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Die Erfindung betrifft ein inkrementales Lagemesssystem mit wenigstens zwei Gruppen von opto- elektronischen Abtasteinrichtungen, die zur Erzeugung von wenigstens zwei gegeneinander in der
Phase verschobenen Messsignalen relativ entlang einer Messteilung verstellbar sind, wobei die Mess- signale einer Vervielfacherschaltung zur elektronischen Unterteilung des Massstabes und einer Rich- tungserkennungsstufe zuführbar sind, die ihrerseits Zähl- bzw. Steuersignale für wenigstens einen
Vor-Rückwärtszähler erzeugen, dem eine Anzeige- und bzw. oder Steuereinheit nachgeordnet ist und wobei der Zählbeginn und gegebenenfalls das Zählende des Zählers auf vorwählbare Massstab- stellen einstellbar ist.
Lagemesssysteme der erfindungsgemässen Art können prinzipiell für die Erfassung rotatorischer oder translatorischer Verstellwege verwendet werden, wobei Hauptanwendungsgebiete bei der Winkel- messung und bei der Längenmessung liegen. Man kann aber auch andere physikalische Grössen mit
Hilfe geeigneter Umsetzeinrichtungen in Lageveränderungen von Abtasteinrichtungen gegenüber einer
Messteilung umsetzen und dann aus dieser Lageveränderung die jeweilige physikalische Grösse be- stimmen. Ein Anwendungsbeispiel hiefür ist eine Waage mit einer durch den Wiegevorgang relativ gegenüber einer Messteilung verstellbaren Abtasteinheit. Neben einem ortsfesten Einbau der Messtei- lung bzw. Ableseeinheit (die wieder wenigstens aus zwei Abtasteinrichtungen besteht) in Maschinen und Geräten sind auch ortsbewegliche Lagemesssysteme, z. B.
Handgeräte für die Längen- und Winkel- messung bekannt.
Unter anderem kann der Zählbeginn von einem massstabeigenen Referenzpunkt, von mehreren massstabeigenen Referenzpunkten oder von gewählten, beispielsweise einem parallel mitlaufenden Hilfszähler, durch Nullsetzen oder Setzen eines bestimmten Zählerinhaltes bestimmten, also nur gespeicherten Referenzpunkt bestimmt werden, der bei Werkzeugmaschinen beispielsweise auf ein Werkstückende oder das Sollwerkstückende nach der Bearbeitung eingestellt wird. Das Zählende kann ebenfalls von einem Referenzpunkt aus gesteuert werden. Feste und gespeicherte Referenzpunkte ermöglichen es, trotz der Inkrementalteilung nach Fehlmessungen, Betriebsstörungen oder Betriebsabschaltungen bestimmte Einstellagen einfach zu reproduzieren.
Eine einfache elektronische Unterteilung des Massstabes ist beispielsweise dadurch möglich, dass man ein Paar phasenversetzter Messsignale einer Spannungsteilerschaltung mit einer der erwünschten Anzahl von Zählsignalen entsprechenden Anzahl von Abgriffen zuführt und die Nulldurchgänge der an den Abgriffen erhaltenen Teilsignale auscodiert.
Eine elektronische Unterteilung des Massstabes ist bisher bis zu einem Verhältnis von 1 : 20 möglich bzw. üblich, so dass man bei einer ohne weiteres reproduzierbaren Inkrementalteilung mit einer Teilungslänge von 0, 01 mm (es sind auch Teilungslängen bis 0, 004 mm realisierbar) zu einer Messung bzw. Anzeige im Mikrometerbereich und sogar einer Zehnerpotenz darunter gelangen kann. Eine derartig feine Anzeige ist aber nur dann sinnvoll, wenn die erreichbare Messgenauigkeit der feinen Anzeige entspricht. Entsprechend feine Unterteilungen sind auch bei Winkelmessungen möglich.
