DE1773694B2 - Schaltanordnung zur bestimmung von korrigierten messgroessen - Google Patents

Description

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nem UND-Gatter — mit dem digitalen Meßwert- zeugt und der Zähler zurückgesetzt wird. Das Be-

signal kombiniert wird. Die eigentliche Multiplikation zugszeichen 4 bezeichnet eine Torschaltung, die

wird somit im wesentlichen dadurch durchgeführt, durch Anlegen des Ausgangsimpulses von dem Re-

daß eine bestimmte Anzahl von Impulsen aus dem ferenzzähier 3 an der Klemme 41 betätigt wird, um

digitalisierten Korrekturwert entsprechend dem digi- 5 für eine konstante Zeitdauer einen Durchgang zwi-

talen Meßsignal herausgeschnitten wird. Da bei die- sehen den Klemmen 42 und 43 zu gestatten, und das

sem Herausschneiden von Impulsen aus einem Im- Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Spannungs-Impuls-

pulszug die Meßgenauigkeit sehr stark in Mitleiden- frequenz-Umsetzer, der auf die Einheitsgröße an-

schaft gezogen würde, wird dieses Multiplikations- spricht, die durch das temperaturempfindliche Wi-

signal in Form eines Korrektursignals erneut mit dem io derstandselement in Form einer Spannung erzeugt

eigentlichen Meßsignal durch Addition bzw. Sub- wird, um Impulssignale mit einer der Spannung pro-

traktion kombiniert. Da diese Addition oder Sub- portionalen Folgefrequenz zu erzeugen. Der Umset-

traktion mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden zer ist mit der Eingangsklemme 42 verbunden. Das

kann und da das Korrektursignal nur einen geringen Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Impulssubtrahier-

Teil des eigentlichen Meßsignals aasmacht, ist die 15 schaltung, deren eine Eingangsklemme 61 mit dem

endgültige Multiplikationsgenauigkeit zufriedenstel- Ausgang der Impulsvervielfacherschaltung 2 und de-

!end hoch. Wenn z. B. angenommen wird, daß bei ren "andere Eingangsklemme 62 mit dem Ausgang

der digitalen Multiplikation ein Fehler von 10°/o auf- der Torschaltung verbunden ist. Diese Subtrahier-

iritt und daß das Korrektursignal nur etwa 10° ο des schaltung subtrahiert die Impulssignale an der Ein-

cicentlichen Meßsignals ausmacht, dann ergibt sich 20 gangsklemme 62 von den Impulssignalen, die an der

ein endgültiger Fehler des Ausgangssignals von nur Eingangsklemme 61 zugeführt werden.

i" ο. Angenommen, daß der Einheitsimpuls σ, der für

Im allgemeinen erscheint es als zweckmäßig, wenn jede Werteinheit einer gemessenen Flüssigkeit ab-

dem Steuereingang der Torschaltung ein Festwert- gegeben wird, eine Folgefrequenz von J_x Hz hat, die

:ähler vorgeschaltet ist, welcher jeweils nach Zählung 25 Flüssigkeit eine Temperatur von f° C und einen Kor-

emer vorgegebenen Anzahl von Meßwerümpulsen rekturf aktor λ hat, dereine für jede gemessene Flüssig-

s.inen Steuerimpuls abgibt. keit spezifische Konstante ist und einen Faktor dar-

Um die Meßgenauigkeit noch weiter zu verbessern, stellt, der mit einer gemessenen Durchflußmenge mul-

erscheint es als zweckmäßig, wenn die digitalen Meß- tipliziert wird, um sie in ein Volumen bei einer

Y\\.-rtsignale über einen Impulsvervielfacher geleitet 30 Normaltemperatur I_n °C umzuwandeln, dann besteht

sind. folgende Beziehung für die gewünschte Umrechnung

Um mit Hilfe einer derartigen Schaltanordnung

ebenfalls einen Momentanwert ablesen zu können, f_c _ y _ _Λ (,. _ /_o)
erweist es sich als zweckmäßig, wenn zusätzlich ein

