DE3112227A1 - "METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATING A FLOW METER CALIBRATION DEVICE" - Google Patents

"METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATING A FLOW METER CALIBRATION DEVICE"

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DE3112227A1
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Harry W. 15235 Pittsburgh Pa. Fisher
William F. 91360 Thousand Oaks Calif. Hall
William W. Thousand Oaks Calif. Ho
Eugene B. 15237 Pittsburgh Pa. Perrine
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Rockwell International Corp
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    • G01F25/10Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
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    • G01F25/15Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters specially adapted for gas meters

Description

Patentanwälte . . - ·. 'Patent attorneys. . - ·. '

Dipl.-Ing Dipl.-Chem. ' ' ' Dipl.-Ing.Dipl.-Ing Dipl.-Chem. '' 'Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser 3112227E. Prince - Dr. G. Hauser - G. Leiser 3112227

Ernsbetger strasse 19Ernsbetger Strasse 19

8 München 608 Munich 60

-AU --AU -

11. März 1981 March 11 , 1981

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION
6 00 Grant Street
Pittsburgh/ Pennsylvania 15219 / V.St.A.
ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION
6 00 Grant Street
Pittsburgh / Pennsylvania 15219 / V.St.A.

Unser Zeichen: R 1014Our reference: R 1014

Verfahren und Vorrichtung zum Eichen eines Durchflußmesser-Eichgerätes Method and device for calibrating a flow meter calibrator

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum präzisen Eichen von Durchflußmessern bzw. überprüfen der Genauigkeit von Durchflußmessern, insbesondere für Gasströmungen, und insbesondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for the precise calibration of flow meters or checking the accuracy of flow meters, in particular for gas flows, and in particular according to the preamble of claim 1.

Aus der US-PS 185 319 ist bereits die Verwendung eines glockenförmigen Eichgerätes bekannt, das einen glockenförmigen Behäl-. ter bzw. eine Glocke aufweist, die geradlinig in einen Behälter oder Kessel hinein und aus diesem heraus bewegt wird, welcher mit einer Flüssigkeit wie Öl gefüllt ist. Eine Seilrollenanordnung mit einer Seilrolle über der' Glocke ist vorgesehen, wobei ein Seil um die Rolle herumgelegt ist und mit einem Ende an der Glocke und mit dem anderen Ende an einem Satz von Gewichten befestigt -ist. Eine Leitung führt von der Glocke zu dem zu überprüfenden Durchflußmesser, wobei durch das Hochziehen der Glocke ein Fluidum, z.B. Gas, durch den Durchflußmesser hindurch und in die Glocke hinein gesaugt wird. In der Leitung ist ein VentilFrom US-PS 185 319 is already the use of a bell-shaped Verification device known, which has a bell-shaped container. ter or has a bell that is straight into a container or kettle moving in and out of it, which is filled with a liquid such as oil. A pulley arrangement with a pulley over the 'bell is provided, with a rope wrapped around the pulley and with one end on the Bell and at the other end attached to a set of weights -is. A line leads from the bell to the one to be checked Flow meter, whereby by pulling up the bell a fluid, e.g. gas, passes through the flow meter and is sucked into the bell. There is a valve in the line

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vorgesehen, das in seiner geschlossenen Stellung die Strömung des Fluidums aus dem Durchflußmesser in den Raum innerhalb der Glocke und ihres Kessels unterbindet, so daß die Bewegung der Glocke und des daran über die Seilrolle aufgehängten Gewichtes blockiert wird. Beim öffnen des Ventils strömt das Fluidum in die Glocke hinein und ermöglicht so, daß die Gewichte ihre Kraft auf die Glocke ausüben, wodurch diese angehoben wird. Wenn die Gewichte freigegeben werden, werden das Seil und folglich die Glocke nach oben gezogen, so daß in der Glocke ein Vakuum erzeugt wird, wobei das Öl eine Abdichtung schafft, die verhindert, daß Luft in die Glocke eintritt.provided that in its closed position the flow of fluid from the flow meter into the space within the bell and its kettle, so that the movement of the bell and the weight suspended from it via the pulley blocked. When the valve is opened, the fluid flows into the bell, thus allowing the weights exert their force on the bell, which lifts it. When the weights are released, that will be The rope, and consequently the bell, is pulled upwards so that a vacuum is created in the bell, with the oil forming a seal that prevents air from entering the bell.

Um die Menge des Fluidums zu bestimmen, das durch den Durchflußmesser hindurchgesaugt wird, ist vorgesehen, daß die Bewegungsstrecke der Glocke gesteuert wird, diese Bewegung in Korrelation zu einer gegebenen Menge des Fluidums gebracht wird, die dabei den Durchflußmesser durchströmt, und die bekannte Menge des Fluidums, die den Durchflußmesser und das Eichgerät durchströmt hat, wird mit dem Anzeigewert des Durchflußmessers verglichen, welcher typischerweise an einem Zählwerk abgelesen wird. Gemäß herkömmlicher Technik ist es erforderlich, die Abmessungen der Glocke (Glockenumfangsmessung) zu ermitteln, was Schwierigkeiten bereitet und zu einer Anzahl von Fehlern führt, die durch Mittelung des sich verändernden Durchmessers und der Wandstärkeänderungen der Glocke sowie Interpolation beim Ablesen der Skalamarkierungen entstehen. Die angegebene Genauigkeit derartiger Verfahren beträgt höchstens etwa 0,3%. Derartige Eichgeräte vom Glockentyp, die bisher zur Eichung von Durchflußmessern verwendet wurden, haben somit unvermeidbare Ungenauigkeiten aufgrund von Fehlern, die verursacht werden durch: 1. Ablesen der Anfangs- und Endpunkte der Glockenbewegung; 2. Ablesen der Anfangs- und Endvolumen an zeigewerte auf der Skala des Durchflußmessers; und 3. die unvermeidbare Ungenauigkeit bei der Bestimmung des Glockenvolumens. Der größte Fehler entsteht bei der Bestimmung des Glockenvolumens. Die Glocke selbst wird zwar mit höchsterTo determine the amount of fluid passing through the flow meter is sucked through, it is provided that the movement distance of the bell is controlled, this movement in Correlation is brought to a given amount of fluid that flows through the flow meter, and the known The amount of fluid that has flowed through the flow meter and the calibration device is compared with the display value of the flow meter compared, which is typically read on a counter. According to the conventional technique, it is necessary to to determine the dimensions of the bell (bell circumference measurement), which causes difficulties and a number of errors by averaging the changing diameter and wall thickness changes of the bell as well Interpolation arise when reading the scale markings. The specified accuracy of such methods is at most about 0.3%. Such bell-type calibrators, previously used to calibrate flow meters, thus have inevitable inaccuracies due to errors caused by: 1. Reading the start and end points the bell movement; 2. Read the initial and final volumes on display values on the scale of the flow meter; and 3. the inevitable inaccuracy in determining the bell volume. The biggest mistake comes from the determination the bell volume. The bell itself is indeed at the highest

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Genauigkeit gefertigt/ Veränderungen ihres Durchmessers und folglich ihres ümfanges sind jedoch unvermeidlich. Die Vornahme zahlreicher Messungen des Ümfanges der Glocke durch Umspannen mit einem Band wurde vorgeschlagen, um den mittleren Glockenumfang zu erhalten und daraus das Volumen des zylindrischen Teils der Glocke zu bestimmen.Manufactured accuracy / changes in their diameter and consequently their size are inevitable. The undertaking Numerous measurements of the circumference of the bell by hooping it with tape have been suggested to measure the middle Obtain the bell circumference and from this the volume of the cylindrical Part of the bell to be determined.

Die Anwendung der Eichgeräte vom Glockentyp dauerte zahlreiche Jahre an, wobei Verbesserungen vorgenommen wurden, hauptsächlich um die Bewegung der Glocke und das Volumen des durch den Durchflußmesser geleiteten Fluidums zu ermitteln. Eines der ältesten Beispiele für ein automatisiertes Eichsystem ist in der US-PS 3 050 980 beschrieben und enthält eine Glocke mit optischen Aufnehmern, welche die Bewegung der Glocke ertasten, während diese durch einen Motor nach oben bewegt wird. Eine Leitung führt von der Glocke zu dem Durchflußmesser und ist mit einem ersten spulenbetätigten Ventil zur Steuerung der Fluidströmung aus dem Durchflußmesser zu der Glocke sowie mit einem zweiten spulenbetätigten Ventil versehen, das an die Leitung so angekoppelt ist, daß es das Ausströmen des Fluidums aus der Glocke zuläßt, während diese in ihre unterste Stellung zurückkehrt. Im Betrieb wird die ursprünglich mit Luft gefüllte Glocke in ihren Behälter abgesenkt, um die Luft durch den Durchflußmesser hindurchzupressen. Ein Skalenzeiger am Zählwerk des Durchflußmessers, der als "Eichzeiger" bezeichnet wird, wird mittels eines optischen Aufnehmers abgetastet, um den Prüfvorgang auszulösen, wodurch das erste Ventil geöffnet wird, während das zweite Ventil geschlossen bleibt, so daß die Luftströmung aus der Glocke durch den Durchflußmesser erfolgen kann. Es ist auch ein automatischer Luftdichtigkeitstest beschrieben, bei welchem sowohl das erste bzw. Einlaßventil als auch das zweite bzw. Auslaßventil geschlossen sind, und während ein Druck aufgebaut wird, wird geprüft, ob in dem System und in seinen Ventilen Undichtigkeiten vorhanden sind, indem der in der Glocke aufgebaute Druck gemessen wird.The use of the bell-type calibrators continued for many years, with improvements being made, mainly to determine the movement of the bell and the volume of fluid passed through the flow meter. One of the oldest examples of an automated calibration system is described in US Pat. No. 3,050,980 and includes a bell optical pickups that sense the movement of the bell while it is being moved upwards by a motor. One Line leads from the bell to the flow meter and is connected to a first solenoid operated valve for controlling the Fluid flow from the flow meter to the bell as well as with a second solenoid operated valve coupled to the conduit so as to allow the outflow of the fluid from the bell while it returns to its lowest position. In operation it is originally with air filled bell is lowered into its container to force the air through the flow meter. A dial pointer on The counter of the flow meter, which is referred to as the "calibration pointer", is scanned by means of an optical pick-up trigger the test process, which opens the first valve while the second valve remains closed, allowing air to flow out of the bell through the flow meter can be done. An automatic airtightness test is also described in which both the first and inlet valves and the second or outlet valve are closed, and while a pressure is being built up, it is checked whether in the system and its valves are leaking by measuring the pressure built up in the bell jar.

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Die US-PS 2 987 911 beschreibt ferner ein Eichsystem, bei dem ein Temperaturfühler am Auslaß des Durchflußmessers und ein Temperaturfühler am Auslaß des Eichgerätes angeordnet ist, wobei die Teiiiperaturdif ferenzen berechnet werden, um einen 'J'tMiil>(.*rutut kojnpen.sat ions Γ ukl.ur Tc /u ei /.euycn, der verwcndot wird, um eine Korrektur des berechneten Volumens vorzunehmen.US Pat. No. 2,987,911 also describes a calibration system in which a temperature sensor is provided at the outlet of the flow meter and a temperature sensor is arranged at the outlet of the calibration device, wherein the Teiiiperaturdif are calculated to a 'J'tMiil> (. * Rutut kojnpen.sat ions Γ ukl.ur Tc / u ei /.euycn, the verwcndot to correct the calculated volume.

In der US-PS 3 933 027 sind Verbesserungen des Eichsystems vom Glockentyp vorgeschlagen, indem dessen Betrieb automatisiert wird. Eine Reihe von Abtastmarkierungen wird an der Glocke angebracht, wobei ein optischer Codierer die Bewegung dieser Markierungen ab! nstet , um entsprechende Lu ft volumina anzuzeigen, während sie von dem Eichgerät durch den angekoppelten Durchflußmesser geschickt werden. Ein zweiter optischer . Codierer ist an den Zeiger des Durchflußmesser gekoppelt, um ein Ausgangssignal in Form einer Impulsfolge zu erzeugen, die iliiM durch den Durch Π ußmessei: i\li öinende Volumen mv/.eigt, Zu Beginn der überprüfung des Durchflußmessers löst der erste optische Codierer eine Torschaltung aus, um einen Zählvorgang oder Zeitsteuervorgang einzuleiten, bei welchem ein Taktsignal an einen Glocken-Taktzähler und an einen Durchflußmesser-Taktzähler angelegt -wird. Die Torschaltung, welche die Taktsignale zu dem Glocken-Zähler durchläßt, wird gesperrt, wenn eine gegebene Zählrate erreicht- ist, die einer bekannten Menge des Fluidums entspricht, die den Durchflußmesser durchströmt hat. Wenn dieselbe Menge von dem Durchflußmesser gemessen wurde, was von dem zweiten optischen Codierer angezeigt wird, so wird ein Signal aus diesem an eine Torschaltung angelegt, um das Anlegen der Taktsignale an den Durchflußmesser-Taktzähler zu beenden. Bei Beendigung dieses Vorgangs sind zwei Zählraten kumuliert, nämlich eine erste Zählrate des Glocken-Taktzählers und eine zweite Zählrate des Durchflußmesser-Taktzählers, wobei das Verhältnis dieser Zählraten dann leicht berechnet werden kann und an einer geeigneten Digitalanzeige angezeigt wird. Dieses Verhältnis wird als "Registrier-US Patent 3,933,027 suggests improvements to the bell-type calibration system by automating its operation. A series of scanning marks is attached to the bell, with an optical encoder detecting the movement of these marks! nstet to display corresponding air volumes as they are sent by the calibration device through the coupled flow meter. A second optical one. Encoder coupled to the pointer of the flow meter to provide an output signal in the form to generate a pulse sequence which iliiM through the Π ußmessei: mv / .eigt i \ li öinende volume, the beginning of the verification of the flow meter, the first optical encoder triggers a gate circuit to initiate a counting process or timing process in which a clock signal is applied to a bell clock counter and to a flow meter clock counter. The gate circuit, which passes the clock signals to the bell counter, is blocked when a given counting rate is reached which corresponds to a known amount of the fluid which has flowed through the flow meter. When the same amount has been measured by the flow meter as indicated by the second optical encoder, a signal therefrom is applied to a gate circuit to terminate the application of the clock signals to the flow meter clock counter. At the end of this process, two counting rates are accumulated, namely a first counting rate of the bell clock counter and a second counting rate of the flowmeter clock counter, the ratio of these counting rates can then be easily calculated and displayed on a suitable digital display. This ratio is called the "registration

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genau igkeit" des Durchf lußinessers aufgefaßt, d.h. das Verhältnis des tatsächlichen bzw. Eichvolumens des durch den Durchflußmesser geströmten Fluidums zu dem von ihm angezeigten Meßwert.accuracy "of the flow rate, i.e. the ratio the actual or calibration volume of the fluid passed through the flow meter to that indicated by it Measured value.

Ein ähnlicher Vorschlag ist in der US-PS 3 937 048 beschrieben. Bei dem dort beschriebenen automatischen Eichgerät vom Glockentyp ist ferner eine Vorrichtung vorgesehen, um die Folge von Impulsen abzutasten, die von dem Durchflußmesser während eines Betriebszyklus desselben erzeugt wird. Das tatsächlich durch den Durchflußmesser geströmte Volumen wird mittels eines Codierers gemessen, der eine Impulsfolge erzeugt, welche die lineare Bewegung der Glocke und folglich das während des Tests in die Glocke hinein oder aus dieser heraus verdrängte Volumen anzeigt. Der codierer liefert eine Impulsfolge, welche das von der Glocke verdränte Volumen anzeigt. Die Impulse des Codierers werden über eine gegebene Anzahl von Betriebszyklen des Durchflußmessers akkumuliert, um die Volumenanzeige des Durchflußmessers anhand eines bekannten Fluidvolumens, das von der Glocke verdrängt wurde, zu eichen.A similar proposal is described in U.S. Patent 3,937,048. In the case of the bell-type automatic calibration device described there A device is also provided to sample the train of pulses emitted by the flow meter during a Operating cycle of the same is generated. Actually through Volume flowed through the flow meter is determined by means of an encoder which generates a pulse train that reflects the linear movement of the bell and consequently that during the test into the Bell in or out of this indicates volume displaced. The encoder delivers a pulse train indicating the volume displaced by the bell. The encoder's pulses are over a given number of operating cycles of the flowmeter accumulated to the volume reading of the flow meter based on a known volume of fluid displaced by the bell was to be calibrated.

In der US-PS 3 877 287 ist ein anderes System beschrieben, bei dem anstelle eines glockenförmigen Behälters ein Zylinder verwendet wird, in dem ein Kolben angeordnet ist, der mit gesteuerter Geschwindigkeit durch den Zylinder geschoben wird, und zwar durch einen Motor, der durch eine Gewindespindel mit dem Kolben gekoppelt ist, um ihn bei Drehung des Motors durch den Zylinder zu verschieben. Folglich wird der Kolben mit konstanter Geschwindigkeit durch die Präzisxonsbohrung des Zylinders verschoben, um ein Fluidum aus dem Zylinder zu verdrängen und durch den zu prüfenden Durchflußmesser zu schicken. Dabei sind zwei Arten der Messung der Durchflußrate vorgesehen, nämlich die Anordnung einer Reihe von Löchern in einer Kolbenstange, welche den Kolben mit der Gewindespindel verbindet, und abtastende Bewegung der Löcher an einem Fotodetektor vorbei, sowie die Anwendung eines optischen codierers, der an denAnother system is described in US Pat. No. 3,877,287 in which, instead of a bell-shaped container, a cylinder is used, in which a piston is arranged, which is pushed through the cylinder at a controlled speed, by a motor, which is coupled to the piston by a threaded spindle, to drive it through when the motor rotates to move the cylinder. As a result, the piston is driven at a constant speed through the precision bore of the Moved cylinder to displace a fluid from the cylinder and to send through the flow meter to be tested. There are two ways of measuring the flow rate, namely the arrangement of a series of holes in a piston rod, which connects the piston with the threaded spindle, and scanning movement of the holes past a photodetector, as well as the use of an optical encoder connected to the

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Antriebsmotor gekoppelt ist, um eine Pulsfolge als Ausgangssignal zu erzeugen, welche die Kolbenverschiebung und folglich das tatsächliche aus dem Zylinder verdrängte Volumen anzeigt.Drive motor is coupled to generate a pulse train as an output signal, which the piston displacement and consequently indicates the actual volume displaced from the cylinder.

In der US-PS 3 631 709 ist ebenfalls ein Durchflußmesser-Eichgerät beschrieben, das eine Anordnung aus Kolben und Zylinder umfaßt, wobei der Kolben durch einen programmgesteuerten Motor über eine Gewindespindel angetrieben wird. Im Betrieb treibt der Motor über die Gewindespindel den Kolben durch den Zylinder, wodurch eine bekannte Flüssigkeitsmenge (Wasser) durch eine Reihe von Durchflußmessern geschickt wird, die in Reihe angeordnet sind. Das Steuerprogramm des Motors bewirkt, daß der Kolben sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt, wodurch entsprechende Durchflußraten während eines einzigen Hubes des Kolbens durch den Zylinder an den Durchflußmessern verursacht werden. Ein Magnet ist an eine Welle angekoppelt, welche die Gewindespindel mit dem Kolben verbindet, um einen Read-Schalter zu betätigen, während der Kolben durch den Zylinder geführt wird, und die Zählung von Impulsen auszulösen, die von einem ersten bzw. Hauptimpulsgeber abgegeben werden, der an den Motor angekoppelt ist. Der Ausgang des Hauptimpulsgebers liefert eine Pulsfolge, die an ein Register angelegt wird, um eine Anzeige des tatsächlichen Durchflusses durch die Durchflußmesser zu gewinnen. Optische Codierer sind an jeden Durchflußmesser angekoppelt, um Pulssignale an eine zweite Gruppe von Registern abzugeben, so daß die von den Durchflußmessern gemessenen Durchflußmengen kumuliert und angezeigt werden können. Das tatsächliche bzw. Vergleichsvolumen ist definiert als eine bestimmte Anzahl von Zählereignissen aus dem ersten bzw. Hauptimpulsgeber, womit die Ausgangssignale der einzelnen Durchflußmesser verglichen werden. Die Programmsteuerung des Motors ermöglicht eine Beschleunigung des Motors und des Kolbens bis zu einem stabilen Betriebszustand, bevor die Messung der Fluidströmung durch den Durch-Also in U.S. Patent No. 3,631,709 is a flow meter calibrator which comprises a piston and cylinder arrangement, the piston being driven by a program controlled motor is driven by a threaded spindle. During operation, the motor drives the piston through the cylinder via the threaded spindle, whereby a known amount of liquid (water) is sent through a series of flow meters arranged in series are. The control program of the motor causes the piston to move at different speeds, whereby corresponding flow rates caused during a single stroke of the piston through the cylinder on the flow meters will. A magnet is coupled to a shaft that connects the threaded spindle with the piston to create a read switch to actuate while the piston is being guided through the cylinder, and to trigger the counting of pulses that be emitted by a first or main pulse generator, which is coupled to the motor. The output of the main pulse generator provides a pulse train that is applied to a register to provide an indication of the actual flow through to win the flow meter. Optical encoders are on coupled to each flow meter to output pulse signals to a second group of registers so that those of the Cumulative flow rates measured by flowmeters and can be displayed. The actual or comparison volume is defined as a certain number of counting events from the first or main pulse generator, with which the output signals of the individual flow meters are compared. The program control of the engine enables the engine and the piston to be accelerated to a stable operating state, before the measurement of the fluid flow through the

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Abaway

flußmesser beginnt, um zu ermöglichen, daß kurzzeitige Störungen in dem Fluid abklingen.Flowmeter starts to allow short-term disturbances decay in the fluid.

Es wurden also bereits Bestrebungen unternommen, die Überprüfung von Durchflußmessern zu automatisieren, und zwar durch automatisches Auslösen und Beenden der Zählung von Pulsen aus einem ersten Codierer, die das Vergleichsvolumen des durch den Durchflußmesser geströmten Fluids anzeigen, und der Zählung von Pulsen aus einem zweiten Codierer, die das Volumen angeben, das von dem geprüften Durchflußmesser gemessen wird.Efforts have therefore already been made to verify of flow meters by automatically triggering and stopping the counting of pulses a first encoder indicating the comparative volume of the fluid passed through the flow meter and the count of pulses from a second encoder indicative of the volume being measured by the flow meter under test.

Bisher wurden jedoch noch keine Wege aufgezeigt, die Grundgenauigkeit des Durchflußmesser-Eichgerätes zu verbessern, d.h. die Genauigkeit der eigentlichen Eichvorrichtung. Herkömmliche Durchflußmesser-Eichgeräte, insbesondere vom Glockentyp, können lediglich eine Genauigkeit von ±0,2% unter optimalen Bedingungen gewährleisten. Folglich können die mit solchen Eichgeräten geeichten bzw. überprüften Durchflußmesser selbst keine größere Genauigkeit erreichen. Einer der Hauptgründe für die mangelnde Präzision herkömmlicher Durchflußmesser-Eichgeräte ist das Fehlen von präzisen Verfahren und Vorrichtungen zum hochpräzisen Messen des Volumens, das in einer Glocke oder in dem Zylinder bei den oben beschriebenen Anordnungen verdrängt wird.So far, however, no ways have been shown, the basic accuracy of the flow meter calibrator, i.e. the accuracy of the actual calibrator. Conventional Flow meter calibrators, particularly of the bell type, can only guarantee an accuracy of ± 0.2% under optimal conditions. Consequently, those with such calibration devices calibrated or checked flow meters themselves do not achieve greater accuracy. One of the main reasons for the lack Precision of conventional flow meter calibrators is the lack of precise methods and devices for high precision Measuring the volume that is displaced in a bell or in the cylinder in the arrangements described above.

Durch die Erfindung soll ein Durchflußmesser-Eichgerät geschaffen werden, mit dem eine wesentlich bessere Genauigkeit erreicht wird. Insbesondere wird eine Genauigkeit von 1:10" angestrebt. Wenn das Volumen mit einer so hohen Genauigkeit bestimmt werden kann, wird es erforderlich, zu gewährleisten, daß die die Kammer enthaltende Struktur starr und undeformierbar ist. Bisher hatten die Behältnisse vom Glockentyp keine derart starre Struktur, so daß darauf ausgeübte Stöße od. dgl. zu einer solchen Änderung des Innenvolumens führen können, daß die Genauigkeit der Ablesewerte des Durchflußmesser-Eichgeräts vom Glockentyp beeinträchtigt wird.The invention is intended to provide a flow meter calibration device with which a much better accuracy is achieved. In particular, an accuracy of 1:10 "is sought. If the volume with such a high accuracy can be determined, it becomes necessary to ensure that the structure containing the chamber is rigid and undeformable is. So far, the bell-type containers did not have such a rigid structure that impacts or the like exerted on them. can result in such a change in the internal volume that the accuracy of the readings of the flowmeter calibrator is affected by the bell type.

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Gemäß der Erfindung wird "die Volumenverdrängung innerhalb der Kammer des Durchflußmesser-Eichgeräts gemessen, indem elektromagnetische Wellen erzeugt werden und die Frequenz bestimmt wird, bei der sich in einer ersten und in einer zweiten Stellung eines durch das Gehäuse verschobenen Kolbens Resonanz ergibt. Dieses Verfahren zur Messung des Behältervolumens erfordert, wie die Erfindung lehrt, die Verwendung eines Gehäuses praktisch perfekter Kreis- bzw. Zylinderform, so daß die Frequenzen, bei denen Resonanz entsteht, genau bestimmt werden können, um auf diese Weise das Verdrängungsvolumen innerhalb des starren Zylinders zu bestimmen.According to the invention, "the volume displacement within the Chamber of the flow meter calibrator measured by electromagnetic Waves are generated and the frequency is determined at which in a first and in a second position a piston displaced through the housing results in resonance. This procedure for measuring the container volume requires as the invention teaches, the use of a housing of practically perfect circular or cylindrical shape, so that the frequencies, at which resonance arises, can be precisely determined in order in this way the displacement volume within of the rigid cylinder.

Die Erfindung beruht ferner auf der Erkenntnis, daß es nach einmal erfolgter Bestimmung des Volumens des Eichgerätes mit hoher Präzision erforderlich wird, andere Parameter zu bestimmen, die den Anzeigewert des Durchflußmessers oder das Volumen des durch den geprüften Durchflußmesser geströmten Fluids verfälschen, und zwar mit gleicher Genauigkeit. Die Erfindung schlägt daher Verfahren und Einrichtungen zur hochpräzisen Messung der Temperatur und des Druckes des Fluidums innerhalb des Durchflußmessers und innerhalb des Durchflußmesser-Eichgerätes vor, so daß ein Korrekturfaktor mit gleicher Genauigkeit ermittelt werden kann, um eine Korrektur hinsichtlich Veränderungen dieser Parameter vorzunehmen, die in dem geprüften Durchflußmesser und in dem erfindungsgemäßen Durchflußmesser-Eichgerät vorhanden sind. Dieser Vorschlag steht im Gegensatz zum Stand der Technik, wonach Durchflußmesser-Eichgeräte in Räume mit gesteuerten Umgebungsbedingungen gebracht wurden, in denen geringe Temperatur- und Druckänderungen herrschen. Wenn jedoch die Präzision, mit der die Variablen gemessen werden sollen, die Größenordnung von 10 erreicht, wie dies die Erfindung bei der Messung des Verdrängungsvolumens in dem Durchflußmesser-Eichgerät ermöglicht, so wird es erforderlich, zu berücksichtigen, daß diese Druck- und Temperaturparameter sich innerhalb des Durchflußmesser-Eichgerätes und innerhalb des Durch-The invention is also based on the knowledge that after once Once the volume of the calibration device has been determined with high precision, it is necessary to determine other parameters, which falsify the display value of the flow meter or the volume of the fluid which has passed through the tested flow meter, with the same accuracy. The invention therefore proposes methods and devices for high-precision measurement of the Temperature and pressure of the fluid within the flow meter and within the flow meter calibrator before, so that a correction factor can be determined with the same accuracy in order to correct for changes in this Make parameters that are in the tested flow meter and present in the flow meter calibrator according to the invention are. This proposal is in contrast to the prior art, according to which flow meter calibrators in rooms with controlled Ambient conditions were brought in which there are small changes in temperature and pressure. But when the precision with which the variables are to be measured reaches the order of 10, as does the invention when measuring the displacement in the flow meter calibrator allows, it becomes necessary to take into account that these pressure and temperature parameters are within of the flow meter calibration device and within the

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flußmessers im Verlaufe seiner Prüfung verändern, so daß zur Gewährleistung der angestrebten Präzision besondere Maßnahmen zur Messung von Druck und Temperatur vorgesehen sein müssen. Wenn z.B. ein Fehler von 5/9°C (1°F) bei der Messung der Temperatur des Fluidums auftritt, so kann sich daraus ein Fehler von 0,2% bei der Anzeige des Verdrängungsvolumens an dem Eichgerät ergeben. Das erfindungsgemäße Durchflußmesser-Eichsystem soll jedoch eine Anzeige des durch den zu prüfenden Durchflußmesser geströmten Volumens mit einer Präzision von 0;004% ermöglichen. Bei einer solchen Genauigkeit sind Untersuchungen angezeigt, um die Auswirkungen anderer Faktoren auf die Messung des durchgeströmten Volumens zu bestimmen. Z.B. hat auch die Anzahl von Prüfungen, die an einem gegebenen Durchflußmesser durchgeführt werden, einen Einfluß auf dessen Meßwert. Eine ■ Änderung der Strömungsrate und des durch den Durchflußmesser geströmten Volumens hat ebenfalls einen Einfluß auf die Volumenanzeige des Durchflußmessers, das mit dem von dem Eichgerät gemessenen Volumen verglichen wird.Flux meter change in the course of his test, so that special measures to ensure the desired precision must be provided for measuring pressure and temperature. For example, if there is an error of 5/9 ° C (1 ° F) when measuring the temperature of the fluid occurs, this can result in an error of 0.2% in the display of the displacement volume on the calibration device result. The flow meter calibration system of the invention however, a display of the volume that has flowed through the flow meter to be tested should be displayed with a precision of 0; 004% enable. With such accuracy, investigations are indicated to determine the effects of other factors on the measurement to determine the volume flowed through. E.g. also has the number of tests performed on a given flow meter are carried out, an influence on its measured value. A change in the flow rate and that through the flow meter The flowed volume also has an influence on the volume display of the flow meter, which corresponds to that of the calibration device measured volume is compared.

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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.The object on which the invention is based is achieved in particular by the features of the patent claims.

Durch die Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Eichen eines Durchflußmessers geschaffen. Die Vorrichtung enthält eine Kammer, die insbesondere als im wesentlichen vollkommen ausgebildeter aufrechter bzw. rechtwinkeliger Kreiszylinder gestaltet ist, einen Kolben, der sich geradlinig innerhalb der Kammer aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegen kann, und eine Meßvorrichtung in Form eines Codierers, der mit dem Kolben in Kopplung steht und ein Signal mit hoher Auflösung abgibt, z.B. in Form einer Pulsfolge. Die Kammer ist an den der Prüfung zu unterziehenden Durchflußmesser angekoppelt. Im Verlaufe der Eichung des Durchflußmesser-Eichgerätes wird der Kolben in die erste Stellung gebracht, und innerhalb des Volumens zwischen der Kammer und dem Kolben wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Die Frequenz des elektromagnetischen Feldes wird variiert, um die Bedingungen für stehende Wellen in Resonanz innerhalb des bei der ersten Kolbenstellung begrenzten Volumens herzustellen. Das elektromagnetische Feld wird so erzeugt, daß eine Schwingung mit einem normalen Modus entsteht, der so gewählt ist, daß bei seiner Resonanzbedingung innerhalb der Kammer die elektrischen und magnetischen Feldkomponenten zu den Abmessungen der Kammer in Beziehung stehen. Dann wird der Kolben aus seiner ersten in seine zweite Stellung verschoben, während das Ausgangssignal des mit hoher Auflösung arbeitenden Codierers kumuliert bzw. gezählt wird. In der zweiten Kolbenstellung wird erneut die Frequenz des elektromagnetischen Feldes verändert, um die Bedingungen für eine stehende Welle in Resonanz innerhalb des Gehäuses zu schaffen, und dann wird die Frequenz bestimmt, bei der diese Resonanzbedingung erfüllt ist. Auf der Grundlage der Bestimmung dieser beiden Frequenzen entsprechend der Herstellung von Bedingungen für stehende Wellen in Resonanz bei der ersten undThe invention provides an apparatus and a method for calibrating a flow meter. The device contains a chamber, in particular as an essentially completely formed upright or right-angled circular cylinder is designed, a piston which extends in a straight line within the chamber from a first position to a second Can move position, and a measuring device in the form of a Encoder that is coupled to the piston and emits a signal with high resolution, e.g. in the form of a pulse train. The chamber is coupled to the flow meter to be subjected to the test. During the calibration of the flow meter calibrator the piston is brought to the first position, and within the volume between the chamber and an electromagnetic field is generated on the piston. The frequency of the electromagnetic field is varied in order to to establish the conditions for standing waves in resonance within the volume limited in the first piston position. The electromagnetic field is generated so that vibration is generated with a normal mode that is is chosen that the electric and magnetic field components increase in its resonance condition within the chamber are related to the dimensions of the chamber. Then the piston is moved from its first to its second position, while the output of the high resolution encoder is accumulated or counted. In the second piston position is changed again the frequency of the electromagnetic field to the conditions for a standing wave to create resonance within the housing, and then the frequency at which this resonance condition is determined is satisfied. Based on the determination of these two frequencies according to the establishment of conditions for standing waves in resonance at the first and

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bei der zweiten Kolbenstellung werden die Volumina bestimmt, die durch das Gehäuse bzw. die Kammer und die erste bzw. zweite Kolbenstellung bestimmt werden., wobei dann die Volumendifferenz bzw. das Verschiebungsvolumen bestimmt wird. Das Verschiebungsvolumen, das mit hoher Genauigkeit bestimmt wurde, wird mit dem Ausgangssignal des Codierers verglichen, um die Volumenzunahme des mittels des Kolbens eingesaugten Fluids für eine Signaleinheit, z.B. einen Impuls der Pulsfolge, zu bestimmen.In the second piston position, the volumes are determined which are passed through the housing or the chamber and the first or second piston position can be determined., then the volume difference or the displacement volume is determined. The displacement volume determined with high accuracy is compared with the output signal of the encoder to determine the increase in volume of the fluid sucked in by means of the piston for a signal unit, e.g. a pulse of the pulse train.

Insbesondere werden zunächst die Durchmesser der Querschnitte des Zylinders in der ersten bzw. zweiten Stellung bestimmt, und auf der Grundlage dieser beiden Durchmesserwerte werden die Volumina für diese Stellungen berechnet, und die Differenz dazwischen wird bestimmt. Dann wird das Verschiebungsvolumen dividiert durch die gezählte Anzahl von Ausgangspulsen, um einen Faktor zu erhalten, welcher die Volumenzunahme angibt, die von dem Kolben pro Signaleinheit bzw. Ausgangspuls des Codierers eingesaugt wird.In particular, the diameters of the cross-sections of the cylinder in the first or second position are determined first, and on the basis of these two diameter values, the volumes for these positions are calculated, and the difference in between is determined. Then the displacement volume is divided by the counted number of output pulses, um to obtain a factor that indicates the increase in volume, which is sucked in by the piston per signal unit or output pulse of the encoder.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden als elektromagnetische Schwingung im Gehäuse bzw. in der Kammer erste und zweite Schwingungsmoden verwendet, die so gewählt sind, daß Störungen aufgrund der Natur, der Gestalt und der Innenoberfläche des Gehäuses vermindert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die elektromagnetischen Schwingungsmoden TM010 und TE111 verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Vorrichtung, mit der das Volumen gemessen wird, eine Antenne, die innerhalb der Kammer angeordnet ist, und einen Generator, der elektromagnetische Energie an die Antenne ankoppelt, wodurch die elektromagnetischen Wellen in die Kammer ausgesandt werden. Ein Detektor ist an die Antenne angekoppelt, um elektromagnetische Energie zu erfassen, die aus der Kammer reflektiert wird, und ist ferner an einen Resonanzdetektor in Form einer Katodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung angekoppelt, mittels welcher ein Minimum des PegelsAccording to a further feature of the invention, first and second oscillation modes are used as electromagnetic oscillation in the housing or in the chamber, which are selected so that disturbances due to the nature, the shape and the inner surface of the housing are reduced. In one embodiment, the TM 010 and TE 111 electromagnetic vibration modes are used. According to a preferred embodiment, the device with which the volume is measured contains an antenna which is arranged within the chamber, and a generator which couples electromagnetic energy to the antenna, as a result of which the electromagnetic waves are transmitted into the chamber. A detector is coupled to the antenna to detect electromagnetic energy reflected from the chamber and is also coupled to a resonance detector in the form of a cathode ray tube indicator by means of which a minimum of the level

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der elektromagnetischen Energie festgestellt werden kann. Ferner ist ein Frequenüdetektor in Form eines Zählers an den Ausgang des Generators angeschlossen, um die Frequenz des Ausgangssignals des Generators zu ermitteln, bei welcher der Minimalpegel auf der Anzeigevorrichtung beobachtet wird, entsprechend der Erzeugung einer stehenden Welle in Resonanz innerhalb der Kammer des Durchflußmesser-Eichgeräts. Die Frequenz bzw. Frequenzen, bei denen stehende Wellen in Resonanz innerhalb der Kammer auftreten, werden wiederum zur Bestimmung des Volumens der Kammer des Durchflußmesser-Eichgerätes herangezogen. Das elektromagnetische Feld wird innerhalb der Kammer mit einem solchen Schwingungsmodus erzeugt, daß bei Resonanzbedingung innerhalb der Kammer die elektrischen und magnetischen Feldkomponenten des elektromagnetischen Feldes eine bestimmte Beziehung zu den Abmessungen der Kammer aufweisen, wobei die Kammer eine regelmäßige Geometrie aufweist, z.B. die eines aufrechten bzw. rechtwinkeligen Kreiszylinders. the electromagnetic energy can be determined. Furthermore, a frequency detector in the form of a counter is attached to the Output of the generator connected to determine the frequency of the output signal of the generator at which the Minimum level is observed on the display device, corresponding to the generation of a standing wave in resonance inside the flowmeter calibrator chamber. The frequency or frequencies at which standing waves resonate Occurring within the chamber are in turn used to determine the volume of the chamber of the flowmeter calibrator used. The electromagnetic field is generated inside the chamber with such an oscillation mode, that under resonance conditions within the chamber the electric and magnetic field components of the electromagnetic Field have a certain relationship to the dimensions of the chamber, the chamber having a regular geometry, e.g. that of an upright or right-angled circular cylinder.

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigen:
Further advantages and features of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing.
In the drawing show:

Fig. 1 einen Aufriß eines Durchflußmesser-Eichsystems nach der Erfindung;Figure 1 is an elevation of a flow meter calibration system according to FIG the invention;

Fig. 2A und 2B teilweise im Schnitt gezeigte Einzelansichten des erfindungsgemäßen Eichsystems, das in Fig. 1 in Form einer Übersicht gezeigt ist;FIGS. 2A and 2B show individual views, partially in section, of the calibration system according to the invention, which is shown in FIG. 1 in FIG Is shown in the form of an overview;

Fig. 2C den Aufbau eines Gehäuses für das in den Fig. 1 und 2A gezeigte Eichgerät, mit einer Steuerkonsole, über die der Benutzer die Ausgangsdaten des Eichgerätes steuern und beobachten kann;2C shows the structure of a housing for the calibration device shown in FIGS. 1 and 2A, with a control console via which the user can control and monitor the output data of the calibration device;

Fig. 2D eine Anzeigetafel des in Fig. 2C gezeigten Systemsteuerungs- und Zustandsüberwachungsteils;Fig. 2D is a display panel of the system control shown in Fig. 2C and condition monitoring part;

Fig. 3 ein Funktions-Blockschaltbild der allgemeinen Auslegung des Rechnersystems zur Ertastung der verschiedenen Variablen des Durchflußmesser-Eichsystems und zur Steuerung der Kolbenbewegung durch den Zylinder des Eichgerätes, das in den Fig. 1 und 2A gezeigt ist, und zur Ermöglichung einer genauen Anzeige der Registriergenauigkeit des der Prüfung unterzogenen Durchflußmessers;Fig. 3 is a functional block diagram of the general layout of the computer system for sensing the various Variables of the flow meter calibration system and for controlling piston movement through the cylinder of the Calibration device shown in Figs. 1 and 2A, and to enable an accurate indication of the registration accuracy the flow meter under test;

Fig. 4A bis 4E verschiedene.Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltungen, die benötigt werden, um die Signale aus dem Rechnersystem nach Fig. 3 und in dieses hinein in die geeignete Form zu bringen;4A to 4E different signal conditioning and interface circuits, which are required to receive the signals from the computer system according to FIG. 3 and into it to bring into the appropriate form;

Fig. 4F eine Perspektivansicht des Durchflußmessers, wobei gezeigt ist, wie ein Näherungsdetektor in bezug auf seinen zugeordneten Codiermechanismus angeordnet ist;Fig. 4F is a perspective view of the flow meter, wherein it is shown how a proximity detector is arranged with respect to its associated coding mechanism;

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Fig. 4G-M Einzelschaltbilder der in den Fig. 4A und 4E allgemein gezeigten Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltungen ;4G-M individual circuit diagrams of the circuit diagrams in FIGS. 4A and 4E signal conditioning and interface circuits generally shown ;

Fig. 5 ein Übersichtsdiagramm des von dem Rechnersystem nach Fig. 3 ausgeführten Programms;Figure 5 is an overview diagram of the program executed by the computer system of Figure 3;

Fig. 6A und 6B detailliertere Diagramme zur Initiierung des Rechnersystems nach Fig. 3;Figures 6A and 6B are more detailed diagrams for initiating the computer system of Figure 3;

Fig. 7 ein detailliertes Diagramm der erforderlichen Schritte zum Eichen der Eingangsgrößen, die an die Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltungen angelegt werden, um Temperatur- und Druck-Meßwerte an das in Fig. gezeigte Rechnersystem anzulegen;Fig. 7 is a detailed diagram of the steps required to calibrate the input variables that are sent to the signal conditioning and interface circuits are applied in order to transfer temperature and pressure measured values to the in Fig. to create the computer system shown;

Fig. 8A bis 8P Einzelheiten eines Flußdiagramms zum Auslesen von in dem Rechnersystem gespeicherten Daten und zum Eingeben der Bedingungen, unter denen das Durchflußmesser-Eichsystem einen gegebenen 'Durchflußmesser prüft (die Buchstaben I und O sind zur Klarheit nicht verwendet) ;8A to 8P details of a flow chart for reading out data stored in the computer system and for Enter the conditions under which the flow meter calibration system will test a given flow meter (the letters I and O are not used for clarity);

Fig. 9A bis 9Q Flußdiagramme, welche die von dem Rechnersystem nach Fig. 3 ausgeführten Schritte zeigen, um verschiedene Funktionen auszuführen und diese erkenntlich zu machen (wobei wiederum zur Klarheit die Buchstaben I und O nicht verwendet sind);9A through 9Q are flow charts showing the steps performed by the computer system of FIG perform various functions and make them recognizable (again, for clarity, the letters I and O are not used);

Fig. 10 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung zum Anlegen eines Hochfrequenzsignals an eine Mikrowellenantenne in dem Zylinder des in den Fig. 1 und 2A dargestellten Durchflußmesser-Eichgerätes, zum Verändern der an die Antenne angelegten Signalfrequenz, wodurch das Zylindervolumen mit höchster Genauigkeit bestimmt werden kann, um auf diese Weise das Ausgangssignal des Linearcodierers des Durchflußmesser-Eichgerätes genau zu codieren; 130062/071810 shows a circuit diagram of a circuit arrangement for applying a high-frequency signal to a microwave antenna in the cylinder of the flow meter calibrator shown in Figs. 1 and 2A, for changing the to the Signal frequency applied to the antenna, whereby the cylinder volume can be determined with the highest accuracy, so as to accurately encode the output of the linear encoder of the flowmeter calibrator; 130062/0718

Fig. 11A bis E verschiedene Eingangssignale, die an die Signal'aufbereitungs- und Logikschaltungen 170a und 170b angelegt und von diesen erzeugt werden, welche in Fig. 4C, insbesondere in Fig. 4K, allgemein dargestellt sind;FIGS. 11A to E show various input signals which are sent to the Signal 'processing and logic circuits 170a and 170b are applied and generated by these, which are shown in Figures 4C, particularly Figure 4K, are shown generally;

Fig. 12A und 12B eine Perspektivansicht eines Deckels, der über dem in den Fig. 1 und 2A gezeigten Kolben aufgebracht wird, bzw. einen Querschnitt einer Dichtung, die einer Feder gleicht und um den Umfang des Kolbendeckels herum angeordnet ist;Figures 12A and 12B are perspective views of a lid overlying applied to the piston shown in Figs. 1 and 2A is, or a cross-section of a seal that resembles a spring and around the circumference of the piston head is arranged;

Fig. 13 eine Grafik, die das Ansprechen einer Kammer eines senkrechten KreisZylinders zeigt, der von elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern angeregt wird, wobei die sich ändernden Abmessungen des Hohlraumes in Abhängigkeit von den Anregungsfrequenzen dargestellt sind; und13 is a graph showing the response of a chamber of a perpendicular Circular cylinder shows, which is excited by electromagnetic high-frequency fields, whereby the changing dimensions of the cavity are shown as a function of the excitation frequencies; and

Fig. 14 eine das Hohlraum-Ansprechverhalten darstellende Kurve, aus der die reflektierte Leistung Pr in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz hervorgeht.Fig. 14 is a graph showing the cavity response from which the reflected power Pr versus from the excitation frequency.

Es wird zunächst auf die Fig. 1 und 2A Bezug genommen. Das dort gezeigte erfindungsgemäße Durchflußmesser-Eichsystem 10 ist an einen zu überprüfenden Durchflußmesser 38 angekoppelt. Das Durchflußmesser-Eichsystem 10 umfaßt einen Zylinder 12, durch den hindurch ein Kolben 14 geradlinig mittels eines programm -ierbaren Motors 20 mit variabler Geschwindigkeit, z.B. mittels eines Servomotors, verschoben wird.Reference is first made to FIGS. 1 and 2A. The flow meter calibration system 10 according to the invention shown there is coupled to a flow meter 38 to be checked. The flow meter calibration system 10 comprises a cylinder 12 through which a piston 14 is rectilinear by means of a program variable speed motor 20, e.g. by means of a servo motor.

Der Zylinder 12 ist in - aufrechter Stellung gehaltert, und zwar mittels einer Reihe von Streben 76, von denen nur zwei darge-· stellt sind und die an einem Flansch 77 befestigt sind, der wiederum auf der Außenseite des Zylinders 12 um diesen herum befestigt ist. Das obere Ende des Zylinders 12 ist durch ein Kopfstück 86 verschlossen, von dem aus sich eine Reihe vonThe cylinder 12 is held in the upright position, namely by means of a series of struts 76, only two of which are shown and which are attached to a flange 77, the again on the outside of the cylinder 12 around it is attached. The upper end of the cylinder 12 is closed by a head piece 86 from which a number of

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Streben 88 nach oben erstreckt (von denen nur eine gezeigt ist). Eine Halterungsplatte 94 ist am oberen Ende der Streben 88 befestigt, und ein Servomotor 20 ist auf der Oberseite der Platte 94 aufgebaut. Das obere Ende einer Gewindespindel 18 ist mittels eines Lagers 98 drehbar in der.Platte 94 gelagert und antriebsmäßig mit der Antriebswelle des Servomotors 20 über eine Kupplung 100 verbunden. Eine Führungsmutter 22, die im Inneren eines Gehäuses 23 befestigt ist, ist auf die Gewindespindel 18 aufgeschraubt. Die Gewinde- bzw. Leitspindel 18 ist innerhalb einer Manschette 17 teleskopartig angeordnet, wobei das obere Ende der Manschette 17 mit dem Gehäuse 23 fest verbunden ist. Das untere Ende der Manschette 17 steht über und erstreckt sich gleitend in eine Buchse 96 im Kopfteil 86 hinein. Das obere Ende einer Kolbenstange 16 ist am unteren Ende der Manschette 17 befestigt.Struts 88 extends upward (only one of which is shown). A mounting plate 94 is at the top of the struts 88 and a servo motor 20 is mounted on top of the plate 94. The upper end of a lead screw 18 is rotatably mounted in the plate 94 by means of a bearing 98 and is driven with the drive shaft of the servo motor 20 connected via a coupling 100. A guide nut 22, which is fastened inside a housing 23, is on the lead screw 18 screwed on. The threaded or lead screw 18 is arranged telescopically within a sleeve 17, wherein the upper end of the sleeve 17 is firmly connected to the housing 23. The lower end of the cuff 17 protrudes and slidably extends into a socket 96 in head portion 86. The upper end of a piston rod 16 is at the lower End of the cuff 17 attached.

Ein zwischengeschalteter Zylinderkopf 91 trennt den oberen Teil des Innenraums des Zylinders 12 von dem unteren Teil, in dem der Kolben 14 enthalten ist. Die Kolbenstange 16 erstreckt sich verschiebbar durch eine Buchse 93 in den Kopfteil 91 hindurch, wobei das untere Ende der Stange 16 an dem Kolben 14 befestigt ist.An intermediate cylinder head 91 separates the upper part of the interior of the cylinder 12 from the lower part in which the piston 14 is included. The piston rod 16 extends displaceably through a bushing 93 into the head part 91, the lower end of the rod 16 being attached to the piston 14 is.

Bei der Drehung des Servomotors 20 verdreht sich also die Gewindespindel 18 in der Führungsmutter 22, so daß das Gehäuse 23, die Manschette 17 und die Stange 16 sich senkrecht in der einen oder anderen Richtung bewegen, je nach Richtung der Drehung des Servomotors.When the servomotor 20 rotates, the threaded spindle 18 rotates in the guide nut 22, so that the housing 23, the sleeve 17 and the rod 16 move vertically in one direction or the other, depending on the direction of the Rotation of the servo motor.

Der Boden des Zylinders 12 ist durch ein Kopfstück 60 verschlossen, und der Zylinder 12 umschließt daher und begrenzt zwischen dem Kolben 14 und dem Kopfstück 60 eine Kammer 28 mit variablem Volumen. Eine Öffnung 62 in dem Kopfstück 60 bringt die Kammer 28 in Verbindung mit Leitung 30, Leitung 32 und dem Durchflußmesser 38. Ein erstes Einlaßventil 34 ist zwischen dem Zylinder 12 und dem Durchflußmesser 38 angeordnet,The bottom of the cylinder 12 is closed by a head piece 60, and the cylinder 12 therefore encloses and delimits a chamber 28 between the piston 14 and the head piece 60 with variable volume. An opening 62 in the head piece 60 brings the chamber 28 into communication with line 30, line 32 and the flow meter 38. A first inlet valve 34 is arranged between the cylinder 12 and the flow meter 38,

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um die Fluidströmung, insbesondere Gasströmung, dazwischen zu steuern. Ein zweites Ventil, nämlich ein Auslaßventil 36 ist an die Leitung 30 angeschlossen, um den Austritt des Fluids aus dem Zylinder 12 freizugeben, wenn es geöffnet ist.around the fluid flow, in particular gas flow, in between to control. A second valve, namely an outlet valve 36, is connected to the line 30 to allow the fluid to exit to release from the cylinder 12 when it is open.

Die genaue Stellung der Kolbenantriebsstange 16 und folglich des Kolbens 18 wird von einem hochpräzisen optischen Linearcodierer 26 gemeldet, der an die Antriebsstange 16 angekoppelt ist und sich mit dieser mitbewegt. Der gezeigte Codierer 26 umfaßt zwei Gruppen, die aus Lichtquelle und Fotodetektor bestehen und auf beiden Seiten einer geradlinigen Skala 24 angeordnet sind, die eine hohe Anzahl von Skalenmarkierungen 102 aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die lineare bzw. geradlinige Skala 24 in fester Lage in bezug auf den bewegbaren Codierer 26 angeordnet und umfaßt 40 000 Skalenmarkierungen 102 (2500 Markierungen pro Zoll bzw. 98,425 Markierungen pro Millimeter). In der Zeichnung sind natürlich nur wenige Skalenmarkierungen dargestellt. Während sich der Codierer 26 geradlinig entlang der Skala 24 bewegt, werden zwei Gruppen von Signalpulsen A und Ä erzeugt, die eine Phasenverschiebung von 90° gegeneinander aufweisen, während die von den beiden Lichtquellen erzeugten Lichtstrahlen von den Skalenmarkierungen 102 blockiert werden. Die Ausgangssignale A und Ä des optischen Codierers 26 zeigen genau die Stellung des Kolbens 14 und folglich des Fluidvolumens an, welches den Durchflußmesser 38 durchströmt hat. Wie im folgenden noch erläutert wird, wird das Volumen der Kammer 28 innerhalb des Zylinders 12 genau ausgemessen, und jeder Ausgangsimpuls des Codierers 26 ergibt eine genaue Anzeige der Volumenzunahme der Kammer 28 in dem Zylinder 12, während der Kolben 14 herausgezogen wird, d.h. durch den Servomotor 20 nach oben bewegt wird.The exact position of the piston drive rod 16 and consequently the piston 18 is determined by a high precision optical linear encoder 26 reported, which is coupled to the drive rod 16 is and moves with it. The encoder 26 shown comprises two groups consisting of a light source and a photodetector and arranged on both sides of a linear scale 24 which has a large number of scale marks 102 having. In one embodiment of the invention, the linear scale 24 is in a fixed position with respect to the movable encoder 26 and includes 40,000 scale marks 102 (2,500 marks per inch or 98,425 marks per millimeter). In the drawing, of course, only a few scale markings are shown. While the encoder 26 moved in a straight line along the scale 24, two groups of signal pulses A and A are generated which have a phase shift of 90 ° to each other, while the light rays generated by the two light sources from the scale markings 102 are blocked. The output signals A and A of the optical encoder 26 show exactly the position of the piston 14 and consequently the volume of fluid which has flowed through the flow meter 38. As in the following is explained, the volume of the chamber 28 within the cylinder 12 is precisely measured, and each output pulse of the Encoder 26 gives an accurate indication of the increase in volume of chamber 28 in cylinder 12 as piston 14 is withdrawn i.e., is moved upward by the servo motor 20.

Bevor die Hochbewegung des Kolbens 14 beginnt, wodurch ein Unterdruck in der Kammer 28 erzeugt wird, wird das AuslaßventilBefore the upward movement of the piston 14 begins, as a result of which a negative pressure is generated in the chamber 28, the outlet valve is opened

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36 geschlossen, und ein Durchflußmesserventil 34 wird geöffnet, damit eine Fluidströmung über den Durchflußmesser 38 über die Leitung 32, das geöffnete Ventil 34 und die zwei Leitungen 30, 32 in die Kammer 28 hinein erfolgen kann. Bei der Überprüfung eines Durchflußmessers 38 liefert dieser über seinen Codierer 40 ein Ausgangesignal in Form einer Pulsfolge, welche die durchlaufende Fluidströmung anzeigt. Die aus dem Codierer 40 abgeleitete Pulsfolge wird mit der Pulsfolge verglichen, die der Linearcodierer 26 liefert, um eine Anzeige der Durchflußmessergenauigkeit zu gewinnen, die als Registriergenauigkeit des Durchflußmessers bezeichnet wird, d.h. das Verhältnis des von dem Codierer 40 des Durchflußmessers gemessenenen Volumens zu dem Volumen, welches von dem Linearcodierer 26 gemessen wurde.36 is closed and a flow meter valve 34 is opened, thus a flow of fluid over the flow meter 38 can take place via the line 32, the opened valve 34 and the two lines 30, 32 into the chamber 28. at When a flow meter 38 is checked, it delivers an output signal in the form of a pulse train via its encoder 40, which indicates the fluid flow passing through it. The ones from the Encoder 40 derived pulse train is compared with the pulse train that the linear encoder 26 delivers to provide an indication of the Gain flow meter accuracy that is called registration accuracy of the flow meter, i.e. the ratio of that measured by the encoder 40 of the flow meter Volume to the volume measured by the linear encoder 26.

Die programmierte Bewegung des Kolbens 14 erfordert eine Mehrzahl von Näherungssensoren 50, 52 und 54 und zwei Grenzschalter 49, 53. Wie im Weiteren noch erläutert wird, treibt der Servomotor 20 den Kolben 14 geradlinig innerhalb des Gehäuses bzw. der Kammer 28 an. Wie in den Fig. 1 und 2A gezeigt ist, befindet sich der Kolben 14 in seiner obersten Stellung, in welcher ein Anschlag 92 an dem Gehäuse 23, 26 in Berührung mit dem oberen Grenzschalter 53 gelangt und diesen schließt, so daß der Servomotor 20 angehalten wird, wenn der Kolben 14 hochbewegt wird, wodurch die Bewegung des Kolbens 14 unterbunden wird. Wenn der Servomotor 20 den Kolben in Fig. 1 nach unten bewegt, kann der Anschlag 92 den unteren Grenzschalter 49 anstoßen, wodurch wiederum der Kolben angehalten wird. Der obere Sicherheitsschalter 53 und der untere Sicherheitsschalter 49 werden benötigt, um eine Beschädigung des Durchflußmesser-Eichgerätes 10 zu verhindern, wenn aufgrund einer Störung der Servomotor 20 den Kolben 14 zu dem einen oder anderen Ende weiterschiebt. Wenn der Anschlag 9 2 mit einem der Sicherheitsschalter 49, 53 in Eingriff gelangt, wird der Servomotor 20 abgeschaltet, um den Kolben sofort anzuhalten. Bei einer später erläuterten Volumen-Selbsttestbetriebsweise werden die NäherungsdetektorenThe programmed movement of the piston 14 requires a plurality of proximity sensors 50, 52 and 54 and two limit switches 49, 53. As will be explained below, the servomotor 20 drives the piston 14 in a straight line within the housing or of chamber 28. As shown in FIGS. 1 and 2A, the piston 14 is in its uppermost position, in which a Stop 92 on the housing 23, 26 comes into contact with the upper limit switch 53 and closes it, so that the servomotor 20 is stopped when the piston 14 is moved up, whereby the movement of the piston 14 is prevented. If the Servomotor 20 moves the piston downward in FIG. 1, the stop 92 can push the lower limit switch 49, whereby in turn the piston is stopped. The upper safety switch 53 and the lower safety switch 49 are required to prevent damage to the flow meter calibrator 10 when the servo motor malfunctions 20 pushes the piston 14 to one end or the other. When the stop 9 2 with one of the safety switches 49, 53 When engaged, the servo motor 20 is turned off to stop the piston immediately. In one explained later The proximity detectors become the volume self-test mode

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52, 54 dazu verwendet, die Bewegung des Kolbens 14 zwischen festgelegten Stellen zu ermitteln. Im allgemeinen beschleunigt der Servomotor 20 den Kolben 14 auf eine gegebene Geschwindigkeit, und das Ausgangssignal des Linearcodierers 26 wird durch das Ausgangssignal des Näherungsdetektors 52 durchgeschaltet, damit seine Impulse akkumuliert bzw. gezählt werden können. Das Zählen der aus dem Linearcodierer 26 gewonnenen Impulse wird bei der Volumen-Selbsttestbetriebsweise gesperrt, wenn ein Ausgangssignal des Näherungsdetektors 54 erscheint, das den Durchgang des Anschlags 92 anzeigt. Danach wird der Servomotor 20 bis zum Anhalten gebremst. In der Betriebsweise zur überprüfung des Durchflußmessers wird hingegen der Kolben 14 durch den Servomotor 20 nach oben verschoben, und wenn der52, 54 are used to determine the movement of the piston 14 between specified locations. Generally accelerated the servomotor 20 drives the piston 14 to a given speed, and the output of the linear encoder 26 is through the output signal of the proximity detector 52 is switched through so that its pulses can be accumulated or counted. The counting of the pulses obtained from the linear encoder 26 is blocked in the volume self-test mode if an output of the proximity detector 54 appears indicating the passage of the stop 92. After that the servo motor 20 braked to a stop. In the operating mode for checking the flow meter, however, the piston 14 shifted upwards by the servo motor 20, and if the

Anschlag 92 an dem Näherungsdetektor 52 vorbeigeht, wird ein Freigabesignal dadurch erzeugt, und dadurch wird veranlaßt, daß beim Erscheinen des nächsten Ausgangsimpulses bzw. seiner Anstiegsflanke aus dem Codierer 40 des Durchflußmessers die Zählung der Ausgangsimpulse des Linearcodierers beginnen kann. Bei der Betriebsweise zur überprüfung des Durchflußmessers endet die Zählung der Impulse aus dem Linearcodierer, wenn bei der Zählung der Impulse aus dem Codierer des Durchflußmessers eine vorbestimmte Zählrate erreicht ist, die einem durch den Durchflußmesser geflossenen Fluidvolumen entspricht.Stop 92 passes the proximity detector 52, becomes a Release signal generated thereby, and thereby it is caused that when the next output pulse or its Rising edge from the encoder 40 of the flow meter can begin counting the output pulses of the linear encoder. In the operating mode for checking the flow meter, the counting of the pulses from the linear encoder ends when When counting the pulses from the encoder of the flow meter, a predetermined counting rate is reached, the one corresponds to the volume of fluid flown through the flow meter.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird nun die Arbeitsweise kurz umrissen, während eine detaillierte Erläuterung der Arbeitsweise des Durchflußmesser-Eichsystems 10 später erfolgt. Im ersten bzw. Initiierungs-ünterprogramm wird bestimmt, ob der Kolben 14 sich in seiner Ruhestellung befindet, die dadurch festgelegt ist, daß der Näherungsdetektor 50 das Vorhandensein des Anschlags 92 in der oben erläuterten Weise feststellt; anderenfalls wird der Servomotor 20 in Betrieb gesetzt, um den Kolben 14 in seine Ausgangsstellung zu bringen. Wenn sich der Anschlag 92 in einer zu erfassenden Stellung befindet, d.h. bevor der Kolben 14 in seine Ausgangs-To facilitate understanding of the invention, now briefly outlined the operation while providing a detailed explanation of the operation of the flowmeter calibration system 10 takes place later. In the first or initiation subroutine, it is determined whether the piston 14 is in its rest position which is determined by the proximity detector 50 detecting the presence of the stop 92 in the above-explained Way notices; otherwise the servomotor 20 is put into operation to bring the piston 14 into its starting position bring to. When the stop 92 is in a position to be detected, i.e. before the piston 14 is in its starting position

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stellung zurückgebracht ist, wird das zweite bzw. das Auslaßventil 36 geöffnet, damit das aus der Kammer 28 verdrängte Fluid über die Leitung 30 ausströmen kann, und dann wird das Einlaßventil 34 des Durchflußmessers geschlossen, um zu verhindern, daß eine den Durchflußmesser 38 möglicherweise beschädigende Fluidströmung auftritt. Wenn der Benutzer den Steuerbefehl eingibt, daß ein Durchflußmesser 38 überprüft werden soll, so wird zunächst das Ventil 34 an dem Durchflußmesser geöffnet, und dann wird das zweite Ventil 36 geschlossen, um die Fluidströmung über den Durchflußmesser 38, die Leitung 32, das geöffnete Ventil 34 und die Leitung 30 in die Kammer 28 hinein freizugeben, während der Kolben 14 durch den Servomotor 20 hochgeschoben wird. Der Kolben 14 wird allmählich beschleunigt, bis er eine stabile Geschwindigkeit aufweist, und wird dann im Verlaufe der Prüfmessung auf dieser ausgewählten Geschwindigkeit gehalten, während die Ausgangspulse der Codierer 26 und 40 in einer Arithmetikeinheit kumuliert werden, die Register umfaßt, um Zählereignisse zu kumulieren, welche im Fall des Linearcodierers 26 ein präzises gemessenes Volumen und im Falle des Durchflußmessers 38 das gemessene Volumen angeben. Die Durchflußmesserprüfung beginnt beim Durchgang des Kolbens 14 an dem Näherungsdetektor 52, der beim Auftreten des nächsten Ausgangsimpulses bzw. der Anstiegsflanke aus dem Codierer 40 des Durchflußmessers die Freigabe des des Zählens bzw. Kumulierens der Impulse sowohl aus dem Codierer des Durchflußmessers als auch aus dem Linearcodierer freigibt. Je nach dem gewünschten Volumen, das durch den Durchflußmesser 38 während des Testbetriebs strömen soll, endet der Prüfvorgang beim Erreichen einer vorbestimmten Zählrate von Impulsen aus dem Codierer des Durchflußmessers. Insbesondere liefert das Register zum Kumulieren der Impulse aus dem Codierer des Durchflußmessers 38 beim Erreichen der vorbestimmten Zählrate, die von dem Fluidvolumen abhängt, ein Ausgangs signal', das an das Linearcodierer system angelegt wird, wodurch die Zählung der Eingangsimpulse aus dem Codierer 40 des Durchflußmessers beendet wird. Die gespeicherten Zählereignisse, welche das mittels des Codie-position is returned, the second or the outlet valve 36 is opened to allow the fluid displaced from the chamber 28 can flow out via the line 30, and then the inlet valve 34 of the flow meter is closed to prevent a possible damage to the flow meter 38 Fluid flow occurs. When the user inputs the control command that a flow meter 38 is to be checked, the valve 34 on the flow meter is first opened, and then the second valve 36 is closed to allow the fluid to flow through the flow meter 38, the line 32, the opened valve 34 and release line 30 into chamber 28 while piston 14 is pushed up by servo motor 20. The piston 14 is gradually accelerated until it has a stable speed and is then held at this selected speed during the test measurement, while the output pulses of the encoders 26 and 40 are accumulated in an arithmetic unit which comprises registers in order to accumulate counting events, which in the case of the linear encoder 26 indicate a precise measured volume and in the case of the flow meter 38 the measured volume. The flowmeter test begins when the piston 14 passes the proximity detector 52, which, when the next output pulse or the rising edge from the encoder 40 of the flowmeter occurs, releases the counting or accumulation of the pulses from the encoder of the flowmeter as well as from the linear encoder releases. Depending on the desired volume that is to flow through the flow meter 38 during the test operation, the test process ends when a predetermined count rate of pulses from the encoder of the flow meter is reached. In particular, the register provides for cumulating the pulses from the encoder of the flow meter 38 signal ', which is applied to the linear encoder system upon reaching the predetermined count, which depends on the volume of fluid, an output, whereby the count of the input pulses from the encoder 40 of the flow meter is terminated. The stored counting events, which the means of the coding

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rers 40 des Durchflußmessers gemessene Fluidvolumen anzeigen, und die des Linearcodierers 26 werden miteinander verglichen, d.h. es wird das Verhältnis zwischen diesen beiden Werten bestimmt, um eine Anzeige für die Registriergenauigkeit zu gewinnen.show the volume of fluid measured by the flowmeter 40, and those of the linear encoder 26 are compared with each other, that is, the ratio between these two values becomes intended to gain an indication of registration accuracy.