Abgesehen von hier nicht näher zu behandelnden Unterteilungsfehlern durch nicht exakt eingestellte Phasenabstände der Messsignale, die an sich durch exakte Einstellung der Abtasteinrichtungen gegeneinander und gegenüber dem Massstab sowie durch Ausgleichsschaltungen behebbar sind, hängt die Genauigkeit der Unterteilung und damit auch die Genauigkeit der Anzeige davon ab, dass die Signalform des zu unterteilenden Messsignals sich nicht allzusehr abhängig von der Verstellgeschwindigkeit, der jeweiligen Abtaststelle, von Schwankungen im Versorgungskreis, beispielsweise Schwankungen der Lichtstärke der Beleuchtungseinrichtung bei optoelektronischer Abtastung, sowie von Schwankungen in der optischen Durchlässigkeit bzw. dem optischen Reflexionsvermögen des Massstabes und von Abstandsänderungen der Abtasteinrichtungen vom Massstab ändert.
Selbstverständlich können auch Teilungsfehler des Massstabes oder äussere Störeinflüsse Änderungen der Signalform bzw. sogar Beeinflussungen des Zählers (durch Störsignale) bewirken. Ein Sonderfall des Teilungsfehlers ergibt sich bei Lagemesssystemen, deren Massstab wegen leichterer Herstellbarkeit aus mehreren Teilstücken zusammengesetzt ist. Hier wird meist mit zwei wechselweise eingeschalteten, je wenigstens zwei Abtasteinrichtungen enthaltenden Abtasteinheiten gearbeitet und dabei eine wechselweise Einschaltung vorgenommen, so dass jeweils die den Stossbereich überquerende Abtasteinheit abgeschaltet wird.
Es kann praktisch ausgeschlossen werden, dass sich selbst bei genauester Justierung beim Übergang von einer Abtasteinheit auf die andere und von einem Massstabteilstück auf
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das andere zum Umschaltzeitpunkt die eine Abtasteinheit exakt in jener Relativstellung zur Inkre- mentalteilung befindet, wie die andere Abtasteinheit zu dem von ihr abgetasteten Inkrementaltei- lungsbereich.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass bei optoelektronischer Abtastung jede Abtast- einrichtung mehrere Teilfelder des Massstabes durch ein der Messstabteilung entsprechendes Gitter hindurch abtasten kann. Änderungen der Beleuchtungsstärke der Phototransistoren od. dgl. in Abhän- gigkeit von der Relativstellung zum Massstab können auch durch andere Massnahmen, beispielsweise
Linsensysteme, erzeugt werden bzw. es kann sogar mit einem Pulsbetrieb der Beleuchtungseinrich- tung und Erzeugung der Zählsignale aus den Pulssignalen gearbeitet werden.
Die aufgezeigten Störeinflüsse können dazu führen, dass während der Durchführung einer Mes- sung Zählimpulse verschluckt oder durch Störeinflüsse Störimpulse eingestreut werden, die als Zähl- impulse gezählt werden, wodurch ein Messfehler auftritt. Besonders bei einem mehrfachen Überque- ren stark verschmutzter Massstabeinheiten oder von Massstabstossstellen kann es zu einer Aufsummie- rung der einzelnen Zählfehler und damit zu grösseren Messfehlern kommen. Es ist zwar möglich und auch üblich, einzelne Messungen zu wiederholen und vor jeder Einzelmessung eine Neujustierung des Zählers durch Anfahren eines Bezugspunktes vorzunehmen, doch sind hier an sich wenigstens drei Messungen, bei denen das Ergebnis von wenigstens zweien übereinstimmt, notwendig.
Wird allerdings bei diesen Messungen eine besondere Fehlerquelle, beispielsweise ein Stossbereich von
Massstabteilstücken, jeweils gleich oft überquert, kann auch in dem übereinstimmenden Messergebnis ein systematischer Zählfehler enthalten sein.
Die Praxis zeigt, dass Zählfehler auch richtungsabhängig verschieden gross auftreten können.
Beispielsweise kommt es bei der Spaltüberquerung und Systemumschaltung manchmal in der einen
Verstellrichtung zu einem andern Zählfehler als in der andern Verstell- bzw. Umschaltrichtung.
Wenn die möglichen Zählfehler grössenordnungsmässig bei einer Messung gleich oder grösser werden als das Äquivalent einer Messteilung, dann ist an sich die elektronische Unterteilung der Messsigna- le sinnlos bzw. es wird durch diese Unterteilung eine tatsächlich nicht vorhandene Genauigkeit vorgetäuscht.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Lagemesssystems, mit dessen Hilfe auftreten- de Zählfehler erkannt und angezeigt bzw. korrigiert werden können und zumindest eine Summierung auftretender Zählfehler verhindert wird.
