .

Die Impulse der Leitung 7' gelangen über die Leitung 7" zum Tor 10, und einer dieser Impulse öffnet als Startimpuls das normalerweise geschlossene Tor 10. Die Impulse der Impulsformerstufe 5 gelangen über Leitungen 5', 5" ebenfalls zur Torschaltung, 10, und ein Impuls der Folge schließt das geöffnete Tor, so daß während der öffnungszeit des Tores 10 die Impulse des Oszillators 11 vom Zähler 13 gezählt werden. Die vom Zähler 13 gezählte Impulsanzahl entspricht dem Grobmeßwert, d. h. der Phasenwinkeldifferenz zwischen dem Phasenwinkel der Ausgangsspannung des Abgriffs und dem Phasenwinkel seiner Eingangsspannung.The impulses of the line 7 ' reach the gate 10 via the line 7 " , and one of these impulses opens the normally closed gate 10 as a start impulse. The impulses of the pulse shaping stage 5 also reach the gate circuit 10, and a via lines 5', 5" The pulse of the sequence closes the open gate, so that the pulses of the oscillator 11 are counted by the counter 13 during the opening time of the gate 10. The number of pulses counted by the counter 13 corresponds to the coarse measured value, i.e. H. the phase angle difference between the phase angle of the output voltage of the tap and the phase angle of its input voltage.

Die Anordnung ist beispielsweise mit Vorteil derart getroffen, daß eine Zählzeit -c am Zähler 13 im Nonnalfall einhundert Impulsen des Oszillators 11 entspricht und z. B. einem Winkelgrad der Winkelstellung der Welle 1 äquivalent ist. In diesem Fall wird zweckmäßig lediglich nur jeder einhundertste Impuls des Oszillators tatsächlich am Zähler angezeigt, so daß die Zähleranzeige den vollen Winkelgraden entspricht. Es werden dem Zähler also stets mehr Impulse zugeführt, als angezeigt werden. Die Zählgenauigkeit ist also stets größer als der angezeigte Wert.The arrangement is, for example, advantageously made such that a counting time -c at the counter 13 in the normal case corresponds to one hundred pulses from the oscillator 11 and z. B. an angular degree of the angular position of the shaft 1 is equivalent. In this case, only every hundredth pulse of the oscillator is expediently actually displayed on the counter, so that the counter display corresponds to the full angular degrees. The meter always receives more pulses than are displayed. The counting accuracy is therefore always greater than the displayed value.

Die Eingang spannung des Abgriffs 3 ist der Im-ZIS - -pulsformerstufe 8 zugeführt. Die resultierende gleichfrequente Nadehmpulsfolge wird über die Leitung 8' einer zweiten elektronischen Torschaltung 14 als Startimpulsfolge zugeführt. Die Ausgangsspannung des Abgriffs 3, deren Phasenwinkel - wie bemerkt - mit der Drehung der Welle 1 veränderlich ist, wird nach Impulsformung in der Impulsforinerstufe 6 über die Taktleitung 6' als Stopimpulsfolge dem Tor 14 zugeführt. Die Anordnung ist auch hier so ge- troffen, daß - wie unten näher erläutert ist - lediglich, ein Impuls der Startimpulsfolge als Startimpuls und lediglich ein Impuls der Stopimpulsfolge als Stopimpuls für das Tor wirksam wird. Zwischen diesen beiden Impulsen der Leitungen 6' und 8' ist demzufolge das Tor 14 geöffnet, und es gelangen über die Leitung 16, 16' die Impulse eines Oszillators 15 in den Feinwertzähler 17. Die Anzeige des Zählers 17 entspricht deshalb dem Feinmeßwert.The input voltage of the tap 3 is the Im-ZIS - -pulsformerstufe 8 supplied. The resulting same-frequency needle pulse train is fed via line 8 'to a second electronic gate circuit 14 as a start pulse train. The output voltage of the tap 3, the phase angle - as stated - is variable with the rotation of the shaft 1 is supplied to pulse shaping in the Impulsforinerstufe 6 via the clock line 6 'as a stop pulse sequence the gate fourteenth The arrangement is valed here so-that - is explained in more detail below - merely a pulse of the start pulse train as a start pulse and only one pulse of the pulse train stop as a stop pulse for the gate to take effect. Between these two pulses of lines 6 ' and 8' the gate 14 is open, and the pulses of an oscillator 15 reach the fine value counter 17 via the line 16, 16 ' . The display of the counter 17 therefore corresponds to the fine value.