Integrator mit einem daran angeschobenen Druck 35 _ / q ι _Λ , \ . h —-

sowie eine Einrichtung zur Anzeige des Momentan- \ 1 + λ
wertes vorgesehen sind.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand von Aus- / β·τ\

l'ührungsbeispielen näher erläutert und beschrieben Λ =/i (1 + ^Λ Ό) ' (l — —~—I Π

werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen 40 ^ '
ist. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisohes Schaltdiagramm einer IL'JL ^J- \\\

ersten Ausführungsform der Erfindung und N 1 + <x i₀

F i g. 2 ein schematisches Schaltdiagramm einer

zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung. 45 wobei /_f die Folgefrequenz der Impulse angibt, die

In dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Durchflußmenge darstellen, wenn sie in jene bei

ist die Meßgröße die Durchflußmenge eines Strö- der Normaltemperatur t_n ⁰C umgewandelt ist. Die

mungsmessers. Der Einheitsimpuls a, dev von einem Gleichung I enthält den Ausdruck Z₁ (1 + α f„), der

Strömungsmesser geliefert wird, und die Einheits- gewonnen wird, wenn die Folgefrequenz der Ein-

größe b, die von einem temperalurempfindlichen Wi- 50 heitsimpulse α mit einem Faktor (1 + αί₀) multipli-

derstandselement 1 erzeugt wird, das in der Lage ist, ziert wird. Dies wird durch die Impulsvervielfacher-

einen temperaturabhängigen physikalischen Umrech- schaltung 2 bewirkt. Es dürfte klar sein, daß die Ver-

nungskoeffizienten abzugeben, der eine funktioneile Vielfacherschaltung weggelassen werden kann, wenn

Beziehung zu der Durohflußmenge einer Flüssigkeit I₀ = 0 ist. Der Ausdruck, der

hat, die in einem entsprechenden Wert bei einer Nor- 55

maltemperatur gemessen wird, werden beide in eine « t

Rechenschaltung c zum Berechnen der Durchfiuls- ~l~+ cn t

menge bei der Normaltemperatur eingegeben und die °

umgerechnete Durchflußmenge wird durch eine Inte- umfaßt, kann gewonnen werden durch Multiplikation

griereinrichtung d integriert. 60 des Ausgangssignals der Vervielfacherschaltung 2

In der Rechenschaltung c bezeichnet das Bezugs- mit dem Korrekturfaktor und der Flüssigkeitstempezeichen 2 eine Impulsvervielfaoherschaltung, die die ratur ( und durch Division des Produktes durch Folgefrequenz der Einheitsimpulse α mit einem kon- (1 4- a f₀).

stanten Faktor multipliziert. Das Bezugszeichen 3 be- Um diese arithmetische Operation auszuführen, zeichnet einen Referenz- oder Festwertzähler, der 65 wird die durch das temperaturempftndliche Widerdie Ausgangsimpulse von der Impulsvervielfacher- Standselement 1 erzeugte Einheitsgröße dem Spanschaltung 2 zählt, bis ein bestimmter Zählerstand er- nungs-Impulsfrequenz-Umsetzer 5 zugeführt, der Imreicht ist, worauf ein einziger Ausgangsimpuls er- pulssignale mit einer Folgefrequenz /, erzeugt, die

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proportional der Flüssigkeitstemperatur ist. Die Pro- 24 liefert, wird letztere geöffnet, um den Durchgang

portionalitätskonstante wird durch die Konstante der Korrekturgröße von dem Analog-Digital-Um-

setzer 22 zu der unmittelbar folgenden Produktbil-

dungsschaltung oder Addier-Subtrahierschaltung 25

1 + * Ό 5 zu ermöglichen. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet und einen Zählerstand N in dem Referenzzähler 3 eine Schaltung, die den momentanen Wert der bestimmt. Durchflußmenge in den Intervallen zwischen aufein-Die Konstante wird so bestimmt, daß Jedesmal, anderfolgenden, durch die Impulsformerschaltung 7 wenn die Torschaltung 4 für eine Dauer τ durch An- verteilten Einheitsimpulsen für die Anzeige in einem legen des Ausgangsimpulses von dem Referenzzäh- io Meßinstrument 27 feststellt und als Tor für jeden ler 3 an die Eingangsklemme 41 des Tores geöffnet Anteil dient, z. B. jedes Zehntel des Gesamtbereiches ist an der Ausgangsklemme 43 des Tores Impulse in der durch den Strömungsmesser überdeckten Durcheiner Anzahl erzeugt werden, die proportional dem flußmenge, um Änderungen zwischen Instrumenten Produkt aus der Flüssigkeitstemperatur und dem zu kompensieren. Das Bezugszeichen 28 bezeichnet Korrekturfaktor ist. Die Impulssignale, die an der 15 eine Gatter-Schaltung, die ermöglicht, daß für jedes Ausgangsklemme 43 der Torschaltung 4 auftreten, von der Impulsformerschaltung 7 verteiltes Impulswerden in der Impulssubtrahierschaltung 6 von den signal die Kompensationsgröße für die Instrumenten-Ausgangsimpulsen subtrahiert, die durch die Impuls- änderung, wie sie von der Schaltung 26 abgeleitet vervielfacherschaltung 2 geliefert werden. Wenn der wird, zu der Produktbildungs- oder Addier-Subtra-Referenzzähler 3 auf einen Zählerstand N eingestellt 20 hierschaltung 25 geleitet wird.

