Optisch-elektrische Einrichtung zur Erhöhung der Messgenauigkeit für Messinstrumente zum Messen von Längen und Winkeln
In neuerer Zeit werden bei LÏngen- und Winkelmessinstrumenten die Längen-bzw. Winkelwerte in vielen Fällen nicht mehr visuell an der Längen-bzw.
Winkelskala abgelesen, sondern optisch-elektrisch ermittelt. Dabei wird nicht mehr eine bestimmte Skalenstelle abgelesen, sondern zum Messen einer Länge oder eines Winkels werden vom Messausgangspunkt aus bis zum Messpunkt die Skalenintervalle gezählt.
Die hierfür verwendeten Skalen bedürfen keiner Beschriftung bzw. Bezifferung, sondern sie weisen einfach Intervalle auf, deren eine Hälfte hell bzw. durch sichtig und deren andere Hälfte dunkel bzw. undurch sichtig ist. Die Forderung nach Erhöhung der Mess- genauigkeit führt zu immer feiner geteilten Skalen.
Der Feinheit der Skalen sind jedoch aus herstellungs- technischen Gründen Grenzen gesetzt. Es sind nun allerdings bereits optische Mittel bekannt, welche es ermöglichen, die Messgenauigkeit durch optische Hal- bierung der Intervalle einer Skala zu verdoppeln, wobei dann aber auch wieder die Grenze erreicht ist. Die Erfindung bezweckt, die Messgenauigkeit von Län ; gen-und Winkelmessinstrumenten noch erheblich weiter zu erhöhen.
Die Erfindung betrifft eine optisch-elektrische Einrichtung zur Erhöhung der Messgenauigkeit für Mess- instrumente zum Messen von Längen und Winkeln mit einer Skala mit aufeinanderfolgenden durchsich- tigen und undurchsichtigen Stellen, die in Messrich- tung je einem halben Intervall (z) der Skala entspre- chen, bei welcher der zur Messung benützte Skalen- abschnitt durch eine Abbild'ungsoptik zwecks optischer Halbierung des Intervalls (i) der Skala im Ab bildungsverhältnis 1 :
1 gegenläufig auf einen anderen Skalenabschnitt derselben Skala abgebildet wird, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der Skalenr abschnitt, auf welchen das Bild des für die Messung benutzten Skalenabschnittes geworfen wird, in eine Anzahl (x) Teile unterteilt ist, welchen Teilen je eine zwischen der Abbildungsoptik und der Skala angeord- nete Planparallelplatte zugeordnet ist, welche Plan paralqelplatten derart gestellt sind, dass der erste Bild- teil nicht verschoben wird und die folgenden Bildteile um i/x, 2?i/x, 3òi/x bis (x-1)
?i/x in Me¯richtung verschoben werden und da¯ jedem Billdteil des Skalenabschnittes je eine Photozelle zugeordnet ist, das Ganze derart, dass für jedes optisch halbierte Intervall der Skala eine der Anzahl der vorhandenen Photozellen entsprechende Anzahl von Signalen bzw. Zählimpulsen erhalten werden, welche fortschreitend um je einen Betrag 2 in Messrichtung verschoben sind.
Diese optisch-elektrische Einrichtung zur Er höhung der Messgenauigkeit für Messinstrumente zum Messen von Längen und Winkeln kann sowohl für Messinstrumente mit geraden Teilungen als auch solche mit Kreisteilungen verwendet werden, vorausw gesetzt, dass die Teilungen ihrer Skalen zweckentspre- chend ausgebildet sind.
In der Zeichnung sind die bisher bekannten Mittel zum optisch-elektrischen Ermitteln von Längen-und Winkelwerten für Messinstrumente sowie eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 einen Teil einer Skala eines Messinstrumen- tes für optisch-elektrische Messung einer Länge,
Fig. 2 eine optisch-elektrische Einrichtung mit einer Photozelle zur Ermittlung einer Länge unter Verwendung der in der Fig. 1 dargestellten Skala,
Fig. 3 die von der Photozelle der in der Fig. 2 dargestellten optisch-elektrischen Einrichtung aus gehenden, Zählsignale,
Fig.
