CH266408A - Vorrichtung zur Berichtigung der Messfehler von mit optischen Messeinrichtungen versehenen Maschinen und Instrumenten. - Google Patents

Description

      Vorrichtung    zur Berichtigung der     Me & fehler    von mit optischen     Messeinrichtungen     versehenen Maschinen und Instrumenten.         Gegenstand    der vorliegenden Erfindung  ist eine Vorrichtung zur Berichtigung der       y1essfehler    von mit optischen     Messeinrichtun-          gen        versehenen    Maschinen und Instrumenten.  



  Bei den bekannten Vorrichtungen wird die       tlbleseniarke    mittels einer an Hand der ge  messenen Fehler hergestellten Steuerkurve in  eine den Fehler ausgleichende Stellung ge  bracht.. Diese Vorrichtungen lassen sich nicht  ohne weiteres auf optische Messgeräte anwen  den und berücksichtigen ausserdem nicht die  Fehler des gesamten Gerätes, wie beispiels  weise die der Führungsbahnen.  



  Nach vorliegender Erfindung wird nun  ein Berichtigen der     Messfehler    (worunter so  wohl nur die Teilungsfehler des Massstabes,  wie die Fehler des gesamten Gerätes, z. B.  die der Führungsbahnen, als auch beide zu  sammen verstanden werden sollen) optischer  Messgeräte mit ausreichender Genauigkeit er  möglicht durch mit dem die     gemessenen    Feh  ler darstellenden Element zusammenwirkende  Steuermittel, welche eine dem jeweiligen Feh  lerwert entsprechende Relativversetzung des       Hassstabbildes    gegenüber einer     Ablesemarke     in der optischen     Ableseeinrichtung    bewirken.

    Diese Versetzung kann nun entweder durch  lichtbrechende optische Mittel, wie schwenk  bare     Planparallelplatte,    Schiebelinse,     Linsen-          keit,    erfolgen oder durch eine Bewegung der  vorzugsweise     ini    Okular des     Ableseinikrosko-          pes    befindlichen     Ablesemarke.       In der Zeichnung sind Ausführungsbei  spiele der Erfindung schematisch dargestellt,  und     zwar    zeigen:

         Fig.    1 ein     Ablesemikroskop    in Verbindung       finit    einer mechanischen Steuerschablone,       Fig.    2 ein     Ablesemikroskop    mit einer elek  trischen Steuereinrichtung und       Fig.    3 lichtelektrische Steuermittel.  



  In dein Beispiel der     Fig.    1 wird der Mass  stab 1 durch das in seinem optischen Teil aus  Objektiv 2 und     Messokular    3 bestehende  Mikroskop abgelesen. In den Strahlengang  desselben ist. eine um die Achse 5 schwenk  bare planparallele     Glasplatte.    4 eingeschaltet.  Statt dieser Platte 4 könnte auch ein Linsen  keil oder eine Schiebelinse verwendet werden.  Mit der Achse 5 ist der     Tasthebel    6 starr ver  bunden, der auf dem die Teilungsfehler dar  stellenden Profil 7 der Schablone 8 gleitet  und so die Fehler von Instrument und Mass  stab in eine entsprechende Verdrehung der  Glasplatte 4 überträgt.  



  Man kann auch eine     mechanisch-elektri-          sche    Steuerung vornehmen, in welcher der  Strom proportional dem vorhandenen Fehler  ist. Die planparallele Platte 4 ist dabei mit  dem beweglichen System eines elektrischen       Messinstrumentes    mechanisch gekuppelt, so  dass die Drehung der Platte wieder propor  tional dem Fehler wird.  



  Im Beispiel der     Fig.    2 setzt sich die   Schablone  aus soviel Einzelwiderständen       zusammen"    wie der Massstab Intervalle hat.      Jedem Teilungsintervall ist ein einstellbarer  Widerstand 11 und ein fester Widerstand 12  zugeordnet und zu jedem gehört eine     Kollek-          torlamelle    13     bzw.    14, über welche die Ab  nehmerbürsten 15 und 16 gleiten. Es sind  zwei Widerstandsreihen angeordnet, deren  Einzelwiderstände 11 bzw. 12 je hinterein  ander geschaltet sind.

   Die Reihe der einstell  baren Widerstände 11 entspricht den     Ist-          Werten    und die Reihe der festen Widerstände  12 entspricht den     Soll-)Verten    des Massstabes.  Die Differenz     zwischen    der jeweiligen Wider  standssumme der Ist-Reihe und der der     Soll-          Reihe    entspricht dem Fehler der     Messvorrich-          tung    für das betreffende Intervall. Die Bür  sten 15 und 16     sind    über den Bügel 17 mit  dem     Ablesemikroskop    18 verbunden.