Bei einem Lagemesssystem der eingangs genannten Art wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass eine von den Messsignalen und den Zählsignalen beaufschlagte Überwachungsschaltung vorgesehen ist, die einen an den Zählsignalen liegenden Korrekturzähler, einen Sollwertspeicher und einen Vergleicher aufweist und dass der Vergleicher vom Nulldurchgang wenigstens des einen Messsignals beaufschlagt, den Zählerstand des Korrekturzählers mit dem gespeicherten Sollwert vergleicht und bei Abweichungen Korrektursignale für die Zählschaltung bzw. eine eigene Korrekturstufe in der Zählschaltung erzeugt oder eine Alarmeinrichtung einschaltet. Der Sollwert kann dem Abstand der Abtasteinheit von dem in Verstellrichtung folgenden Ende der Massstabteilung (Inkrement) entsprechen, auf dem die Zählung begonnen hat.
Selbstverständlich können entsprechende Sollstände auch zu folgenden Trennpunkten der Massstabteilung (Übergang von einem auf das nächste Inkrement) bestimmt und verglichen werden. Vorzugsweise wird der Stand der niedrigsten Zähldekade bzw. -dekaden des Zählers mit einem gespeicherten Sollwert verglichen, der, da die Zählung keineswegs zwangsweise in der Mitte einer Teilung beginnt, für die beiden Zählrichtungen verschieden sein kann.
Dem Korrekturzähler kann für die letztere Möglichkeit ein Speicher zum Festhalten des beim Nulldurchgang aufgetretenen Zählstandes nachgeordnet sein, dessen Inhalt auf den Vergleicher abrufbar ist. Hier wird den praktischen Erfordernissen Rechnung getragen, bei denen ja durch die Verstellung der Abtasteinheiten gegenüber der Messteilung fortlaufend Zählsignale auftreten.
Der im Augenblick des Nulldurchgangs erhaltene Momentanwert des Zählstandes wird im Speicher festgehalten und verarbeitet, wobei die Korrektur verzögert folgt. Man kann auch die Zählsignale verzögern, dem Vergleicher zuführen und dann die Korrektur vornehmen, so dass die Korrektur vor dem nächsten Nulldurchgang beendet wird, wenn weiterhin eine Messverstellung auftritt. Im Normalfall ist, wie erwähnt, im Sollwertspeicher der Überwachungsschaltung ein dem Inkrementbruchteil der Messteilung zwischen Einschaltpunkt des Abtastsystems und nächstem Teilungsfeldende entsprechender Wert gespeichert.
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Der Sollwertspeicher kann weiters über die Steuereinrichtung in vorbestimmten Betriebszustän- den, insbesondere nach dem Auftreten einer bestimmten Anzahl von Korrekturbefehlen (Nulldurchgän- ge des Messsignals) mit dem Inhalt des Zwischenspeichers beaufschlagbar sein.
Um zu verhindern, dass ein zufällig im ersten überwachten Inkrementbruchteil vorhandener
Teilungsfehler oder ein beispielsweise durch das Umschalten von einem Messsystem auf das andere auftretender, als Zählimpuls registrierter Störimpuls zur Speicherung eines falschen Korrekturwertes führt, kann der zuletzt erwähnte Zwischenspeicher als Durchschnittsbildner für mehrere Zählfol- gen des Korrekturzählers ausgebildet sein.
Der Korrekturzähler kann als Überlaufzähler ausgeführt sein, dessen Zählstufenzahl der elektronischen Massstabunterteilung, also dem die Anzahl der Zählimpulse ergebenden Vielfachen der Messimpulse bzw. Messsignale entspricht.
Bei der Korrektur können die Hinzufügung bzw. Wegnahme von Zählimpulsen ermöglichende
Korrekturstufen vor der Richtungserkennungsstufe in den Zählimpulsleitungen liegen.