Die Anordnung kann beispielsweise derart getroffen sein, daß während der Zählzeitv' eintausend Impulse in den Zähler gelangen, gezählt und angezeigt werden, so daß die Zeit T' einem Winkelgrad der zu messenden Winkelstellung der Welle äquivalent ist. Die Anzeige des Feinzählers variiert deshalb je nach Länge der Zählzeit -rf zwischen 000 und 999, wobei 0 Zrl Z- -c' ist.The arrangement can for example be made such that during the counting time v 'one thousand pulses enter the counter, are counted and displayed, so that the time T' is equivalent to one degree of angular position of the shaft to be measured. The display of the fine counter therefore varies depending on the length of the counting time -rf between 000 and 999, where 0 is Zrl Z- -c '.

Mit 18 ist schil-eßlich ein Steuerimpulsgenerator bezeichnet, der z. B. mit dem Verschluß der Kamera des Kinotheodolits gekuppelt ist oder die Auslösung dieses Verschlusses steuert. Beiin Auftreten eines Impulses am Ausgang der Steuerimpulsquelle 18, die periodisch oder nicht periodisch wirksam ist, gelangt dieser Impuls über eine Leitung 19 oder auch drahtlos zum Tor 14 und aktiviert dieses. Nach dem Auftreten eines Impulses der Steuerimpufsquelle 18 kann deshalb der nächstfolgende Impuls der Startimpulsfolge der Leitung 8' das Tor öffnen, worauf der nächstfolgende Impuls der Leitung 6' das Tor wieder schließt. Synchron zum Schließvorgang oder zeitlich früher wird über die Leitung 20 das Tor 10 aktiviert, so daß sich dort der beim Tor 14 beschriebene Vorgang wiederholen kann.With 18 a control pulse generator is designated schil-Eßlich, the z. B. is coupled to the shutter of the camera of the Kinotheodolit or controls the triggering of this shutter. When a pulse occurs at the output of the control pulse source 18, which is periodically or non-periodically effective, this pulse reaches the gate 14 via a line 19 or wirelessly and activates it. After the occurrence of a pulse from the control pulse source 18 , the next following pulse of the start pulse sequence on the line 8 ' can therefore open the gate, whereupon the next following pulse on the line 6' closes the gate again. In synchronism with the closing process or earlier in time, gate 10 is activated via line 20 so that the process described for gate 14 can be repeated there.

Der Zählerstand beider Zählvorrichtungen kann nach beendetem Zählvorgang z. B. auf Magnetband, Lochkarten, durch Drucken, durch Fotografieren oder anderweitig gespeichert werden, so daß die Orientierung der Kinotheodolitkamera bei entsprechender Zuordnung zur Zielbildregistrierung des Theodolits zur späteren Auswertung der Messungen zur Verfügung steht. Nach der Registrierung der Zähldaten werden beide Zählvorrichtungen gelöscht, so daß ein erneuter Steuerimpuls der Quelle 18 den Meßvorgang erneut auslösen kann.The count of both counting devices can after the counting process z. B. on magnetic tape, punched cards, by printing, photographing or otherwise stored so that the orientation of the cinema theodolite camera is available for later evaluation of the measurements with appropriate assignment to the target image registration of the theodolite. After the counting data have been registered, both counting devices are cleared so that a new control pulse from the source 18 can trigger the measuring process again.

Wie eingangs bemerkt, ist durch die beschriebene Ausbildung noch nicht sichergestellt, daß jedem Feinmeßwert der dazugehörige Grobmeßwert eindeutig zugeordnet ist. So kann der Fall eintreten, daß beispielsweise bei einem Grobzählintervall von 178 - -r wegen der geringen Meßgenauigkeit des Grobsystems der Stopimpuls des Grobzählers zu früh oder der Startimpuls zu spät auftritt, so daß beispielsweise an Stelle 17 800 Impulse lediglich 17 780 Impulse in den Zähler gelangen. Das Grobmeßsystem liefert deshalb eine Fehlanzeige. Ebenso j kann der Fall eintreten, daß zuviel Impulse in den Zähler gelangen.As noted at the outset, the design described does not yet ensure that the associated coarse measured value is uniquely assigned to each fine measured value. So it may happen that, for example in a Grobzählintervall of 178 - -r because of the low accuracy of the coarse system of stop pulse of the coarse counter too early or the start pulse occurs too late, so that, for example, instead of 17,800 pulses only 17,780 pulses into the counter reach. The coarse measuring system therefore gives a false indication. Likewise, j may be the case that too much pulses reach the counter.