   Als  Stromquelle dient der Akkumulator 19, an  den     ein        Potentiometer    20 angeschlossen ist,  dessen     Mittelabgriff        mit    einer Klemme des  Galvanometers 23     verbinden    ist.. 21     und    22  sind     Kondensatoren        zur        Konstanthaltung    des  Stromes. Das Galvanometer 23, welches in  einer Diagonale der     durch    die Widerstände  gebildeten Brücke liegt, trägt auf seiner  Drehachse die strahlenversetzende planpar  allele Glasplatte 4.

   Sind     zusammengehöriger     Soll-     und    Ist-Widerstand 12 bzw. 11 gleich,  so fliesst. kein Strom, das Galvanometer 23  steht auf     lull        und    somit die Glasplatte 24  horizontal. Es     erfolgt    dann keine     Versetzung     des Strahlenganges im     Mikroskop    18. Bei  unterschiedlichen Widerständen wird jedoch  ein dem zu kompensierenden     Messfehler    pro  portionaler Strom durch das Galvanometer  fliessen und eine     Versetzung    des Strahlen  ganges bewirken.

   Es kann auch die Spitze des       Galvanometerszeigers    die     Ablesemarke    im  Okular bilden, was bei entsprechender Ob  jektvergrösserung durchaus möglich ist.  



  Eine weitere Möglichkeit ergibt sich  durch Verwendung von elektrischen Konden  satoren, die analog wie die Widerstände in       Fig.    2 die verschiedenen     Intervallfehler    dar  stellen. Hierzu wird man von zwei     wechsel-          stromführenden    Leisten eine mit einstellbaren       Kondensatorelektroden    versehen, die im ein  fachsten Falle durch Schrauben dargestellt    werden können.     Zwischen    beiden Leisten läuft  ein Abgriff., der je nach dem Abstand zwi  schen den beiden     Leisten    bzw.

   den an diesen  befestigten Elektroden unterschiedliche Span  nungen erfasst, die ihrerseits wieder zur  Steuerung der     Ablesebericht.igung    dienen.  



  Für gewöhnlich wird man die Schablone  genau so lang wie den     Massstab    machen. Um  jedoch eine grössere Genauigkeit bei der     Her-          stelhxng    zu erhalten, kann man dieselbe auch  länger als den Massstab ausbilden     und    zur  Platzersparnis beispielsweise kreis- oder spi  ralförmig aufwickeln.  



  Man kann ferner die Fehler der     Messein-          richtimg    als     imtersehiedliehe        Grau-Werte        auf     einem durchsichtigen Band, wie die Tonspur  beim Tonfilm,     auftragen.    Die Umwandlung in       elektrischen        Strom    zur Speisung des Galvano  meters erfolgt sodann     wie    beim Tonfilm  durch Zusammenwirken von Steuer     mit.teln.     die Lampen, Beleuchtungsoptik, Objektiv und  Photozelle aufweisen.

   Statt eines Bandes mit  unterschiedlichen     Grau-Werten    kann man  auch einen Spalt verwenden, dessen Breite in  Abhängigkeit von den     Messfehl_ern        dureb     Sehrauben veränderbar ist, so dass     unter-          schiedliche    Lichtmengen     znr    Photozelle     --2e-          langen.     



  In der     Fig.    3 ist nur der     liehtelektrisebe     Teil der Steuermittel     dar.gestellt.    Auf einem  Band 25 sind die Fehlerwerte von Instru  ment und     Massstab    in den unterschiedlichen  Graustufen 26 dargestellt. Unterhalb dieses  Bandes befindet sich die Lichtquelle 27 mit       Opalglasscheibe    28 und unmittelbar unter  dem Band ein zur     Beeinflussung    des Photo  stromes dienender Spalt 29. über dem Band  steht die Photozelle 30. Beim     Messvorgang     wird das Band 25, welches die     Helligkeit    der  Lichtquelle beeinflusst, an den     Steuermitteln     vorbeigezogen, oder umgekehrt.

   Die Grau  stufen erzeugen hierbei in der Photo 30 einen  unterschiedlichen Photostrom, der wie im  Beispiel der     Fig.    2 auf ein     CTalvanometer    und  damit auf die Glasplatte im     Ablesemikroskop     einwirkt. Das Band 25 kann ein Vielfaches  der     -Massstablänge    betragen und     aufrollbar    sein.

        Mit relativ einfachen Mitteln ist es auch       möglich,    die Berichtigung in zweiter Ord  nung     durebzuführen.    In diesem Falle wird  der Luftspalt des     Galvanometers    entspre  chend der     gewünschten    Verdrehung in<B>Ab-</B>  von     dem    von dem Summenfehler verändert       (Erzeugung;    einer     Nichtlinearität    der An  zeige).

