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Dokumentenidentifikation DE3403788C2 01.10.1987
Titel Fechtmelder
Anmelder Allstar Fecht-Center Fechtartikel und Fechtanlagen GmbH & Co KG, 7410 Reutlingen, DE
Erfinder Reinhardt, Klaus, 7417 Pfullingen, DE
Vertreter Möbus, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 7410 Reutlingen
DE-Anmeldedatum 03.02.1984
DE-Aktenzeichen 3403788
Offenlegungstag 14.08.1985
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.10.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.10.1987
IPC-Hauptklasse A63B 69/02
Zusammenfassung Der Fechtmelder ist mit einem zentralen, einen Mikrocomputer aufweisenden Steuerwerk (10) versehen, das die Zuschaltung der einzelnen Meßkreise nacheinander auf eine einen Widerstandsbereich erfassende Meßbereich-Prüfstufe (20) erlaubt. Die digitalen Ausgangssignale der Meßbereich-Prüfstufe (20) werden zeitlich verzögert über eine Meßsignal-Zählstufe (27) einer Bewertungsstufe (28) zugeleitet, bevor sie die Anzeigeeinrichtung (29) des Fechtmelders aktivieren.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Fechtmelder mit mehreren getrennten elektrischen Meßkreiseingängen, deren Signale in mindestens einer Meßbereichs-Prüfstufe bewertet werden, und einer Trefferanzeigeeinrichtung.

Ein Fechtmelder mit den vorstehend genannten Merkmalen ist durch die DE 27 23 820 B1 bekannt. Bei diesem Fechtmelder sind die Einzelmeßkreise einer zeitlich durchgehenden Analogwertüberwachung unterzogen und hierbei auf insgesamt vier Stromquellen verteilt. Das bei einem Treffer im Meßkreis auftretende Signal wird über eine vorgegebene Zeitspanne integriert, und der am Ende dieser Zeitspanne erzielte Integrationswert wird in zwei Meßphasen mit dem Mindest- und dem Maximal-Sollwert, die den erwähnten Widerstandsbereichsgrenzen entsprechen, verglichen, bevor die Trefferanzeige ausgelöst wird. Der elektrische Widerstandsbereich ist durch ein Reglement bestimmt, das auch vorschreibt, daß eine Trefferanzeige innerhalb einer Zeitspanne von 2 ms bis höchstens 5 ms (Florett) erfolgen muß.

Die bei dem genannten und auch anderen bisher verwendeten Fechtmeldern durchgeführte Signalbehandlung und Auswertung hat den Nachteil, daß sie praktisch die ganze zur Verfügung stehende geringe Zeitspanne benötigt und Störsignale mitintegriert. Als Integrationsglieder werden Kondensatoren verwendet, wobei die Entladung der Kondensatoren vor einem neuen Integrationsschritt ein Zeitproblem darstellt und jede Restaufladung den nächsten Intergrationsvorgang verfälscht. Nachteilig ist auch, daß die Integrationszeit von der äußeren Beschaltung abhängt. Durch das unvermeidbare Prellen der Kontakte in den Meßkreisen bewirkte Störungen lasssen sich nicht ausklammern. Die Gefahr der Anzeige irregulärer Treffer wird zusätzlich durch Fertigungstoleranzen und Alterungserscheinungen in den Integrationsgliedern gefördert. Außerdem erfordert die Einzelversorgung der mehreren Meßkreise einen großen Schaltungsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fechtmelder der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Störsignale, wie prellende Kontakte, keine falsche Trefferanzeige mehr auslösen können.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Fechtmelder der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführte Merkmalskombination gelöst. - Dabei wird von dem Prinzip des Aufintegrierens von Meßsignalen abgegangen und ein anderes Auswertungsprinzip angewandt. Grundsätzlich wird dabei die Kompetenz jedes erfaßten Signalwertes bezweifelt und eine Fehleranzeige erst nach einer statistischen Bewertung mehrerer Einzelwerte ausgelöst. Die Anwendung dieses Meßprinzips auf Fechtmelder ist völlig neu, und von den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Einzelmerkmalen ist durch die bekannten Fechtmelder lediglich der Einsatz einer Verzögerungsstufe zum Überbrücken einer unvermeidlichen Einschwingzeit erfaßter Signalwerte vorbekannt. Das gesteuerte aufeinanderfolgende Abtasten der einzelnen Meßkreise läßt sich so rasch durchführen, daß in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeitspanne jeder Meßkreis mehrmals abgetastet werden kann und die Abtastwerte statistisch bewertet werden können.