4 eine optisch-elektrische Einrichtung mit einer Phoozelle zur Ermittlung einer Länge mittels der in der Fig. 1 dargestellten Skala mit Mitteln zur
Verdoppelung der Messgenauigkeit durch optische Halbierung der Intervalle der Skala,
Fig. 5 die von der Photozelle der in der Fig. 4 dargestellten optisch-elektrischen Einrichtung ausgehenden Zählsignale,
Fig. 6 eine Stelle der Skala, die bei der optisch- elektrischen Einrichtung zur Erhöhung der Mess- genauigkeit für Messinstrumente zum Messen von Längen und Winkeln gemäss der Erfindung verwendet wird, und
Fig.
7 einen Teil der erfindungsgemässenn optisch- elektrischen Einrichtung zur Erhöhung der Mess- genauigkeit für Messinstrumente zum Messen von Längen und Winkeln, unter Weglassung der bekannten Beleuchtungsvorrichtung und der ebenfalls be- kannten Abbildungsoptik.
Die in der Fig. 1 zum Teil dargestellte Skala eines Messinstrumentes weist einen dunklen, undurchsich- tigen Grund a und helle, durchsichtige Streifen b auf.
Die Breite der Streifen b entspricht genau der Breite der sie trennenden Streifen des dunklen, undurchsich- tigen Grundes a der Skala. Das Intervall i der Skalenteilung entspricht dem Doppelten der Breite der Streifen b in Messrichtung, also je der Summe der Breite eines hellen durchsichtigen und eines dunklen, undurchsichtigen Streifens.
Die in der Fig. 2 dargestellte optisch-elektrische Einrichtung zur Ermittlung einer Länge oder auch der Grösse eines Winkels mit der in der Fig. 1 dargestellten Skala besitzt eine Lichtquelle L, z. B. eine elektrische Glühlampe, und einen Kondensor K, welcher ein mindestens angenähert parallelstrahliges Strahlenbündel auf die Skala S wirft. Hinter der Skala S ist eine Schlitzblende B angeordnet, deren Schlitz die gleichen Abmessungen aufweist wie die Streifen b der Skala S. Das durch den Schlitz der Schlitzblende B austretende Licht fällt auf eine Photozelle Z. Lediglich aus zeichnerischen Gründen ist die Schlitzblende B im Abstand c von der Skala S gezeichnet.
Dieser Abstand c ist in der Praxis so klein als möglich zu machen.
Steht ein undurchsichtiger Teil der Skala S, dessen Breite der Breite des Schlitzes der Schlitzblende B entspricht, genau vor diesem Schlitz, so fällt ein Minimum von Licht, praktisch überhaupt kein Licht, auf die Photozelle Z. Bewegt sich nun die Skala S in bezug auf die Schlitzblende B, so schiebt sich allmäh- lich ein durchsichtiger Streifen b der Skala S über den Schlitz der Schlitzblende B, und die Photozelle Z erhält zunehmend Licht, bis zu einem Maximum, welches erreicht wird, wenn der durchsichtige Streifen b der Skala S genau vor dem Schlitz der Schlitzblende B steht. Bei der weiteren Bewegung der Ska'la S in bezug auf die Schlitzblende B nimmt die auf die Photozelle Z fallende Lichtmenge wieder bis auf das Minimum ab.
Die Photozelle Z gi'bt bei jedem Durchgang eines durchsichtigen Streifens b der Skala S vor dem Schlitz der Schli'tzblende B ein Signal bzw. einen, Zählimpuls ab, dessen Intensität von Null bis zu einem Maximum zunimmt und nachher wieder auf Null sinkt. Bei der Bewegung der Skala S in bezug auf die Schlitzblende B ergibt sich somit eine Signal-bzw. Zählimpulsfolge nach der Fig. 3, in welcher auf der Abszisse die Verschiebung der Skala S und auf der Ordinate die In tensität der Signale bzw. Zählimpulse aufgetragen ist.
Sowohl die Minima als auch die Maxima der Intensi tät der Signale bzw. der Zählimpulse folgen sichf im Intervall i der Teilung der Skala S. Die bei der Bewegung der Skala S vom Messausgangspunkt bis zum Messpunkt von der Photozelle Z abgegebenen Signale bzw. Zählimpulse werden durch eine logische elek- trische oder elektronische Zähleinrichtung gezählt und , ergeben die zu messende Länge bzw. die zu messende Grösse eines Winkelsl.