Zusätzlich werden Messungen der Temperatur und des Druckes vorgenommen, um die gemessenen Volumina auf diese Bedingungen abzustimmen. Insbesondere sind am Eingang und am Ausgang des Durchflußmessers 38 jeweils eine Temperaturmeßvorrichtuhg 42 bzw. 44 angeordnet. Ein Druckdifferenzwandler 46 ist vorgesehen, um die Druckdifferenz zwischen dem von dem Fluidum in der Leitung 32 aufgebauten Druck und dem Umgebungsdruck festzustellen. Zusätzlich sind Temperaturmeßvorrichtungen 48, 57 an der an die Kammer 28 angekoppelten Leitung 30 b2w. auf dem Kolben 14 angeordnet, um die Temperatur des Fluids innerhalb der Kammer 28 anzuzeigen. Zusätzlich ist ein zweiter Druckdifferenzwandler 51 innerhalb des Kolbens 14 angeordnet, um die Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem Druck innerhalb der Kammer 28 anzugeben. Die Temperatur-Ausgangssignale TM3 und TM4 der Temperaturmeßvorrichtungen 42, 44 werden gemittelt, um eine gemittelte Durchflußmessertemperatur AMT zu gewinnen, während die Ausgangssignale TP1, TP2 der Temperaturmeßvorrichtungen 57, 58 gemittelt werden, um die gemittelte Temperatur APT des Eichgerätes zu gewinnen. Wie im einzelnen noch später erläutert wird, werden diese Eingangsparameter verwendet, um eine Korrektur der gemessenen Volumina vorzunehmen, die aus den Codierern 26 und 40 gewonnen werden, in Abhängigkeit von den gemessenen Druck- und Temperaturbedingungen.In addition, measurements of temperature and pressure are made in order to adapt the measured volumes to these conditions to vote. In particular, a temperature measuring device 42 is located at the inlet and at the outlet of the flow meter 38 and 44 arranged. A pressure differential transducer 46 is provided to the pressure differential between that of the fluid in to determine the pressure built up in line 32 and the ambient pressure. In addition, there are temperature measuring devices 48,57 on the line 30 b2w coupled to the chamber 28. placed on the piston 14 to control the temperature of the fluid within the chamber 28 to indicate. There is also a second differential pressure transducer 51 arranged within the piston 14 to the pressure difference between the ambient pressure and the pressure to be indicated within chamber 28. The temperature output signals TM3 and TM4 of the temperature measuring devices 42,44 are averaged to obtain an averaged flow meter temperature AMT, while the output signals TP1, TP2 of the temperature measuring devices 57, 58 are averaged to obtain the average temperature APT of the calibrator. As will be explained in detail later, these Input parameters used to correct the measured volumes obtained from the encoders 26 and 40 depending on the measured pressure and temperature conditions.

Wie in Fig. 2A gezeigt ist, ist eine Mikrowellenantenne 70 in dem Kopfteil 60 angeordnet und erzeugt Mikrowellen innerhalb der Kammer 28, wodurch deren Volumen genau bestimmt werden kann. Diese Messung kann periodisch erfolgen, um auch geringste Änderungen des Volumens der Kammer 28 zu erfassen.As shown in Fig. 2A, a microwave antenna 70 is disposed in the head portion 60 and generates microwaves within the chamber 28, whereby its volume can be precisely determined. This measurement can be done periodically, too Detect the slightest changes in the volume of the chamber 28.

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Wie noch erläutert wird, ermöglicht die Ausnutzung elektromagnetischer Wellen im Mikrowellenbereich eine Genauigkeit von wenigstens 1:10 bei der Bestimmung des Volumens der Kammer 28. Um die Genauigkeit der Temperaturfühler 4 8, 57 zu überprüfen, ist ferner eine hochpräzise Temperaturmeßvorrichtung 6 8 in der Leitung 30 angeordnet. Die Temperaturwandler 48, 57 können Temperaturwandler vom Typ RTD, Typ Nr. 601222 sein, die von Senso-Metrics, Inc. hergestellt werden, während es sich bei dem hochpräzisen Temperaturfühler 68 um den Typ 18115A vonHewlett Packard handeln kann. Dieser Wandler 68 muß in Verbindung mit einem Quarzthermometer vom Typ Hewlett Packard 28O4A verwendet werden. Die Näherungsschalter 50, 52 und 54 können gemäß einem Ausführungsbeispiel die Typen FMSA5 des Herstellers Microswitch sein, während die Grenzschalter 49 und 53 die Typen BA-2R-A2 bzw. ADA3721R desselben Herstellers sind. Bei dem Servomotor 20 kann es sich um den Typ NC100 mit Gleichstrom-Servomotor/Tachometer des Herstellers Control Systems Research, Inc. handeln. Bei dem optischen Codierer 26 und der Skala 24 kann es sich um den Linearcodierer Pos-Econ-5 des Herstellers Heindenhain Corporation handeln. Wie im einzelnen später erläutert wird, werden die Messungen von Druck und Temperatur innerhalb des Durchflußmessers 38 und innerhalb des Eichgerätes 10 dazu verwendet, um einen Faktor zu berechnen, durch den das durch das Eichgerät 10 geflossene Volumen im Hinblick auf diese Variablen korrigiert wird. Insbesonderes messen die Temperaturwandler 48, 57 die Temperatur am Boden bzw. im obersten Bereich der Kammer 28, um eine räumlich gemittelte Messung der Temepratur innerhalb des gesamten Volumens der Kammer 28 des Eichsystems 10 zu gewinnen. In gleicher Weise liefern die Temperaturwandler 42, 44 Anzeigen über die Temperatur des Gases am Einlaß bzw. Auslaß des Durchflußmessers 38, wodurch eine räumliche Mittelung der Temperatur des den Durchflußmesser 38 durchströmenden Gases erhalten werden kann. Die Temperaturwandler, die selektiv in das Durchflußmesser-Eichgerät 10 eingebaut sind, sind hochstabile Platinwiderstand-Thermometer mit geringer thermischer Trägheit und er-As will be explained, enables the use of electromagnetic Waves in the microwave range have an accuracy of at least 1:10 when determining the volume of the Chamber 28. In order to check the accuracy of the temperature sensors 4 8, 57, a high-precision temperature measuring device is also used 6 8 arranged in the line 30. The temperature converters 48, 57 can be temperature converters of the RTD type, type no. 601222 manufactured by Senso-Metrics, Inc. while the high-precision temperature sensor 68 is the 18115A from Hewlett Packard. This converter 68 must in conjunction with a Hewlett Packard quartz thermometer 28O4A can be used. The proximity switches 50, 52 and 54 can, according to one embodiment, be the types FMSA5 from the manufacturer Microswitch, while the limit switches 49 and 53 are types BA-2R-A2 or ADA3721R from the same manufacturer. The servo motor 20 can be the NC100 type with a DC servo motor / tachometer from the manufacturer Control Systems Research, Inc. In the optical encoder 26 and the Scale 24 can be the linear encoder Pos-Econ-5 from the manufacturer Heindenhain Corporation. As in detail As explained later, the measurements of pressure and temperature are made within the flow meter 38 and within the calibration device 10 is used to calculate a factor by which the volume flowed through the calibration device 10 in view of corrected for these variables. In particular, the temperature transducers 48, 57 measure the temperature at the bottom or in the top Area of the chamber 28 to obtain a spatially averaged measurement of the temperature within the entire volume of the chamber 28 of the calibration system 10 to win. In the same way, the temperature converters 42, 44 provide indications of the temperature of the gas at the inlet or outlet of the flow meter 38, thereby a spatial averaging of the temperature of the flow meter 38 gas flowing through can be obtained. The temperature transducers selectively used in the flow meter calibrator 10 are built-in, are highly stable platinum resistance thermometers with low thermal inertia and

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geben eine genaue Ablesung dieser Variablen, wodurch das über das Durchflußmesser-Eichgerät 10 fließende Volumen genau bestimmt werden kann.give an accurate reading of these variables, which makes the The volume flowing through the flow meter calibration device 10 can be precisely determined.

Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, sind die Näherungsdetektoren 50, 52 und 54 sowie die Grenzschalter 49 und 53 an einem aufstrebenden Teil 90 gelagert, das wiederum an einer der hochstehenden Streben 88 gelagert ist. Ein Ende der linearen Skala 24 ist an einem Teil 94 aufgehängt und erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 14 nach unten, wobei ihr unteres Ende an dem oberen Teil der Innenseite des Zylinders 12 gelagert ist. Nur eine geringe Anzahl der etwa 40 000 Markierungen 102 ist in Fig. 2A gezeigt. Im untersten Teil der Fig. 2A sind das Einlaßventil 34 und das Auslaßventil 36 gezeigt, die aus der geöffneten in die geschlossene Stellung über pneumatische Betätigungseinrichtungen 66 bzw. 64 betätigt werden.As shown in FIGS. 2A and 2B, the proximity detectors are 50, 52 and 54 and the limit switches 49 and 53 mounted on a rising part 90, which in turn is attached to one of the upstanding struts 88 is mounted. One end of the linear scale 24 is suspended from a part 94 and extends substantially parallel to the direction of movement of the piston 14 downwards, with its lower end at the upper Part of the inside of the cylinder 12 is mounted. Only a small number of the approximately 40,000 markings 102 are in 2A shown. In the lowermost part of Fig. 2A, the inlet valve 34 and the outlet valve 36 are shown, which from the opened into the closed position can be actuated via pneumatic actuating devices 66 and 64, respectively.

In Fig. 2A ist eine allgemein mit 78 bezeichnete Dichteinrichtung des Kolbens 14 gezeigt, die verhindert, daß das über den Durchflußmesser 38 in die Kammer 28 geleitete Fluid an den Rändern des Kolbens 14 austritt, während dieser sich geradlinig innerhalb des Zylinders 12 bewegt. Einzelheiten dieser Kolbendichtung 78 sind in der gleichzeitig eingereichten US-Patentanmeldung unter dem Titel "Kolbendichtung" beschrieben.In Fig. 2A a generally designated 78 sealing device of the piston 14 is shown, which prevents the over the flow meter 38 in the chamber 28 directed fluid exits at the edges of the piston 14, while this is rectilinear moves within the cylinder 12. Details of this Piston seals 78 are described in co-pending US patent application entitled "Piston Seal".

Es wird nun auf Fig. 2C Bezug genommen. Das Durchflußmesser-Eichgerät 10 ist dort in einer konditionierten Umgebung angeordnet, die gebildet ist aus einem durch Wände 104 eingeschlossenen Eichraum 106, in dem sich das Durchflußmesser-Eichgerät 10 befindet, und aus einem Steuerraum 105, in dem sich das Steuerpult befindet, mit einer Anzeigeeinheit 111, die einen Drucker und eine Reihe von Lampen umfaßt, um die verschiedenen Zustände des Eichgerätes anzuzeigen, mit einem Katodenstrahlröhren-Sichtgerät 112 mit Eingabetastatur, über die verschiedene Steuerbefehle eingegeben werden können, sowieReference is now made to Figure 2C. The flow meter calibrator 10 is arranged there in a conditioned environment which is formed from an environment enclosed by walls 104 Calibration room 106, in which the flow meter calibration device 10 is located, and a control room 105 in which the control panel is located, with a display unit 111 comprising a printer and a series of lamps to display the display different states of the calibration device, with a cathode ray tube viewer 112 with input keyboard, via the various control commands can be entered, as well as

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mit einer Vielfalt von Wärme erzeugenden Geräten wie Stromversorgungen, Motorsteuerung, Verstärker usw. Die Konditionierung der Umgebungsbedingungen des Eichgerätes 10 ist dadurch gewährleistet, daß dieses sich in dem Eichraum 106 entfernt von der Wärme erzeugenden Anzeigeeinheit 111 und der Station 112 befindet. Wie in Fig. 2C gezeigt ist, ist auch der zu überprüfende Durchflußmesser 38 innerhalb des Eichraumes 106 angeordnet und über die Leitung 32 an das Eichgerät 10 angekoppelt. Die Temperatur in dem Eichraum 106 wird mittels· vier temperaturempfindlicher Vorrichtungen RO, R1, R2 und R3 gemessen, die über den Eichraum 106 verteilt bzw. auf einer Strebe 76 des Eichgerätes 10 angeordnet sind. Ein Barometer-Druckwandler 109 sowie ein Barometer sind ferner in dem Eichraum 106 angeordnet, um den Umgebungsdruck zu messen. Die elektrischen Verbindungen der verschiedenen Temperaturmeßvorrichtungen nach Fig. 2C sowie der in den Fig. 1 und 2A gezeigten Temperatur- und Druckmeßvorrichtungen sind durch zwei Schächte 110 zu dem Steuerpult geführt, das sich innerhalb des Steuerraums 105 befindet. Auf diese Weise können die Umgebungsbedingungen, unter denen der Durchflußmesser 38 geprüft wird und das Eichgerät 10 arbeitet, genau gesteuert werden, um die an dem Durchflußmesser 38 mittels des Eichgeräts 10 vorgenommenen Messungen zuverlässig zu machen.with a variety of heat generating devices such as power supplies, Motor control, amplifier, etc. The conditioning of the ambient conditions of the calibration device 10 is thereby ensures that this is in the calibration room 106 away from the heat-generating display unit 111 and the station 112 is located. As shown in FIG. 2C, the flow meter 38 to be checked is also arranged within the calibration space 106 and coupled to the calibration device 10 via the line 32. The temperature in the calibration room 106 becomes more temperature sensitive by means of four Devices RO, R1, R2 and R3 measured, which are distributed over the calibration space 106 or on a strut 76 of the Calibration device 10 are arranged. A barometer pressure transducer 109 and a barometer are also arranged in the calibration room 106, to measure the ambient pressure. The electrical connections of the various temperature measuring devices shown in Fig. 2C and the temperature and pressure measuring devices shown in Figures 1 and 2A are through two ducts 110 to the control panel guided, which is located within the control room 105. In this way, the environmental conditions under which the Flow meter 38 is checked and the calibration device 10 is working, precisely controlled by the means of the flow meter 38 of the calibration device 10 to make measurements made reliable.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Diese zeigt ein Blockschaltbild der allgeinen Konzeption des Rechnersystems zur Ausführung der verschiedenen Funktionen, einschließlich Verarbeitung der Temperatur- und Druckmessungen, der Ausgangssignale des Linearcodierers und des Codierers des Durchflußmessers sowie der geeigneten Steuerung der Ventile 34, 36. Ferner werden Ausgangssignale für die Sichtstation 112 zur Anzeige der gemessenen Parameter und für die Systemsteuerung sowie die Anzeigeeinheit 111 erzeugt, um die verschiedenen Betriebszustände des Systems 10 anzuzeigen, während der Benutzer über die Tastatur der Station 112 selektiv die Durchflußmesser-Testfunktionen eingeben kann. Das RechnersystemReference is now made to FIG. 3. This shows a block diagram the general design of the computer system to perform the various functions, including processing the temperature and pressure measurements, the output signals of the linear encoder and the encoder of the flow meter and the appropriate control of the valves 34, 36. Furthermore, output signals for the viewing station 112 are used Display of the measured parameters and generated for the system control as well as the display unit 111 to the various Display operating conditions of the system 10 while the user selectively uses the keypad of the station 112 to use the flowmeter test functions can enter. The computer system

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umfaßt eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 120, wie sie von der Anmelderin unter der Bezeichnung PPS-8 Microcomputer hergestellt wird; darin werden Adressensignale aus der CPU 120 über einen Adreßbus 128 zu einem programmierbaren Festwertspeicher (PROM) 124 und zu einem Arbeitsspeicher (RAM) 126 gesandt. Der Arbeitsspeicher 126 kann die Form eines 256 χ RAM aufweisen, wie er von der Anmelderin hergestellt wird, während der programmierbare Festwertspeicher 124 der Typ 2708 von Intel Corporation sein kann. Ein" Systemtaktgeber 122 liefert Taktsignale (z.B. 200 kHz) an die CPU 120 und kann z.B. die Form einer Taktgeneratorschaltung P/N 10706 haben, wie sie von der Anmelderin hergestellt wird. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind sowohl der Taktgeber 122, die CPU 120, der programmierbare Festwertspeicher 124 und der Arbeitsspeicher 126 durch eine Befehls/Daten (I/D)-Busleitung 140 miteinander verbunden, bei der es sich z.B. um einen 14-adrigen Bus handeln kann, der nicht nur die genannten Bauelemente miteinander verbindet, sondern auch jeweils an die Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltungen 130, 132, 134, 136 und 138 angeschlossen ist.comprises a central processing unit (CPU) 120 as disclosed by US Pat manufactured by the applicant under the name PPS-8 Microcomputer; therein become address signals from the CPU 120 via an address bus 128 to a programmable read-only memory (PROM) 124 and to a main memory (RAM) 126 sent. The main memory 126 can have the form of a 256 χ RAM, as it is manufactured by the applicant, while the programmable read only memory 124 may be the 2708 from Intel Corporation. A "system clock 122 provides Clock signals (e.g., 200 kHz) to the CPU 120 and may, for example, take the form of a clock generator circuit P / N 10706 as disclosed by US Pat the applicant is produced. As shown in Figure 3, both clock 122 and CPU 120 are programmable Read-only memory 124 and the main memory 126 are connected to one another by a command / data (I / D) bus line 140, at which can be, for example, a 14-wire bus that not only connects the named components with each other, but also also to the signal conditioning and interface circuits 130, 132, 134, 136 and 138 is connected.

Die Schaltung 130 bringt die Signale TP1 und TP2, die von den Temperaturmeßvorrichtungen 57, 58 abgeleitet werden und die Temperatur des Eichgerätes anzeigen, in die geeignete Form. Auch die aus den Vorrichtungen 42, 44 abgeleiteten Durchflußmesser-Temperatursignale TM1 und TM4 werden an die Schaltung 130 angelegt. Wie in Fig. 2C gezeigt ist, sind vier zusätzliche Raumtemperaturmeßvorrichtungen RO, R1, R2 und R3 in dem Eichraum 106 angeordnet, in dem sich das in den Fig. 1 und 2A gezeigte Eichsystem 10 befindet. Es wird vorausgesetzt, daß die Umgebungsbedingungen des Eichsystems 10 gut ausgeregelt sind, um die Umgebungstemperatur dieses Systems möglichst konstant zu halten. Es ist üblich, die zu überprüfenden Durchflußmesser in dieser Umgebung während einer Zeitspanne aufzubewahren, damit sie dieselben Umgebungstemperaturen wie das Eichsystem 10 erreichen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, werden die Temperatursignale an eine Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 150The circuit 130 brings the signals TP1 and TP2 from the Temperature measuring devices 57, 58 are derived and the Display the temperature of the calibrator in the appropriate form. Also the flowmeter temperature signals derived from devices 42,44 TM1 and TM4 are applied to circuit 130. As shown in Figure 2C, there are four additional Room temperature measuring devices RO, R1, R2 and R3 in the calibration room 106 arranged in which the calibration system 10 shown in FIGS. 1 and 2A is located. It is assumed that the environmental conditions of the calibration system 10 are well regulated in order to keep the ambient temperature of this system as constant as possible keep. It is common practice to keep the flowmeters to be checked in this environment for a period of time so that they reach the same ambient temperatures as the calibration system 10. As shown in Fig. 3, the temperature signals to a signal conditioning and logic circuit 150

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angelegt und gelangen von dort über eine Schnittstellenschaltung 151 zu dem I/D-Bus 140.and arrive from there via an interface circuit 151 to the I / D bus 140.

In gleicher Weise werden die Drucksignale an die Aufbereitungsund Schnittstellenschaltung 132 angelegt, die eine Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 162 sowie eine Schnittstellenschaltung 164 umfaßt. Insbesondere werden an die Schaltung die Ausgangssignale der Druckdifferenz-Meßvorrichtung 151, welche die Druckdifferenz PP1 des Eichgerätes 10 anzeigen, und die Ausgangssignale der Druckdifferenz-Meßvorrichtung 46, welche die Druckwerte MP2 an dem Durchflußmesser anzeigen, sowie die Ausgangssignale der Barometer-Druckmeßvorrichtung 109, welche den ümgebungs- bzw. Atmosphärendruck PB in dem Eichraum 106 angeben, angelegt.In the same way, the pressure signals are applied to the conditioning and interface circuit 132, which has a signal conditioning and logic circuit 162 and an interface circuit 164. In particular, be attached to the circuit the output signals of the pressure difference measuring device 151, which indicate the pressure difference PP1 of the calibration device 10, and the output signals of the pressure difference measuring device 46, which indicate the pressure values MP2 on the flow meter, as well as the output signals of the barometer pressure measuring device 109, which indicate the ambient or atmospheric pressure PB in the calibration room 106, are applied.

Die Ausgangssignale des Durchflußmesser-Codierers 40 und des linearen optischen Codierers 26 werden an die Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltung 134 angelegt. Insbesondere wird das Ausgangssignal des Codierers 40 an eine Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a angelegt, deren Ausgangssignale wiederum an die Schnittstellenschaltungen 171 und 173 angelegt werden. Eine Taktschaltung 175 legt ein Signal an die Schnittstellenschaltung 173 an. Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Näherungsdetektor 27 verwendet, um die Rotation des Durchflußmesser-Codierers 40 zu erfassen, und das Ausgangssignal des Näherungsdetektors 27 wird an die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a angelegt. Dies ist in Fig. 3 durch Eingangssignale, die als Rotationscodiererpulse bezeichnet sind, und durch die Bezeichnung Näherungsdetektor für Durchflußmessertest angegeben. Natürlich erfolgt jeweils nur eine Signaleingabe in die Schaltung 170a. Das Ausgangssignal des linearen optischen Codierers 26 ist über die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170b sowie die Schnittstelle 179 an den I/D-Bus 140 angelegt.The output signals of the flowmeter encoder 40 and the linear optical encoder 26 are sent to the signal conditioning and interface circuit 134 applied. In particular, the output signal of the encoder 40 is sent to a signal conditioning and logic circuit 170a applied, their output signals can be applied to the interface circuits 171 and 173 in turn. A clock circuit 175 applies a signal to the Interface circuit 173 on. In another embodiment, a proximity detector 27 is used to detect the rotation of the flowmeter encoder 40 and the output of the proximity detector 27 is applied to the signal conditioning and logic circuit 170a. This is in FIG. 3 by input signals called rotary encoder pulses and by the term proximity detector for flow meter test specified. Of course, there is only one signal input to circuit 170a at a time. The output signal of the The linear optical encoder 26 is connected via the signal conditioning and logic circuit 170b and the interface 179 the I / D bus 140 is applied.

Um eine Anzeige der gemessenen Parameter zu erhalten, z.B. Temperatur, Druck und Fluidvolumen, welches das Eichgerät 10In order to get an indication of the measured parameters, e.g. temperature, pressure and fluid volume, which the calibration device 10

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durchströmt und von dem Durchflußmesser 38 gemessen wird, werden die Ausgangssignale aus dem I/D-Bus 140 über die Schaltung 136 an die Anzeigoeinheit 111 gegeben, die einen Datendrucker umfaßt, wie er unter der Bezeichnung DMTP-3 von Practical Automation, Inc. hergestellt wird.is flowed through and measured by the flow meter 38, the output signals from the I / D bus 140 are given via the circuit 136 to the display unit 111, which includes a data printer such as those manufactured by Practical Automation, Inc. under the designation DMTP-3 will.

Insbesondere umfaßt die Schaltung 136 eine Schnittstellenschaltung 192a zum Anlegen von Parameter-Ausgangssignalen an den Drucker über eine Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 190a. Die Schaltung 136 umfaßt ferner eine Schnittstellenschaltung 192b, welche die Parameter-Ausgangssignale über eine Signalaufberei- ' tungs- und Logikschaltung 190b an die Sichtgerät- bzw. Datenstation 112 abgibt. Zusätzlich werden Befehlssignale vom Benutzer über die Tastatur der Station eingegeben und über Logikschaltung 190b sowie Schnittstellenschaltung 192b auf den I/D-Bus 140 gegeben. Eine Taktschaltung 193 steuert die Folgegeschwindigkeit, mit der die Signale zwischen der Station 112 und dem Rechnersystem überführt werden. Die Station 112 kann z.B. der Typ 1500 von Hazeltine Corporation sein. Über eine solche Station können Eingabebefehle mittels einer alphanumerischen Tastatur eingegeben und die eingegebenen Steuerbefehle sowie die von dem Benutzer abgerufenen Parameterdaten angezeigt werden.In particular, circuit 136 includes an interface circuit 192a for applying parameter output signals to the printer via a signal conditioning and logic circuit 190a. The circuit 136 further comprises an interface circuit 192b, which the parameter output signals via a signal conditioning ' processing and logic circuit 190b to the display device or data station 112 gives up. In addition, command signals are entered by the user via the station keypad and via logic circuitry 190b and interface circuit 192b on the I / D bus 140 given. A clock circuit 193 controls the following speed, with which the signals are transferred between station 112 and the computer system. The station 112 can, for example, be of the type 1500 from Hazeltine Corporation. About such a station input commands can be entered using an alphanumeric keyboard and the entered control commands as well as those from parameter data retrieved are displayed to the user.

Schließlich ist eine Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltung 138 gezeigt, welche den I/D-Bus 140 mit dem Einlaßventil 34 und dem Auslaßventil 36 verbindet und die Steuersignale an den Servomotor 20 anlegt. Dem Servomotor 20 ist ferner eine Motorsteuerung zugeordnet, wie sie unter der Typenbezeichnung DC Servocontroller NC101 von Control Systems Research, Inc. hergestellt wird. Diese erzeugt Rückkopplungssignale, welche die Rotationsgeschwindigkeit des Servomotors 20 anzeigen und über die Logikschaltung 94 angelegt werden, um wiederum die Steuerung des Servomotors 20 zu beeinflussen. Zusätzlich werden den Zustand des Servomotors 20 anzeigende Signale sowie ein Eingangssignal aus einem Testbetrieb-Schalter,Finally, there is a signal conditioning and interface circuit 138, which connects the I / D bus 140 to the inlet valve 34 and the outlet valve 36 connects and applies the control signals to the servomotor 20. The servo motor 20 is also assigned a motor control, as it is under the type designation DC servo controller NC101 from Control Systems Research, Inc. is manufactured. This generates feedback signals that determine the speed of rotation of the servo motor 20 and can be applied via the logic circuit 94 in order to in turn influence the control of the servomotor 20. In addition, signals indicating the state of the servomotor 20 and an input signal from a test mode switch,

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welches anzeigt, ob der Rotationscodierer 40 oder der Näherungsdetektor 27 zur Messung der Durchflußrate verwendet wird, über die Logikschaltung 198 und die Schnittstellenschaltung 200 auf den I/D-Bus 140 gegeben.which indicates whether the rotary encoder 40 or the proximity detector 27 is used to measure the flow rate, via the logic circuit 198 and the interface circuit 200 on the I / D bus 140.

Die Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltung 130 ist in Fig. 4A im einzelnen gezeigt und enthält zwei Eingangsleitungen, welche von den Temperaturwandlern 57, 48, 42 und 44, welche die Temperaturen TP1 und TP2 bzw. die Temperaturen TM3 und TM4 des Durchflußmessers anzeigen, zu einem MultiplexerThe signal conditioning and interface circuit 130 is shown in more detail in Fig. 4A and includes two input lines leading from the temperature transducers 57, 48, 42 and 44, which indicate the temperatures TP1 and TP2 or the temperatures TM3 and TM4 of the flow meter, to a multiplexer

149 führen. Zusätzlich sind über die nächsten vier Eingänge des Multiplexers 149 die vier Temperaturwandler RO, R1, R2 und R3 angeschlossen, die im Eichraum 106 angeordnet sind, in dem sich das Eichsystem 10 befindet. Die erwähnten Temperaturwandler sind in Verstärkermoduln eingeschaltet, die dazu dienen, Ausgangsspannungen zu erzeugen, die proportional zu den ertasteten Temperaturen sind und an die entsprechenden Eingänge des Multiplexers 149 angelegt werden. Auf diese Weise ist jedem Temperaturwandler ein eigener Verstärkermodul zugeordnet, so daß sein an den Multiplexer 149 abgegebenes Ausgangssignal derart justiert werden kann, daß alle an den Multiplexer angeschlossenen Temperaturwandler gleiche Spannungsamplituden und Nullpunktverschiebung aufweisen. Einzelheiten der Verstärkermoduln jedes der in Fig. 4A gezeigten Wandlers werden später unter Bezugnahme auf Fig. 41 erläutert, wobei gleichzeitig eine ausführliche Erläuterung der in Fig. 4A nur allgemein gezeigten Signalaufbereitungs- und Logikschaltung149 lead. In addition, the four temperature converters RO, R1, R2 are via the next four inputs of the multiplexer 149 and R3, which are arranged in the calibration room 106 in which the calibration system 10 is located. The temperature converters mentioned are switched on in amplifier modules, which serve to generate output voltages proportional to are the sensed temperatures and are applied to the corresponding inputs of the multiplexer 149. In this way each temperature converter is assigned its own amplifier module, so that its output signal delivered to the multiplexer 149 can be adjusted in such a way that all of them are sent to the multiplexer connected temperature converters have the same voltage amplitudes and zero point shift. details of the amplifier modules of each of the transducers shown in Fig. 4A will be explained later with reference to Fig. 41, where at the same time a detailed explanation of the signal conditioning and logic circuit shown only generally in FIG. 4A

150 erfolgt. Der Multiplexer 149 dient dazu, die Eingangssignale an jedem seiner acht Eingänge in Zeitmultiplex abzutasten und die Temperatureignale auf das geeignete Maß zu bringen, welche einzeln über einen Multiplexer 154 an einen Verstärker 152 angelegt werden, der beispielsweise vom TP AD522 der Analog Devices ist. Der zweite Multiplexer 154 ist normalerweise so eingestellt, daß er eines der acht Temperatureingangssignale über den Operationsverstärker 152 an einen Analog/Digital (A/D) -Umsetzer 158 anlegt, der z.B. vom Typ ADC 80 von150 takes place. The multiplexer 149 is used to sample the input signals at each of its eight inputs in time division multiplex and to bring the temperature signals to the appropriate level, which are applied individually via a multiplexer 154 to an amplifier 152, for example from the TP AD522 of Analog Devices is. The second multiplexer 154 is normally set to have one of the eight temperature input signals via the operational amplifier 152 to an analog / digital (A / D) converter 158, e.g. of the ADC 80 type from

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Burr Brown sein kann. Im Eichbetrieb legt der Multiplexer 154 eine präzise Eichspannung an den A/D-Umsetzer 158 an. Wie in der Technik wohlbekannt ist, wird die Gleichspannung der Analogsignale auf einen Pegel eingestellt, der von dem A/D-ümsetzer 158 leicht verarbeitet werden kann, der diese Analogsignale wiederum in Digitalsignale umsetzt, welche über seine zwölf Ausgangsleitungen zu einer Parallel-Eingabe/Ausgabe-Schaltung (PI/O) 160 gelangen, die z.B. vom Typ P/N11696 der Anmelderin ist. Diese Pl/O-Schaltung 160 ermöglicht es, daß Eingangsbefehle über den I/D-Bus 140 an den Multiplexer 149 gelangen, um zu bestimmen, welcher der Eingänge zu einem bestimmten Zeitpunkt abgetastet wird, und zu der Logikschaltung 156 gelangen, damit der Multiplexer 154 eines der Ausgangssignale des Multiplexers 149 oder aber das Eichspannungssignal an den A/D-Umsetzer 158 anlegt. Im Betrieb legt die CPU 120 ein Abrufsignal über den I/D-Bus 140 an die PI/0-Schaltung 160 an, die darauf anspricht, indem sie das Abrufen von zuvor in Digitalwerte umgesetzten Informationen und Anlegen derselben an den I/D-Bus 140 freigibt. Zusätzlich wird aus der Pl/O-Schaltung 160 ein Befehl abgeleitet, um die Zeitsteuerung der Umsetzung der Analogsignale in Digitalsignale mittels des A/D-Umsetzers 148 zu bewirken, und ein den Zustand dieses A/D-Umsetzers anzeigendes Signal wird über die PI/0-Schaltung 160 an den I/D-Bus 140 gegeben. Das Eichspannungssignal ermöglicht die Nullpunkt- und Bereichseinstellung des Operationsverstärkers 152 derart, daß die volle Amplitude jedes Eingangssignals an dem A/D-ümsetzer 158 erscheinen kann.Burr Brown can be. In calibration mode, the multiplexer 154 applies a precise calibration voltage to the A / D converter 158. As is well known in the art, the DC voltage of the analog signals is set to a level that is different from that of the A / D converter 158 can be easily processed, which in turn converts these analog signals into digital signals, which via its twelve output lines go to a parallel input / output circuit (PI / O) 160, e.g. of the type P / N11696 of the Applicant is. This P / O circuit 160 enables Input commands pass through I / D bus 140 to multiplexer 149 to determine which of the inputs to a particular one Time is sampled, and passed to the logic circuit 156, so that the multiplexer 154 one of the output signals of the multiplexer 149 or the calibration voltage signal to the A / D converter 158. In operation, the CPU 120 applies a polling signal to the PI / 0 circuit via the I / D bus 140 160, which responds by calling up information previously converted to digital values and applying the same to the I / D bus 140 releases. In addition, a command is derived from the PI / O circuit 160 to control the timing the conversion of the analog signals into digital signals by means of the A / D converter 148, and a state the signal indicating this A / D converter is passed through the PI / 0 circuit 160 given to the I / D bus 140. The calibration voltage signal allows operational amplifier 152 to be zeroed and span adjusted to full amplitude any input signal to the A / D converter 158 can appear.

Die Aufbereitungs- und Schnittstellenschaltung 132 ist in Fig. 4B im einzelnen gezeigt. Dort ist gezeigt, daß die Ausgangssignale der Wandler 51 und 46, welche den Eichgerät- bzw. Kolbendruck PP1 sowie den Druck MP2 des Durchflußmessers angeben, über Operationsverstärker 161a und 161b an einen Multiplexer 163 angelegt werden. Zusätzlich wird das Ausgangssignal des Druckwandlers 109 zur Messung des Barometer- bzw. Umgebungs-The rendering and interface circuit 132 is shown in FIG 4B shown in detail. It is shown there that the output signals the transducers 51 and 46, which indicate the calibration device or piston pressure PP1 and the pressure MP2 of the flow meter, via operational amplifiers 161a and 161b to a multiplexer 163 can be created. In addition, the output signal of the pressure transducer 109 is used to measure the barometer or ambient

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-35 --35 -

druckes in dem Eichraum 106 über einen Operationsverstärker 161c an den Multiplexer 163 angelegt. Anfangs überträgt die CPU 120 einen Befehl zu dem Multiplexer 163, um auszuwählen, welches Ausgangssignal der Druckwandler 51, 46 oder 109 über den I/D-Bus 140 und die Pl/O-Schaltung 168 ausgelesen werden soll. Ansprechend darauf legt diese Pl/O-Schaltung 168 Steuersignale über einen vieradrigen Bus 169 an den Multiplexer 163 an, um eines der drei Druckanzexgesignale oder ein Signal auszuwählen, welches die Eichspannung angibt, welche an einen A/D-Umsetzer 166 angelegt werden soll, welcher die analogen Eingangssignale in ein entsprechendes Digitalsignal umsetzt, um sie an die Pl/O-Schaltung 168 anzulegen und dann über den I/D-Bus 140 zu übertragen. Auf Befehl der CPU 120 steuert dann die ΡΙ/0-τ Schaltung 168 über Leitung 159 den A/D-Umsetzer 166, um das ausgewählte analoge Drucksignal in ein entsprechendes Digitalsignal umzusetzen, das über den I/D-Bus 140 übertragen werden soll. Die Umsetzung der analogen Eingangssignale in Digitalsignale benötigt eine diskrete Zeitspanne, die ebenfalls benötigt wird, damit die an den zwölf Ausgangsleitungen des A/D-Umsetzers 166 erscheinenden Digitalsignale stabilisiert sind, bevor sie von der Pl/O-Schaltung 168 ausgelesen werden. Wenn die Signale an den zwölf Datenleitungen stabilisiert sind, wird ein Zustandssignal durch die A/D-Schaltung 166 erzeugt. Ansprechend auf dieses Zustandssignal liest die Pl/O-Schaltung 168 die Daten aus, die an den Ausgangsleitungen der A/D-Schaltung 166 erscheinen, und legt sie über den I/D-Bus 140 an den in Fig. 3 gezeigten Arbeitsspeicher RAM 126 an. Nachdem dieser Vorgang abgeschlossen ist, ist das System bereit, um ein weiteres Druckausgangssignal auszuwählen, das von einem anderen Wandler abgeleitet wird, in ein Digitalsignal umgesetzt wird und in der oben beschriebenen Weise zu dem Arbeitsspeicher 126 gelangt.pressure in the calibration room 106 is applied to the multiplexer 163 via an operational amplifier 161c. Initially, the CPU 120 transfers a command to multiplexer 163 to select which The output signal of the pressure transducer 51, 46 or 109 is to be read out via the I / D bus 140 and the PI / O circuit 168. In response, this PI / O circuit 168 applies control signals to the multiplexer 163 via a four-wire bus 169 select one of the three pressure indication signals or a signal indicating the calibration voltage to be sent to an A / D converter 166 is to be applied, which converts the analog input signals into a corresponding digital signal in order to transmit them to the Apply PI / O circuit 168 and then via I / D bus 140 transferred to. At the command of the CPU 120 then controls the ΡΙ / 0-τ Circuit 168 connects to A / D converter 166 over line 159 to convert the selected analog pressure signal to a corresponding digital signal which is transmitted over I / D bus 140 target. The conversion of the analog input signals into digital signals requires a discrete period of time, which is also required is used to stabilize the digital signals appearing on the twelve output lines of the A / D converter 166 before they are read out by the PI / O circuit 168. When the signals on the twelve data lines are stabilized, a status signal is generated by the A / D circuit 166. In response to this status signal, the PI / O circuit reads 168 takes the data appearing on the output lines of the A / D circuit 166 and applies it to the via the I / D bus 140 RAM 126 shown in Fig. 3. After this process is complete, the system is ready to start another Select pressure output signal derived from another transducer is converted to a digital signal and arrives at the main memory 126 in the manner described above.

Die Schnittstellen- und Aufbereitungsschaltung 134 wird unter Bezugnahme auf Fig. 4C weiter erläutert. Der Durchflußmesser-Rotationscodierer 40 ist an den Durchflußmesser 38 angekoppelt, um zwei Signale A und Ä abzugeben, die um 90 gegeneinanderThe interface and conditioning circuit 134 is below Further explained with reference to FIG. 4C. The flow meter rotary encoder 40 is coupled to the flow meter 38 in order to emit two signals A and A which are 90 degrees from one another

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- Ht)-- Ht) -

phasenverschoben sind, wobei diese Signale an die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a angelegt werden. Insbesondere verarbeitet diese Schaltung 170a die Eingangssignale A und Ä in einer solchen Weise, daß SignalSchwankungen eliminiert werden, wie sie sich aufgrund von mechanischen Schwingungen, am Rotationscodierer 40 einstellen können. Die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a erzeugt ein zusammengesetztes Pulssignal, welches jeweils einer Gruppe von Eingangspulsen der Signale A und Ä" entspricht, und legt dieses Signal an einen Intervallzeitgeber 174 an, der einen programmierbaren Zähler 174a umfaßt, in welchen ein Faktor eingegeben wird, der von dem eingestellten, über den Durchflußmesser zu leitenden Fluidvolumen abhängt, wie später noch erläutert wird. Dieser Faktor wird also in den programmierbaren Zähler 174a eingegeben, und wenn dieser ausgehend von diesem Faktor auf Null zurückgezählt hat, wird mittels des Intervallzeitgebers 174 ein Impuls erzeugt und an eine Logikschaltung 177 angelegt, deren Ausgangssignal ein Interrupt (Unterbrechungs)-Unterprogramm 2 auslöst, durch welches die überprüfung des Durchflußmessers 38 beendet wird, wie später im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 9K erläutert wird. Die Logikschaltung 170a spricht auf das Eingangssignal A des Durchflußmesser-Rotationscodierers 40 an, um einen entsprechend konditionierten Puls an einen Intervallzeitgeber 176 anzulegen, der die Vorderflanke des Signals A erkennt, um die Zeitsteuerung bzw. Zählung des programmierbaren Zählers 174a sowie des Zählers 176a und des Linearcodierer-Zählers 182 auszulösen. Insbesondere steuert die CPU 120 das Durchflußmesser-Eichgerät 10 und stellt fest, wenn der Kolben 14 aus seiner Ruhestellung in seine Testbeginnstellung beschleunigt ist, was durch die Anwesenheit eines Ausgangssignals des Näherungsdetektors 52 angezeigt wird. Beim Ermitteln dieses Ausgangssignals erfolgt über das von der CPU 120 periodisch, z.B. etwa alle 40 Mikrosekunden, ausgeführte Programm ein Zugriff zu dem Intervallzeitgeber 176, um zu prüfen, ob er ein Ausgangssignal aus der Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a empfangen hat, welches dieare out of phase, whereby these signals are sent to the signal conditioning and logic circuit 170a are applied. In particular this circuit 170a processes the input signals A and A in such a way that signal fluctuations are eliminated how they can be set on the rotary encoder 40 due to mechanical vibrations. The signal conditioning and logic circuit 170a generates a composite pulse signal corresponding to each group of input pulses of signals A and A "and applies that signal to an interval timer 174 which is a programmable Counter 174a includes, in which a factor is entered, which is to be conducted by the set, over the flow meter Fluid volume depends, as will be explained later. This factor is entered into the programmable counter 174a, and if this counts back to zero based on this factor has, a pulse is generated by means of the interval timer 174 and applied to a logic circuit 177, the output signal of which an interrupt subroutine 2 triggers the checking of the flow meter 38 is terminated, as will be explained in detail later with reference to FIG. 9K. The logic circuit 170a responds the input signal A of the flowmeter rotary encoder 40 to apply a suitably conditioned pulse to an interval timer 176 that shows the leading edge of the Signal A detects in order to control the timing or counting of the programmable counter 174a as well as the counter 176a and the Trigger linear encoder counter 182. In particular, the CPU 120 controls the flow meter calibrator 10 and determines when the piston 14 is accelerated from its rest position to its test start position, which is due to the presence of a Output of the proximity detector 52 is displayed. When this output signal is determined, the from of CPU 120 periodically, e.g., about every 40 microseconds Program an access to the interval timer 176 to check whether it has an output signal from the signal conditioning and logic circuit 170a which has received the

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Vorderflanke des Eingangssignals A aus dem Rotationscodierer 40 anzeigt. Bei Feststellung der ersten Vorderflanke des Ausgangs der Schaltung 170a, nachdem der Kolben 14 an dem Näherungsdetektor 52 vorbeigegangen ist, wird ein Auslösesignal an die PI/0-Schaltung 184 angelegt, die dann ein Zählauslösesignal an den Zähler 182 anlegt und ferner an den programmierbaren Zähler 174a ein Auslösesignal über den I/D-Bus 140 anlegt. Auf diese Weise werden alle Zähler 174a, 176a und 182 aktiviert, um gleichzeitig mit der Zählung zu beginnen. Bei dem gezeigten Beispiel zählt der programmierbare Zähler 174a abwärts, und zwar ansprechend auf Ausgangssignale des Rotationscodxerers 40.Leading edge of the input signal A from the rotary encoder 40 indicates. When the first leading edge of the output is detected the circuit 170a after the piston 14 on the proximity detector 52 has passed, a trigger signal is applied to the PI / 0 circuit 184 which then provides a count trigger signal applies to the counter 182 and also applies a trigger signal to the programmable counter 174a via the I / D bus 140. In this manner, all of the counters 174a, 176a and 182 are activated to begin counting at the same time. With the one shown For example, the programmable counter 174a counts down in response to output signals from the rotary encoder 40.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung erfolgen die Auslösung und die Beendigung der Überprüfung des Durchflußmessers, d.h. die Zählung in dem programmierbaren Zähler 174a und in dem Zähler 182, ansprechend auf die Ausgangssignale des Rotationscodxerers 40 in dem Durchflußmesser 38, dessen Genauigkeit gemessen werden soll, Insbesondere ist der Rotationscodierer 40 mit dem Fluid- bzw. Gas-Durchflußmesser 38 gekoppelt, wie im einzelnen anhand von Fig. 4F noch erläutert wird; bei Drehung einer drehbar gelagerten Stange desselben erzeugt der daran angekoppelte Rotationscodierer 40 eine Pulsfolge, die der Drehbewegung eines Tangentenarmes und dem Zyklusdurchlauf der Membran des Durchflußmessers entspricht. Wie in Fig. 4F gezeigt ist, ist das drehbare Teil über Koppelarme mit der Membran des Durchflußmessers verbunden, und seine Drehung ist unlinear, so daß das Ausgangssignal des Codierers 40 gewissermaßen frequenzmoduliert wird. Um also eine genaue Messung mittels des Rotationscodxerers 40 zu erhalten, wird angestrebt, die von diesem abgeleiteten Pulse zu zählen, und zwar derart, daß die Zählung ungefähr an demselben Punkt der Drehbewegung des rotierenden Teils des Durchflußmessers beginnt und endet. Dies wird dadurch erreicht, daß die Zählung ansprechend auf diesen Rotationscodierer 40 ausgelöst wird. InsbesondereAccording to an essential feature of the invention, the triggering takes place and the completion of the flow meter check, i.e., the count in programmable counter 174a and counter 182 in response to the outputs of the rotary encoder 40 in the flow meter 38 whose accuracy is to be measured, in particular the rotary encoder 40 coupled to the fluid or gas flow meter 38, as will be explained in detail with reference to FIG. 4F; at Rotation of a rotatably mounted rod of the same, the rotary encoder 40 coupled thereto generates a pulse train which corresponds to the rotation of a tangent arm and the cycle of the diaphragm of the flow meter. As in Figure 4F is shown, the rotatable part is connected to the diaphragm of the flow meter via coupling arms, and its rotation is non-linear, so that the output signal of the encoder 40 is, as it were, frequency modulated. So to get an accurate measurement to obtain by means of the Rotationscodxerers 40, the aim is to count the pulses derived from this, in such a way, that the counting begins and ends at approximately the same point of rotation of the rotating part of the flow meter. This is achieved by initiating the count in response to this rotary encoder 40. In particular

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wird eine Durchflußmesserprüfung abgewickelt, indem der Kolben 14 aus seiner Ruhestellung auf eine gleichmäßige Geschwindigkeit beschleunigt wird, so daß beim Durchgang an dem Näherungsdetektor 52, der sich an der Prüfbeginnstelle befindet, ein Ausgangssignal davon abgeleitet wird, um die Erfassung der Vorderflanke des nächsten Ausgangssignals aus der Logikschaltung 170a freizugeben, entsprechend der Vorderflanke des nächsten Ausgangssignal A des Rotationscodierers 40. Der Intervallzeitgeber 176 spricht auf die Vorderflanke an, um die gleichzeitige Auslösung der Zählung des programmierbaren Zählers 174a und des Zählers 182 zu bewirken. Wenn der programmierbare Zähler 174a ausgehend von dem gewählten Faktor, welcher von dem über den Durchflußmesser 38 zu leitenden gewünschten Volumen abhängt, heruntergezählt hat, gibt der Intervallzeitgeber 174 sein Ausgangssignal an die Logikschaltung 177 ab, um das Interrupt-Programm 2 der CPU 120 freizugeben, welches wiederum die Zählung der Zähler 174a und 182 beendet und die jeweiligen Zählraten an entsprechende Stellen innerhalb des Arbeitsspeichers 126 überführt. Die Beendigung der Zählung kann programmgesteuert erfolgen; hierzu wäre jedoch eine zusätzliche Anzahl von Programmschritten erforderlich, so daß die Programmierung des Systems relativ kompliziert würde und zusätzliche Zeit benötigt würde, um den oben beschriebenen Zeitsteuervorgang durchzuführen. Die Auslösung der Zählung ansprechend auf die Ausgangssignale des Rotationscodierers 40 gewährleistet ferner eine genauere Prüfung und Eichung des überprüf-ten Durchflußmessers 38.A flow meter test is performed by moving the piston 14 from its rest position to a steady speed is accelerated so that when passing the proximity detector 52, which is located at the test start point, an output signal derived therefrom in order to detect the leading edge of the next output signal from the logic circuit 170a corresponding to the leading edge of the next output signal A of the rotary encoder 40. The interval timer 176 responds to the leading edge to initiate the counting of the programmable counter at the same time 174a and the counter 182 to effect. If the programmable counter 174a based on the selected factor, which depends on the desired volume to be conducted via the flow meter 38, has counted down, the interval timer 174 sends its output signal to the logic circuit 177, to enable the interrupt program 2 of the CPU 120, which Again, the counting of the counters 174a and 182 is ended and the respective count rates are transferred to corresponding locations within the main memory 126 convicted. The end of the count can be done program-controlled; however, this would be an additional one Number of program steps required, so that the programming of the system would be relatively complicated and additional time would be required to perform the timing process described above. Triggering the count in response to the output signals of the rotary encoder 40 also ensures a more accurate test and calibration of the checked flow meter 38.

Wie oben erläutert ist, wird die aus dem Rotationscodierer 40 gewonnene Pulsfolge dazu verwendet, die eingangs in den programmierbaren Zähler 174a eingegebene Zählrate herunterzuzählen. Die in den programmierbaren Zähler 174a eingegebene Zählrate hängt von dem Volumen ab, das den Durchflußmesser 38 durchströmen und in die Kammer 28 gelangen soll. Die Zählrate beruht auf den Abmessungen und Kenndaten des Durchflußmessers 38 sowie auf den Kenndaten des Rotationscodierers 40 bzw. der Anzahl derAs explained above, the pulse sequence obtained from the rotary encoder 40 is used to convert the initially into the programmable Counter 174a to count down the counting rate entered. The count rate entered into the programmable counter 174a depends on the volume which is to flow through the flow meter 38 and get into the chamber 28. The count rate is based on the dimensions and characteristics of the flow meter 38 and on the characteristics of the rotary encoder 40 or the number of

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von diesem pro Umdrehung erzeugten Pulse. Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine Zählrate von 40 000 in den programmierbaren Zähler 174a eingegeben, entsprechend einem Volumen von 28,31 Litern (1 Kubikfuß), welches den Durchflußmesser 38 durchströmen soll. Unter der Annahme, daß die Kenndaten des Durchflußmessers 38 und des Codierers 40 für unterschiedliche Volumina dieselben bleiben, können z.B. die Zählraten 20 000 bzw. 10 000 in dem programmierbaren Zähler 174a gespeichert werden, wenn nur die Hälfte oder ein Viertel des angegebenen Volumens den Durchflußmesser 38 durchströmen soll. Durch Eingabe, einer Zählrate, die auf den Kenndaten des Durchflußmessers 38 beruht, in den programmierbaren Zähler 174a, welcher durch die Pulse aus dem Rotationscodierer 40 heruntergezählt wird, wird eine genauere Prüfung des Durchflußmessers erreicht, indem Anfang und Ende des Prüfvorgangs an derselben Stelle des Rotationszyklus des Durchflußmessers und seines Rotationscodierers 40 erfolgen, wie oben bereits erläutert wurde.pulses generated by this per revolution. In one embodiment a count rate of 40,000 is entered into the programmable counter 174a, corresponding to a volume of 28.31 liters (1 cubic foot) flowing through the flow meter 38 target. Assuming that the characteristics of the flow meter 38 and the encoder 40 for different volumes remain the same, e.g. the counting rates 20,000 or 10,000 can be stored in the programmable counter 174a, if only half or a quarter of the specified volume is to flow through the flow meter 38. By entering, one Counting rate, which is based on the characteristics of the flow meter 38, into the programmable counter 174a, which is determined by the pulses is counted down from the rotary encoder 40, a more accurate check of the flow meter is achieved by starting and end of the test process at the same point in the rotation cycle of the flowmeter and its rotary encoder 40 take place, as already explained above.

Wie in Fig. 4C gezeigt ist, wird ein Taktsignal A aus dem Systemtaktgeber 122 mittels der CPU 120 abgeleitet und wird über den I/D-Bus 140 an den Intervallzeitgeber 176 angelegt. Ein ausgewählter Faktor wird in den Abwärtszähler 176a eingegeben, um ein Ausgangssignal an dem Intervallzeitgeber 176 zu erzeugen, welches einem Abtastimpulssignal mit einem Puls pro Sekunde entspricht. Bei einem Ausführungsbeispiel hat das Systemtaktsignal aus dem Taktgeber 122 eine Frequenz von etwa 200 kHz, und der in den Zähler 176a eingegebene Faktor ist derart gewählt, daß die Logikschaltung 178 den gewünschten einen Impuls pro Sekunde erhält, ebenso wie ausgehend hiervon die Motorsteuerschaltung. Wie später erläutert wird, wird dieser Abtastimpuls dazu verwendet, die zeitliche Steuerung der Abtastung der Meßwerte von Druck und Temperatur zu bewirken.As shown in Fig. 4C, a clock signal A is derived from the system clock 122 by the CPU 120 and is applied to interval timer 176 via I / D bus 140. A selected factor is entered into the down counter 176a, to provide an output on interval timer 176 generate which a sampling pulse signal with one pulse per Second corresponds. In one embodiment, the system clock signal from clock 122 has a frequency of about 200 kHz, and the factor entered into counter 176a is chosen so that logic circuit 178 will generate the desired one pulse per Second, as well as starting from this the motor control circuit. As will be explained later, this sampling pulse is used to control the timing of the sampling of the measured values of pressure and temperature.

Das Ausgangssignal des Linearcodierers 26 hat die Form von zwei Signalen A und Ä", die um 90° phasenverschoben sind und an eine Sxgnalaufbereitungs- und Logikschaltung 170b angelegtThe output of the linear encoder 26 is in the form of two signals A and A ″ which are 90 ° out of phase and is applied to a signal conditioning and logic circuit 170b

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werden. Die Schaltung 17Ob ist ähnlich der Schaltung 170a, und zwar insofern, als sie die eingegebenen Signale A und Ä" in Form bringt und Signalschwankungen eliminiert, die sonst zu einem fehlerhaften Ausgangssignal des Linearcodierers 26 führen würden. Zusätzlich ist die Schaltung 17Ob imstande, die Richtung festzustellen, in der sich der Kolben 14 bewegt, und zwar aufgrund der eingegebenen Signale A und Ä; wenn die abgegebenen Signale A und Ä nicht anzeigen, daß sich der Kolben 14 in der gewünschten Richtung bewegt, so werden aus der Schaltung 170b keine Signale ausgegeben. Die Schaltung 170b erzeugt eine Folge von aufbereiteten Impulsen entsprechend dem an den Zähler 182 angelegten Ausgangssignal des Linearcodierers, wobei dieser Zähler nach Auslösung zu zählen beginnt und das Ausgangssignal des Linearcodierers 26 kumuliert. Das kumulierte Ausgangesignal des Zählers 182 wird an eine Pl/O-Schaltung angelegt, und bei entsprechendem Befehl über den I/D-Bus 140 an die übrigen Teile des Rechnersystems überführt.will. Circuit 17Ob is similar to circuit 170a, to the extent that it brings the input signals A and A "into shape and eliminates signal fluctuations that would otherwise occur would lead to an incorrect output signal of the linear encoder 26. In addition, the circuit 17Ob is capable of the Determine the direction in which the piston 14 moves, based on the inputted signals A and A; if the submitted Signals A and A do not indicate that the piston 14 is moving in the desired direction, so the Circuit 170b does not output any signals. The circuit 170b generates a sequence of conditioned pulses according to the linear encoder output signal applied to counter 182, this counter begins to count after being triggered and the output signal of the linear encoder 26 accumulates. The cumulative The output of the counter 182 is sent to a PI / O circuit created, and transferred to the other parts of the computer system via the I / D bus 140 when the corresponding command is given.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Rotationscodierer bzw. -wandler 40 an den Durchflußmesser 38 angekoppelt und enthält einen optischen Codierer, der drehbar an den dem Durchflußmesser 38 eigenen Tangentenarm angekoppelt ist, um dessen Drehbewegung zu erfassen, während eine Gasströmung hindurch erfolgt, um eine Mehrzahl von Ausgangssignalen A und Ä zu erzeugen, wie oben erläutert. Bei einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung kann der Näherungsdetektor 27 verwendet werden, um die mechanische Rotation des Tangentenarms des Durchflußmessers 38 festzustellen, und zwar mittels eines später im einzelnen erläuterten Mechanismus, um ein Ausgangssignal an die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170c abzugeben, die wiederum mit dem Intervallzeitgeber 176 und dem Intervallzeitgeber 174 verbunden ist. Aufgrund der Anordnung des an den Tangentenarm des Durchflußmessers 38 angekoppelten Tangentenarms erzeugt der Näherungsdetektor 27 ein Signal geringerer Auflösung als der optische Codierer 26, da er die Drehung des Tangentenarms des Meßgeräts feststellt. Der beson-According to a particular embodiment of the invention, a rotary encoder or transducer 40 is attached to the flow meter 38 coupled and contains an optical encoder which is rotatably coupled to the flowmeter 38 own tangent arm is to detect its rotational movement while a gas flow occurs therethrough to a plurality of output signals A and A as explained above. In another embodiment of the invention, the proximity detector 27 can be used to determine the mechanical rotation of the tangent arm of the flow meter 38, namely by means of a mechanism, which will be explained in detail later, to provide an output signal to the signal conditioning and logic circuit 170c to deliver, which in turn with the interval timer 176 and the Interval timer 174 is connected. Because of the arrangement of the tangent arm coupled to the tangent arm of the flow meter 38, the proximity detector 27 generates a lower signal Resolution than the optical encoder 26 as it detects the rotation of the tangent arm of the meter. The special

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dere Vorteil der Anordnung mit Näherungsdetektor liegt darin, daß er mechanisch und elektrisch sehr einfach aufgebaut ist. Die Entscheidung, ob ein Näherungsdetektor 27 oder ein Rotationscodierer bzw. -wandler 40 verwendet wird, erfolgt durch den Benutzer durch Bedienung eines Schalters 191, wie in Fig. 4K gezeigt ist. Wenn der Näherungsschalter 27 gewähtl wird, wird der programmierbare Zähler 174a mit den Zahlen 8, 4 und 2 codiert, entsprechend jeweils den zu messenden Volumina von etwa 28, 14 bzw. 7 Litern. Der Benutzer löst die Eingabe der geeigneten Faktoren aus, und zwar gleich ob für den Näherungsdetektor 27 oder den Rotationscodierer 40, indem er zunächst den Schalter 191 in die geeignete Stellung bringt und dann das Prüfvolumen über die Tastatur der Station 112 eingibt.Their advantage of the arrangement with proximity detector is that it is mechanically and electrically very simple. The decision whether a proximity detector 27 or a rotary encoder or converter 40 is used, is carried out by the user by operating a switch 191, as shown in FIG. 4K is shown. If the proximity switch 27 is selected, the programmable counter 174a is coded with the numbers 8, 4 and 2, corresponding to the volumes to be measured of around 28, 14 or 7 liters. The user triggers the input of the suitable factors, whether for the proximity detector 27 or the rotary encoder 40, by first move switch 191 to the appropriate position and then enter the test volume using the station 112 keypad.