Die Meßbereich-Prüfstufe kann vorteilhafterweise als Widerstandsbrückenschaltung gestaltet sein, die in einem Brückenzweig zwei Grenzwertwiderstände aufweist und die mit einer Vergleichsschaltung mit Schwellwertcharakteristik gekoppelt ist. - Dadurch läßt sich bei jeder Abtastung oder Aktivierung eines Meßkreises, die über vom Mikrocomputer des Steuerwerks gesteuerte elektronische Koppelstelle einzeln mit der Meßbereich-Prüfstufe verbindbar sind, sofort der durch die beiden Grenzwiderstände vorgegebene Widerstandsbereich erfassen, so daß Meßzeit eingespart wird. Die Vergleichsschaltung mit Schwellwertcharakter kann vorteilhafterweise als Analog/Digital-Wandler ausgebildet sein.

Die Meßsignal-Zählstufe bildet ein zweites Fehlerfilter, das die Meßsignale, welche die ein erstes Fehlerfilter bildende Meßbereich-Prüfstufe passieren konnten, in digitaler Form erreichen und in welcher für jeden Meßkreis die Signalergebnisse mehrerer Abtastvorgänge aufsummiert werden und ein Treffersignal erst nach Erreichen einer Mindesthäufigkeit an die Bewertungsstufe und die Anzeigeeinrichtung weitergeleitet wird. Durch die Meßsignal-Zählstufen wird also die Stabilität der Meßkreissignale bewertet, wobei in jedem Falle durch Kontaktprellen auftretende Signale erkannt und von der Anzeige ausgeschlosssen werden.

Beim erfindungsgemäß ausgebildeten Fechtmelder wird nur eine einzige Spannungsquelle zur Versorgung der ganzen Schaltung benötigt. In der Meßsignal-Zählstufe werden der Ereigniszähler für die einzelnen Meßkreise am Ende der Bewertungszeit auf Null zurückgestellt, so daß hier keine Restwerte einen nachfolgenden Aufzählvorgang verfälschen können.

Der Einsatz eines Mikrocomputers erlaubt es, die Inhalte der Meßsignal-Zählstufe über Vergleichsdaten zu bewerten, die in das Programm des Mikrocomputers eingegeben sind. Der Mikroprozessor erlaubt es, das elektronische Steuerwerk des Fechtmelders flexibel zu gestalten. Die Bewertung der Ereignisse in der Meßsignal-Zählstufe erfolgt durch eine Verknüpfung von Relationen. Diese Methode ist gegenüber einer sequentiellen Verknüpfung logischer Variablen erheblich zeitsparender.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Fechtmelders liegt darin begründet, daß beide Fechter elektrisch und zeitlich identisch bewertet werden, was bei bekannten Fechtmeldern nicht gewährleistet ist. Die Messungen sind auch nahezu spannungsunabhängig, weil im Meßkreis mit einem Konstantstrom gearbeitet werden kann. Die Leistungsaufnahme ist gering. Alle Schaltungsteile lassen sich thermisch übedimensionieren. Die Gesamtzahl der einzelnen Schaltungsteile ist relativ gering, so daß dem erfindungsgemäß ausgebildeten Fechtmelder eine hohe Betriebssicherheit eigen ist. Über den Mikroprozessor läßt sich der Fechtmelder an eventuelle Änderungen des Fechtreglements anpassen, ohne daß die Schaltung des elektronischen Steuerwerks des Fechtmelders physikalisch ersetzt werden müßte. Das Mikroprozessorprogramm erlaubt auch eine einfache Prüfung der gesamten Schaltung und erleichtert die Bedienung des Fechtmelders beispielsweise dadurch, daß während des Betriebs die Bedienelemente des Fechtmelders für Waffen und Betriebsart nicht mehr wirksam sind (Schutz gegen Fehlbedienung) und der Zeitpunkt für eine automatische Löschung des Meßergebnisses beliebig einstellbar ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten elektronischen Fechtmelders anhand des Blockschaltbildes näher erläutert.

