DE1616374B1

DE1616374B1 - Anordnung zur Messbereichumschaltung bei einem digitalen Spannungsmesser

Info

Publication number: DE1616374B1
Application number: DE1968S0114324
Authority: DE
Inventors: Desmond Wheable
Original assignee: Solartron Electronic Group Ltd
Current assignee: Gemalto Terminals Ltd
Priority date: 1967-03-01
Filing date: 1968-02-27
Publication date: 1970-08-27
Also published as: FR1564758A; GB1213634A; US3617885A; SE343685B

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur und daß eine Einrichtung zur waMweisen Änderung Meßbereichumschaltung bei einem digitalen Span- der dem '.Impulszähler zugeführten Impulsfolgefrenungsmesser mit einer Integriereinrichtung, der unter quenz den in die Pividieranordnung eingeführten

der Steuerung einer Steuerschaltung zu Beginn des Divisor ändert. '· ■■- -

Meßvorganges während eines durch das Auftreten 5 Zur Meßbereichumschaltung kann die Dividiereiner vorgegebenen Anzahl von Taktimpulsen eines anordnung von der Steuerschaltung derart beeinflußt Taktimpulsgebers vorbestimmten Äbtastintervalls die werden, daß die Impulsfolgefrequenz bei anhegender analoge Eingangsspannung zugeführt wird, worauf Eingangsspannung, also beim Spannungsanstieg am die Ausgangsspannung der Integriereinrichtung aus- . Ausgang der Integriereinrichtung und bei anhegender gehend von einem Bezugswert ansteigt, und der an- io Vergleichsspannung, also bei abfallender Ausgangsschließend während eines Meßintervalls eine, von einer spannung, verschieden ist. Wenn man also das Ver-Vergleichsspannungsquellestammende Vergleichsspan- hältnis der Impulsfolgefrequenz beim Anstieg und nung derart zugeführt wird, daß die Ausgangsspän- ~ beim Abfall ändert, dann wird auch der Meßbereich nung der Integriereinrichtung abfällt, und mit einem geändert.

Impulszähler, der mit dem Beginn des Spannungs- 15 Vorzugsweise wird die Impulsfolgefrequenz während

abfalls an der Integriereinrichtung die vom Täktim- des Anstiegintervalls vermindert,

pulsgeber stammenden Taktimpulse so lange zählt, Die Änderung der dem Zähler zugeführten Impuls-

bis beim Abfall der Spannung auf den Bezugswert folgefrequenz braucht nicht in demjenigen Äugenblick

ein der Integriereinrichturig nachgeschalteter Bezugs- vorgenommen zu werden, bei dem der Anstieg in

wertdetektor über die Steuerschaltung dem Impuls- 20 den Abfall übergeht. Eine Impulsfolgefrequenzände-

zähler zur Beendigung des Meßintervalls anhält. rung kann vielmehr zu einem oder zu mehreren vor-

Das Verhältnis einer Eingangsspannung V zu einer gegebenen Taktimpulszählwerten während des Abfalls A

Vergleichsspannung U verhält sich dabei wie das Ver- stattfinden. In diesem Fall ergibt sich eine nichtlineare -

hältnis der während des Spannungsabfalls am Aus- Abhängigkeit zwischen V und N, so daß man auf

gang der Integriereinrichtung gezählten Anzahl von *5 diese Weise eine nichtlineare Messung linearisieren

Taktimpulsen N zu der während des Spannungs- kann. Ist beispielsweise V eine nichtlineare Funktion

anstiege am Ausgang der Integriereinrichtung auf- einer Variablen, dann kann man den Spannungsmesser

tretenden vorbestimmten Anzahl von Taktimpulsen M. , linearisieren und eine lineare Abhängigkeit zwischen

Da alle Größen außer der Eingangsspannung bekannt N und-"der Variablen erzeugen,

sind, kann diese gemessen werden. Die Vorteile eines 30 Die Erfindung soll an Hand von Figuren beschrieben

derartigen Spannungsmessers mit einer Anstieg-und werden.