Fig. 4F zeigt eine Perspektivansicht einer typischen Ausführungsform des Durchflußmessers 38, welcher die Fluidströmung durch Anwendung von zwei Membranen mißt? von diesen ist nur die eine Membran 1202 dargestellt. Der in Fig. 4F gezeigte Durchflußmesser ist im einzelnen in der US-PS 2 544 665 beschrieben. Wie ersichtlich ist, ertastet eine Fahnenstange 1203 die Auslenkung der Membran 1202, um einen Arm 1204 in Schwingung zu versetzen. Eien zweite (nicht gezeigte) Membran und eine zugeordnete Fahnenstange (ebenfalls nicht gezeigt) bewirken eine Schwingung des Arms 1206 mit einem anderen Zyklus. Wie in der genannten US-PS erläutert ist, bewirkt die Kombination der Arme 1206 und 1204 mit den Armen 1208 und 1210, daß ein Tangentenarm 1214 in Drehung versetzt wird. Eine Metallprobe 1212 an der Schnittstelle der Arme 1208 und 1210 wird an dem Näherungsdetektor 27 vorbeigedreht, wodurch ein Ausgangssignal an die Logikschaltung 170c abgegeben wird, um in der oben erläuterten Weise verarbeitet zu werden.4F shows a perspective view of a typical embodiment of the flow meter 38 which measures fluid flow through the use of two diaphragms? of these is only which one membrane 1202 is shown. The flow meter shown in Figure 4F is described in detail in U.S. Patent 2,544,665. As can be seen, a flagpole 1203 senses the deflection of the membrane 1202 around an arm 1204 in FIG To set vibration. A second membrane (not shown) and an associated flagpole (also not shown) cause the arm 1206 to oscillate at a different cycle. As explained in said US-PS, the combination of arms 1206 and 1204 with arms 1208 and 1210 causes that a tangent arm 1214 is set in rotation. A metal sample 1212 at the intersection of arms 1208 and 1210 is made rotated past the proximity detector 27, whereby an output signal is given to the logic circuit 170c to in to be processed in the manner explained above.

Die Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltung 136 ist in Fig. 4D im einzelnen dargestellt. Dort sind die Anschlüsse des Druckers 111a und der Anzeigeeinheit 111 gezeigt, zum Aus-The signal conditioning and interface circuit 136 is shown in detail in FIG. 4D. There the connections of the printer 111a and the display unit 111 are shown, for output

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Uw qrwiHuu-lii on, von dem
10 gemessenen Parameter, einschließlich der gemessenen Durchflußrate(η) und der in Prozent angegebenen Fehler der durchgeführten Prüfungen. Insbesondere ist der Drucker 111a an den I/D-Bus 140 über eine erste Logikschaltung 190b und über eine Paralleldatensteuerung (PDC) 192b angekoppelt, bei der es sich z.B. um den Typ 10453 der Anmelderin handeln kann und welche einen gesteuerten Zweiweg-Zugriff zwischen dem I/D-Bus 140 und dem Drucker 111a gewährleistet. Auf Befehl der PDC-Schaltung 192b wird also ein Signal von der Logikschaltung 190b erzeugt, wodurch der Drucker 111a getastet wird und ein geeignetes Bestätigungssignal (ACKO) über die Logikschaltung 190b und die PDC-Schaltung 192b übertragen wird, um anzuzeigen, daß der Drucker 111a zum Drucken bereit ist. Wenn der Drucker 11.1a besetzt ist, wird ein geeignetes Besetzt-Signal auf den I/D-Bus 140 zurück übertragen. Wenn ein Befehl ausgegeben wurde, um Daten auszudrucken, wird der Steuerteil des Signals über die PDC-Schaltung 192b und die Logikschaltung 190b übertragen, um den Drucker 111a anzusteuern, damit dieser die Daten ausdruckt, die im Datenkanal erscheinen, welcher aus der Logikschaltung 190b herausführt.
Uw qrwiHuu-lii on, from which
10 measured parameters, including the measured flow rate (η) and the percentage error of the tests carried out. In particular, the printer 111a is coupled to the I / D bus 140 via a first logic circuit 190b and via a parallel data controller (PDC) 192b, which can be, for example, the applicant's type 10453 and which provides controlled two-way access between the I / D bus 140 and printer 111a guaranteed. Thus, on command of the PDC circuit 192b, a signal is generated by the logic circuit 190b, whereby the printer 111a is keyed and an appropriate acknowledgment signal (ACKO) is transmitted via the logic circuit 190b and the PDC circuit 192b to indicate that the printer 111a is ready to print. If the printer 11.1a is busy, a suitable busy signal is transmitted back onto the I / D bus 140. When a command has been issued to print data, the control portion of the signal is transmitted through the PDC circuit 192b and the logic circuit 190b to control the printer 111a to print out the data appearing in the data channel leading out of the logic circuit 190b .

Über die Tastatur der Sichtstation 112 können ferner geeignete Befehle eingegeben werden, wobei diese Station über die Logikschaltung 190a, einen seriellen Datensteuerer (SDC) 192a und den I/D-Bus 140 an das Rechnersystem angekoppelt ist. Die SDC-Schaltung 192a kann vom Typ 10930 der Anmelderin sein. Diese SDC-Schaltung 192a kann serielle Daten entgegennehmen, die aus der Sichtstation 112 stammen, einschließlich der vom Benutzer über die Tastatur eingegebenen Befehle. Diese SDC-Schaltung 192a setzt diese seriellen Eingangssignale aus der Logikschaltung 190a mit geeigneter, durch den Taktgeber 193 bestimmter Folgegeschwindigkeit um und überträgt eine Gruppe von Digitalsignalen über den I/D-Bus 140 zu der CPU 120. Die auf dem Bildschirm der Station 112 anzuzeigenden Daten werdenVia the keyboard of the viewing station 112, suitable Commands are entered, this station via logic circuit 190a, a serial data controller (SDC) 192a and the I / D bus 140 is coupled to the computer system. The SDC circuit 192a can be of the type 10930 of the applicant. This SDC circuit 192a can receive serial data, originating from the viewing station 112, including the commands entered by the user on the keyboard. This SDC circuit 192a sets these serial input signals from the logic circuit 190a with a suitable one by means of the clock generator 193 certain subsequent speed and transmits a group of digital signals over the I / D bus 140 to the CPU 120. The data to be displayed on the screen of the station 112

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wiederum über den I/D-Bus 140 sowie über die SDC-Schaltung 192a und die Logikschaltung 190a übertragen, um zu der Station zu gelangen.again via the I / D bus 140 and via the SDC circuit 192a and logic circuit 190a are transmitted to the station to get.

Die in Fig.4E gezeigte Signalaufbereitungs- und Schnittstellenschaltung 138 liegt zwischen dem I/D-Bus 140 und dem ersten bzw. dem Einlaßventil 34 sowie dem zweiten bzw. Auslaßventil 36 und gibt Signale an die Motorsteuerung ab und nimmt Signale von dieser entgegen. MotorSteuersignale, welche die Geschwindigkeit und den Drehsinn anzeigen, werden über den I/D-Bus 140 angelegt, um über die PI/0-Schaltung 196 an eine Logikschaltung 194a zu gelangen, wodurch diese Digitalsignale an die Motorsteuerung angelegt werden, um ein entsprechendes Verhalten des Servomotors 20 zu bewirken. Zu geeigneter Zeit gemäß Steuerung dufch das ausgeführte Programm werden Signale erzeugt, um die Ventile 34 und 36 zu öffnen oder zu schließen, indem ihre zugeordneten Spulen 66 bzw. 64 angesteuert werden. Diese Ventilsteuersignale werden über die PI/0-Schaltung 196 und die Logikschaltung 194b an zwei pneumatische Ventile angelegt, die sich innerhalb des Steuerraumes 105 (Fig. 2C) befinden, wodurch Druckluft unter einem Druck von 3,445 bar (50 psi) selektiv an eine der Ventilsteuerungen 66 bzw. 64 angelegt wird, um diese Ventile auf Befehl zu öffnen oder zu schließen. Auf diese Weise bleibt die von den Ventilbetätigungseinrichtungen erzeugte Wärme aus dem temperaturgeregelten Eichraum 106 fern. Zusätzlich umfaßt jede Betätigungseinrichtung bzw. Spule 66, einen Näherungsdetektor, um festzustellen, ob das Ventil geöffnet oder geschlossen ist. Die von den Näherungsdetektoren 50, 52 und 54 erzeugten Ausgangssignale zur Bestimmung der ungefähren Stellung des Kolbens 14 werden über eine Logikschaltung 194c und die PI/0-Schaltung 196 auf den I/D-Bus 140 gegeben. Ein zweiter Abtasttakt wird von der Codierschaltung erzeugt und über die Logikschaltung 194d an die PI/0-Schaltung 196 angelegt. Durch Betätigung eines Schalters kann der Benutzer bestimmen, ob die Fluidströmungsinformation aus demThe signal conditioning and interface circuit shown in Fig. 4E 138 is between the I / D bus 140 and the first or inlet valve 34 and the second or outlet valve 36 and sends signals to and receives signals from the engine control unit. Motor control signals that determine the speed and indicate the direction of rotation are via the I / D bus 140 applied to a logic circuit via the PI / 0 circuit 196 194a, whereby these digital signals are applied to the engine control in order to ensure that the Servo motor 20 to effect. At the appropriate time, as controlled by the executing program, signals are generated to control the Open or close valves 34 and 36 by actuating their associated coils 66 and 64, respectively. These valve control signals are via the PI / 0 circuit 196 and the logic circuit 194b applied to two pneumatic valves which are located within the control room 105 (FIG. 2C), whereby Compressed air at a pressure of 3.445 bar (50 psi) is selectively applied to one of the valve controls 66 and 64, respectively to open or close these valves on command. This leaves that of the valve actuators generated heat from the temperature-controlled calibration room 106 remotely. Additionally, each actuator or coil 66 includes a proximity detector to determine if the valve is open or is closed. The output signals generated by the proximity detectors 50, 52 and 54 to determine the The approximate position of the piston 14 are given to the I / D bus 140 via a logic circuit 194c and the PI / 0 circuit 196. A second sampling clock is generated by the coding circuit and sent to the PI / 0 circuit via the logic circuit 194d 196 created. By operating a switch, the user can determine whether the fluid flow information is from the

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Näherungsdetektor 27 oder aus dem Codierer 26 gewonnen werden soll, wie in Fig. 4C gezeigt. Dieser Steuerbefehl wird über die Pl/O-Schaltung 196 auf den I/D-Bus 140 gegeben. Um eine geeignete Steuerung des Servomotors 20 zu erreichen, werden dessen Zustände bezüglich Geschwindigkeit, Drehsinn und Drehmoment über Logikschaltung 198b und PI/0-Schaltung 200 auf den I/D-Bus 140 gegeben.Proximity detector 27 or from the encoder 26 can be obtained as shown in Fig. 4C. This control command is given to the I / D bus 140 via the PI / O circuit 196. To a To achieve suitable control of the servomotor 20, its states with respect to speed, direction of rotation and torque given to the I / D bus 140 via logic circuit 198b and PI / 0 circuit 200.

Die Anzeigeeinheit 111 umfaßt eine in Fig. 2D gezeigte Frontplatte und ist vorgesehen, um mittels einer Reihe von Lampen und von hinten beleuchteten Drucktasten Anzeigen über die verschiedenen Zustände des Systems zu geben. Wie in Fig. 2D gezeigt ist, umfaßt die Anzeigetafel auch den Drucker 111a zum Ausdrucken der Durchflußrate und des Prozentsatzes der Fluidströmung durch den Durchflußmesser 38. Zusätzlich ist eine Mehrzahl von Lampen 111b - 111e vorgesehen. Die Lampe 111b wird eingeschaltet, um anzuzeigen, daß ein Selbsttest des Eichgeräts 10 erfolgt, wie später erläutert wird. Eine Bereitschaftslampe 111e zeigt an, daß Strom an das Eichgerät 10 angelegt ist und daß ein Initiierungsvorgang begonnen hat, um das Gerät in seinen Bereitschaftszustand zu bringen. Während dieses Bereitschaftszustands ist eine Reihe von Tastatureingaben durch den Benutzer erforderlich, und bei Abschluß der Dateneingabe über die Tastatur der Station 112 geht das Eichgerät 10 automatisch in den Zustand des Testablaufs, was durch eine entsprechende Lampe 111c angezeigt wird. In diesem Betriebszustand wird der Durchflußmesser 38 tatsächlich überprüft. Bei Abschluß einer Durchflußmesser-Überprüfung leuchtet eine entsprechende Lampe 111d auf. Zu diesem Zeitpunkt wird der Endwert der prozentualen Genauigkeit berechnet und vom Drucker 111a ausgedruckt. Zusätzlich sind ein von hinten beleuchteter Stopp-Drucktaster 111g und Rücksetz-Drucktaster 111f vorgesehen. Wenn während irgendeiner Phase des Betriebs der Rücksetztaster 111f gedrückt wird, spricht das Eichgerät 10 so an, als ob der Betriebsstrom eingeschaltet würde, wie unter BezugnahmeThe display unit 111 includes a front panel shown in Fig. 2D and is provided to display information about the various by means of a series of lamps and backlit pushbuttons To give states of the system. As shown in Fig. 2D, the display panel also includes the printer 111a for Print out the flow rate and percentage of fluid flow through the flow meter 38. In addition, a plurality of lamps 111b-111e are provided. The lamp 111b is turned on to indicate that the calibrator 10 is self-testing, as will be explained later. A ready light 111e indicates that power is being applied to the calibrator 10 and that an initiation process has begun to bring the device into its ready state. During this Standby mode is through a series of keystrokes requires the user, and upon completion of the data entry via the keypad of the station 112, the calibration device 10 goes automatically into the state of the test sequence, which is indicated by a corresponding lamp 111c. In this operating state the flow meter 38 is actually checked. When a flow meter check is completed, a corresponding one lights up Lamp 111d on. At this point the final value will be the percent accuracy is calculated and provided by printer 111a printed out. In addition, a backlit stop push button 111g and reset push button 111f are provided. If the reset button 111f is pressed during any phase of operation, the calibration device 10 will respond as if the operating power would be turned on as referring to

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auf Fig. 9H ersichtlich wird. Der Stopp-Drucktaster 111g wird nur gedrückt, wenn ein,Notfall auftritt, der das Eichgerät 10 beschädigen könnte. Beim Drücken des Stopp-Drucktasters 111g wird der Servomotor 20 schnell abgebremst und angehalten, und das Eichgerät 10 wird in diesem Betriebszustand verriegelt, bis die Hauptstromversorgung abgeschaltet und erneut eingeschaltet ist. Beim erneuten Anlegen der Betriebsspannung geht das Eichgerät TO in seinen Bereitschaftszustand. Während der Durchführung des Programms werden geeignete Signale erzeugt und über den I/D-Bus 140, die Pl/O-Schaltung 200 und die Logik- und Treiberschaltung 198a angelegt, um die geeigneten Anzeigelampen 111b - 111e anzusteuern.can be seen on Figure 9H. The stop push button 111g is only depressed when an emergency occurs that could damage the calibration device 10. When the stop push button is pressed 111g, the servomotor 20 is quickly braked and stopped, and the calibration device 10 is locked in this operating state until the main power supply is switched off and switched on again is. When the operating voltage is applied again, the calibration device TO goes into its standby state. During the Execution of the program, suitable signals are generated and transmitted via the I / D bus 140, the P / O circuit 200 and the logic and driver circuit 198a applied to drive the appropriate indicator lights 111b-111e.

Die in den Blockschaltbildern der Fig. 4A bis 4E gezeigten Signalaufbereitungsschaltungen sind mehr im einzelnen in den Schaltbildern der Fig. 4G-M gezeigt. Die in Fig. 4A allgemein gezeigte Signalaufbereitungsschaltung 130 ist insbesondere in den Fig. 4G, 4H und 41 im einzelnen dargestellt.Those shown in the block diagrams of Figures 4A through 4E Signal conditioning circuits are more detailed in the 4G-M schematics. The signal conditioning circuit 130 shown generally in FIG. 4A is particularly illustrated in FIG Figures 4G, 4H and 41 are shown in detail.

In Fig. 4G ist der Multiplexer 149 gezeigt, der eine Mehrzahl von Relais mit quecksilbergenäßten Relaiskontakten umfaßt, welche den Durchgangswiderstand vermindern; diese Relais sind an die mit den Verstärkermoduln verbundenen Kanäle angekoppelt, um dem jeweils zugehörigen Relais des Multiplexers eine Spannung zuzuführen, die der Temperatur entspricht, welche von einem der Wandler 57, 48 des Eichgeräts, der Temperaturwandler 44, 42 des Durchflußmessers oder einem der Raumtemperaturwandler RO - R3 gemessen wird. Der ausgewählte Kanal wird durch das erregte Relais des Multiplexers 149 über den zweiten in Fig. 4G gezeigten Multiplexer 154 sowie den Verstärker 152 an den in Fig. 4H gezeigten Analog/Digital-Umsetzer 158 angelegt. In Fig. 4H ist die Pl/O-Schaltung 160 über den I/D-Bus 140 an die CPU 120 angekoppelt. Zusätzlich wird aus der PI/0-Schaltung T60 ein Ausgangssignal abgeleitet, um an einen Heximalauf-1-Decoder 153 angelegt zu werden, der in Fig. 4G gezeigt ist,In Fig. 4G the multiplexer 149 is shown which comprises a plurality of relays with mercury-saturated relay contacts, which reduce the volume resistance; these relays are coupled to the channels connected to the amplifier modules, to supply a voltage to the respective associated relay of the multiplexer, which corresponds to the temperature, which of a the transducer 57, 48 of the calibration device, the temperature transducer 44, 42 of the flow meter or one of the room temperature converters RO - R3 is measured. The selected channel is energized by the relay of multiplexer 149 via the second in Figure 4G Multiplexer 154 shown as well as amplifier 152 are applied to analog / digital converter 158 shown in FIG. 4H. In 4H is the PI / O circuit 160 on the I / D bus 140 the CPU 120 coupled. In addition, the PI / 0 circuit becomes T60 derives an output signal to be sent to a heximal-to-1 decoder 153 shown in Fig. 4G,

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welcher wiederum eine Mehrzahl von Treibern 155 ansteuert, um das entsprechende Relais des Multiplexers 149 zu schließen. Das Ausgangssignal der Pl/O-Schaltung wird ferner über die Logikschaltung 156, die eine AND-Schaltung 156a, einen Inverter 156b und einen logischen Umsetzer 156c umfaßt, an den Multiplexer 154 angelegt. Wenn bei der in Fig. 4H gezeigten Anordnung das Ausgangssignal des ausgewählten Temperaturmeßmoduls an den A/D-Umsetzer 158 angelegt wird, so erhält dieser Umsetzer aus der Pl/O-Schaltung 160 über eine Expanderschaltung 153 ein Umsetzsignal. Ansprechend auf diesen Umsetzbefehl setzt der Umsetzer 158 das eingegebene analoge Temperatürsignal in ein entsprechendes Digitalsignal um, das über die PI/0-Schaltung 160 auf den I/D-Bus 140 gegeben wird, und gibt anschliessend ein die Beendigung des Umsetzvorganges anzeigendes Signal über Leitung 147 an die Pl/O-Schaltung 160 ab.which in turn controls a plurality of drivers 155 in order to close the corresponding relay of the multiplexer 149. The output of the PI / O circuit is further turned into an inverter through the logic circuit 156 which is an AND circuit 156a 156b and a logic translator 156c applied to multiplexer 154. When in the arrangement shown in Fig. 4H the output signal of the selected temperature measuring module is applied to the A / D converter 158, this converter receives a conversion signal from the PI / O circuit 160 via an expander circuit 153. In response to this repositioning command, it sets the converter 158 converts the inputted analog temperature signal into a corresponding digital signal that is transmitted via the PI / 0 circuit 160 is given to the I / D bus 140, and then gives a signal indicating the completion of the relocating process via line 147 to the P / O circuit 160.

Es wird nun auf Fig. 41 Bezug genommen. Dort ist ein Schaltbild eines Verstärkermoduls gezeigt, mit dem jeweils eine Temperaturmeßvorrichtung verbunden ist, um deren Signal zu verstärken und ein Ausgangssignal zu erzeugen, das über einen entsprechenden Kanal an den Multiplexer 149 angelegt wird. Die Temperaturmeßvorrichtungen können z.B. Widerstands-Temperaturmesser sein, wie sie von Senso-Metrics unter der Bezeichnung 601222 hergestellt werden. Der temperaturempfindliche Widerstand (RTD) ist in einen Zweig einer Widerstandsbrücke 201 geschaltet, welche neben diesem Widerstand die Widerstände R1, R2 und R3 enthält. Die an die Anschlüsse a und d der Brücke 2O1 angelegt Erregungsspannung sowie die an den Anschlüssen c und d derselben abgegriffene Ausgangsspannung sind an eine Aufbereitungsschaltung 203 angelegt, wie sie z.B. von Analog Devices unter der Bezeichnung 2B31 hergestellt wird. Im wesentlichen enthält die Aufbereitungsschaltung 203 einen Operationsverstärker 205, an den das Ausgangssignal der Brücke 201 angelegt wird, um verstärkt zu werden, bevor es an ein Bessel-Filter 201 angelegt wird, durch welches ausgewählte Frequenzen entfernt werdenReference is now made to FIG. 41. There's a schematic there an amplifier module shown, each with a temperature measuring device is connected to amplify their signal and to generate an output signal via a corresponding Channel is applied to the multiplexer 149. The temperature measuring devices can, for example, be resistance temperature meters, as manufactured by Senso-Metrics under the designation 601222. The temperature sensitive resistor (RTD) is connected in a branch of a resistor bridge 201, which contains the resistors R1, R2 and R3 in addition to this resistor. The excitation voltage applied to the connections a and d of the bridge 2O1 as well as that tapped at the connections c and d of the same Output voltages are sent to a conditioning circuit 203, as it is manufactured e.g. by Analog Devices under the designation 2B31. Essentially contains the Processing circuit 203 an operational amplifier 205, to which the output signal of the bridge 201 is applied before being applied to a Bessel filter 201 which removes selected frequencies

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können, bevor eine weitere Verstärkung in einem Operationsverstärker 209 erfolgt/ damit das verstärkte Signal an den entsprechenden Kanal des Multiplexers 149 angelegt werden kann. Eine äußerst gut stabilisierte Spannungsversorgung dient zur Ansteuerung der Schaltung 203, wobei es sich z.B. um eine Spannungsversorgung handeln kann, wie sie von Analog Devices unter der Bezeichnung AD584 hergestellt wird. Wie in Fig. gezeigt ist, wird die Verstärkung des Operationsverstärkers 205 durch den Widerstand bestimmt, der zwischen den Anschlüssen 10 und 11 der Schaltung 203 liegt, während die Nullabweichung der Ausgangsspannung durch Abstimmen eines Potentiometers erfolgt, das an den Anschluß 29 der Schaltung 203 angelegt ist. Spannung und Strom, welche der Brücke 201 zugeführt werden, werden ferner durch Einstellpotentiometer R7 bzw. R6 eingestellt. can before further amplification in an operational amplifier 209 takes place / so that the amplified signal can be applied to the corresponding channel of the multiplexer 149. An extremely well stabilized voltage supply is used to control circuit 203, which is e.g. Power supply can act as it is manufactured by Analog Devices under the designation AD584. As in Fig. As shown, the gain of operational amplifier 205 is determined by the resistance that exists between the terminals 10 and 11 of the circuit 203 is, while the zero deviation of the output voltage is done by tuning a potentiometer, which is applied to terminal 29 of circuit 203. Voltage and current supplied to bridge 201, are also set by setting potentiometers R7 or R6.

Die Signalaufbereitungsschaltung 164, die in Fig. 4B nur allgemein gezeigt ist, ist im einzelnen im Schaltbildder Fig. 4J dargestellt. Die Pl/O-Schaltung 168 ist an den I/D-Bus 140 und an die CPU 120 angekoppelt, um die Datenüberführung dazwischen zu gewährleisten. Weiter erhält die Pl/O-Schaltung 168 ein Eingangssignal aus dem A/D-Umsetzer 166 über eine entsprechende Gruppe von Invertern 167. Die Druckwandler 51, und PB sind über Verstärker 161a, b bzw. c an den Multiplexer 163 angeschlossen. Wie in Fig. 4J gezeigt ist, ist der Multiplexer 163 aus einer entsprechenden Anzahl von Relais gebildet, die erregt werden, um den ausgewählten Ausgang eines der Druckwandler an den A/D-Umsetzer 166 anzulegen. Die PI/0-Schaltung 168 bestimmt, welches der Relais des Multiplexers 163 erregt werden soll, indem Steuersignale über Busleitung 169 auf die Logikschaltung 165 gegeben werden, die aus einem binärcodierten Dezimal/Dezimal-Umsetzer und einem Decoder 165a gebildet ist, welcher im Ergebnis auswählt, welches Relais des Multiplexers 163 erregt werden soll, und ein auf hohen Pegel gehendes Signal an einem entsprechenden AusgangThe signal conditioning circuit 164, shown in Fig. 4B only in general is shown in detail in the circuit diagram of Fig. 4J. The P / O circuit 168 is on the I / D bus 140 and coupled to CPU 120 for data transfer therebetween to ensure. The PI / O circuit 168 also receives an input signal from the A / D converter 166 via a corresponding one Group of inverters 167. The pressure transducers 51, and PB are connected to the multiplexer via amplifiers 161a, b and c, respectively 163 connected. As shown in Figure 4J, the multiplexer is 163 formed from a corresponding number of relays, energized to apply the selected output of one of the pressure transducers to the A / D converter 166. The PI / 0 circuit 168 determines which of the relays of the multiplexer 163 is to be energized by sending control signals via bus line 169 are given to the logic circuit 165, which consists of a binary-coded decimal / decimal converter and a decoder 165a is formed, which selects in the result which Relay of the multiplexer 163 is to be energized, and on signal going high at a corresponding output

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über eine Gruppe 165b von Logikumsetzern an eine entsprechende Gruppe 165c von Leistungstreibern abgibt, wodurch das entsprechende Relais des Multiplexers 163 erregt wird, um das entsprechende Temperatur-Ausgangssignal an den A/D-Umsetzer 166 anzulegen. Danach legt die Pl/O-Schaltung 168 einen ümsetzbefehl über Leitung 159 an den A/D-Umsetzer 166 an, der dann das eingegebene Analogsignal in ein entsprechendes Digitalsignal um setzt und ein Zustandssignal zu der Pl/O-Schaltung 168 sendet.via a group 165b of logic converters to a corresponding one Group 165c of power drivers outputs, whereby the corresponding relay of the multiplexer 163 is energized to the corresponding Apply temperature output to A / D converter 166. Thereafter, the PI / O circuit 168 issues a translation command via line 159 to the A / D converter 166, which then converts the input analog signal into a corresponding digital signal and sends a status signal to the PI / O circuit 168.

Fig. 4K zeigt ein Schaltbild der Aufbereitungsschaltung 134, das in Fig. 4C allgemein als Funktionsblock gezeigt ist. Die Pl/O-Schaltung 184 ist über den I/D-Bus 140 an die CPU 120 angelegt und mit dem Zähler 182 verbunden, der aus zwei einzelnen Zählern 182a, 182b gebildet ist. Die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170b enthält ihrerseits eine Reihe NOR-Schaltungen 172, deren Ausgangssignal über eine NAND-Schaltung 180 und einen Inverter an einen Eingang des Zählers 182a gegeben wird. Der Ausgang des Linearcodierers 26 ist über entsprechende Logikumsetzer und Inverter an die genannten NOR-Schaltungen 172 der Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170b angelegt. Der Rotationscodierer 40 des Durchflußmessers ist mit der Sxgnalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a verbunden, die der Schaltung 170b gleicht, und erzeugt ein zusammengesetztes Signal für den Intervallzeitgeber 174 sowie ein aufbereitetes Signal entsprechend dem Signal A für den Intervallzeitgeber 176. Diese in Fig. 4K mit 174 und 176 bezeichneten I/D-Schaltungen enthalten programmierbare Zähler 174a bzw. 176a. Das Ausgangssignal des Intervallzeitgebers 174 ist über Logikschaltung 177, die eine NAND-Schaltung und zwei NOR-Schaltungen umfaßt, wie in Fig. 4K gezeigt, an den Eingang "Interrupt 2" der CPU 120 angelegt. Das Ausgangssignal des Intervallzeitgebers 176 ist an die Steuerschaltung des Servomotors 20 angelegt.Figure 4K shows a circuit diagram of the conditioning circuit 134, shown generally as a functional block in Figure 4C. the PI / O circuit 184 is connected to CPU 120 via I / D bus 140 applied and connected to the counter 182, which consists of two individual Counters 182a, 182b is formed. The signal conditioning and logic circuit 170b in turn contains a series of NOR circuits 172, whose output signal is via a NAND circuit 180 and an inverter is applied to one input of the counter 182a. The output of the linear encoder 26 is via corresponding Logic converter and inverter to said NOR circuits 172 of the signal conditioning and logic circuit 170b created. The rotary encoder 40 of the flow meter is connected to the signal processing and logic circuit 170a, which is similar to circuit 170b and generates a composite Signal for the interval timer 174 and a processed signal corresponding to the signal A for the Interval timer 176. These are designated 174 and 176 in FIG I / D circuits include programmable counters 174a and 176a, respectively. The output of the interval timer 174 is via logic circuit 177 which is a NAND circuit and comprises two NOR circuits, as shown in FIG. 4K, applied to the "Interrupt 2" input of the CPU 120. The output signal of the interval timer 176 is applied to the control circuit of the servo motor 20.

Wie in Fig. 4K gezeigt ist, umfaßt die Signalaufbereitungs-As shown in Fig. 4K, the signal conditioning includes

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und Logikschaltung 170a zwei Eingänge, von denen der erste das Ausgangssignal A und der zweite das Ausgangssignal Ä empfängt, welche von dem Rotationscodierer 40 des Durchflußmessers erzeugt werden. Wie in Fig. 11A und 11B ersichtlich ist, ist das Signal A gegenüber dem Signal A verzögert, um eine Anzeige des Drehsinnes des Codierers 40 zu ermöglichen, wie später erläutert wird. Der Codierer 40 des Durchflußmessers ist so konstruiert, daß er sich im Uhrzeigersinn dreht. Wenn an ihm Stöße oder mechanische Vibrationen auftreten, so kann zumindest vorübergehend das Signal Ä scheinbar vor dem Signal A auftreten. Fig. 11C zeigt das Ausgangssignal A, wie es erscheinen würde, wenn es gegenüber dem Signal A um 90 vorauseilen würde. Dieser Zustand ist unerwünscht und zeigt ein fehlerhaftes Signal an. Die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a ist so konstruiert, daß sie derartige Zustände ausschaltet, wie später erläutert wird. Die Signale A und A werden jeweils über Pegelverschieber und Inverterschaltungen an eine NOR-Schaltung 181a bzw. 181b angelegt. Der Ausgang der NOR-Schaltung 181a ist an einen Eingang der NOR-Schaltung 181b angelegt, während der Ausgang der NOR-Schaltung 181b über einen Inverter mit einem Eingang einer NOR-Schaltung 181c verbunden ist. Wie in Fig. 4K gezeigt ist, wird einer NOR-Schaltung 181d, deren Ausgang an den anderen Eingang der NOR-Schaltung 181c angelegt ist, ein invertiertes, d.h. um 180° phasenverschobenes Signal in bezug auf den Eingang der NOR-Schaltung 181a zugeführt. Das resultierende Ausgangssignal der Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 17Oa wird am Ausgang der NOR-Schaltung 181c abgenommen und hat die in Fig. 11D gezeigte Form, unter der Annahme, daß der Codierer 40 des Durchflußmessers sich im Uhrzeigersinn bzw. in der gewünschten Richtung dreht; dieses Signal wird an den Intervallzeitgeber 174 angelegt, um in der oben erläuterten Weise gezählt zu werden. Wenn aber selbst während einer relativ kurzen Zeitspanne das Signal A vor dem Signal A erscheint, so wird an der NOR-Schaltung 181c ein Gleichspannungsausgangs-and logic circuit 170a two inputs, the first of which the output signal A and the second the output signal Ä receives which from the rotary encoder 40 of the flow meter be generated. As can be seen in FIGS. 11A and 11B, the signal A is delayed from the signal A by to enable an indication of the direction of rotation of the encoder 40, as will be explained later. The encoder 40 of the flow meter is designed to rotate clockwise. If shocks or mechanical vibrations occur on it, so can at least temporarily the signal apparently appear before the signal A. Figure 11C shows the output signal A as it appears would if it were 90 ahead of signal A. This condition is undesirable and shows a faulty signal on. The signal conditioning and logic circuit 170a is designed to disable such conditions as will be explained later. The signals A and A are each via level shifters and inverter circuits is applied to a NOR circuit 181a and 181b, respectively. The output of the NOR circuit 181a is connected to an input of the NOR circuit 181b is applied while the output of NOR circuit 181b is connected to an input of a NOR circuit 181c via an inverter. As shown in Fig. 4K, one NOR circuit 181d, the output of which is connected to the other input of the NOR circuit 181c is applied, an inverted, i.e. 180 ° phase shifted signal with respect to the input of the NOR circuit 181a supplied. The resulting output of signal conditioning and logic circuit 170a becomes at the output of the NOR circuit 181c is decreased and has the form shown in Fig. 11D, assuming that the encoder 40 of the flow meter rotates clockwise or in the desired direction; this signal is sent to the interval timer 174 is applied to be counted in the manner explained above. But if even during a relatively If the signal A appears before the signal A for a short period of time, a DC voltage output is applied to the NOR circuit 181c.

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signal (bzw. logisch 0) erhalten, welches' anzeigt, daß Signalschwankungen oder andere Fehlersignale vorhanden sind. In gleicher Weise empfängt die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170b die Signale *A und A aus dem Linearcodierer 26, wobei diese Signale ebenfalls in den Fig. 11A und 11B gezeigt sind. In gleicher Weise werden die Signale A und A an eine gleiche Gruppe von NOR-Schaltungen 169a, b, c und d angelegt. Der Ausgang der NOR-Schaltung 169c ist an eine Einrastschaltung angelegt, die aus zwei wie in Fig. 4K gezeigt geschalteten NOR-Schaltungen gebildet ist. Wenn das Signal Ä aus dem Linearcodierer 26 gegenüber dem Signal A verzögert ist, so wird das in Fig. 11C gezeigte Ausgangssignal über Einrastschaltung 169e an den Intervallzeitgeber 176 angelegt, um von dessen Zähler 176a gezählt zu werden. Eine weitere Gruppe von NOR-Schaltungen ist in der Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170b vorgesehen, um ein Ausgangssignal abzugeben, das an den Eingang 22 des Intervallzeitgebers 176 angelegt ist, um das Erscheinen des Signals A vor dem Signal A anzuzeigen, welches aus dem Linearcodierer 26 gewonnen wird, was anzeigt, daß der Kolben 14 rückwärts bewegt wird, durch den Servomotor 20 also nach unten in seine Ruhestellung bewegt wird.signal (or logic 0) received, which 'indicates that signal fluctuations or other error signals are present. The signal conditioning and logic circuit receives in the same way 170b the signals * A and A from the linear encoder 26, these signals are also shown in Figures 11A and 11B. In the same way, the signals A and A are sent to a same group of NOR circuits 169a, b, c and d are applied. The output of NOR circuit 169c is to a latch circuit which is formed from two NOR circuits connected as shown in Fig. 4K. When the signal Ä from the linear encoder 26 is delayed from the signal A, the output signal shown in Fig. 11C is output through latch circuit 169e is applied to the interval timer 176 to be counted by its counter 176a. Another group of NOR circuits is provided in the signal conditioning and logic circuit 170b in order to provide an output signal that is sent to the input 22 of the interval timer 176 is applied to indicate the appearance of the signal A before the signal A, which is derived from the Linear encoder 26 is obtained, which indicates that the piston 14 is moved backwards, so by the servo motor 20 after is moved down to its rest position.

Fig. 4L zeigt ein Schaltbild er Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 136, die in Fig. 4D nur allgemein gezeigt ist. Die Daten werden zwischen der Paralleldatensteuerung (PDC) 192b und der CPU 120 über den I/D-Bus 140 sowie über direkte Anschlüsse an der CPU 120 überführt. Der Ausgang der PDC-Schaltung 192b ist an eine Logikschaltung 190b angekoppelt, und zwar über eine Mehrzahl von Leitungen, die auf der rechten Seite dieser Schaltung PDC 192b gezeigt sind. Die Logikschaltung 190b ist hauptsächlich aus an jeweils einen Ausgang angeschlossenen Logikumsetzern gebildet. Eine NAND-Schaltung ist in der Logikschaltung 150b enthalten, um dem Drucker 111a ein Rücksetzsignal zuzuführen. Wie in Fig. 4L gezeigt ist, wird ein Abrufsignal an den Drucker 111a angelegt, der wiederum ein Bestäti-Figure 4L shows a circuit diagram of the signal conditioning and logic circuit 136, shown only generally in Figure 4D. The data is between the parallel data controller (PDC) 192b and the CPU 120 via the I / D bus 140 and via direct connections to the CPU 120. The output of the PDC circuit 192b is coupled to a logic circuit 190b, namely over a plurality of lines shown on the right side of this circuit PDC 192b. The logic circuit 190b is mainly made up of logic converters connected to one output each. A NAND circuit is in the logic circuit 150b to the printer 111a a reset signal to feed. As shown in Fig. 4L, a polling signal is applied to printer 111a, which in turn provides an acknowledgment

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tigungssignal (ACKO) an die PDC-Schaltung 192b abgibt, wodurch Daten zum Ausdrucken mittels des Druckers 111a unter Steuerung einer Gruppe von entsprechend markierten Signalen überführt werden können. Zusätzlich kann der Drucker 111a ein Besetzt-Signal abgeben, um die Datenübertragung aus der PDC-Schaltung 192b zu dem Drucker 111a zu unterbinden. Ferner ist die SDC-Schaltung 192a über den I/D-Bus 140 und direkte Verbindungen mit der CPU 120 verbunden. Ihr auf der rechten Seite der SDC-Schaltung 192a abgenommenes Ausgangssignal wird über Logikschaltung 19Oa an die Sichtgerät-Station 112 abgegeben, um ihr Daten zuzuführen und Daten daraus entgegenzunehmen, und zwar unter Steuerung vorgewählter Signale, die von der links gezeigten, zugeordneten Steuerschaltungsanordnung geliefert werden. Diese Steuersignale führen dazu, daß die Arbeitsweise der Station 112 durch festgelegte Signale bestimmt wird. Die das Datenausgabe-Signal empfangende Logikschaltung 190a umfaßt einen Logikumsetzer und eine Inverterschaltung in Form eines Leitungstreibers, während die Dateneingabe-Leitung nach Signalinvertierung mit der SDC-Schaltung 192a verbunden ist. Die Taktschaltung 193 legt über eine Logikschaltung 195, die aus zwei Logikumsetzern gebildet ist, ein Signal an die Takteingänge der SDC-Schaltung 192a an.ACKO to the PDC circuit 192b, whereby Data to be printed out by the printer 111a at Control of a group of appropriately marked signals can be transferred. In addition, the printer 111a issue a busy signal to prevent data transmission from the PDC circuit 192b to the printer 111a. Further is the SDC circuit 192a via the I / D bus 140 and direct Connections connected to the CPU 120. Its output signal taken from the right side of the SDC circuit 192a becomes delivered to the display device station 112 via logic circuit 19Oa, to supply it with data and to receive data from it, under control of preselected signals that from the associated control circuitry shown on the left. These control signals lead to the fact that the operation of station 112 is determined by fixed signals. The logic circuit receiving the data output signal 190a comprises a logic converter and an inverter circuit in the form of a line driver, while the data input line is connected to the SDC circuit 192a after signal inversion. The clock circuit 193 sets over a logic circuit 195, which is formed from two logic converters, a signal to the clock inputs of the SDC circuit 192a.

Die in Fig. 4E allgemein gezeigte Signalaufbereitungsschaltung 138 ist im Schaltbild der Fig. 4M im einzelnen dargestellt. Die PI/0-Schaltung 200 ist an die CPU 120 über den I/D-Datenbus 140 sowie die oben und unten angegebenen Direktverbindungen gekoppelt. Die verschiedenen Ausgänge der PI/0-Schaltung sind über die Logikschaltung 198a so gekoppelt, daß sie die verschiedenen Lampen des Steuersystems und der Anzeigeeinheit 111 aktivieren. Die Logikschaltung 198a enthält einen Logikumsetzer für jeden Ausgang der PI/0-Schaltung 200 und eine Mehrzahl von Treibern zur Ansteuerung der entsprechenden Lampen. Zusätzlich werden Signale aus den Schaltermechanxsmen der Rücksetz- und Stopp-Leuchttaster 111f und 111g über Logik-The signal conditioning circuit 138 shown generally in FIG. 4E is shown in detail in the circuit diagram of FIG. 4M. The PI / 0 circuit 200 is connected to the CPU 120 via the I / D data bus 140 as well as the direct connections specified above and below. The various outputs of the PI / 0 circuit are coupled through logic circuit 198a to operate the various lights of the control system and display unit 111 activate. Logic circuit 198a includes a logic converter for each output of PI / 0 circuit 200 and one Multiple drivers to control the corresponding lamps. In addition, signals are generated from the switch mechanisms the reset and stop illuminated buttons 111f and 111g via logic

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schaltung 198a angekoppelt, und zwar insbesondere an eine Gruppe NAND-Schaltungen, die in Fig. 4M gezeigt sind und deren Ausgänge über Inverter an die Pl/0-Schaltung 200 angelegt sind. Eine zweite PI/0-Schaltung 196 ist über.den I/D-Datenbus 140 sowie Direktverbindungen an die CPU 120 angeschlossen. Eine Gruppe von ihren Ausgängen ist über eine Logikschaltung 194a der Steuerung verschiedener Funktionen zugeführt, insbesondere Richtung und Geschwindigkeit des Servomotors 20. Die Logikschaltung 194a empfängt sieben Eingangssignale, die über eine Gruppe NOR-Schaltungen und in Reihe geschaltete Inverter sowie Logikumsetzer an eine entsprechende Vielzahl von Treibern angelegt sind, deren Ausgangssignale dazu dienen, Richtung und Geschwindigkeit des Servomotors 20 zu bestimmen. Zwei Ausgänge PI/0-Schaltung 196 sind ferner über eine Logikschaltung 194b aus in Reihe geschaltetem Inverter und Logikumsetzer an einen Treiber angelegt, bevor sie die den Ventilen 34 und 36 zugeordneten pneumatischen Steuervorrichtungen ansteuern. Eine Gruppe von fünf Eingangssignalen wird aus der Logikschaltung 194c abgeleitet, welche Eingangssignale der Näherungsdetektoren 50, 52 und 54 verarbeitet. Die Logikschaltung 194c umfaßt eine Widerstands- und Diodenschaltung, die über Inverter an die entsprechenden Eingänge der PI/0-Schaltung 196 angekoppelt sind.Circuit 198a coupled, in particular to a A group of NAND circuits shown in Fig. 4M, the outputs of which are applied to the PI / 0 circuit 200 through inverters are. A second PI / 0 circuit 196 is across the I / D data bus 140 as well as direct connections to the CPU 120. A group of its outputs is fed to the control of various functions via a logic circuit 194a, specifically the direction and speed of the servo motor 20. The logic circuit 194a receives seven input signals which are passed through a group of NOR circuits and in series Switched inverters and logic converters are applied to a corresponding number of drivers, the output signals of which for this purpose serve to determine the direction and speed of the servomotor 20. Two outputs PI / 0 circuit 196 are also across a logic circuit 194b made up of a series-connected inverter and logic converter is applied to a driver before the control the pneumatic control devices assigned to the valves 34 and 36. A group of five input signals is derived from logic circuit 194c which processes inputs from proximity detectors 50, 52 and 54. The logic circuit 194c comprises a resistor and diode circuit which are connected to the corresponding inputs via inverters the PI / 0 circuit 196 are coupled.

Die Logikschaltung 194d ist an die in Fig. 4C gezeigte Logikschaltung 170a angekoppelt und umfaßt eine Reihe von NOR-Schaltungen, wobei das Eingangssignal ein 1-sec-Taktsignal zum Abrufen der verschiedenen Druck- und Temperatursignale umfaßt.The logic circuit 194d is connected to the logic circuit shown in Fig. 4C 170a and comprises a series of NOR circuits, the input signal being a 1 sec clock signal for calling up the various pressure and temperature signals.

Es wird nun auf Fig.'5 Bezug genommen, in der ein Übersichts-Flußdiagramm der verschiedenen Programmschritte gezeigt ist, die in dem programmierbaren Festwertspeicher PROM 124 gespeichert sind und von der Zentralprozessoreinheit CPU 120 unter Auswertung der in den Arbeitsspeicher RAM 126 eingegebenen Daten ausgeführt wird. Im Anfangsschritt 210 wirdReferring now to Figure 5, there is an overview flow chart of the various program steps stored in the programmable read-only memory PROM 124 and from the central processing unit CPU 120 while evaluating the input into the main memory RAM 126 Data is running. In the initial step 210

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Strom an das Rechnersystem angelegt. Die Stromversorgung des in Fig. 3 gezeigten Rechnersystems kann z.B. von Bauelementen der Firma Power Mate der Handelsbezeichnungen Power Mate EMA 18/24B sowie EMA 12/5D oder der Typen Analog Devices-925; Datel-MPS 5/12, MPS 5/3 sowie MPD 12/3 sowie Practical Automation-PS6-28 geliefert werden. Im Schritt 214 werden dann die Speicherplätze des Arbeitsspeichers 126 auf Null gelöscht, bevor ein Initiierungs—Unterprogramm 300 beginnt, durch welches die verschiedenen Teile des Rechnersystems initiiert werden, wie im einzelnen später unter Bezugnahme auf Fig. 6A und 6B erläutert wird. An verschiedenen Stellen des Programms erfolgt über den Eingangspunkt 212 eine Rückkehr zu dem Schritt 214, um das Programm von neuem zu beginnen. Wie in Fig. 4B gezeigt ist, ist ein Schalter 139 vorhanden, dessen Einstellung bestimmt, ob Teile des Eichsystems 10 geeicht werden sollen oder eine Durchflußmesserprüfung vorgenommen werden soll. Wenn der Schalter 139 in seiner Stellung "Eichen" ist, so wird vom Entschexdungsschritt 216 zum Schritt 400 übergegangen, in welchem ein Unterprogramm ausgeführt wird, um die verschiedenen Analogeingänge aus den Temperatur- und Meßvorrichtungen der Fig. 1 und 2A sowie die entsprechenden A/D-Umsetzer zu eichen, an welche diese Signale angelegt werden, wie im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert werden wird. Beim Übergang des Systems zum Schritt 500 kann der Benutzer Daten aus den verschiedenen Meßvorrichtungen, z.B. Temperaturmeßvorrichtungen 42, 44, 48, 57 sowie Druckmeßvorrichtungen 51 und 46 und die Ausgangssignale des Linearcodierers 26 abrufen. Zusätzlich kann auch der Benutzer verschiedene Selbsttests des Meßgerätes durchführen. Dieses Unterprogramm wird im einzelnen anhand der Fig. 8A bis 8P erläutert. Nach Zugriff zu den geeigneten Daten geht das Programm zum Schritt bzw. Unterprogramm 900, in welchem ein Test oder eine Reihe von Tests an einem Durchflußmesser 38 mittels des Eichsystems 10 vorgenommen wird und die Testergebnisse auf dem Sichtgerät angezeigt bzw. vom Drucker aufgezeichnet werden. Das Unterprogramm 900 wird im einzelnen anhand der Fig. 9A-Q erläutert.Power applied to the computer system. The power supply of the computer system shown in Fig. 3 can, for example, come from components the company Power Mate with the trade names Power Mate EMA 18 / 24B and EMA 12 / 5D or the types Analog Devices-925; Datel-MPS 5/12, MPS 5/3 and MPD 12/3 and Practical Automation-PS6-28 to be delivered. In step 214 the memory locations of the main memory 126 are then cleared to zero, before an initiation subroutine 300 begins, by which the various parts of the computer system are initiated, as detailed later with reference to FIGS. 6A and 6 6B will be explained. At various points in the program, a return to the step takes place via entry point 212 214 to start the program again. As shown in Fig. 4B there is a switch 139, the setting of which determines whether parts of the calibration system 10 are to be calibrated or a flow meter check is to be performed. If the switch 139 is in its "calibration" position, so there is a transition from de-sexing step 216 to step 400, in which a subroutine is executed to access the various analog inputs from the temperature and measuring devices 1 and 2A as well as the corresponding A / D converter to which these signals are applied, as in detail will be explained with reference to FIG. In moving the system to step 500, the user can Data from the various measuring devices, e.g., temperature measuring devices 42, 44, 48, 57 and pressure measuring devices 51 and 46 and call up the output signals of the linear encoder 26. In addition, the user can also perform various self-tests of the measuring device. This subroutine will be explained in detail with reference to Figs. 8A to 8P. After access for the appropriate data, the program goes to step or subroutine 900, in which a test or a series of Tests are carried out on a flow meter 38 by means of the calibration system 10 and the test results on the display device displayed or recorded by the printer. The subroutine 900 is explained in detail with reference to FIGS. 9A-Q.

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Es wird nun auf die Fig. 6A.und 6B Bezug genommen, in denen das Initiierungs-Unterprogramm 300 gezeigt ist. Im Schritt 302 wird über den I/D-Bus 140 ein Befehl geschickt, der bewirkt, daß die Logikschaltung 198a in Fig. 4E die Bereitschaftslampe 111e einschaltet. Im Schritt 304 wird ein Maßfaktor, der einem Testvolumen von 28 Litern (1 Kubikfuß) entspricht, aus dem Arbeitsspeicher 126 zu dem programmierbaren Zähler 174a in dem Intervallzeitgeber 174 aus Fig. 4C übertragen, um das Ausgangssignal des Durchflußmesser-Codierzählers 179a in die richtige Relation zu bringen, wodurch beim Zählen der richtigen Anzahl von Pulsen, z.B.-40 000, die Logikschaltung 177 einen Impuls abgibt, welcher anzeigt, daß das oben angegebene Fluidvolumen den Durchflußmesser 38 durchströmt hat. Im Schritt 306 werden dann die Interrupt- bzw. ünterbrechungsprogramme der CPU 120 freigegeben, damit zu irgendeinem späteren-Zeitpunkt des Programms diese Programmunterbrechungen ausgeführt werden können, wenn der Benutzer z.B. den Rücksetz-Drucktaster 111f oder den Stopp-Drucktaster 111g drückt. An dieser - Stelle des Initiierungs-Unterprogramms 300 sind die den Drucktastern 111f und 111g zugeordneten Programmunterbrechungen noch nicht freigegeben; nach Ausführung des Schrittes 306 sind sie jedoch zur Ausführung verfügbar. Im Schritt 308 wird dann die in Fig. 4C gezeigte, dem Rotationscodierer 40 des Durchflußmessers zugeordnete Schaltungsanordnung initiiert. Insbesondere wird die Logikschaltung 170a initiiert, die Intervallzeitgeber 174 und 176 werden gelöscht, die PI/0-Schaltung 184 wird auf die ausgewählte Betriebsweise eingestellt, die Logikschaltungen 177 und 178 werden rückgesetzt, und die programmierbaren Zähler 174a und 176a werden mit den einzugebenden und herunterzuzählenden Faktoren programmiert. Im Schritt 310 wird über die PI/0-Schaltung 196 ein Steuerbefehl an die Logikschaltung 194b abgegeben, um das Öffnen des zweiten bzw. Auslaßventils 36 zu verursachen. Insbesondere erfolgt Zugriff zu dem dem Ventil 36 zugeordneten Näherungsdetektor, und wenn das Ventil 36 nicht offen ist, wartet das Programm ab, bis es geöffnet wird. Im Schritt 310Referring now to Figures 6A and 6B, the initiation subroutine 300 is shown. in the At step 302 a command is sent over I / D bus 140 which causes logic circuit 198a in Figure 4E to turn on the ready light 111e turns on. At step 304, a scale factor corresponding to a test volume of 28 liters (1 cubic foot) corresponds, from the main memory 126 to the programmable Counter 174a in interval timer 174 of Fig. 4C is transferred to the output of the flowmeter encoder counter 179a in the correct relation, whereby when counting the correct number of pulses, e.g. -40,000, the logic circuit 177 emits a pulse which indicates that the fluid volume specified above is flowing through the flow meter 38 Has. In step 306, the interrupt programs of the CPU 120 are then enabled, so to any later-time of the program these program interruptions can be executed if the user e.g. the reset push button 111f or presses the stop pushbutton 111g. At At this point in the initiation subroutine 300 are the program interruptions associated with pushbuttons 111f and 111g not yet released; however, after step 306 is performed, they are available for execution. Then, at step 308, that shown in FIG. 4C becomes the rotary encoder 40 of the flow meter associated circuitry initiated. In particular, the logic circuit 170a initiated, interval timers 174 and 176 are cleared, PI / 0 circuit 184 is set to the selected mode of operation set, the logic circuits 177 and 178 are reset, and programmable counters 174a and 176a programmed with the factors to be entered and counted down. In step 310, the PI / 0 circuit 196 a control command is issued to the logic circuit 194b to cause the second or exhaust valve 36 to open. In particular, there is access to the proximity detector associated with valve 36, and if valve 36 is not open, the program waits until it is opened. In step 310

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wird die dem Servomotor 20 zugeordnete Steuerschaltung initiiert, wobei die Geschwindigkeit des Servomotors 20 auf Null eingestellt wird und ein Signal an ihn angelegt wird, um ihn festzuhalten, während eine Logikschaltung zum'Ertasten des Drehmoments dieses Servomotors 20 zurückgesetzt wird. Diese Logikschaltung ermittelt den Stromfluß durch den Servomotor 20. Im Schritt 312 wird die Logikschaltung 19 2b auf ihren statischen Ein/Ausgabe-Betrieb initiiert, und zwar mit "Quittungsbetrieb"-Ausgabemöglichkeit, und die Logikschaltung 190b wird gelöscht und bereitet den zugeordneten Drucker 111a zum Druckbeginn vor. Im Schritt 314 wird die Schaltung SDC 192a so programmiert, daß zwischen der Station 112 und der CPU 120 Daten übertragen werden können, und die Logikschaltung 190a in Fig. 4D weist in ähnlicher Weise die Station 112 an, ihren Inhalt zu löschen und Vorbereitungen zur Entgegennahme von Daten zu treffen und die Katodenstrahlröhrenanzeige zu löschen. Im Schritt 316 werden dann jegliche in dem A/D-Umsetzer 166 in Fig. 4B gespeicherten Daten gelöscht, und der Multiplexer 163 wird auf seinen ersten Kanal eingestellt, wodurch das Ausgangssignal des Wandlers 51 über den Multiplexer 163 an den A/D-Umsetzer 166 angelegt wird. Im Schritt 318 wird die Aufbereitungs- und Schnittstellenschaltung 130 gelöscht, und insbesondere werden die in der A/D-Schaltung 158 gespeicherten Daten gelöscht und werden die Multiplexer 149 und 154 auf ihren jeweils ersten Kanal eingestellt, wodurch die Ausgangsspannung des Temperaturwandlermoduls des Eichgerätes über die Multiplexer 149 und 154 sowie den Operationsverstärker 152 an die A/D-Umsetzerschaltung angelegt wird. Im Schritt 320 werden Befehlssignale über den I/D-Bus 140 geschickt und yolangon zu dor Pl/O-Schaltuncj 196, die in Fig. 4E gezeigt ist, um die Logikschaltung 194b zu veranlassen, die Spule 66 anzusteuern, damit das erste bzw. dem Durchflußmesser zugeordnete ventil 34 geöffnet und dann iji-HichlG«smi wird, und um din SpuU» (.4 «iir/UHtou^rn, druiiH diese das zweite bzw. Auslaßventil 36 schließt. Wenn einesthe control circuit assigned to the servo motor 20 is initiated, the speed of the servo motor 20 increasing to Is set to zero and a signal is applied to it to hold it in place while a logic circuit is used to 'feel it' of the torque of this servo motor 20 is reset. This logic circuit determines the current flow through the servomotor 20. In step 312 the logic circuit 19 2b is on their static input / output operation initiated, with "acknowledgment operation" output option, and the logic circuit 190b is deleted and prepares the assigned printer 111a to start printing. In step 314 the Circuit SDC 192a programmed so that between the station 112 and CPU 120 can transfer data, and logic circuit 190a in FIG. 4D similarly comprises the Station 112 to clear their contents and preparations to receive data and clear the cathode ray tube display. Then in step 316 any data stored in the A / D converter 166 in Fig. 4B is erased, and the multiplexer 163 becomes on its first channel adjusted, whereby the output signal of the converter 51 over the multiplexer 163 is applied to the A / D converter 166. In step 318 the rendering and interface circuit 130 is erased, and more specifically, the data stored in the A / D circuit 158 is erased and becomes the Multiplexers 149 and 154 are set to their respective first channel, thereby reducing the output voltage of the temperature converter module of the calibration device via the multiplexers 149 and 154 and the operational amplifier 152 to the A / D converter circuit is created. In step 320, command signals are sent over the I / D bus 140 and are long-lasting to the PI / O circuit 196, which is shown in Fig. 4E to cause the logic circuit 194b to drive the coil 66 so that the first or valve 34 assigned to the flow meter is opened and then iji-HichlG «smi is, and to din SpuU» (.4 «iir / UHtou ^ rn, druiiH this closes the second or outlet valve 36. If one

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- sr - - sr -

der Ventile 34 oder 36 geöffnet oder geschlossen werden soll, wird der zugeordnete Näherungsschalter abgefragt; wenn er in dem gewünschten Zustand ist, erfolgt kein weiterer Vorgang. Wenn er jedoch nicht in der gewünschten Stellung ist, so liefert die Logikschaltung 194b ein Ausgangssignal, um die zugeordnete Spule der Pneumatiksteuerung anzusteuern, damit das Ventil je nach Wunsch geöffnet oder geschlossen wird. Im Schritt 322 geht das Programm zu einem Unterprogramm über, das anhand von Fig. 6B erläutert wird, wodurch der Kolben 14 in seine Ausgangsposition, d.h. seine unterste Stellung, zurückgeführt wird, welche dem in den Fig. 1, 2A und 2B gezeigten Zustand des Näherungsdetektor 50 entspricht.the valve 34 or 36 is to be opened or closed, the assigned proximity switch is queried; if he is in the desired state, no further action takes place. However, if it is not in the desired position, it delivers the logic circuit 194b an output signal in order to control the associated coil of the pneumatic control, thus the valve can be opened or closed as desired. In step 322 the program goes to a subroutine based on 6B, whereby the piston 14 is returned to its original position, i.e. its lowermost position which corresponds to the state of the proximity detector 50 shown in FIGS. 1, 2A and 2B.