In die Leitungen 5', Y' und 7, 7" sind deshalb einem Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend Verzögerungsvorrichtungen 22 und 23 einge- 6 schaltet, die entwederdieImpulsederLeitung7'oder aber die der Leitung 5' zeitlich verzögern. Beide Vorrichtungen werden über eine Leitung 21 vom Zähler 17 gesteuert. Dieses erfolgt beispielsweise derart, daß z. B. bei einem Feinmeßwert,- der kleiner oder gleich 6 »0,5000« ist, der Stopimpuls um eine Zeit A t verzögert wird, wodurch das Zählzeitintervall für den Zähler 13 gestreckt wird. Es wird damit verhindert, daß dem Grobzähler 13 in diesem Fall zuwenig Zählimpulse zugeführt werden, so daß z. B. an Stelle des richtigen Meßwertes »1780« noch der Meßwert »1771« angezeigt wird. Bei einem Feinmeßwert, der größer als »500« ist, wird die Vorrichtung 22 betätigt und die Impulsfolge der Leitung 7' zeitlich verzögert. Diese Startimpulsverzögerung bewirkt eine Verkürzung des Zählzeitintervalls um den Betrag A t, so daß z. B. beim Meßwert »236, 701'« sichergestellt ist, daß das Grobsystem nicht bereits den Grobwert »237«, sondern sicher »236« anzeigt. Die Verzögerungszeit A t bzw. die Dehnung oder Streckung des Zählzeitintervaffs muß entsprechend den jeweiligen Meßunsicherheiten, die dem Grobmeßsystem sowohl auf der mechanischen bzw. elektromechanischen als auch der elektronischen Seite innewohnen, gewählt sein. Delay devices 22 and 23 are therefore switched into lines 5 ', Y' and 7, 7 "in accordance with an embodiment of the invention, which delay either the pulses of line 7 ' or those of line 5' Counter 17. This is done, for example, in such a way that, for example, in the case of a fine measurement value that is less than or equal to 6 "0.5000" , the stop pulse is delayed by a time A t , as a result of which the counting time interval for counter 13 is stretched . It is thus prevented that the coarse counters are fed in this case too little counting pulses 13, so that, for. example, in place of the correct measurement value "1780" nor the measured value "1771" is displayed. in a Feinmeßwert which is larger than "500 ", the device 22 is operated and the pulse sequence of the line 7 'with a time delay. This start pulse delay causes a reduction of the counting time interval by the amount t a, so that, for. example, when the measured value" 236, 701'' it is ensured that the coarse system does not already show the coarse value "237", but rather "236" . The delay time A t or the stretching or stretching of the counting time interval must be selected according to the respective measurement uncertainties that are inherent in the coarse measurement system on the mechanical or electromechanical as well as the electronic side.

Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß für die Bemessung des Zeitintervalls A t die Fehler, die sowohl bei der Erzeugung des Stop- als auch bei der Erzeugung des Startimpulses maximal möglich sind, Berücksichtigung finden müssen. Das Zählzeitintervall -C9 des Grobzählers, das, bezogen auf 1 Winkelgrad, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ungleichung 0 Z -cg genügt, kann beispielsweise ohne weiteres um einen Betrag A v verkürzt bzw. gedehnt werden. Zweckmäßig wird Ar jedoch so gewählt, daß genügend groß ist, so daß sichergestellt ist, daß das Zählergebnis des Grobzählers - immer unter Berücksichtigung der mög-Echen Systemfehler - nicht zu stark von den vollen Winkelgraden abweicht.It should be noted in this connection that for the dimensioning of the time interval A t, the errors that are maximally possible both in the generation of the stop pulse and in the generation of the start pulse must be taken into account. The counting time interval -C9 of the coarse counter, which, based on 1 angular degree, satisfies the inequality 0 Z -cg in the present exemplary embodiment, can, for example, easily be increased by an amount A v be shortened or stretched. However, Ar is expediently chosen so that is sufficiently large so that it is ensured that the counting result of the coarse counter - always taking into account the possible system errors - does not deviate too much from the full angular degrees.