Die elektronische Schaltung des Fechtmelders weist ein zentrales elektronisches Steuerwerk 10 auf, das von einem Mikrocomputer mit mindestens einem Programmspeicher gebildet ist und dessen Aufbau in der Zeichnung nicht einzeln dargestellt ist. Das Schaltungsbeispiel weist insgesamt sieben Meßkreiseingänge 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 auf, von denen die Meßkreiseingänge 11, 12 und 13 mit der Weste, der Waffe und der Waffenglocke des einen Fechters A, die Meßkreiseingänge 14, 15 und 16 mit der Weste, der Waffe und der Waffenglocke des anderen Fechters B und der Meßkreiseingang 17 mit dem Fechtboden verbunden werden. Alle sieben Meßkreiseingänge führen zu elektronischen Koppelstellen 11a11b . . . 17a, 17b mit zwei Eingangsleitungen 18 und 19 einer Meßbereich- Prüfstufe 20. Jede Koppelstelle 11a-17a, 11b-17b ist über eine Verbindungsleitung 21 oder 22 mit einer im zentralen Steuerwerk 10 enthaltenen und von der erwähnten Zeitgeberstufe beeinflußten Meßkreis-Abtaststufe 23 verbunden und wird über diese Verbindung aktiviert. Der Aufbau der schnell wirkenden elektronischen Koppelstellen interessiert hier nicht.

Die nachfolgend noch näher erläuterte Meßbereich-Prüfstufe 20 ist über zwei Ausgangsleitungen 24 und 25 mit einer Verzögerungsstufe 26 verbunden, welcher eine Meßsignal-Zählstufe 27 nachgeschaltet ist. Auf die Meßsignal-Zählstufe 27 folgt eine Bewertungsstufe 28, welcher wiederum eine Trefferanzeigeeinrichtung 29 nachgeschaltet ist, die sich in einen Anzeigesteuerungsteil 30 und einen Anzeigelampen 31 aufweisenden Anzeigeteil 32 unterteilen läßt. Auch die Schaltungsstufen 26, 27 und 28 können Teile des zentralen Steuerwerkes 10 sein. Ihre Kopplung mit dem zentralen Steuerwerk 10 und dem darin enthaltenden Mikrocomputer ist in der Zeichnung durch Verbindungsleitungen 33, 34 und 35 angedeutet.

Die Meßbereich-Prüfstufe 20 weist eine an eine stabile Spannungsquelle von beispielsweise +12 Volt angeschlossene Widerstandsbrückenschaltung 36 auf. Die jeweils aktivierten Meßkreise bilden hierbei den Widerstand eines Brückenzweiges, der in der Schaltung mit Rx bezeichnet ist. Einen anderen Brückenzweig bilden zwei in Reihe geschaltete unterschiedliche Widerstände R2 und R3, von denen der eine den unteren Grenzwert und die Summe der beiden den oberen Grenzwert eines interessierenden Widerstandmeßbereiches bestimmen. Dementsprechend werden an der Widerstandsbrückenschaltung 36 sowohl die zwischen dem zwischen den beiden Widerständen R1 und Rx gelegenen Brückenpult 37 und dem zwischen den Widerständen R2 und R3 liegenden Brückenpunkt 38 als auch die zwischen dem Brückenpunkt 37 und dem zwischen den Widerständen R3 und R4 gelegenen Brückenpunkt 39 anfallenden Spannungen abgenommen und einer als Analog/Digital-Wandler ausgebildeten Vergleichsschaltung 40 mit Schwellwertcharakteristik eingegeben. An den Ausgangsleitungen 24 und 25 erscheinen nur dann relevante Digital-Signale, wenn das aus dem jeweils aktivierten Meßkreis erhaltene Signal innerhalb des erwähnten Widerstandsmeßbereiches liegt. Die Weiterleitung dieses Signales in die Meßsignal-Zählstufe 27 wird durch die Stufe 26 verzögert, wobei diese Verzögerung durch den Mikrocomputer über die Verbindungsleitung 33 steuerbar ist.