Aus Gründenl, die hier nicht zu erörtern sind, werden in der Regel nicht die Intensi- tätsmaxima oder-minima zur Zählung benützt, sondern ein Punkt, an welchem das Signal bzw. der Zähl- impuls eine bestimmte Intensitätswelle in einer vorgesehenen Richtung durchstösst.
Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, kann nun unter Verwendung einer Skala S mit dem gleichen Teilungs- intervall i durch optische Halbierung dieses Intervalls i die Messgenauigkeit des Instruments verdoppelt werden. Die in der Fig. 4 dargestellte optisch-elektrische Einrichtung zur Ermittlung einer Länge oder auch der Grösse eines Winkels besitzt ebenfalls eine Lichtquelle L und einen Kondensor K, welcher ein mindestens angenähert parallelstrahliges Strahlenbündel auf die Skalenstelle n o der Skala S des Messinstrumentes wirft.
Diese Skalenstelle n o wird über ein Pentaprisma PE, eine Abbildungsoptik O und ein zweites Prisma P2 im Abbildungsmassstab 1 : 1 als Bild on' auf eine andere, in der Nähe liegende Stelle der Skala S abgebildet, und zwar so, dass sich das Bild o'n'bei der Bewegung S gegenläufig zu dieser Skala S verschiebt. Bei Verwendung einer Skala S mit Kreisteilung muss, um ein zur Skala S konzentrisches, gegenläufiges Bild o'n'der Skalenstelle n o zu erhalten, das zweite Prisma P2 ein Dachprisma sein. Dem Prisma P2, in bezug auf die Skala S gegenüberliegend, ist eine Photozelle Z angeordnet.
Aus zeichnerischen Gründen ist das Bild o'n'im Abstand c von der Skala S gezeichnet. In der Praxis wird dieser Abstand c auf Null'justiert, so dass also das Bild on'in die Ebene der Skala S zu liegen kommt.
Die Photozelle Z erhält ein Maximum an Licht, wenn die durchsichtigen Streifen des Bildes o'n'sich mit den durchsichtigen Streifen b der Skala S decken.
Bei der Bewegung der Skala S verschiebt sich das Bild o'n'gegenläufig zu dieser. Der Lichtdurchgang zur Photozelle Z durch das Bild o'n'und die Skala S wird also bereits nach einer Bewegung der Skala S um vollständig unterbunden. Sowohl die Licht maxima als auch die Lichtminima folgen sich nicht mehr im Intervall i, sondern im Intervall 2 Es ergibt sich also die gleiche Wirkung, wie wenn bei einer Einrichtung nach der Fig. 2 mit einer Ska'la S einer Teilung von gearbeitet würde.
Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, wird bei dieser Einrichtung nicht mehr nur ein einziges Intervall i der Skala S erfasst, sondern mehrere. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die Intensität der von der Photozelle Z abgegebenen Signale bzw. ZÏhlimpulse entsprechend der Anzahl der benützten. Intervalle i verstärkt wird.
Die von der Photozelle Z der Einrichtung nach der Fig. 4 abgegebene Signa1-bzw. Zählimpulsfolge ist in der Fig. 5 dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, dass das Intervall i, in welchem sich sowohl die Lichtmaxi'ma als auch die Lichtminima folgen, halbiert und die Intensität der von der Photozelle Z abgegebenen Signale bzw. Zählimpulse entsprechend der Zahl der erfassten Intervalle i der Skàla S verstärkt ist.
Die Einrichtung nach der Fig. 4 hat schliesslich noch den Vorteil, dass sich ein Mittel der Skalenstel- len n o und der Stelle der Skala S, auf welche das Bild o'n'geworfen wird, ergibt, das heisst, die in der Skala S vorhandenen Teilungsfehler werden über den an der Messung beteiligten Gebieten der Skala S aus- gemittelt.
Die Erfindung ermöglicht es, bei einer derartigen optisch-elektrischen Einrichtung unter Verwendung einer Skala m ! t dem gleichen Intervall : eine noch wesentlich höhere Messgenauigkeit zu erzielen.