Als Verzögerungsvorrichtungen können beispielsweise monostabile Multivibratoren eingesetzt werden. Die F i g. 2 gibt eine Ausführungsform wieder, an Hand deren eine spezielle nach der Erfindung benutzbare Verzögerungsvorrichtung näher beschrieben werden soll, Es bezeichnen 10, 11, 13, 14 und 15 bereits an Hand der Fig. 1 beschriebenen Bauteile,. während 17' den Feinmeßzähler der Einrichtung kennzeichnet. Der Feinmeßzähler besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer passend dimensionierten Reihenschaltung mehrerer bistabiler Multivibratoren 17a, 17b .... die durch innere Gegenkopplungsmaßnahmen oder anderweitig , derart zusammengeschaltet sind, daß der Zähler17' nach einem Zählkode zählt, bei dem ein bistabiler Multivibrator 17m verwendet wird, der beün Einlaufen des fünfhundertsten Impulses in den Zähler, d. h. also bei der Anzeige »0,5001«, aus einer seiner beiden stabilen Lagen in die andere kippt. Durch den Multivibrator 17m gesteuerte Spannungen sind an Spannungsteilem 38 und 39 abgreifbar.Monostable multivibrators, for example, can be used as delay devices. The F i g. 2 shows an embodiment again, with reference to which a specific usable according to the invention delay device is to be described in detail, it denote 10, 11, 13, 14 and 15 already with reference to FIG. 1 described components ,. while 17 ' indicates the precision measuring counter of the device. The precision measuring counter in the present embodiment consists of a suitably dimensioned series connection of several bistable multivibrators 17a, 17b ... which are interconnected by internal negative feedback measures or otherwise in such a way that the counter 17 'counts according to a counting code in which a bistable multivibrator 17m is used, when the five hundredth pulse enters the meter, d. H. So with the display "0.5001", it tilts from one of its two stable positions into the other. Voltages controlled by the multivibrator 17m can be tapped at voltage dividers 38 and 39.

Mit 30 und 31 sind zwei Verstärker bezeichnet,_ denen eingangsseitig die dem Abgriff 2 entnehmbare bzw. zugeführte Wechselspannung zugeführt sind. Die Ausgangsspannungen der Verstärker 30 und 31 sind zwei Spannungskomparatoren 32 und 33 zugeführt, die zwei Eingänge aufweisen und an ihrem Ausgang immer dann einen Nadelimpuls erzeugen, wenn die an ihren Eingängen auftretenden Spannungen gleiche Momentanwerte aufweisen. 30 and 31 designate two amplifiers, to which the AC voltage that can be taken from or supplied to tap 2 is fed on the input side. The output voltages of the amplifiers 30 and 31 are fed to two voltage comparators 32 and 33 which have two inputs and always generate a needle pulse at their output when the voltages occurring at their inputs have the same instantaneous values.

Bei Meßwerten, die kleiner als der Zählerstand »500« des Zählers 17' sind, ist dem Komparator 32 über eine Leitung 34, die den Spannungsteiler 38 mit dem zweiten Eingang des Komparators verbindet, eine Gleichspannung zugeführt, die bewirkt, daß die vom Ausgang des Abgriffs 2 herrührende Meßwechselspannung über den Verstärker 30 am Ausgang des Komparators 32 einen Impuls erzeugt, der gegen den Nulldurchgang der Wechselspannung eine zeitliche Verschiebung von t +A t aufweist. Die am Spannungsteiler 39 abgegriffene Spannung bewirkt, daß bei diesem Zählergebnis am Ausgang des Komparators ein Nadelimpuls erzeugt wird, der gegen den Nulldurchgang der über den Verstärker 31 gelangenden Wechselspannung um den Betrag t zeitlich verzögert ist.In the case of measured values that are smaller than the count "500" of the counter 17 ' , a DC voltage is fed to the comparator 32 via a line 34 which connects the voltage divider 38 to the second input of the comparator Measurement alternating voltage originating from tap 2 generates a pulse via amplifier 30 at the output of comparator 32 which has a time shift of t + A t with respect to the zero crossing of the alternating voltage. The voltage tapped off at the voltage divider 39 has the effect that, with this counting result, a needle pulse is generated at the output of the comparator which is delayed by the amount t towards the zero crossing of the alternating voltage passing through the amplifier 31.

