DD207992A1 - Schaltungsanordnung zur kennlinienlinearisierung fuer digitale messgeraete - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE SCHALTUNGSANORDNUNG ZUR KENNLINIENLINEARISIERUNG FUER DIGITALE MESSGERAETE, DIE IM WESENTLICHEN EINEN A/D-UMSETZER MIT EINSTELLBAREM VERSTAERKUNGSFAKTOR, EINEN DECODER UND ANZEIGEELEMENTE AUFWEISEN. ZIEL UND AUFGABE IST ES, EINE BEKANNTE SCHALTUNGSANORDNUNG FUER EIN DIGITALES ANZEIGEGERAET MIT RELATIV GERINGEM AUFWAND FUER DIE LINEARISIERUNG VON MESSFUEHLERKENNLINIEN GEEIGNET ZU MACHEN. DAS WIRD ERREICHT, INDEM EINE VON DER LINEARISIERUNGSKORREKTUR ABHAENGIGE ANZAHL VON ABGLEICHPOTENTIOMETERN DER VERSTAERKUNGSFAKTORKLEMME DES A/D-UMSETZERS ZUGEORDNET UND JEDES ABGLEICHPOTENTIOMETER UEBER JE EINEN SCHALTTRANSISTOR MIT MASSE UND AUSSERDEM UEBER EINE LOGISCHE VERKNUEPFUNGSEINHEIT MIT DEN AUSGAENGEN DES A/D-UMSETZERS VERBUNDEN IST. DIE ANWENDUNG DER ERFINDUNG IST IN DIGITALEN MESSGERAETEN, MIT DENEN ANALOGE NICHTLINEARE MESSGROESSEN ANGEZEIGTWERDEN, ZWECKMAESSIG.

Description

Dipl.-Ing-. Horst Peinecke (P I30I)

Dipl.-Ing.'Wolf-Die tanar Steinke Dipl.-Phys. Martina Hoppstock Ing» Axel Prochnow

Zustellungsbevollmächtigteri ·

Institut für Regelungstechnik

im Kombinat VEB EAW Berlin-Treptow

"Friedrich Ebert"

- Büro für Schutarechte -

240 75 4 6

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Schaltungsanordnung zur Kennlinienlinearisierung für digitale Meßgeräte

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kenn- : linienlinearisierung für digitale Meßgeräte, die im wesentlichen einen A/D-Umsetzer aiit einstellbarem Verstärkungsfaktor, einen Decoder und Anzeigeelemente aufweisen.

Die Anwendung der Erfindung ist in digitalen Meßgeräten, mit denen analoge nichtlineare Meßgrößen angezeigt werden, zweckmäßig.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Natürliche-Abbildungssignale von Meßfühlern, z.B. Thermoelementen oder ΡΓ-Widerstandstherinometern, weisen nichtlineare Kennlinien auf. Während bei analog anzeigenden Meßgeräten eine Anpassung der Anzeigeeinheit an die nichtlineare Abbildung durch entsprechende Skalenteilung möglich ist, müssen in der Digitaltechnik andere Lösungsmöglichkeiten gefunden werden.

Es sind Schaltungsanordnur.gen zur Kennlinienbeeinflussung bekannt, bei denen die Umwandlung einer nichtelektrischen Größe, z.B. der Temperatur, in eine proportionale elektrische Größe

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durch einen Geber» der eine Meßspannung alt riichtlinearer Kennlinie gegenläufiger Charakteristik abgibt, realisiert wird (DE-OS 21 08 ik>4). Die dazu benötigten Widerstands-Diodennetzwerko lassen sich godoch nur schwer berechnen und ebenso schwierig abstimmen, da die einzelnen Elemente dieses Netzwerkes von einander abhängig sind.

Bin Linearisierungseffekt läßt sich auch dadurch erreichen, daß das Meßwertgebersignal quadriert und das Ergebnis ent^· , sprechend der Krümmung mit einem Faktor ζ he Meßwertgebersignal addiert oder davon subtrahiert wir! (DE-OS 27 10 857).

Weiterhin bekannt ist eine Schaltungsanordnung, bei der Schaltpunkte von Komparatoren über eine Widerstandskette so dimensioniert werden, daß mit Hilfe einer Referenzspannung die Kennlinie schrittweise korrigiert wird (DE-OS 27 39 024).

