DE68905244T2 - Messinstrumente. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Verbesserungen in Meßinstrumenten und insbesondere eine verbesserte Skala zur Anzeige der Größe eines durch das Instrument gemessenen Parameters.
• Es sind Mehrzweck- und Mehrfunktions-Meßinstrumente bekannt, die mehr als einen Parameter oder mehr als eine Größenordnung messen und eine logarithmische Skala für einen Parameter und eine lineare Skala für einen anderen benötigen. Derartige Skalen erscheinen im allgemeinen zusammen auf der Fläche des Instrumentes und werden von einem Zeiger überstrichen, um ein analoges Ablesen des gemessenen Parameters zu ermöglichen. Der Bedienende liest die Größe aus der Skala ab, die ihm als die ausgewählte Skala bekannt ist. Es sind auch Instrumente bekannt, die ein digitales Ablesen ermöglichen. In diesem Fall wird die gemessene analoge Größe elektronisch in digitale Form umgewandelt und elektronisch so skaliert, daß sie logarithmisch oder linear ist, um die richtige Größenordnung anzuzeigen.
• Ein derartiges Instrument mit selektiv anregbaren Skalen ist aus der US-A-4 174 500 bekannt. Außerdem ist ein Instrument mit selektiv anregbaren Markierungen auf einer einzigen Skala aus der JP-A 56 138 211 bekannt. Dieses Dokument ist die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Skala für ein Meßinstrument zu schaffen, bei dem jeweils zu einem Zeitpunkt nur eine Skala sichtbar ist und das bedarfsweise die Darstellung einer logarithmischen Funktion oder einer linearen Funktion ermöglicht.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Skala für ein Meßinstrument, in dem die Skala ein Flüssigkristall-Anzeigeelement ist, dessen Elemente zur Bildung einer sichtbaren logarithmischen Skala oder linearen Skala selektiv angeregt werden können.
• Die Erfindung betrifft im einzelnen eine Skala für ein Meßinstrument mit einer Vielzahl von Anzeigeelementen, die in einen sichtbaren Zustand oder einen erhöht sichtbaren Zustand anregbar sind und die Skala in eine Vielzahl von annähernd gleichen Sektionen oder Dekaden aufteilen und jede Sektion oder Dekade in eine Vielzahl von annähernd gleichen Unter-Sektionen unterteilen, um eine lineare Skala zu bilden, wobei wenigstens zwei zusätzlich selektiv anregbare Anzeigeelemente in jeder Sektion in Richtung zum Ende ansteigender Amplitude vorgesehen sind, um die lineare Skala in eine annähernd logarithmische Skala umzuwandeln.
• Die Skala kann eine geradlinige oder eine gekrümmte Form haben. Jedoch wird, wie im folgenden ersichtlich wird, eine flache bogenförmige Form vorgezogen.
• Die Skala ist in eine Anzahl von Dekaden aufgeteilt, von der jede in zehn annähernd gleiche Segmente unterteilt ist. Zum Zwecke der logarithmischen Skala sind die letzten zwei Segmente der zehn Segmente in Richtung wachsender Amplitude jeweils weiter in zwei Sektionen aufgeteilt. Die Skala wird daher durch 12 Flüssigkristall-Anzeigeelemente je Dekade gebildet, von denen zehn selektiv angeregt werden, um eine annähernd logarithmische Skala oder eine annähernd lineare Skala darzustellen.
• Betrachtet in Richtung ansteigender Größe auf der logarithmischen Skala und unter der Annahme, daß das erste Anzeigeelement den Anfang der ersten Dekade bestimmt, sind das sechste und das achte Flüssigkristall-Anzeigeelement jeweils durch ein getrenntes weiteres Element ergänzt, das anregbar ist, um ihre sichtbare Länge zu erhöhen und dadurch den Punkt halber Wegstrecke der Dekade hervorzuheben. Auf diese Weise bestimmt das sechste den halben Weg einer Dekade auf der linearen Skala und das achte den halben Weg auf der logarithmischen Skala.
• Außerdem können Flüssigkristall-Anzeigeelemente vorgesehen sein, um die Dekaden weiter zu unterteilen, um ein Ablesen mit erhöhter Genauigkeit zu ermöglichen, insbesondere dann, wenn ein sich bewegender Zeiger verwendet wird. Vorzugsweise werden jedoch Flüssigkristall-Anzeigeelemente als Zeiger verwendet. Wenn diese angeregt sind, zeigen sie auf die Skala und identifizieren die gemessene Größe. Wenn der für solche Elemente verfügbare Platz begrenzt ist, sind sie vorzugsweise auf zehn begrenzt, wobei jeder auf eine Unter-Abteilung auf der linearen Skala gerichtet ist.
• Wenn zehn Segmente je Dekade auf der logarithmischen Skala ver- -wendet werden (dabei wird das erste Segment mitgezählt, jedoch nicht das letzte, das das erste Segment der nächstfolgenden Dekade ist), sind die quantisierten Punkte die folgenden: (1.00) (1.26) (1.58) (2.0) (2.51) (3.16) (3.98) (5.01) (6.31) (7.94). Ideale Punkte wären: (1.00) (1.25) (1.50) (2.0) (2.5) (3.0) (4.0) (5.0) (6.0) (8.0).
