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Digitalmeßgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Digitalmeßgerät
Dit einer während einer vorbestimmten Zeitdauer dunkel getasteten optischen Anzeigeeinrichtung,
insbesondere auf ein Digitalmeßgerät rit einer Meßzeit grösser als 25 mm, bestehend
ans einei Analog-Digital-Umsetzer, einer unmittelbar damit verbundenen optischen
Anzeigeeinrichtung, sowie einen diese Anzeigeeinrichtung mindestens während der
Umsetzungszeit dunkel tastenden Umtaster.
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Bei den meisten Digitalmeßgeräten mit Anzeigeeinrichtungen in Form
von Leuchtziffern, Flutlichziffern, Projektionseinrichzungen oder Glimalichtanzeigeröhren
besteht die Notwendigkeit, während einer vorbestimmten Zeitdauer diese Anzeigeeinrichtungen
dunkel au tasten, us während dieser Zeit beispielsweise einen Ziffernwechsel durchführen
zu können. Bei den üblichen digitalen Gleichspannungsmessern, die z.B. nach dem
Prinzip der doppelten Integration (Dual-Slop-Verfahren) oder nach dem Stufenumsetzerprinzip
bzw. nach dem Sägezahnumsetzerprinzip oder dem Spannungs-Frequenz-Umsetzprinzip
arbeiten und welche Analog-Digital-Umsetzer aufweisen, setzt sich die eigentliche
Meßzeit t@ in allgemeinen aus einer Umsetzungszeit tu (während dieser Zeit erfolgt
die eigentliche Messung durch den Analog-Digital-Umsetzer), einer Vorbereitungszeit
tv (beispielsweise zur automatischen Meßbereichswahl,
Polarisationsbestimmung,
Nullsetzung des Zählers), einer Integrationszeit ti sowie Warte- oder Darstellungszeiten
tw zusammen. Die Dunkeltastung erfolgt bei diesen bekannten Geräten sumindout während
der Umsetzunge zeit tu. Wenn nun die gesamte Meßzeit grösser als 25 ms gewählt ist,
wie dies bei Analog-Digital-Umsetzern aus anderen GrUnden erstrebenswert ist, so
besitzen all diese bekannten Geräte den Naohteil, daß ihre optische Anzeige während
der Umsetzungszeit für den Betrachter flimmert und flammert.
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Gleiches gilt beispielsweise für digitale Frequenzmesser, bei denen
während einer vorbestimmten Zeitdauer Impulse gezählt werden und bei denen während
dieser Zeitdauer die Anzeige dunkel getastet wird.
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Zur Vermeidung dieser nachteile iet es an sich bekannt, zusätzliche
Anzeigespeicher vorzusehen, deren Ausgänge mit der optischen Anzeigeeinrichtung
fest verbunden sind und denen die digitale Information am Ende jeder Umsetzungszeit
oder Impulszählzeit zugeführt wird. Diese bekannten Geräte besitzen aber wieder
den Nachteil eines relativ grossen Schaltungsaufwandes.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Digitalmeßgerät der eingangs erwähnten
Art so weiterzubilden und zu verbessern, daß ohne schaltungstechnischem Mehraufwand
eine vollständig flis.
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mer- und flackerfreie optische Anzeige ermöglicht wird, Diese Aufgabe
wird für Digitalmeßgeräte mit einer Meßzeit grösser als 25 ms, bestehend aus einem
Analog-Digital-Umsetzer, einer unmittelbar damit verbundenen optischen Anzeigeeinrichtung
sowie einem diese Anzeigeeinrichtung mindestens während
der Umsetzungszeit
dunkel tastenden Umtaster erfindungsgemäss dadurch gelost, daß die Anzeigeenrichtung
während der gesamten Meßzeit mehrmals hell-dunkel getastet wird. Hierhei ist die
Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß die Tastperiode in der Meßzeit gsnzzahlig
enthalten ist.
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Die gleiche Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, daß für Dunkel
zeiten tD von 1 bis 25 ms die Tastperiode tT zwar grösaer als die jeweilige Dunkelzeit,
jedoch nicht grösser als
gewählt wird.
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Letztere erfindungsgemässe Bemessungsvorschrift für die Grösse der
jeweiligen Tastperiode in Abhängigkeit von der Dunkelzeit gewthrleistet stets einen
flimmer- und flackerfreien Betrieb, wobei es überraschend ist, daß bei gegebener
Dunkelheit dies einfaoh durch genügend kleine Wahl der Tastperiode, d.h. also durch
entsprechend kurze Hell zeit ermöglicht werden kann. Letztere erfindungsgemässe
Bemessungsvorschrift ist dabei überall dann anwendbar, wenn irgendwelche hell-dunkel-Tastungen
bei Anzeigeeinrichtungen durchgeführt werden, also auch beispielsweise bei digitalen
Gleichspannungsmessern, bei denen nur eine einfache Tastung erfolgt, d.h. bei denen
während der Integrationazeit nicht im Sinne des vorhergehenden erfindungagemäusen
Vorschlages mehrefach hell-dunkel getastet wird Dies. erfindungsgemässe Bemessungsvorschrift
ist aber besonders geeignet in Kombination mit solohen Digitalmeßgeräten, bei denen
bereits duroh die ersterwähnte erfindungsgemässe Lösung ein flimmer- und flaokerfreier
Betrieb erreicht wird, denn vor allem durch diese Kombination entsteht für den Betrachter
der optische Eindruck einer praktisch stillstehenden Anzeige.