Für den Sonderfall eines Lagemesssystems mit einem aus mehreren Teilstücken bestehenden
Massstab und zwei in Massstablängsrichtung versetzten, je wenigstens zwei Abtasteinrichtungen ent- haltenden Abstandeinheiten, die über einen Umschalter, der jeweils die den Stoss zwischen zwei
Teilstücken überquerende Abtasteinheit abschaltet, wechselweise einschaltbar sind, kann man erfin- dungsgemäss jedem Massstabteilstück gesonderte Speicherplätze im Sollwertspeicher zuordnen und die einem Massstabteilstück zugeordneten Speicherplätze vom Umschalter gesteuert mit der Vergleichs- einrichtung verbinden. Vorzugsweise wird der Speicher ringförmig organisiert, wobei jedem Massstab- teilstück gesonderte Speicherplätze für beide Abtastrichtungen zugeordnet sind, die bei der jeweili- gen Abtastrichtung mit der Vergleichseinrichtung verbindbar sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden
Zeichnungsbeschreibung hervor. In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen : Fig. l und 2 zwei Diagramme zur Erläuterung des Prinzips der Korrektur beim erfindungsgemässen Lagemesssystem, Fig. 3 ein Prinzipschaltschema eines erfindungsgemässen Lagemesssystems und Fig. 4 eine Schaltungsvariante zu Fig. 3.
Bei den Ausführungsbeispielen wird von verhältnismässig einfachen Lagemesssystemen ausgegangen. Nach den Fig. l und 2 wird angenommen, dass durch Abtastung eines Inkrementalmassstabes mit zwei Gruppen optoelektronischer Abtasteinrichtungen bei der Relativverstellung der Abtasteinrichtungen gegenüber der Messteilung durch Zusammenschaltung der einzelnen Empfänger der Abtasteinrichtungen zwei dem Idealfall sinus-bzw. kosinusförmige Signale erhalten werden, die als Messsignale bezeichnet werden, da ihre Wellenlänge der Massstabteilung entspricht. Die beiden Signale 1 und 2 sind gegeneinander im Idealfall um 90 versetzt. Da immer ein Signal dem andern in einer Richtung voreilt, kann man aus den beiden Signalen auch die relative Verstellrichtung der Abtasteinheit gegenüber dem Massstab bzw. der Messteilung mit Hilfe geeigneter Schaltungen feststellen.
Die Abstände der Nulldurchgänge jedes Signals entsprechen der Breite der halben Messteilung, also der Länge eines Hell- bzw. Dunkelfeldes bei optoelektronischen Messeinrichtungen.
Da man zwei um 900 gegeneinander versetzte Signale zur Verfügung hat, kann man nach Fig. l durch Auswertung der Nulldurchgänge beider Signale 1 und 2 und Erzeugung eines Zählsignals beim jeweiligen Nulldurchgang aus den beiden Messsignalen für jedes Massstabteilstück vier in der Linie 3 dargestellte Zählsignale ableiten. Durch eine Vervielfacherschaltung kann man aber aus den beiden Messsignalen auch gemäss Fig. 2 eine Vielzahl von Zählsignalen (auf der Linie 3a dargestellt) gewinnen. Beim Ausführungsbeispiel wurde angenommen, dass für die einer vollständigen Wellenlänge entsprechende Messteilung zwanzig Zählimpulse erzeugt werden.
Bei richtiger Messung müssen die zwischen zwei Nulldurchgängen eines Messsignals 1 oder 2 auftretenden Zählimpulse einen bestimmten, festen Wert ergeben. Weicht dieser Wert vom Sollwert ab, so ist ein Zählfehler aufgetreten. Man kann nun aus den Nulldurchgängen des einen der beiden Messsignale 1 oder 2 ein Prüfsignal 4 erzeugen und jeweils beim Nulldurchgang überprüfen, ob der Sollwert an Zählimpulsen erreicht ist oder nicht. Beginnt die Zählung bei Null, so entspricht der Sollwert dem Unterteilungswert der Messsignale. Es ist aber auch ohne weiteres möglich und im Normalfall üblich, bei einem beliebigen Setzen des Zählbeginnes mit der Zählung nicht am Nulldurchgang des Bezugs-Messsignals (in Fig. l und 2 das Signal 1), sondern an beliebiger
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Stelle zu beginnen.
Hier müssen bis zum nächsten Nulldurchgang in beiden Zählrichtungen (Ver- stellrichtungen von Abtasteinrichtungen und Massstab) je eine bestimmte Anzahl von Zählimpulsen auftreten, wenn kein Zählfehler bzw. keine Störung vorliegt. Der Einfachheit halber wird immer nur von Zählimpulsen gesprochen, doch sind hier auch Störungen des Vor-Rückwärtszählers durch äussere Störeinflüsse, die zum Verschlucken von Zählimpulsen oder zum Vortäuschen von Zählimpul- sen führen, gemeint. Jedenfalls erhält man durch den Nulldurchgang eine eindeutige Bezugsstelle, an der der Sollzählstand festgestellt werden kann. Tritt ein Fehler auf, dann kann eine Alarmein- richtung betätigt oder über Korrekturschaltungen eine Berichtigung des Hauptzählerstandes vorge- nommen werden.