ist, der eine durch die Schaltungsanordnung be- Im Gebrauch wird der Koeffizient der räumlichen stimmte Konstante ist, erzeugt der Referenzzähler 3 Ausdehnung der gemessenen Flüssigkeit vorher bejedesmal, wenn sioh die Zahl der Ausgangsimpulse rechnet oder auf andere Weise bestimmt und sein von der Impulsvervielfacherschaltung 2 sich auf N Wert in dem Analog-Digital-Umsetzer 22 zusammen beläuft, einen Ausgangsimpuls, der die Torschal- »5 mit einer Bezugstemperatur eingestellt. Diese eingetung 4 öffnet, um der Impulssubtrahierschaltung 6 stellten Werte werden in Verbindung mit der Flüssigimpulssignale in einer Zahl zuzuführen, die propor- keitstemperatur, die durch das temperaturempfindtional dem Produkt /, · τ aus der Flüssigkeitstempe- liehe Widerstandselement 1 abgetastet und durch das ratur und dem Korrekturfaktor ist. Diese Anzahl von Thermometer 23 umgewandelt wird, dazu verwendet, Impulssignalen wird von den Ausgangssignalen der 30 um ein digitales Ausgangssignal b aus der Beziehung Impulsvervielfacherschaltung 2 abgezogen und da- zwischen Volumen und Temperatur abzuleiten. Andurch die in Gleichung I wiedergegebene Rechnung dererseits wird ein Impulssignal a, das durch den ausgeführt. Strömungsmesser erzeugt wird, durch die Impuls-Auf diese Weise können an der Ausgangsklemme formerschaltung 7 in eine Anzahl von Impulsen aufder Impulssubtrahierschaltung 6 Impulssignale er- 35 geteilt. Einer der Impulse gelangt in die Gatterzeugt werden, die eine Folgefrequenz haben, die pro- Schaltung 24, um sie jedesmal dann zu öffnen, wenn portional der Durchflußmenge bei der Normaltem- der Impuls eintritt, und dadurch zu ermöglichen, daß peratur t_o ^cC der gemessenen Flüssigkeit ist, und die das Ausgangssignal b in die Produktbildungs- oder umgerechnete Durchflußmenge durch die nachfol- Addier-Subtrahierschaltung 25 geleitet werden kann, gende Integriereinrichtung d angezeigt werden. Die- 40 Ein anderer Impuls tritt in die Schaltung 26 zum se? Ausfühningsbeispiel erlaubt auf diese Weise, die Kompensieren einer Instrumentenänderung ein und Durchflußmenge bei der Normaltemperatur oder ir- stellt durch Feststellen der Durchflußmenge pro Zeitgendeiner anderen angenommenen Temperatur an- einheit eine Kompensationsgröße für die Durchflußzuzeigen. durch Korrektur der Änderung des VoIu- menge oder für jedes Zehntel des Gesamtbereiches mens der gemessenen Flüssigkeit die durch diejenige 45 der Durchflußmenge fest während die Gatter-Schal-Temperatur verursacht wird, der die Flüssigkeit aus- tung 28 öffnet um die nachfolgende Produktbildungsgesetzt ist oder Addier-Subtrahierschaltung 25 anzusteuern. Die Das in F i g. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel be- Anzeigevorrichtung 27 liefert eine digitale oder anazieht sich ebenfalls auf die Messung einer mit einem löge Anzeige der durch die Schaltung 26 festgestell-Strömungsmesser meßbaren Durchflußmenge unter 50 ten Größe. Die ProduktbOdungs- oder Addier-Sub-Verwendung eines temperaturabhängigen physikali- trahierschaltung 25 führt die Temperaturkompensaschen Korrekturkoeffizienten. Die Rechenschaltung c tion für jeden Einheitsimpuls der Durchfiußmenge enthält eine Impulsformerschaltung 7, die die durch aus, und die korrigierte Größe wird durch die Inteden Strömungsmesser proportional der Durchfluß- griereinrichtung d integriert