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden
im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert.
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Fis. 1 zeigt anhand eines Diagrammes den Zusammenhang zwischen der
Tastperiode und der Dunkelheit jeweils in. ma und die erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Grenzen für einen flimmerfreien Betrieb einer helldunkel-getasteten Anzeigeeinrichtung.
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Fig. 2 zeigt das Prinzipalschaltbild eines erfindungsgemäßen digitalen
Gleichspannungsmeßgerätes Fis. 3 zeigt das Zeitdiagramm des im Digitalmeßgerät nach
Fis. 2 verwendeten Analog-Digital-Umsetzers.
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Die in ein Digitalsignal umzusetzende Analogspannung U=, wird dem
Eingang s des Anslog-Digital-Umsetzers ADU zugeführt. Dieser Umsetzer umfaßt einen
Integrationsverstäker J, einen Umschalter S zum wahlweisen Anlegen der Analogspannung
U (Stellung 1) bnw.
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einer Vergleichsspannung Un (Stellung 2) oder zum Abschalten beider
Spannungen (Stellung 3) eowie einen Nullindikator N. Solche mit Integration der
Analcggröße arbeitende Analog-Digital-Umsetzer sind an sich bekannt. Der wahlweise
die Analogspannung Ux bzw.
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die Vergleichsspannung Un dem Integrator zuführende Schalter S wird
durch einen Taktgeber gesteuert. Duroh diesen Umsetzer ADU wird eine Torschaltung
G angesteuert, die ebenfalls mit dem Tsktgeber T verbunden ist. Die Anordnung ist
in an elch bekannter Weise ao getroffen, daß ausgelöst durch den Taktgeber T zunächst
in einer vorbestimmten Integrationszeit ti die am Eingang anliegende Analog-Spannung
Ux integriert wird (Stellung 1 des Umschalters S) und dannanschließend während der
Umsetzungszeit tu durch Anlegen der Vergleichsspannung Un dieser integrierte Analogwert
wieder zu Null gemacht wird (Stellung 2 des Umschalters S), bis der Nullindikator
N
des Umsetzers ADU anspricht. Anschließend legt der Taktgeber T
den Umschalter S in die Stellung 3 für die Dauer der Wartezeit tw.
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Auf diese Weise wird eine Meßzeit tmfl ti + t + tw erzeugt, die u
unmittelbar proportional ist der angelegten Analogspannung Ux.
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Die Torschaltung G ist nur während der Umsetzungszeit tu offen, denn
sie wird über den Nullindikator N des Umsetzers ADU und durch den Taktgeber T entsprechend
gesteuert und nur während dieser Umsetzungszeit tu können Zählimpulse aus dem Taktgeber
T dem Zähler Z zugeführt werden. Während dar Integrationszeit ti und der Wartezeit
tw behält die mit dem Zähler Z fest verbundene Anzeigeeinrichtung A diese in der
vorhergehenden Umsetzungszeit eingestellte Ziffernanzeige bei.
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Gemäß der Erfindung wird die optische Ziffernanzeigeeinriohtung A
über den Taktgeber T zusätzlich nooh über die Steuerleitung L mit hell-dunkel-Tastiwpulsen
angesteuert, die derart synchron mit der Erzeugung der Umsetzungszeit tu liegen,
daß die Dunkelzeit tD die Anzeigeeinrichtung A während der Umsetzungszeit tu stets
dunkelgesteuert.
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In Fig. 3 ist anhand eines Ausführungsbeispieles dieses erfindun£sgemäße
GHell-Dunkel-Tastungsprinzip näher erläutert. Hier sei angenommen, daß die Meßzeit
tm 120 mm beträgt, wobei auf die Integrationszeit ti ein Anteil von loo ins und
auf die eigentliche Umsetzungszeit tu ein Anteil von o bis lo ms und eine Wartzeit
tw von o bis 20 me fällt.
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Der Anzeigeeinrichtung A werden über den Taktgeber T ausserdem noch
die in Fig. 3 dargestellten Hell-Dunkel-Tastimpulse zugeführt, die in dem gewählten
Ausführungsbeispiel eine Tastperiode tT von 20 ms besitzen. Das Tastverhältnis ist
symmetrisch gewählt, d.h. die Dunkelzeit tD und die Hellzeit tH betragen jeweils
lo ii. Selbstverständlich ist auch jedes andere Tastverhältnis möglich, solange
nur die Porderung erfüllt ist, daß die Dunkelzeit tD gleich oder größer als die
Umsetzungszeit
tu ist, damit sichergestellt ist, daß während der
Umsetzungszeit die Ziffernanzeige tatsächlich duukelgeeteuert ist und so störende
sichtbare Zifferndurchläufe vermieden sind.
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Patentansprüche