Eine geeignete Schaltung ist in dem in den Fig. 3 und 4 näher beschriebenen Lage- messsystem vorgesehen.
Das Lagemesssystem nach den Fig. 3 und 4 arbeitet mit einer Messteilung, die auf mehreren Massstabteilstücken --5, 5a-- angebracht ist, von denen zwei dargestellt wurden. Zwischen den
Massstabteilstücken liegt ein Stossbereich --6--, dessen Grösse sich kaum genau definieren lässt und die nur zufällig einem ganzzahligen Vielfachen der auf den Massstabteilstücken angebrachten inkre- mentalen Messteilung, der im einfachsten Fall aus gleich langen hellen und dunklen Feldern be- steht, entsprechen wird.
Für die Abtastung des Massstabes sind zwei optoelektronische Abtasteinheiten-7, 8-vorge- sehen, die je eine Beleuchtungseinrichtung und vier über gegeneinander versetzte Gitter die Mass- stabteilung abtastende Phototransistoren od. dgl. enthalten, so dass jede der Abtasteinheiten --7 und 8-- in der Lage ist, zwei Messsignale 1, 2 nach den Fig. 1 und 2 zu erzeugen. Am Massstabteil- stück --5a-- ist eine Steuermarke --9-- vorhanden, mit der eine weitere Abtasteinheit --10-- zusammenwirkt und jeweils einen Umschaltbefehl erzeugt, durch den in weiterer Folge von den bei- den wechselweise einschaltbaren Abtasteinheiten-7, 8-jeweils die den Spalt --6-- überquerende
Einheit abgeschaltet wird. Entsprechende Einrichtungen sind beispielsweise aus dem eigenen CH-Pa- ten Nr. 617006 bekannt.
Die Messsignale 1, 2 werden über Leitungen --11, 12-- einer Vervielfacher- schaltung --13-- zugeführt. Die Abtasteinheiten --7 und 8-- sind ferner mit einem auf den Nulldurchgang des Signals 1 empfindlichen Steuerschalter --14-- verbunden. Von der Schaltung --13-gelangen die Zählimpulse 3 bzw. 3a zu einer der Richtungserkennung und Impulszusammenführung dienenden Steuerstufe --15--, die in weiterer Folge die Zählimpulse und ein Richtungssignal einem Vor-Rückwärtszähler --16-- zuführt, der beispielsweise eine Anzeige --17-- steuert, gegebenenfalls aber auch Teil einer Maschinensteuereinrichtung sein kann. Soweit bisher beschrieben wurde, ist die Einrichtung (mit Ausnahme der Stufe 14) bekannt.
Auf der Leitung --18-- liegen die Zählimpulse und auf der Leitung --19-- das die Zählrichtung des Vor-Rückwärtszählers --16-- be- stimmende Signal.
Der Steuerschalter --14-- ist Bestandteil einer Überwachungs- und Korrekturschaltung mit einem in der Leitung --18-- liegenden Verzögerungsglied --20--, einem Hilfszähler --21--, einem diesem zugeordneten Speicher --22-- und einer Steuereinrichtung --23--, die ihrerseits einen Sollwertspeicher enthält. Vor der Steuerstufe --15-- liegen in dem von der Vervielfacherschaltung - kommenden Leitungen Korrekturstufen --24, 25--, von denen die eine (24) für die Zugabe und die andere (25) für die Wegnahme von Zählimpulsen dient.
Der Hilfs- oder Korrekturzähler --21-- ist als Überlaufzähler mit einem dem Sollwert der Zählsignale zwischen zwei Nulldurchgängen des Signals 1 entsprechenden Inhalt ausgebildet, d. h. er stellt beim Erreichen des Sollwertes auf "Null".