• Die Übereinstimmung zwischen der erreichten Sequenz und der idealen Sequenz ist bemerkenswert. Sieben Punkte liegen innerhalb 1 %, und die andren drei zeigen Fehler von 5 %. Außerdem sind die Punkte mit dem größten Interesse in der Isolationsmessung 1 MOhm, 0,5 MOhm und 0,25 MOhm, die innerhalb o,4 % genau sind.
• Die Genauigkeit kann dadurch erhöht werden, daß man 20 Segmente verwendet, die eine Folge geben würden, die die Punkte (7.0) und (9.0) einschließen würde. Eine derartige Verbesserung ist jedoch geringfügig und berechtigt im allgemeinen keine zusätzlichen Kosten.
• Die Erfindung erstreckt sich auf ein Meßinstrument mit einer Flüssigkristall-Anzeigeskala der obengenannten Art. Ein derartiges Instrument kann vorteilhaft auch eine Flüssigkristall-Digitalanzeige der zu messenden Größe enthalten. Dieses würde die Kosten des Instrumentes erhöhen, jedoch ebenso die Ablesegenauigkeit, wenn dieses gefordert wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an einem Beispiel mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. Darin ist:
• Fig. 1 eine Vorderansicht eines Meßinstrumentes mit einer erfindungsgemäßen Skala;
• Fig. 2 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Skala mit einer Dekade zur Anzeige einer logarithmischen Skala und einer anderen Dekade zur Darstellung einer linearen Skala;
• Fig. 3 eine Darstellung in einem kleineren Maßstab einer Skala von Fig. 1 als logarithmische Skala zur Messung von MOhm sowohl in analoger als auch in digitaler Form; und
• Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 3 zur Darstellung der Skala in der Anwendung als lineare Skala zur Spannungsmessung.
• Das in Fig. 1 dargestellte Meßinstrument ist ein elektrisches, batteriebetriebenes Meßinstrument mit einer solchen Form und einem solchen Aufbau, daß es bequem in der Hand gehalten und auf einem Tisch oder einer anderen Abstellfläche aufgestellt werden kann. Es hat einen drehbaren Wählknopf 1, der den zu messenden Parameter auswählt, z.B. Widerstand oder Spannung, und ebenso die Größenordnung, z.B. Ohm, kOhm oder MOhm. Außerdem ist ein Testknopf 2 vorgesehen, der für eine vorzunehmende Messung gedrückt wird und das Instrument für eine vorgegebene Zeitdauer von z.B. 15 Minuten aktiv steuert.
• Die Betätigung des Testknopfes 2 und ebenso eine Verdrehung des Knopfes 1 von einem Bereich zu dem nächsten erzeugen einen Resetimpuls, der die Software in dem Instrument für den ausgewählten Bereich startet und die Flüssigkristall-Anzeigeelemente für die in dem Fenster 3 sichtbare Skala aktiviert.
• Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Skala in Form eines flachen Bogens 4 ausgebildet ist, der durch Flüssigkristall-Anzeigeelemente gebildet wird und aufgeteilt ist in das, was als Dekaden bezeichnet werden kann, da in jeder Dekade zehn Segmente vorhanden sind, sei es für eine logarithmische oder eine lineare Skala. Es können Vielfache von zehn Segmenten in jeder Dekade vorgesehen sein. Das wird jedoch nicht als notwendig angesehen. Diese Dekaden sind allgemein durch die Bezugsziffern 5, 6, 7, 8 und 9 bezeichnet. Wenngleich die Skala in Form eines abgeflachten Bogens ausgebildet ist, kann sie auch geradlinig sein oder eine andere Gestalt haben. Betrachtet in Gegenuhrzeigerrichtung, die die Anstiegsrichtung für die logarithmische Skala ist, beginnt jede Dekade mit einem verlängerten Anzeigeelement 10. Das Ende der Dekade ist durch ein ähnliches verlängertes Anzeigeelement 10 markiert, das den Anfang der nächsten Dekade markiert. Die Skala endet mit einem verlängerten End-Anzeigeelement 11. Vorgesehen sind ähnliche verlängerte Anzeigeelemente 12 und 13 unmittelbar vor dem ersten Element 10 und nach dem Element 11. Diese sind im wesentlichen nur kosmetischer Art, indem sie dazu dienen, einen unendlichen Widerstand oder einen Widerstand von weniger als 0,01 MOhm oder 0,01 kOhm anzuzeigen.
• Jede Dekade ist durch Anzeigeelemente 14 in zehn im wesentlichen gleiche Segmente unterteilt, die sich über einen gleichmäßigen Abstand von und außerhalb des Bogens 4 erstrecken. Die letzten zwei Segmente in Gegenuhrzeigerrichtung sind weiter unterteilt in zwei im wesentlichen gleiche kleinere Segmente durch weitere Anzeigeelemente 15, die sich etwa über die gleiche Entfernung wie die Anzeigeelemente 14 nach außen erstrecken. Einschließlich des ersten verlängerten Anzeigeelementes 10 (und ausschließlich des letzten, das das erste Element der nächsten Dekade darstellt), hat jede Dekade 12 Anzeigeelemente, d.h. das erste Element 10, neun Elemente 14 und zwei Elemente 15. Ebenso können einschließlich des ersten Anzeigeelementes 10 das sechste und achte Element durch zusätzliche Elemente 16a und 16b ausgedehnt sein. Das Element 16a wird angeregt, um den halben Weg einer Dekade auf einer linearen Skala zu markieren, und das Element 16b wird angeregt, um den halben Weg auf der logarithmischen Skala zu markieren.