Abfallfunktion sind darin zu sehen, daß die duale Fi g. !zeigt das Blockschaltbild einer Ausführungs-Funktion, also die Anstieg- und Abfallfunktion, von form nach der Erfindung;
demselben Verstärker erzeugt wird, so daß sich durch F i g. 2 ist ein Zeitdiagramm;
Nichtlinearitäten hervorgerufene Fehler ausgleichen 35 F i g. 3 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild einer und lediglich ein Zähler notwendig ist. Äusführungsform nach der Erfindung;

Die Ausdrücke »Anstiegfunktion« und »Abfall- Fig. 4 ist das Blockschaltbild eines linearisierten

funktion« können sowohl auf eine positiv gerichtete digitalen Spannungsmessers.

als auch auf eine negativ gerichtete Spannung bezogen Bei dem in F i g. 1 gezeigten Blockschaltbild ist

werden. Bei einer negativ gerichteten Spannung würde 40 eine Eingangsklemme 10 über einen Eingangsver-

der Abfall oder die Äbfallfunktion in positiver Rieh- stärker 12 und einen Halbleiterschalter 14 sowie einen

rung zunehmen. Eihgängswiderstand16 an einen Integrierverstärker 18

Die Erfindung befaßfcsich mit der Bereichumschal- mit einem Rückführkondensator 20 angeschlossen. i

rung eines digitalen'Spannungsmessers. Ein der- Dem Integrierverstärker ist ein Nulldetektor 22, bei- ™

artiger Spannungsmesset muß nämlich im allgemeinen 45 spielsweise ein Schmitt-Trigger, nachgeschaltet. Das

mehr als einen Spannungsmeßbereich aufweisen. Ausgangssignal des Nulldetektors ist einem der Ein-

Bei den bekannten Spannungsmessern, die eine gänge einer Steuerschaltung 24 zugeführt, die den duale Funktion benutzen, wird die Bereichumschal- Schalter 14 betätigt. Die Steuerschaltung 24 ist ferner tung durch das Einschalten von verschieden großen ,an einen Zähler 26 angeschlossen, an dessen Eingang Eingangswiderständen Vorgenommen. Dabei ist ein 50 28 Taktimpulse gelegt werden. Der Zählerstand wird einziger geeichter Bereich vorhanden. Die Genauigkeit in_einem Anzeigegerät 30 decodiert und angezeigt,
der anderen Meßbereiche hängt von der Genauigkeit Obwohl der bis jetzt beschriebene Schaltungsteil der benutzten Eingangswiderstände ab« Die Wider- des Spannungsmessers bekannt ist, soll die Betriebsstandswerte dieser Widerstände können sich jedoch weise kurz geschildert werden. Wie aus Fig. 2 herändern, beispielsweise- in Abhängigkeit -von- der 55. vorgeht, setzt eül·Rückstellimpüls 32 den Zähler 26 Temperatur oder mit dem Alter, so daß die Genauig- zum Zeitpunkt t₀ auf Null zurück. Die Rückflanke keit des Meßgerätes beeinträchtigt wird. Ferner treten dieses Impulses betätigt zur Zeit t_x über die Steueran den Relaiskontakten, die zum Einschalten der schaltung 24 den Schalter 14. Damit wird die Eingangsverschiedenen Eingangswiderstände benutzt werden, spannung F dem Integrierverstärker 18 zugeführt und thermisch erzeugte Spannungen auf. 60 die Anstiegfunktion 34 mit einer der Eingangsspan-

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die nung V proportionalen Steigung am Ausgang des genannten Schwierigkeiten zu beseitigen und gleich- Integrierverstärkers 18 erzeugt. Während dieses Interzeitig dabei eine nichtlineare Abhängigkeit zwischen valls wird der Zähler 26 bis zum Überlauf weiterder Eingangsspannung V und der Anzahl der Takt- geschaltet, beispielsweise bis 19 999. Der folgende impulse N zu erreichen. 65 Taktimpuls setzt zum Zeitpunkt t_% den Zähler auf