menge oder dem Gewicht abgetasteten Einheitsim- 55 Bei diesem Ausführungsbeispiel können die ge-

pulse α bekommt Die Impulsfonnerschaltung 7 hat formten und durch die Impulsformerschaltung 7 verbei diesem Aasführungsbeispiel die Funktion der teilten Impulse direkt einer Integriereinrichtung d'

Verteilung geformter Impulse an die verschiedenen zugeführt werden, um die Messung für den Fall zu

Einheiten. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen ermöglichen, daß die Rechenschaltung c aussetzen

Analog-Digital-Umsetzer, der eine Einheitsgröße b, 60 sollte zu arbeiten. Außerdem kann die Integrierein-

wie sie von einem temperatrirempfmdlichen Wider- richtung <f eine Teflmengenintegriereinrichtung sein.

Standselement 1 über ein Thermometer 23 geliefert Es ist anch möglich, die beiden Integriereinrichtun-

wird, in eine digitale Größe umwandelt Der Umset- gen d und d" über einen Verteiler 29 mit einem Druk-

zer ist mit einer Gatter-Schaltung 24 verbunden, die ker 30 zu verbinden, so daß die Information, die die

außerdem mit der Impulsformerschaltung 7 in Ver- 65 Meßgröße betrifft, zu irgendeiner gewünschten Zeit

bindung steht Jedesmal, wenn die Impulsformer- durch Betätigen einer Drucktaste gedruckt werden

schaltung 7 ein Impulssignal an die Gatter-Schaltung kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 »erechneten Größen einen funktionellen Zusam-Patentansprüche: menhanS m* doer Werteinheit der Meßgröße ha- ■ Wan iins4 Wofi οιηα VVCTXGrG ^ ^ daß ^ g j tung(d') vorgesehen ist, um die Werteinheiteii |

1. Schaltanordnung zur Bestimmung von Men- 5 direkt zu integrieren, ohne daß sie durch die Re- j genwerten, insbesondere Strömungsmengen von chenschaltung gelaufen sind. i Gasen bei Vorhandensein von in digitaler Form 8. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet vorliegenden Meßwerter, welche zur Berücksich- durch eine mit der Rechenschaltung (c) verbun-

tigung von das Meßresultat beeinflussenden Zu- dene Integriereinrichung (d) und einen mit der

Standsgrößen wie der Temperatur mit einem Kor- io Integriereinrichtung verbundenen Drucker (30),

rekturwert zu multiplizieren sind, dadurch um zu gegebener Zeit den integrierten Wert

gekennzeichnet, daß die das Meßergebnis drucken zu könner.
beeinflussende Zustandsgröße in einem Umsetzer
(5, 22) ebenfalls in ein Digitalsignal umgewandelt
wird und daß von diesem Digitalsignal mit Hilfe 15

einer im Takt der digitalen Meßwertsignale ange-

steuerten, jeweils einen vorgegebenen Zeitraum
ansprechenden Torschaltung (4, 24) ein digitales
Korrektursignal gebildet ist und daß das gebildete digitale Korrektursignal in einem algebra- 20 Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ischen Verknüpfungsglied (6, 25) mit dem digi- Schaltanordnung zur Bestimmung von Mengenwertalen Meßwertsignal kombiniert ist. ten, insbesondere Strömungsmengen von Gasen bei

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch Vorhandensein von in digitaler Form vorliegenden gekennzeichnet, daß dem Steuereingang der Tor- Meßwerten, welche zur Berücksichtigung von das schaltung (4) ein Festwertzähler (3) vorgeschaltet 25 Meßresultat beeinflussenden Zustandsgrößen wie der ist. welcher jeweils nach Zählung einer vorgege- Temperatur mit einem Korrekturwert zu multiplibenen Anzahl von Meßwertimpulsen einen Steuer- zieren sind.