Die Meßwert-Zählstufe 27 weist für jeden Meßkreis einen Ereigniszähler und dementsprechend für jeden Meßkreis eine zur Bewertungsstufe 28 führende Verbindungsleitung 41 auf. Vor Beginn eines Meßlaufes werden alle Ereigniszähler auf Null gesetzt. Jeder Ereigniszähler wird während eines Meßlaufes beispielsweise fünfmal aktiviert und bei relevantem Eingangssignal inkrementiert. Ist nach dem Meßlauf der Zählerinhalt gleich der Zahl der Aktivierungen (z. B. 5), dann wird in der folgenden Bewertung das zugeordnete Ereignis im Meßkreis als stabil angenommen.

Die Schaltung zeigt noch einige Bedienungsglieder und Anschlüsse des zentralen Steuerwerkes 10, nämlich einen Umschalter 42, der z. B. ein Umschalten des Fechtmelders von Degenfechten auf Florettfechten erlaubt. Über einen Schalter 43 kann auf automatischen Anzeigenablauf geschaltet werden, und ein Tastschalter 44 erlaubt ein Löschen der Anzeige. Die Anzeigedauer bei Automatikbetrieb läßt sich an einem verstellbaren Widerstand 45 stufenlos einstellen. Die beiden eingezeichneten Anschlüsse 46 und 47 des zentralen Steuerwerkes 10 dienen für die Eingabe eines Stopsignales und für einen Massenanschluß des Gerätes.

Ein Fechtmelder der genannten Art, der die internationalen Zulassungsvorschriften erfüllt, arbeitet beispielsweise mit einer Meßkreisabtaststufe mit einem Abtasttakt von 1 MHz, weist Anschlüsse für dreizehn Meßkreise auf und ist mit acht Ausgangskreisen versehen. Bei einer fünffachen Aktivierung eines jeden Meßkreises und einer Verzögerung der Meßwerte in der Verzögerungsstufe 26 von 30 µs dauert ein Meß- und Auswertezyklus nur durchschnittlich 2,9 ms.


Anspruch[de]
  1. 1. Fechtmelder mit mehreren getrennten elektrischen Meßkreiseingängen (11-17), deren Signale in mindestens einer Meßbereichs-Prüfstufe (20) bewertet werden, und einer Trefferanzeigeeinrichtung (29), dadurch gekennzeichnet,

    1. a) die Meßkreiseingänge (11-17) mittels einer Meßkreis-Abtaststufe (23) nacheinander und mehrfach auf vorhandene Signale hin abgetastet werden,
    2. b) die Meßkreis-Abtaststufe (23) die abgetasteten analogen Signale der Meßbereichs-Prüfstufe (20) zuführt,
    3. c) der Ausgang der Meßbereich-Prüfstufe (20) digitale Signale über eine Verzögerungsstufe (26) auf eine Meßsignal-Zählstufe (27), die einen Ereigniszähler für jeden Meßkreis (11-17) zum Aufzählen der Ereignisse mehrerer Abtastungen aufweist, liefert,
    4. d) eine nachfolgende Bewertungsstufe (28) den Wert jedes Ereigniszählers der Meßsignal-Zählstufe (27) erfaßt, und
    5. e) der Trefferanzeigeeinrichtung (29) zuführt, wobei die genannten Stufen (23, 26, 27, 28) mindestens zum Teil vom Mikrocomputer eines elektronischen Steuerwerks (10) gesteuert sind.


  2. 2. Fechtmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Meßkreise (11-17) über vom Mikrocomputer des Steuerwerks (10) gesteuerte elektronische Koppelstellen (11a-17a; 11b-17b) mit der Meßbereich-Prüfstufe (20) einzeln verbindbar sind.
  3. 3. Fechtmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbereich-Prüfstufe (20) als Widerstandsbrückenschaltung (36) gestaltet ist, die in einem Brückenzweig zwei Grenzwertwiderstände (R2, R3) aufweist, und die mit einer Vergleichsschaltung (40) mit Schwellwertcharakteristik gekoppelt ist.
  4. 4. Fechtmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (40) als Analog/Digital-Wandler ausgebildet ist.
  5. 5. Fechtmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Meßkreise (11-17) an einer gemeinsamen Spannungsquelle liegen.






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