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch NuU. zurück und veranlaßt, daß die Steuerschaltung

gelöst, daß eine Dividieranordnung zwischen den den Schalter 14 betätigt, um an Stelle der Eingangs-

Taktimpulsgeber und den Impulszähler geschaltet ist spannung die Vergleichsspannung U einer Vergleichs-

Spannungsquelle 38 dem Integrierverstärker 18 zuzuführen. Der Zähler beginnt wieder zu zählen, und die Vergleichsspannung U erzeugt eine Abf allfunktion 36, deren Steigung der Vergleichsspannung U proportional ist. Zum Zeitpunkt t₃ ist die Ausgangsspannung des Integrierverstärkers auf Null zurückgekehrt, und die Messung ist beendet Der Nulldetektor 22 teilt dies der Steuerschaltung mit, worauf diese den Zähler 26 anhält. Die im Zähler 26 gespeicherte Zahl, die vom Anzeigegerät 30 angezeigt wird, stellt ein Maß für die Eingangsspannung V dar. Dabei gilt die Beziehung JV = MVjU, wobei M die vorgegebene Anzahl von Impulsen ist, die in der Zeit von ^₁ bis i₂ gezählt wurden. Ferner wird dabei angenommen, daß der Verstärker 12 einen Verstärkungsgrad von eins hat. Die Vergleichsspannung U kann der Eingangsspannung V entgegengerichtet sein. Beide Spannungen können aber auch dasselbe Vorzeichen haben, wobei die Spannung U dem Integrierverstärker derart zugeführt wird, daß sie der Eingangsspannung V entgegengerichtet ist; So können die beiden gleichgerichteten Spannungen beispielsweise den beiden Eingängen eines Differenzverstärkers zugeführt werden.

Um eine zitterfreie Anzeige zu gewährleisten, wird der Impuls 32 mit der Netzfrequenz synchronisiert und die Zeitspanne I₂-I₁ derart bemessen, daß sie einem ganzzahligen Vielfachen der Netzwechselstromperiode ist. Vorzugsweise wird sie gleich der Netzwechselstromperiode gewählt, also gleich 20 Millisekunden bei einer Netzwechselstromfrequenz von 50 Hz. Diese Maßnahme ist an sich bekannt.

Bei bekannten Spannungsmessern werden die verschiedenen Meßbereiche durch Änderung des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers 12 erreicht. Hierzu wird ein Bereichschalter benutzt, der verschiedene Widerstände einschaltet, um das Verhältnis von Rückführwiderstand zu Eingangswiderstand des Operationsverstärkers 12 zu ändern. Bei einem begrenzten, durch den dynamischen Bereich des Verstärkers vorgegebenen Eingangsspannungsbereich ist es nach der Erfindung möglich, die durch diese Art der Meßbereichumschaltung hervorgerufenen Fehler auszuschalten. Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen werden die dem Eingang 28 des Zählers 26 zugeführten Impulse nicht direkt am Taktimpulsgeber 40 abgenommen, sondern über eine Anordnung aus Dividierschaltungen 42 und 44 sowie aus Schaltern S₁,- S₂ und S₃ dem Zähler 26 zugeführt. Bei den Dividierschaltungen handelt es sich um Dekadenteiler, da man im allgemeinen die Dekadenbereiche umschaltbar macht. In der folgenden Tabelle sind die Impulsfrequenzen an der Klemme 28 für drei verschiedene Schalterstellungen I, II und III dargestellt:

Frequenz	St	1 2	S*	Schalterstellung
1:1 1:10 1:100	1 2 2	1 2 3	I II III

Die Frequenz des Impulsoszillators 40 ist zehnmal höher als bei einem herkömmlichen Spannungsmesser. Zur Spannungsmessung im geeichten Bereich des Spannungsmessers dient die Schaltereinstellung II, so daß die an der Klemme 28 auftretenden Impulse eine herkömmliche Frequenz von beispielsweise 20 000 Impulsen in 20 Millisekunden haben, was einer Frequenz von 1 HMz entspricht. Damit ergibt sich der oben beschriebene Meßbereich JV = MVjU.