Bei Feinmeßwerten des Zählers 17', die größer als »500« sind, befindet sich der bistabile Multivibrator 17m in seiner anderen stabilen Lage, wodurch die Spannungen der Leitungen 34 und 35 vertauscht werden. Die Verzögerung der im Kanal 36 vorhandenen Nadelimpulse gegen die Nulldurchgänge der dem Komparator zugeführten Wechselspannung beträgt dann t, während im Kanal 37 vorhandene Nadelimpulse eine Verzögerung von t +A t gegen die Nulldurchgänge der dem Verstärker 31 entnommenen Wechselspanung aufweisen. Die Nadelimpulsfolgen der Leitungen 36 und 37 sind deshalb im Fall der Gleichphasigkeit der den beiden Verstärkern zu- geführten Wechselspannungen um den Betrag A t gegeneinander zeitlich verschoben. Je nach Zählcrgebnis des Zählers 17' werden jedoch entweder die Impulse der Leitung 36 oder die Impulse der Leitung 37 um den Betrag A t verzögert.In the case of fine measurement values of the counter 17 ' which are greater than "500" , the bistable multivibrator 17m is in its other stable position, as a result of which the voltages of the lines 34 and 35 are interchanged. The delay of the needle pulses present in channel 36 against the zero crossings of the alternating voltage fed to the comparator is then t, while needle pulses present in channel 37 have a delay of t + A t against the zero crossings of the alternating voltage taken from amplifier 31. The needle pulse sequences of lines 36 and 37 are therefore shifted in time relative to one another by the amount A t when the alternating voltages supplied to the two amplifiers are in phase. Depending on the counting result of the counter 17 ' , however, either the pulses on the line 36 or the pulses on the line 37 are delayed by the amount A t.

Auf Grund dieser Ausbildung wird die Zählzeit für den Zähler 13 entweder verlängert oder verkürzt. Von den absoluten Verzögerungszeiten der Komparatoren 32 und 33 ist man unabhängig, da die Meßzeit nicht durch die Verzögerungszeit t beeinflußt wird.Because of this training, the counting time for the counter 13 is either lengthened or shortened. One is independent of the absolute delay times of the comparators 32 and 33 , since the measuring time is not influenced by the delay time t.

Bei Anordnungen dieser oder ähnlicher Ausbildung ist es jedoch noch nachteilig, daß die Verzögerungszeiten von Spannungsamplituden abhängig sind.In the case of arrangements of this or a similar training, however, it is still disadvantageous that the delay times are dependent on voltage amplitudes.

Es ist deshalb abweichend vom beschriebenen Ausführungsbeispiel der F i g. 2 mit Vorteil möglich, derart vorzugehen, daß z. B. der Startimpuls des Grobzählers um den konstanten Betrag A t, z. B. durch RC-Glieder, verzögert wird. Der Grobzähler 13 wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch Mittel zur Voreinstellung derart ausgestattet, daß er bei Zählergebnissen des Feinzählers, die kleiner als »500« sind, bereits bei einem Zählerstand zu zählen beginnt, der einer Zählzeit von 2 A t entspricht oder aber bei Zählergebnissen, die größer als »500« sind, bei einem ZähIerstand »000«. Das heißt also, die Voreinstellung des Grobzählers wird so gewählt, daß zu Beginn des Grobzählvorgangs in Abhängigkeit vom Zählergebnis des Feinwertzählers entweder - zur Verkürzung des Zählintervalls - eine dem Zeitintervall 2 A t entsprechende Impulsanzahl eingestellt ist oder aber daß - zur Verlängerung des Zählzeitintervalls - bis zum Erreichen der Zählerstellung »000« noch eine Impulsanzahl, die der Zählzeit A t entspricht, zusätzlich zu zählen ist.It is therefore different from the exemplary embodiment described in FIG. 2 possible with advantage to proceed in such a way that, for. B. the start pulse of the coarse counter by the constant amount A t, z. B. by RC elements is delayed. In this exemplary embodiment, the coarse counter 13 is equipped with means for presetting in such a way that, in the case of counting results of the fine counter that are less than "500" , it starts counting at a count corresponding to a counting time of 2 A t , or in the case of counting results, that are greater than "500" with a counter reading of "000". This means that the presetting of the coarse counter is selected so that at the beginning of the coarse counting process, depending on the counting result of the fine value counter, either - to shorten the counting interval - a number of pulses corresponding to the time interval 2 A t is set or that - to extend the counting time interval - up to To reach the counter position "000" , a number of pulses that corresponds to the counting time A t must also be counted.