• Die Dekade 7 zeigt in ausgezogenen Linien die Anzeigeelemente, die zur Bildung einer linearen Skala angeregt werden. Es sei bemerkt, daß in diesem Fall die beiden Elemente 15 nicht angeregt und nicht sichtbar sind, während das zusätzliche Element 16a angeregt wird. Die Dekade 9 zeigt in ähnlicher Form in ausgezogenen Linien die Anzeigeelemente, die zur Bildung einer logarithmischen Skala angeregt werden. Es sei bemerkt, daß die beiden Elemente 15 angeregt und sichtbar sind und die ersten zwei Elemente in Gegenuhrzeigerrichtung nicht angeregt sind, wenngleich auch das erste und das vierte Element nicht angeregt sein können.
• Um die Größe des zu messenden Parameters anzuzeigen, ist eine Zahl von Zeigern 17 an der inneren Kante des Bogens 4 vorgesehen, die durch ein Flüssigkristall-Anzeigeelement gebildet werden. In diesem Beispiel sind zehn derartige Anzeigeelement-Zeiger 17 für jede Dekade vorgesehen. Jede von ihnen ist auf eine Abstufung auf der linearen Skala gerichtet. Das bedeutet, daß kein Anzeigeelement-Zeiger 17 auf die zwei Anzeigeelemente 15 gerichtet ist. Wie oben erwähnt, stellen diese die Zeiger 7.0 und 9.0 dar und könnten zwanzig Zeiger 17 enthalten. Diese Lösung rechtfertigt aber nicht die zusätzlichen Kosten.
• Fig. 2 zeigt andere durch die Bezugsziffer 20 bezeichnete Symbole, einschließlich der Skalenwerte, die durch die Flüssigkristall-Anzeigeelemente dargestellt sind und die durch den aufgrund der Betätigung des Knopfes 1 erzeugten Impuls angeregt und dadurch sichtbar werden, um die zu messende Skala und den Parameter auszuwählen.
• Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird durch die vorliegende Erfindung eine Skala für ein Meßinstrument geschaffen, bei dem die Skala aus Flüssigkristall-Anzeigeelementen zusammengesetzt ist, die selektiv angeregt werden, um eine logarithmische Skala oder eine lineare Skala zu bilden, derart, daß jeweils zur gleichen Zeit nur eine von ihnen sichtbar ist. Die Skala ist als Anzahl von Dekaden oder Sektionen gleicher Länge ausgebildet, von denen jede durch Abstufungen unterteilt ist, um eine logarithmische Unterskala zu bilden. Diese bildet, wenn einige der Anzeigeelemente der Abstufungen nicht angeregt sind, eine lineare Skala, die die Dekaden oder Sektionen in gleiche Teile, vorzugsweise zehn, unterteilt. Eine entsprechende Anzahl von Zeigern ist vorgesehen in Zuordnung zu jeder Dekade oder Sektion, wobei jeder Zeiger auf eine entsprechende Abstufung auf der linearen Unterskala zugeordnet und gerichtet ist.
• Das Instrument kann auch ein digitales Ablesen enthalten, wie es in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, werden drei Ziffern durch die Flüssigkristall-Anzeigeelemente 21 dargestellt und ebenso drei Dezimalpunkte 22. Es könnte auch, wenn erforderlich, eine vierte Unterziffer vorgesehen sein. Ebenso ist, wenn gefordert, das Zeichen 23 für "größer als" und ein Minus-Zeichen 24 vorgesehen. Ein digitales Ablesen erhöht die Kosten des Instrumentes, erhöht aber auch die Genauigkeit des verfügbaren Ablesens, wie es aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist.
• Das Meßsystem kann so ausgebildet sein, daß es alle oder einige der Anzeigeelemente-Zeiger 17 in Richtung ansteigender Amplitude bis zu dem effektiv gemessenen Wert anregt, um auf diese Weise einen durchgehenden sichtbaren Balken bis zu diesem Punkt zu bilden. In diesem Falle ist es vorteilhaft, jeden Anzeigezeiger 17 mit einem getrennt anregbaren Ansatz zu versehen und den Ansatz desjenigen Zeigers 17 des Balkens anzuregen, der auf die jeweils gemessene Größe gerichtet ist, um diese hervorzuheben. Alternativ kann auch nur der Zeiger angeregt werden, der auf die jeweils gemessene Größe gerichtet ist.
• Es sei bemerkt, daß die Lage des Symbols 20 innerhalb des Fensters 3 weitestgehend nur eine Frage des Aussehens ist.
• Vorzugsweise hat die Anzeige reflektierende dunkle Zeichen auf einem hellen Hintergrund.
• Es sei bemerkt, daß die vorgesehenen Skalen in beiden Richtungen eine ansteigende Größe haben können.