impuls abgibt. Zur Bildung eines Produktes einer Werteinheit

3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, einer Meßgröße mit einem physikalischen Umrechdadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Meß- 30 nungskoefrizienten ist es bereits bekannt (s. deutsche wertsignale über einen Impulsvervielfacher (2, 7) Auslegeschrift 1168 655), im Rhythmus der auftregeleitet sind. tenden digitalen Meßwerte ein Relais zum betätigen,

4. Schaltanordnung nach einem der An- wodurch ein Meßmotor in Rotation versetzt wird, sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu- dessen Speisespannung in Abhängigkeit des Korreksätzlich ein Integrator (d) mit einem daran ange- 35 turwertes gesteuert ist. Bei dieser Lösung erfolgt soschobenen Drucker (30) sowie eine Einrichtung mit eine Rückumwandlung der digitalen Meßsignale (26. 27) zur Anzeige des Momentanwertes vor- in ein Analogsignal, damit die Multiplikation innergesehen sind. halb des Meßmotors auf analoger Basis durchgeführt

5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet werden kann, worauf anschließend erneut in einem durch eine Impulsformerschaltung (7) zum For- 40 Zählwerk eine Digitalisierung vorgenommen wird. Es men und Verteilen eines der Werteinheit ent- erscheint einleuchtend, daß eine derartige Lösung sprechenden Einheitsimpulses (a), eine Gatter- nicht besonders zweckmäßig erscheint, weil einerseits schaltung (24) zum Hindurchlassen einer Korrek- rotierende Elemente verwendet werden müssen, antur- oder Umrechnungseinheitsgröße (b), die dererseits eine Rückumwandlung der digitalen Meßeinen funktionellen Zusammenhang mit der Wert- 45 signale in Analogsignale notwendig ist.

einheit hat, für jeden von der Impulsformer- Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung,

schaltung gelieferten Einheitsimpuls, eine weitere eine Schaltanordnung zur Bestimmung von korrigier-

Gattersohaltung (28), die für jeden von der Im- ten Meßgrößen zu schaffen, bei welcher die Multipli-

pulsformerschaltung gelieferten Einheitsimpuls kation auf digitaler Basis durchgeführt wird, wobei

eine weitere Korrekturgröße für eine Instrumen- 50 die Genauigkeit dieser digitalen Multiplikation zu-

tenänderung hindurchläßt, die sich auf die Durch- friedenstellend hoch ist.

flußrate pro Zeiteinheit bezieht, die von einer Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

Korrekturschaltung (26) für Instrumentenände- die das Meßergebnis beeinflussende Zustandsgröße

rung aus den Impulsintervallen abgeleitet wird, in einem Umsetzer ebenfalls in ein Digitalsignal um-

sowie eine Produktbildungs- oder Addier-Sub- 55 gewandelt wird, ferner, daß von diesem Digitalsignal

trahierschaltung (25), die mit beiden Gatterschal- mit Hilfe einer im Takt der digitalen Meßwertsignale -J

tungen verbunden ist. angesteuerten, jeweils einen vorgegebenen Zeitraum ;

6. System nach Anspruch 5, gekennzeichnet ansprechenden Torschaltung ein digitales Korrektur-

durch eine Integriereinrichtung (27), die mit der signal gebildet ist und daß das gebildete digitale Kor- J

Korrektureinrichtung (26) für Instrumentenände- 60 rektursignal in einem algebraischen Verknüpfungs- §

rungen verbunden ist, um die Korrekturgröße in glied mit einem digitalen Meßwertsignal kombiniert |

digitaler oder analoger Form anzuzeigen. ist. |

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine zeichnet, daß eine Integriereinrichtung (d) mit Torschaltung vorgesehen, welohe im Takt der digitader Rechenschaltung (c) verbunden ist, um die 65 len Meßwertsignale den in einem Umsetzer ebenfalls korrigierten oder umgerechneten Größen für die digitalisierten Korrekturwert durchläßt, wodurch ein entsprechenden Einheitsimpulse zu integrieren Korrektursignal gebildet wird, welches in einem al- und anzuzeigen, daß die korrigierten oder um- gebraischen Verknüpfungsglied — beispielsweise ei-