Die Fig. 6 zeigt den Abschnitt no der Skala S eines Messinstrumentes, welches zum Messen einer Länge oder gegebenenfalls auch der Grösse eines Winkels benützt wird. Wie aus dieser Fig. 6 ersi'chtllch ist, ist das Intervall i im Vergleich zur Länge des benütz- ten Skalenabschnittes n o in Messrichtung sehr klein.
In der Praxis umfasst dieser Skalenabschnitt n o noch wesentlich mehr, beispielsweise 200 bis 2000 Intervalle i.
In der Fig. 7 sind von der optisch-elektrischen Einrichtung zur Erhöhung der Messgenauigkeit für Messinstrumente zum Messen von LÏngen oder Winkeln nur der Abschnitt der Skala S, auf welchen der zur Messung benützte Skalenabschnitt KoalsBild otn'abgebildet wird, und die nachstehend erwähn- ten Teile dargestellt, während die Beleuchtungsund die Abbildungseinrichtung, welche beispielsweise den diesbezüglichent Teilen der optisch-elektrischen Einrichtung nach der Fig. 4 entsprechen können, nicht dargestellt sind.
Aus zeichnerischen Gründen sind die Skala S und das auf diese geworfene Bild o'n'des zum Messen ben tzten Skalenabschnittes n o durch den Abstand c voneinander getrennt gezeich- net ; in der Praxis wird jedoch dieser Abstand auch hierbei auf Null justiert.
Der Abschnitt der Skala S, auf welchen das Bild o'n'des zum Messen benützten Skalenabschnittss n o geworfen wird, ist in mehrere, im dargestellten Falle in f nf Teile (o' n')1, (o' n')2, (o' n')3, (o' n')4 und (o' n')5 unterteilt, und jedem dieser Teile ist eine eigene Photozelle Z1, Z2, Z3, Z4 bzw. ZO zugeordnet.
Zwischen dem in der Fig. 7 nicht dargestellten Prisma P2 des Abbildungssystems und der Skala S sind, je einem der fünf Teile (o' n')1-(o' n')5 zugeordnet, f nf Planparallelplatten Pl1, Pl2, Pl3, Pl4 und Pl. angeord- net, welche derart eingebaut sind, dass sie die ihnen zugeordneten Teile des Bildes o'n'des zum Messen benützten Skalen, abschnittes n o in bezug auf die Skala S in Messrichtung, in der Fig. 7 nach rechts, wie folgt verschieben : Bildteil (o'n') l : Die diesem Bildteil zugeordnete Plan parallelplatte Pll steht so, dass sie den StraMen- gang nicht beeinflusst ; dieser Bildteil (o' n')1 wird somit nicht verschoben.
Bildteil (o'n'), : Die diesem Bildteil zugeordnete Plan parallelplatte Pl2 steht so, dass sie eine Verschie bung dieses Bildteiles (o'n') 2 um 5 bewirkt.
Bildteil (o' n')3 : Die diesem Bildteil zugeordnete Plan- parallelplatte Pg steht so, dass sie eine Verschie bung dieses Bildteiles (o' n')3 um 2?i/5 bewirkt.
Bildlteil (o'n') 4 : Die diesem Bildteil zugeordnete Plan parallelplatte Pl4 steht so, dass sie eine Verschie bung dieses Bildteiles (o' n')4 um 3?i/5 bewirkt.
Bildteil (o'n') 5 : Die diesem Bildteil zugeordnete Plan parallelplatte Pl5 steht so, da¯ sie eine Verschie bung dieses Bildteiles (o' n')5 um 4?i/5 bewirkt.
Jede Photozelle Z1-Z5 gibt bei der Bewegung der Skala S um ein halbes Intervall der Teilung, i/2, ein Signal bzw. einen ZÏhlimpuls ab, aber diese Signale bzw. Zählimpulse folgen sich im Abstand i/2?5 Diese Signale bzw. Zählimpulse aller Photozellen werden elektrisch oder elektronisch gezählt. Man erhält also bei einer Bewegung der Skala S um ein halbes Inter vall, nicht mehr nur ein einziges, sondern f nf Signale bzw. Zählimpulse, welche sich in gleichen AbstÏnden folgen. Bei Verwendung einer Skala S mit dem Intervall : wird somit die Messgenauigkeit so er hoht, wie wenn nach der Fig. 2 mit einer Skala S mit dem Intervall i/2?5 gearbeitet w rde.