Beide letztgenannten Varianten bedingen einen zusätzlichen Aufwand an Verstärkern.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit relativ geringem Aufwand eine Kennlixiienlinearisierung natürlicher Abbildungssignale von Meßfühlern zu realisieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Schaltungsanordnung für ein digitales Anzeigegerät durch eine Zusatzschaltung so zu erweitern, daß eine Linearisierung von Meßfühlerkennlinien und somit eine genaue Anzeige, insbesondere £k;r Temperatur, möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine von der Linearisierungskorrektur abhängige Anzahl von Abgleichpotentiometern der Verstärkungsfaktorklemme des A/D-Umsetzerc, zugeordnet und jedes Abgleichpotentiometer über je einen Bchalttransistor mit Masse und außerdem über eine logische Verknüpfungseinheit, mit den Ausgängen des A/D-Umsetzers verbunden ist* <

Äusführungsbeispiel

Der .Eingang eines digitalen Meßgerätes wird durch, die positive Eingangsklemme 1 und die negative Ringangsklemme 2 dargestellt, die unmittelbar mit dem A/D-Umse.tzer 3 verbunden sind. Dem A/D-Umsefczer 3 sind ir; bekannter Weise ein BCD~zu 7 Segment-Decoder 4 und diesem wiederum jsrei Anzeigeelement 5 bis 7 nachgeschaltet, welche über die Treibertransistoren 8 bis mit den Digitausgängen des A/D-Umsetzers 3 und dem Pluspol einer unipolaren Betriebsspannungsquelle 11 verbunden sind. Parallel zu dem BCD-zu 7 Segment-Decoder 4 liegt außerdem eine logische Verknüpfungseinheit 12 an den Ausgängen des A/D-Umsetzers 3· Jeder Ausgang der Verknüpfungseinheit 12 ist mit der Basis eines Schalttransistors 17 bis 2 0 verbunden, an deren Kollektor je ein Abgleichpotentiometar 13 bis 16 geschaltet ist, die alle gemeinsam an <3ar Verstärkungsfaktorklemine 22 des A/D-Umsetzers 3 liegen.

Die zu linearisiarende Eingangsspannu;ig U_T. wird auf die Singangsklemmen 1 und 2 gegeben und gelangt in bekannter Weise auf den A/D-Umsetzer 3» der die analog anstehende.Eingangs-, spannung U™ in einen BCD-Wert umsetzt, der über den BCD-zu 7 Segment-Decoder 4 die Anaeigeelemente 5 bis 7 ansteuert. Im Multiplexbetrieb werden über die Treibertransistoren 8 bis 10 die zugehörigen Stellen nacheinander zur Anzeige gebracht. Verwendet wird ein A/D-Umsetzer 3» dessen Nullpunkt über ein Potentiometer 21 und dessen analoger Verstärkungsfaktor über eines der Abgleichpotentiomete·? 13 bis 16 zwischen Verstärkungsfaktorklemme 22 und .vlass j eingestellt werden kann. Die Kennlinienlinearisierun erfolgt derart, daß für einzelne, festzulegende Ivleßpunkte einec nichtlinearen, gekrümmten Kennlinie, wie :.B. von Widerstandsthermometern, der Krümmung entsprechende, unterschiedliche Verstärkungsfaktoren eingestellt werden. Die unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren werden durch Sinsteilung der Abgleichpotentiometer 13 bis 16 erzielt. Im Ausführungsbeispiel werden in der logischen Verknüpfungseinheit 12 entsprechend den für die

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Linearisierung vorgesehenen Meßpunkten Signale erzeugt, die über einen der Schalttransistoren 17 bis 20 das dem gewünschten Verstärkungsfaktor entsprechende Abgleichpotentiometer 13 bis 16 jeweils an Masse legen und damit eine Folge unterschiedlicher Verstärkungsfaktoren nacheinander-anschalten. s

Die Anzahl der einzusetzenden Abgleichpotentiometer ist abhängig von der gewünschten Linearisierungskorrektur. Eine Verbesserung der Linearisierung ist noch au arreichen, wenn die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zusätzlich für den Nullpunktversatz angewendet wird.

Claims (1)

1. Sri :L nduiig sansp r uc h

   Schaltungsanordnung aur Kennlinienlinearisierung für ein digitales Ließgerät, das im wesentlichan aus einem /,/D-Umsetzer mit einstellbarem Verstärkungsfaktor, einem Decoder und Anzeigeelementen besteht, gekennsaichnet dadurch, daß eine von der Linearisierungskorrektur abhängige Anzahl von Abgleichpotentioiaetcrn (13 bis 16) der Verstär'kungsfaktorklemms (22) des A/D-Umsetzers (3) zugeordnet und jedes Abgleichpotentiometer (13 bis 16) über je einen Schalttransistor (17 bis 20) mit Masse und außerdem über eine logische Verknüpfungseinheit (12) alt den Ausgängen das A/D-Umsetzers (3) verbunden ist.

   - Hierzu 1 Blatt Zeichnung -