Claims (1)

1. PATENTANSPRU CII Vorrichtung zur Berichtigung der lIess- feliler von mit optischen lIesseinriehttlngen versehenen -Maschinen und Instrumenten, ge kennzeichnet durch ein die Fehler darstellen des Element sowie eine optische Ablesevor- riehtung, und durch mit diesem Element zu- sainnienwirkende Steuermittel,

   welche eine dein jeweiligen Fehlerweit entsprechende Relativversetzun- des lIassstabbildes gegen über einer Ablesemarke in der optischen Ab leseeinrichtung bewirken.

   .l . Vorrichtung UNTERANSPRÜCHE: nach Patentanspruch, da- durch gekennzeichnet, dass das die Fehler darstellende Element eine Schablone ist, deren Profil einen den Messfehlern entsprechen den Verlauf aufweist und von einem Fühl- hebel abgetastet wird. 'Z.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet. da.ss jedem lIassstabs- intervall ein regelbarer elektrischer Wider stand zugeordnet ist, dessen lVert dem je weiligen lIel')feliler entspricht, und dass die von den Widerständen abgegriffene Span nung ein elektrisches Steuergerät betätigt, das seinerseits die Berichtigung der Ablesung bewirkt. .

   Vorrichtung nach Patentansprueli und Unt.eransprueli \?, dadurch gekennzeichnet, dass mit den regelbaren Widerständen, die je weils auf die Ist-Werte des Intervalles einge stellt sind, die bleiche Zahl Soll-Widerstände in einer Brückenschaltung derart angeordnet sind" dass an einer Diagonale der Brücke eine dem Teilun-sfehler proportionale. Spannung abnehmbar ist.

   4-. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass jedem Intervall des -Massstabes entsprechend dein Fehler eine elektrische Kapazität zugeordnet ist, die über einen beim lIessvorgang wandernden Abgriff die Steuerung der Ableseberichtigung be wirkt.

   5. Vorrichtung nach Patenta.üsprueh und L ntera.nsprucli 4, dadurch gekennzeichnet, dass von zwei wechselstroinführenden Leisten eine mit einstellbaren Kondensatorelektroden ausgestattet ist und dass zwischen den Leisten der Abgriff läuft..

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen @4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass zur unterschiedlichen Darstel lung der Kapazitäten in der einen stromfüh renden Leiste verstellbare Schrauben ange ordnet sind, die eine unterschiedliche Breite des zwischen den beiden Leisten bestehenden Spaltes, in dem der Abgriff läuft, hervor- ruf en. 7.

   Vorrichtung nach Patentansprueli, da durch gekennzeichnet., dass das die Fehler darstellende Element zwischen eine Licht quelle und eine Photozelle derart eingeschal tet ist, dass es den auf letztere fallenden Lichtstrom entsprechend dein Messfehler eines jeden llassstabintervalles steuert.

   ä. Vorrichtung nach Patent.ansprueh und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element aus einem lichtdurchlässigen Band besteht, das beim llessvorgang zur Lichtquelle und Photozelle relativ bewegst wird, und dass die 1Iessfehler als unterschied liche Gran-Werte auf das Band aufgetragen sind. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspiuieli und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Element ein Spalt verwendet wird, der entsprechend den llessfehlern bei den einzelnen Intervallen unterschiedlich breit ge halten ist, so dass unterschiedliche Liehtmen- gen zur Photozelle gelangen. 10. Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 7 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass der Lichtspalt ;je Intervall durch entsprechend den ilIessfelilern einstell bare Glieder die erforderliche Breite erhält. 11.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbaren Glieder aus Schrauben bestehen. 12. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone länger als der Massstab ausgebildet ist. 1.3. Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 12, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schablone kreisförmig aufgerollt ist. 14. Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 12, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schablone spiralföriuig aufgerollt ist. 15.

   Vorrichtung nach Patentanspruch -und den Unteransprüchen 7 und 8, dadurch ge kennzeichnet, dass als Träger der helligkeits beeinflussenden Mittel ein aiürollbares Band verwendet wird, dessen Länge ein Vielfaches der Massstablänge ist. 16. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Relativverset- zung des 3Iassstabbildes zur Ablesemarke durch liehtbrechende optische Mittel bewirkt wird.

   17. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprlch 16, dadurch gekeimzeichnel. da.ss die erwähnten Mittel eine selnvenkbare Planparallelplatte sind. 18. Vorrichtung nach Patentan.sprueh und Unteranspruch 16, dadurch -ekennzeiciinet. dass die erwähnten Mittel ein Linsenkeil sind. 19.

   Vorrichtung nach Patentanspi2ich und Unteranspruch 7.6, dadurch gekennzeichnet, da.ss die erwähnten Mittel eine Sehiebelinse sind. 20. Vorrichtung nach Patentansprueh und den Unteransprüchen 2 und 2, dadureh -ge- kennzeiehnet, dass an die Brüekendiagonale ein Galvanometer angeschlossen ist. 21.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen \_', 3 und '?0, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze der Galvano- meternadel als Ablesemarke im Okular der Beobachtungseinrichtung dient.