Zur Messung in einem Bereich, der ein Zehntel dieses Grundbereichs beträgt, wird die Einstellung Il bis zum Zeitpunkt t₂ und danach die Einstellung I benutzt. Zu diesem Zweck werden die Schalter S₁, S₂ und S₃ ebenfalls von der Steuerschaltung 24 betätigt, wie es durch die gestrichelt eingezeichneten Linien 46 angedeutet ist. Dsr Einfachheit halber sind in der

ίο Fig. 1 mechanische Schalter gezeigt, obwohl es sich in Wirklichkeit um Halbleiterschalter handelt, die eine wesentlich höhere Schallgeschwindigkeit als mechanische Schalter aufweisen.

In dem von t₂ bis t₃ reichenden Zeitraum werden daher lOmal soviele Impulse gezählt wie beim Grundmeßbereich, und die Spannungsmesserempfindlichkeit wird um das Zehnfache erhöht. Es gilt dann die Beziehung N = IQMVjU. In ähnlicher Weise erreicht man eine Bereichvergrößerung um 100, indem man bis zur Zeit t₂ die Einstellung III und danach die Einstellung I benutzt. Hierbei ergibtsich JV=100 MVjU.

Die geeichte Genauigkeit des Grundbereichs kann

in allen Meßbereichen aufrechterhalten- werden, da es sich bei den Dividierschaltungen 42 und 44 um digitale Einrichtungen handelt, und zwar vorzugsweise um Halbleiterschaltungen.

Ein beachtlicher Vorteil wird darin gesehen, während des eigentlichen Meßintervalls t₂ bis t₃ eine höhere Impulsfolgefrequenz als während des Abtastintervalls t_x bis t₂ zu benutzen, unabhängig davon, ob Dividierschaltungen zur Meßbereichumsehaltung benutzt werden oder nicht. Dieser Vorteil ist in der höheren Betriebs'geschwindigkeit des Spannungsmessers zu suchen. Wie es bereits erwähnt wurde, soll das Abtastintervall der Netzfrequenzperiode von beispielsweise 20 Millisekunden oder einem Vielfachen der Netzfrequenzperiode entsprechen, um eine maximale Serienstörunterdrückung zu erhalten. Bei einem bekannten Spannungsmesser ist das Meßintervall beim vollen Anzeigewert gleich dem Abtastintervall, so daß sich eine gesamte Analog-Digital-Umsetzzeit von mindestens 40 Millisekunden ergibt. Beim praktischen Messen kann man etwa nur alle 60 Millisekunden einen Abtastzyklus auslösen, d. h., man erhält etwa 70 Ablesungen pro Sekunde. Nach der Erfindung wird das Meßintervall verringert, ohne dabei die numerische Auflösung des Spannungsmessers zu beeinträchtigen. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die Taktimpulsfrequenz während des Meßintervalls erhöht wird. Die Spannung U muß um den gleichen Faktor erhöht werden, um die Abf allfunktion 36 innerhalb der Zählkapazität des Zählers auf Null zu bringen.

Benutzt man beispielsweise einen durch 4 teilenden Teiler, dann beträgt die gesamte Umsetzzeit [20+(20/4) J = 25 Millisekunden. Auf diese Weise kann man sehr leicht alle 40 Millisekunden einen Abtastzyklus auslösen, d. h. 25 Ablesungen pro Sekunde.
In F i g. 3 sind die Einzelheiten des in Fi g. 1 dargestellten Spannungsmessers gezeigt. Die Steuerschaltung 24 enthält im wesentlichen einen Taktgeber 50, der die Impulse 32 beispielsweise mit einer Frequenz von 25 Hz liefert, ferner mit einer bistabilen Kippstufe 52 sowie mit UND-Gliedern Gl, GIa, Gib und G3, die zusammen mit Meßbereichschaltern S4a bis S4d die Funktion der Schalter 1S₁, S₂ und S₃ übernehmen.
Die Impulse 32 vom Taktgeber 50 führen die Null-

rückstellung am Zähler 26 und am Integrierverstärker 18 aus, indem sie einen dem Kondensator 20 parallelgeschalteten Feldeffekttransistor 54 und einen an Masse und den Eingang des Integrierverstärkers 18 angeschlossenen Transistor 56 in den leitenden Zustand bringen. . ■ ■