Diese Maßnahmen können selbstverständlich auch ohne Verzögerung des Startimpulses durchgeführt sein. Zum Beispiel kann in F i g. 1 der Zähler 17 mit dem Zähler 13 über eine zusätzliche Leitung verbunden sein, über die der Zählerstand des Zählers 13 entweder auf einen Zählerstand eingestellt ist, der der Zählzeit A t entspricht, oder aber auf einen Zählerstand, der kleiner als »000« ist und der Zeit -A t entspricht. Im ersten Fall wird das Zählzeitintervall fiktiv verkürzt, im zweiten Fall fiktiv verlängert. Derartige Maßnahmen sind einer tatsächlichen Verkürzung bzw. Verlängerung des durch je einen Start-und Stopimpuls begrenzten Zählzeitintervalls im Ergebnis äquivalent. Diese Anordnung arbeitet unabhängig von der Konstanz irgendwelcher Betriebsspannungen, und es wird dabei erreicht, daß das Zeitzählintervall für den Zähler bzw. das tatsächlich zur Anzeige gelangende Zählergebnis durch einen Stopimpuls gegeben ist, der um den Betrag ± A t verzögert ist.These measures can of course also be carried out without delaying the start pulse. For example, in FIG. 1, the counter 17 can be connected to the counter 13 via an additional line, via which the count of the counter 13 is either set to a count that corresponds to the counting time A t , or to a count that is less than "000" and corresponds to time - A t. In the first case the counting time interval is fictitiously shortened, in the second case it is fictitiously lengthened. Such measures are an actual shortening or lengthening equivalent to limited each by a start and stop pulse counting time in the result. This arrangement works independently of the constancy of any operating voltages, and it is achieved that the time counting interval for the counter or the counting result actually displayed is given by a stop pulse which is delayed by the amount ± A t.