Zu Beginn einer Messung werden die Zähler --16 und 21-- mit Hilfe eines Nullsetz- oder Vorwählschalters --26--, der schematisch an der Steuereinrichtung --23-- angedeutet wurde, aber auch eine der Abtasteinheit --10-- ähnliche, auf eine Massstabmarkierung ansprechende Abtasteinheit sein kann auf "Null" oder einen bestimmten Wert gesetzt, wobei aber im Normalfall der Hilfs- zähler --21-- immer auf Null gesetzt wird.
Erfolgt nun die Messung (Verstellung der Abtasteinhei- ten --7, 8-- gegenüber der Messteilung --5, 5a--), so zählt der Zähler --16-- entsprechend der vorgegebenen Messrichtung, die ihm über die Leitung --19-- angegeben wird, die über --18-- ein- treffenden Zählimpulse (3 oder 3a) und die Anzeige --17-- wird entsprechend gestellt. Der ebenfalls richtungsabhängig zählende Korrekturzähler zählt ebenfalls die Zählsignale. Diese Signale werden zunächst auf den Speicher --22--, der ein verriegelbares Schieberegister sein kann, das
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bei jedem einlangenden Zählimpuls um einen Schritt weiterschiebt, gelegt.
Beim Nulldurchgang des
Signals 1 wird der Speicher --22-- verriegelt (der Nullimpuls wird als Latchimpuls verwendet) und gleichzeitig erhält die Einheit --23-- einen Steuerbefehl von der Ausgangsleitung --27-- de., ;
Steuerschalters --14--, so dass sie den Inhalt ihres Speichers mit dem Inhalt des verriegelten
Speichers --22-- vergleicht. Stimmen die Speicherinhalte überein, wird die Verriegelung wieder aufgehoben. Bei Abweichungen vom Sollwert wird, je nachdem, ob der Sollwert über oder unter dem gespeicherten Zählwert des Überwachungszählers --21-- liegt, die Korrekturstufe --24 oder 25-- betätigt, die zwischen zwei regulären Zählimpulsen einen zusätzlichen, in weiterer Folge als
Zählimpuls gewerteten Impuls einschiebt oder den nächstfolgenden Zählimpuls unterdrückt.
Da die
Korrekturstufen vor der Einheit --15-- angeordnet sind, erfolgt eine richtungsabhängige Korrek- tur. Die Steuereinrichtung --23-- ist vorzugsweise als programmierter Mikroprozessor ausgebildet und enthält einen ringförmig organisierten (RAM-) Speicher mit mehreren Speicherplätzen. Wird über 9-10 von einer auf die andere Abtasteinheit --7 bzw. 8-- umgeschaltet bzw. lässt sich aus der Reihenfolge der Steuerbefehle entnehmen, dass nun ein neues Massstabteilstück befahren wird, dann wird auf den nächsten Speicherplatz umgeschaltet. Dieser Speicherplatz ist mit einem neuen
Korrekturwert belegt oder beim erstmaligen Befahren des entsprechenden Massstabteilstückes während dieser Messung zu belegen.
Ist eine Neubelegung notwendig, wird zweckmässigerweise nach dem zweiten, dritten oder einem folgenden Nulldurchgang aus der Abtastung dieser Massstabteilstrecke ein entsprechender Korrekturwert am Speicher --22-- abgelesen und in den jeweiligen Speicherplatz der Steuereinrichtung --23-- übernommen. Es wird hier von der Annahme ausgegangen, dass der am ersten Nulldurchgang auftretende Stand des Zählers --21-- noch mit Fehlern behaftet sein kann. Man kann auch Speicherplätze für jede der beiden Verstellrichtungen vorsehen.
Zumindest für die jeweilige Messung in jedem Massstabteilstück --5, 5a-- usw. im Speicher des Mikroprozes- sors --23-- (Steuereinrichtung) wenigstens ein Korrekturwert bzw. zwei richtungsabhängige Korrek- turwerte zugeordnet, die beim jeweiligen Neubefahren des entsprechenden Massstabteilstückes jeweils beim Nullimpuls abgerufen und mit dem Zählerstand des Korrekturzählers --21-- verglichen wer- den.