In Fig. 6B ist das Unterprogramm 322 zur Rückführung des KoIr bens 14 in seine unterste Stellung gezeigt. Im Schritt 324 wird ein Steuersignal über den I/D-Bus 140 und die PI/0-Schaltung 196 zu der Logikschaltung 194b gesandt, damit diese die Schließung des ersten bzw. Durchflußmesser-Ventils 32 bewirkt. Dann wird im Schritt 326 die Stellung des Kolbens 14 bestimmt, der sich irgendwo zwischen seiner untersten und seiner obersten Stellung in Fig. 1 befinden kann. Insbesondere bewirkt der Schritt 326, daß die Pl/O-Schaltung 196 die Logikschaltung 194c abfragt, um festzustellen, ob das Ausgangssignal des in Fig. 1 und 2 gezeigten Näherungsdetektors 50 hohen Pegel bzw. den Wert 1 hat; wenn dies zutrifft, geht das Unterprogramm zum Endschritt 346 über, in dem ein Befehl an die Pl/O-Schaltung 196 in Fig. 4E gesandt wird, um die Logikschaltungen 194a und 198b so einzustellen, daß die Motorsteuerung des Servomotors 20 auf die Geschwindigkeit Null eingestellt wird, und ferner der Intervallzeitgeber 176 in Fig. 4C so eingestellt wird, daß sich das Ausgangssignal des Codierers im Anfangszustand befindet, d.h. 50, daß der Zähler 176a auf Null gesetzt ist, so daß er für den Beginn der Erzeugung eines 1-sec-Abrufimpulses vorbereitet ist. Wenn sich der Kolben 14 nicht in seiner Ausgangsstellung befindet, gehtIn Fig. 6B is the subroutine 322 for returning the KoIr bens 14 shown in its lowest position. In step 324, a control signal is sent through the I / D bus 140 and the PI / 0 circuit 196 is sent to the logic circuit 194b in order for it to have the Closing of the first or flow meter valve 32 causes. Then, in step 326, the position of the piston 14 determined, which can be anywhere between its lowest and uppermost position in FIG. In particular causes the step 326 that the PI / O circuit 196 the logic circuit 194c interrogates to determine whether the output of the proximity detector 50 shown in FIGS has a high level or the value 1; if so, the subroutine proceeds to final step 346 where an instruction is on the PI / O circuit 196 in Figure 4E is sent to the logic circuits 194a and 198b so that the motor control of the servo motor 20 to the speed zero is set, and the interval timer 176 in Fig. 4C is set so that the output of the Encoder is in the initial state, i.e. 50 that the counter 176a is set to zero so that it is ready to begin generating a 1 sec polling pulse. If the piston 14 is not in its initial position, goes

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das Unterprogramm zum Schritt 328, in welchem festgestellt wird, ob sich der Kolben 14 in einer Zwischenstellung befindet, d.h. ob der Anschlag 92 sich zwischen den Näherungsdetektoren 50 und 52 in den Fig. 1 und 2A und 2B befindet; wenn -der Kolben/line solche Zwischenstellung einnimmt, geht das Unterprogramm zum Schritt 330, wodurch Steuersignale über die Pl/O-Schaltung 196 ausgesandt werden, welche die Logikschaltung 194a so einstellen, daß der Servomotor 20 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht wird; im Schritt 332 wird ferner die Geschwindigkeit so geregelt, daß eine gewählte Geschwindigkeit erreicht wird, z.B. die neunte Geschwindigkeit aus sechzehn möglichen Geschwindigkeiten. Wenn jedoch im Schritt 328 festgestellt wird, daß der Kolben^ 14 sich in seiner obersten Stellung befindet, d.h. sich sein Anschlag 92 über dem Näherungsdetektor 52 befindet, so wird im Schritt 334 die Logikschaltung 194a in Fig. 4E so eingestellt, daß der Servomotor 20 mit der niedrigsten Geschwindigkeit, d.h. der Geschwindigkeit 1 der sechzehn möglichen Geschwindigkeiten, entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht wird, bevor zu dem Schritt 336 übergegangen wird. In diesem Schritt bewirkt die Logikschaltung 194a eine Beschleunigung des Servomotors 20 auf dessen nächsthöhere Geschwindigkeit bis maximal zur zwölften Geschwindigkeit. An diesem Punkt erfolgt im Schritt 33,8 ein Zugriff zu der Logikschaltung 194c, um festzustellen, ob der Kolben 14 sich an dem Näherungsdetektor 52 befindet; wenn dies nicht zutrifft, so wird im Schritt 336 der Kolben auf seine nächsthöhere Geschwindigkeit beschleunigt, bis im Schritt 338 festgestellt wird, daß sich der Kolben 14 an dein Näherungsdetektor 52 befindet. An dieser Stelle hält dann die Logikschaltung 194a die vorliegende Geschwindigkeit des Servomotors 20 aufrecht, bis im Schritt 34 2 der Näherungsdetcktor 50 die Ausgangsstellung des Kolbens 14 feststellt. Dann wird im r.i-hjitt· 344 die J.oijikiJchiiH uimj 194 a fio oiriyi^itoll t , daß der Kolben 14 bis auf Null beschleunigt wird, bevor Schritt 346 beginnt, in welchem die Motorsteuerung auf die Geschwindigkeit Null eingestellt wird.the subroutine to step 328, in which it is determined whether the piston 14 is in an intermediate position, ie whether the stop 92 is located between the proximity detectors 50 and 52 in FIGS. 1 and 2A and 2B; if the piston / line is in such an intermediate position, the subroutine goes to step 330, whereby control signals are sent through the PI / O circuit 196 which set the logic circuit 194a so that the servo motor 20 is rotated counterclockwise; in step 332 the speed is also regulated so that a selected speed is reached, for example the ninth speed out of sixteen possible speeds. If, however, it is determined in step 328 that the piston ^ 14 is in its uppermost position, ie its stop 92 is above the proximity detector 52, then in step 334 the logic circuit 194a in FIG is rotated counterclockwise at the lowest speed, ie, speed 1 of the sixteen possible speeds, before proceeding to step 336. In this step, the logic circuit 194a accelerates the servomotor 20 to its next higher speed up to a maximum of the twelfth speed. At this point, in step 33.8, the logic circuit 194c is accessed to determine whether the piston 14 is on the proximity detector 52; If this is not the case, then in step 336 the piston is accelerated to its next higher speed until it is determined in step 338 that the piston 14 is located at your proximity detector 52. At this point, the logic circuit 194a then maintains the present speed of the servomotor 20 until, in step 34 2, the proximity detector 50 detects the starting position of the piston 14. Then in ri-hjitt · 344 the J.oijikiJchiiH uimj 194 a fio oiriyi ^ itoll t that the piston 14 is accelerated to zero before step 346 begins, in which the engine control is set to the speed zero.

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Wenn der Schalter "Eichen/Betrieb" auf die Stellung "Eichen" gebracht wird, geht das Programm zum Unterprogramm 400, das in Fig. 7 im einzelnen gezeigt ist. Anfangs wird im Schritt 402 ein Steuerbefehl zur Logikschaltung 190a in Fig. 4D gesandt, um die Station 112 zu löschen. Im Schritt 404 wird eine geeignete Nachricht auf dem Bildschirm angezeigt, welche angibt, daß das Durchflußmesser-Eichsystem 10 in einen Eichbetriebszustand eingetreten ist, wobei - wie in Fig. 7 gezeigt - die verschiedenen Parameter angezeigt werden, die so geeicht werden können. Dann wird im Schritt 406 der auf dem Bildschirm angezeigte Läufer an den linken Rand zurückgeführt, um die Eingabe der geeigneten Werte durch den Benutzer abzuwarten. Nach deren Eingabe über die Tastatur der Station 112 wird im Schritt 408 die Tastatur abgefragt, um festzustellen, welche Tasten gedrückt wurden. Wenn z.B. festgestellt wurde, daß eine der Tasten T und 0, T und 1, T und 2, T und 3, T und 4, T und 5, T und 6 oder T und 7 gedrückt wurde, so geht das Unterprogramm zum Schritt 410, in dem ein entsprechender Kanal durch den Multiplexer 149 ausgesucht wird. Dann wird im Schritt ein Auswahlbefehl über die Pl/O-Schaltung 160 zu dem Multiplexer 149 geschickt, wodurch der ausgewählte Kanal über die Multiplexer 149 und 154 sowie den Verstärker 152 an den A/D-Umsetzer 158 angelegt wird. Danach wird im Schritt 414 ein Umsetzbefehl an die A/D-Umsetzschaltung 158 abgegeben, wobei im Schritt 416 die gemessene Temperatur angezeigt wird. An dieser Stelle kann der Benutzer den ausgewählten Temperaturwandlermodul eichen, damit dieser den richtigen Ablesewert anzeigt, indem Nullpunkt und Anzeigebereich des Operationsverstärker des Moduls eingestellt werden, wobei dieser Vorgang wiederholt wird, bis auf dem Bildschirm der richtige Ablesewert angezeigt wird. Eine detaillierte Erläuterung kann entfallen, denn es ist ersichtlich, daß in gleicher Weise Tasten P und 1, P und 2, P und B gedrückt werden können, wodurch die Verstärkung der Operationsverstärker 161a, 161b und 161c in Fig. 4B in gleicher Weise eingestellt werden kann, , um genaue Ablesewerte zu erzielen. In gleicher WeiseWhen the "calibration / operation" switch is set to the "calibration" position, the program goes to subroutine 400 which is shown in Fig. 7 in detail. Initially, in step 402, a control command is sent to logic circuit 190a in FIG. 4D, to clear station 112. In step 404 an appropriate message is displayed on the screen, which indicates that the flow meter calibration system 10 is in a calibration mode has occurred, wherein - as shown in Fig. 7 - the various parameters are displayed, the so can be calibrated. Then in step 406 the runner displayed on the screen is returned to the left margin, to wait for the appropriate values to be entered by the user. After entering them via the keyboard of station 112 the keyboard is queried at step 408 to determine which keys were pressed. If, for example, it was determined that one of the keys T and 0, T and 1, T and 2, T and 3, T and 4, T and 5, T and 6 or T and 7 has been pressed, the subroutine goes to step 410, in which a corresponding channel is selected by the multiplexer 149. Then in step a select command through the PI / O circuit 160 to the multiplexer 149 sent, whereby the selected channel via the multiplexers 149 and 154 and the amplifier 152 to the A / D converter 158 is applied. Thereafter, in step 414, a conversion command is issued to the A / D conversion circuit 158, wherein in step 416 the measured temperature is displayed. At this point the user can select the selected temperature converter module Calibrate so that it shows the correct reading by means of the zero point and display range of the operational amplifier of the module, this process being repeated until the correct one appears on the screen Reading is displayed. A detailed explanation can be omitted, because it can be seen that in the same way Keys P and 1, P and 2, P and B can be pressed, increasing the gain of the operational amplifiers 161a, 161b and 161c in Fig. 4B can be set in the same manner to get accurate readings. In the same way

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können die Tasten T und O, T und 1, T und 2, T und 3, T und 4, T und 5, T und 6, T und 7 gedrückt werden, und ihre zugehörigen Verstärker und Schaltungen können eingestellt werden, um die richtigen Ablesewerte zu ergeben. Beim Drücken der Tasten V und P, was im Schritt 408 ermittelt wird, geht das Programm über Schritt 450 zum Schritt 452, wodurch ein Steuersignal über die Pl/O-Schaltung 168 in Fig. 4B geschickt wird, welches bewirkt, daß der Multiplexer 163 das Eichspannungssignal V an den A/D-Umsetzer 166 anlegt, welcher dieses Eingangssignal im Schritt 454 in Digitalwerte umsetzt. Das Exchspannungssxgnal ist so bemessen, daß Nullpunkt und maximaler Eingangsbereich des A/D-Umsetzers 166 eingestellt werden, wobei diese Werte im Schritt 456 in geeigneter Weise an der Station 112 angezeigt werden. Wenn die Tasten V und T der Tastatur gedrückt werden, so geht in gleicher Weise das Unterprogramm über Schritt 442 zum Schritt 444, worin das Ivichspannungssignal VT an den A/D-Uinsetzor 158 in Fig. 4A anijoleqt wird, so da/i de.'sspn Nullpunkt und riinganqslioreieh in gleicher Weise eingestellt werden können. Wenn irgendeine andere Taste der Tastatur gedrückt wird,zweigt Schritt 408 über Schritt 456 zum Schritt 458 ab, in welchem die eingegebene Größe zerworfen wird, um zum Anfangspunkt des Schrittes 408 zurückzukehren.The buttons T and O, T and 1, T and 2, T and 3, T and 4, T and 5, T and 6, T and 7 can be pressed, and their associated amplifiers and circuits can be set to the correct ones To give readings. Upon depressing the V and P keys, determined in step 408, the program proceeds via step 450 to step 452, whereby a control signal is sent through the PI / O circuit 168 in FIG applies the calibration voltage signal V to the A / D converter 166, which converts this input signal into digital values in step 454. The exchange voltage signal is dimensioned in such a way that the zero point and maximum input range of the A / D converter 166 are set, these values being displayed in a suitable manner at the station 112 in step 456. Likewise, if the keys V and T on the keyboard are pressed, the subroutine proceeds via step 442 to step 444 wherein the voltage signal VT is applied to the A / D adapter 158 in FIG. 4A so that it is. 'sspn zero point and riinganqslioreieh can be set in the same way. If any other key on the keyboard is pressed, step 408 branches via step 456 to step 458 in which the entered quantity is discarded in order to return to the starting point of step 408.

Das in Fig. 5 grob als Schritt bzw. Unterprogramm 500 ge- " zeigte Dateneingabe- und Sortier-Unterprogramm wird nun anhand der Fig. 8B bis 8P im einzelnen erläutert, wobei eine Übersicht des Programms 500 in Fig. 8A gegeben ist. Anfangs, wird über den I/D-Bus 140 ein Befehl an die Logik- und Treiberschaltung 198a in Fig. 4E abgegeben, um die Bereitschaftslampe 111e einzuschalten. Dann erfolgt im Schritt 504, der in Fig. 8C im einzelnen dargestellt ist, die Bestimmung, ob ein Selbsttest gewünscht wird; wenn dies so ist, wird das Unterprogramm ausgeführt. Dann wird im Schritt 506 geprüft, ob die Raumtempe-raturen angezeigt werden sollen. Zutreffendenfalls erfolgt dieThe data input and sorting subroutine shown roughly as step or subroutine 500 in FIG. 5 will now be used on the basis of this 8B to 8P explained in detail, wherein an overview of the program 500 is given in FIG. 8A. At first, a command is sent to the logic and driver circuit via the I / D bus 140 198a in Fig. 4E to turn on the ready lamp 111e. Then, at step 504, shown in FIG. 8C shown in detail is the determination of whether a self-test is desired; if so, the subroutine will executed. It is then checked in step 506 whether the room temperatures should be displayed. If applicable, the

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— -Si" —- -Si "-

6H6H

Anzeige am Bildschirm der Station 112, wie im einzelnen anhand von Fig. 8H gezeigt wird. Im Schritt 508 wird die Tastatur geprüft, ob gewünscht wird, Daten abzurufen, die zu vorausgegangenen Durchlaufmesser-Genauigkeitsprüfungen gehören; wenn solche Daten angefordert werden, werden sie auf dem Bildschirm angezeigt. Das Unterprogramm 508 wird im einzelnen anhand der Fig. 8J erläutert. Im Schritt 510 werden die geeigneten Kennsignale (flag) automatisch gesetzt, damit zu einem späteren Zeitpunkt bei der Durchlaufmesserprüfung die zu überwachenden Druck- und Temperaturparameter angezeigt werden. Das Unterprogramm zum Ausführen dieser Anzeige wird im einzelnen anhand der Fig. 8K erläutert. Das Unterprogramm entsprechend Schritt 512 zum Einstellen des Testvolumens, um die Art und Weise, wie dieses in den programmierbaren Zähler 174a des Intervallzeitgebers 174 eingegeben wird, werden im einzelnen anhand von Fig. 8L erläutert. Danach muß der Benutzer über die Tastatur der Station die gewählte Durchflußrate eingeben, wie anhand der Fig. 8M weiter erläutert wird. Im Schritt 516 stellt der Benutzer die Anzahl der Wiederholungen eines bestimmten Tests ein. Z.B. kann der Durchflußmesser bei einer gegebenen Durchflußrate bzw. einem gegebenen Volumen dreimal überprüft werden. Die Eingabe der Wiederholbefehle wird anhand der Fig. 8N im einzelnen erläutert. Danach werden im Schritt 518 Löschbefehle über die Logikschaltung 190a ausgesandt, wodurch jegliche Daten, die in den Puffern der Station 112 gespeichert sind, gelöscht werden. Im Schritt 520 erfolgt dann die Entscheidung, ob das Volumen des Durchflußmessers 38 über das Ausgangssignal des Näherungsdetektors 27 oder über das Signal des Rotationscodierers 40 ermittelt werden soll. Wenn der Schalter auf logisch "0" gesetzt ist,-wird im Schritt 522 ein Kennsignal (flag) gesetzt, um eine Prüfung mittels des Codierers durchzuführen, während bei Stellung des Schalters auf logisch "1" im Schritt 524 ein Kennsignal· gesetzt wird, welches eine Durchführung der überprüfung mittels des Näherungsdetektors bewirkt.Display on the screen of the station 112, as in detail based on of Fig. 8H. In step 508 the keyboard is checked to see if it is desired to retrieve data relating to the preceding Flowmeter accuracy tests include; when such data is requested, it is displayed on the screen displayed. The subroutine 508 is explained in detail with reference to FIG. 8J. In step 510 the appropriate identification signals (flag) set automatically so that the to be monitored at a later point in time during the flow meter test Pressure and temperature parameters are displayed. The subroutine for executing this display is detailed with reference to of Fig. 8K. The subroutine corresponding to step 512 for setting the test volume in order to like this in the programmable counter 174a of the interval timer 174 is entered, are based on of Fig. 8L. The user must then enter the selected flow rate using the station keypad, as shown by 8M is further explained. In step 516, the user sets the number of repetitions of a particular Tests a. For example, the flow meter at a given Flow rate or a given volume can be checked three times. The input of the repeat commands is based on FIG. 8N explained in detail. Thereafter, in step 518, delete commands are sent out via the logic circuit 190a, whereby any Data stored in station 112 buffers are to be deleted. In step 520 the decision is then made whether the volume of the flow meter 38 exceeds the Output signal of the proximity detector 27 or via the signal of the rotary encoder 40 is to be determined. If the Switch is set to logic "0", in step 522 an identification signal (flag) is set in order to carry out a test by means of the encoder while the switch is in position an identification signal is set to logic "1" in step 524, which indicates that the check is carried out by means of the proximity detector causes.

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(S(P

Bei Fortgang des in Fig. 8B gezeigten Programms 500 erhält das System die Temperatur- und Druckwerte des Durchflußmessers und zeigt sie auf dem Bildschirm an, ebenso wie Temperatur und Druck des Eichgeräts, welche während des PrüfVorganges in der im folgenden beschriebenen Weise erhalten werden. Dann werden im Schritt 528 auf Befehl am Bildschirm Daten angezeigt, welche Druck und Temperatur im Durchflußmesser 38 und im Eichgerät 10 angeben. Sobald das Testvolumen, nämlich 28, 14 oder 7 Liter (1 Kubikfuß,1/2 Kubikfuß oder 1/4 Kubikfuß) über die Station 112 eingegeben ist, wird der eingegebene Wert im Schritt 530 decodiert, und der gewählte Wert wird im Schritt 532 über den Bildschirm angezeigt als: TEST VOL. = x.l (bzw. χ CU. FT.). Danach werden die gewünschten Durchflußraten, die über die Tastatur eingegeben wurden, im Schritt 534 decodiert, und die gewählten Werte werden auf dem Bildschirm im Schritt 536 angezeigt als: DURCHFLÜSSRATEN sind QX,QX—QX. In gleicher Weise wird im Schritt 538 die Anzahl der Wiederholungen irgendeines Tests bzw. irgendwelcher Tests hinsichtlich Durchflußraten oder Volumina decodiert, und im Schritt 539 wird die Anzahl der Wiederholungen pro Durchflußrate bzw. Volumen auf dem Bildschirm angezeigt als: ANZAHL VON TESTS PRO DURCHFLUSSRATE = X. Im Schritt 540 wird dann ein Läufer-Zeilenrückkehr-Befehl ausgeführt, wodurch ein Läufer, der von der Sichtstation auf den Bildschirm aufgebracht wurde, entfernt wird.As program 500, shown in FIG. 8B, continues, the system receives the temperature and pressure readings from the flow meter and shows them on the screen, as well as the temperature and pressure of the calibration device, which during the test process can be obtained in the manner described below. Then, in step 528, data is displayed on the screen on command, what pressure and temperature in the flow meter 38 and in the calibration device 10 specify. Once the test volume, namely 28, 14, or 7 liters (1 cubic foot, 1/2 cubic foot, or 1/4 cubic foot) is above the Station 112 is entered, the entered value is decoded in step 530 and the selected value is used in step 532 displayed across the screen as: TEST VOL. = x.l (resp. χ CU. FT.). Thereafter, the desired flow rates entered on the keyboard are decoded in step 534, and the selected values are displayed on the screen at step 536 as: FLOW RATES are QX, QX-QX. In the same Thus, in step 538, the number of repetitions of any test or tests for flow rates or volumes are decoded and in step 539 the number of repetitions per flow rate or volume is displayed on the screen displayed as: NUMBER OF TESTS PER FLOW RATE = X. In step 540 a runner return line command is then executed, thereby removing a runner applied to the screen by the viewing station.

Das Unterprogramm 504 ist in Fig. 8C im einzelnen dargestellt, worin der gewünschte Selbsttest bzw. die gewünschten Selbsttests ausgewählt werden. Zu Anfang werden im Schritt 542 die Datenspeicherpuffer des Bildschirms der Station 112 gelöscht, und zwar durch Befehle', die von der Logikschaltung 190a erzeugt werden. Im Schritt 544 zeigt der Bildschirm, wie in Fig. 8C angegeben, die verschiedenen Selbsttests an, die durchgeführt werden können, z.B. Volumen V, Leck L oder NEIN. Der Benutzer wählt einen der Selbsttests durch Drücken der geeigneten Taste in der Tastatur. Im Schritt 546 blinken die Läufer, wie inThe subroutine 504 is shown in detail in FIG. 8C, wherein the desired self-test or self-tests to be selected. Initially in step 542 the data storage buffers of the screen of the station 112 are cleared, by commands generated by logic circuit 190a. At step 544 the screen shows as in Fig. 8C indicates the various self-tests that can be performed, e.g. Volume V, Leak L or NO. The user selects one of the self-tests by pressing the appropriate key on the keyboard. In step 546 the runners flash as in FIG

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Fig. 8C gezeigt, um den Benutzer aufzufordern, einen der Selbsttests auszuwählen, nämlich Volumen V, Leck L oder NEIN. Im Schritt 548 geht das Unterprogramm zu dem gewünschten Selbsttest, je nachdem welche Taste im Schritt 544 gewählt wurde. Wenn z.B. der Volumen-Selbsttest V gewählt ist, so wird im Schritt 552 eine Volumen-Selbsttestfolge an den Bildschirm ausgegeben, und der Volumen-Selbsttest wird im Schritt 554 ausgeführt, wie anhand der Fig. 8E im einzelnen erläutert wird. Wenn der Leck-Test gewählt ist, geht das Unterprogramm über Schritt 558, damit auf dem Bildschirm der gewählte Test angezeigt und der Leck-Selbsttest eingeleitet wird, welcher im Schritt 560 ausgeführt wird, der unter Bezugnahme auf Fig. 8D im einzelnen erläutert wird. Dann bestimmt das Unterprogramm im Schritt 556, ob eine andere Eingabe erfolgte, die bearbeitet werden muß, und das Unterprogramm kehrt zum Schritt 546.zurück. Wenn der Benutzer die Taste "Verlassen" drückt, was im Schritt 54 8 festgestellt wird, so wird das Unterprogramm über Schritt 562 verlassen und geht zum Eingangspunkt 212 des Hauptdiagramms in Fig. 5, womit das Programm beginnt. Wenn der Benutzer die Tasten N und 0 betätigt, was im Schritt 548 festgestellt wird, wird das Unterprogramm über Schritt 566 verlassen und kehrt zum Programm der Fig. 8A zurück, um mit dem nächsten Schritt 506 fortzufahren. Wenn irgendeine andere Taste betätigt wird, wird das Unterprogramm über Schritt 568 verlassen, um den eingegebenen Wert im Schritt 570 zu verwerfen und zu dem Schritt 548 zurückzukehren, damit eine andere Taste erkannt wird.8C to prompt the user to select one of the Select self-tests, namely Volume V, Leak L or NO. In step 548 the routine goes to the one desired Self-test, depending on which key was selected in step 544. For example, if the volume self-test V is selected, then A volume self-test sequence is output to the screen in step 552, and the volume self-test is carried out in step 554 carried out, as will be explained in detail with reference to FIG. 8E. If the leak test is selected, the subroutine goes over Step 558 so that the selected test is displayed on the screen and the leak self-test is initiated, which is carried out in the Step 560 is executed, which will be explained in detail with reference to FIG. 8D. Then the subroutine determines in step 556, whether there was any other input that needs to be processed, and the subroutine returns to step 546th. If the user presses the "exit" button, which is determined in step 548, the subroutine is via step 562 and go to entry point 212 of the main diagram in Fig. 5, with which the program begins. If the user presses the N and 0 keys, which is determined in step 548, the subroutine is exited via step 566 and returns to the program of FIG. 8A to go to the next step 506 to continue. If any other key is pressed, the routine exits via step 568 to open the to discard entered value in step 570 and return to step 548 so that another key is recognized will.

Das Leck-Selbsttest-Unterprogramm 560 ist in Fig. 8D im einzelnen gezeigt. Es handelt sich um eine Überprüfung, ob die Dichtung des Eichsystems einwandfrei ist. Anfangs schaltet die Logikschaltung 198a in Fig. 4E im Schritt 572 die Lampe 111b "Selbsttest" und 111c "Selbsttestablauf" ein. Danach ' wird das Unterprogramm 322 ausgeführt, um den Kolben in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, wie oben anhand der Fig. 6BThe leak self-test subroutine 560 is shown in detail in Figure 8D. It is a check to see if the Seal of the calibration system is perfect. Initially, in Figure 4E, in step 572, logic circuit 198a turns the lamp on 111b "Self-test" and 111c "Self-test sequence". Thereafter, the subroutine 322 is executed to put the piston in its Return to the starting position, as above with reference to FIG. 6B

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-ÖD-ÖD

erläutert wurde. Dann wird im Schritt 5 74 über die PI/O-Schaltung 168 ein Befehlssignal ausgegeben, um den Multiplexer 163 so einzustellen, daß er das Signal über den zweiten Kanal aus dem Druckwandler 51 (Druck PP1) empfängt. Dann wird die Logikschaltung 194b so gesteuert, daß sie Betätigungssignale an die Spulen anlegt, damit das Einlaßventil 34 und das Auslaßventil 36 geschlossen werden. Im Schritt 578 wird über die Pl/O-Schaltung 196 ein Befehl ausgegeben, um die Logikschaltung 194a in Fig. 4E anzuweisen, den Servomotor 20 so anzusteuern, daß dieser die Gewindespindel 18 im Uhrzeigersinn mit relativ langsamer Geschwindigkeit entsprechend "1" anzutreiben vermag. Der Servomotor 20 kann über Schritt 578 nicht eingeschaltet werden, bis eine in das Programm eingebaute Sperre behoben ist, indem ein (nicht gezeigter) Schalter vorübergehend niedergedrückt wird, welcher an die Logikschaltung 194c angekoppelt ist, so daß der Betrieb des Servomotors 20 freigegeben wird, wenn beide Ventile 34 und 36 geschlossen sind. Normalerweise kann der Servomotor 20 nicht arbeiten, wenn die Ventile 34 und 36 geschlossen sind, damit eine Beschädigung der Kolbendichtung verhindert wird. Dann erfolgt im Schritt 580 eine Eingabe einer Druckanzeige in den A/D-Umsetzer 166, und im Schritt 582 wird geprüft, ob der Druck um einen bestimmten Betrag zugenommen hat, was durch die in der A/D-Schaltung 166 gespeicherten Daten angezeigt wird, d.h. es wird geprüft, ob die Vakuumzunahme 0,0033 bar überschritten hat. Wenn dies : nicht der Fall ist, läuft das Unterprogramm zurück und wiederholt den Schritt 580. Wenn das Vakuum in der Kammer 28 jedoch um mehr als 0,0033 bar zugenommen hat, geht das Unterprogramm zum Schritt 584 weiter, wodurch über die PI/0-Schaltung 196 ein Befehl ausgegeben wird, damit der Servomotor 20 angehalten wird. Im Schritt 586 wird der Befehl "20 Sekunden warten" in ein Register in dem Arbeitsspeicher 126 eingegeben und heruntergezählt, um Zeit für das Erkennen einer Undichtigkeit der Kammer -28 zur Verfügung zu stellen. Dann wird im Schritt 588 ein Umsetzbefehl an den A/D-Umsetzer 166 in Fig. 4B abgegeben, um den Druck festzustellen, der nun von dem Druckwandler 51 ermittelt wird. Im Schritt 590 wartet das Unterprogramm daswas explained. Then in step 5 74 is via the PI / O circuit 168 a command signal is issued to set the multiplexer 163 to receive the signal over the second channel from the pressure transducer 51 (pressure PP1). Then the logic circuit 194b is controlled to receive actuation signals is applied to the coils to close inlet valve 34 and outlet valve 36. In step 578, the PI / O circuit 196 issued a command to the logic circuit 194a to instruct in Fig. 4E to control the servomotor 20 so that this the threaded spindle 18 in a clockwise direction with relative able to drive slower speed corresponding to "1". The servo motor 20 cannot be switched on via step 578 until a lock built into the program is removed by temporarily depressing a switch (not shown) which is coupled to the logic circuit 194c so that the operation of the servo motor 20 is enabled, when both valves 34 and 36 are closed. Normally, the servo motor 20 cannot operate when the valves 34 and 36 are closed to prevent damage to the piston seal. Then, in step 580, an A pressure reading is input to the A / D converter 166 and a check is made in step 582 to see if the pressure is around a certain value Amount has increased, which is indicated by the data stored in the A / D circuit 166, i.e. it is checked whether the vacuum increase has exceeded 0.0033 bar. If this: is not the case, the subroutine runs back and repeats the step 580. However, if the vacuum in the chamber 28 has increased by more than 0.0033 bar, the subroutine goes to step 584, whereby via the PI / 0 circuit 196 a command is issued to stop the servo motor 20. In step 586 the command "wait 20 seconds" entered into a register in the working memory 126 and counted down to time for a leak to be detected to be made available to Chamber -28. Then, in step 588, a conversion command is issued to the A / D converter 166 in FIG. 4B, in order to determine the pressure, which is now determined by the pressure transducer 51. In step 590 the subroutine waits for that

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1-sec-Taktsignal ab, das von der Logikschaltung 178 in Fig. 4C erzeugt wird und über die Logikschaltung 194d in Fig. 4E angelegt wird, um im Schritt 592 die 20-see-Zählrate, die in das Register im Arbeitsspeicher 126 eingebracht wurde, herunterzuzählen. Im Schritt 592 wird festgestellt, ob dieses Register im Arbeitsspeicher 126 auf Null dekrementiert wurde; wenn nicht, kehrt das Unterprogramm zum Schritt 588 zurück, wodurch für jede Sekunde des 20-sec-Intervalls der Kolbendruck über den Wandler 51 gewonnen und auf dem Bildschirm angezeigt wird, so daß eine fortwährende überwachung des Druckes im Eichgerät ermöglicht wird, damit der Benutzer feststellen kann, ob irgendwelche Lecks innerhalb der Kammer 28 während des 20 see dauernden Tests auftreten. Das Herunterzählen dauert an, bis das Register auf Null ist, was im Schritt 592 erkannt wird, wobei dann im Schritt 594 ein Befehl ausgegeben wird, damit die Logikschaltung 194b die Spule zum öffnen des Auslaßventils 36 ansteuert. Die Stellung des Kolbens 14 wird dann im Schritt 596 festgestellt, indem der Zustand der Näherungsdetektoren 50 und 52 geprüft wird, und zwar durch Zugriff zu der Logikschaltung 194c. Der Test ist dann abgeschlossen, und ein Befehl wird zu der Logikschaltung 190a gegeben, damit die Anzeigen "Test abgeschlossen" und "Selbsttest" aktiviert werden. Schließlich wird im Schritt 322 der Kolben 14 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, und zwar über das in Fig. 6B gezeigte Unterprogramm, bevor zum Schritt 556 zurückgekehrt wird, der in Fig. 8C dargestellt ist.1 sec clock signal generated by logic circuit 178 in FIG. 4C is generated and applied via the logic circuit 194d in Fig. 4E, in step 592 the 20-see count rate which is in the Register in the main memory 126 was introduced to count down. Step 592 determines whether this register has been decremented to zero in memory 126; if not, the routine returns to step 588, whereby for every second of the 20-sec interval the piston pressure is above the transducer 51 is obtained and displayed on the screen, so that a continuous monitoring of the pressure in the calibration device is enabled so that the user can determine if any leaks within the chamber 28 persist during the 20 see Tests occur. The countdown continues until the register is zero, which is detected in step 592, where then at step 594 a command is issued to cause logic circuit 194b to operate the solenoid to open the exhaust valve 36 controls. The position of the piston 14 is then determined in step 596 by checking the status of the proximity detectors 50 and 52 is checked by accessing logic circuit 194c. The test is then complete and a command is given to logic circuit 190a to cause the indications "Test completed" and "Self-test" are activated. Finally, in step 322, the piston 14 is in its starting position fed back via that in Fig. 6B before returning to step 556 shown in Fig. 8C.

Im Schritt 8E ist das Volumen-Selbsttest-Unterprogramm 554 im einzelnen gezeigt. Zunächst weist der Schritt 600 die Logikschaltung 198a an, die Anzeige 111b "Selbsttest" und 111c "Testablauf" zu aktivieren. Der Volumen-Selbsttest wird eingegeben, um eine Anzeige der Genauigkeit des Linarcodierers 40 2}u gewinnen. Durch den in Fig. 6B gezeigten Schritt 332 wird der Kolben 14 in seine Ausgangsstellung zurückgebracht, bevor Befehlssignale im Schritt 602 über Logikschaltung 194bAt step 8E, the volume self-test subroutine 554 is shown in detail. First, step 600 has the Logic circuit 198a to activate the display 111b "Self-test" and 111c "Test in progress". The volume self-test will entered to gain an indication of the accuracy of the linear encoder 40 2} u. By step 332 shown in FIG. 6B the piston 14 is returned to its original position before command signals in step 602 via logic circuit 194b

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ausgegeben werden, um die Spulen anzusteuern, damit das Einlaßventil 34 geöffnet und das Auslaßventil 36 geschlossen wird. Dann erfolgt im Schritt 604 ein Befehl, um den Geschwindigkeitspuffer zu laden, d.h. einen adressierten Teil innerhalb des Arbeitsspeichers 126, und zwar mit seiner Maximalgeschwindigkeit 16. Dann wird im Schritt 606 der Servomotor 20 auf die in diesem Puffer gespeicherte Geschwindigkeit beschleunigt, wie anhand der Fig. 8F im einzelnen erläutert wird. Dann werden im Schritt 608 der Zähler 182 und der programmierbare Zähler 174a in Fig. 4C gesperrt und auf Null rückgesetzt. Im Schritt 61 wird der Zustand des Näherungsdetektors 5 2 geprüft, um festzustellen, ob der Kolben 14 in seine Ausgangsstellung zurückgebracht wurde; falls nicht, wird die Prüfung wiederholt, bis der Kolben 14 diese Stellung erreicht hat. Wenn der Kolben 14 seine Ausgangsstellung erreicht hat, geht das Programm zum Schritt 612, worin der programmierbare Zähler 174a gesperrt und der Zähler 182 freigegeben wird, um die Pulse aus dem Linearcodierer zu zählen, während der Kolben 14 von dem Näherungsdetektor 52 zu dem Näherungsdetektor 54 gelangt. Im Schritt 614 wird der Zustand des gesperrten Näherungsdetektors 54 periodisch geprüft, bis der Kolben 14 sich dort befindet, zu welchem Zeitpunkt dann das Unterprogramm zum Schritt 616 geht, um den Linearzähler 182 zu sperren. Im Schritt 618 wird dann die codierte Zahl bzw. Zählrate des Zählers 182 für den Linearcodierer über die Pl/O-Schaltung 184 zu einer angegebenen Stelle innerhalb des Arbeitsspeichers 126 befördert. Im Schritt 620 wird eine geeignete Folge von Befehlssignalen an die Logikschaltung 194a gegeben, wodurch der Servomotor 20 gebremst und angehalten wird, wie im einzelnen anhand der Fig. 8G erläutert wird. Dann werden im Schritt 622 Kennsignale (flags) gesetzt, welche anzeigen, daß sich der Kolben 14 nicht zwischen den Näherungsdetektoren 50 und 52 befindet. Im Schritt 624 aktiviert die Logik- und Treiberschaltung 198a die Lampen "Selbsttest" und "Test abgeschlossen" 111b bzw. 111d. An dieser Stelle wird im Schritt 626 die Zählrate des Zählers 182, welche den Hub des Kolbensoutput to control the coils so that the inlet valve 34 is opened and the outlet valve 36 is closed. A command is then given in step 604 to save the speed buffer to load, i.e. an addressed part within the working memory 126, at its maximum speed 16. Then in step 606 the servo motor 20 is accelerated to the speed stored in this buffer, as will be explained in detail with reference to FIG. 8F. Then, in step 608, the counter 182 and the programmable Counter 174a in Fig. 4C locked and reset to zero. In step 61, the state of the proximity detector 5 becomes 2 checked to see if the piston 14 is in its original position was brought back; if not, the test is repeated until the piston 14 has reached this position. When the piston 14 has reached its home position, the program proceeds to step 612 in which the programmable counter 174a is disabled and the counter 182 is enabled to count the pulses from the linear encoder, while the piston 14 from proximity detector 52 to proximity detector 54. At step 614, the proximity detector status becomes disabled 54 checked periodically until the piston 14 is there, at which point in time the subroutine goes to step 616 to disable the linear counter 182. Then in step 618 the encoded number or count rate of the counter 182 for the linear encoder via the P / O circuit 184 promoted to a specified location within memory 126. In step 620 an appropriate sequence of Command signals are given to the logic circuit 194a, whereby the servo motor 20 is braked and stopped, as in detail will be explained with reference to Fig. 8G. Then in step 622 identification signals (flags) are set which indicate piston 14 is not located between proximity detectors 50 and 52. In step 624 the logic and activates Driver circuit 198a lights "self-test" and "test completed" 111b and 111d, respectively. At this point, the step 626 the count rate of the counter 182, which the stroke of the piston

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14 zwischen den Näherungsdetektoren 52 und 54 angibt, aus ihrer Stelle innerhalb des Arbeitsspeichers 126 heraus überführt, um am Bildschirm der Station 112 angezeigt zu werden, und gleichzeitig wird der Zähler 182 gelöscht. Dann wird der Kolben 14 in seine Ausgangsstellung mittels Schritt 332 zurückgeführt, wie in Fig. 6B gezeigt, und durch den Schritt 628 wird die Logik- und Treiberschaltung 198a veranlaßt, die Bereitschaftslampe 111e einzuschalten, bevor zum Schritt 556 in Fig. 8C zurückgekehrt wird.14 between the proximity detectors 52 and 54, transferred from their place within the main memory 126, to be displayed on the screen of the station 112 and at the same time the counter 182 is cleared. Then the Piston 14 is returned to its original position by step 332, as shown in FIG. 6B, and by step 628, the logic and driver circuit 198a is caused to turn on the ready lamp 111e before going to step 556 is returned in Fig. 8C.

Das Unterprogramm zur Motorbeschleunigung, welches in Fig. 8E mit dem Bezugszeichen 606 bezeichnet ist, ist im einzelnen in Fig. 8F dargestellt, wobei im Schritt 630 ein Befehl über den I/D-Bus 140 ausgesandt wird, um die Zähler 182 und 174a· in Fig. 4C zu sperren. Dann wird ein Freigabebefehl im Schritt 632 an die Logikschaltung 194a abgegeben, um den Servomotor so anzusteuern, daß er sich im Uhrzeigersinn dreht, wodurch der Kolben 14 angehoben wird» Zu diesem Zeitpunkt wird dann die erste Geschwindigkeit, d.h. die niedrigste Geschwindigkeit, in den Geschwindigkeitsvergleichspuffer innerhalb des Arbeitsspeichers 126 über Schritt 634 eingegeben. Im Schritt 636 wird an die Logikschaltung 194a ein Befehl abgegeben, um die Geschwindigkeit des Servomotors 20 stufenweise zu erhöhen, und die jeweilige Geschwindigkeit, die in dem Geschwindigkeitsvergleichspuffer des Arbeitsspeichers 126 gespeichert ist, wird mit dem Endgeschwindigkeitssignal verglichen, das in dem Geschwindigkeitspuffer gespeichert ist; wenn sie gleich sind, der Servomotor 20 also auf die gewünschte Geschwindigkeit beschleunigt ist, geht das Unterprogramm zum Schritt 646. Anderenfalls wird im Schritt 640 eine Zeit von etwa 0,25 see abgewartet, bevor über die Logikschaltung 194c der Zustand des Näherungsdetektors 52 abgetastet wird. Wenn diese Stellung nicht erreicht ist, wird im Schritt 644 die gewünschte Geschwindigkeit um 1 erhöht, bevor zum Schritt 636 zurückgekehrt wird, worin die neue Geschwindigkeit in den Geschwindigkeitsvergleichspuffer des Arbeitsspeichers 126 eingebrachtThe engine acceleration subroutine shown in FIG. 8E denoted by reference numeral 606 is in detail shown in Fig. 8F, wherein in step 630 a command is sent over the I / D bus 140 to set the counters 182 and 174a. to lock in Fig. 4C. Then, in step 632, an enable command is issued to logic circuit 194a to operate the servomotor controlled so that it rotates clockwise, whereby the piston 14 is raised »At this point then the first speed, i.e. the lowest speed, in the speed comparison buffer within the main memory 126 entered via step 634. In step 636, a command is issued to logic circuit 194a to increase the speed of the servomotor 20 in steps, and the respective speed that is stored in the speed comparison buffer of working memory 126 is compared to the top speed signal shown in is stored in the speed buffer; if they are the same, then the servo motor 20 to the desired speed is accelerated, the subroutine goes to step 646. Otherwise, a time of approximately 0.25 see waited before the logic circuit 194c of the State of the proximity detector 52 is scanned. If this position has not been reached, then in step 644 the desired Increase speed by 1 before returning to step 636 where the new speed is stored in the speed comparison buffer of the main memory 126 introduced

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wird. Wenn der Kolben 14 in seine Zwischenstellung gebracht wurde, was im Schritt 640 festgestellt wird, so geht das Unterprogramm zum Schritt 642 weiter, um ein Kennsignal (flag) zu setzen, welches anzeigt, daß der Kolben 14 frühzeitig in seine Zwischenstellung gelangte, und das Unterprogramm kehrt zum Schritt 604 zurück, der in Fig. 8E gezeigt ist. Wie in Fig. 8E gezeigt ist, wird der Kolben 14 im normalen Betrieb auf die gewünschte Geschwindigkeit beschleunigt, und dann wird periodisch das Ausgangssignal des Näherungsdetektors 52 überprüft. Wenn im Schritt 646 festgestellt wird, daß der Kolben 14 die Testbeginn-Position erreicht hat, was von dem Ausgangssignal des Näherungsdetektors 52 angezeigt wird, so zweigt das Unterprogramm zum Schritt 9 70 ab, wie anhand von fig. 9E erläutert wird, um das Auftreten der Anstiegsflanke des nächsten Pulses A aus dem Rotationscodierer 40 des Durchflußmessers festzustellen, wodurch die überprüfung des Durchflußmessers beginnt, indem die Ausgangspulse des Codierers 40 und des Linearcodierers 26 an die entsprechenden Zähler 174a bzw. 182 angelegt werden.will. When the piston 14 has been brought into its intermediate position, which is determined in step 640, the subroutine continues to step 642 to set a flag indicating that the piston 14 is early in its Is intermediate and the routine returns to step 604 shown in Figure 8E. As in Figure 8E As shown, the piston 14 is accelerated to the desired speed in normal operation and then periodically the output of the proximity detector 52 is checked. If it is determined in step 646 that the piston 14 has reached the test start position, as determined by the output signal of the proximity detector 52 is displayed, the subroutine branches off to step 9 70, as shown in FIG. 9E explained is to indicate the occurrence of the rising edge of the next pulse A from the rotary encoder 40 of the flow meter determine, whereby the test of the flow meter begins by the output pulses of the encoder 40 and the Linear encoder 26 are applied to the corresponding counters 174a and 182, respectively.

Das Unterprogramm zum Abbremsen des Servomotors 20, welches im Schritt 620 der Fig. 8E angegeben ist, ist im einzelnen in Fig. 8G gezeigt. Im Schritt 648 werden zunächst die Zähler 174a und 182 in Fig. 4C gesperrt und dann rückgesetzt, um die Ausgangssignale des Rotationscodierers bzw. Linearcodierers zu empfangen. Im Schritt 650 wird der Geschwindigkeitsvergleichspuffer innerhalb des Arbeitsspeichers 126 mit der Geschwindigkeit 16 geladen, d.h. mit der höchsten verfügbaren Geschwindigkeit. Dann wird im Schritt 652 die tatsächliche Geschwindigkeit, die im Puffer des Arbeitspeichers 126 gespeichert ist, mit der Geschwindigkeit 16 verglichen, die in den Geschwindigkeitsvergleichspuffer eingeladen wurde, und wenn diese nicht gleich sind, so wird die in den Geschwindigkeitsvergleichspuffer eingeladene Geschwindigkeit erniedrigt, bis die tatsächliche Geschwindigkeit gleich der in den Geschwindigkeitsvergleichspuffer eingeladenen Geschwindigkeit ist; zu diesemThe subroutine for braking the servo motor 20, which indicated at step 620 of Fig. 8E is shown in detail in Fig. 8G. In step 648, the counters 174a and 182 locked in Figure 4C and then reset to to receive the output signals of the rotary encoder or linear encoder. In step 650, the speed comparison buffer loaded within memory 126 at speed 16, i.e. the highest available speed. Then in step 652 the actual speed, which is stored in the buffer of the working memory 126, compared to the speed 16 stored in the speed comparison buffer was loaded, and if these are not the same, the speed comparison buffer loaded speed is decreased until the actual speed equals that in the speed comparison buffer invited speed is; to this

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Zeitpunkt geht das Unterprogramm zum Schritt 656, und die in dem Geschwindigkeitsvergleichspuffer gespeicherte Geschwindigkeit wird dekrementiert. Im Schritt 658 wird ein Befehl an die Logikschaltung 194a abgegeben, um den Servomotor 20 auf diese neue Geschwindigkeit abzubremsen, welche in den Geschwindigkeitspuffer des Arbeitsspeichers 126 eingebracht ist. Im Schritt 660 wird die tatsächliche Geschwindigkeit mit Null verglichen, d.h. der Servomotor 20 wird angehalten. Wenn er noch nicht angehalten ist, so wird im Schritt 662 ein Wartevorgang von 0,2 see ausgeführt, bevor die Motorgeschwindigkeit in den Schritten 656 und 658 erneut vermindert wird. Dieser Vorgang dauert an, bis der Servomotor 20 angehalten ist, d.h. seine Geschwindigkeit gleich Null ist, woraufhin dann der Schritt 660 das Unterprogramm zum Schritt 622 in Fig. 8E zurückbringt.Time the subroutine goes to step 656, and the The speed stored in the speed comparison buffer is decremented. In step 658, a Command issued to logic circuit 194a to decelerate servomotor 20 to this new speed, which is introduced into the speed buffer of the working memory 126. In step 660 the actual speed compared with zero, i.e., the servo motor 20 is stopped. If it has not yet been stopped, it will be in step 662 waits 0.2 seconds before engine speed is decreased again in steps 656 and 658. This process continues until the servo motor 20 stops i.e. its speed is zero, whereupon step 660 leads the subroutine to step 622 in FIG Fig. 8E brings back.

In Fig. 8H ist das Unterprogramm 506 gezeigt, über welches der Benutzer mittels der Tastatur der Station 112 die gewählten Temperaturen innerhalb des Eichraumes 106 eingibt, damit diese angezeigt werden, wobei dieses Unterprogramm auch die Schritte zum Anzeigen derselben auf dem Bildschirm umfaßt. Es wurde gefunden, daß die Kenntnis der Temperatur innerhalb des Eichraumes 106 nützlich ist, um herauszufinden, wie gut das Durchflußmesser-Eichgerät 10 innerhalb des Raumes 106 beherrscht werden kann. Das in Fig. 8H gezeigte Unterprogramm ermöglicht dem Benutzer die Anzeige aller vier Raumtemperaturen RO, R1, R2 und R3 mittels der Temperaturmeßvorrichtungen in Fig. 2C, die über den Eichraum 106 verteilt angeordnet sind. Diese Temperaturen können dauernd abgerufen und auf dem Bildschirm der Station 112 angezeigt werden, bis der Benutzer die Tasten N und 0 an der Tastatur drückt. Im Schritt 664 wird anfangs ein Befehl an die Logikschaltung 190a abgegeben, wodurch die der Station 112 zugeordneten Puffer über dem Steuereingang gelöscht werden. Danach bewirkt der Schritt 666, daß die Logikschaltung 190a eine Anzeige veranlaßt, wie in Fig. 8H gezeigt, und zwar eine Anzeige der zugänglichen möglichenIn Fig. 8H the subroutine 506 is shown, via which the user by means of the keyboard of the station 112 the selected Entering temperatures within the calibration room 106 so that they are displayed, this subroutine also includes the steps of displaying them on the screen. It has been found that knowing the temperature within of calibration room 106 is useful to find out how well the flow meter calibration device 10 within the space 106 can be controlled. The subroutine shown in Fig. 8H enables the user to display all four room temperatures RO, R1, R2 and R3 using the temperature measuring devices in 2C, which are arranged distributed over the calibration space 106. These temperatures can be continuously called up and displayed on the screen of station 112 until the user presses the N and 0 keys on the keyboard. In step 664 initially a command is issued to the logic circuit 190a, whereby the buffer assigned to the station 112 is via the control input to be deleted. Thereafter, step 666 causes logic circuit 190a to cause a display as shown in FIG. 8H, an indication of the available possible ones

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Raumtemperaturen durch Zugriff zu den Raumtemperatur-Meßvorrichtungen RO, R1, R2 oder R3. Wenn der Benjtzer keinen Zugriff zu diesen Temperaturen wünscht und diese nicht anzeigen will, werden die Tasten N und 0 gedrückt. Im Schritt 668 wird ein Läufer-Zeilenrückkehr-Befehl ausgegeben, so daß der Läufer blinkt und anzeigt, daß eine Antwort des Benutzers erforderlich ist. Im Schritt 670 wird abgefragt, welche Taste gedrückt wurde, und zwar über Logikschaltung 190a. Wenn die der Raumtemperaturmeßvorrichtung RO entsprechenden Tasten R und 0 betätigt wurden, geht das Unterprogramm über Schritt 672a zum Schritt 674a, wodurch ein Steuersignal über den I/D-Bus 140 und über die PI/0-Schaltung 160 ausgegeben wird, um den Multiplexer 149 zu veranlassen, seinen fünften Eingang auszuwählen, wodurch eine Spannung, die den vom Wandler RO angezeigten Raumtemperaturwert darstellt, über die Multiplexer 149 und 154 an den A/D-Umsetzer 158 angelegt wird. Im Schritt 676a wird ein Umsetzbefehl über die PI/0-Schaltung 160 an die A/D-Umsetzschaltung 158 angelegt, damit das analoge Eingangssignal in ein binäres Digitalsignal umgesetzt wird. Danach wird im Schritt 678a das binäre Digitalsignal in Dezimaldaten umgesetzt, und über Schritt 68Oa werden diese Daten mittels wohlbekannter Technik in ein Dezimalformat mit Fließkomma umgesetzt. Im Schritt 682a werden die digitalen Dezimaldaten mit Fließkomma umgesetzt in eine digitale Temperaturanzeige entsprechend der Formel:Room temperatures by accessing the room temperature measuring devices RO, R1, R2 or R3. If the Benjtzer doesn't If you want access to these temperatures and do not want to display them, the keys N and 0 are pressed. In step 668 a runner return line command is issued so that the runner flashes to indicate that the user has responded is required. In step 670 an inquiry is made as to which key was pressed, to be precise via logic circuit 190a. If the the room temperature measuring device RO corresponding keys R and 0 have been actuated, the subroutine proceeds via step 672a to step 674a, whereby a control signal over the I / D bus 140 and via the PI / 0 circuit 160 is output to the To cause multiplexer 149 to select its fifth input, creating a voltage which is that indicated by converter RO Represents the room temperature value via which multiplexers 149 and 154 are applied to the A / D converter 158. In step 676a, a conversion command is sent via the PI / 0 circuit 160 the A / D conversion circuit 158 is applied to the analog input signal is converted into a binary digital signal. Thereafter, in step 678a, the binary digital signal in Decimal data is converted and, via step 68Oa, that data is converted into decimal format using well known techniques implemented with floating point. In step 682a, the floating point digital decimal data is converted to digital Temperature display according to the formula:

r(AUSGANGSDIGITALZAHL) (7,326007326 x 10~3) (9)J + 32 = 0F r (INITIAL DIGITAL NUMBER) (7.326007326 x 10 ~ 3 ) (9) J + 32 = 0 F

Diese Formel gilt für die bei einem Ausführungsbeispiel gewählte Temperaturanzeige in F.This formula applies to the temperature display selected in one embodiment in F.

Für die Anzeige in 0C ergibt sich die BeziehungThe relationship results for the display in 0 C.

(AUSGANGSDIGITALZAHL) (7,326007326 x 10"3) _ On (INITIAL DIGITAL NUMBER) (7.326007326 x 10 " 3 ) _ O n

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Im Schritt 684a werden geeignete Daten erzeugt und aus der Logikschaltung 190a ausgegeben, um die Raumtemperatur auf dem Bildschirm in den gewünschten Einheiten (0F bzw. 0C) anzuzeigen. In gleicher Weise kann mittels des Schrittes festgestellt werden, wenn der Benutzer zwei Tasten drückt, die den Raumtemperatur-Detektoren RO, R1, R2 oder R3 entsprechen, um Zugriff zu diesen Detektoren zu erlangen, welche an den Multiplexer 149 in Fig. 4A angeschlossen sind, und um die ausgewählten Daten zu verarbeiten und auf dem Bildschirm anzuzeigen. Im Schritt 694 wird bestimmt, ob irgendeine andere Eingabe gewünscht wird, und der Ablauf kehrt zum Beginn des Schrittes 670 zurück. Wenn der Benutzer die Taste "Verlassen" drückt, geht das Programm durch Schritt 686, um über den Eingangspunkt 212 zum Anfang des in Fig. 5 gezeigten Programms, zurückzukehren. Wenn die Tasten N und 0 gedrückt sind, geht das Programm zum Schritt 688 und kehrt zum nächsten Unterprogramm bzw. Schritt 508 in Fig. 8A zurück. Wenn eine falsche Taste gedrückt wird, so wird das Unterprogramm über Schritt 690 verlassen, um den eingegebenen Wert im Schritt 692 zu verwerfen, bevor eine Rückkehr zum Anfang über Schritt 670 erfolgt. In step 684a, suitable data is generated and output from logic circuit 190a in order to display the room temperature on the screen in the desired units ( 0 F or 0 C). In the same way, step can be used to determine when the user presses two keys corresponding to the room temperature detectors RO, R1, R2 or R3 in order to gain access to these detectors which are connected to the multiplexer 149 in FIG. 4A , and to process the selected data and display it on the screen. At step 694 it is determined whether any other input is desired and flow returns to the beginning of step 670. If the user presses the exit key, the program goes through step 686 to return via entry point 212 to the beginning of the program shown in FIG. If the N and 0 keys are depressed, the program proceeds to step 688 and returns to the next subroutine or step 508 in Fig. 8A. If an incorrect key is pressed, the subroutine is exited via step 690 to discard the entered value in step 692 before returning to the beginning via step 670.

Das in Fig. 8A allgemein gezeigte Unterprogramm 508 zum Abfragen von Daten aus den zuvor durchgeführten Tests wird in der in Fig. 8J im einzelnen dargestellten Weise ausgeführt. Das Unterprogramm kann beginnen, nachdem eine Durchlußmesserprüfung ausgeführt wurde. Zunächst werden im Schritt 696 die Anzeigestation, insbesondere ihre Puffer und ihre Anzeige- . einheit, gelöscht bzw. von zuvor gespeicherten Daten bereinigt. Danach wird über Schritt 698 durch Aktivierung der Logikschaltung 190a erreicht, daß die Katodenstrahlröhrenanzeige die möglichen Testparameter anzeigt, zu denen Zugriff erlangt werden kann und die angezeigt werden können, nämlich: K, d.h. die Anzahl der Nählereignisse des Linearcodierers 26; TP, d.h. die Temperatur des Eichgerätes; TM, d.h. die Tempera-The subroutine 508, shown generally in FIG. 8A, for retrieving data from the tests previously carried out is shown in FIG carried out in the manner shown in Fig. 8J in detail. The subroutine can begin after a flow meter check was executed. First, in step 696, the display station, in particular its buffers and display. unit, deleted or cleaned of previously stored data. Thereafter, step 698 is followed by activating the logic circuit 190a makes the cathode ray tube display the indicates possible test parameters to which access can be obtained and which can be displayed, namely: K, i.e., the number of counts of the linear encoder 26; TP, i.e. the temperature of the calibrator; TM, i.e. the temperature

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tür des Durchflußmessers, den Druck PM des Durchflußmessers; den Druck PB des Eichgerätes; und den Fehlerprozentsatz aus dem vorhergehenden Test.. Wenn keiner dieser Werte angezeigt werden soll/ kann der Benutzer die Tasten N und 0 drücken, entsprechend dem Befehl NO (keine Anzeige), woraufhin das Programm zum nächsten Schritt wertergeht. Im Schritt 7 blinkt der Läufer und zeigt dem Benutzer an, daß einer dieser Parameter ausgewählt werden soll oder NO eingegeben werden muß, indem die entsprechenden Tasten gedrückt werden. Wenn durch Drücken der Taste K die Zählrate des Linearcodierers abgerufen wird, so zweigt im Schritt 702 das Unterprogramm zum Schritt 704a ab, um zum Schritt 706a zu gelangen, wodurch die Zählrate des Linearcodiererregisters innerhalb des Arbeitsspeichers 126 ausgelesen und über die Logikschaltung 190a an die Anzeigestation angelegt und darauf angezeigt wird. Wenn über die Tastatur die Temperatur des Eichgerätes abgerufen wird, so geht der Ablauf vom Schritt 702 über Schritt 704b zum Schritt 706b, in welchem der Inhalt des Eichgerät-Temperaturpuffers, bzw. eine zugeordnete Stelle innerhalb des Arbeitsspeichers 126, aus diesem zur Anzeigestation überführt und dort angezeigt wird. In gleicher Weise können jeweils die Temperatur TM des Durchflußmessers, die Temperatur TP des Eichgerätes, der Druck PB des Eichgerätes oder der Druck PM des Durchflußmessers aus der entsprechenden Speicherstelle innerhalb des Arbeitsspeichers 126 entnommen und auf dem Bildschirm angezeigt werden. Ferner wird der Fehlerprozentsatζ der Differenz zwischen dem Normvolumen, das durch das Eichsystem 10 geströmt ist, und dem von dem durchflußmesser 38 tatsächlich gemessenen Volumen in bezug auf dieses Normvolumen berechnet und kann in gleicher Weise angezeigt werden. Wenn eine zweite oder weitere Taste gedrückt wurde, führt Schritt 716 das Unterprogramm zum Anfang des Sehr ittos 700 zurück. Wenn die Ta«te "V^JiIausuti" gedrückt wurde, geht dna Unterprogramm üLx«r Schritt 708 zum Anfangspunkt 212 am Anfang des in Fig. 5 gezeigten Programms zurück. Wenn eine falsche Taste gedrücktdoor of the flow meter, the pressure PM of the flow meter; the pressure PB of the calibrator; and the percentage of errors from the previous test. If none of these values should be displayed / the user can press the N and 0 keys corresponding to the command NO (no display), after which the program advances to the next step. In step 7 the cursor flashes and indicates to the user that one of these parameters should be selected or NO must be entered by pressing the appropriate keys. If the count rate of the linear encoder is called up by pressing the K key, then in step 702 the subroutine branches off to step 704a to arrive at step 706a, whereby the count rate of the linear encoder register is read out within the main memory 126 and sent to the display station via the logic circuit 190a is created and displayed on it. If the temperature of the calibration device is called up via the keyboard, the sequence goes from step 702 via step 704b to step 706b, in which the content of the calibration device temperature buffer, or an assigned location within the main memory 126, is transferred from this to the display station and is displayed there. In the same way, the temperature TM of the flow meter, the temperature TP of the calibration device, the pressure PB of the calibration device or the pressure PM of the flow meter can be taken from the corresponding memory location within the main memory 126 and displayed on the screen. Furthermore, the percentage error of the difference between the standard volume that has flowed through the calibration system 10 and the volume actually measured by the flow meter 38 is calculated with reference to this standard volume and can be displayed in the same way. If a second or more key has been pressed, step 716 returns the subroutine to the beginning of very itto 700. If the Ta "te" V ^ JiIausuti "was pressed, dna subroutine UELX" goes r step 708 to the starting point 212 back at the beginning of the program shown in Fig. 5. When a wrong key is pressed

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wird, geht das Programm über Schritt 712, um den fehlerhaften Eingabewert im Schritt 714 zu verwerfen, bevor die Rückkehr zum Schritt 702 erfolgt. Nachdem die Bedienungsperson alle gewünschten Parameter auf dem Bildschirm betrachtet hat, drückt sie die Tasten N und O, woraufhin das Programm zum nächsten Schritt bzw. Unterprogramm zurückkehrt.the program proceeds to step 712 to determine the faulty Discard input value in step 714 before returning to step 702 occurs. After the operator has viewed all of the desired parameters on the screen, press the keys N and O, after which the program returns to the next step or subroutine.