Die Me¯genauigkeit hängt natürlich, wie bei allen Messinstrumenten, von der Gleichmässigkeit der Intervalle i und ausser- dem von der Genauigkeit der StetlUng der Planparalleplatten Pl1 -Pl5 ab.
Die Planparallelplatten Pl1-Pl5 k¯nnen einzeln in ihrer Stellung justierbar sein, oder sie können zu einem Einbauelement zusammengefasst sein, welches justierbar zwischen der Skala S und dem zweiten Prisma P2 des Abbildungssystems eingebaut ist.
Anstatt wie im dargestellten und beschriebenen Falle in fünf Teile, kann der Skalenabschnitt der Skala S, auf welchen das Bild o'n'des für die Messung benützten Skalenabschnittes n o geworfen wird, je nach der verlangten Messgenauigkeit auch in weniger oder mehr Teile unterteilt werden, wobei entspre- chend weniger oder mehr als fünf Planparallelplatten Pl und Photozellen Z vorzusehen sind.
Optical-electrical device to increase the measuring accuracy for measuring instruments for measuring lengths and angles
More recently, length and angle measuring instruments are used in length and angle measuring instruments. In many cases, angle values are no longer visually based on the length or
Angle scale read, but determined optically-electrically. In doing so, a specific point on the scale is no longer read, but rather the scale intervals are counted from the measurement starting point to the measurement point to measure a length or an angle.
The scales used for this do not require any lettering or numbering, but simply have intervals, one half of which is light or transparent and the other half is dark or opaque. The requirement to increase the measurement accuracy leads to increasingly finely divided scales.
However, there are limits to the fineness of the scales for manufacturing reasons. However, optical means are already known which make it possible to double the measurement accuracy by optically halving the intervals of a scale, but the limit is then reached again. The invention aims to improve the measurement accuracy of Län; gen and angle measuring instruments to be increased considerably.
The invention relates to an opto-electrical device for increasing the measuring accuracy for measuring instruments for measuring lengths and angles with a scale with successive transparent and opaque points, which in the measuring direction each correspond to half an interval (z) of the scale. in which the scale section used for the measurement through an imaging optics for the purpose of optically halving the interval (i) of the scale in an imaging ratio of 1:
1 is mapped in opposite directions on another scale section of the same scale, which is characterized in that the scale section on which the image of the scale section used for the measurement is thrown is divided into a number (x) parts, each of which has one between the Imaging optics and the plane-parallel plate arranged on the scale are assigned, which plane-parallel plates are placed in such a way that the first image part is not shifted and the following image parts by i / x, 2? I / x, 3òi / x to (x-1 )
? i / x are shifted in the direction of measurement and that a photocell is assigned to each part of the scale section, the whole thing in such a way that a number of signals or counting pulses corresponding to the number of photocells present are obtained for each optically halved interval of the scale which are progressively shifted by an amount 2 each in the measuring direction.
This opto-electrical device for increasing the measuring accuracy for measuring instruments for measuring lengths and angles can be used for measuring instruments with straight divisions as well as those with circular divisions, provided that the divisions of their scales are appropriately designed.
In the drawing, the previously known means for the optical-electrical determination of length and angle values for measuring instruments as well as an example embodiment of the subject matter of the invention are shown schematically. Show it :
1 shows part of a scale of a measuring instrument for optical-electrical measurement of a length,
FIG. 2 shows an opto-electrical device with a photocell for determining a length using the scale shown in FIG. 1,
3 shows the counting signals emanating from the photocell of the opto-electrical device shown in FIG.
Fig.
4 an optical-electrical device with a Phoozelle for determining a length by means of the scale shown in FIG. 1 with means for
Doubling of the measuring accuracy by optically halving the intervals of the scale,
FIG. 5 shows the counting signals emanating from the photocell of the opto-electrical device shown in FIG. 4,
6 shows a point on the scale which is used in the opto-electrical device to increase the measuring accuracy for measuring instruments for measuring lengths and angles according to the invention, and
Fig.
7 shows a part of the optical-electrical device according to the invention for increasing the measuring accuracy for measuring instruments for measuring lengths and angles, omitting the known lighting device and the likewise known imaging optics.