Fig. 4 zeigt eine Schaltungsvariante, bei der zwischen dem Speicher --22-- und der Steuerein- richtung --23-- ein Durchschnittsbilder --28-- angeordnet ist, der zunächst aus mehreren, am
Nulldurchgang bei der jeweiligen Zählrichtung und am jeweiligen Massstabteilstück festgestellten
Zählerständen einen Durchschnitt bildet, d. h. den am häufigsten vorkommenden Zählerstand festhält, und dann erst diesen Wert als Korrekturwert an den Speicher der vom Mikroprozessor gebildeten Steuereinrichtung --23-- abgibt. Der Speicher --22-- wird bei jedem Steuerimpuls von 10 und bei jeder Zählrichtungsänderung gelöscht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Inkrementales Lagemesssystem mit wenigstens zwei Gruppen von optoelektronischen Abtasteinrichtungen, die zur Erzeugung von wenigstens zwei gegeneinander in der Phase verschobenen Messsignalen relativ entlang einer Messteilung verstellbar sind, wobei die eine der Messteilung entsprechende Wellenlänge aufweisenden Messsignale einer Vervielfacherschaltung zur elektronischen Unterteilung des Massstabes und einer Richtungserkennungsstufe zuführbar sind, die ihrerseits Zählbzw.
Steuersignale für einen Vor-Rückwärtszähler erzeugen, dem eine Anzeige- und bzw. oder Steuereinheit nachgeordnet ist und wobei der Zählbeginn und gegebenenfalls das Zählende des Zählers auf vorwählbare Messteilungsstellen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine von den Messsignalen (1, 2) und den Zählsignalen (3,3a) beaufschlagte Überwachungsschaltung (14,20 bis 28) vorgesehen ist, die einen an den Zählsignalen liegenden Korrekturzähler (21), einen Sollwertspeicher und einen Vergleicher (23) aufweist und dass der Vergleicher (23) vom Nulldurchgang wenigstens des einen Messsignals (1) beaufschlagt, den Zählerstand des Korrekturzählers mit dem gespeicherten Sollwert vergleicht und bei Abweichungen Korrektursignale für die Zählschaltung (15,16, 17) bzw.
eine eigene Korrekturstufe (25,26) in der Zählschaltung erzeugt oder eine Alarmeinrichtung einschaltet.
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2. Lagemesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Korrekturzähler (21) ein Speicher (22) zum Festhalten des beim Nulldurchgang aufgetretenen Zählstandes nachgeordnet ist, dessen Inhalt auf den Vergleicher (23) abrufbar ist.
3. Lagemesssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Sollwertspeicher der Überwachungseinrichtung (23) ein dem Inkrementbruchteil der Messteilung zwischen Einschaltpunkt des Abtastungssystems und nächstem Teilungsfeldende entsprechender Wert gespeichert ist.
4. Lagemesssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwertspeicher über die Steuereinrichtung (23) in vorbestimmten Betriebszuständen, insbesondere nach dem Auftreten einer bestimmten Anzahl von Korrekturbefehlen (Nulldurchgängen des Messsignals) mit dem Inhalt des Zwischenspeichers (22 bzw. 28) beaufschlagbar ist.
5. Lagemesssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (22, 28) als Durchschnittsbildner für mehrere Zählungen des Korrekturzählers (21) ausgebildet ist.
6. Lagemesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturzähler (21) als Überlaufzähler ausgebildet ist, dessen Zählstufenzahl der elektronischen Massstabunterteilung, also dem die Anzahl der Zählimpulse ergebenden Vielfachen der Messimpulse entspricht.
7. Lagemesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinzufügung bzw. Wegnahme von Zählimpulsen ermöglichende Korrekturstufen (24,25) vor der Richtungserkennungsstufe (25) in den Zählimpulsleitungen liegen.
8. Lagemesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem aus mehreren Teilstücken bestehenden Massstab und zwei in Massstablängsrichtung versetzten, je wenigstens zwei Abtasteinrichtungen enthaltenden Abtasteinheiten, die über einen Umschalter, der jeweils die den Stoss zwischen zwei Teilstücken überquerende Abtasteinheit abschaltet, wechselweise einschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Massstabteilstück (5,5a) gesonderte Speicherplätze im Sollwertspeicher (23) zugeordnet und die einem Massstabteilstück zugeordneten Speicherplätze vom Umschalter (10) gesteuert, mit der Vergleichseinrichtung (22,23) verbindbar sind.
9. Lagemesssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Massstabteilstück (5, 5a) im Sollwertspeicher gesonderte Speicherplätze für beide Abtastrichtungen zugeordnet sind, die bei der jeweiligen Abtastrichtung mit der Vergleichseinrichtung (22,23) verbindbar sind.