Das in Fig. 8A allgemein gezeigte Programm 510 ist imstande, Zugriff zu den automatisch im Verlaufe eines Tests gemessenen und überwachten Parametern zu erlangen und diese anzuzeigen; es ist im einzelnen in Fig. 8K gezeigt. Zuerst werden im Schritt 718 die der Anzeigestation zugeordneten Puffer gelöscht, bevor in den Schritten 720, 722, 724 und 726 Kennsignale (flags) an den geeigneten Stellen innerhalb des Arbeitsspeichers 126-gesetzt werden, um Zugriff zu den Temperaturwerten und Druckwerten des Durchflußmessers und des Eichgerätes zu erlangen. Die Kennsignale werden also so gesetzt, daß diese Parameter automatisch auf der Anzeigestation angezeigt werden, und anschließend kehrt das Unterprogramm 510 zum Schritt 512 zurück, der in Fig. 8A gezeigt ist.Program 510, shown generally in FIG. 8A, is capable of accessing and displaying the parameters automatically measured and monitored in the course of a test; it is shown in detail in Fig. 8K. First, the display station associated buffer in step 718 deleted before in steps 720, 722, 724 and 726 characteristic signals (flags) at the appropriate locations within the working memory 126 - are set to gain access to the temperature values and pressure values of the flowmeter and of the To obtain calibration device. That is, the flags are set so that these parameters are automatically displayed on the display station, and then the subroutine 510 returns to step 512 shown in FIG. 8A.

Der in Fig. 8A allgemein gezeigte Schritt 512 zum Einstellen des gewünschten Volumens, welches über den Durchflußmesser 38 strömen soll, ist im einzelnen in Fig. 8L gezeigt. Zunächst wird im Schritt 742 die Anzeigestation 112 gelöscht, bevor im Schritt 746 darauf die möglichen Volumina angezeigt werden, z.B. 28, 14 und 7 Liter (1, 0,5 bzw. 0,25 Kubikfuß), die dem Benutzer zur Verfügung stehen und über den zu prüfenden Durchflußmesser 38 strömen können. Im Schritt 748 blinkt der Läufer, um den Benutzer aufzufordern, die Volumenwahl vorzunehmen. Bei Betätigung der dem gewünschten Volumen entsprechenden Taste geht das Unterprogramm 512 zur Eingabe des entsprechenden Volumens über. Wenn z.B. die Taste gewählt wird, die die Eingabe eines Volumenwertes von 28 1 (1 Kubikfuß) angibt, so geht das Unterprogramm über Schritt 752a zum Schritt 754a, worin derStep 512, shown generally in FIG. 8A, for setting the desired volume which is to flow over the flow meter 38 is shown in detail in FIG. 8L. First, in step 742, the display station 112 is cleared before the possible volumes are displayed thereon in step 746, for example 28, 14 and 7 liters (1 , 0.5 and 0.25 cubic feet, respectively) that are available to the user and over the flow meter to be tested 38 can flow. At step 748 the cursor blinks to prompt the user to make the volume selection. When the key corresponding to the desired volume is actuated, the subroutine 512 proceeds to input the corresponding volume. For example, if the key indicating entry of a volume value of 28 1 (1 cubic foot) is selected, the routine proceeds via step 752a to step 754a wherein the

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Maßfaktor entsprechend dem Wert 28 1 (1 Kubikfuß) in eine bekannte Stelle des Arbeitsspeichers 126 eingegeben wird. Der Maßfaktor wird anschließend aus dieser Arbeitsspeicherstelle zum Zähler 174a des Rotationscodierers überführt. Nach Auswahl des jeweils gewünschten Testvolumens kehrt das Unterprogramm zum nächsten Schritt 514 zurück, der in Fig. 8A gezeigt ist. Wenn die Taste "Verlassen" gewählt wird, geht das Unterprogramm über Schritt 756 zum Hauptprogramm an dessen Anfangspunkt 212 zurück. Wenn irrtümlich die falsche Taste gedrückt wird, geht das Unterprogramm über Schritt 758 und verwirft im Schritt 760 die eingegebene Größe, bevor die Rückkehr zum Anfang mit Schritt 750 erfolgt.Scale factor equal to the value 28 1 (1 cubic foot) into a known location of the main memory 126 is entered. The scaling factor is then taken from this memory location transferred to counter 174a of the rotary encoder. After selecting the required test volume, the subroutine returns to the next step 514 shown in Figure 8A. If the "Exit" button is selected, that works Subroutine returns via step 756 to the main program at its starting point 212. If you mistakenly press the wrong key is pressed, the routine goes to step 758 and discards the entered size in step 760 before returning to start with step 750.

Als nächsten Schritt enthält das Programm das Unterprogramm. 514, in welchem die gewünschte Durchflußrate eingestellt wird, mit der das Fluidum über den Durchflußmesser 38 strömen soll. Wie bereits erwähnt, gibt die gewählte Durchflußrate wiederum die Geschwindigkeit an, mit der der Servomotor 20 gesteuert wird, um den Kolben 14 in Fig.- 1 anzuheben. Es wird nun auf Fig. 8M Bezug genommen. Im Schritt 762 werden anfangs die der Anzeigestation 112 zugeordneten Puffer gelöscht, und im Schritt 764 werden die möglichen Durchflußraten von QO bis QF auf dem Anzeigeschirm angezeigt, wobei QO der minimalen Durchflußrate entspricht, z.B. 566 1 pro Minute (20 Kubikfuß/min), während QF der maximalen Durchflußrate entspricht, z.B. 11326 1 pro Minute (400 Kubikfuß/min). Im Schritt 766 wird der Läufer zum Blinken gebracht, um den Benutzer aufzufordern, die Durchflußrate zu wühlen. Tm Schritt 768 wird die» Tastatur abgefragt, um festzustellen, welche Taste von dem Benutzer gedruckt wurde. Wenn z.B. die Durchflußrate QO gewählt wurde, so wird das Unterprogramm über Schritt 77Oa verlassen, um zum Schritt 772a zu gelangen, worin das Kennsignal (flag) für die Durchflußrate QO in eine bezeichnete Stelle des Arbeitsspeichers 126 eingegeben wird. Danach bewirkt der Schritt 77a, daß die gewählte Durchflußrate QO am Bildschirm angezeigt wird.As the next step, the program contains the subroutine. 514, in which the desired flow rate with which the fluid is to flow over the flow meter 38 is set. As previously mentioned, the selected flow rate in turn indicates the speed at which the servo motor 20 is controlled to raise the piston 14 in FIG. Reference is now made to Figure 8M. In step 762 the buffers associated with the display station 112 are initially cleared, and in step 764 the possible flow rates from QO to QF are displayed on the display screen, where QO corresponds to the minimum flow rate, e.g. 566 liters per minute (20 cubic feet / min), while QF corresponds to the maximum flow rate, e.g. 11326 liters per minute (400 cubic feet / min). At step 766 the runner is flashed to prompt the user to dig into the flow rate. At step 768 the keyboard is queried to determine which key was pressed by the user. If, for example, the flow rate QO has been selected, the subroutine is exited via step 77Oa in order to arrive at step 772a, in which the identification signal (flag) for the flow rate QO is entered into a designated location in the working memory 126. Thereafter, step 77a causes the selected flow rate QO to be displayed on the screen.

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Das Systen antwortet dann mit: "WEITERE", und der Läufer blinkt, um anzuzeigen, daß eine Antwort des Benutzers erforderlich ist. Wenn die Prüfung auch bei einer anderen Durchflußrate erfolgen soll, so führt Schritt 784 das Programm zum Anfang des Schrittes 766 zurück, wodurch eine zweite und unter Umständen weitere Durchflußraten innerhalb einer einzigen Testgruppe geprüft werden können. Wenn der Benutzer die Taste "Verlassen" drückt, so geht das Programm durch Schritt 776 zum Eingangspunkt 212 in dem in Fig. 5 gezeigten Hauptprogramm. Wenn eine falsche Taste an der Tastatur der Station 112 gedrückt wird, so geht das Programm über Schritt 780 zum Schritt 782, in dem die falsche Eingabe verworfen wird, bevor es zum Anfangsschritt 768 zurückkehrt. Wenn keine weiteren Durchflußraten gewählt werden, bei denen der Durchflußmesser 38 geprüft werden soll, so drückt der Benutzer die Tasten N und 0, woraufhin das Programm über Schritt 778 zum nächsten Schritt 516 zurückkehrt, der in Fig. 8A gezeigt ist.The system then responds with "MORE" and the runner flashes to indicate that a response from the user is required is. If the test is to be performed at a different flow rate, step 784 leads the program to Return to the beginning of step 766, which provides a second and possibly additional flow rates within a single test group can be checked. If the user presses the "exit" key, the program proceeds through step 776 to the entry point 212 in the main program shown in FIG. If an incorrect key is pressed on the station 112 keyboard the program proceeds via step 780 to step 782 where the incorrect entry is discarded before proceeding to the initial step 768 returns. If no further flow rates are selected at which the flow meter 38 will be tested should, the user presses the keys N and 0, whereupon the program returns via step 778 to the next step 516, which is shown in Fig. 8A.

Der Schritt bzw. das Programm 516 zum Einstellen der Anzahl von Wiederholungen von Prüfungen, die für jede gewählte Durchflußrate erfolgen sollen, kann über die Tastatur eingegeben werden, wie in Fig. 8N im einzelnen gezeigt ist. Anfangs werden im Schritt 786 die Puffer der Anzeigestation 112 sowie dessen Anzeigeschirm gelöscht, bevor die mögliche Anzahl von Tests bzw. Testwiederholungen pro Durchflußrate, z.B. 1, 2. oder 3, auf dem Anzeigeschirm angezeigt wird. Im Schritt 790 blinkt der Läufer auf der Anzeige, um den Benutzer aufzufordern, die Wahl der Durchflußrate vorzunehmen. Im Schritt 792 wird festgestellt, welche Taste der Station gedrückt wurde, und wenn z.B. eine Taste gedrückt wurde, die anzeigt, daß nur eine Prüfung pro Durchflußrate durchgeführt werden soll, so geht das Unterprogramm über Schritt 794a zum Schritt 793a, in welchem das Ausgangssignal "1" auf dem Bildschirm angezeigt wird, bevor die Rückkehr zum nächsten Schritt 518 des Hauptprogramms in Fig. 8A erfolgt. Wenn zwei Tests durchgeführt werden sollen, so wird das Unterprogramm über Schritt 794b verlassen, um zumThe step or program 516 for setting the number of repetitions of tests to be carried out for each selected flow rate can be entered via the keyboard as shown in detail in Fig. 8N. Initially, in step 786, the display station 112 buffers as well as its display screen is cleared before the possible number of tests or test repetitions per flow rate, e.g. 1, 2. or 3, is displayed on the display screen. At step 790, the runner flashes on the display to prompt the user to make the choice of flow rate. In step 792 it is determined which key of the station was pressed and if so E.g. a key has been pressed indicating that only one test should be performed per flow rate, so goes the subroutine via step 794a to step 793a in which the output "1" is displayed on the screen, before returning to the next step 518 of the main routine in Figure 8A. If two tests are to be performed, the subroutine is exited via step 794b to go to

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Schritt 793b zu gelangen, in welchem ein Befehl gegeben wird, um die Durchflußrate-Signalkennzeichen für eine Wiederholung zu kopieren, und im Schritt 796b wird befohlen, ein Kennsignal (flag) für eine zweite Wiederholung in dem zugeordneten Bereich des Arbeitsspeichers 126 zu setzen. Im Schritt 796b erfolgt die Anzeige "2" am Bildschirm. Wenn ein gewählter Test dreimal wiederholt werden soll, so führt das Unterprogramm eine ähnliche Folge von Schritten 794c, 793c und 796c aus. Wenn eine falsche Eingabe an der Tastatur erfolgte, geht das Programm über Schritt 795 zum Schritt 797, in dem die falsche Eingabe verworfen wird, bevor die Rückkehr zum Anfangsschritt 792 erfolgt. Wenn der Benutzer die Taste "Verlassen" drückt, wird das Programm über Schritt 798 verlassen, um zum Anfangspunkt 212 zu gelangen, wodurch die Rückkehr zu dem in Fig. 5 gezeigten Hauptprogramm erfolgt.To go to step 793b in which a command is given to copy the flow rate signal flags for repetition, and in step 796b is commanded to be a flag (flag) to be set for a second repetition in the assigned area of the main memory 126. In step 796b, the Display "2" on the screen. When a selected test is repeated three times is to be, the subroutine performs a similar sequence of steps 794c, 793c and 796c. If a wrong one Input was made on the keyboard, the program proceeds via step 795 to step 797, in which the incorrect input is discarded before returning to initial step 792. When the user presses the exit button, the program exits Exit via step 798 to get to starting point 212, thereby returning to that shown in FIG Main program takes place.

über das in Fig. 8A allgemein gezeigte Unterprogramm 528 werden die Temperatur- und Druckdaten angezeigt, während die Durchflußmesserprüfung abläuft, und dies ist im einzelnen in Fig. 8P gezeigt. Anfangs wird der Läufer der Katodenstrahl-Anzeigenröhre in eine Ausgangsposition bewegt, und die CPU adressiert diejenige Stelle innerhalb des Arbeitsspeichers.126, wo das TM-Kennsignal während des vorhergehenden Unterprogramms 510 automatisch gesetzt wurde. Da dieses Kennsignal TM gesetzt wurde, wird der Inhalt des Durchflußmessertemperatur-Puffers, d.h. eine adressierbare Stelle innerhalb des Arbeitsspeichers 126, über die Logikschaltung 190a überführt, um auf dem Anzeigeschirm angezeigt zu werden, wie im Schritt 802 angegeben ist. Nach der Anzeige geht das Unterprogramm zum Schritt 806 weiter, wo diejenige Stelle des Arbeitsspeichers 126 geprüft wird, wo das TP-Ausgabe-Kennsignal gesetzt ist, welches anzeigt, daß während eiens Tests die Temperatur TP des Eichgerätes überwacht werden soll, und das aus dem Eichgerätteraperatur-Puffer ausgegebene Signal wird überführt, um auf dem Bildschirm angezeigt zu werden. Nach der Anzeige geht das Unterprogramm zum Schritt 810 weiter, in welchem Zugriff zu den zuvor gesetzten PM-Druck-Subroutine 528, shown generally in FIG. 8A, displays the temperature and pressure data while the flowmeter test is in progress, and this is shown in greater detail in FIG. 8D. Initially, the carriage of the cathode ray display tube is moved to a starting position and the CPU addresses the location within the working memory 126 where the TM flag was automatically set during the previous subroutine 510. Since this identification signal TM has been set, the content of the flowmeter temperature buffer, ie an addressable location within the working memory 126, is transferred via the logic circuit 190a to be displayed on the display screen, as indicated in step 802. After the display, the subroutine continues to step 806, where that location of the working memory 126 is checked where the TP output flag is set, which indicates that the temperature TP of the calibrator should be monitored during a test, and that from the The signal output from the calibrator device buffer is converted to be displayed on the screen. After the display, the subroutine continues to step 810, in which access to the previously set PM print

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Kennsignalen und Ausgabesignalen des Inhalts des Druckpuffers bzw. der entsprechenden Stelle in dem Arbeitsspeicher 126 erfolgt, um auf dem Bildschirm angezeigt zu werden. Nach der Anzeige erfolgt im Schritt 814 der Zugriff zu dem zuvor gesetzten TP-Ausgabe-Puffer-Kennsignal, und der Inhalt des Eichgerät-Druck-Puffers wird überführt, um auf dem Bildschirm angezeigt zu werden. Nach Anzeige dieser Information kehrt das Unterprogramm zum nächsten Schritt 530 in Fig. 8B zurück. Die zu diesem Zeitpunkt ausgegebenen Werte entsprechen den laufend in den Puffern des Arbeitsspeichers gespeicherten Werten. Wenn noch kein Test durchgeführt wurde, werden zunächst Nullen in dem Arbeitsspeicher 126 gespeichert und ausgegeben und angezeigt als TM - 0.0 Deg. F. In diesem Programmschritt wird die Anzeige in ein solches Format gebracht, das bei Beginn eines Tests das System die Nullen durch die geeigneten Zahlen ersetzt.Identifying signals and output signals of the content of the print buffer or the corresponding location in the working memory 126 is made to be displayed on the screen. After the display, access occurs in step 814 to the previously set TP output buffer identification signal, and the content of the calibrator pressure buffer is transferred to to be displayed on the screen. After this information is displayed, the subroutine returns to the next step 530 back in Fig. 8B. The values output at this point in time correspond to those currently in the buffers of the main memory stored values. If a test has not yet been carried out, zeros are first stored in the main memory 126 and output and displayed as TM - 0.0 Deg. F. In this program step the display is brought into such a format, that at the beginning of a test the system replaces the zeros with the appropriate numbers.

Die Ausführung der Überprüfungen des Durchflußmessers 38 mittels des Eichsystems 10 sowie die Ausgabe der Ergebnisse über den Drucker und den Bildschirm erfolgen über das in Fig. 5 allgemein mit 900 bezeichnete Programm, das nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 9A bis 9P erläutert wird. In Fig. 9A ist ein übersichtsdiagramm der verschiedenen Schritte oder Unterprogramme gezeigt, die erforderlich sind, um die Prüfung des Durchflußmessers 38 vorzunehmen, beginnend mit Schritt 323, wie anhand der Fig. 6B oben erläutert wurde, um den Kolben 14 in seine Ausgangsstellung zurückzubringen, d.h. in seine normale unterste Stellung in dem Zylinder 12, die in den Fig. 1 und 2A gezeigt ist. Danach wird im Programm 902, wie unter Bezugnahme auf Fig. 9B weiter erläutert wird, die Art der überprüfung bestimmt, d.h. ob das mittels des Durchflußmessers 38 gemessene Volumen durch den Näherungsdetektor 27 oder durch den optischen Rotationscodierer 40 in Fig. 4C ermittelt werden soll, und ferner wird das Volumen bestimmt, welches durch den Durchflußmesser 38 strömen soll. Insbesondere werden im Schritt 902 die geeigneten Volumen-Performing the checks on the flowmeter 38 by means of the calibration system 10 and the output of the results via the printer and the screen take place via the in 5, the program, generally designated 900, will now be explained in detail with reference to FIGS. 9A-9P will. Referring to Figure 9A, there is shown a high level diagram of the various steps or subroutines required to in order to carry out the test of the flow meter 38, starting with step 323, as was explained above with reference to FIG. 6B, to return the piston 14 to its original position, i.e. to its normal lowermost position in the cylinder 12, shown in Figures 1 and 2A. Thereafter, in program 902, as will be further explained with reference to FIG. 9B, the type of check is determined, i.e. whether the volume measured by means of the flow meter 38 is determined by the proximity detector 27 or by the optical rotary encoder 40 in Fig. 4C is to be determined, and also the volume which is to flow through the flow meter 38 is determined. In particular, in step 902 the appropriate volume

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faktoren in den programmierbaren Zähler 174a eingegeben, und der geeignete Divisor wird im Puffer EORP des Arbeitsspeichers 126 gespeichert. Danach wird im Schritt 904 die Bedingung festgestellt, daß eine Überprüfung pro Durchflußrate erfolgen soll, und die für diese überprüfung geltende Durchflußrate wird bestimmt. Insbesondere adressiert das System die Stelle, an welcher die Durchflußraten-Kennsignale innerhalb des Arbeitsspeichers 126 gespeichert sind, um die geeignete Durchflußrate zu bestimmen, die in dem jeweiligen Test angewendet werden soll. Nachdem die Durchflußrate auf diese Weise lokalisiert ist, geht das Programm zum Schritt bzw. Unterprogramm 906a weiter, um zu bestimmen, welche Durchflußrate gelten soll, und um diese Durchflußrate zu erhalten und dieses Unterprogramm auszuführen, wie insbesondere in den Fig. 9C und 9D gezeigt ist. Wenn im Schritt 908 entschieden wird, daß zwei Tests pro Durchflußrate durchgeführt werden sollen, so adressiert das Programm diejenigen Stellen in dem Arbeitsspeicher 126, die den entsprechenden Durchflußraten-Kennsignalen entsprechen, und führt die Überprüfungen mit den programmierten Durchflußraten im Schritt 906b aus. Wenn drei Überprüfungen pro Durchflußrate gewünscht werden, so wird zunächst im Schritt 912 bestimmt, ob die entsprechenden drei Durchflußraten eingegeben wurden, und falls dies zutrifft, so werden im Schritt 906c die Durchflußraten-Kennsignale aus den angegebenen Stellen innerhalb des Arbeitsspeichers 126 aufgerufen, und die Überprüfungen des Durchflußmessers 38 werden bei diesen Durchflußraten durchgeführt. Danach wird ein Befehl an die Logik- und Treiberschaltung 198a gesandt, um die Bereitschaftsanzeige zu aktivieren, bevor die Rückkehr zum Schritt 216 in Fig. 5 erfolgt.factors are entered into the programmable counter 174a and the appropriate divisor is stored in the buffer EORP of the working memory 126 saved. Thereafter, in step 904, the condition is determined that one check per flow rate is to take place and the flow rate applicable to this check is determined. In particular, that addresses System indicates the location in which the flow rate characteristics are stored within the working memory 126 in order to obtain the determine the appropriate flow rate to be used in the particular test. After the flow rate up is located this way, the program proceeds to step or subroutine 906a to determine what flow rate should apply, and to obtain this flow rate and execute this subroutine, as in particular in the Figures 9C and 9D are shown. If it is determined in step 908 that two tests per flow rate will be performed are to be, the program addresses those locations in the main memory 126 which correspond to the corresponding flow rate characteristic signals and performs the checks at the programmed flow rates in step 906b. If three Checks per flow rate are desired so will first, at step 912, determine whether the appropriate three flow rates have been entered, and if so, so the flow rate characteristic signals are called up from the specified locations within the main memory 126 in step 906c, and the checks of the flow meter 38 are made at these flow rates. After that there is a command sent to logic and driver circuit 198a to activate the ready indicator before returning to the Step 216 in FIG. 5 occurs.

Die Bestimmung von Testtyp und -volumen, das gemessen werden soll, ist allgemein als Unterprogramm 902 in Fig. 9A gezeigt und wird im einzelnen anhand von Fig. 9B erläutert. Darin werden anfangs der programmierbare Zähler 174a und der ZählerThe determination of the test type and volume to be measured is shown generally as subroutine 902 in Figure 9A and will be explained in detail with reference to Fig. 9B. This initially contains the programmable counter 174a and the counter

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182 aus Fig. 4C gesperrt und im Schritt 918 zurückgesetzt. An dieser Stelle, d.h. im Schritt 919, wird der Zustand des Codierers/Näherungsdetektorschalters bestimmt, um zu entscheiden, ob das über den Durchflußmesser 38 strömende Fluidvolumen über das Ausgangssignal des Näherungsdetektors 27 oder das Ausgangssignal des Rotatxonscodierers 40 bestimmt werden soll. Wenn der Rotationscodierer gewählt wird, so geht das Unterprogramm zum Schritt 920, um die Anwesenheit bzw. den Zustand des 28 1 (1 Kubikfuß)-Kennsignals an der zugeordneten Stelle in dem Arbeitsspeicher 126 zu überprüfen. Wenn es vorhanden ist, so wird der diesem Volumen entsprechende Faktor als Anzahl von Ausgangspulsen des optischen Rotationscodierers 40 im Schritt 922 an der Stelle EORP des Arbeitsspeichers gespeichert, d.h. an der zugeordneten Stelle desselben, und die Faktorzahl wird in den programmierbaren Zähler 174a eingeladen. An dieser Stelle kehrt das Unterprogramm zu dem nächsten Schritt 904 des Programms in Fig. 9A zurück. Wenn das 28 1 (1 Kubikfuß)-Kennsignal nicht vorhanden ist, so prüft der Schritt 924 den Zustand des 14 1 (0,5 Kubikfuß)-Kennsignals; wenn es vorhanden ist, was im Schritt 924 festgestellt wird, so wird der programmierbare Zähler 174a aus Fig. 4C im Schritt 926 mit einer Zählrate geladen, die diesem Volumen äquivalent ist, und der entsprechende Faktor wird an der Pufferstelle EORP des Arbeitsspeichers 126 gespeichert, bevor die Rückkehr zum Schritt 904 in Fig. 9A erfolgt. Wenn weder das Kennsignal für 28 noch das für 14 1 gesetzt sind, so wird im Schritt 928 nach der Anwesenheit des 7 1 (0,25 Kubikfuß)-Kennsignals gesucht, was dann zuvor vom Benutzer in den Arbeitsspeicher 126 eingegeben wurde, und im Schritt 930 wird der programmierbare Zähler 174a mit einer entsprechenden Zählrate geladen, und ein entsprechender Faktor wird an der Pufferstelle EORP des Arbeitsspeichers 126 gespeichert.182 of FIG. 4C is locked and reset in step 918. At this point, i.e. in step 919, the state of the Encoder / proximity detector switch to decide whether the volume of fluid flowing through the flow meter 38 determined via the output signal of the proximity detector 27 or the output signal of the Rotatxonscodierers 40 shall be. If the rotary encoder is selected, the subroutine goes to step 920 to determine the presence or the State of the 28 1 (1 cubic foot) identification signal on the assigned Place in the working memory 126 to check. If it is present, it will be the factor corresponding to that volume stored as the number of output pulses of the optical rotary encoder 40 in step 922 at the location EORP of the working memory, i.e., in its assigned location, and the factor number is loaded into the programmable counter 174a. At this point the subroutine returns to the next step 904 of the program in Figure 9A. If the 28 1 (1 cubic foot) signal is absent, step 924 tests the condition of the 14 1 (0.5 cubic foot) flag; if there is is what is determined in step 924, then the programmable counter 174a of FIG. 4C in step 926 with a Counting rate is loaded which is equivalent to this volume, and the corresponding factor is stored in the buffer location EORP of the working memory 126 before returning to step 904 in Fig. 9A. If neither the identification signal for 28 nor that are set for 14 1, then step 928 searches for the presence of the 7 1 (0.25 cubic foot) flag, which was previously entered by the user in the working memory 126, and at step 930, the programmable counter 174a is loaded at a corresponding count rate, and a corresponding one Factor is stored in the buffer location EORP of the working memory 126.

Wenn kein Kennsignal vorhanden ist, das einem der genannten Volumina entspricht, so wird im Schritt 932 automatisch be-If there is no identification signal that corresponds to one of the volumes mentioned, then in step 932 it is automatically

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stimmt, daß die Prüfung anhand eines Volumens von 28 1 (1 Kubikfuß) an dem Durchflußmesser 38 durchgeführt wird.It is true that the test is performed on a 28 l (1 cubic foot) volume of the flow meter 38.

Wenn aber im Schritt 919 festgestellt wird, daß das Ausgangssignal des Näherungsdetektors 27 verwendet werden soll, um die Fluidströmung über den Durchflußmesser 3 8 zu messen, so geht das Unterprogramm zum Schritt 934 über, in welchem der Zustand des 28 1 (1 Kubikfuß)-Kennsignals innerhalb des Arbeitsspeichers 126 geprüft wird; wenn dieses Kennsignal gesetzt ist, so wird der programmierbare Zähler 174a aus Fig. 4C im Schritt 936 mit einer Binärzahl geladen, die diesem Volumen äquivalent ist, und ein entsprechender Faktor, normalerweise 8, wird in die Pufferstelle EORP des Arbeitsspeichers 126 eingegeben, bevor die Rückkehr zum Hauptprogramm erfolgt. Wenn kein 28 1 (1 Kubikfuß)-Kennsignal gesetzt ist, geht das Unterprogramm zum Schritt 938 über, in dem der Zustand des 14 1 (0,5 Kubikfuß) -Kennsignals geprüft wird; wenn es vorhanden ist, wird ein diesem Volumen entsprechender Faktor, normalerweise 4, im Schritt 940 in den programmierbaren Zähler 174a und ebenfalls in die Pufferstelle EORP des Arbeitsspeichers 126 eingegeben, bevor die Rückkehr zum Hauptprogramm erfolgt. Wenn auch das Kennsignal für dieses Volumen nicht gesetzt ist, geht das Unterprogramm zum Schritt 942, worin der Zustand des 7 1 (0,25 Kubikfuß)-Kennsignals geprüft wird; wenn es vorhanden ist , so wird ein diesem Volumen äquivalenter Faktor, normalerweise 2, im Schritt 944 in den programmierbaren Zähler 174a eingegeben, ebenso wie in den EORP-Pufferplatz des Arbeitsspeichers 126, bevor die Rückkehr zum Hauptprogramm erfolgt. Wenn keines der diesen Volumina entsprechenden Kennsignale gesetzt ist, so stellt das Unterprogramm im Schritt 946 automatisch das Durchflußmesser-Eichsystem 10 so ein, daß eine Überprüfung des Durchflußmessers 38 erfolgt, bei dem 28 1 (1 Kubikfuß) hindurchströmen.If, however, it is determined in step 919 that the output signal of the proximity detector 27 is to be used to measure the fluid flow across the flow meter 38, so goes the subroutine to step 934 in which the state of the 28 1 (1 cubic foot) flag within working memory 126 is checked; if this flag is set, then the programmable counter 174a of FIG loaded with a binary number equivalent to that volume and a corresponding factor, normally 8, is entered into the buffer location EORP of the working memory 126 before the return to the main program takes place. If a 28 1 (1 cubic foot) flag is not set, the routine exits to step 938 where the condition of the 14 1 (0.5 cubic foot) flag is checked; if it is present it becomes a factor corresponding to this volume, normally 4, in step 940 into programmable counter 174a and also entered into the buffer location EORP of the main memory 126, before returning to the main program. If the identification signal for this volume is not set either, that is possible Subroutine to step 942 wherein the condition of the 7 1 (0.25 cubic foot) flag is checked; if it is present, so a factor equivalent to this volume, normally 2, is entered in the programmable counter 174a in step 944, as well as in the EORP buffer space of the main memory 126 before returning to the main program. If none of the characteristic signals corresponding to these volumes is set, so in step 946 the subroutine automatically sets the flowmeter calibration system 10 to check of flow meter 38 occurs with 28 liters (1 cubic foot) flowing therethrough.

Das nächste Programm 9O4 und die anschließenden Programme, die in der Fig. 9A gezeigt sind, sind eine Reihe von SchrittenThe next program 9O4 and the subsequent programs, shown in Figure 9A are a series of steps

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SfSf

zur Bestimmung, welche Durchflußrate zugrunde gelegt werden soll und wie oft jede Durchflußrate geprüft werden soll. Es wird nun auf Fig. 9C Bezug genommen. Im Schritt 948 wird die Logik- und Treiberschaltung 198a aktiviert, um die Lampe 111c "Testablauf" einzuschalten, bevor der Übergang zum Schritt erfolgt, in dem bestimmt wird, ob die in dem Arbeitsspeicher 126 gespeicherten Durchflußraten einem der Werte QO bis Q7 entsprechen. Wenn dies zutrifft, so geht das Unterprogramm zum Schritt 952a, in dem bestimmt wird, ob die Prüfung bei der Durchflußrate QO erfolgen soll. Wenn ja, so wird die Geschwindigkeit 0 im Schritt 954a in die Geschwindigkeits-Pufferstelle des Arbeitsspeichers 126 eingegeben; danach führt das Durchflußmesser-Eichsystem 10 im Schritt 956a die überprüfung des Durchflußmessers 38 bei der gewählten Durchflußrate aus und· gibt das Ergebnis an den Drucker ab, wie im einzelnen noch unter Bezugnahme auf Fig. 9E und F erläutert wird. Wenn aber die Prüfung bei der Durchflußrate Q1 durchgeführt werden soll, so werden entsprechende Schritte 954b und 956b ausgeführt, wodurch die Geschwindigkeit 1 eingegeben und bei den entsprechenden Schritten ausgeführt wird. Entsprechende Schritte 952c bis 952h, 954c bis 954h sowie 956c bis 956h werden ausgeführt, wodurch die entsprechenden Durchflußraten in den Geschwindigkeitspuffer eingegeben und ausgeführt werden. Wenn der Entscheidungsschritt 950 das Ergebnis "Nein" bringt, so geht das Programm unmittelbar zum Schritt 958 in Fig. 9D über, in welchem durch Prüfung der Kennsignale in den zugeordneten Bereichen des Arbeitsspeichers 126 entschieden wird, ob eine der Durchflußraten Q8 bis QF gewählt wurde. Wenn ja, so geht das Unterprogramm weiter zum Schritt 96Oa. Wenn nein, so kehrt das Unterprogramm zu dem nächsten Schritt 908 in Fig. 9A zurück. Im Schritt 96Oa wird bestimmt, ob ein Durchlußmesser bei einer Durchflußrate geprüft werden soll, die dem Wert Q8 entspricht. Wenn ja, so wird im Schritt 962a die Geschwindigkeit 8 in den Geschwindigkeitspuffer des Arbeitsspeichers 126 eingegeben. An dieser Stelle wird über Schritt 964a die Über-to determine which flow rate is used should and how often each flow rate should be checked. Reference is now made to Figure 9C. In step 948 the Logic and driver circuit 198a activated to activate lamp 111c Activate "Test sequence" before proceeding to the step in which it is determined whether the 126 stored flow rates one of the values Q0 to Q7 correspond. If so, the subroutine goes to step 952a where it is determined whether the test in the Flow rate QO should take place. If so, the speed becomes 0 in step 954a in the speed buffer location of the working memory 126 entered; then the flow meter calibration system leads 10 in step 956a the check of the flow meter 38 at the selected flow rate and outputs the result to the printer, as will be explained in detail with reference to FIGS. 9E and F. If but the test is to be carried out at flow rate Q1, corresponding steps 954b and 956b are carried out, whereby the speed 1 is entered and executed in the appropriate steps. Corresponding steps 952c to 952h, 954c to 954h and 956c to 956h are executed, putting the corresponding flow rates in the velocity buffer entered and executed. If decision step 950 produces the result "no", then that is possible The program proceeds immediately to step 958 in FIG. 9D, in which by checking the identification signals in the assigned areas of the main memory 126 it is decided whether a the flow rates Q8 to QF was chosen. If so, the routine continues to step 960a. If not, return the subroutine returns to the next step 908 in Fig. 9A. In step 96Oa it is determined whether a flow meter should be checked at a flow rate equal to Q8. If so, then in step 962a the speed is 8 is entered into the speed buffer of working memory 126. At this point, via step 964a, the transfer

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prüfung des Durchflußmessers 38 mittels des Eichsystems 10 bei der angegebenen Geschwindigkeit des Servomotors und Durchflußrate durchgeführt. In gleicher Weise werden die Schritte 96Ob bis 96Oh, 962b bis 962h sowie 964b bis 964h ausgeführt, wodurch Überprüfungen bei den verschiedenen Durchflußraten und entsprechenden Motorgeschwindigkeiten ausgeführt werden, bevor die Rückkehr zu dem nächsten Schritt erfolgt, wobei es sich um Schritt 908 oder 912 handeln kann, um die Anzahl von Tests pro Durchflußrate, die erfolgen sollen, zu ermitteln.Checking the flow meter 38 by means of the calibration system 10 performed at the specified servomotor speed and flow rate. In the same way are the steps 96Ob to 96Oh, 962b to 962h, and 964b to 964h, allowing checks at the various flow rates and corresponding motor speeds are executed before returning to the next step, wherein it may be step 908 or 912 to determine the number of tests per flow rate to be run.

Tn den PUj. 9C und 10 eriol<jt nach W.ilil ck»r Durchflußrato, bei der der Durchflußmesser überprüft werden soll, die eigentliche Durchführung dieser Prüfung in den Schritten 956 und 964. Die eigentliche Durchflußmesser-Prüfung mittels des Eichsystems 10 erfolgt in dem Unterprogramm nach den Fig. 9E und F. Im Schritt 966 wird zunächst die Logik- und.Treiberschaltung 198a in Fig.4E angesteuert, um die Lampe 111c "Testablauf" einzuschalten, über Schritt 332 in Fig. 6B wird dann der Kolben 14 in seine Ausgangs- bzw. unterste Stellung gebracht, die in den Fig. 1 und 2A gezeigt ist. Im Schritt 968 wird die Logikschaltung 194b angewiesen, die Öffnung des Einlaßventils 34 und Schließung des Auslaßventils 36 vorzunehmen. Wie oben angegeben, ist in dem Geschwindigkeitspuffer des Arbeitsspeichers 126 eine bestimmte Geschwindigkeit gespeichert, und der Servomotor 20 wird durch Steuerung der Logikschaltung 194a so angesteuert, daß er diese Geschwindigkeit erreicht, was über das Unterprogramm 606 in Fig. 8F erfolgt. Von Bedeutung ist, daß im Unterprogramm 606 festgestellt wird, daß der Kolben 14 aus seiner Ausgangsstellung in die Testbeginnstellung beschleunigt wurde, wüo vom Au;i<jfljifjiir.lqn,il dtvt Νίϋι«··οιΐι«_|!.«"1ίΜ ekt ors iingeiseicft wlrU, und daß die Geschwindigkeit des Kolbens stabilisiert ist. Im Schritt 970 werden dann die Ausgangssignale des Rotationscodierers 40 und des linearen optischen Codierers 26 durch die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a bzw. 170b gesperrt, damit sie nicht in die entsprechenden Zähler 174aTn the PUj. 9C and 10 eriol <jt according to W.ilck »r flow rate, at which the flow meter is to be checked, the actual one Carry out this test in steps 956 and 964. The actual flow meter test using the calibration system 10 takes place in the subroutine according to FIGS. 9E and F. In step 966, the logic and driver circuit 198a in FIG. 4E driven to turn on the lamp 111c "test sequence" via Step 332 in FIG. 6B, the piston 14 is then brought into its starting or lowermost position, which is shown in FIGS 2A is shown. At step 968, logic circuit 194b is instructed to open inlet valve 34 and close of the exhaust valve 36 to make. As indicated above, there is a certain one in the speed buffer of the working memory 126 Speed is stored, and the servo motor 20 is controlled by the control of the logic circuit 194a so that that it reaches this speed, which is done via subroutine 606 in Fig. 8F. It is important that in the subroutine 606 it is established that the piston 14 has been accelerated from its starting position into the test start position, wüo vom Au; i <jfljifjiir.lqn, il dtvt Νίϋι «·· οιΐι« _ |!. «" 1ίΜ ekt ors iingeicft wlrU, and that the speed of the piston is stabilized. Then in step 970 the output signals of the rotary encoder 40 and the linear optical encoder 26 by signal conditioning and logic circuits 170a and 170b, respectively locked so that they are not in the corresponding counter 174a

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und 182a gelangen können, und die Zeit-Divisoren oder -Faktoren, die ursprünglich aufgrund des Teätvolumens ausgewählt wurden, werden in den programmierbaren Zähler 174a eingegeben. Nachdem der Kolben die Startbeginnstellung erreicht hat, was im Schritt 600 festgestellt wird, wird der Ausgang des Rotationscodierers 40 periodisch adressiert, z.B. alle 40 Mikrosekunden, um das Auftreten der Anstiegsflanke des nächsten Pulses daraus festzustellen und dem Eingang des Intervallzeitgebers 176 zuzuführen. Wenn dies nicht geschehen ist, prüft das Unterprogramm im Schritt 974 den Zustand des Näherungsschalters 54, und wenn der Kolben 14 sich in dieser Stellung befindet, d.h. im Bereich seiner obersten Stellung innerhalb des Zylinders 12, so erfolgt eine Anzeige, daß ein Fehler aufgetreten ist, und das Unterprogramm wird über Punkt 975 verlassen und gelangt zu einer Programmunterbrechung, wie anhand von Fig. 9G noch erläutert wird. Beim Auftreten der Vorderflanke des Ausgangssignals des Rotationscodierers 40 geht das Programm hingegen zum Schritt 976, in welchem das Ausgangssignal A des Rotationscodierers 40 über die Signalaufbereitungs- und Logikschaltung 170a an den Intervallzeitgeber 174 und insbesondere an seinen programmierbaren Zähler 174a angelegt wird. Ferner gibt der Schritt 976 den Zähler 182 frei, damit dieser mit dem Zählen der Pulse beginnt, die von dem Linearcodierer 26 abgeleitet werden, wobei auch der programmierbare Zähler 174a freigegeben wird, damit er die Impulse aus dem Rotationscodierer 40 zählt. Zusätzlich gibt der Schritt 976 zu diesem Zeitpunkt den Zähler 176a frei, damit dieser das System-Taktsignal (Fig. 4C) als Taks A (z.B. 200 kHz) zählt, indem dieses Taktsignal durch einen geeigneten Faktor dividiert wird, wobei als Ausgangssignal über die Logikschaltung 178 ein 1-see,-Abruf signal abgegeben wird, durch welches die verschiedenen Temperatur- und Druckwerte abgerufen werden. Zusätzlich wird über den Intervallzeitgeber 174 ein Ausgangssinai gewonnen, um die Logikschaltung 177 freizugeben, die sonst gesperrt ist, so daß eine Testende-Programmunterbrechung veranlaßt werden kannand 182a, and the time divisors or factors originally selected based on the unit volume are entered into the programmable counter 174a. After the piston has reached the start position, which is determined in step 600, the output of the rotary encoder 40 is periodically addressed, for example every 40 microseconds, in order to determine the occurrence of the rising edge of the next pulse and to feed it to the input of the interval timer 176. If this has not happened, the subroutine checks the status of the proximity switch 54 in step 974, and if the piston 14 is in this position, ie in the region of its uppermost position within the cylinder 12, an indication is given that an error has occurred and the subroutine is exited via point 975 and a program interruption arrives, as will be explained with reference to FIG. 9G. When the leading edge of the output signal of the rotary encoder 40 occurs, however, the program goes to step 976 , in which the output signal A of the rotary encoder 40 is applied to the interval timer 174 and in particular to its programmable counter 174a via the signal conditioning and logic circuit 170a. Step 976 also enables the counter 182 to begin counting the pulses derived from the linear encoder 26, and also enables the programmable counter 174a to count the pulses from the rotary encoder 40. In addition, step 976 enables counter 176a at this point in time so that it counts the system clock signal (FIG. 4C) as clock A (eg 200 kHz) by dividing this clock signal by a suitable factor, the output signal being via the logic circuit 178 a 1-see, call-up signal is issued, by means of which the various temperature and pressure values are called up. In addition, an output signal is obtained via the interval timer 174 in order to enable the logic circuit 177, which is otherwise blocked, so that an end-of-test program interruption can be initiated

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und insbesondere der Digitalpegel "1" erzeugt wird, wenn der programmierbare Zähler 174a die eingegebene Zählrate heruntergezählt hat, wobei dann ein Signal an den Eingang Interrupt 2 der CPU 120 angelegt wird, um ein Programmunterbrechungs-Unterprogramm auszulösen, das im einzelnen anhand der Fig. 9J erläutert wird. Danach werden im Schritt 528 die laufend in dem Durchflußmesser 38 und in der Kammer 28 gemessenen Druck- und Temperaturdaten ausgegeben, wie in Fig. 8P dargestellt. Danach wird im Schritt 980 der Zustand des Zählers 176a in dem Intervallzeitgeber 176 überprüft, und wenn keine Pulse kumuliert wurden, kehrt das Unterprogramm zum Anfang des Schrittes 980 zurück, um das Auftreten des ersten Pulses aus dem Zähler 176a abzuwarten. Wenn ein oder mehrere Pulse am Ausgang des Zählers 176a festgestellt wurden, geht das Unterprogramm zum Schritt 982, in welchem der Zähler 176a auf Null rückgesetzt wird. Der Zähler 176a wird also auf Null rückgesetzt, wenn der 1-sec-Impuls von der Logikschaltung 178 ausgegeben wird. Dann werden im Schritt 984 der Durchflußmesserdruck MP2 vom Ausgang des Druckwandlers 46, der Eichraumdruck vom Druckwandler PB, der Eichgerätdruck PB1 aus dem Druckwandler 51, die Durchflußmessertemperaturen TM3 und TM4 aus den Temperaturwandlern 42 bzw. 44 MUWLo die Kichgorcittemperaturen 'JTI und Tl>2 au« den Tcjnpor.jt urwandltün L>7 und ΰϋ in die zugeordneten Stellen innerhalb des Arbeitsspeichers 126 eingegeben, um zur daran auszuführenden Berechnung verfügbar zu sein, wie · später erläutert wird. Im Schritt 986, der im einzelnen anhand von Fig. 9L erläutert wird, werden die Druck- und Temperaturdaten in Dezimalform mit Fließkomma umgesetzt, und in dem anhand von Fig. 9M im einzelnen erläuterten Schritt 988 werden die Daten kumuliert und gemittelt. Wie im einzelnen später erläutert wird, werden die Druck- und Temperaturwerte im Durchflußmesser 38 und innerhalb der Kaqmer 28 periodisch kumuliert, z.B. jede Sekunde, beginnend mit einem Zeitpunkt, zu dem die Durchflußmesser-Prüfung beginnt, bis diese beendet ist, wodurch sämtliche Meßwerte summiert und durch die Anzahl von Meßwerten dividiert werden, um die Temperatur- und Druck-and in particular the digital level "1" is generated when the programmable counter 174a reaches the inputted count rate has counted down, a signal then being applied to the interrupt 2 input of the CPU 120 to initiate a program interruption subroutine trigger, which is explained in detail with reference to FIG. 9J. Thereafter, in step 528, the Pressure and temperature data measured continuously in the flow meter 38 and in the chamber 28 are output, as in FIG. 8P shown. Thereafter, in step 980, the state of the counter 176a in the interval timer 176 is checked, and if none Pulses have been accumulated, the routine returns to the beginning of step 980 to identify the occurrence of the first pulse from the counter 176a to be seen. If one or more pulses have been detected at the output of counter 176a, the subroutine continues to step 982 in which the counter 176a is reset to zero. The counter 176a is therefore reset to zero, when the 1 sec pulse is output from logic circuit 178 will. Then in step 984 the flow meter pressure MP2 from the output of the pressure transducer 46, the calibration room pressure from the pressure transducer PB, the calibrator pressure PB1 from the pressure transducer 51, the flowmeter temperatures TM3 and TM4 from the temperature transducers 42 or 44 MUWLo the Kichgorcittemperaturen 'JTI and Tl> 2 au «the Tcjnpor.jt urwandltün L> 7 and ΰϋ in the assigned Places entered within the working memory 126 in order to to be available for the calculation to be performed on it, as will be explained later. In step 986, which is based in detail of Fig. 9L, the pressure and temperature data are converted into decimal form with floating point, and in the With reference to step 988, which is explained in detail in FIG. 9M, the data are cumulated and averaged. As in detail later As will be explained, the pressure and temperature values in the flow meter 38 and within the chamber 28 will be periodic cumulative, e.g. every second, starting with a point in time at which the flow meter test begins until it ends is, whereby all measured values are summed up and divided by the number of measured values in order to determine the temperature and pressure

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parameter zeitlich zu mitteln. Die Temperatur- und Druckparameter sollen also während der Durchführung der Überprüfung des Durchflußmessers fortwährend aufgenommen bzw. überwacht werden. Der letzte Meßwert dieser Parameter wird aufgenommen, nachdem bereits der programmierbare Zähler 174a heruntergezählt hat. Im Schritt 990 erfolgt dann die Bestimmung, ob die Überprüfung beendet ist, indem das Register INT2 abgefragt wird; wenn die Überprüfung beendet ist, geht das Programm zu dem nächsten Schritt in Fig. 9F weiter. Anderenfalls kehrt das Programm zum Beginn des Schrittes 528 zurück, um die laufenden Werte von Druck und Temperatur aus den Puffern des Arbeitsspeichers 126 auszugeben und mit der Durchlußmesser-Prüfung fortzufahren. Die Erzeugung und Speicherung eines Testende-Kennsignals (flag) ermöglicht die Beendigung des PrüfVorganges an irgendeiner Stelle innerhalb des Intervalls zwischen den Abfragepulsen zur Vornahme der Druck- und Temperaturmessungen. Wie anhand von Fig. 9J erläutert wird, wird dieses Testende-Kennsignal gesetzt, wenn der Zähler 174a des Durchflußmessers heruntergezählt hat, und zwar an einer zugeordneten Stelle des Arbeitsspeichers 126, um anzuzeigen, daß die Überprüfung beendet ist. Der aus der Logikschaltung 178 nach Fig. 4C gewonnene 1-sec-Abfragepuls muß jedoch noch erscheinen, um die letzten Temperatur- und Druckwerte zu erhalten. Das in Fig. 9E gezeigte Unterprogramm, insbesondere Schritt 990, ermöglicht den Abschluß des PrüfVorganges, indem die letzten Druck- und Temperaturdaten abgerufen werden, bevor das Durchflußmesser-Eichsystem stillgesetzt wird. Mittels der Logikschaltung 177 kann das Anhalten des Durchflußmesser-Zählers 174a schnell festgestellt werden, damit ein Testende-Kennsignal schnell und zuverlässig erzeugt werden kann. Wenn dies durch Programmierung erreicht werden soll, so wäre es erforderlich, wiederholt den Zustand des programmierbaren Zählers 174a zu überprüfen, um festzustellen, ob er heruntergezählt hat, wodurch das in dem programmierbaren Festwertspeicher 124 zu speichernde Programm beträchtlich an Umfang gewinnen würdeparameters to be averaged over time. The temperature and pressure parameters should therefore be used while the check is being carried out of the flow meter continuously recorded or monitored will. The last measured value of these parameters is recorded after the programmable counter 174a has already counted down Has. Then, at step 990, a determination is made as to whether the test has ended by interrogating register INT2; when the check is finished, the program proceeds to the next step in Fig. 9F. Otherwise it returns The program returns to the beginning of step 528 to get the current values of pressure and temperature from the buffers of the working memory 126 and continue with the flowmeter test. The generation and storage of an end-of-test signal (flag) enables the test process to be terminated at any point within the interval between the Inquiry pulses for taking pressure and temperature measurements. As will be explained with reference to Fig. 9J, this end-of-test flag becomes is set when the counter 174a of the flow meter has counted down, namely at an associated location of the Working memory 126 to indicate that verification is complete is. The 1-second interrogation pulse obtained from the logic circuit 178 according to FIG. 4C must, however, still appear in order for the to receive the last temperature and pressure values. The subroutine shown in FIG. 9E, in particular step 990, enables the conclusion of the test process by the last pressure and Temperature data is obtained before the flowmeter calibration system is stopped. By means of the logic circuit 177, the stopping of the flow meter counter 174a can be made fast can be determined so that an end-of-test identification signal can be generated quickly and reliably. If so by programming is to be achieved, it would be necessary to repeatedly change the state of the programmable counter 174a check to see if it has counted down, which is in the programmable read only memory 124 saving program would grow in size considerably

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und die Genauigkeit der Testbeendigung vermindert würde.and the accuracy of test completion would be decreased.

Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß die Durchflußmesser-Prüfung ansprechend auf die Ausgangssignale des Rotationscodierers 40 des Durchflußmessers ausgelöst und beendet wird. Der den Codierer 40 mit der Membran des Durchflußmessers 38 koppelnde Mechanismus erzeugt gewissermaßen ein frequenzmoduliertes Signal, so daß es günstig ist, die Zählung seines Ausgangssignals annähernd bei derselben Stelle des Rotationszyklus des Rotationscodierers 40 zu beginnen und zu beenden. Zu diesem Zweck wird der Kolben 14 aus seiner Ausgangsstellung auf eine,im wesentlichen konstante Geschwindigkeit beschleunigt, bevor er durch die Testbeginn-Stellung geht, was im Schritt 646 festgestellt wird, woraufhin dann periodisch, z.B. alle 40 Mikrosekunden, das Erscheinen der Anstiegsflanke des nächsten Pulses A aus dem Rotationscodierer 40 überprüft wird. Dieser nächste Puls A aus dem Rotationscodierer 40 löst die Abwärtszählung des programmierbaren Zählers 174a aus, in den eine Zählrate eingegeben wurde, welche das Testvolumen angibt, das den zu untersuchenden Durchflußmesser 38 durchströmen soll, und gleichzeitig beginnt der ZählVorgang des Zählers 182, welcher das Ausgangssignal des Linearcodierers 26 zählt, um eine genaue Anzeige des in das Eichsystem 10 gesaugten Volumens zu liefern. Wenn der Zähler 174a heruntergezählt hat, wird ein Signal an die Logikschaltung 177 angelegt, um eine CPU-Programmunterbrechung 2 zu veranlassen, die, wie in Fig. .9J gezeigt, die Zähler 174a und 182 sperren, so daß deren Zählvorgang beendet wird. Die in dem Zähler 182 gespeicherte Zählrate, welche die aus dem Linearcodierer 26 entgegengenommenen Pulse anzeigt, wird hinsichtlich des Zählvorgangs ansprechend auf das Ausgangssignal des Rotationscodierers 40 begonnen und beendet, wodurch gewährleistet wird, daß die in dem Zähler 182 gespeicherte Zählrate genau derjenigen entspricht, die in dem programmierbaren Zähler 174a gespeichert ist, welche die mittels des Durchflußmessers 38 vorgenommene Fluidmessung angibt.From the above description it is clear that the flow meter test triggered and terminated in response to the output signals of the rotary encoder 40 of the flow meter will. The mechanism coupling the encoder 40 to the diaphragm of the flow meter 38 produces a kind of frequency-modulated one Signal, so that it is beneficial to start and stop counting its output signal at approximately the same point in the rotation cycle of rotary encoder 40. For this purpose, the piston 14 is accelerated from its starting position to an essentially constant speed, before going through the test start position, which is determined in step 646, then periodically, e.g. 40 microseconds, the appearance of the rising edge of the next Pulse A from the rotary encoder 40 is checked. This next pulse A from the rotary encoder 40 triggers the Down counting of the programmable counter 174a, into the a count rate has been entered which indicates the test volume that is to flow through the flow meter 38 to be examined, and at the same time the counting process of the counter 182, which counts the output signal of the linear encoder 26 by one to provide an accurate indication of the volume drawn into the calibration system 10. When the counter 174a has counted down, becomes a Signal applied to logic circuit 177 to indicate a CPU program interrupt 2, which, as shown in Fig. 9J, disable the counters 174a and 182, so that their counting is terminated will. The counting rate stored in the counter 182, which indicates the pulses received from the linear encoder 26, is started and stopped in counting in response to the output of the rotary encoder 40, whereby it is ensured that the counting rate stored in the counter 182 corresponds exactly to that in the programmable Counter 174a is stored, which indicates the fluid measurement made by means of the flow meter 38.

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SoSo

Es wird nun auf Fig. 9F Bezug genommen. Im Schritt 992 werden die erwähnten Endwerte des Druckes beschafft, nachdem das Testende-Kennsignal gesetzt wurde, und werden in Dezimalform mit Fließkomma umgesetzt, bevor sie kumuliert und gemittelt werden. Die Endwerte von Druck und Temperatur werden über die Logikschaltung 190a in Fig. 4D ausgegeben, um auf dem Bildschirm 112 angezeigt zu werden, entsprechend dem vorstehend anhand der Fig. 8P beschriebenen Unterprogramm. Dann wird die im Zähler 182 kumlierte Zählrate im Schritt 994 in Dezimalform mit Fließkomma umgesetzt, und im Schritt 620 wird der Servomotor abgebremst, und zwar nach dem anhand von Fig. 8G oben erläuterten Unterprogramm 62O. Der Schritt 996 liefert dann Steuersignale über die Pl/O-Schaltung 196 und die Logikschaltung 194b, um die Spule des Auslaßventils 36 anzusteuern und dieses Ventil zu öffnen, und um die Spule des Einlaßventils 34 anzusteuern und dieses Ventil zu schließen. Im Schritt 998 werden dann die verschiedenen, nun vollständig gesammelten Parameter dazu verwendet, die Volumina zu berechnen, die am Ausgang des optischen Linearcodierers 26 'bzw. optischen Rotationscodierers 40 des Durchflußmesser angegeben werden, und zwar in der anhand von Fig. 9N im einzelnen erläuterten Weise. Im Schritt 1000 wird ein Steuerbefehl zu der Logik- und Treiberschaltung 198a gesandt, um die Anzeige 111d "Testende" einzuschalten, und anschließend werden im Schritt 1002 die im Schritt 998 berechneten Ausgabeergebnisse zu dem Drucker überführt, wie anhand der Fig. 9P im einzelnen erläutert wird, und der Kolben 14 wird in seine unterste bzw. Ausgangsstellung zurückgebracht, was in dem in Fig. 6B gezeigten Schritt 322 geschieht, an dieser Stellt? kehrt das Programm zum Beginn des Schrittes 952a in Fig. 9C zurück, um zu ermitteln, ob wiederholte Tests oder Tests mit verschiedener Durchflußrate durchgeführt werden sollen.Reference is now made to Figure 9F. In step 992 the mentioned final values of the pressure are obtained after the End of test signal has been set and are converted into decimal form with floating point before they are cumulated and averaged will. The final values of pressure and temperature are output via the logic circuit 190a in FIG. 4D to on the screen 112, corresponding to the subroutine described above with reference to FIG. 8P. Then the in the counter 182 accumulated count rate in step 994 in decimal form implemented with floating point, and in step 620 the servomotor is braked, namely according to the above with reference to FIG. 8G explained subroutine 62O. Step 996 then provides control signals through the PI / O circuit 196 and the logic circuit 194b to control the coil of the outlet valve 36 and to open this valve, and to control the coil of the inlet valve 34 and close this valve. Then in step 998 the various, now fully collected parameters used to calculate the volumes that are present at the output of the optical linear encoder 26 'resp. optical rotary encoder 40 of the flow meter are specified, in the reference of Fig. 9N. In step 1000, a control command is sent to the logic and driver circuit 198a is sent to turn on the "end of test" indicator 111d, and then in step 1002 those calculated in step 998 are calculated Output results transferred to the printer, as will be explained in detail with reference to FIG. 9P, and the piston 14 is brought back to its lowest or starting position, which happens in step 322 shown in FIG. 6B, at this point? The program returns to the beginning of step 952a in Fig. 9C to determine if there are repeated tests or tests are to be performed at different flow rates.

In Fig. 9G ist das Progr.ammunterbrechungs-Unterprogramm 975 gezeigt, das insbesondere dann beginnt, wenn die Stopp-Taste 111g gedrückt wird oder wenn im Schritt 974 gemäß Fig. 9E einIn Fig. 9G, the program interrupt subroutine 975 is shown, which begins in particular when the stop key 111g is pressed or when in step 974 of FIG. 9E

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Fehler festgestellt wird, der auf dem Fehlen von Zählereignissen aus dem Rotationscodierer und dem gleichzeitigen Vorhandensein des Kolbens in seiner obersten Stellung entsprechend der Stelle des Näherungsschalters 54 beruht. Bei Betätigung des Stopp-Tasters 111g wird der Servomotor 20 schnell bis zum Anhalten abgebremst, und das System wird in diesem Anhaltezustand "verriegelt", bis die Hauptstromversorgung abgeschaltet und wieder eingeschaltet wurde. Beim erneuten Anlegen des BetriebsStroms kehrt das Eichsystem 10 in seinen Bereitschaftszustand zurück. In beiden Fällen beginnt das Programm am Punkt 975 in Fig. 9G, und im Schritt 1004 veranlaßt die Logik- und Treiberschaltung 198a das Aufleuchten der Lampe hinter der Stopp-Taste 111g. Im Schritt 1006 wird die gerade vorliegende Motorgeschwindigkeit aus der Logikschaltung 198b abgeleitet und im Geschwindigkeitsvergleichspuffer des Arbeitsspeichers 126 gespeichert. Dann wird der Servomotor 20 gemäß dem Programm 6 20 in Fig. 8G abgebremst. Danach werden im Schritt 1008 Befehle zur Logikschaltung 194b geschickt, um die zugeordnete Spule zum Öffnen des Auslaßventils 36 anzusteuern, und die zugeordnete Spule zum Schließen des ersten bzw. Einlaßventils 34 anzusteuern. Das Unterprogramm durchläuft dann einen Warteschritt 1010, bis Strom abgeschaltet und erneut angelegt wird.Error is detected based on the lack of counting events from the rotary encoder and the simultaneous presence of the piston is based in its uppermost position corresponding to the location of the proximity switch 54. When actuated of the stop button 111g, the servomotor 20 becomes fast decelerated until stopped, and the system is "locked" in this stopped state until the main power supply is switched off and turned on again. When the operating current is reapplied, the calibration system 10 returns to its Back to standby mode. In both cases that begins Program at point 975 in Figure 9G, and at step 1004, logic and driver circuit 198a causes the lamp to illuminate behind the stop button 111g. In step 1006 the straight The present motor speed is derived from the logic circuit 198b and stored in the speed comparison buffer of the main memory 126 saved. Then the servomotor 20 is braked according to the program 6 20 in FIG. 8G. After that, the Step 1008 commands are sent to logic circuit 194b to to control the associated coil for opening the exhaust valve 36, and to control the associated coil for closing the first or inlet valve 34. The subroutine runs through then a wait step 1010 until power is turned off and reapplied.