Es soll abschließend bemerkt werden, daß neben einem Grob- und einem Feinzähler Zählmittel angeordnet werden können, die den Meßbereich des Feinzählers weiter unterteilen, so daß der Feinzähler im Bedarfsfall durch den ihm untergeordneten Zähler mit den erläuterten Mitteln ebenfalls korrigiert werden kann.It should finally be noted that in addition to a coarse and a Fine counter counting means can be arranged that the measuring range of the fine counter subdivide further so that the fine counter can be replaced by the subordinate if necessary Counter can also be corrected with the means explained.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Digitale Grob-Fein-Meßanordnung zur Erfassung einer Meßgröße, bestehend aus mindestens zwei Meß:vorrichtungen, von denen die eine zur Ermittlung eines Grobmeßwertanteils und die andere zur Ermittlung eines Feinmeßwertanteils derart dient, daß die Summe beider den Meßwert ergibt, und aus einer Vorrichtung zur selbsttätigen Korrektur der Anzeige der Grobmeßvoirichtung durch den Meßwert der Feinmeßvorrichtung, bei der mindestens der Grobanteil des Meßwertes durch ein Zeitintervall gegeben oder darsteHbar ist, dessen Länge durch eine Impulszählvorrichtung auszählbar ist, und bei der ferner Schaltmittel zur Beeinflussung der Zählzeit des Impulszählers der Grobmeßvorrichtung vorgesehen sind, insbesondere digitale Meßeinrichtung zur Ermittlung der Winkelstellung einer drehbar gelagerten Welle, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählzeit des Grobzählers (13) durch die Feinmeßvorrichtung (17) über die Schaltmittel(22, 23) bei Feinmeßwerten, die im unteren Meßbereich der Vorrichtung gelegen sind, in an sich bekannter Weise gedehnt und bei solchen, die im oberen Meßbereich dieser Vorrichtung liegen, gekürzt ist. Claims: 1. Digital coarse-fine measuring arrangement for detecting a measured variable, consisting of at least two measuring devices, one of which is used to determine a coarse measured value component and the other is used to determine a fine measured value component in such a way that the sum of both results in the measured value, and from a device for the automatic correction of the display of the coarse measuring device by the measured value of the fine measuring device, in which at least the coarse portion of the measured value is given or represented by a time interval, the length of which can be counted by a pulse counting device, and in which further switching means for influencing the counting time of the pulse counter the coarse measuring device are provided, in particular digital measuring device for determining the angular position of a rotatably mounted shaft, characterized in that the counting time of the coarse counter (13) by the fine measuring device (17) via the switching means (22, 23) for fine measured values which are in the lower measuring range of the Vorrich device are located, stretched in a known manner and shortened in those that are in the upper measuring range of this device. 2. Digitale Grob-Fein-Meßanordnung nach Anspurch 1, bei der der Grobmeßwert durch eine Impulszählvorrichtung, der während des Zählzeitintervalls die Zählimpulse eines Oszillators zugeführt sind, ermittelt und das Zählzeitintervall der Impulszählvorrichtung durch einen aus dem Grobmeßwert abgeleiteten Start- bzw. 2. Digital coarse-fine measuring arrangement according to claim 1, in which the coarse measured value is determined by a pulse counting device to which the counting pulses of an oscillator are supplied during the counting time interval and the counting time interval of the pulse counting device is determined by a start or counter value derived from the coarse measured value. Stopimpuls gesteuert ist, gekennzeichnet durch Verzögerungsvorrichtungen (22, 23) zum Verzögern der das Zählzeitintervall begrenzenden Start-und Stopimpulse. 3. Digitale Grob-Fein-Meßanordnung nach Anspruch 2, bei der auch die Feinmeßvorrichtung einen Impulszähler umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Start- oder Stopimpulse einwirkenden Verzögerungsvorrichtungen (22, 23) durch den Zählerstand der Feinmeßzählvorrichtung gesteuert sind. Stop pulse is controlled, characterized by delay devices (22, 23) for delaying the start and stop pulses limiting the counting time interval. 3. Digital coarse-fine measuring arrangement according to claim 2, in which the precision measuring device also comprises a pulse counter, characterized in that the delay devices (22, 23) acting on the start or stop pulses are controlled by the count of the precision measuring device. 4. Digitale Grob-Fein-Meßanordnung mit einem elektronischen, aus bistabilen Schaltelementen aufgebauten Impulszähler zur Ermittlung des Grobmeßwertes nach Anspruch 1, bei der das dem Grobmeßwert entsprechende Zählzeitintervall mit einer Zählgenauigkeit ausgezählt ist, die die Genauigkeit, mit der der Grobmeßwert angezeigt ist, übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Impulszähler (13) mit Mitteln zur Voreinstellung seines Zählerstandes bei Zählbeginn ausgestattet ist, und dadurch, daß die Voreinstellmittel durch den Feinmeßwert derart gesteuert sind, daß eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Zählergebnisses der Grobzählvorrichtung um ein Zählergebnis erfolgt, das dem Zeitintervall A t äquivalent ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 775 755; französische Patentschrift Nr. 1202 118. 4. Digital coarse-fine measuring arrangement with an electronic pulse counter constructed from bistable switching elements for determining the coarse measured value according to claim 1, in which the counting time interval corresponding to the coarse measured value is counted with a counting accuracy that exceeds the accuracy with which the coarse measured value is displayed , characterized in that the electronic pulse counter (13) is equipped with means for presetting its counter reading at the start of counting, and in that the presetting means are controlled by the fine measurement value in such a way that the counting result of the coarse counting device is increased or decreased by a counting result that is equivalent to the time interval A t. References considered: U.S. Patent No. 2,775,755; French patent specification No. 1 202 118.