The scale of a measuring instrument shown in part in FIG. 1 has a dark, opaque background a and light, transparent stripes b.
The width of the stripes b corresponds exactly to the width of the stripes separating them on the dark, opaque background a of the scale. The interval i of the scale division corresponds to twice the width of the stripes b in the measuring direction, i.e. the sum of the width of a light, transparent and a dark, opaque stripe.
The optical-electrical device shown in FIG. 2 for determining a length or the size of an angle with the scale shown in FIG. 1 has a light source L, e.g. B. an electric incandescent lamp, and a condenser K, which throws an at least approximately parallel beam onto the scale S. Behind the scale S there is a slit diaphragm B, the slot of which has the same dimensions as the stripes b of the scale S. The light emerging through the slit of the slit diaphragm B falls on a photocell Z. The slit diaphragm B is at distance c only for reasons of illustration Drawn from the S scale.
This distance c should be made as small as possible in practice.
If an opaque part of the scale S, the width of which corresponds to the width of the slit of the slit diaphragm B, is exactly in front of this slit, a minimum of light, practically no light at all, falls on the photocell Z. If the scale S now moves with respect to the slit diaphragm B, a transparent strip b of the scale S gradually slides over the slit of the slit diaphragm B, and the photocell Z receives increasing light, up to a maximum, which is reached when the transparent strip b of the scale S is exactly in front of the slit of the slit diaphragm B. With the further movement of the Ska'la S in relation to the slit diaphragm B, the amount of light falling on the photocell Z decreases again to the minimum.
The photocell Z emits a signal or a counting pulse with each passage of a transparent strip b of the scale S in front of the slit of the shutter B, the intensity of which increases from zero to a maximum and then decreases again to zero. When the scale S moves in relation to the slit diaphragm B, a signal or signal is generated. Counting pulse sequence according to FIG. 3, in which the shift of the scale S is plotted on the abscissa and the intensity of the signals or counting pulses on the ordinate.
Both the minima and the maxima of the intensity of the signals or of the counting pulses follow each other in the interval i of the division of the scale S. The signals or counting pulses emitted by the photocell Z when the scale S moves from the measuring starting point to the measuring point are transmitted a logical electrical or electronic counting device counts and results in the length to be measured or the size of an angle to be measured.
For reasons that are not to be discussed here, the intensity maxima or minima are usually not used for counting, but a point at which the signal or the counting pulse penetrates a certain intensity wave in a specified direction.
As can be seen from FIG. 4, the measuring accuracy of the instrument can now be doubled using a scale S with the same graduation interval i by optically halving this interval i. The optical-electrical device shown in Fig. 4 for determining a length or the size of an angle also has a light source L and a condenser K, which throws an at least approximately parallel beam onto the scale point n o of the scale S of the measuring instrument.
This point on the scale no is mapped onto another, nearby point on the scale S via a pentaprism PE, an imaging optics O and a second prism P2 on an imaging scale of 1: 1 as an image on ', in such a way that the image o' n 'moves in the opposite direction to this scale S during the movement S. When using a scale S with circular graduation, the second prism P2 must be a roof prism in order to obtain a concentric, opposing image o'n 'to the scale S. A photocell Z is arranged opposite the prism P2, in relation to the scale S.
For graphic reasons, the image o'n' is drawn at a distance c from the scale S. In practice, this distance c is adjusted to zero, so that the image on comes to lie in the plane of the scale S.
The photocell Z receives a maximum of light when the transparent stripes of the picture o'n 'coincide with the transparent stripes b of the scale S.
When the scale S moves, the image shifts in the opposite direction to it. The passage of light to the photocell Z through the image o'n 'and the scale S is therefore already completely prevented after the scale S has moved. Both the light maxima and the light minima no longer follow each other in the interval i, but rather in the interval 2. The effect is therefore the same as if a device according to FIG. 2 were to work with a scale S with a division of.
As can be seen from FIG. 4, with this device no longer just a single interval i of the scale S is recorded, but rather several. This has the essential advantage that the intensity of the signals or counting pulses emitted by the photocell Z corresponds to the number of those used. Intervals i is amplified.