Wie in Fig. 9H gezeigt ist, beginnt die Programmunterbrechung 1, wenn der Rücksetztaster 111g des Systemsteuer- und Zustandsmoduls 111 gedrückt wird, wodurch das in Bearbeitung befindliche Programm unterbrochen wird, um zum Schritt 1012 zu gelangen, in welchem die Logik- und Treiberschaltung 198a so gesteuert wird, daß sie die Lampe hinter dem Rücksetztaster 111g einschaltet. Im Schritt 1014 wird dann die gerade vorliegende Geschwindigkeit des Servomotors 20 über die Logikschaltung 198b ausgelesen und in dem Geschwindigkeitsvergleichspuffer bzw. einer adressierbaren Stelle des Arbeitsspeichers 126 gespeichert. Der Servomotor 20 wird dann unter SteuerungAs shown in Fig. 9H, program interruption 1 begins when the reset button 111g of the system control and status module 111 is pressed, whereby the program in progress is interrupted to go to step 1012, in which the logic and driver circuit 198a is controlled so that it turns the lamp behind the reset button 111g turns on. In step 1014, the currently present The speed of the servo motor 20 is read out via the logic circuit 198b and stored in the speed comparison buffer or an addressable location in the main memory 126. The servo motor 20 is then under control

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32,32,

der Logikschaltung 194a bis zum Anhalten abgebremst, und zwar über das'in Fig. 8G gezeigte Unterprogramm 620, und es erfolgt eine Rückkehr zu dem Programm über Punkt 212, insbesondere zum Schritt 214 in Fig. 5.of the logic circuit 194a is braked to a stop, specifically via the subroutine 620 shown in FIG. 8G, and it takes place a return to the program via point 212, in particular to the Step 214 in FIG. 5.

Eine dritte Programmunterbrechung, in bezug auf die obigen Schritte 976 und 990 in Fig. 9E, ist in Fig. 9J dargestellt und wird automatisch bei Abschluß der Durchflußmesser-Prüfung ausgeführt, wenn der Intervallzeitgeber 174 einen Impuls über die Logikschaltung 177 an den Eingang Interrupt 2 der CPU 120 anlegt, wobei dieser Puls auftritt, nachdem die Zählrate heruntergezählt ist, die einem der genannten Volumenfaktoren 28, 14 oder 7 1 (1, 0,5 oder 0,25 Kubikfuß) entspricht, die über das Eichsystem 10 durch den Durchflußmesser 38 gesaugt werden sollen. Anfangs wird der Systemzustand im Schritt 1018 an geeigneten Stellen des Arbeitsspeichers 126 gespeichert, und im Schritt 1020 werden die Zähler 174a und 182 in Fig. 4C gesperrt, und die gespeicherte Zählrate des Zählers 182 wird an geeigneten Stellen innerhalb des Arbeitsspeichers 126 abgespeichert, bevor die beiden Zähler 174a und 182 rückgesetzt werden. Im Schritt 1024 wird eine 1 bzw. ein Kennsignal im Testende-Register des Arbeitsspeichers 126 gesetzt, sobald einer der oben genannten Faktoren bzw. Parameter im Zähler 174a heruntergezählt ist. Das Ende eines Tests kann also auf halbem Wege zwischen den 1-sec-Abrufpulsen auftreten, die zur Gewinnung der Druck- und Temperaturmeßwerte verwendet werden. Es müssen also die endgültigen Druck- und Temperaturwerte abgewartet werden, und dies erfolgt, indem das Testende-Kennsignal gesetzt wird, sobald die oben erwähnten Faktoren heruntergezählt sind. Das Durchflußmesser-Eichsystem 10 fährt dann fort, die Daten zu kumulieren, wie in Fig. 9E angegeben, bis der Schritt 990 auftritt, in welchem Zugriff zu dem Testende-Register im Arbeitsspeicher 126 erfolgt, um zu prüfen, ob ein Testende-Kennsignal gesetzt ist. Gegebenenfalls wird dann der Test bzw. die Überprüfung beendet. Wenn er nochA third program interrupt, relating to steps 976 and 990 above in FIG. 9E, is shown in FIG. 9J and runs automatically upon completion of the flowmeter test when the interval timer 174 passes a pulse the logic circuit 177 applies the interrupt 2 input of the CPU 120, this pulse occurring after the count rate has been counted down is one of the named volume factors 28, 14 or 7 1 (1, 0.5 or 0.25 cubic feet) drawn through the flow meter 38 via the calibration system 10 should. Initially, the system state is stored in appropriate locations in memory 126 in step 1018, and in step 1020 the counters 174a and 182 in Fig. 4C are disabled, and the stored count rate of the counter 182 is stored in suitable locations within the main memory 126, before the two counters 174a and 182 are reset. In step 1024 a 1 or an identification signal im End of test register of main memory 126 is set as soon as one of the above-mentioned factors or parameters is in the counter 174a is counted down. The end of a test can therefore occur halfway between the 1-second polling pulses that are sent to the Obtaining the pressure and temperature readings can be used. So you have to wait for the final pressure and temperature values and this is done by setting the end of test flag as soon as the above-mentioned factors count down are. The flow meter calibration system 10 is running then continue to accumulate the data as indicated in Figure 9E until step 990 occurs, in which access to the end-of-test register takes place in the main memory 126 in order to check whether an end-of-test signal has been set. If necessary, will then the test or verification is ended. If he still

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abläuft, wird im Schritt 1028 der Zustand des Systems wieder abgerufen, und der Betrieb des Eichsystems geht an der Unterbrechungsstelle innerhalb des Durchflußmesser-Prüfprogramms weiter, wie in Fig. 9E gezeigt.expires, the status of the system is retrieved again in step 1028 and the operation of the calibration system continues at the point of interruption continue within the flow meter check routine as shown in Figure 9E.

Das in Fig. 9E allgemein gezeigte Programm 984 zum Eingeben der Druck- und Temperaturwerte ist im einzelnen in Fig. 9K dargestellt. Im Anfangsschritt 103 2 wird die Anzeige der Druckdifferenz aus dem Druckdifferenzfühler 4 6 mittels des A/D-Umsetzers 166 in Binärdaten umgesetzt und an der zugehörigen Stelle innerhalb des Arbeitsspexchers 126 gespeichert. Die von dem Kolben-Druckwandler 51 ermittelte Druckdifferenz wird in gleicher Weise mittels des'A/D-Umsetzers 166 in Binärdaten umgesetzt und im Schritt 1034 an der zugeordneten Stelle des Arbeitsspeichers 126 gespeichert. In gleicher Weise wird der von dem Wandler 109 gemessene Barometerdruck im Eichraum 6, in welchem sich das Eichsystem 10 befindet, mittels des A/D-ümsetzers 166 in Binärdaten umgesetzt und über Schritt 1036 an der zugeordneten Stelle des Arbeitsspeichers 126 gespeichert. In gleicher Weise werden in den Schritten 1038, 1040, 1042 die Temperatur-Eingangssignale TP1, TP2, TM3 und TM4 aus den Temperaturmeßvorrichtungen 57, 58, 42 und 44 mittels des A/D-ümsetzers 158 in Binärdaten umgesetzt und an zugeordneten Stellen innerhalb des Arbeitsspeichers 126 gespeichert, bevor die Rückkehr zum Schritt 986 in Fig. 9E erfolgt.The program 984, shown generally in FIG. 9E, for entering the pressure and temperature values is detailed in FIG. 9K shown. In the initial step 103 2, the pressure difference is displayed from the pressure difference sensor 4 6 by means of the A / D converter 166 converted into binary data and stored at the associated location within the working pexcher 126. the The pressure difference detected by the piston pressure transducer 51 is converted into binary data by means of the A / D converter 166 in the same way implemented and stored in step 1034 at the assigned location of the main memory 126. In the same way, the Barometer pressure measured by the transducer 109 in the calibration room 6, in which the calibration system 10 is located, by means of the A / D converter 166 converted into binary data and stored in the assigned location of the main memory 126 via step 1036. In the same way, in steps 1038, 1040, 1042, the temperature input signals TP1, TP2, TM3 and TM4 are generated from the Temperature measuring devices 57, 58, 42 and 44 converted into binary data by means of the A / D converter 158 and assigned to them Digits are stored within working memory 126 before returning to step 986 in Figure 9E.

Der in Fig. 9E allgemein gezeigte Schritt 986 ist in Fig. 9L im einzelnen gezeigt. Im Schritt 1046 werden die Temperaturwerte entsprechend den Temperaturen TP1 und TP2 des Eichgerätes und den Durchflußmesser-Temperaturen TM3 und TM4 aus ihrer Binärform in Dezimalform mit Fließkomma in den Einheiten Fahrenheit bzw. Celsius umgesetzt und dann an der zugeordneten Stelle innerhalb des Arbeitsspexchers 126 gespeichert. Im Schritt 1048 werden dann in ähnlicher Weise die Binärsignale, welche die Druckwerte MPI, MP2 sowie den Barometerdruck PBStep 986, shown generally in FIG. 9E, is shown in greater detail in FIG. 9L. In step 1046, the temperature values corresponding to the temperatures TP1 and TP2 of the calibration device and the flowmeter temperatures TM3 and TM4 its binary form in decimal form with floating point in the units Fahrenheit or Celsius and then converted to the assigned Place stored within the working pexcher 126. in the Step 1048 then in a similar manner the binary signals representing the pressure values MPI, MP2 and the barometric pressure PB

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- »Br -- »Br -

anzeigen/ aus den entsprechenden Stellen des Arbeitsspeichers 126 entnommen und in Dezimalform mit Fließkomma in den Einheiten bar bzw. psi umgesetzt und an den zugeordneten Stellen innerhalb des Arbeitsspeichers 126 gespeichert, bevor zum Schritt 988 in Fig. 9E zurückgekehrt wird.display / taken from the corresponding digits of the main memory 126 and in decimal form with floating point in the units bar or psi implemented and stored in the assigned locations within the main memory 126 before Returning to step 988 in Figure 9E.

Das in Fig. 9E gezeigte Unterprogramm bzw. der Schritt 988 zum Kumulieren und Mitteln der Daten ist in Fig. 9M im einzelnen gezeigt. Im Schritt 1050 werden die Digitalwerte der beiden Exchgerättemperaturen TP1 und TP2 addiert, um eine gemittelte Eichgerättemperatur (ATP) zu liefern. Dieser Wert wird wiederum zu den zuvor kumulierten Werten der gemittelten Eichgerättemperatur (ATP) hinzuaddiert, so daß eine Reihe von N Meßproben während des Ablaufs einer Durchflußmesser-Prüfung aufaddiert wird. Im Schritt 105 2 werden die Durchflußmessertemperaturen TM3 und TM4 addiert, um eine gemittelte Durchflußmessertemperatur (ATM) zu erhalten, und dieser aktuelle Wert wird zu den zuvor aufaddierten Werten der gemittelten Durchflußmessertemperatur (ATM) hinzuaddiert, um eine Größe zu erhalten, die N aufeinanderfolgenden Meßproben dieser Temperaturen entspricht, welche im Verlauf einer Durchflußmesser-Prüfung aufgenommen wurden. Im Schritt 1054 wird der Wert des ümgebungs- oder Barometerdrucks PB zur Summe aus dem Barometerdruck PB /der Druckdifferenz MP2 zwischen dem Umgebungsdruck und dem Druck innerhalb des Durchflußmessers 38 addiert, um einen gemittelten Durchflußmesserdruck (APM) zu erhalten. Dieser gemittelte Durchflußmesserdruck wird zu den zuvor aufaddierten Werten desselben Druckes addiert, um eine Größe zu erhalten, welche N aufeinanderfolgende Meßwerte des gemittelten Durchflußmesserdruckes angibt. Im Schritt 1056 wird der Wert des Ümgebungs- oder Barometerdruckes PB zu der Druckdifferenz PB1 hinzuaddiert, die von dem Wandler 51 gemessen wird, um einen gemittelten Eichgerätdruck (APP) zu erhalten. Dieser gemittelte Eichgerätdruck (APP) wird zu den zuvor aufaddierten Werten desselben Druckes hinzuaddiert,The subroutine or step 988 for accumulating and averaging the data shown in FIG. 9E is detailed in FIG. 9M shown. In step 1050, the digital values of the two Exchgerät temperatures TP1 and TP2 are added to one to provide the mean calibrator temperature (ATP). This value in turn becomes the previously accumulated values of the averaged Calibrator temperature (ATP) added so that a number of N test samples are added up during the course of a flowmeter test. In step 105 2, the flow meter temperatures TM3 and TM4 added to give an average flow meter temperature (ATM) and this current one Value is added to the previously added values of the mean flowmeter temperature (ATM) by one variable to obtain which corresponds to N successive test samples of these temperatures, which in the course of a flow meter test were recorded. In step 1054, the value of the ambient or barometric pressure PB becomes the sum of the barometric pressure PB / the pressure difference MP2 between the ambient pressure and the pressure inside the flow meter 38 added to give an average flow meter pressure (APM) to obtain. This averaged flow meter pressure is added to the previously added values of the same pressure to obtain a quantity which indicates N successive readings of the mean flow meter pressure. In step 1056 the value of the ambient or barometric pressure PB is added to the pressure difference PB1 measured by the transducer 51 to obtain an average calibrator pressure (APP). This average calibrator pressure (APP) becomes added to the previously added values of the same pressure,

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um eine Größe zu erhalten, welche N aufeinanderfolgende Meßwerte des gemittelten Eichgerätdruckes angibt, die im Verlauf einer Durchflußmesser-Prüfung ermittelt wurden. Im Schritt 1058 wird die Anzahl der Messungen jedes Wertes aus den Schritten 1050, 1052, 1054 und 1056 aufaddiert, um die Gesamtzahl N von Messungen zu bestimmen, wodurch in den nachfolgenden Schritten ein Mittelwert jedes dieser Parameter erhalten werden kann, indem die aufaddierte Größe durch den Faktor N dividiert wird.in order to obtain a quantity which N consecutive measured values of the averaged calibrator pressure determined in the course of a flow meter test. In step 1058 the number of measurements of each value from steps 1050, 1052, 1054 and 1056 is added to produce the total number N of Determine measurements whereby an average of each of these parameters can be obtained in the subsequent steps, by dividing the added size by the factor N.

Der in Fig. 9F gezeigte Schritt 998 wird nun im einzelnen anhand von Fig. 9N erläutert. Die kumulierten Werte der gemittelten Durchflußmessertemperaturen (ATM), des gemittelten Durchflußmesserdrucks (AMP) und des gemittelten Eichgerätdrucks (APP) beruhen auf N Meßproben, die im Verlauf der Durchflußmesser-Prüfung genommen wurden, und im Schritt 1060 werden diese gemittelten Werte für jede Temperatur bzw. jeden Druck gewonnen. Im Schtitt 1062 wird dann der Fehlerprozentsatz des Ausgangssignals des Codierers 40 aufgrund des durch den Durchflußmesser 38 geströmten Fluidvolumens in bezug auf das Normvolumen berechnet, welches durch das Eichsystem 10 gegangen ist, und zwar gemäß der angegebenen Gleichung. Die Werte des Durchflußmesserdrucks PM, des Eichgerätdrucks PP, der Eichgerättemperatur TP und der Durchflußmessertemperatur TM sind die im Schritt 1060 gemittelten Werte, während die Zahlrate K für das Eichvolumen als Zählrate der Signale des Linearcodierers 26 erhalten wird, die im Zähler 182 gezählt wurde? diese Zählraten zeigen das gewählte Normvolumen an, z.B. 28 1, 14 1 oder 7 1 (1, 0,5 oder 0,25 Kubikfuß). Wie in Fig. 9N gezeigt, ergeben die Verhältnisse PM zu PP sowie TP zu TM Druck- bzw. Temperatur-Korrekturfaktoren. Wie bereits erwähnt wurde, sind die Temperaturen und Drücke innerhalb des Eichgerätes 10 und des Durchflußmessers 38 bei der Messung verschieden. Die im Schritt 1062 bestimmten Verhältnisse ergeben geeignete Korrekturfaktoren, durch welche die Temperaturdifferenzen kompensiert werden, um eine genaue Anzeige des Fehlerprozentsatzes des Ablesewertes des Durchflußmessers zu erreichen, bezogen auf dasStep 998 shown in FIG. 9F will now be explained in detail with reference to FIG. 9N. The accumulated values of the mean flow meter temperatures (ATM), the mean flow meter pressure (AMP) and the mean calibrator pressure (APP) are based on N measurement samples taken during the course of the flow meter test, and in step 1060 these averaged values are calculated for each temperature or won every print. In step 1062, the percentage error of the output signal of the encoder 40 based on the volume of fluid which has passed through the flow meter 38 is calculated with respect to the standard volume which has passed through the calibration system 10, in accordance with the equation given. The values of the flow meter pressure PM, the calibrator pressure PP, the calibrator temperature TP and the flow meter temperature TM are the values averaged in step 1060, while the count rate K for the calibration volume is obtained as the count rate of the signals of the linear encoder 26 which was counted in the counter 182? these count rates indicate the selected standard volume, for example 28 1, 14 1 or 7 1 (1, 0.5 or 0.25 cubic feet). As shown in FIG. 9N, the ratios PM to PP and TP to TM result in pressure and temperature correction factors, respectively. As already mentioned, the temperatures and pressures within the calibration device 10 and the flow meter 38 are different during the measurement. The ratios determined in step 1062 result in suitable correction factors by which the temperature differences are compensated in order to achieve an accurate indication of the percentage error in the reading of the flow meter, based on the

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Eichvolumen bzw. den Ablesewert des Eichgerätes 10. Der Faktor K zeigt die in dem programmierbaren Zähler 174a gespeicherten Zählraten an, welche die von dem Durchflußmesser 38 gemessen Fluidströmung angeben. Wie im Schritt 1062 zu sehen ist, wird der Faktor K* mit einer Konstante C multipliziert, um die Zählrate, z.B. 40 000 pro 28 1 (1 Kubikfuß), in den Wert des Volumens umzusetzen, das über den Durchflußmesser 38 strömen soll. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem der in den programmierbarte Zähler 174a eingegebene Faktor K* 40 000 ist, wird die Konstante C zu 1/40 000 gewählt. Ferner wird die Anzahl der Zählereignisse aus dem Linearcodierer 26, die von dem Zähler 182 gezählt werden, mit einem Eichfaktor multipliziert, der - wie später im einzelnen erläutert wird - gewonnen wird, indem das Volumen der Kammer 28 des Eichgerätes 10 genau gemessen wird und dieses genau gemessene Volumen in Korrelation gesetzt wird zu der Pulsfolge aus dem ' Linearcodierer 26. Bei einem Ausführungsbeispiel ergibt sich, daß für ein Volumen 28 1 (1 Kubikfuß) der Kammer 28 38 790 Ausgangsimpulse aus dem Linearcodierer 26 kommen. Der Eichfaktor wird dann als Kehrwert dieser Zählrate bestimmt und hat den Wert 1/38 790. Wenn ein anderes Volumen über den Durchflußmesser 38 gesaugt werden soll und der programmierbare Zähler 174a mit einer Zählrate programmiert wird, die einem anderen Volumen entspricht, so muß ein anderer Eichfaktor bestimmt werden, der diesem Volumen innerhalb eines ausgewählten Bereiches der Kammer 28 entspricht. In der Praxis wird die Zählrate 38 790 empirisch erhalten, indem der Kolben 14 über eine Strecke der Kammer 28 bewegt wird, die genau dem Volumen 2.8 1 (bzw. 1 Kubikfuß) entspricht, woraufhin die Anzahl von Impulsen aus dem Linearcodierer 26 berechnet oder auf andere Weise bestimmt wird. Ähnliche Messungen und Codierungen können empirisch erfolgen, um die Zählraten für die Hälfte oder ein Viertel des angegebenen Volumens zu bestimmen, anhand des Ausgangssignals des Linearcodierers 26, während der Kolben 14 über eine Strecke ausgehend von seiner Ruhestellung in dem Zylinder 12 verschoben wird, die diesem Volumen innerhalb desCalibration volume or the reading of the calibration device 10. The Factor K indicates the count rates stored in the programmable counter 174a which are those from the flow meter 38 indicate measured fluid flow. As can be seen in step 1062, the factor K * is multiplied by a constant C, to convert the count rate, e.g. 40,000 per 28 liters (1 cubic foot), into the value of the volume that is passed through the flow meter 38 should flow. In the embodiment shown, in which the entered in the programmable counter 174a Factor K * 40,000, the constant C is chosen to be 1/40,000. It also counts the number of counts from the linear encoder 26, which are counted by the counter 182, multiplied by a calibration factor which - as explained in detail later is obtained by precisely measuring the volume of the chamber 28 of the calibration device 10 and this precisely measured volume is set in correlation to the pulse sequence from the 'linear encoder 26. In one embodiment, it results that for a volume 28 1 (1 cubic foot) of the chamber 28 38 790 output pulses come from the linear encoder 26. The calibration factor is then determined as the reciprocal of this counting rate and has the value 1/38 790. If another volume via the flow meter 38 is to be sucked and the programmable counter 174a is programmed with a count rate that another Volume, another calibration factor must be determined which corresponds to this volume within a selected range corresponds to chamber 28. In practice, the count rate 38,790 is obtained empirically by pressing the piston 14 over a Distance of the chamber 28 is moved, which corresponds exactly to the volume 2.8 1 (or 1 cubic foot), whereupon the number of pulses is calculated from the linear encoder 26 or otherwise determined. Similar measurements and coding can be done empirically to determine the count rates for half or a quarter of the specified volume, based on the output signal of the linear encoder 26, while the piston 14 over a distance starting from its rest position in the Cylinder 12 is moved, this volume within the

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Zylinders entspricht. Die tatsächlichen Zählraten und die entsprechenden Eichfaktoren entsprechen somit genau diesen Volumina, welche von der zylindrischen Wandung der Kammer 28 begrenzt werden. Auf diese Weise kann die Berechnung des Fehlerprozentsatzes zwischen dem Ablescwert des Durchflußmessers 38 und dem tatsächlichen in die Kammer 28 eingesaugten Volumen mit hoher Genauigkeit erfolgen, indem Eichfaktoren Anwendung finden, die anhand eines präzisen Volumens der entsprechenden Bereiche der Kammer 28 bestimmt wurden. Nach Beendigung des Schrittes 1062 kehrt das Programm zum nächsten Schritt 1000 in Fig. 9F zurück.Cylinder corresponds. The actual count rates and the corresponding calibration factors therefore correspond exactly to these Volumes which are delimited by the cylindrical wall of the chamber 28. This allows the calculation of the percentage of error between the reading of the flow meter 38 and the actual volume sucked into the chamber 28 are carried out with high accuracy by using calibration factors that are based on a precise volume of the corresponding Areas of the chamber 28 were determined. After completing step 1062, the program returns to the next step 1000 back in Fig. 9F.

Die Berechnung der gemittelten Temperaturen und Drücke, die allgemein im Schritt bzw. Unterprogramm 1060 nach Fig. 9N gezeigt ist, ist im Unterprogramm der Fig. 9Q vollständig gezeigt, Wie bereits im Schritt 1050 angegeben, wird jeder Temperaturmeßwert zu dem vorhergehenden hinzuaddiert, um eine Gesamtsumme zu erhalten, welche die aufsummierten diskreten Meßwerte der Exchgerättemperatur ATP im Verlauf eines einzigen Prüfdurchganges angibt. Wie im Schritt 1064 nach Fig. 9Q angegeben ist, wird dieser aufsummierte Wert ATP durch die Anzahl von Meßwerten AVCTR = N + 2 dividiert und zu 459,67 hinzuaddiert, um die endgültige gemittelte Temperatur FTP des Eichgerätes in Grad Kelvin zu erhalten. In gleicher Weise werden im Schritt 1066 die Temperatürwerte TM3 und TM4 nacheinander im Verlauf der Durchflußmesser-Überprüfung aufaddiert, um einen kumulierten Wert der gemittelten Temperatur ATM des Durchflußmessers im Verlauf einer Überprüfung zu erhalten; dieser Wert ATM wird durch die Anzahl von Meßwerten bzw. durch die Zählrate des 1-sec-Abfragetaktes dividiert, und das Ergebnis wird wieder zu dem Wert 459,67 hinzuaddiert, um die endgültige gemittelte Temperatur FTM in Grad Kelvin zu erhalten. In gleicher Weise werden im Schritt 1068 die kumulierten Werte des gemittelten Druckes APM des Durchflußmessers durch die Anzahl AVCTR von Meßwerten, die während eines Tests aufgenommen wurden, dividiert, um einen endgültigen Wert FPM des Durchflußmessers zuThe calculation of the average temperatures and pressures shown generally in step or subroutine 1060 of FIG. 9N is shown in full in the subroutine of FIG. 9Q. As already indicated in step 1050, each temperature reading is taken is added to the previous one to obtain a grand total which is the sum of the discrete measurements of the Specifies the exchanger temperature ATP in the course of a single test run. As indicated in step 1064 of Figure 9Q, this accumulated value ATP is divided by the number of measured values AVCTR = N + 2 and added to 459.67 to obtain the final calibrator average temperature FTP in degrees Kelvin. In the same way are in step 1066 the temperature values TM3 and TM4 one after the other in the course of the flow meter check is added to a cumulative value of the average temperature ATM of the flow meter received in the course of a review; this value ATM is determined by the number of measured values or by the counting rate of the 1-second sample rate divided, and the result is added back to the value 459.67 to get the final averaged Get temperature FTM in degrees Kelvin. Similarly, in step 1068 the cumulative values of the averaged The pressure APM of the flow meter divided by the number of AVCTR readings recorded during a test, to a final value FPM of the flow meter

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ergeben, und zwar in absoluten Druckeinheiten. Im Schritt 1070 werden die im Verlauf einer Durchflußmesser-Prüfung kumulierten Werte des gemittelten Eichgerätdruckes APP durch die Zahl AVCTR von Meßwerten dividiert, um das Endergebnis des Eichgerätdruckes FPP in absoluten Druckeinheiten zu erhalten, bevor die Rückkehr zum Schritt 1062 in Fig. 9N erfolgt.result in absolute pressure units. In step 1070, the values of the averaged calibration device pressure APP accumulated in the course of a flow meter test are represented by the Number AVCTR divided by measured values to obtain the final result of the calibration device pressure FPP in absolute pressure units, before returning to step 1062 in Figure 9N.

Die Genauigkeit des Eichgerätes 10 bei der Messung des über den Durchflußmesser 38 geströmten Volumens hängt ab von und ist begrenzt durch Änderungen der Fluiddruck- und Temperaturmessungen während einer Durchflußmessung. Die Änderungen von Druck und Temperatur während eines Testdurchlaufs sind größer als bei Messung und Eichung des Volumens des Eichgerätes. Allgemein kann das tatsächliche Fluidvolumen, das über den Durchflußmesser 38 strömt, während der Kolben 14 sich aus einer ersten in eine zweite Stellung begibt, durch folgende Gleichung angenähert werden:The accuracy of the calibration device 10 when measuring the volume that has flowed over the flow meter 38 depends on and is limited by changes in fluid pressure and temperature measurements during a flow measurement. The changes of pressure and temperature during a test run are greater than when measuring and calibrating the volume of the calibration device. Generally can be the actual volume of fluid that flows through the flow meter 38 while the piston 14 is from a first into a second position can be approximated by the following equation:

+v2 + v 2

Darin sind V- , P., und T- Anfangsvolumen, Fluiddruck und Temperatur innerhalb der Kammer 28 des Eichgerätes 10 zu Beginn der Durchflußmesser-Prüfung, ΔΡ und ΔΤ sind die entsprechenden Temperatur- und Druckänderungen im Verlauf der Prüfung, und "St und "Sp sind die mittleren Abweichungen von T^ und P^ im Durchflußmesser 38. Die in Fig. 4C gezeigte Logikschaltung liefert ein 1-sec-Taktsignal, das die Ausgangssignale der Temperaturwandler 42, 44, 48 und 57 sowie der Druckwandler 46 und 51 abfragt, um Meßproben dieser Variablen im Verlauf der Durchflußmesserprüfung zu prüfen. Wie oben erläutert, werden die periodischen Meßproben der Durchflußmessertemperatur TM3 und TM4 und die Eichgerättemperaturen TP1 und TP2, die im Schritt 984 der Fig. 9E erhalten werden, in den Schritten 1050, 1052, 1054 und 1056 aus Fig. 9M summiert, um eine räumlich gemittelte Durchflußmessertemperatur undTherein V-, P., and T- are initial volume, fluid pressure and temperature within the chamber 28 of the calibration device 10 at the beginning of the flow meter test, ΔΡ and ΔΤ are the corresponding Changes in temperature and pressure over the course of the test, and "St and" Sp are the mean deviations of T ^ and P ^ im Flowmeter 38. The logic circuit shown in Figure 4C supplies a 1-second clock signal that contains the output signals of the Temperature transducers 42, 44, 48 and 57 as well as pressure transducers 46 and 51 interrogate for measurement samples of these variables in the course the flow meter test. As explained above, the periodic measurement samples are the flowmeter temperature TM3 and TM4 and the calibrator temperatures TP1 and TP2 obtained in step 984 of FIG. 9E are shown in FIG Steps 1050, 1052, 1054, and 1056 of Figure 9M are summed to give a spatially averaged flowmeter temperature and

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Eichgerättemperatur zu erhalten, die zeitlich gemittelt werden, indem sie im Verlauf des Tests abgefragt und aufsummiert werden, wie anhand der Schritte 1064, 1066, 1068 und 1070 der Fig. 9Q erläutert wurde. Auf diese Weise werden die laufenden Veränderungen von Druck und Temperatur im Durchflußmesser und im Eichgerät 10 gemessen. Durch räumliche und zeitliche Mittelung können die Temperatur- und Druckänderungen, die sonst einen Fehler bei der Berechnung der Volumenänderung verursachen würden, kompensiert werden. Temperaturänderungen des in das Eichgerät eintretenden Fluidums, die aufgrund einer adiabatischen Ausdehnung bei einem Druckabfall von 0,00381 bar (1,5 "H^O) verursacht werden, können bis zu O,27°C (0,5 0F) betragen, wodurch ein Fehler in der Berechnung von bis zu 0,1% verursacht wird. Es ist daher erforderlich, Fluiddruck und -temperatur im gesamten System genau zu überwachen und die erforderlichen Korrekturen vorzunehmen, um das "tatsächliche" Volumen zu erhalten, welches in das Durchflußmesser-Eichsystem 10 einströmt. Für eine Genauigkeit von 0,05% des Volumens müssen die Parameter 6T und 6P in der Kammer 28 und am Einlaß des Durchflußmessers mit einer Genauiekgit von mehr als ±0,055 0C (0,1 0F) und ±0,000127 bar (0,05"H2O) überwacht werden. Die Temperaturwandler und Druckwandler müssen also imstande sein, die gewünschte Genauigkeit zu liefern, damit die angestrebte Volumenmeßgenauxgkeit erreicht wird.Calibration device temperatures are averaged over time by being queried and totaled in the course of the test, as explained with reference to steps 1064, 1066, 1068 and 1070 of FIG. 9Q. In this way, the current changes in pressure and temperature in the flow meter and in the calibration device 10 are measured. The temperature and pressure changes, which would otherwise cause an error in the calculation of the volume change, can be compensated for by spatial and temporal averaging. Temperature changes in the fluid entering the calibrator caused by adiabatic expansion at a pressure drop of 0.00381 bar (1.5 "H ^ O) can be as much as 0.27 ° C (0.5 0 F), thereby causing an error in the calculation of up to 0.1%. It is therefore necessary to closely monitor fluid pressure and temperature throughout the system and make the necessary corrections to obtain the "actual" volume which is in the flow meter -Eichsystem 10 flows in. For an accuracy of 0.05% of the volume of the parameters must 6T and 6P in the chamber 28 and at the inlet of the flow meter with a Genauiekgit of more than ± 0,055 0 C (0.1 0 F) and ± 0 , 000127 bar (0.05 "H 2 O) can be monitored. The temperature transducers and pressure transducers must therefore be able to deliver the desired accuracy so that the desired volume measurement accuracy is achieved.

Der in Fig. 9F gezeigte Schritt 1002 zum Ausgeben der Ergebnisse der am Durchflußmesser 38 vorgenommenen Prüfungen an den Drucker ist in Fig. 9P im einzelnen gezeigt. Im ersten Schritt 1072 wird der Drucker von der Logikschaltung 190b abgefragt, um initiiert zu werden, und anschließend wird der Fehlerprozentsatz, der zuvor im Schritt 106 2 berechnet wurde, über den Drucker ausgedruckt. Dann erhält der Drucker im Schritt 1074 einen Zeilenvorschubbefehl, um eine Zeile weiterzuschalten, bevor im Schritt 1076 die Durchflußrate, bei der die Überprüfung erfolgte, im Schritt 1076 angezeigt wird. Im SchrittStep 1002 shown in FIG. 9F for outputting the results of the tests made on the flow meter 38 to the printer is shown in detail in Figure 9P. In the first step 1072, the printer is controlled by logic circuit 190b queried to be initiated and then the percentage of errors previously calculated in step 106 2, printed out on the printer. Then in step 1074 the printer receives a line feed command to advance one line, before, in step 1076, the flow rate at which the check was made is displayed in step 1076. In step

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AOOAOO

1078 werden 10 Zeilenvorschubbefehle auf den Drucker gegeben, um das Papier um 10 Zeilen weiterzustellen, bevor die Rückkehr zum Schritt 322 in Fig. 9F erfolgt.1078 10 line feed commands are given to the printer, to advance the paper 10 lines before returning to step 322 in Fig. 9F.

Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist das Verfahren zur genauen Messung des Volumens der Kammer 28 des Zylinders in Verbindung mit der Ausnutzung dieser Messung zum genauen Eichen des Ausgangssignals des Linearcodierers 26, um das Volumen pro Ausgangsimpuls des Linearcodierers 26 angeben zu können. Wie in Fig. 2A gezeigt ist, enthält der Linearcodierer eine Skala 24, die eine große Anzahl von präzisen, eng beabstandeten Markierungen 102 aufweist, wodurch der optische Codierer 26 eine Ausgangspulsfolge erzeugt, welche dem Durchgang jeweils einer Markierung am optischen Codierer entspricht. Durch genaue Korrelation der Anzahl von Ausgangsimpulsen zu dem genau bestimmten Volumen der Kammer 28 kann der Linearcodierer 26 mit der entsprechenden hohen Genauigkeit codiert werden, um auf diese Weise die Anzeige des Fehlers der von dem untersuchten Durchflußmesser 38 registrierten Durchflußmenge zu verbessern.Of particular importance to the invention is the method of accurately measuring the volume of the chamber 28 of the cylinder in connection with the utilization of this measurement for the precise calibration of the output signal of the linear encoder 26 to the Specify the volume per output pulse of the linear encoder 26 can. As shown in Fig. 2A, the linear encoder includes a scale 24 which has a large number of precise, closely spaced ones Has markings 102, whereby the optical encoder 26 generates an output pulse train which the passage each corresponds to a mark on the optical encoder. By accurately correlating the number of output pulses too The linear encoder 26 can encode the precisely determined volume of the chamber 28 with the corresponding high accuracy in this way the display of the error of the flow rate registered by the flow meter 38 being examined to improve.

Bei diesem Eichvorgang ist es zunächst erforderlich, das Volumen der Kammer 28 mit hoher Genauigkeit auszumessen. Ein Verfahren zur Volumenmessung beruht auf der Anwendung eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes innerhalb des Hohlraums. Es werden nun die Grundlagen eines solchen Meßverfahrens erläutert. Die Innenabmessungen der regelmäßig ausgebildeten Kammer 28, die vollständig von leitenden Wänden umgeben ist, können genau bestimmt werden, indem die Frequenzen gemessen werden, an denen Resonanzbedingungen für das in der Kammer aufgebaute elektromagnetische Feld bestehen. Für eine gegebene Geometrie können die elektromagnetischen Felder innerhalb der Kammer 28 verschiedene räumliche Konfigurationen annehmen. Bei diskreten Frequenzen ist die in der Kammer 28 eingeschlossene elektromagnetische Energie über Zeitspannen gespeichert (inIn this calibration process, it is first necessary to measure the volume of the chamber 28 with a high degree of accuracy. A Volume measurement method is based on the application of a high-frequency electromagnetic field within the cavity. The basics of such a measuring method will now be explained. The internal dimensions of the regularly trained Chamber 28, which is completely surrounded by conductive walls, can be accurately determined by measuring the frequencies where there are resonance conditions for the electromagnetic field built up in the chamber. For a given Geometry, the electromagnetic fields within the chamber 28 can assume various spatial configurations. at The electromagnetic energy enclosed in the chamber 28 is stored over time periods at discrete frequencies (in

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Resonanz), die lang sind im Vergleich zur Schwingungsperiode, und diese Resonanzen werden als die normalen Moden bzw. Schwingungstypen der Kammer 28 bezeichnet. Das Verhältnis der gespeicherten Energie zur abgeführten Energie pro Zyklus der Resonanzfrequenz wird als Gütefaktor Q im Resonanzzustand bezeichnet. Der Gütefaktor Q ist ein Maß für die Verluste aufgrund des ohmschen Widerstandes der Wände', den sie elektrischen Strömen entgegensetzen, die durch die elektromagnetischen Felder induziert werden. Für einen gegebenen normalen Modus bzw. Schwingungstyp ist die Resonanzfrequenz eindeutig durch die Abmessungen der Kammer 28 und die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium, welches das Volumen ausfüllt, bestimmt. Durch gleichzeitige Messung der Resonanzfrequenzen einer Anzahl von normalen Moden, die gleich der Zahl von linearen Abmessungen ist, welche das Volumen bestimmen (eine Abmessung für eine Kugel, zwei für einen aufrechten Kreiszylinder usw.), kann das Volumen der Kammer 28 mit einer Genauigkeit bestimmt werden, die vergleichbar ist mit der Genauigkeit von Frequenzmessungen. Resonance), which are long compared to the period of oscillation, and these resonances are called the normal modes or Vibration types of the chamber 28 designated. The ratio of the stored energy to the dissipated energy per cycle the resonance frequency is referred to as the quality factor Q in the resonance state. The quality factor Q is a measure of the losses due to of the ohmic resistance of the walls' which they oppose to electrical currents generated by the electromagnetic Fields are induced. For a given normal mode or vibration type, the resonance frequency is clearly through determines the dimensions of the chamber 28 and the speed of light in the medium which fills the volume. By simultaneous measurement of the resonance frequencies of a number of normal modes equal to the number of linear dimensions which can determine the volume (one dimension for a sphere, two for an upright circular cylinder, etc.) the volume of the chamber 28 can be determined with an accuracy comparable to the accuracy of frequency measurements.

Für eine gegebene Kammergeometrie gibt es eine unendliche Anzahl von normalen Moden, deren Resonanzfrequenzen eine untere Grenze haben, die der Wellenlänge in der Größenordnung der linearen Abmessungen der Kammer 28 im freien Raum entspricht, jedoch haben sie keine obere Grenze. Eine Volumenänderung, die durch eine mechanische Verschiebung bzw. Änderung einer der linearen Abmessungen verursacht wird, verursacht wiederum eine Änderung der Resonanzfrequenz der niedrigeren Moden, um ungefähr denselben Faktor.For a given chamber geometry there are an infinite number of normal modes, the resonance frequencies of which have a lower one Have limit corresponding to the wavelength in the order of the linear dimensions of the chamber 28 in free space, however, they have no upper limit. A change in volume caused by a mechanical shift or change in one of the linear dimensions, in turn causes a change in the resonance frequency of the lower modes by approximately same factor.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist eine Antenne 70 vorgesehen, um ein elektromagnetisches Feld innerhalb der Kammer 28 zu erzeugen und aus dieser einen relativ geringen Anteil der gespeicherten elektromagnetischen Energie zu entnehmen, damit sie mittels der in Fig. 10 gezeigten Schaltung gemessen werdenAs shown in FIG. 10, an antenna 70 is provided to direct an electromagnetic field within the chamber 28 generate and take from this a relatively small proportion of the stored electromagnetic energy, so they are measured by means of the circuit shown in FIG

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kann. Wie im einzelnen später erläutert wird, erfolgen Messungen, um die Frequenzen f zu bestimmen, bei denen Resonanz in der Kammer 28 auftritt. Die Wahl der Gestalt der Kammer 28 ist von Bedeutung, denn wenn eine beliebig geformte Kammer verwendet wird, so kann der Fall eintreten, daß die mathematische Beziehung zwischen den Resonanzfrequenzen f und den Abmessungen dieser Kammer keine eindeutige oder analytische Lösung ergibt. Die Kammer 28 wird also so ijowcihlt-, daß .sie eine reyelinüß Lije Geometrie aufweist, um zu gewährleisten, daß die abgeführten Verluste und die Kopplungseffekte vernachlässigbar sind, so daß bekannte Maxwell-Gleichungen aufgestellt werden können, welche die Beziehung zwischen den Kammerabmessungen und den Resonanzfrequenzen angeben, auf der Grundlage der Grenzbedingungen, daß das elektrische Feld E und das magnetische Feld H tangential zu der gesamten geschlossenen Oberfläche der regelmäßig gestalteten K.Humor 28 ItU. UnI ff (1 It1SfU hcd i nyuntjtMi Inilirn tlJe tittsuiKjcn der Feldgleichungen der Kaituner 28 eine relativ einfache Form, und erkennbare Störungen können vorhergesagt werden.can. As will be explained in detail later, measurements are made to determine the frequencies f at which resonance occurs in the chamber 28. The choice of the shape of the chamber 28 is important because if any shaped chamber is used, the case may arise that the mathematical relationship between the resonance frequencies f and the dimensions of this chamber does not give a clear or analytical solution. The chamber 28 is so ijowcihlt- that .sie has a reyelinüß Lije geometry in order to ensure that the losses carried away and the coupling effects are negligible, so that known Maxwell equations can be established which describe the relationship between the chamber dimensions and the Specify resonance frequencies on the basis of the boundary conditions that the electric field E and the magnetic field H are tangential to the entire closed surface of the regularly designed K.Humor 28 ItU. UnI ff (1 It 1 SfU hcd i nyuntjtMi Inilirn tlJe tittsuiKjcn the field equations of the Kaituner 28 take a relatively simple form, and recognizable disturbances can be predicted.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kammer 28 daher als aufrechter Kreiszylinder gewählt und ist durch die Inneroberflache des Zylinders 12, das Kopfteil 60 und die freiliegende Oberfläche des Kolbens 14 gebildet. Eine derart ausgebildete Kammer 28 ermöglicht offensichtlich, daß der durch sie hindurch verschobene Kolben ein bekanntes Volumen verdrängt, wie oben erJ.'iut ort wurde. Die normalen Moden des elektromagnetischem Feldes innerhalb der Kanuner 28, die als aufrechter Kreiszylinder gestaltet ist, werden in zwei Gruppen unterteilt: transversale Moden der elektrischen Feldstärke (TE), für die das elektrische Feld längs der Zylinderachse (ζ) der Kammer 28 gleich 0 ist, und transversale Moden des Magnetfeldes (TM), für die das Magnetfeld längs der Zylinderachse gleich 0 ist. Ferner werden diese Moden durch drei ganzzahlige Indizes bezeichnet, die für die TE-In a preferred embodiment of the invention, the chamber 28 is therefore selected and is an upright circular cylinder through the inner surface of the cylinder 12, the head part 60 and the exposed surface of the piston 14 is formed. A chamber 28 designed in this way obviously enables that the piston displaced through it displaces a known volume, as stated above. The normal ones Modes of the electromagnetic field within the channel 28, which is designed as an upright circular cylinder, are shown in FIG divided into two groups: transverse modes of electric field strength (TE), for which the electric field is along the cylinder axis (ζ) of the chamber 28 is equal to 0, and transverse modes of the magnetic field (TM) for which the magnetic field is longitudinal the cylinder axis is equal to 0. Furthermore, these modes are denoted by three integer indices that represent the TE-

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Moden in Form der Zylinderkoordinaten r, θ und ζ folgendermaßen bestimmt sind:Modes in the form of the cylindrical coordinates r, θ and ζ as follows are determined:

£, = Anzahl der ganzen Perioden von E bezogen auf Θ; m = Anzahl der halben Perioden von EQ bezogen auf r; η = Anzahl der halben Perioden von E bezogen auf z.£, = number of whole periods of E related to Θ; m = number of half periods of E Q related to r; η = number of half periods of E related to z.

Eine gleiche Gruppe von Indices gilt für die TM-Moden, für welche die ganzen Zahlen I1 m und η entsprechend definiert sind, und zwar in bezug auf die Komponenten des Magnetfeldes,The same group of indices applies to the TM modes, for which the integers I 1 m and η are defined accordingly, in relation to the components of the magnetic field,

d. h. H und HQ.
r ü
ie H and H Q.
r ü

Die Lösungen der Resonanzfrequenzen der normalen Moden ergeben sich aus den geometrischen Abmessungen und Wurzelausdrücken der Bessel-Funktionen durch folgende allgemeine Beziehung: The solutions of the resonance frequencies of the normal modes result from the geometrical dimensions and root expressions of the Bessel functions by the following general relationship:

f _ (C/D) f _ (C / D)

Darin sind D der Durchmesser, L die Länge und c die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium, das das Hohlraumvolumen ausfüllt; χ ist gegeben durch:Here D is the diameter, L is the length and c is the speed of light in the medium filling the void volume; χ is given by:

χ = m-te Wurzel von J' (x) = 0 für TE-Moden;χ = mth root of J '(x) = 0 for TE modes;

x. = m-te Wurzel von J 0 (x) =0 für TM-Moden. Um. *x. = mth root of J 0 (x) = 0 for TM modes. Around. *

Die Zahlenwerte dieser Bessel-Wurzelterme entsprechend den niedrigeren TE- und TM-Moden sind in der folgenden Tabelle angegeben:The numerical values of these Bessel root terms corresponding to the lower TE and TM modes are in the following table specified:

1300S2/07161300S2 / 0716

Transversalmoden des Transversalmoden desTransverse mode of the transverse mode of the

elektrischen Feldes (TE) magnetischen Feldes (TM)electric field (TE) magnetic field (TM)

TE Xn TM x,TE X n TM x,

11 1,84118 01 2,40483 21 3,05424 11 3,83171 01 3,83171 21 5,13562 31 4,21009 02 5,52008 41 5,31755 31 6,3801611 1.84118 01 2.40483 21 3.05424 11 3.83171 01 3.83171 21 5.13562 31 4.21009 02 5.52008 41 5.31755 31 6.38016

12 5,33144 12 7,0155912 5.33144 12 7.01559

Eine Graphik der Abhängigkeit der Größe (fD) von derA graph of the dependence of the size (fD) on the

2
Größe (D/L) aus Gleichung (1) ergibt eine gerade Linie
2
Quantity (D / L) from equation (1) gives a straight line

2
mit dem Schnittpunkt (cx„ /π ) und mit der Steigung (cn/2) . Dieses Diagramm ist in Fig. 13 für die unteren Moden der als senkrechter Zylinder ausgebildeten Kammer für die Werte η bis zu 2 dargestellt. Fig. 13 zeigt graphisch die jeweiligen Resonanzfrequenzwerte in Abhängig-
2
with the point of intersection (cx „/ π) and with the slope (cn / 2). This diagram is shown in FIG. 13 for the lower modes of the chamber designed as a vertical cylinder for the values η up to 2. 13 graphically shows the respective resonance frequency values as a function of

2 keit von den geometrischen Parametern (D/L) sowie die Änderung der Resonanzfrequenzen bei einer Änderung der linearen Größe L. Es ist auch nützlich, die Anzahl von erwarteten Resonanzen in einem gegebenen Frequenzbereich für jeden festen Wert D/L vorhersagen zu können, ebenso wie die Werte von L, bei denen zwei verschiedene, degenerierte Schwingungsformen bzw. - moden auftreten, die einander stören bzw. miteinander in Interferenz geraten würden,2 speed of the geometric parameters (D / L) as well as the Change in the resonance frequencies with a change in the linear quantity L. It is also useful to change the number of to be able to predict expected resonances in a given frequency range for any fixed value D / L, as well like the values of L, at which two different, degenerate oscillation forms or modes occur which are mutually exclusive interfere with or get into interference with each other,

Das Modendiagramm der Fig. 13 wird verwendet, um die Moden des elektromagnetischen Feldes, die erwarteten Resonanzfrequenzen der ausgewählten Moden und die Größe des Durchmessers D und der Länge L der Kammer 28 zu bestimmen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Kammer, das in Fig. 10 gezeigt ist, beträgt der Durchmesser D 304,8 mm (12 Zoll),The mode diagram of Fig. 13 is used to represent the modes of the electromagnetic field, the expected resonance frequencies of the selected modes and the size of the diameter D and the length L of the chamber 28 to be determined. In one embodiment of the chamber shown in FIG the diameter D is 304.8 mm (12 inches),

130062/07 1130062/07 1

und die Änderung der Länge L erfolgt von 254 mm (10 Zoll)and the change in length L is from 254 mm (10 inches)

2 bis 762 mm (30 Zoll). Die entsprechenden Werte von (D/L) liegen also im Bereich von 1,44 bis 0,16. Wenn der beobachtete Frequenzbereich zwischen 500 und 1000 MHz liegt,2 to 762 mm (30 inches). The corresponding values of (D / L) are therefore in the range from 1.44 to 0.16. If the observed The frequency range is between 500 and 1000 MHz,

so ändert sich (fD)2 zwischen 2,32 χ 1020 und 9,29 χ 1020 so (fD) 2 changes between 2.32 χ 10 20 and 9.29 χ 10 20

2 22 2

Hz cm . Die Anzahl der erwarteten Resonanzmoden bei Änderung der Länge L im Bereich von 500 bis 1000 MHz ist dann durch die Anzahl der Linien innerhalb des Rechtecks des Diagramms in Fig. 13 gegeben. Daraus ist ersichtlich, daß bei L gleich 254 mm nur 3 Moden vorhanden sind, die zwischen 500 und 1000 MHz auftreten. Dies sind nämlich die Moden TM010 bei etwa 755 MHz, TE111 bei 830 MHz und TMQ1.. bei 960 MHz. Für L = 762 mm (30 Zoll) gibt es acht Moden, nämlich TE111, TE112, TM010, TM011, TMHz cm. The number of expected resonance modes when the length L changes in the range from 500 to 1000 MHz is then given by the number of lines within the rectangle of the diagram in FIG. It can be seen from this that if L is 254 mm, there are only 3 modes that occur between 500 and 1000 MHz. These are namely the modes TM 010 at about 755 MHz, TE 111 at 830 MHz and TM Q1 .. at 960 MHz. For L = 762 mm (30 inches) there are eight modes, namely TE 111 , TE 112 , TM 010 , TM 011 , TM

^, TE311, TE313 und TE113, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. nicht alle gezeigt sind. In irgendeiner Zwischenposition kann die Anzahl von Moden mit ihren Resonanzfrequenzen f aus dem Schnitt der senkrechten Linie, die dem gewünschten^, TE 311 , TE 313 and TE 113 , which are not all shown in Fig. For reasons of clarity. In any intermediate position, the number of modes with their resonance frequencies f can be determined from the intersection of the vertical line that corresponds to the desired

Wert von (D/L) entspricht, mit den Linien, welche die verschiedenen Moden angeben, erhalten werden. Da die Messungen der Resonanzfrequenz von zwei .verschiedenen Moden sowohl D als auch L eindeutig definieren, können die anderen Moden entweder zur Redundanzprüfung oder aber verwendet werden, um die Auswirkungen von Störungen zu beurteilen, die durch Abweichungen von der geometrischen Idealform verursacht werden, und um ggf. vorhandene Korrektturterme höherer Ordnung zu berechnen.Value of (D / L) corresponds, with the lines indicating the different Specify fashions to be obtained. Since the measurements of the resonance frequency of two .different modes Define both D and L unambiguously, the other modes can either be used for redundancy checking or else be to assess the effects of disturbances caused by deviations from the geometric Ideal form, and any correction terms that may be present to calculate higher order.

Qualitativ ist festzustellen, daß die elekrischen und magnetischen Feldkomponenten des elektromagnetischen Feldes und bei Resonanzfrequenz eine definierte Beziehung zu den Größen D und L der Kammer 28 haben, wenn diese eine regelmäßige geometrische Form hat, insbesondere Durchmesser'und Länge der Kammer 28, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Ttfie noch erläutert wird, kann die Beziehung zwischen der Resonanz-Qualitatively it can be stated that the electrical and magnetic Field components of the electromagnetic field and a defined relationship to the resonance frequency Have sizes D and L of the chamber 28 if it has a regular geometric shape, in particular diameter and Length of the chamber 28 as shown in FIG. Ttfie still explained, the relationship between the resonance

130062/0716130062/0716

Α0(?Α0 (?

frequenz und den Größen D und L für einen besonderen Schwingungstyp bzw. -modus durch einen mathematischen Ausdruck angegeben werden. Die Kammer 28 mit aufrechter bzw. senkrechter Kreiszylindergestalt hat zwei unbekannte Abmessungen, die ihr Volumen festlegen, nämlich ihren Durchmesser D und ihre Länge L. Es ist also erforderlich, zwei mathematische Beziehungen anzugeben, die gleichzeitig nach den unbekannten Werten D und L gelöst werden können; es ist daher erforderlich, wie oben angegeben, in der Kammer 28 elektromagnetische Felder zu erzeugen, die zwei getrennte Moden haben, und die Resonanzfrequenzen dieser zwei Moden zu bestimmen, wodurch die Werte von D und L und folglich das volumen der Kammer 28 berechnet werden können.. Wie noch erläutert wird, werden die Anregungsmoden so gewählt, daß bei den Resonanzfrequenzen hohe Gütefaktoren auftreten, wodurch die Auswirkungen von Störungen bei der Messung von D und L bzw. dadurch verursachte Fehler minimal gehalten werden.frequency and the quantities D and L for a particular vibration type or mode through a mathematical one Expression. The chamber 28 with an upright or perpendicular circular cylinder shape has two unknowns Dimensions that determine their volume, namely their diameter D and their length L. It is therefore necessary to to indicate two mathematical relationships that are solved simultaneously for the unknown values D and L. can be; it is therefore necessary, as stated above, to generate electromagnetic fields in the chamber 28, which have two separate modes, and to determine the resonance frequencies of these two modes, whereby the Values of D and L and consequently the volume of the chamber 28 can be calculated .. As will be explained below the excitation modes are chosen so that high quality factors occur at the resonance frequencies, thereby reducing the effects of disturbances in the measurement of D and L or errors caused by them can be kept to a minimum.

Die Linie des Schwingungsmodus TM010 hat die Steigung 0, wie in Fig. 13 gezeigt ist, und ist daher unabhängig von der Länge L der Kammer und nur von ihrem Durchmesser D abhängig. Diese besondere Eigenschaft kann daher ausgenutzt werden, um bei experimentellen Messungen diesen Schwingungstyp zu identifizieren. Der Schwingungstyp TM010 kann also benutzt werden, um eine unabhängige Messung der Größe D vorzunehmen. Ferner ist ersichtlich, daß die Änderung der Resonanzfrequenz für einen gegebenen Schwingungstyp in Abhängigkeit von der Größe L allein durch den letzten Index η bestimmt wird. Folglich verschieben sich die Schwingungsmoden TE111, TMn11 und TE911 um denselben Be-The line of the oscillation mode TM 010 has the slope 0, as shown in FIG. 13, and is therefore independent of the length L of the chamber and only depends on its diameter D. This special property can therefore be used to identify this type of vibration in experimental measurements. The vibration type TM 010 can therefore be used to make an independent measurement of the quantity D. It can also be seen that the change in the resonance frequency for a given vibration type as a function of the quantity L is determined solely by the last index η. Consequently, the vibration modes TE 111 , TM n11 and TE 911 shift by the same amount

ill vJ If Z I Iill vJ If Z I I

trag, während sich L ändert, während die Moden TE112, TM012 und TE212 gemeinsam um die doppelte Größe verschoben werden. Die Abstimmeigenschaften dieser Schwingungsmoden können also ausgenutzt werden, um die Relativänderung der Länge Lwear while L changes while modes TE 112 , TM 012 and TE 212 are shifted together by twice the amount. The tuning properties of these oscillation modes can therefore be used to determine the relative change in the length L.

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/0}/ 0}

mit sehr hoher Genauigkeit zu bestimmen, sobald der absolute Durchmesser des Hohlraumes bestimmt ist.to be determined with very high accuracy as soon as the absolute diameter of the cavity is determined.

Der Gütefaktor Q der Kammer 28 bei Resonanz in einem gegebenen normalen Schwingungsmodus ist in zweierlei Hinsicht von Bedeutung. Zunächst bestimmt er die Breite der Resonanzfrequenz und begrenzt daher die Genauigkeit, die letztlich aufgrund dieser Resonanzfrequenz experimentell gemessen werden kann. Wichtiger aber ist, daß der Gütefaktor Q ein Maß für die Größenordnung der erwarteten Abweichung der Resonanzfrequenz von den idealen Ergebnissen nach Gleichung (1) ist. Je höher der Gütefaktor Q für einen gegebenen Schwingungsmodus ist, desto genauer stimmen die theoretischen Beziehungen zur Bestimmung der geometrischen Abmessungen des Hohlraums. Die Schwingungsmoden zur Anregung der Kammer 28 werden also so gewählt, daß sich der höchste Gütefaktor Q ergibt, um auf diese Weise eine genauere Bestimmung der Abmessungen und folglich des Volumens der Kammer 28 zu erhalten.The figure of merit, Q, of the chamber 28 at resonance in a given normal vibrational mode is twofold significant. First it determines the width of the resonance frequency and therefore limits the accuracy that can ultimately be measured experimentally on the basis of this resonance frequency. But more important is that the quality factor Q is a measure of the magnitude of the expected deviation of the resonance frequency from the ideal results according to equation (1). The higher the quality factor Q is for a given vibration mode, the more precisely it is the theoretical relationships used to determine the geometric dimensions of the cavity. The modes of vibration to excite the chamber 28 are chosen so that the highest quality factor Q results in this way a to obtain a more precise determination of the dimensions and consequently the volume of the chamber 28.

Für ein Volumen, das von vollkommen leitungsfähigen Wänden begrenzt ist, ist der Eigenwert Q des Gütefaktors der Kammer im unbelasteten Zustand unendlich, und die Frequenzen der gefundenen Resonanzmoden sind exakt. Bei Wänden mit endlicher Leitfähigkeit dringen jedoch die elektrischen und magnetischen Felder innerhalb der Kammer 28 in diese Wände ein, und zwar mit einer Tiefe, die als Skin-Tiefe δ bezeichnet wird und durch folgende Gleichung gegeben ist:For a volume that is completely conductive walls is limited, the eigenvalue Q of the quality factor of the chamber in the unloaded state is infinite, and the frequencies of the resonance modes found are exact. In walls with finite conductivity, however, the electrical ones penetrate and magnetic fields within the chamber 28 into these walls at a depth known as the skin depth δ and is given by the following equation:

δ = [λρ/12Οττ2μ J 1/2 cm (2)δ = [λρ / 12Οττ 2 μ J 1/2 cm (2)

Darin sind μ die Permeabilität des Wandungsmaterials, λ die Wellenlänge im freien Raum in cm und ρ die Resistivität (Gleichstrom) der Wände in Ohm cm. Da eine endliche Eindringtiefe die scheinbaren Abmessungen der Kammer, wie sie von den elektromagnetischen Feldern gesehen werden, gegen-Here μ is the permeability of the wall material, λ the Wavelength in free space in cm and ρ the resistivity (direct current) of the walls in ohms cm. There is a finite depth of penetration the apparent dimensions of the chamber as seen by the electromagnetic fields

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AOtAOt

über den tatsächlichen geometrischen Abmessungen etwas vergrößern, stört der durch die Ohm1sehen Verluste verursachte Freisetzungseffekt an den Wänden die Resonanzfrequenz der normalen Moden und verschiebt sie zu einem niedrigeren Wert. Ein Maß für diese Störung ist der Wert des Verhältnisses der Eindringtiefe zur freien Wellenlänge, d. h. (δ/λ), das über Gleichung (2) berechnet werden kann, indem die bekannten Werte der Resistivität bei Gleichspannung und der Permeabilität des Wandungsmaterials eingesetzt werden. Für einen Hohlraum aus Kupfer (μ = 1, ρ = 1,72 χ 10 Ohm cm) ist die Eindringtiefe gleich 3,8 χ 10~ λ ' cm. Bei 1000 MHz (χ = 30 cm) ist das Verhältnis (δ/λ) etwa 7 χ 10 . Diese Korrektur der Resonanzfrequenz, die durch die endliche Leitfähigkeit verursacht wird, istIf larger than the actual geometric dimensions , the release effect on the walls caused by the ohms 1 see losses disturbs the resonance frequency of the normal modes and shifts it to a lower value. A measure of this disturbance is the value of the ratio of the penetration depth to the free wavelength, ie (δ / λ), which can be calculated using equation (2) by using the known values of resistivity in the case of direct voltage and the permeability of the wall material. For a cavity made of copper (μ = 1, ρ = 1.72 χ 10 Ohm cm) the penetration depth is equal to 3.8 χ 10 ~ λ ' cm. At 1000 MHz (χ = 30 cm) the ratio (δ / λ) is about 7 χ 10. This correction of the resonance frequency caused by the finite conductivity is

offensichtlich für die vorliegende Anwendung vernachlässigbar. Für rostfreien Stahl vom Typ 300 (μ = 1, ρ = 72 X 10~ Ohm cm) ist das Verhältnis von (δ/λ) bei 1000 MHz 4,5 χ 10 , was bereits nicht mehr vernachlässigbar ist, wenn eine Gesamtgenauigkeit von 0,01 % der absoluten Volumenmessung angestrebt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wandungen der Kammer 28 mit Chrom beschichtet (μ= 1/P= 13 χ 10 Ohm era) und der entsprechende Wert von (δ/λ) ist gleich 2 χ 1θ"5 bei 1000 MHz. Aufgrund theoretischer Berechnungen müßte also die Korrektur der Resonanzfrequenz der Normalmoden in der Kammer 28 bei einem aufrechten Kreiszylinder vernachlässigbar sein, und die Beziehung nach Gleichung (1) müßte ausreichen, um eine Gesamtvolumenbestimmung mit einer Genauigkeit von mehr als 0,01 % zu ergeben.obviously negligible for the present application. For stainless steel of type 300 (μ = 1, ρ = 72 X 10 ~ ohm cm) the ratio of (δ / λ) at 1000 MHz is 4.5 χ 10, which is no longer negligible if an overall accuracy of 0 .01% of the absolute volume measurement is aimed for. In a preferred embodiment, the walls of the chamber 28 are coated with chrome (μ = 1 / P = 13 χ 10 Ohm era) and the corresponding value of (δ / λ) is equal to 2 χ 1 " 5 at 1000 MHz. Based on theoretical calculations the correction of the resonance frequency of the normal modes in the chamber 28 would therefore have to be negligible in the case of an upright circular cylinder, and the relationship according to equation (1) would have to be sufficient to give a total volume determination with an accuracy of more than 0.01%.