Jedesmal, wenn der Zähler 26 in den Nullzustand zurückkehrt, ändert die bistabile Kippstufe 52 ihren Zustand. Wenn der Zähler von einem Impuls 32 auf Null zurückgesetzt wird, dann schaltet die bistabile iq Kippstufe 52 in einen solchen Zustand, daß an der Leitung 80 ein Impuls auftritt, der den Feldeffekttransistor 14 a einschältet, so daß die Eingangsspannung V zum Integrierverstärker 18 gelangt. Wenn der Zähler 26 zum. Zeitpunkt t₂ überläuft, also auf Null zurückschaltet, dann schaltet die bistabile Kippstufe in einen solchen Zustand, daß an der Leitung 81 ein Impuls auftritt und der Feldeffekttransistor 14Z» in den leitenden Zustand geschaltet wird. Jetzt gelangt die Spannung U zum Verstärker 18. Die Feldeffekttransistoren 14a und 14Z> bilden zusammen den in Fig. 1 gezeigten Schalter 14. Der Nulldetektor 22 steuert ein UND-Glied 58, über das die Taktimpulse von einer Leitung 60 zum Zähler 26 gelangen. Die Impulse auf der Leitung 60 kommen entweder direkt Über das UND-Glied Gl vom Oszillator 40 (10 MHz) oder über die UND-Glieder G2a oder Gib von der Dividiersehaltung 42 (IMHz) oder über das UND-Glied (?3 über beide Dividiersehaltungen 42 und 44 (100 kHz). Welches dieser UND-Glieder geöffnet ist, hängt von den Signalen auf den Leitungen 80 und 81 sowie von der Stellung des Bereichschalters S4 a bis SAd ab..

Dsr Bereichschalter hat vier mechanisch miteinander gekuppelte Kontaktarme S4a, S4b, S4c und S4d.Dieser 4polige Schalter kann drei Stellungen Rl, Rl und R3 einnehmen. Diese Stellungen entsprechen dem Grundmeßbereich, einem Zehntel des Grundmeßbereichs und einem Hundertstel des Grundmeßbereichs. Die Kontaktarme S4a und S4b dienen zur Verteilung der Impulse an den Leitungen 81 und 80. Die Kontaktarme S4c und S4d dienen zum Anlegen von überdeckenden, positiven Sperrsignalen an die UND-Glieder,

• Für die einzelnen Meßbereiche nimmt die Steuerschaltung die folgenden Einstellungen I, II und III vor:

S4a

S4b S4c

S4d

Einstellung

Grundbereich Rl -' 1. Anstieg (t_t~ Q
2. Abfall (t_z-t₃)

Vio-Bereich Rl

1. Anstieg

2. Abfall

i/ioo-Bereich R3

1. Anstieg

2. Abfall

GIa gesperrt
GIa offen

Gl gesperrt
Gl offen

G2& offen G2Z> gesperrt

Gib offen Gib gesperrt

G3 offen G3 gesperrt Gl
Gl

gesperrt
gesperrt

G2a gesperrt
G2a gesperrt

G2a -gesperrt
G2fl gesperrt

G3 gesperrt
G3 gesperrt

Gib gesperrt
Gib gesperrt

II
II

II
I

III
I

Das Umschalten der Impulsfolgefrequenz auf der Leitung 60 braucht nicht zum Zeitpunkt t_z zu geschehen. Wenn das Umschalten zu einem oder zu mehreren Zeitpunkten nach dem Zeitpunkt t₂ erfolgt und diese Zeitpunkte durch den Zählerstand des Zählers 26 bestimmt werden, dann erhält man eine vorgegebene, nichtlineare Beziehung zwischen N und V. Die Fi g. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Umschalten zu einem anderen Zeitpunkt als dem Zeitpunkt t₂ erfolgt. -

Bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung nimmt die bistabile Kippstufe 52 zum Zeitpunkt t_z keine Änderung der Impülsfolgefrequenz auf der Leitung 60 vor. Außer der bistabilen Kippstufe 52 ist eine weitere bistabile Kippstufe 62 vorgesehen. Von einem Impuls 32 wird die bistabile Kippstufe 62 in einen solchen Zustand gebracht, daß eine UND-Schaltung 64 öffnet und es gestattet, daß Impulse direkt vom Impulsgeber 40. zur Leitung .60 gelangen können. Wenn die bistabile Kippstufe 62 in ihren anderen Zustand gesetzt wird, dann sperrt die UND-Schaltung 64, und eine UND-Schaltung 66 öffnet, so daß über eine Dividierschaltung 68, die einen vorgegebenen Divisor aufweisen kann, Impulse zur Leitung 60 gelangen. Diese Einstellung der bistabilen Kippstufe 62 findet dann statt, wenn der Zähler 26 einen vorgegebenen Zählerstand erreicht hat. Damit dies jedoch nur beim Abfall der Spannung am Integrierverstärker 18 stattfindet, ist an den einen Eingang der bistabilen Kippstufe 62 ein UND-Glied 70 mit mehreren Eingängen angeschlossen, von denen einer mit der Leitung 81 von der bistabilen Kippstufe 52 verbunden ist.

An den anderen Eingängen des UND-Gliedes 70 tritt ein Signal nur auf, wenn der Zähler 26 den vorgegebenen Zählerstand erreicht hat. Damit man diesen Zählerstand wahlweise einstellen kann, ist der Zahler mit einem Binär-Dezimal-Umsetzer 72 verbunden, dessen Ausgangssignale für jede von drei Dekaden durch einstellbare Einzelschalter 1S₅, S₆ und Sy; eingestellt werden können, die die übrigen Eingangssignale für das UND-Glied 70 bilden. Im praktischen Fall können der.Umsetzer oder Decodierer 72 und das Decodierer- und Anzeigegerät 30 zu einer einzigen Baueinheit zusammengefaßt werden.

Die Anstieg- bzw. Abfallfunktion 34 und 36 werden in der gleichen Weise erzeugt, wie es im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Zum Zeitpunkt t₂ beginnt der Zähler 26 zu zählen, und zwar 10-MHz-Taktimpulse, bis er die von den Schaltern S₅, S₆ und S₇ eingestellte Zahl erreicht hat. Danach zählt der Zähler 26 bis zum Zeitpunkt t₃ mit einer verminderten Impulsfolgefrequenz weiter, die von der einstellbaren Dividiersehaltung 68 bestimmt ist. Dazu ist es allerdings nicht notwendig, daß die Taktimpulsfrequenz auf der Leitung 60 vermindert wird. Die Steuerschaltung kann derart abgeändert werden, daß eine Frequenzerhöhung stattfindet, wenn der vorbestimmte Zählerstand erreicht worden ist. Die Anstieg- und Abfallfunktion 34 und 36.bleiben linear. Lediglich das Verhältnis zwischen 2V und V wird nichtlinear.

Der ausgewählte Zählerstand bestimmt den Brechungspunkt in der nichtlinearen Funktion von N und V. Außer diesem einen Brechungspunkt kann man mehrere Brechungspunkte entsprechend den im Zusammenhang mit der Schaltung nach F i g. 4 aufgezeigten Maßnahmen vorsehen. Für jeden Brechungspunkt sind einstellbare Einzelschalter S₅, S₆ und S₇ und ein dazugehöriges UND-Glied 70 sowie eine bistabile Kippstufe 62 vorzusehen. Ferner müssen die Dividierschaltung 68 und die UND-Glieder 64 und 66 durch eine verwickeitere Anordnung ersetzt werden, die die verschiedenen notwendigen Divisoren auswählt, wenn die bistabilen Kippstufen 62 aufeinanderfolgend gesetzt werden.