The signal emitted by the photocell Z of the device according to FIG. Counting pulse sequence is shown in FIG. 5, from which it can be seen that the interval i, in which both the light maxi'ma and the light minima follow each other, halves and the intensity of the signals or counting pulses emitted by the photocell Z corresponds to the number of the recorded intervals i of the Skàla S is amplified.
The device according to FIG. 4 finally has the advantage that the result is a mean of the scale points no and the point on the scale S at which the image is thrown o'n ', that is to say that in the scale S Any existing pitch errors are averaged over the areas of the scale S involved in the measurement.
The invention makes it possible in such an optical-electrical device using a scale m! t the same interval: to achieve an even higher measurement accuracy.
6 shows the section no of the scale S of a measuring instrument which is used to measure a length or, if necessary, also the size of an angle. As can be seen from this FIG. 6, the interval i is very small in comparison to the length of the scale segment used n o in the measuring direction.
In practice, this scale segment n o comprises considerably more, for example 200 to 2000 intervals i.
In FIG. 7, of the opto-electrical device for increasing the measuring accuracy for measuring instruments for measuring lengths or angles, only the section of the scale S on which the KoalsBild otn 'scale section used for the measurement is mapped, and those mentioned below Parts shown, while the lighting and the imaging device, which for example can correspond to the relevant parts of the opto-electrical device according to FIG. 4, are not shown.
For reasons of drawing, the scale S and the image o'n'of the scale section n o used for measuring are drawn on it, separated from one another by the distance c; in practice, however, this distance is also adjusted to zero here.
The section of the scale S on which the image o'n 'of the scale section no used for measuring is thrown is divided into several parts, in the case shown in five parts (o' n ') 1, (o' n ') 2, (o 'n') 3, (o 'n') 4 and (o 'n') 5, and each of these parts is assigned its own photocell Z1, Z2, Z3, Z4 or ZO.
Between the prism P2 of the imaging system (not shown in FIG. 7) and the scale S, five plane-parallel plates Pl1, Pl2, Pl3, are assigned to each of the five parts (o 'n') 1- (o 'n') 5. Pl4 and Pl., Which are installed in such a way that they move the parts of the image o'n'of the scales used for measurement assigned to them, section no with respect to the scale S in the measuring direction, to the right in FIG. Move as follows: Part of the picture (o'n ') l: The plan parallel plate PIl assigned to this part of the picture is positioned in such a way that it does not affect the street; this part of the image (o 'n') 1 is therefore not shifted.
Part of the picture (o'n '): The plan parallel plate P12 assigned to this part of the picture is positioned in such a way that it shifts this part of the picture (o'n') 2 by 5.
Part of the picture (o 'n') 3: The parallel plate Pg assigned to this part of the picture is positioned in such a way that it shifts this part of the picture (o 'n') 3 by 2? I / 5.
Part of the picture (o'n ') 4: The plan parallel plate Pl4 assigned to this part of the picture is positioned so that it shifts this part of the picture (o'n') 4 by 3? I / 5.
Part of the picture (o'n ') 5: The plan parallel plate Pl5 assigned to this part of the picture is positioned in such a way that it shifts this part of the picture (o'n') 5 by 4? I / 5.
Each photocell Z1-Z5 emits a signal or a counting pulse when the scale S is moved by half an interval of the division, i / 2, but these signals or counting pulses follow each other at an interval of i / 2? 5. Counting pulses from all photocells are counted electrically or electronically. When the scale S is moved by half an interval, there is no longer just one, but five signals or counting pulses that follow each other at equal intervals. When using a scale S with the interval: the measurement accuracy is increased as if, according to FIG. 2, a scale S with the interval i / 2-5 was used.
As with all measuring instruments, the measurement accuracy depends, of course, on the regularity of the intervals i and also on the accuracy of the positioning of the plane-parallel plates P1-P15.
The plane-parallel plates Pl1-Pl5 can be individually adjustable in their position, or they can be combined to form a built-in element which is adjustable between the scale S and the second prism P2 of the imaging system.
Instead of being divided into five parts, as in the case shown and described, the scale section of the scale S, on which the image o'n'of the scale section no used for the measurement is thrown, can also be divided into fewer or more parts, depending on the required measurement accuracy. accordingly fewer or more than five plane-parallel plates P1 and photocells Z are to be provided.