In der Praxis wird jedoch der theoretische Wert der Eindringtiefe für einen gegebenen Werkstoff niemals erreicht, und zwar aus mehreren Gründen einschließlich Unvollkommenheiten der Wandung, Materialverunreinigungen und Oberflächenverunreinigungen. Folglich müssen die tatsächlichenIn practice, however, the theoretical value of the penetration depth for a given material is never reached, for several reasons including wall imperfections, material contamination, and surface contamination. Consequently, the actual need

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Werte der Eindringtiefe experimentell bestimmt werden, indem der Q-Fakter der Kammer 28 bei ausgewählten bevorzugten Anregungsmoden gemessen wird, und erforderlichenfalls muß aufgrund dieses Effektes die geeignete Korrektur der Volumenbestinimung vorgenommen werden.Values of the penetration depth are determined experimentally, by checking the Q factor of chamber 28 at selected preferred Excitation modes is measured, and if necessary, the appropriate correction must be made due to this effect the volume determination can be made.

Der Wert QQ der Kammer 28 wird erhalten, indem das Verhältnis der gespeicherten Energie zu den an den Wänden abgeführten Verlusten pro Zyklus der elekromagnetischen Schwingung berechnet wird, nach der Formel:The value Q Q of the chamber 28 is obtained by calculating the ratio of the stored energy to the losses dissipated on the walls per cycle of electromagnetic oscillation, according to the formula:

2jH2dv2jH 2 dv

Q0 * Q 0 * , (3), (3)

0 ÄJHZds 0 ÄJH Z ds

Darin sind H der Magnetfeldvektor des normalen Schwingungsmodus und 6 die Eindringtiefe. Die Q-Faktoren bei den normalen Moden und für die geometrische Gestalt der Kammer 28 bei einem aufrechten Zylinderhohlraum sind durch folgende Gleichungen gegeben:Here, H is the magnetic field vector of the normal vibration mode and 6 is the penetration depth. The Q factors for the normal modes and for the geometric shape of the chamber 28 for an upright cylinder cavity are as follows Given equations:

Für TE-Moden:For TE modes:

imin the

Für TM-Moden:For TM modes:

r 2 + «2.2,1/2r 2 + «2.2.1 / 2

für n>0 (5)for n> 0 (5)

fur π · 0for π · 0

Darin sind R= (D/L) , P=nir/2 und alle anderen Symbole wie zuvor definiert.In it are R = (D / L), P = nir / 2 and all other symbols like previously defined.

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/ΙΛΟ/ ΙΛΟ

Durch Berechnen der rechten Seiten der obigen Gleichungen für einen gegebenen Modus und eine gegebene Hohlraumgeometrie und dividieren durch den experimentell bestimmten Wert Q kann ein effektives Verhältnis δ/λ erhalten werden. Ein direkter Vergleich des erhaltenen Ergebnisses mit dem Ergebnis nach Gleichung (2) ergibt dann eine quantitative Beurteilung der Größe der Störung, die bei der Volumenbestiiranung der Kammer 28 zu erwarten ist.By computing the right hand sides of the above equations for a given mode and cavity geometry and dividing by the experimentally determined value Q, an effective ratio δ / λ can be obtained. A direct comparison of the result obtained with the result according to equation (2) then gives a quantitative one Assessment of the size of the disturbance when determining the volume the chamber 28 is to be expected.

Die Kammer 28 ist an eine externe Meßschaltung angekoppelt, die in Fig. 10 gezeigt ist, und die Mikrowellenenergie für die Kammer 28 erzeugt, um darin ein elektromagnetisches Feld aufzubauen und die reflektierte Leistung aus dieser zu entnehmen. Die Kammer 28 ist ein Hohlraum vom Reflexionstyp, der nur eine Kopplungsvorrichtung in Form einer Antenne 70 erfordert. Wie später im einzelnen erläutert wird, wird die Resonanzcharakteristik, insbesondere die Resonanzfrequenz eines gegebenen normalen Schwingungsmodus, bestimmt, indem die an der Antenne 70 reflektierte Leistung als Funktion der einfallenden Mikrowellenfrequenz gemessen wird. Die Anwendung einer Kammer 28 vom Reflexionstyp ergibt nur minimale Störungen im Vergleich zum Verhalten einer idealen Kammer und ermöglicht die Anwendung eines Richtkopplers 1106, der eine Probenahme der reflektierten Leistung ohne Störung der einfallenden Leistung ermöglicht. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird das Leistungs-Ausgangssignal eines durchgestimmten Generators 1100 an die Antenne 70 angelegt, während die reflektierte Leistung von dem Koppler 1106 zu einem Kristalldetektor 1110 gelangt.The chamber 28 is coupled to an external measuring circuit shown in Fig. 10 and the microwave energy for the chamber 28 generates in order to build up an electromagnetic field therein and the reflected power therefrom refer to. The chamber 28 is a reflection type cavity which is just a coupling device in the form of an antenna 70 requires. As will be explained later in detail, the resonance characteristic, particularly the resonance frequency of a given normal mode of vibration, determined by the power reflected from antenna 70 as a function the incident microwave frequency is measured. The use of a reflection type chamber 28 only yields minimal interference compared to the behavior of an ideal chamber and enables the use of a directional coupler 1106, which allows the reflected power to be sampled without disturbing the incident power. As in 10, the power output of a tuned generator 1100 is applied to the antenna 70, while the reflected power passes from the coupler 1106 to a crystal detector 1110.

Die Anwesenheit der Kopplungsvorrichtung in Form der Antenne 70 ergibt zusätzliche Verluste hinsichtlich der Abführung der elektromagnetischen Energie, die bei Resonanz in der Kammer 28 gespeichert ist, d. h. den Betrag der zur Messung entnommenen Leistung. Diese ist gewöhnlich definiert als eine äquivalente Kopplung Q oder Q , im Gegensatz zu demThe presence of the coupling device in the form of the antenna 70 results in additional losses in terms of dissipation the electromagnetic energy stored in chamber 28 at resonance, d. H. the amount of the Measurement taken power. This is usually defined as an equivalent coupling, Q or Q, as opposed to that

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/IM/IN THE

Faktor Q des Hohlraums im unbelasteten Zustand, der auch als Q bezeichnet wird. Zusätzlich muß die Wechselwirkung des Hohlraums mit den übrigen Schaltungsteilen in Fig. 10 über die Antenne 70 berücksichtigt werden, um eine genaue Beschreibung des "Hohlraumkopplungssystems" zu erhalten, damit die geeigneten Beziehungen für die Erfindung abgeleitet werden können.Factor Q of the cavity in the unloaded state, which is also is referred to as Q. In addition, the interaction of the cavity with the remaining circuit parts in FIG via antenna 70 for a detailed description of the "cavity coupling system" therewith the appropriate relationships for the invention can be derived.

Es kann gezeigt werden, daß für eine Kammer 28 vom Reflexionstyp, d.h. eine Kammer, bei der Leistung über eine einzige Antenne 70 eingeleitet und aus dieser entnommen wird, das Verhältnis der reflektierten Leistung zur einfallenden Leistung in der Nähe der Resonanz gegeben ist durch die Gleichung:It can be shown that for a reflection-type chamber 28, i.e., a chamber, with performance over a single one Antenna 70 introduced and taken from this, the ratio of the reflected power to the incident power near the resonance is given by the equation:

i f i f

Darin sind ν die Frequenz, ν die Resonanzfrequenz, Q der Faktor Q ohne Belastung des Resonanzhohlraums und Q der Kopplungsfaktor, der proportional dem Leistungsverlust durch die Kopplungsvorrichtung ist.Here ν is the frequency, ν is the resonance frequency, Q is the Factor Q without loading the resonance cavity and Q is the coupling factor which is proportional to the power loss through the Coupling device is.

Bei der Resonanzfrequenz ν ist das Verhältnis der reflektierten Leistung zur einfallenden Leistung definiert als Reflexionskoeffizient für einen gegebenen normalen Schwingungsmodus, d.h.:At the resonance frequency ν is the ratio of the reflected Power versus incident power defined as the reflection coefficient for a given normal vibration mode, i.e .:

<Vo>v .vo -fi ■ We - <>o)2/«c + "ο)' (7)<Vo> v .v o -fi ■ We - <> o) 2 / «c + " ο) '(7)

Für ß = 0 wird der Hohlraum so betrachtet, als sei er 100%-ig angekoppelt, so daß Q= Q . Diese Bedingung entspricht dem Fall einer Niederfrequenz-Äquivalenzschaltung, bei welcher die Lastimpedanz an die Generatorimpedanz angepaßt ist.For ß = 0 the cavity is considered to be 100% coupled so that Q = Q. This condition corresponds to the case of a low frequency equivalent circuit in which the load impedance is matched to the generator impedance.

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Durch Kombinieren der Gleichungen (6) und (7) und Eliminieren von Q ergibt sich der Faktor Q in unbelasteten Zustand bei normalem Schwingungsmodus in Abhängigkeit von den meßbaren Parametern zu;Combining equations (6) and (7) and eliminating Q gives the factor Q in unloaded State in normal vibration mode depending on the measurable parameters;

(8)(8th)

Qo " V(Pr/P0) -ß/l ' (Pr/P0)31/2/(v . Q o "V (P r / P 0 ) -β / l ' (P r / P 0 ) 3 1/2 / (v.

Durch Messen von ß und der Frequenzbreite bei irgendeinem beliebigen Leistungspegel (P /Pn) auf der Ansprechkurve des Resonanzhohlraumes' kann also die Größe Q bestimmt werden. Wenn ein Punkt für halbe Leistung so definiert wird, daß:Thus, by measuring β and the frequency width at any arbitrary power level (P / P n ) on the response curve of the resonant cavity, the quantity Q can be determined. If a half power point is defined such that:

Pj/2 ' (1 + /3)/2, (9)Pj / 2 '(1 + / 3) / 2, (9)

so ergibt sich die Frequenzdifferenz entsprechend den beiden Punkten für halbe Leistung als "halbe Breite" der Resonanzkurve und ist gegeben durch:so the frequency difference results according to the two Points for half power as "half the width" of the resonance curve and is given by:

Av » 2(V1 ,j - ν ) ,Av »2 (V 1 , j - ν),

Darin ist V1/o die Frequenz, die den Punkten für halbe Leistung entspricht. Für diesen Fall kann Gleichung (8) weiter vereinfacht werden:V 1 / o is the frequency corresponding to the points for half power. For this case, equation (8) can be further simplified:

Q0* (2V0ZAv)Z(I +iff 1/2, m (io) Q 0 * (2V 0 ZAv) Z (I + iff 1/2, m (io)

Der Wert von Q ändert sich daher zwischen (νο/Δν) und (2ν_/Δν)ι je nach Kopplungsgrad.The value of Q therefore changes between (ν ο / Δν) and (2ν_ / Δν) ι depending on the degree of coupling.

Ein Schaubild der Ansprechkurve mit den definierten Parametern ist in Fig. 14 gezeigt. Die Mittenfrequenz vo der Ansprechkurve, die einem Minimum der reflektierten Leistung entspricht, ist die Resonanzfrequenz des normalen Modus.A graph of the response curve with the parameters defined is shown in FIG. The center frequency v o of the response curve, which corresponds to a minimum of the reflected power, is the resonance frequency of the normal mode.

Die in Fig·. 10 gezeigte Frequenzmeßschaltung bewirkt natürlich eine Änderung der Resonanzfrequenz, d.h. ein Mitziehen derThe in Fig. 10 naturally causes a change in the resonance frequency, i.e. a dragging of the

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Frequenz, aufgrund der Wechselwirkung zwischen der Kammer 28 und den Elementen der Schaltung nach Fig. 10. In der in Fig.10 gezeigten Schaltungsanordnung, bei der die Frequenz des durchstimmbaren Generators 1100 um einen Faktor von etwa 2 verändert wird, empfängt der Richtkoppler 1106 die Ausgangsleistung dieses Generators und legt einen relativ geringen Teil derselben an die Antenne 7 an. Die an die Hilfs- bzw. Ausgangsöffnung des Richtkopplers 1106 angelegte Leistung beträgt etwa 80% der Ausgangsleistung des durchstimmbaren Generators 1100. Die Kammer ist an die Haupteingangsöffnung angeschlossen, und der Kristalldetektor 1110 ist an die dritte Öffnung des Richtkopplers 1106 angekoppelt, um die Mikrowellenleistung zu messen, die aus der Kammer 28 reflektiert wird. Die Anwendung des Richtkopplers 1106 führt zu einem Dämpfungsfaktor von 100 bzw. einer Dämpfung zwischen dem durchstimmbaren Generator 1100 und der aus der Antenne 70 gebildeten Belastung. Folglich ist der durchstiinmbare Generator 1100 relativ gut von der Antenne 70 entkoppelt, damit gewährleistet ist, daß keine Wechselwirkung auftritt, welche das AnsproehvorhalI cn dor Kammer stören würde. Infolge der Entkopplung zwischen der Antenne 70 und dem Generator 1100 mittels des Richtkopplers 1106 wird die Stärke des Frequenznachziehens durch den Gütefaktor Q der Kammer 28, den Kopplungskoeffizienten ß sowie das Stehwellenverhältnis zwischen dem Kristalldetektor 1110 und eiern Hohlrauinkopplungssystem bestimmt. Unter der Annahme, daß der durchstimmbare Generator 1100 von dem Hohlraum 28 vollständig entkoppelt ist, ergeben ein Hohlraum 28 mit dem Gütefaktor Q = 5000, ein Kopplungskoeffizient ß von 0,5 und ein StehwellenverhältnisFrequency, due to the interaction between the chamber 28 and the elements of the circuit according to FIG. 10. In the circuit shown in FIG circuit arrangement shown, in which the frequency of the tunable Generator 1100 changed by a factor of about 2 the directional coupler 1106 receives the output of this generator and applies a relatively small portion of it to the antenna 7. The one to the auxiliary or exit opening of the directional coupler 1106 applied power is about 80% the output power of the tunable generator 1100. The chamber is connected to the main entrance port and the crystal detector 1110 is connected to the third port of the directional coupler 1106 coupled to measure the microwave power reflected from the chamber 28. The application of the directional coupler 1106 leads to a damping factor of 100 or a damping between the tunable generator 1100 and the load formed from the antenna 70. As a result, the pierceable generator 1100 is relatively good of the antenna 70 decoupled, so that it is ensured that no interaction occurs which would disrupt the supply in the chamber. As a result of the decoupling between the antenna 70 and the generator 1100 by means of the directional coupler 1106, the strength of the Frequency tracking by the quality factor Q of the chamber 28, the coupling coefficient ß and the standing wave ratio between the crystal detector 1110 and a cavity coupling system certainly. Assuming that tunable generator 1100 is completely decoupled from cavity 28, result in a cavity 28 with the quality factor Q = 5000, a coupling coefficient β of 0.5 and a standing wave ratio

—5 2 ein Frequenznachziehen in der Größenordnung von 1,3 χ 10 bzw. 0,0013%. Diese Abweichung ist eine Größenordnung besser als erforderlich, um die angestrebte Gesamtmeßgenauigkeit des Kammervolumens von besser als 0,01% zu erreichen.—5 2 a frequency pull in the order of 1.3 χ 10 and 0.0013%, respectively. This deviation is an order of magnitude better than necessary in order to achieve the desired overall measurement accuracy of the Chamber volume of better than 0.01% can be achieved.

Eine Untersuchung des Hohlraumes 28 und des zugeordneten Resonanzfrequenzmeßsystems nach Fig. 10 hat gezeigt, daß Störungen aufgrund von geometrischen Deformierungen der Kammer 28,An examination of the cavity 28 and the associated resonant frequency measurement system 10 has shown that disturbances due to geometrical deformations of the chamber 28,

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gleich ob es sich um mangelnde Rundheit der Zylinderform
des Hohlraumes 28 oder um kleine örtliche Oberflächenunregelmäßigkeiten und Deformierungen handelt, kompensiert werden können, indem die im folgenden erläuterten Maßnahmen
getroffen werden. Wenn die Bearbeitungstoleranz der Kammer 28 gewährleistet, daß ihr Durchmesser D innerhalb der Grenzen von 0,3 mm (12 mil) eingehalten wird, können Durchmesser D und Volumen der Kammer 28 mit einer Genauigkeit in der
Größenordnung von 10 oder weniger bestimmt werden, und
folglich kann diese Deformierung für das hier betrachtete
Volumenmeßverfahren vernachlässigt werden. Die Verschiebung der Kammerresonanzfrequenzen für irgendeinen normalen Modus aufgrund einer geringen Einwärts- oder Auswärtswölbung an der Innenwandung der Kammer 28 wird ebenfalls als vernachlässigbar angesehen, wenn der Durchmesser dieser Deformierung wesentlich kleiner ist als die Grenzwellenlänge des elektromagnetischen Feldes in der Kammer 28, so daß diese Deformierung kein elektromagnetisches Feld an andere Strukturen ankoppelt. Unter diesen Bedingungen ist das Frequenznachziehen ungefähr proportional dem Verhältnis der dritten Potenz des Deformierungsdurchmessers zu dem νοίμπιεη der Kammer 28. In der Praxis ist daher das Frequenznachziehen für einwärts oder auswärts gerichtete Wölbungen in den Wandungen der Kammer 28 vernachlässigbar. Ein Loch mit einem Durchmesser von 25,4 mm in einer Kammer 28, die einen Durchmesser von etwa 305 mm (12") und eine Länge von etwa 508 mm (20") aufweist, ergibt z.B. eine Änderung der Resonanzfrequenz von nur 7 Teilen auf 10 .
no matter whether it is a lack of roundness of the cylinder shape
of the cavity 28 or small local surface irregularities and deformations can be compensated by the measures explained below
to be hit. If the machining tolerance of the chamber 28 ensures that its diameter D is maintained within 0.3 mm (12 mils), the diameter D and volume of the chamber 28 can be determined with an accuracy within
Of the order of 10 or less can be determined, and
consequently, this deformation can be used for what is considered here
Volume measurement methods are neglected. The shift in the chamber resonance frequencies for any normal mode due to a slight inward or outward curvature on the inner wall of the chamber 28 is also considered to be negligible if the diameter of this deformation is significantly smaller than the cutoff wavelength of the electromagnetic field in the chamber 28, so that this deformation no electromagnetic field is coupled to other structures. Under these conditions, the frequency tightening is approximately proportional to the ratio of the cube of the deformation diameter to the νοίμπιεη of the chamber 28. In practice, the frequency tightening for inward or outward curvatures in the walls of the chamber 28 is negligible. For example, a 25.4 mm diameter hole in a chamber 28 that is about 305 mm (12 ") in diameter and about 508 mm (20") long results in a resonance frequency change of only 7 parts 10.

Was die Auswirkungen des Einlasses 62 und der öffnungen zur Aufnahme der Wandler 51 und 57 in dem Kolben 14 anbetrifft, so können diese öffnungen bzw. Löcher während der Volumenmessung und Eichung mit Metallstopfen verschlossen werden, um diese Fehlerquellen bei der Bestimmung der Resonanzfrequenz völlig auszuschließen.As for the effects of the inlet 62 and the openings to the As far as the reception of the transducers 51 and 57 in the piston 14 is concerned, they can have openings or holes during the volume measurement and calibration with metal plugs to eliminate these sources of error when determining the resonance frequency completely ruled out.

Um die Genauigkeitsforderung von ±0,01% bei der Messung desIn order to meet the accuracy requirement of ± 0.01% when measuring the

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Verschiebungsvolumens in der Kammer 28 zu erfüllen, muß die in Fig. 10 gezeigte Resonanzfrequenzmeßschaltung imstande sein, die Resonanzfrequenzen der normalen Moden innerhalb der Kammer 28 mit einer Genauigkeit von 1:10 zu messen. Die in Fig. 10 gezeigte Schaltung ist so ausgelegt, daß sie systematische Fehler vermindert, welche die Messung der Resonanzfrequenzen f beeinträchtigen können, wobei solche Fehler auf Impedanz-Fehlanpassungen zwischen dem durchstimmbaren Generator 1100 und der Antenne 70, Änderungen und Schwankungen der Mikrowellenleistung, Störsignalen und Drifterscheinungen von Bauteilen verursacht werden können. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, hat die Mikrowellen-Leistungsquelle die Form des durchstimmbaren Generators 1100, bei dem es sich z.B. um den Typ VS80A der Firma Exscan handeln kann. Der durchstimmbare Generator 1100 kann z.B. bei einer festen Frequenz (CW) betrieben werden oder automatisch über einen Bereich von 50 kHz und 300 MHz gewobbelt werden, mit einer Rate zwischen 0,05 Hz und 30 kHz. Ferner kann das Ausgangsignal des durchstimmbaren Generators 1100 über dessen Feineinstellknppf 1100a eingestellt werden, um Frequenzänderungen direkt durch den Benutzer über den angegebenen Bereich zu bewirken. Das Ausgangssignal des durchstimmbaren Generators 1100 wird über ein Koaxialkabel an einen Richtkoppler 1102 angelegt, der als Transformator wirkt, wodurch ein Teil der an den Richtkoppler 1102 angelegten Energie zu einem Frequenzzähler 1108 überführt wird, der bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung als Zähler vom Typ Nr. 192OA des Herstellers Fluke Corporation ausgebildet sein kann. Wie später erläutert wird, zeigt der Zähler 1108 die Frequenz an, bei der eine stehende Welle in der Kammer 28 aufgebaut wird. Das Ausgangssignal des Richtkopplers 1102 wird wiederum an ein ähnliches Koaxialkabel angelegt und gelangt zu einem zweiten Koppler 1104 und über den Richtkoppler 1106 zu der Mikrowellenantenne 70. Wie in Fig. 10 und im einzelnen in Fig. 2A gezeigt ist, handelt es sich bei der Mikrowellenantenne 70 um eine einfache Metallschlaufe 70a, die mittels eines Isolators 70b von dem Kopfteil 60 der Kammer 28 isoliert ist.To meet displacement volume in the chamber 28, the resonance frequency measuring circuit shown in Fig. 10 must be able to measure the resonance frequencies of the normal modes within the chamber 28 with an accuracy of 1:10. The circuit shown in Fig. 10 is designed to reduce systematic errors which can affect the measurement of the resonance frequencies f, such errors being due to impedance mismatches between tunable generator 1100 and antenna 70, changes and fluctuations in microwave power, interference signals and drift phenomena can be caused by components. As shown in FIG. 10, the microwave power source has the form of the tunable generator 1100, which can be, for example, the VS80A type from Exscan. The tunable generator 1100 can, for example, be operated at a fixed frequency (CW) or automatically swept over a range of 50 kHz and 300 MHz, at a rate between 0.05 Hz and 30 kHz. Furthermore, the output signal of the tunable generator 1100 can be adjusted via its fine adjustment knob 1100a in order to effect frequency changes directly by the user over the specified range. The output signal of the tunable generator 1100 is applied via a coaxial cable to a directional coupler 1102, which acts as a transformer, whereby part of the energy applied to the directional coupler 1102 is transferred to a frequency counter 1108, which in one embodiment of the invention is a counter of type no. 192OA made by Fluke Corporation. As will be explained later, the counter 1108 indicates the frequency at which a standing wave is established in the chamber 28. The output signal of the directional coupler 1102 is in turn applied to a similar coaxial cable and arrives at a second coupler 1104 and via the directional coupler 1106 to the microwave antenna 70. As shown in FIG. 10 and in detail in FIG. 2A, it is the microwave antenna 70 around a simple metal loop 70a , which is isolated from the head part 60 of the chamber 28 by means of an insulator 70b.

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Wie in der Technik wohlbekannt ist, nimmt die von der Antenne 70 reflektierte Energie aus der Kammer 28 beim Auftreten einer stehenden Welle beträchtlich ab, im Vergleich zu der Energie, die bei anderen Frequenzen reflektiert wird. Dies ist als Resonanzbedingung bekannt, und die zugehörige Frequenz wird als Resonanzfrequenz bezeichnet. Beim Verändern der Frequenz am Ausgang des durchstimmbaren Generators 1100 wird also eine Resonanzfrequenz ausgewählt, bei der eine stehende Welle in der Kammer 28 auftritt, die von der Gestalt und den Abmessungen der Kammer 28 abhängt. Die Frequenz, bei der eine stehende Welle auftritt, bestimmt - wie später erläutert wird - die Kammerabmessungen bzw. deren Durchmesser D und Länge L und folglich das Volumen der Kammer 28. Um den Leistungsabfall der Resonanzfrequenz zu bestimmen, ist der Koppler. 1106 an ■ den Kristalldetektor 11UTO angeschlossen, der die von der Antenne 70 reflektierte Mikrowellenleistung in ein Gleichspannungssignal umwandelt. Der Kristalldetektor 1110, bei dem es sich z.B. um den Typ Nr. 423A (NEG) von Hewlett Packard handeln kann, legt sein Gleichspannungsausgangssignal· an den Y-Eingang des Oszil^skops 1112 an. Bei diesem Oszilloskop 1112 kann es sich z.B. um das Modell· P 922R von Tectronix handein. Der X-Eingang des OsZi^oskops 1112 wird von dem durchstimmbaren Generator 1100 gespeist, so daß beim Einsteilen dieses Generators auf Durchstimmbetrieb das Ansprechverhalten der Kammer 28 bezüglich der reflektierten Leistung abhängig ist von der Eingangssignalfrequenz und auf dem Oszil^skop 1112 angezeigt wird. Wie in der vergrößerten Anzeige 1112a ersichtiich ist, hat die von der Antenne 70 refiektierte Leistung ein Minimum 1113 bei der Resonanzfrequenz, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Die Frequenz, beider das Minimum 1113 auftritt, wird am Zähier 1108 angezeigt. Der zweite Koppier 1104 l·egt die Mikrowellenl·eistung an einen Krista^detektor 1114 an, der ein entsprechendes Gieichspannungssignai abgibt, das von einem Operationsverstärker 1115 verstärkt und an den durchstimmbaren Generator 1100 angeiegt wird, um eine Pegelregelung des Ausgangs dieses Generators vorzunehmen, wodurchAs is well known in the art, the energy reflected by the antenna 70 from the chamber 28 decreases significantly when a standing wave occurs compared to the energy reflected at other frequencies. This is known as the resonance condition, and the associated frequency is called the resonance frequency. When changing the frequency at the output of the tunable generator 1100, a resonance frequency is selected at which a standing wave occurs in the chamber 28, which depends on the shape and the dimensions of the chamber 28. The frequency at which a standing wave occurs determines - as will be explained later - the chamber dimensions or its diameter D and length L and consequently the volume of the chamber 28. The coupler is used to determine the power drop in the resonance frequency. 1106 ■ connected to the crystal detector 1 1 UTO which converts the light reflected from the antenna 70 microwave power into a DC signal. The crystal detector 1110, which can be, for example, type No. 423A (NEG) from Hewlett Packard, applies its DC voltage output signal to the Y input of the oscilloscope 1112. This oscilloscope 1112 can be, for example, the · P 922R from Tectronix. The X input of the oscilloscope 1112 is fed by the tunable generator 1100, so that when this generator is set to tune mode, the response of the chamber 28 to the reflected power depends on the input signal frequency and is displayed on the oscilloscope 1112. As can be seen in the enlarged display 1112a, the power reflected by the antenna 70 has a minimum 1113 at the resonance frequency, as shown in FIG. The frequency at which the minimum 1113 occurs is displayed on the counter 1108. The second coupler 1104 applies the microwave power to a crystal detector 1114, which emits a corresponding DC voltage signal, which is amplified by an operational amplifier 1115 and applied to the tunable generator 1100 in order to regulate the level of the output of this generator

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dieser eine im wesentlichen konstante Leistung beim Durchfahren der Frequenz, bei der eine stehende Welle auftritt, aufnimmt.this an essentially constant power when passing through the frequency at which a standing wave occurs, records.

Die in Fig. 10 gezeigte Schaltung arbeitet in der im folgenden beschriebenen Weise, um die Resonanzfrequenz zu messen. Zunächst wird der durchst.immbare Generator 1112 auf großen Durohötlmmboroicrh GinqoHlcll t , damit im wesentlichen alle normalen Resonanzmoden gleichzeitig auf dem Bildschirm des Oszilloskops 1112 angezeigt werden können, während das Resonanz-Ansprechverhalten für irgendeinen besonderen Schwingungsmodus einzeln angezeigt werden kann, indem die Durchstimmbreite und die Mittenfrequenz des Durchstimmbandes geeignet, gewählt werden. Eine eindeutige Identifizierung der Schwingungsmoden kann erfolgen, indem ihre Resonanzfrequenzen für eine bestimmte I·: I fC'1 t'l I UIi(J <l"i Kd IIkmiuI t· I I uii'J 1 J)d«m h.-i 1 b dri Ktiinnir) 2b (JiMm*.".:.''π werden und Gleichung (1) angewandt wird; stattdessen kann auch der Kolben verschoben werden, und die Größe der Änderung der Resonanzfrequenzen in Abhängigkeit von der Kolbenstellung wird mit den Werten aus Fig. 13 verglichen.The circuit shown in Fig. 10 operates in the manner described below to measure the resonance frequency. First, the tunable generator 1112 is set on large Durohötlmmboroicrh GinqoHlcll t so that essentially all normal resonance modes can be displayed simultaneously on the screen of the oscilloscope 1112, while the resonance response for any particular vibration mode can be displayed individually by the tuning width and the Center frequency of the tuning band suitable to be selected. The oscillation modes can be clearly identified by their resonance frequencies for a certain I ·: I fC'1 t'l I UIi (J <l "i Kd IIkmiuI t · II uii'J 1 J) d« m h.-i 1 b dri Ktiinnir) 2b (JiMm *. ".:. '' Π and equation (1) is applied; instead, the piston can also be moved, and the magnitude of the change in the resonance frequencies as a function of the piston position is determined by the values from Fig. 13 compared.

Üie Resonanzfrequenz I eines gegebenen Schwingungsmodus wird gemessen, indem zunächst die Ansprechkurve auf dem Oszilloskopschirm angezeigt wird und dann der durchstimmbare Generator 1100 auf Betrieb mit fester Frequenz (CW) eingestellt wird und der Frequenz-Feinstellknopf 1100a verdreht wird, bis die auf dem. Oszilloskop 1112 angezeigte Spannung ein Minimum hat. Die Anzeige auf dem Frequenzzähler 1108 beim Erreichen dieses Minimums ist dann die Resonanzfrequenz des normalen Hohlraumschwingungsmodus. Zweckmäßig ist es, wenn der zweite Strahl des Oszilloskops 1112 dazu verwendet wird, die Lage dieses Minimums besser zu definieren, indem das System auf Durchstimmbetrieb eingestellt wird und die Vertikalposition des zweiten Strahles so eingestellt wird, daß dieser den Boden der Resonanzkurve gerade berührt. Wenn der Generator 1100 soThe resonance frequency I of a given vibration mode becomes measured by first showing the response curve on the oscilloscope screen is displayed and then the tunable generator 1100 is set to operate at fixed frequency (CW) and the frequency fine adjustment knob 1100a is turned until the to the. The voltage displayed on the oscilloscope 1112 has a minimum. the The indication on the frequency counter 1108 when this minimum is reached is then the resonance frequency of the normal cavity oscillation mode. It is useful if the second beam of the oscilloscope 1112 is used to determine the position of this Minimum better to define by putting the system on tuning mode is adjusted and the vertical position of the second beam is adjusted so that this is the ground just touched the resonance curve. If the generator 1100 does so

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eingestellt ist, daß er mit fester Frequenz im CW-Betrieb arbeitet, wird die Resonanzfrequenz f der Kammer 28 durch die Frequenzeinstellung dieses Generators bestimmt, entsprechend der Bedingung, daß die beiden Strahlen zusammenfallen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Frequenz des Zählers abgelesen, während die beiden Strahlen genau zusammenfallen, wodurch die Frequenzdrift des Generators 1100 eliminiert wird, damit die Messung mit einer wesentlich besseren Genauigkeit erfolgen kann, als der durchstimmbare Generator 1100 .selbst stabil ist. Da ferner die Messung allein darauf beruht, daß ein Minimum im Ansprechverhalten der Kammer eingestellt wird, ist sie unabhängig von Nichtlinearitäten des Detektors und von zeitlichen Schwankungen der einfallenden Mikrowellenleistung. Wiederholte Messungen bei einem bestimmten Schwin-, gungsmodus zeigen, daß die Resonanzfrequenz der Kammer mit einer Genaui«
werden kann.
is set that it works with a fixed frequency in CW mode, the resonance frequency f of the chamber 28 is determined by the frequency setting of this generator, according to the condition that the two beams coincide. In a preferred embodiment, the frequency of the counter is read while the two beams coincide exactly, whereby the frequency drift of the generator 1100 is eliminated so that the measurement can be made with a much better accuracy than the tunable generator 1100 itself is stable. Furthermore, since the measurement is based solely on the fact that a minimum is set in the response behavior of the chamber, it is independent of non-linearities of the detector and of fluctuations in the incident microwave power over time. Repeated measurements with a certain vibration mode show that the resonance frequency of the chamber with an accuracy
can be.

einer Genauigkeit von besser als ±3 kHz. bzw. 5:10 bestimmtan accuracy of better than ± 3 kHz. or 5:10 determined

Es wird nun eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zur genauen Messung des Volumens eines Abschnittes der Kammer 28 im einzelnen beschrieben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst die Resonanzfrequenz der Kammer 28 für zwei verschiedene Anregungsmoden gemessen. Als Beispiel wird eine aufrechte zylindrische Kammer 28 betrachtet, und es werden die Resonanzfrequenzen in den Moden TM010"und TE111 gemessen. Die Moden sind nicht-degenerativ, und ihre Resonanzfrequenzen können mit einer Genauigkeit von 1:10 oder besser unter Anwendung normaler Technik bestimmt werden. Der Modus TM0" (Parallelfläche) hängt nur von dem mittleren Durchmesser (D) der Kammer 28 ab und ist unabhängig von der Länge (L) des Hohlraumes, während der Schwingungsmodus TE111 sowohl von (D) als auch von (L) abhängt. Aus der Messung der beiden Frequenzen kann daher das Volumen der Kammer 28 bestimmt werden. Für den Fall TM010 ergibt sich:A first embodiment of a method for accurately measuring the volume of a portion of the chamber 28 will now be described in detail. In the method according to the invention, the resonance frequency of the chamber 28 is first measured for two different excitation modes. As an example, consider an upright cylindrical chamber 28 and measure the resonance frequencies in the TM 010 "and TE 111 modes. The modes are non-degenerative and their resonance frequencies can be measured with an accuracy of 1:10 or better using normal technique The mode TM 0 "(parallel surface) depends only on the mean diameter (D) of the chamber 28 and is independent of the length (L) of the cavity, while the mode of oscillation TE 111 depends on both (D) and ( L) depends. The volume of the chamber 28 can therefore be determined from the measurement of the two frequencies. For the case TM 010 the following results:

X1 = Re s on an ζ we Ilen länge - ^— oder D = - (11)X 1 = Re s on an ζ we ile length - ^ - or D = - (11)

1 X01 π1 X 01 π

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Darin sind D der Durchmesser und XQ1 der erste Bessel-Wurzelterm bzw. JQ(X) = 0.Here D is the diameter and X Q1 the first Bessel root term or J Q (X) = 0.

Für den FallIn the case

ergibt sich:surrendered:

X9 = Resonanzwellenlänge =X 9 = resonance wavelength =

f X11) + 1f X 11) + 1

{-Ίφ-J + τ{-Ίφ-J + τ

(12)(12)

Darin sind D = Durchmesser, L = Länge oder Höhe des Hohlraumes und X11 = erster Wurzelterm von J1 (x) = 0.Here D = diameter, L = length or height of the cavity and X 11 = first root term of J 1 (x) = 0.

Die Kombination der beiden Ergebnisse ergibt:The combination of the two results gives:

__ X01 λ , L = 1/2__ X 01 λ, L = 1/2

D - — lD - - l

λ12 λ 1 2

-1/2-1/2

(13)(13)

Abhängig von der Resonanzfrequenz können die Ergebnisse geschrieben werden als:Depending on the resonance frequency, the results can be written will be as:

X01C X 01 C

2f.2f.

1 -1 -

f2X01 f 2 X 01

-1/2-1/2

(14)(14)

Darin sind X11 = 1,8412, XQ1 = 2,4048 und c = Lichtgeschwindigkeit in dem Medium, mit dem der Hohlraum gefüllt ist (im vorliegenden Falle Luft).Here, X 11 = 1.8412, X Q1 = 2.4048 and c = the speed of light in the medium with which the cavity is filled (in the present case air).

Für das Gesamtvolumen der Kammer ergibt sich:The following results for the total volume of the chamber:

Volumen= ttDVolume = ttD

-L = Λ1 λ2Χ01-L = Λ 1 λ 2 Χ 01

C3X 2
c Χ01
C 3 X 2
c Χ 01

1 -1 -

1111

OlOil

-1/2-1/2

11 0111 01

-1/2-1/2

(15)(15)

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Es ist ersichtlich, daß das Volumen in erster Linie proportional λ oder 1/f ist. Daher gilt:It can be seen that the volume is primarily proportional to λ or 1 / f. Therefore:

or 3(ä|] (16)or 3 (ä |] (16)

Folglich können die Frequenzen mit einer Genauigkeit von 1:10 gemessen werden, ebenso wie durch den Zähler 1108, so daß die theoretische Genauigkeit des Volumens in der Größenordnung von 3:10 liegt.As a result, the frequencies can be measured with an accuracy of 1:10, as well as by counter 1108, see above that the theoretical accuracy of the volume is on the order of 3:10.

Das Verfahren kann Anwendung finden, um die Volumenänderung . in einem aufrechten Kreiszylinder 12 zu messen, die durch die direkte Verschiebung des darin befindlichen Kolbens 14 verursacht wird. Das Volumen der Kammer 28 kann sowohl vor als auch nach der Bewegung des Kolbens auf einfache Weise gemessen werden, ebenso wie die Größe der Volumenänderung. Bei der in Fig. 10 gezeigten Anordnung bleibt bei Bewegung des Kolbens 14 aus der Stellung X in die Stellung Y die Resonanzfrequenz des Schwingungsmodus TMQ1O konstant (oder ändert sich allein aufgrund von Ungleichmäßigkeiten des Durchmessers des Zylinders), während die Resonanzfrequenz des Modus TE111 sich proportional zur Verschiebung AL verschiebt. In der Stellung X werden die Resonanzfrequenzen f.. und f„ gemessen und in Gleichung (2) eingesetzt, um das erste Volumen V1 zu erhalten. Danach wird der Kolben·14 in die zweite Stellung Y bewegt, und ein zweites Paar Resonanzfrequenzen f.1, f2' für die Moden TM010 und TE111 wird aufgenommen, um das zweite Volumen V2 nach Gleichung (15) zu berechnen. Schließlich wird das Verschiebungsvolumen AV durch Subtrahieren des zuerst bestimmten Volumens V1 in Stellung X von dem zuletzt bestimmten Volumen V- bei der Stellung Y berechnet. Durch laufende überwachung der Resonanzfrequenz des Modus TM010 können ferner Änderungen des Durchmessers der Kammer 28 (aufgrund von Bearbeitungsungenauigkeiten) zwischen L^ und L„ in Abhängigkeit von L gemessen werden. In gleicher Weise kann die Volumenänderung gemessenThe procedure can be applied to the volume change. to measure in an upright circular cylinder 12, which is caused by the direct displacement of the piston 14 located therein. The volume of the chamber 28 can be easily measured both before and after the movement of the piston, as can the magnitude of the change in volume. In the arrangement shown in FIG. 10, when the piston 14 moves from the X position to the Y position, the resonance frequency of the oscillation mode TM Q1O remains constant (or changes solely due to irregularities in the diameter of the cylinder), while the resonance frequency of the TE 111 shifts proportionally to the shift AL. In the position X, the resonance frequencies f .. and f ″ are measured and used in equation (2) to obtain the first volume V 1 . The piston 14 is then moved to the second position Y, and a second pair of resonance frequencies f 1 , f 2 'for the modes TM 010 and TE 111 are recorded in order to calculate the second volume V2 according to equation (15). Finally, the displacement volume AV is calculated by subtracting the first determined volume V 1 in position X from the last determined volume V- in position Y. By continuously monitoring the resonance frequency of the TM 010 mode, changes in the diameter of the chamber 28 (due to machining inaccuracies) between L 1 and L 1 as a function of L can also be measured. The change in volume can be measured in the same way

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AXAAXA

werden, indem laufend die Resonanzfrequenz des TE11 .-Schwingungsmodus überwacht wird.by continuously adjusting the resonance frequency of the TE 11 . -Vibration mode is monitored.

Störende Einflüsse bei den obigen Beziehungen sind die dielektrischen Eigenschaften der Luft, das Vorhandensein der Kopplungsleitungen 30 und 32 sowie der andere Gaseinlaß 62, Oberflächenunregelmäßigkeiten, die endliche elektrische Leitfähigkeit des Wandungsmaterials der Kammer 28 und degenerative Schwingungsformen bei sich kreuzenden Moden. Solange die Unregelmäßigkeiten klein im Vergleich zu λ sind (in der Größenordnung von 30 cm oder größer), sind die Störungen in erster Annäherung proportional der Volumenänderung. Durch das Verfahren werden also die Deformierungen ausgemittelt, so daß die Messung dem tatsächlichen Volumen der Kammer 28 genau proportional ist.Disruptive influences in the above relationships are the dielectric ones Properties of the air, the presence of the coupling lines 30 and 32 and the other gas inlet 62, Surface irregularities, the finite electrical conductivity of the wall material of the chamber 28 and degenerative waveforms in the case of intersecting modes. As long as the irregularities are small compared to λ (on the order of 30 cm or larger), the disturbances are in the first place Approximation proportional to the change in volume. The deformations are thus averaged out by the method, so that the measurement is precisely proportional to the actual volume of the chamber 28.

Die Kopplungsleitungen 30 und 32 und der Gaseinlaß 62 sind so dimensioniert, daß sie deutlich kleiner sind als die Grenzwellenlänge der Mikrowellen, so daß sie die Resonanzfrequenz höchstens wie 1:10 stören sollten ui Annäherung korrigiert werden können.The coupling lines 30 and 32 and the gas inlet 62 are dimensioned so that they are significantly smaller than the cutoff wavelength of the microwaves, so that they should disturb the resonance frequency no more than 1:10 ui Approach can be corrected.

höchstens wie 1:10 stören sollten und zumindest in erstershould bother at most like 1:10 and at least initially

Die Störung aufgrund der endlichen elektrischen Leitfähigkeit des Wandungsmaterials der Kammer 28 sollte in derselben Grössenordnung liegen, was zu erreichen ist, wenn die Wandungen aus einem gut leitenden Metall wie Kupfer, Silber, Gold oder Aluminium gebildet oder mit einem Überzug daraus versehen werden, bei sorgfältigem Polieren innerhalb vernünftiger Grenzen. Z.B. ist die theoretische Eindringtiefe für Kupfer bei 300 MHz 3,8 x 10 cm. Die Störung des Volumens liegt in der Größenordnung des Verhältnisses zwischen der Eindringtiefe und der linearen Abmessung des Resonanzhohlraumes, was bei einem aufrechten Kreiszylinder mit einem Radius von 50 cm etwa 7,6 x 10 ergibt. Die tatsächliche Eindringtiefe kann aus den Hohlraumverlusten geschätzt werden, die in direkterThe disturbance due to the finite electrical conductivity the wall material of the chamber 28 should be of the same order of magnitude, which can be achieved if the walls made of a highly conductive metal such as copper, silver, or gold Formed or coated with aluminum with careful polishing within reasonable limits. E.g. the theoretical penetration depth for copper at 300 MHz is 3.8 x 10 cm. The disturbance of the volume lies in the Order of magnitude of the relationship between the penetration depth and the linear dimension of the resonance cavity, which is at an upright circular cylinder with a radius of 50 cm gives about 7.6 x 10. The actual depth of penetration can can be estimated from the cavity losses that are in direct

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Beziehung zu dem Gütefaktor Q der Kammer stehen, welcher im allgemeinen experimentell mit einer Genauigkeit von etwa
1% gemessen werden kann. Folglich kann eine Korrektur erster Ordnung vorgenommen werden, wodurch die Unbestimmtheit auf
weniger als einige Teile auf 1O vermindert wird.
Relation to the quality factor Q of the chamber, which is generally experimental with an accuracy of about
1% can be measured. As a result, a first order correction can be made, eliminating the uncertainty
less than a few parts is reduced to 10.

Die Resonanzfrequenzänderung zwischen Vakuum und Luft in dem Hohlraum ist gegeben durch:The change in resonance frequency between vacuum and air in the cavity is given by:

<fVakuuir/fLuft> = (ε)1/2 (17) <F Vakuuir / f Air> = (ε) 1/2 (17)

Darin ist ε die Dielektrizitätskonstante für Luft bei Mikrowellenfrequenzen, die für trockene Luft unter Normalbedingungen STP den Wert STP = 536,5 χ 10~6 hat. Die Frequenzänderung beim Übergang von Vakuum auf Luft liegt also in der Grös- Here ε is the dielectric constant for air at microwave frequencies, which for dry air under normal conditions STP has the value STP = 536.5 χ 10 ~ 6 . The change in frequency during the transition from vacuum to air is therefore of the magnitude

_ λ· _ λ ·

senordnung von 2,7 x 10 . Da ε für trockene Luft bei Mikrowellenfrequenzen und in Abhängigkeit von Druck und Temperatur genau bekannt ist, kann diese Verschiebung mit einer Genauigkeit von wenigstens 1:10 korrigiert werden. Zum Korrigieren der Druck- und Temperaturabhängigkeit von ε auf eine Genauigkeit von besser als 0,1% kann folgende Beziehung angewandt
werden:
order of 2.7 x 10. Since ε is known exactly for dry air at microwave frequencies and as a function of pressure and temperature, this shift can be corrected with an accuracy of at least 1:10. To correct the pressure and temperature dependency of ε to an accuracy of better than 0.1%, the following relationship can be applied
will:

1atm] - <ρ/7δο>/0 +0,00341 (t-20)J .1atm] - < ρ / 7δο > / 0 +0.00341 (t-20) J.

—4
Da die Frequenzänderung anfangs nur 2,7 χ 10 beträgt, kann eine Gesamtgenauigkeit der Resonanzfrequenzbestimmung in der Größenordnung von 10 erwartet werden, wenn der Barometerdrui besser als auf 0,1% (entsprechend 0,0013 bar) überwacht wird.
—4
Since the frequency change is initially only 2.7 χ 10, an overall accuracy of the resonance frequency determination in the order of magnitude of 10 can be expected if the barometer pressure is monitored better than 0.1% (corresponding to 0.0013 bar).

Der Beitrag von Wasserdampf (relative Luftfeuchtigkeit) zur
Dielektrizitätskonstanten der Luft kann angegeben werden:
The contribution of water vapor (relative humidity) to the
Dielectric constant of air can be given:

Wasserdampf X 10"' = 5'00 ^ψ^)^' Ο»)Water vapor X 10 "'= 5 ' 00 ^ ψ ^) ^ ' Ο»)

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Darin ist T die über eine Präzisionstemperaturmeßvorrichtung gemessene Temperatur in Grad Kelvin, und P ist der Partialdruck von Wasser in Millibar. Für T = 2O°C (293°K) beträgt der Sättigungsdampfdruck (100% relative Luftfeuchtigkeit) 23 Millibar. Für diesen Extremfall gilt also:Therein, T is the one via a precision temperature measuring device measured temperature in degrees Kelvin, and P is the partial pressure of water in millibars. For T = 20 ° C (293 ° K) the saturation vapor pressure is (100% relative humidity) 23 millibars. For this extreme case, the following applies:

( ^1 > Wasserdampf x 10~6 = 100'(^ 1 > water vapor x 10 ~ 6 = 100 '

was ungefähr ein Drittel des Wertes für trockene Luft ist. Dieser Effekt wiederum kann in erster Annäherung korrigiert werden, indem die relative Luftfeuchtigkeit gemessen wird, sowhich is about a third of the value for dry air. This effect, in turn, can be corrected as a first approximation by measuring the relative humidity, so

_·7_ · 7

daß eine Genauigkeit in der Größenordnung von 10 bei der Bestimmung der Vakuumresonanzfrequenz des Hohlraumes erreicht werden kann.that an accuracy of the order of 10 in determining the vacuum resonance frequency of the cavity can be achieved.

Die beiden Moden TE111 und TM010 sind in ihrer Frequenz nicht degenerativ mit anderen TRM-Resonanv.imKlen. Unvorhergesehene deyimeraLivo Kfiekte. auJ <jj und von a LcIi zufällig kreuzenden Moden können vermieden werden, indem die Abmessungen des Volumens geeignet gewählt werden. Die Bedingungen für Modenkreuzung zwischen D/L>0 und D/L = 3 sind:The frequency of the two modes TE 111 and TM 010 is not degenerative with other TRM resonances. Unexpected deyimeraLivo Kfiekte. auJ <jj and modes randomly crossing from a LcIi can be avoided by appropriately choosing the dimensions of the volume. The conditions for mode crossing between D / L> 0 and D / L = 3 are:

D/L = 0,45; D/L = 1 und D/L = 2,14.D / L = 0.45; D / L = 1 and D / L = 2.14.

Bei D/L =0,45 sind die Moden TM010 und TE112 degenerativ; bei D/L = 1 sind die Moden TM010 und TE111 degenerativ; bei D/L = 2,14 sind die Moden TE111 und TM110 degenerativ. Indem die Verhältnisse D/L verschieden von diesen Werten gewählt werden, werden Wechselwirkungen mit störenden Moden vermieden, und (1,iii Refionanzvei hai i en de:; Ji< >h 1 raiuiioo i:;L wohlilefiniert, so daß die Formeln zur Berechnung der Resonanzfrequenzen aus den Abmessungen der Kammer 28 streng gültig sind.At D / L = 0.45 the modes TM 010 and TE 112 are degenerative; with D / L = 1 the modes TM 010 and TE 111 are degenerative; at D / L = 2.14 the modes TE 111 and TM 110 are degenerative. By choosing the ratios D / L different from these values, interactions with perturbing modes are avoided, and (1, iii Refionanzvei hai i en de :; Ji <> h 1 raiuiioo i:; L is well-defined so that the formulas for calculation of the resonance frequencies from the dimensions of the chamber 28 are strictly valid.

Als Erläuterungsbeispiel soll angenommen werden, daß im Bereich 1<D/L<2,14 gearbeitet wird, und daß durch die NettoverschiebungAs an illustrative example, it should be assumed that work is being carried out in the range 1 <D / L <2.14, and that this is due to the net shift

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des Kolbens 14 ein Volumen von 2,2652 χ 105 cm3 (8 Kubikfuß) verschoben werden soll. Dann ergeben sich folgende Werte, die verwendet werden können:of the piston 14 is to be displaced to a volume of 2.2652 χ 10 5 cm 3 (8 cubic feet). Then the following values result that can be used:

D = 104,88 cmD = 104.88 cm

L1= 52,44 cm = Endstellung Y des Kolbens L2= 78,66 cm = Anfangsstellung X des Kolbens.L 1 = 52.44 cm = end position Y of the piston L 2 = 78.66 cm = initial position X of the piston.

Das verschobene Nettovolumen beträgt alsoSo the shifted net volume is

π (26,22) = 2,2652 χ 105 cm3.π (26 , 22) = 2.2652 χ 10 5 cm 3 .

Es ist auch ersichtlich, daß sich das Verhältnis D/L von 1 ,33 für die Anfangsstellung bis auf 2 für die Endstellung verändert, was gut innerhalb des gewünschten Arbeitsbereiches liegt. Für diesen Fall gilt dann:It can also be seen that the ratio D / L changes from 1.33 for the initial position to 2 for the end position, what is well within the desired work area. In this case the following applies:

f1 = Resonanzfrequenz von TMO1Q-Modus = 219,0 MHz f2(i) = Anfangswert von TE111-MOdUS = 253,9 MHz (D/L=1,33) f2(f) = Endwert von TE111-MOdUs = 331,5 MHz (D/L=2).f 1 = resonance frequency of TM O1Q mode = 219.0 MHz f 2 (i) = initial value of TE 111 -MOdUS = 253.9 MHz (D / L = 1.33) f 2 (f) = final value of TE 111 -MOdUs = 331.5 MHz (D / L = 2).

In gleicher Weise sind für den Fall eines Gesamtvolumens von 56,6337 x 103 cm3 (2 Kubikfuß) die Frequenzen:Similarly, for the case of a total volume of 56.6337 x 10 3 cm 3 (2 cubic feet), the frequencies are:

f1 = 347,6 MHz
f2(i) = 403,0 MHz
f2(f) = 526,2 MHz.
f 1 = 347.6 MHz
f 2 (i) = 403.0 MHz
f 2 (f) = 526.2 MHz.

Die Abhängigkeit der Frequenz von der Zunahme von L kann angegeben werden zu:The dependence of the frequency on the increase in L can be specified become:

AfAf

- Γ 2_^ 1- Γ 2_ ^ 1

LO,3739) (LVD > + 1JLO, 3739) (LVD> + 1Y

Dies ergibt für D/L = 1,33:This gives for D / L = 1.33:

(Af/f) =1,1 (AL/L). (20)(Af / f) = 1.1 (AL / L). (20)

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und für L/D = 2 ergibt sich:
(Af/f) = 1,5 (AL/L).
and for L / D = 2 we get:
(Af / f) = 1.5 (AL / L).

Wie ersichtlich ist, ist die üngenauigkeit bei der Messung von L ungefähr gleich derjenigen bei der Frequenzmessung.
Folglich kann eine sehr hohe Präzision bei der Bestimmung
des hier verschobenen Volumens erreicht werden.
As can be seen, the inaccuracy in the measurement of L is approximately equal to that in the frequency measurement.
Consequently, a very high precision can be achieved in the determination
of the volume shifted here.

Es ist auch nützlich, den Gütefaktor Q der Resonanzmoden abzuschätzen, denn die Meßpräzision bei der Messung der Resonanzfrequenzen hängt zum großen Teil von der Schärfe der Resonanzstellen ab. Für den Modus TM010 ergibt sich:It is also useful to estimate the quality factor Q of the resonance modes, because the measurement precision when measuring the resonance frequencies depends largely on the sharpness of the resonance points. For the TM 010 mode:

ςή- = 0,22 für D/L = 1,33, ςή- = 0.22 for D / L = 1.33,

Q- = 0,19 für D/L = 2.
λ
Q- = 0.19 for D / L = 2.
λ

Darin ist δ die Skin- bzw. Eindringtiefe aufgrund der Beziehung δ = |_(λρ)/120ττ μΐ ' ; ρ ist der spezifische Widerstand des Wandungsmaterials der Kammer 28, λ ist die Wellenlänge und μ ist die Permeabilität des Wandungsmaterials.Here, δ is the skin or penetration depth due to the relationship δ = | _ (λρ) / 120ττ μΐ '; ρ is the specific resistance of the Wall material of the chamber 28, λ is the wavelength and μ is the permeability of the wall material.

Wenn die Kammer 28 aus Kupfer ist, so gilt ρ = 1,7 χ 10 , μ = 1 und δ = 4,43 χ 10 cm bei 219 MHz. Daher ergibt sich:If the chamber 28 is made of copper, then ρ = 1.7 χ 10 applies, μ = 1 and δ = 4.43 χ 10 cm at 219 MHz. Hence:

Q = 6,8 x 10~4 für D/L =1,33 und
Q = 5,9 χ 104 für D/L = 2.
Q = 6.8 x 10 ~ 4 for D / L = 1.33 and
Q = 5.9 χ 10 4 for D / L = 2.

In Abhängigkeit von dem Kopplungseffekt ändert sich die Breite der Resonanzkurve in den Punkten für halbe Leistung zwischen (2f /Q) und (f /Q), worin f die Resonanzfrequenz ist. Folglich ist die Breite der Resonanzkurve für die Werte von Q:The width changes depending on the coupling effect the resonance curve at the points for half power between (2f / Q) and (f / Q), where f is the resonance frequency. Consequently is the width of the resonance curve for the values of Q:

bei fo = 219 MHz: 3,2 < Af < 6,4 kHz für Q = 6,8 x 104 at f o = 219 MHz: 3.2 <Af <6.4 kHz for Q = 6.8 x 10 4

3,7 < Af < 7,4 kHz für Q = 5,9 χ 104 3.7 <Af <7.4 kHz for Q = 5.9 χ 10 4

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_2_2

Da f gewöhnlich mit einer Genauigkeit von 10 auf f oder besser bestimmt werden, kann eine Genauigkeit in der Größenordnung von 10 bei der Bestimmung von f erwartet werden. Dies wiederum ergibt eine Genauigkeit der Messung des Durchmessers D der Kammer 28 in derselben Größenordnung.Since f usually has an accuracy of 10 to f or can be better determined, an accuracy on the order of 10 can be expected in determining f. This in turn gives an accuracy of the measurement of the diameter D of the chamber 28 of the same order of magnitude.

In gleicher Weise gilt für den ModusThe same applies to the mode

£ = 0,28 für D/L = 1,33;£ = 0.28 for D / L = 1.33;

q£ = 0,27 für D/L ■= 2q £ = 0.27 for D / L ■ = 2

Dies ergibt:This gives:

Q = 7,5 χ 10~4 bei 253,9 MHz und Q = 5,5 χ 10~4 bei 331,5 MHz.Q = 7.5 χ 10 ~ 4 at 253.9 MHz and Q = 5.5 χ 10 ~ 4 at 331.5 MHz.

Wie zuvor ergeben sich für die Breiten der Resonanzkurven:As before, the following results for the widths of the resonance curves:

3,4 < f < 6,8 kHz bei 253,9 MHz und 6,0 < f < 12,0 kHz bei 331,5 MHz.3.4 <f <6.8 kHz at 253.9 MHz and 6.0 <f <12.0 kHz at 331.5 MHz.

Wenn weiter angenommen wird, daß f mit einer Genauigkeit von 10 Af bestimmt werden kann, so ergibt sich für den schlechtesten Fall (12,0 kHz): AfQ/fo - 4 χ 1O~7. Aus der zuvor für D/L - 2 abgeleiteten Beziehung erhält man:If it is further assumed that f can be determined with an accuracy of 10 Af, then for the worst case (12.0 kHz): Af Q / f o - χ 1O ~ 4. 7 From the relation previously derived for D / L - 2 one obtains:

AfAf

Daher kann (AL/L) bestimmt werden zu (4 χ 10~ )/1,5-2,7 χ 10Therefore, (AL / L) can be determined to be (4 χ 10 ~) / 1.5-2.7 χ 10

Es ist also möglich, die Störung der Resonanzfrequenz eines Hohlraummodus aufgrund des Vorhandenseins des Gaseinlasses und -auslasses 62 am Kopfteil 60 des Zylinders 12 zu berechnen. Aus dem Satz der adiabatischen Invarianz und der Kenntnis der Feldkonfiguration im Inneren des Hohlraumes kann die Frequenz-So it is possible to disturb the resonance frequency of a cavity mode due to the presence of the gas inlet and outlet 62 on the head part 60 of the cylinder 12. From the theorem of adiabatic invariance and knowledge of the The field configuration inside the cavity can determine the frequency

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-ra--ra-

Verstimmung aufgrund von Löchern leicht bestimmt werden. Wenn die Abmessungen von Löchern deutlich kleiner sind als die Grenzfrequenz (was für den hier betrachteten Fall streng zutrifft), so ist die Frequenzverschiebung proportional dem Verhältnis der dritten Potenz des Lochdurchmessers zu dem Volumen der Kammer 28.Detuning can easily be determined due to holes. When the dimensions of holes are significantly smaller than the cut-off frequency (which strictly applies to the case considered here), the frequency shift is proportional to the Ratio of the cube of the hole diameter to the volume of the chamber 28.

Die durch die Öffnung 62 in der Mitte der Platte 60 verursachte Änderung der Resonanzfrequenz bei TM010 ist z.B. gegeben durch: The change in the resonance frequency at TM 010 caused by the opening 62 in the middle of the plate 60 is given, for example, by:

(Af/fo) = (d3)/8D2L(X01JJ1 2(X01) (21)(Af / f o ) = (d 3 ) / 8D 2 L (X 01 JJ 1 2 (X 01 ) (21)

Darin sind d der Durchmesser des Loches, J1(X01) der Wert der Bessel-Funktion J1 bei X01 und Af die Frequenzverschiebung..Here d is the diameter of the hole, J 1 (X 01 ) the value of the Bessel function J 1 at X 01 and Af the frequency shift ..

Beim Einsetzen der Zahlenwerte mit D = 104,88 cm, L = 52,44 cm, X01 = 2,40483 und J^(X01) = 0,2695 ergibt sich:Inserting the numerical values with D = 104.88 cm, L = 52.44 cm, X 01 = 2.40483 and J ^ (X 01 ) = 0.2695 results:

(Af/fo) = 3,35 χ 1O"7d3.(Af / f o ) = 3.35 χ 10 " 7 d 3 .

Offensichtlich beträgt für d in der Größenordnung von 2 cm oder weniger die Frequenzverschiebung nur etwa 2 χ 10 . Folglich ist die Verschiebung sehr klein, und dieser Effekt kann durch ein geeignetes Eichverfahren, das anfangs durchgeführt wird, z.B. Abdecken der Öffnung 62 mit einem passenden Metallstopfen, als systematischer Fehler hinsichtlich der Präzision des Verfahrens praktisch eliminiert werden.Obviously, for d is on the order of 2 cm or less the frequency shift is only about 2 χ 10. As a result, the displacement is very small, and this effect can be by a suitable calibration procedure carried out initially e.g. covering the opening 62 with a suitable metal plug, as a systematic error with regard to the precision of the method can be practically eliminated.