Bei der Schaltung nach F i g. 3 wird die Impulsfolgefrequenz an der Leitung 60 lediglich zum Zeitpunkt i₂ umgeschaltet, und bei der in F i g. 4 gezeigten Schaltung wird die Impulsfolgefrequenz lediglich bei einem Brechungspunkt umgeschaltet, der dem Zeitpunkt t₂ folgt. Die im Zusammenhang mit den F i g. 3 und 4 beschriebenen Maßnahmen können kombiniert werden, so daß sowohl zum Zeitpunkt t₂ ein Umschalten, beispielsweise zur Meßbereichänderung, als auch nach dem Zeitpunkt t₂ ein oder mehrere Umschaltpunkte auftreten, und zwar bei einem oder mehreren Brechungspunkten, beispielsweise um eine nichtlineare Beziehung zwischen N und V herzustellen.

Grundsätzlich könnte man auch eine nichtlineare Beziehung zwischen N und V durch Umschalten der Impulsfolgefrequenz auf der Leitung 60 bei einem oder bei mehreren Brechungspunkten während des Anstiegintervalls ^₁ bis i₂ erzeugen.

Claims

Patentansprüche: 35

1. Anordnung zur Meßbereichumschaltung bei einem digitalen Spannungsmesser mit einer Integriereinrichtung, der unter der Steuerung einer Steuerschaltung zu Beginn des Meßvorganges während eines durch das Auftreten einer vorgegebenen Anzahl von Taktimpulsen eines Taktimpulsgebers vorbestimmten Abtastintervalls die analoge Eingangsspannung zugeführt wird, worauf die Ausgangsspannung der Integriereinrichtung ausgehend von einem Bezugswert ansteigt, und der anschließend während eines Meßintervalls eine von einer Vergleichsspannungsquelle stammende Vergleichsspannung derart zugeführt wird, daß die Ausgangsspannung der Integriereinrichtung abfällt, und mit einem Impulszähler, der mit dem Beginn des Spannungsabfalls an der Integriereinrichtung die vom Taktimpulsgeber stammenden Taktimpulse so lange zählt, bis beim Abfall der Spannung auf den Bezugswert ein der Integriereinrichtung nachgeschalteter Bezugswertdetektor über die Steuerschaltung den Impulszähler zur Beendigung des Meßintervalls anhält, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dividieranordnung (42, 44 bzw. 68) zwischen den Taktimpulsgeber (40) und den Impulszähler (26) geschaltet ist und daß eine Einrichtung (S₁, S₂, S₃ bzw. S₄ bzw. 62) zur wahlweisen Änderung der dem Impulszähler (26) zugeführten Impulsfolgefrequenz den in die Dividieranordnung (42, 44 bzw. 68) eingeführten Divisor ändert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (24) die den Divisor ändernde Einrichtung (S₁, S₂, S₃) steuert und die Änderung des Divisors in demjenigen Augenblick veranlaßt, zu dem die Ausgangsspannung der Integriereinrichtung vom Anstieg in den Abfall übergeht.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Divisor ändernde Einrichtung eine mehrere Stellungen aufweisende Bereichstelleinrichtung (.S₄) enthält, die zur Bereitstellung von verschiedenen Divisoren für verschiedene Stellungen im Anstiegintervall und bzw. oder im Abfallintervall der Ausgangsspannung der Integriereinrichtung die den Divisor ändernde Einrichtung (Gl, GI, G3) beeinflußt, so daß bei den verschiedenen Stellungen der Bereichstelleinrichtung (S₄) während des Anstieg- und Abfallintervalls Taktimpulse mit verschiedenen Impulsfolgefrequenzverhältnissen dem Zähler (26) zugeführt werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Divisor ändernde Einrichtung (68) auf den Impulszähler (26) anspricht, um den Divisor mindestens zum Zeitpunkt eines Brechungspunktes zu ändern, der einem besonderen Zählerstand des Zählers (26) entspricht.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (52, 70) die Änderungen des Divisors auf das Anstiegintervall oder vorzugsweise auf das Abfallintervall der Ausgangsspannung der Integriereinrichtung beschränkt.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (72, S₅, S₆, S₁) wahlweise den besonderen Zählerstand festlegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 009 535/115