Claims (7)

1. Skala für ein Meßinstrument mit einer Vielzahl von Anzeigeelementen, die in einen sichtbaren Zustand oder einen erhöht sichtbaren Zustand anregbar sind und die Skala in eine Vielzahl von annähernd gleichen Sektionen oder Dekaden aufteilen und jede Sektion oder Dekade in eine Vielzahl von annähernd gleichen Unter-Sektionen unterteilen, um eine lineare Skala zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei zusätzlich selektiv-anregbare Anzeigeelemente in jeder Sektion in Richtung zum Ende ansteigender Amplitude vorgesehen sind, um die lineare Skala in eine annähernd logarithmische Skala umzuwandeln.

2. Skala nach Anspruch 1, enthaltend eine weitere Vielzahl von Anzeigeelementen, die in einen sichtbaren Zustand oder in einen erhöht sichtbaren Zustand anregbar und als Zeiger angeordnet sind, die auf die Unter-Sektionen der linearen Skala gerichtet sind und deren Zahl der Zahl der Unter-Sektionen entspricht.

3. Skala nach Anspruch 1 oder 2, in der die Anzeigeelemente als Flüssigkristall-Anzeigeelemente ausgebildet sind.

4. Skala nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 - 3, in der je Dekade zwölf Anzeigeelemente vorgesehen sind, von denen zehn selektiv-anregbar sind, um eine annähernd logarithmische Skala zu bilden, und von denen zehn selektiv anregbar sind, um eine annähernd lineare Skala zu bilden.

5. Skala nach Anspruch 4, in der, betrachtet in Richtung ansteigender Amplitude auf der logarithmischen Skala und unter der Annahme, daß das erste Anzeigeelement den Anfang der ersten Dekade bestimmt, das sechste und das achte Anzeigeeiement jeweils durch ein weiteres Trenn- Element ergänzt sind, das anregbar ist, um ihre sichtbare Länge zu erhöhen und dadurch den Punkt halber Wegstrecke der Dekade hervorzuheben.

6. Skala nach einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Skala den Verlauf eines abgeflachten Bogens hat.

7. Meßinstrument mit einer Skala nach einem der Ansprüche 1 - 4 mit Mitteln zum selektiven Anregen der Anzeigeelemente, um die lineare Skala und die logarithmische Skala sichtbar zu machen oder ihre Sichtbarkeit zu erhöhen.