Das Einkoppeln der Mikrowellenenergie in die Kammer 28 für die beiden Moden TM010 und TE111 wird am besten erreicht, indem eine Koaxial-Speiseleitung, die in der Antenne 70 endet, an einer Stelle angeordnet ist, die sich etwa auf halbem Wege außerhalb der Mitte der Kopfstückplatte 60 des Zylinders 12 befindet, wobei die Schlaufe nach einem Radius orientiert ist. Das Magnetfeld an dieser Stelle hat für beide Moden etwa 90% der maximalen Feldintensität im Inneren des Hohlraumes. Folg-The coupling of the microwave energy into the chamber 28 for the two modes TM 010 and TE 111 is best achieved by arranging a coaxial feed line which ends in the antenna 70 at a point which is approximately halfway off center of the head piece plate 60 of the cylinder 12, the loop being oriented along a radius. The magnetic field at this point has about 90% of the maximum field intensity inside the cavity for both modes. Consequential

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lieh werden beide Moden mit derselben hohen Kopplungsstärke angeregt. Durch Verlegen der Kopplung auf das Kopfteil 60 wird ferner die Kopplung durch die Bewegung des Kolbens 14 nicht beeinflußt.Both modes are borrowed with the same high coupling strength stimulated. By relocating the coupling to the head part 60, the coupling is furthermore established by the movement of the piston 14 unaffected.

Es folgt nun eine Beschreibung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Messen des Verschiebungsvolumens in der Kammer 28 und zur Anwendung dieses genau bestimmten Volumens zum Eichen der Pulsfolge aus dem optischen Linearcodierer 26. In gleicher Weise wie oben beschrieben wird der Kolben 14 aus der ersten in Fig. 10 mit L1 bezeichneten Stellung in eine zweite Stellung gebracht, die mit L2 bezeichnet ist, wobei eine Verschiebung um AL erfolgt. Der Zylinder 12 ist als solcher starr, so daß es möglich ist, die Eichung nur gelegentlich durchzuführen, um zu gewährleisten, daß keine «yatiMnatisehon r.iuiq/t'1 UlndrriinqfMi mif tt'c>t on, i. B. Änderungen der Abmessungen dos Zylinders 12, Fehlausrichtung und Fehlfunktion des optischen Linearcodierers 26 oder Deformierung des Kolbens 14. Um die absolute Meßgenauigkeit der Mikrowellen-Volumeneichung zu optimieren, muß die mechanische Gestalt des Zylinders 12 möglichst perfekt sein, also ein vollkommen umschlossener rechtwinkeliger Kreiszylinder, damit alle Quellen von systematischen Fehlern eliminiert oder vermindert werden, die sonst die Mikrowellenmessungen stören würden.There now follows a description of a second preferred embodiment of the method for measuring the displacement volume in the chamber 28 and for using this precisely determined volume to calibrate the pulse train from the optical linear encoder 26. In the same way as described above, the piston 14 is from the first in 10 brought into a second position, designated L 1, which is designated L 2 , with a shift by AL. The cylinder 12 is rigid as such, so that it is possible to carry out the calibration only occasionally in order to ensure that no "yatiMnatisehon r.iuiq / t'1 UlndrriinqfMi mif tt'c> t on, i. B. Changes in the dimensions of the cylinder 12, misalignment and malfunction of the optical linear encoder 26 or deformation of the piston 14. In order to optimize the absolute measurement accuracy of the microwave volume calibration, the mechanical shape of the cylinder 12 must be as perfect as possible, i.e. a completely enclosed rectangular circular cylinder so that any sources of systematic errors that would otherwise interfere with the microwave measurements are eliminated or reduced.

Es wird nun auf Fig. 12A Bezug genommen. Dort sind bestimmte mechanische Änderungen vorgesehen. Zunächst muß der räumliche Spalt zwischen dem Kolben 14 und den Wandungen der Kammer 28 gut verschlossen werden, damit keine Mikrowellenenergie durch diesen Spalt verloren gehen kann. Wie in der eingangs erwähnten, gleichzeitig eingereichten Anmeldung der Anmelderin mit dem Titel "Kolbendichtung" erläutert ist, hat der Spalt eine beträchtliche Größe, und zwar aufgrund der Art der Dichtung zwischen dem Kolben 14 und der Wandung der Kammer 2.8. Ein Deckel 11 ist aus einem geeigneten Metallwerkstoff, z.B. rostfreier Stahl, gebildet und weist eine Reihe von federähnlichenReference is now made to Figure 12A. Certain mechanical changes are planned there. First of all, the spatial Gap between the piston 14 and the walls of the chamber 28 well closed so that no microwave energy can be lost through this gap. As mentioned in the beginning, Simultaneously filed application of the applicant with the title "piston seal" is explained, the gap has a considerable size, due to the nature of the seal between the piston 14 and the wall of the chamber 2.8. A Lid 11 is formed from a suitable metal material such as stainless steel and has a number of spring-like ones

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Fingern 15 auf, die im einzelnen in Fig. 12B gezeigt sind und zwischen dem Kolben 14 und dem Innenumfang der Kammer 28 angeordnet sind; wenn der Deckel 11 über den Kolben 14 gesetzt ist, stehen die Finger in den Spalt zwischen dem Kolben 14 und der Wandung der Kammer 28 hinein, wobei diese Finger mit dem Kolben 14 und der Wandung eng in Berührung sind. Die Finger 15 wirken als Kurzschluß, durch den das elektromagnetische Feld reflektiert wird, das sonst durch den Spalt hindurchtreten würde. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die federähnlichen Finger 15 aus Berylliumkupfer. Die Druck- und Temperaturfühler 51, 57, 48 und 68 sind entfernt und durch geeignete glatte Metallstopfen ersetzt, deren Gestalt so beschaffen ist, daß eine im wesentlichen fluchtende Oberfläche mit den Innenwandungen der Kammer 28 erreicht wird. Die Fluideinlaßöffnung 62 in dem Kopfteil 60 ist ferner von einer Metallplatte bedeckt, um eine im wesentlichen glatte Oberfläche an der Oberseite des Kopfteils 60 zu schaffen. Ferner ist die Umfangswandung der Kammer 28 mit einem geeigneten Lösungsmittel gereinigt, um jegliche Rückstände von Öl zu beseitigen, das aus der Kolbendichtung ausgelaufen sein kann. Wenn beachtet wird, daß die gewünschte Eichung die eines Verschiebungsvolumens AV und nicht die des absoluten Volumens der Kammer 28 ist, so wird ersichtlich, daß die obigen mechanischen Änderungen die Genauigkeit des Eich Vorgangs nicht beeinträchtigen. Sobald die Messungen für die so geänderte Kammer 28 durchgeführt sind, können dieselben Messungen unmittelbar anschließend durchgeführt werden, nachdem die Kammer 28 in ihren normalen Arbeitszustand gebracht ist, und eine Gruppe geeigneter Eichfaktoren kann erzeugt werden, um die zwei Gruppen von Messungen miteinander in Beziehung zu setzen. Die Ergebnisse der zweiten Gruppe von Messungen können dann als Basisdaten verwendet werden, mit welchen anschließende Überprüfungen der absoluten Eichung verglichen werden können, ohne den gesamten Vorgang der Veränderung und des erneuten Zusammenbaus der Kammer 28 wiederholen zu müssen.Fingers 15 shown in detail in Fig. 12B and between the piston 14 and the inner periphery of the chamber 28 are arranged; when the cover 11 is placed over the piston 14, the fingers stand in the gap between the piston 14 and the wall of the chamber 28, these fingers in close contact with the piston 14 and the wall are. The fingers 15 act as a short circuit through which the electromagnetic field is reflected, which would otherwise be through would pass through the gap. In one embodiment, the spring-like fingers 15 are made of beryllium copper. the Pressure and temperature sensors 51, 57, 48 and 68 have been removed and replaced by suitable smooth metal plugs, the shape of which is such that a substantially flush surface with the inner walls of the chamber 28 is achieved. The fluid inlet opening 62 in the head portion 60 is also covered by a metal plate to be substantially smooth To create surface on the top of the head part 60. Furthermore, the peripheral wall of the chamber 28 is provided with a suitable one Solvent cleaned to remove any residual oil that has leaked from the piston seal can be. If it is noted that the desired calibration is that of a displacement volume AV and not that of the absolute Volume of the chamber 28, it can be seen that the above mechanical changes reduce the accuracy of the calibration process not affect. As soon as the measurements have been carried out for the chamber 28 modified in this way, the same measurements can be carried out be performed immediately after the chamber 28 is brought to its normal working condition, and a set of suitable calibration factors can be generated to relate the two sets of measurements to one another set. The results of the second group of measurements can then be used as basic data, with which subsequent Verifications of the absolute calibration can be compared without the whole process of changing and redoing Assembling the chamber 28 to have to repeat.

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Zusammengefaßt erfolgen Volumenmessung und -eichungsVorgang,In summary, the volume measurement and calibration process take place,

in
indem der Kolben 14/die erste Stellung L1 in Fig. 10 gebracht wird, was durch manuelles Drehen des rotierenden Teils 19 des Servomotors 20 erreicht wird. In der ersten Stellung wird die Antenne 70 mit elektromagnetischer Energie der beiden Moden TE111 und TE112 beaufschlagt, wobei diese Moden so gewählt sind, daß die oben erläuterten Störungen minimal gemacht werden. Die Frequenzen f.. und f ~, bei denen Resonanz für jeden Modus auftritt, werden bestimmt, indem der Zähler 1108 beobachtet wird. Dann wird der Kolben 14 über die Strecke AL in die zweite Stellung L2 verschoben, wo die Antenne 70 erneut mit elektromagnetischer Energie der beiden genannten Moden beaufschlagt wird und die entsprechenden Frequenzen, bei denen Resonanz auftritt, für die beiden Moden bestimmt werden. Das Ausgangssignal des optischen Linearcodierers 26 wird an einen Zähler angelegt, der dessen Impulse zählt, während der Kolben 14 sich über die Strecke AL bewegt. Die Durchmesser D1 und D^ der Kammer 28 in den beiden Stellungen L1 und L2 werden berechnet. Dann erfolgt die Berechnung der Strecke AL unter Anwendung der zuvor berechneten Werte von D1 und D?. Der berechnete Wert von AL wird dividiert durch die Anzahl von Impulsen aus dem Linearcodier er 26 während der Bewegung des Kolbens 14 über die Strecke AL, um einen Längeneichfaktor zu gewinnen, der auf den Messungen von D1 und D„ beruht. Das Volumen AV, welches einem Volumen entspricht, das durch die Ebenen durch die Punkte L1 und L7 und durch den Innenumfang der Kammer 28 begrenzt wird, kann mathematisch in Abhängigkeit von den Durchmessern D1 und D2 und von der Strecke AL angegeben werden. Wenn das Ausgangssignal des optischen Linearcodierers 26 bezüglich eines gegebenen Volumens geeicht werden soll, z.B. 28 1 (1 Kubikfuß), so wird dieser Wert in die Gleichung eingesetzt, und diese wird nach den berechneten Werten D1 und D2 aufgelöst, um den Wert von AL zu ergeben, welcher der Bewegung des Kolbens 14 entspricht, um dieses Volumen über den Durchflußmesser 38 zu saugen. Der berechnete Wert von AL wird mit dem zuvor berechneten Längeneichfaktor multipliziert, um die Anzahl von Impulsen
in
by bringing the piston 14 / the first position L 1 in FIG. 10, which is achieved by manually turning the rotating part 19 of the servo motor 20. In the first position, the antenna 70 is subjected to electromagnetic energy of the two modes TE 111 and TE 112 , these modes being selected in such a way that the interference explained above is minimized. The frequencies f .. and f ~ at which resonance occurs for each mode are determined by observing counter 1108. Then the piston 14 is moved over the distance AL into the second position L 2 , where the antenna 70 is again subjected to electromagnetic energy of the two modes mentioned and the corresponding frequencies at which resonance occurs are determined for the two modes. The output signal of the optical linear encoder 26 is applied to a counter which counts its pulses while the piston 14 moves over the distance AL. The diameters D 1 and D ^ of the chamber 28 in the two positions L 1 and L 2 are calculated. The route AL is then calculated using the previously calculated values of D 1 and D ? . The calculated value of AL is divided by the number of pulses from the linear encoder 26 during the movement of the piston 14 over the distance AL in order to obtain a length calibration factor which is based on the measurements of D 1 and D ". The volume AV, which corresponds to a volume that is delimited by the planes through the points L 1 and L 7 and by the inner circumference of the chamber 28, can be specified mathematically as a function of the diameters D 1 and D 2 and of the distance AL . When the output signal of the optical linear encoder 26 with respect to a given volume is to be calibrated, for example, 28 1 (1 cubic foot), then this value is substituted into the equation, and this is solved for the calculated values of D 1 and D 2, the value of AL, which corresponds to the movement of the piston 14 in order to suck this volume via the flow meter 38. The calculated value of AL is multiplied by the previously calculated length calibration factor to obtain the number of pulses

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zu erhalten, die von dem optischen Linearcodierer 26 abgegeben werden, wenn der Kolben 14 sich über die Strecke AL bewegt, um das genannte Volumen in die Kammer 28 einzusaugen. Wie oben erläutert wurde, wird die aus dem Linearcodierer 26 gewonnene Zählrate dazu verwendet, den Eichfaktor zu berechnen, was im Schritt 1062 der Fig. 9N geschieht. Insbesondere ist der Eichfaktor der Kehrwert der Zählraten, die auf diese Weise für die gewünschten Volumina ermittelt werden, welcher eine Korrektur der Berechnung des Fehlerprozentsatzes des Ablesewertes des Durchflußmessers bei einer präzisen Messung des Volumens der Kammer 28 ermöglicht, wie vorstehend erläutert ist.to be obtained, which are output by the optical linear encoder 26 when the piston 14 extends over the distance AL moved in order to suck said volume into the chamber 28. As explained above, the output from the linear encoder 26 becomes The count rate obtained is used to calculate the calibration factor, which occurs in step 1062 of FIG. 9N. In particular the calibration factor is the reciprocal of the count rates that are determined in this way for the desired volumes, which a correction of the calculation of the percentage error in the reading of the flowmeter for an accurate measurement of the volume of the chamber 28, as explained above.

Zunächst ist es erforderlich, die Frequenzen zu messen, bei. denen stehende Wellen in den Stellungen L1 und L2 auftreten. Zur Berechnung der Durchmesser D1 und D2 ist die Lichtgeschwindigkeit erforderlich, die. sich bei veränderlichen Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Druck und relative Luftfeuchtigkeit ändert. Die Korrekturen hinsichtlich Änderungen der Lichtgeschwindigkeit werden jedoch als gering angenommen, und die Berechnung der Lichtgeschwindigkeit erfolgt typischerweise einmal oder zweimal im Verlaufe des Vorganges der Eichung des optischen Linearcodierers 26.First of all it is necessary to measure the frequencies at. which standing waves occur in the positions L 1 and L 2 . To calculate the diameters D 1 and D 2 , the speed of light is required, which. changes with changing environmental conditions such as temperature, pressure and relative humidity. However, the corrections for changes in the speed of light are assumed to be minor, and the calculation of the speed of light is typically done once or twice in the course of the process of calibrating the optical linear encoder 26.

Die Lichtgeschwindigkeit in Vakuum Co ist 2,997925 x 10 cm/s. Der entsprechende Wert c für Luft wird erhalten, indem Co dividiert wird durch den Brechungsindex von Luft bei der Beobachtungswellenlänge. Für den Mikrowellenbereich (f<30 GHz) steht der Brechungsindex η in folgender Beziehung zu den Atmosphärenparametern: The speed of light in vacuum Co is 2.997925 x 10 cm / s. The corresponding value c for air is obtained by dividing Co by the refractive index of air at the observation wavelength. For the microwave range (f <30 GHz) the refractive index η is related to the atmosphere parameters as follows:

<n-l) XlO6 «-27*6 (P <nl) XlO 6 «-27 * 6 (P.

Darin sind P der Gesamtdruck in Millibar, T die Temperatur in 0K und e der partielle Dampfdruck von Wasser in Millibar. Die Lichtgeschwindigkeit ist angegeben durch:Here, P is the total pressure in millibars, T is the temperature in 0 K and e is the partial vapor pressure of water in millibars. The speed of light is given by:

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c = Co/n = Co/[l + I2xi (P + «10e, x 1Cf6) (23)c = Co / n = Co / [l + I2xi (P + «10e, x 1C f 6 ) (23)

Temperatur und Barometerdruck können direkt auf einem Thermometer bzw. Barometer in der Nähe des Durchflußmesser-Eichgerätes 10 abgelesen werden. Der partielle Dampfdruck von Wasser kann aus der relativen Luftfeuchtigkeit abgeleitet werden, die über einen Schiingen-Feuchtigkeitsmesser unter Anwendung derTemperature and barometric pressure can be read directly on a thermometer or barometer near the flow meter calibrator 10 can be read. The partial vapor pressure of water can be derived from the relative humidity of the air via a sling moisture meter using the

Feuchtigkeitsmesser-Formel erhalten wird, oder aber einfach durch Anwendung einer Standardtabelle wie z.B. Smithsonian Physical Tabel Nr. 640.Moisture meter formula is obtained, or else simple by using a standard table such as Smithsonian Physical Table No. 640.

Um den Wert von Al zu berechnen, muß der mittlere Durchmesserwert der Kammer 28 bestimmt werden, insbesondere müssen die Werte der Durchmesser D- und D2 an den Stellen L1, L2 bestimmt werden. Die Berechnung von D^ und D2 erfolgt mit großer Sorgfalt, da die sich daraus ergebende Unsicherheit des Volumens doppelt so groß ist wie die Unsicherheit dieser Messung. Der Kolben 14 wird also in die erste Stellung L1 gebracht, in welcher die Frequenzen f.. und f2, bei denen stehende Wellen in Resonanz auftreten, für die zwei verschiedenen Moden gemessen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Frequenzen f.. und f2 von zwei verschiedenen Moden derselben elektrischen Charakteristik als Funktion der Kolbenstellung L gleichzeitig gemessen, und es erfolgt die Auflösung nach dem gemittelten Durchmesser D durch Anwendung der geeigneten theoretischen Beziehung.In order to calculate the value of Al, the mean diameter value of the chamber 28 must be determined, in particular the values of the diameters D- and D2 at the points L 1 , L2 must be determined. The calculation of D ^ and D 2 is done with great care, since the resulting uncertainty of the volume is twice as great as the uncertainty of this measurement. The piston 14 is thus brought into the first position L 1 , in which the frequencies f .. and f 2 , at which standing waves occur in resonance, are measured for the two different modes. According to a preferred embodiment of the method, the frequencies f .. and f 2 of two different modes of the same electrical characteristic are measured simultaneously as a function of the piston position L, and the resolution according to the averaged diameter D is carried out using the appropriate theoretical relationship.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wonach die Kammer 28 die Gestalt eines aufrechten Kreiszylinders hat, sind die zu diesem Zweck verwendeten Moden die Moden TE111 und TE11-. Es wurde gefunden, daß der Gütefaktor Q bei Anregung mit diesen Moden einen hohen Wert hat, wodurch Fehler bei der Messung der Resonanzfrequenz vermindert werden. Der gemittelte Durchmesser des Zylinders an irgendeiner gegebenen Stelle L ergibt sich aus:In a preferred embodiment, after which the chamber 28 has the form of an upright circular cylinder, the modes used for this purpose are the modes TE 111 and TE 11 -. It has been found that the quality factor Q has a high value when excited with these modes, as a result of which errors in the measurement of the resonance frequency are reduced. The mean diameter of the cylinder at any given point L is given by:

D(L) - (24) D (L) - (24)

f"4f2 2 (L) -f χ 2 (L)H172 f "4f 2 2 (L) -f χ 2 (L) H 172

- JrTA '- - JrTA '-

Darin sind f~ und f.. die Resonanzfrequenzen der Schwingungsmoden TE1.. bzw. TE112, und c ist die Lichtgeschwindigkeit von Luft, die über Gleichung (23) berechnet wurde. Durch Anwendung von zwei verschiedenen Moden der elektromagnetischen Anregung können die verschiedenen Störungen wie unterschiedliche Eindringtiefe, Frequenzverschiebung aufgrund der Antenne 70, Divergenz des Innenumfangs der Kammer 28 bzw. deren Abweichung von einer vollkommenen Kreiszylindergestalt, kompensiert werden, so daß der Absolutwert D mit großer Genauigkeit erhalten werden kann. Bei sorgfältiger Messung der Frequenzen am Zähler 1108 (Fig. 10) kann eine absolute Genauigkeit der Werte D in Abhängigkeit von L in der Größenordnung von 1:10 erhalten werden, was 0,00254 mm auf 304,8 mm Durchmesser entspricht (bzw. 0,1 mil auf 12"). Diese Genauigkeit liegt in derselben Größenordnung wie die Volumenänderungen der Kammer 28 aufgrund thermischer Ausdehnung und Kontraktion in einem temperaturstabilisierten Raum, in dem die Temperatur innerhalb von ±O,55°C (1°F) konstant bleibt.Therein f ~ and f .. are the resonance frequencies of the oscillation modes TE 1 .. and TE 112 , and c is the speed of light in air, which was calculated using equation (23). By using two different modes of electromagnetic excitation, the various disturbances such as different penetration depth, frequency shift due to the antenna 70, divergence of the inner circumference of the chamber 28 or its deviation from a perfect circular cylinder shape, can be compensated so that the absolute value D is obtained with great accuracy can be. If the frequencies are carefully measured at the counter 1108 (FIG. 10), an absolute accuracy of the values D as a function of L in the order of magnitude of 1:10, which corresponds to 0.00254 mm to 304.8 mm in diameter (or 0 This accuracy is on the same order of magnitude as changes in volume of chamber 28 due to thermal expansion and contraction in a temperature stabilized room where the temperature remains constant within ± 0.55 ° C (1 ° F).

Um diese Messungen zu bestätigen und eine quantitative Möglichkeit aufzuzeigen, die Größenordnung der erwarteten Störungen des Meßsystems zu schätzen, kann der Durchmesser unabhängig davon bestimmt werden, indem die Resonanzfrequenzen beim Schwingungsmodus TM010 in der Kammer 28 gemessen werden. Bei einem solchen Anregungsmodus ist die Resonanzfrequenz unabhängig von der Länge L, und daher sollte sie sich bei einer perfekten Zylinderform bei Verschiebung des Kolbens 14 nicht ändern. Der Modus TMQ10 wird jedoch durch andere Effekte gestört, die berücksichtigt werden müssen, um dieselbe Genauigkeit wie für die beiden zuvor erwähnten Moden zu erreichen. Für den Modus TM Q ist der mittlere Durchmesser gegeben durch:In order to confirm these measurements and to show a quantitative possibility of estimating the magnitude of the expected disturbances of the measuring system, the diameter can be determined independently of this by measuring the resonance frequencies in the chamber 28 in the TM 010 vibration mode. In such an excitation mode, the resonance frequency is independent of the length L, and therefore it should not change when the piston 14 is displaced in the case of a perfect cylindrical shape. However, the TM Q10 mode is disturbed by other effects that must be taken into account in order to achieve the same accuracy as for the two aforementioned modes. For mode TM Q the mean diameter is given by:

D(L) = O,7654799c/f (25)D (L) = 0.7654799c / f (25)

Darin ist f die Resonanzfrequenz des Modus TWhere f is the resonance frequency of mode T.

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Sobald der gemittelte Durchmesser D der Kammer 28 in Abhängigkeit von L mit der gewünschten Genauigkeit bestimmt ist, wird der Wert AL abgeleitet und in Beziehung zu der beobachteten Anzahl von Pulsen aus dem optischen Linearcodierer 26 gesetzt, um den Längen-Eichfaktor als Länge pro Pulsabstand bzw. Anzahl von Pulsen pro Längeneinheit zu erhalten. Der Kolben wird in die Stellung L gebracht, und die Resonanzfrequenzen f1 und f„ für die gewählten Moden TE111 und TE112 werden gemessen. Der Kolben wird dann durch Drehung des drehbaren Teils 19 in die nächste Stellung L? bewegt, und dann werden die Resonanzfrequenzen derselben Moden erneut gemessen, wobei die Anzahl der Pulse aus dem optischen Codierer während der Bewegung des Kolbens 14 von der ersten in die zweite Stellung gezählt wird. Die Anzahl von Pulsen wird durch AL = L1-L-dividiert, um den gewünschten Längen-Eichfaktor zu erhalten. Der Abstand AL = L1-L2 sollte groß genug sein, damit die Eichgenauigkeit nicht durch die Genauigkeit der Pulszählrate (+1) beeinträchtigt wird, und die Eichung sollte über eine Anzahl von Strecken AL durchgeführt werden, um zu gewährleisten, daß keine nichtlinearen Effekte bei dieser Messung auftreten.As soon as the mean diameter D of the chamber 28 is determined as a function of L with the desired accuracy, the value AL is derived and placed in relation to the observed number of pulses from the optical linear encoder 26 to determine the length calibration factor as length per pulse interval or Number of pulses per unit of length. The piston is brought into position L and the resonance frequencies f 1 and f n for the selected modes TE 111 and TE 112 are measured. The piston is then moved to the next position L ? By rotating the rotatable part 19. and then the resonance frequencies of the same modes are measured again, counting the number of pulses from the optical encoder during the movement of the piston 14 from the first to the second position. The number of pulses is divided by AL = L 1 -L to get the desired length calibration factor. The distance AL = L 1 -L 2 should be large enough that the calibration accuracy is not affected by the accuracy of the pulse count rate (+1), and the calibration should be carried out over a number of distances AL to ensure that no non-linear Effects occur in this measurement.

Für den Modus TE111 ist die Abstandsänderung AL durch folgenden Ausdruck gegeben:For the TE 111 mode, the change in distance AL is given by the following expression:

f 2 0,5860671C f 2 0.5860671C

2-l/2 2 -l / 2

Γ 2 fo,5860671C] jΓ 2 f o, 5860671C] j

- Lfl~l D(L1) JJ- L f l ~ l D (L 1 ) JJ

(26)(26)

Darin sind f„ und D(L,,) die Resonanzfrequenz dieses Modus TE111 bzw. der zuvor bestimmte gemittelte Durchmesser in der Kolbenstellung L„, und f.. sowie D(L1) sind die entsprechenden Werte in der Stellung L1.Therein f "and D (L") are the resonance frequency of this mode TE 111 or the previously determined mean diameter in the piston position L ", and f .. and D (L 1 ) are the corresponding values in the position L 1 .

Für den Modus TE112 ist die Abstandsänderung AL gegeben durch:For the TE 112 mode, the change in distance AL is given by:

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tL β (L2"1!5 = C tL β (L 2 " 1 ! 5 = C

-1/2 ,--1/2, -

0,586067Ic0.586067Ic

y> ~λ/χ r ( 121 y> ~ λ / χ r ( 121

'ι - f 2 |Of5860671C, j J Ll I D<L1> JJ 'ι - f 2 | Of5860671C, j J Ll I D < L 1> JJ

worin die verschiedenen Größen in gleicher Weise wie oben definiert sind.wherein the various quantities are defined in the same way as above.

Die gleichen Beziehungen können für jeden AnregungsmodusThe same relationships can be found for each excitation mode

angegeben werden, und mehrere Moden können verwendet werden,can be specified, and multiple modes can be used

um die Übereinstimmung und absolute Genauigkeit dieser Messungen zu überprüfen.to check the consistency and absolute accuracy of these measurements.

Das genaue Verschiebungs-Eichvolumen AV zwischen den Kolbenstellungen L1 und L2 ist gegeben durch:The exact displacement calibration volume AV between the piston positions L 1 and L 2 is given by:

Δν = V2-V1 (π/4)Γθ2 2^) +.(D2 2-D1 2)L^| (28)Δν = V 2 -V 1 (π / 4) Γθ 2 2 ^) +. (D 2 2 -D 1 2 ) L ^ | (28)

Darin sind D2 und D1 die gemittelten Durchmesser des Zylinderquerschnitts an den Kolbenstellungen L1 und L2 , und L = L1-L2. Aus dieser Gleichung (28) läßt sich offensichtlich bei Bekanntsein der Werte D~ und D1, und wenn für die Eichung ein gegebener absoluter Wert AV des Verschiebungsvolumens angenommen wird, z. B. 28 1 (1 Kubikfuß), der entsprechende Wert von AL, d.h. der Abstand, über den der Kolben 14 verschoben werden muß, um dieses Volumen in die Kammer 28 des Durchflußmesser-Eichgerätes 10 einzusaugen, leicht berechnet werden kann. Der Zweck der Eichung besteht darin, die Anzahl von Pulsen zu erhalten, die von dem optischen Linearcodierer 26 für jedes beliebige Verschiebungsvolumen AV abgegeben werden, und diese Anzahl wird erhalten, indem der ermittelte Wert von AL für ein gegebenes Volumen mit dem Längen-Eichfaktor multipliziert wird, um die äquivalente Anzahl von Pulsen zu erhalten, die von dem optischen Linearcodierer 26 abgegeben werden.Here D 2 and D 1 are the averaged diameter of the cylinder cross-section at piston positions L 1 and L 2 , and L = L 1 -L 2 . Obviously, from this equation (28), if the values D ~ and D 1 are known , and if a given absolute value AV of the displacement volume is assumed for the calibration, e.g. B. 28 1 (1 cubic foot), the corresponding value of AL, ie the distance the piston 14 must be moved to draw this volume into the chamber 28 of the flow meter calibrator 10, can be easily calculated. The purpose of the calibration is to obtain the number of pulses delivered by the optical linear encoder 26 for any displacement volume AV, and this number is obtained by multiplying the determined value of AL for a given volume by the length calibration factor to obtain the equivalent number of pulses output from the optical linear encoder 26.

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- 4-27 - .- 4-27 -.

Die Wahl der Moden TE111 und TE11? zur Anregung des Hohlraums 28 beruht auf Versuchen, bei denen für eine Anzahl von normalen Resonanzmoden der Gütefaktor Q für sämtliche Moden bestimmt wurde. Für diese Gütefaktormessung muß das Verhältnis der reflektierten Leistung (Pr) zur einfallenden Leistung (Po) bei Resonanz gemessen werden, ebenso wie die Frequenzbreite der Ansprechkurve an den Stellen des halben Leistungspegels P1 ,„ =(Po + Pr)/2. Es wird angestrebt, daß die von dem Kristalldetektor 1110 abgegebene Gleichspannung linear von der einfallenden Mikrowellenleistung abhängt. Diese Bedingung kann erfüllt werden, indem der Kristalldetektor 1110 in dem Bereich mit quadratischer Abhängigkeit der Kennlinie betrieben wird, entsprechend einem Gleichspannungspegel von typischerweise weniger als 20 mV. Erforderlichenfalls kann die Linearität des Ansprechverhaltens überprüft werden, indem ein schrittweise arbeitendes Dämpfungsglied an dem durchstimmbaren Oszillator 1100 verwendet wird. Sobald dies geschehen ist, kann der Kopplungskoeffizient (Pr/Po) direkt am Bildschirm des Oszilloskops 1112 als entsprechendes Spannungsverhältnis abgelesen werden. Dann kann der Pegel für halbe Leistung als äquivalente Spannung verrechnet werden. Die Halbwertsbreite der Resonanzkurve in Fig. 14 ist genau die Differenz zwischen den beiden Frequenzeinstellungen am durchstimmbaren Generator 1100, die dem halben Leistungspegel auf beiden Seiten der Resonanzfrequenz entsprechen, die auf dem Oszilloskop 1112 beobachtet wird. Der Q-Faktor der Resonanz wird über Gleichung (10) berechnet. Aus dieser Bestimmung des Gütefaktors Q hat sich ergeben, daß für den Schwingungsmodus TE111 der Gütefaktor Q über den Verschiebungsbereich des Kolbens 14 etwa 6000-7000 beträgt, während er beim Modus TE112 etwa 8000-10000 beträgt. Wie oben angegeben, ist der Gütefaktor ein Maß für die Größenordnung der erwarteten Verschiebung der Resonanzfrequenz in bezug auf die idealen Ergebnisse nach Gleichung (1). Bei Anwendung der oben genannten Moden kann daher die Resonanzfrequenz mit größerer Ge-The choice of modes TE 111 and TE 11? for exciting the cavity 28 is based on experiments in which the quality factor Q was determined for all modes for a number of normal resonance modes. For this quality factor measurement, the ratio of the reflected power (Pr) to the incident power (Po) at resonance must be measured, as well as the frequency width of the response curve at the points of half the power level P 1 , "= (Po + Pr) / 2. It is desirable that the DC voltage output by the crystal detector 1110 depends linearly on the incident microwave power. This condition can be met in that the crystal detector 1110 is operated in the area with the quadratic dependence of the characteristic curve, corresponding to a DC voltage level of typically less than 20 mV. If necessary, the linearity of the response can be checked by using a step-wise attenuator on the tunable oscillator 1100. As soon as this is done, the coupling coefficient (Pr / Po) can be read directly on the screen of the oscilloscope 1112 as the corresponding voltage ratio. Then the level for half the power can be calculated as an equivalent voltage. The half width of the resonance curve in FIG. 14 is exactly the difference between the two frequency settings on the tunable generator 1100 which correspond to half the power level on either side of the resonance frequency observed on the oscilloscope 1112. The Q factor of the resonance is calculated using equation (10). From this determination of the quality factor Q it has been found that for the vibration mode TE 111 the quality factor Q over the displacement range of the piston 14 is approximately 6000-7000, while it is approximately 8000-10000 in the TE 112 mode. As indicated above, the figure of merit is a measure of the magnitude of the expected shift in the resonance frequency with respect to the ideal results according to equation (1). When using the above-mentioned modes, the resonance frequency can therefore be increased

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nauigkeit gemessen werden, und die Störungen aufgrund von Oberflächenfehlern od. dgl. und von FrequenzverSchiebungen durch Eindringtiefe-Effekte können minimal gemacht werden. Es wird also angenommen, daß die Anwendung der Moden TE111 und TE112 eine genauere Bestimmung der Resonanzfrequenzen und folglich des gemittelten Durchmessers D bzw. der Volumenverschiebung zwischen den zwei Kolbenstellungen ermöglicht. Accuracy can be measured, and the disturbances due to surface defects or the like and frequency shifts due to penetration depth effects can be minimized. It is therefore assumed that the application of the modes TE 111 and TE 112 enables a more precise determination of the resonance frequencies and consequently of the mean diameter D or the volume displacement between the two piston positions.

Das vorstehend beschriebene Durchflußmesser-Eichgerät ist imstande, Fluid-, insbesondere Gasströmungen durch ein Meßgerät mit hoher Präzision zu messen. Durch die Erfindung wird insbesondere erreicht, daß das Volumen des Zylinders, in welchen das Fluid bzw. Gas eingesaugt wird, mit äußerster Genauigkeit gemessen werden kann, um mit dem Ausgangssignal des Codierers verglichen zu werden, welcher die Bewegung des Kolbens in dem Zylinder erfaßt, wodurch die Anzeige des in den Zylinder eingesaugten Volumens mit entsprechend hoher Genauigkeit erfolgen kann. Dieses Vergleichs- oder Eichvolumen wird verglichen mit dem Ausgangssignal des überprüften Durchflußmessers, um eine Anzeige für dessen Registriergenauigkeit zu erhalten und den Fehlerprozentsatz des Ablesewertes aus dem Durchflußmesser in bezug auf das tatsächliche bzw. Eichvolumen, das von dem optischen Codierer des Durchflußmesser-Eichsystems angezeigt wird, anzugeben. Das erfindungsgemäße Durchflußmesser-Eichsystem ist rechnergesteuert, was die Durchführung einer Anzahl von Tests bzw. Pr-Ufungen ermöglicht, bei welchen die Parameter der Temperaturen und Drücke von Durchflußmesser und Eichgerät berücksichtigt werden, um die Anzeige des gemessenen Strömungsvolumens zu korrigieren, wobei es ebenfalls möglich ist, wiederholte Tests unter verschiedenen Bedingungen auszuführen. Insbesondere können verschiedene Fluidvolumina mittels des Durchflußmesser-Eichgerätes durch den Durchflußmesser gesaugt werden, indem entsprechende Zählfaktoren in einen Zähler des Rechners eingegeben und die gewählte Zähl-The flow meter calibration device described above is capable of measuring fluid, in particular gas, flows through a measuring device with high precision. What is achieved by the invention in particular is that the volume of the cylinder into which the fluid or gas is sucked can be measured with extreme accuracy in order to be compared with the output signal of the encoder which detects the movement of the piston in the cylinder, whereby the volume sucked into the cylinder can be displayed with a correspondingly high level of accuracy. This reference or calibration volume is compared to the output of the flowmeter being checked to give an indication of its registration accuracy and the percentage error in the reading from the flowmeter with respect to the actual or calibration volume indicated by the optical encoder of the flowmeter calibration system to specify. The flowmeter calibration system of the invention is computer controlled, which carry out a number of tests and Pr - allows Ufungen in which to correct the display of the measured flow volume, the parameters of temperature and pressure of flow meter and calibrator are taken into account, which is also possible is to run repeated tests under different conditions. In particular, different fluid volumes can be sucked through the flow meter by means of the flow meter calibration device by entering corresponding counting factors into a counter of the computer and the selected counting

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Λ»Λ »

rate auf Null heruntergezählt wird, um den Testvorgang zu beenden. Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren geschaffen, durch welches das Volumen des Zylinders, in den das Fluid eingesaugt wird, für eine gegebene Kolbenbestimmung mit hoher Präzision bestimmt werden kann. Diese genaue Messung erfolgt über die Frequenzen, bei denen stehende Wellen in den beiden Kolbenstellungen auftreten, woraus eine präzise Anzeige des Fluidvolumens und des Ausgangssignals des optischen Codierers erhalten wird, der die Kolbenbewegung erfaßt.rate is counted down to zero to end the testing process. The invention also provides a method created by which the volume of the cylinder into which the fluid is drawn, for a given piston determination can be determined with high precision. This exact measurement takes place via the frequencies at which standing Waves occur in the two piston positions, giving a precise indication of the fluid volume and the output signal of the optical encoder which detects the piston movement.

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Claims (27)

■ Patomanwplte Dipt -Ing. Dipl -Chem. Dipl.-lng. E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser 3112227 Einsbergetsltar.se 19 8 München 60 ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION 27. März 1981 Grant Street Pittsburgh, Pennsylvania 15219 / V.St.A. Unser Zeichen: R 1014 PATENTANSPRÜCHE■ Patomanwplte Dipt -Ing. Dipl -Chem. Dipl.-Ing. E. Prince - Dr. G. Hauser - G. Leiser 3112227 Einsbergetsltar.se 19 8 Munich 60 ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION March 27, 1981 Grant Street Pittsburgh, Pennsylvania 15219 / V.St.A. Our mark: R 1014 PATENT CLAIMS 1. Verfahren zum Eichen eines Durchflußmesser-Eichgerätes, welches eine Kammer mit der geometrischen Gestalt eines aufrechten Kreiszylinders des Durchmessers D und der Länge L, einen Kolben, der geradlinig innerhalb der Kammer bewegbar ist, um ein Fluid zwischen einem einer Prüfung unterzogenen Durchflußmesser und der Kammer zu verschieben, und eine Meßeinrichtung umfaßt, welche auf die Relativbewegung des Kolbens anspricht und ein Signal erzeugt, das die Größe der Kolbenbewegung anzeigt, wobei jede Zunahmeeinheit des Signals einer Bewegungszunähme des Kolbens und folglich dem Volumen entspricht, das durch den der Prüfung unterzogenen Durchflußmesser hindurchgeleitet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:1. Procedure for calibrating a flow meter calibrator, which is a chamber with the geometric shape of an upright circular cylinder of diameter D and length L, a piston rectilinearly movable within the chamber to convey a fluid between a test subject To move the flow meter and the chamber, and comprises a measuring device, which on the relative movement of the piston is responsive and generates a signal indicative of the amount of piston movement, each increment unit the signal of an increase in movement of the piston and consequently corresponds to the volume passed through the flowmeter being tested through the following process steps: a) der Kolben wird innerhalb der Kammer in eine, erste Stellung gebracht;a) the piston is inside the chamber in a, first Position taken; b) ein erstes und ein zweites elektromagnetisches Feld werden innerhalb der Kammer erzeugt, wobei die elektromagnetischen Felder verschiedene normale Schwingungs-b) a first and a second electromagnetic field are generated within the chamber, the electromagnetic Fields of different normal vibrational 130062/0716130062/0716 moden aufweisen, die so gewählt sind, daß bei Resonanzbedingung jedes Schwingungsmodus innerhalb der Kammer ihre elektrischen und magnetischen Feldkomponenten zu Durchmesser und Länge der Kammer in Beziehung stehen;have modes which are chosen so that each vibration mode within the chamber under resonance conditions their electric and magnetic field components are related to the diameter and length of the chamber; c) die Frequenzen, bei denen die beiden elektromagnetischen Felder in Resonanzbedingung innerhalb der Kammer sind, werden als erste bzw. zweite Frequenz festgestellt;c) the frequencies at which the two electromagnetic fields are in resonance condition within the chamber, are determined as the first and second frequency; d) der Kolben wird in eine zweite Stellung gebracht, die gegenüber der ersten Stellung verschoben ist, während das aus der Meßeinrichtung abgeleitete Signal kumuliert wird;d) the piston is brought into a second position which is displaced with respect to the first position while the signal derived from the measuring device is accumulated; e) ein drittes und ein viertes elektromagnetisches Feld werden innerhalb der Kammer erzeugt, wobei diese elektromagnetischen Felder voneinander verschiedene normale Schwingungsmoden haben, die so gewählt sind, daß bei Resonanzbedingung in der Kammer ihre elektrischen und magnetischen Feldkomponenten in Beziehung zu Durchmesser und Länge der Kammer stehen;e) a third and a fourth electromagnetic field are generated inside the chamber, these being electromagnetic Fields have different normal oscillation modes, which are chosen so that at Resonance condition in the chamber its electric and magnetic field components in relation to diameter and length of the chamber stand; f) die Frequenzen, bei denen für das dritte und für das vierte elektromagnetische Feld innerhalb der Kammer Resonanzbedingungen herrschen, werden als dritte bzw. vierte Resonanzfrequenz gemessen;f) the frequencies at which resonance conditions for the third and for the fourth electromagnetic field within the chamber prevail are measured as the third or fourth resonance frequency; g) auf der Grundlage der ersten und der zweiten Resonanzfrequenz v/erden Durchmesser und Länge und daraus ein erstes Volumen, das von der Kammer und dem Kolben in seiner ersten Stellung begrenzt wird, bestimmt und auf der Grundlage der dritten und der vierten Resonanzfrequenz werden Durchmesser und Länge und daraus ein zweites Volumen bestimmt, das von der Kammer und dem Kolben in dessen zweiter Stellung begrenzt wird; undg) on the basis of the first and the second resonance frequency v / earths diameter and length and from this first volume, which is limited by the chamber and the piston in its first position, determined and on the basis of the third and fourth resonance frequencies are the diameter and length and a second one Volume determined, which is limited by the chamber and the piston in its second position; and h) das Kolbenverschiebungsvolumen wird als Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Volumen bestimmt, und das kumulierte Signal aus der Meßeinrichtung wird in Korrelation zu dem \erschiebungsvolumen gesetzt, um eine Anzeige des Zunahmewertes des Fluids zu erhalten, welcher durch eine Zunahmeeinheit des Signals der Meßeinrichtung dargestellt wird.h) the piston displacement volume is expressed as the difference between the second and the first volume are determined, and the cumulative signal from the measuring device is in Correlation to the \ displacement volume set in order to to obtain an indication of the incremental value of the fluid, which is determined by an incremental unit of the signal of the measuring device is pictured. 130062/0716130062/0716 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung ein Ausgangssignal in Form einer Pulsfolge liefert, wobei jeder Puls eine Weiterbewegungsstrecke des Kolbens darstellt, und daß im Schritt d) die abgegebenen Pulse während der Bewegung des Kolbens aus seiner ersten in seine zweite Stellung gezählt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the measuring device has an output signal in the form of a pulse train supplies, each pulse representing a distance of further movement of the piston, and that in step d) the delivered pulses are counted during the movement of the piston from its first to its second position. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß3. The method according to claim 2, characterized in that im Schritt h) ferner ein Längen-Eichfaktor bestimmt wird, und zwar als Längenzunahme bzw. Weiterbewegungsstrecke, um die der Kolben bewegt wird, um einen einzelnen Impuls mittels der Meßeinrichtung zu erzeugen.a length calibration factor is also determined in step h), namely as an increase in length or distance of further movement, around which the piston is moved in order to generate a single pulse by means of the measuring device. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt h) ein erster Durchmesser in der ersten und ein zweiter Durchmesser der Kammer in der zweiten Kolbenstellung bestimmt wird, und zwar auf der Grundlage der Messungen der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Resonanzfrequenz, das für ein gegebenes Volumen und den festgestellten zweiten Durchmesser die Kolbenverschiebung bestimmt wird, die erforderlich ist, um das gegebene Fluidvolumen zwischen dem der Prüfung unterzogenen Durchflußmesser und der Kammer hindurchzuführen, und daß auf der Grundlage des Längen-Eichfaktors und der Kolbenverschiebung die Anzahl von Pulsen bestimmt wird, die mittels der Meßeinrichtung erzeugt werden müssen, um das gegebene Volumen zwischen dem der Prüfung unterzogenen Durchflußmesser und der Kammer zu verschieben.4. The method according to claim 3, characterized in that in method step h) a first diameter in the first and determining a second diameter of the chamber in the second piston position based on the Measurements of the first, second, third and fourth resonance frequencies, respectively, for a given volume and the determined second diameter the piston displacement is determined, which is necessary to the given fluid volume between the tested flowmeter and the chamber, and that on the Based on the length calibration factor and the piston displacement, the number of pulses is determined, which by means of the measuring device must be generated to the given volume between the tested flow meter and to move the chamber. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsmoden der elektromagnetischen Felder in der Kammer so gewählt sind, daß Störungen vermindert werden, die ansonsten durch Art, Gestalt und Oberfläche der Kammer verursacht würden.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the oscillation modes of the electromagnetic Fields in the chamber are chosen so that disturbances are reduced that would otherwise be caused by type, shape and surface of the chamber. 130062/0716130062/0716 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten elektromagnetischen Schwingungsmoden die Moden TM010 bzw. TE111 sind. 6. The method according to claim 5, characterized in that the first and second electromagnetic oscillation modes are the modes TM 010 and TE 111 , respectively. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten elektromagnetischen Schwingungsmoden die Moden TE111 und TE112 sind. 7. The method according to claim 5, characterized in that the first and second electromagnetic oscillation modes are the TE 111 and TE 112 modes. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte wiederholt werden, wobei jeweils die erste Stellung für die aufeinanderfolgenden Gruppen von Verfahrensschritten verändert wird, so daß der Kolben durch verschiedene Kammerabschnitte verschoben wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the method steps are repeated, whereby the first position is changed for the successive groups of process steps, so that the piston is displaced through different chamber sections. 9. Vorrichtung zum Eichen eines Durchflußmesser-Eichgerätes, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußmesser-Eichgerät enthält:9. Device for calibrating a flow meter calibration device, characterized in that the flow meter calibration device contains: a) eine Kammer, die starr und undeformierbar ausgebildet ist und deren Innenumfang als aufrechter bzw. rechtwinkeliger Kreis zylinder bestimmbarer Länge und bestimmbaren Durchmessers ausgestaltet ist;a) a chamber that is rigid and undeformable and its inner circumference as an upright or right-angled circular cylinder of determinable length and determinable Diameter is designed; b) einen Kolben, der eine geradlinige Bewegung innerhalb der Kammer ausführen kann, um ein Fluid zwischen einem der Prüfung unterzogenen Durchflußmesser und der Kammer zu verschieben;b) a piston, which can perform a rectilinear movement within the chamber, to a fluid between a move the tested flowmeter and chamber; c) eine Antriebseinrichtung zum Antreiben des Kolbens mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit während der Überprüfung des Durchflußmessers; undc) a drive device for driving the piston at a substantially constant speed during the Checking the flow meter; and d) eine Präzisionsmeßexnrichtung, die auf die Relativbewegung des Kolbens innerhalb der Kammer anspricht und eine Pulsfolge erzeugt, wovon jeder Puls eine Weiterbewegungsstrecke des Kolbens und folglich das Volumen des Fluids darstellt, das durch den der Prüfung unterzogenen Durchflußmesser hindurchgeleitet wird, wobeid) a precision measuring device which responds to the relative movement of the piston within the chamber and a pulse sequence is generated, each pulse of which is a further movement distance of the piston and, consequently, the volume of fluid passed by that under test Flow meter is passed through, wherein 130062/0716130062/0716 die Eichvorrichtung umfaßt:the calibration device comprises: - eine Einrichtung zum Verschieben des Kolbens aus einer ersten in eine zweite Stellung;- A device for moving the piston from a first to a second position; - eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes veränderlicher Frequenz zum Aufbauen eines ersten bzw. zweiten elektromagnetischen Feldes in der ersten bzw. zweiten Stellung, wobei diese elektromagnetischen Felder verschiedene normale Schwingungsmoden aufweisen, die so gewählt sind, daß bei Resonanzbedingung in der Kammer die elektrischen und magnetischen Feldkomponenten des ersten und des zweiten Feldes zu Durchmesser und Länge der Kammer in Beziehung stehen;- A device for generating an electromagnetic field of variable frequency for building up a first and second electromagnetic field in the first and second position, these electromagnetic Fields have different normal oscillation modes, which are chosen so that under resonance conditions in the chamber the electric and magnetic field components of the first and second fields The diameter and length of the chamber are related; - eine Einrichtung zum Bestimmen der ersten und der zweiten Frequenz, bei der die Bedingungen für stehende Wellen in Resonanz innerhalb des Zylinders in der ersten bzw. zweiten Kolbenstellung hergestellt sind; und- means for determining the first and the second frequency at which the conditions for standing waves are resonated within the cylinder in the first and second piston positions, respectively; and - eine Einrichtung zum Zählen der Anzahl von Pulsen, welche die Meßeinrichtung abgibt, während der Kolben aus seiner ersten in seine zweite Stellung verschoben wird, wodurch eine Anzeige der Volumenzunahme der Kammer, die durch einen Impuls dargestellt wird, abgeleitet werden kann, die auf dem aus den gemessenen Resonanzfrequenzen bestimmten Verschiebungsvolumen zwischen der ersten und der zweiten Kolbenstellung und auf der gezählten Anzahl von Pulsen beruht.a device for counting the number of pulses which the measuring device emits during the piston is moved from its first to its second position, thereby providing an indication of the increase in volume of the chamber, which is represented by a pulse, can be derived from the measured resonance frequencies certain displacement volume between the first and the second piston position and on the counted number of pulses is based. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Schwingungsmoden so gewählt sind, daß Störungen vermindert sind, die durch Art, Gestalt und Oberfläche der Kammer verursacht werden können.10. The device according to claim 9, characterized in that the first and second oscillation modes are selected so that disturbances which can be caused by the type, shape and surface of the chamber are reduced. 11. Verfahren zum Eichen eines Durchflußmesser-Eichgerätes, das eine Kammer regelmäßiger geometrischer Gestalt und einen Kolben aufweist, der geradlinig innerhalb der Kammer bewegbar ist, um ein Fluid zwischen einem der Prüfung unterzogenen Durchflußmesser und der Kammer zu verschieben,11. Procedure for calibrating a flow meter calibrator, which has a chamber of regular geometric shape and a piston which is rectilinear within the chamber is movable to move a fluid between a tested flow meter and the chamber, 130062/0718130062/0718 — D ~- D ~ gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:characterized by the following process steps: a) innerhalb der Kammer werden elektromagnetische Felder mit ersten und zweiten, voneinander verschiedenen, normalen Schwingungsmoden erzeugt, wobei diese Moden so gewählt sind, daß bei Resonanzbedingung innerhalb der Kammer die elektrischen und magnetischen Feldkomponenten zu den Abmessungen der eine regelmäßige geometrische Gestalt aufweisenden Kammern in Beziehung stehen;a) Inside the chamber there are electromagnetic fields with first and second, mutually different, normal Oscillation modes generated, these modes are selected so that in the resonance condition within the Chamber the electric and magnetic field components to the dimensions of a regular geometric Shape having chambers are related; b) reflektierte Energie wird aus der Kammer entnommen;b) reflected energy is extracted from the chamber; c) eine erste Frequenz wird ermittelt, bei der die Resonanzbedingungen für den ersten normalen Schwingungsmodus innerhalb der Kammer erfüllt sind; c) a first frequency is determined at which the resonance conditions are satisfied for the first normal mode of vibration within the chamber; d) eine zweite Frequenz wird bestimmt, bei der die Resonanzbedingungen des zweiten Schwingungsmodus innerhalb der Kammer erfüllt sind;d) a second frequency is determined at which the resonance conditions the second mode of vibration are satisfied within the chamber; e) auf der Grundlage der ermittelten Resonanzfrequenzen werden die Abmessungen und folglich das Volumen der K ammer be s t immt;e) on the basis of the determined resonance frequencies, the dimensions and consequently the volume of the K ammer t immt; f) der Kolben wird durch die Kammer geführt, und eine das Ausmaß der Kolbenbewegung anzeigende Größe wird erzeugt;f) the piston is passed through the chamber and a quantity indicative of the extent of piston movement is generated; g) die die Kolbenbewegung anzeigende Größe wird auf der Grundlage einer genauen Bestimmung des Kammervolumens geeicht.g) the quantity indicative of piston movement is based on an accurate determination of the chamber volume calibrated. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungsmoden die Moden TE112 und TM010 verwendet werden.12. The method according to any one of claims 1 to 8 or 11, characterized in that the modes TE 112 and TM 010 are used as vibration modes. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungsmoden die Moden und TE111 verwendet werden.13. The method according to any one of claims 1 to 8 or 11, characterized in that the modes and TE 111 are used as vibration modes. 14. Vorrichtung zum Messen des Volumens der Kammer eines Durchflußmesser-Eichgerätes, das einen Kolben umfaßt, welcher geradlinig innerhalb der Kammer bewegbar ist, um ein Fluid14. Device for measuring the volume of the chamber of a flow meter calibrator, comprising a piston rectilinearly movable within the chamber to carry a fluid 130062/0716130062/0716 zwischen einem der Prüfung zu unterziehenden Durchflußmesser und der Kammer zu verschieben, gekennzeichnet durch:to move between a flow meter to be tested and the chamber, characterized by: a) eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen von elektromagnetischer Mikrowellononoryie mit variabler Frequenz;a) a generator device for generating electromagnetic Variable frequency microwellononoryia; b) eine an die Generatoreinrichtung angekoppelte Antenne zur Ausstrahlung von elektromagnetischen Wellen in die Kammer;b) an antenna coupled to the generator device for emitting electromagnetic waves in the chamber; c) eine Detektoreinrichtung zum Erfassen der die Kammer verlassenden elektromagnetischen Energie;c) a detector device for detecting those leaving the chamber electromagnetic energy; d) eine Resonanzbedingungs-Detektoreinrichtung, die an die Energie-Detektoreinrichtung angekoppelt ist und das Auftreten von Minimalpegeln der Energie anzeigt, welche die Kammer verläßt, entsprechend der Herstellung von Resonanzbedingung für stehende Wellen innerhalb der . Kammer; undd) a resonance condition detector which is connected to the Energy detector device is coupled and indicates the occurrence of minimum levels of energy, which leaves the chamber, corresponding to the establishment of resonance condition for standing waves within the. Chamber; and e) eine Einrichtung zum Bestimmen der Frequenzen, bei denen Resonanzbedingungen für stehende Wellen innerhalb der Kammer hergestellt sind, wodurch das Volumen der Kammer genau bestimmbar ist.e) means for determining the frequencies at which resonance conditions for standing waves are within the Chamber are made, whereby the volume of the chamber can be precisely determined. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoreinrichtung Mittel zum Verändern der Frequenz der elektromagnetischen Mikrowellenenergie solange, bis die Bedingungen für eine stehende Welle innerhalb der Kammer hergestellt sind, umfaßt.15. The device according to claim 14, characterized in that the generator device means for changing the frequency the electromagnetic microwave energy until the conditions for a standing wave within the chamber are made includes. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoreinrichtung zur automatischen Veränderung der Frequenz der abgegebenen elektromagnetischen Mikrowellenenergie eingerichtet ist.16. The device according to claim 15, characterized in that the generator device for automatically changing the frequency of the emitted electromagnetic microwave energy is set up. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoreinrichtung Bedienungsmittel umfaßt, um die Frequenz der abgegebenen elektromagnetischen Energie bzw. Welle über die Bedienungsperson zu verändern.17. The device according to claim 15, characterized in that the generator device comprises operating means to set the frequency of the emitted electromagnetic energy or To change the shaft via the operator. 130082/0716130082/0716 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17f dadurch gekennzeichnet, daß die Energie-Detektoreinrichtung und die Generatoreinrichtung jeweils an die Antenne und an die Resonanzbedingungs-Detektoreinrichtung angekoppelt sind, wodurch eine Anzeige des Pegels der die Kammer verlassenden Energie in Abhängigkeit von der Frequenz der von der Generatoreinrichtung erzeugten elektromagnetischen Energie erhalten wird.18. Device according to one of claims 14 to 17 f, characterized in that the energy detector device and the generator device are each coupled to the antenna and to the resonance condition detector device, whereby an indication of the level of the energy leaving the chamber as a function of the frequency the electromagnetic energy generated by the generator device is obtained. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18/ dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz-Detektoreinrichtung an den Ausgang der Generatoreinrichtung angekoppelt ist und Mittel umfaßt, welche die Frequenz der elektromagnetischen Energie anzeigen.19. Device according to one of claims 14 to 18 / characterized characterized in that the frequency detector device is coupled to the output of the generator device and Means which indicate the frequency of the electromagnetic energy. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen Zähler umfaßt.20. The device according to claim 19, characterized in that the detector device comprises a counter. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die an den Ausgang der Generatoreinrichtung angekoppelt sind und den Pegel der Energie umfassen und ein diesen Energiepegel anzeigendes Rückkopplungssignal an die Generatoreinrichtung abgeben, wodurch der Leistungspegel der Generatoreinrichtung stabilisiert wird.21. Device according to one of claims 14 to 20, characterized in that means are provided which are attached to the Output of the generator device are coupled and include the level of energy and this energy level output indicative feedback signal to the generator device, whereby the power level of the generator device is stabilized. 22. Verfahren zum genauen Messen des Volumens eines Durchflußmesser-Eichgeräts, welches eine Kammer mit regelmäßiger geometrischer Gestalt enthält, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:22. a method of accurately measuring the volume of a flowmeter calibrator; which contains a chamber with a regular geometric shape, marked through the following process steps: a) in der Kammer wird ein elektromagnetisches Feld mit einem normalen Schwingungsmodus erzeugt, der so gewählt ist, daß bei Resonanzbedingung innerhalb der Kammer die elektrischen und magnetischen Feldkomponenten des elektromagnetischen Feldes in Beziehunga) An electromagnetic field is generated in the chamber with a normal vibration mode selected in this way is that under resonance conditions within the chamber the electric and magnetic field components the electromagnetic field in relation 130062/0716130062/0716 zu den Abmessungen der mit regelmäßiger Gestalt ausgebildeten Kammer stehen;related to the dimensions of the regular shaped chamber; b) reflektierte Energie wird aus dieser Kammer entnommen;b) reflected energy is taken from this chamber; c) die Frequenz der elektromagnetischen Energie wird festgestellt, bei der die Resonanzbedingung für den normalen Schwingungsmodus innerhalb der Kammer hergestellt ist; undc) the frequency of the electromagnetic energy is determined at which the resonance condition for the normal mode of vibration is established within the chamber; and d) aufgrund der festgestellten Resonanzfrequenz werden die Abmessungen und daraus das Volumen der Kammer bestimmt. d) based on the determined resonance frequency the dimensions and from this the volume of the chamber is determined. 23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer die geometrische Gestalt eines aufrechten bzw. senkrechten Kreiszylinders aufweist und die zu messenden Dimensionen der Durchmesser und die axiale Länge der Kammer sind, wobei als Abmessungen der Kammer ihre Länge und ihr Durchmesser und daraus das Volumen der als aufrechter Kreiszylinder ausgebildeten Kammer bestimmt werden.23. The method according to claim 22, characterized in that the chamber has the geometric shape of an upright or has vertical circular cylinder and the dimensions to be measured, the diameter and the axial length of the Chamber are, with as dimensions of the chamber its length and its diameter and from this the volume of the as upright Circular cylinder formed chamber can be determined. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der normale Schwingungsmodus, mit dem das elektromagnetische Feld erzeugt wird, so gewählt ist, daß Störungen aufgrund der Art, Gestalt und Oberfläche der Kammer auf ein Minimum reduziert werden.24. The method according to claim 23, characterized in that the normal vibration mode with which the electromagnetic Field is generated, is chosen so that interference due to the type, shape and surface of the chamber can be reduced to a minimum. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der gewählte Schwingungsmodus der Modus TE11- ist.25. The method according to claim 24, characterized in that the selected oscillation mode is the mode TE 11 -. 26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der gewählte Schwingungsmodus der Modus TE112 ist.26. The method according to claim 24, characterized in that the selected oscillation mode is the TE 112 mode. 27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der gewählte Schwingungsmodus der Modus TM01Q\Lst.27. The method according to claim 24, characterized in that the selected oscillation mode is the mode TM 01Q \ Lst. 130062/0716130062/0716
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