CH441781A - Photoelektrische Einrichtung zur Anzeige der Verschiebungsgrösse eines beweglichen Teiles - Google Patents

Description

  
 



  Photoelektrische Einrichtung zur Anzeige der Verschiebungsgrösse eines beweglichen Teiles
Die Erfindung betrifft eine photoelektrische Einrichtung zur Anzeige der Verschiebungsgrösse eines beweglichen Teiles, beispielsweise eines   Längenmlass-    stabes   oderteiner    Kreisteilung. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art wird ein als Gitter ausgebildeter Massstab mit Hilfe einer Blende oder eines Gitters abgetastet und die hierbei erzeugten Lichtimpulse werden in einer Anzeigeeinrichtung registriert. Um zu sehr fein unterteilten   Messengebni & s'en      zukommen,    muss der Massstab entsprechend fein unterteilt sein, was fertigungstechnisch grosse Schwierigkeiten bereitet, so dass diese Einrichtungen sehr teuer sind.



   Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bekannt, die Gitterstriche des Massstabes im Verhältnis 1:1 auf sich selbst abzubilden, derart, dass das Bild der Striche beim Verschieben des Massstabes im entgegengesetzten Sinne zur Verschiebungsrichtung des Massstabes auswandert. Hierdurch erhält man im Vergleich zur obengenannten Einrichtung beim Verschieben des Massstabes um eine bestimmte Strecke doppelt so viel Lichtimpulse und damit lein doppelt so fein unterteiltes Messergebnis.



   Nachteilig bei dieser bekannten Einrichtung ist je  doch, dass der Massstab nach wie vor r durchgehend ge-    teilt sein muss. Ferner kommt man mit der letztgenannten Einrichtung nicht über eine Verdoppelung hinsichtlich der   Feinheitfdes    Messergebnisses hinaus.



   Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung   anzu-    geben, bei der man von einem grob geteilten Gitter ausgehen kann und trotzdem zu sehr fein   untertellten    Messwerten kommt und bei der ferner nur ein kurzes Ausgangsgitter erforderlich sein kann.



   Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass optische Elemente ein Messgitter auf ein Auffang  gitter      oder auf    sich selbst abbilden, dass eine Mehrzahl von mit dem beweglichen Teil verbundener, aneinandergereihter Spiegel vorgesehen ist, dass je zwei Spiegel einen Winkel von 900 miteinander einschliessen und dass die optische Abbildung über   wenigstens    ein Spiegelpaar erfolgt, so dass beim Verschieben des beweg  lichen Teiles eine kontinuierlich, e Blldfolge des Aus-    gangsgitters in der Ebene des Auffanggitters über dieses läuft.



   Wird bei dieser Ausbildung im einfachsten Fall das Ausgangsgitter im Abbildungsmassstab 1:1 auf ein Auffanggitter abgebildet und kommt hierbei im Abbildungsstrahlengang jeweils eine der verschiebbaren Spiegelflächen zur Wirkung, dann bewegt sich das Bild des Ausgangsgittens doppelt so schnell   wie      die    verschiebbaren Spiegel. Man erhält hierbei wirkungsmässig die Verhältnisse wie in der oben beschriebenen vorbekannten Einrichtung, nur dass jetzt kein Massstab mehr vorgesehen ist, sondern statt dessen eine Kette aneinan  dergereihter    Spiegel.



   Die Erfindung ist nicht nur auf impulszählende photoelektrische Einrichtungen beschränkt, sondern kann auch mit Vorteil für eine Absolut oder Analogmessung verwendet werden, wie dies in der Zeichnung gezeigt wird.



   Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 lein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 ein zweites   Ausführungsbelislpiel,   
Fig. 4 die Ansicht der Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV,
Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 die Anwendung der Erfindung für Winkelmessungen, als viertes Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 ein fünftes   Ausführungsbeispiel,   
Fig. 8 ein sechstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 8,
Fig. 10   eine    erste Ausbildung des Ausgangsgitters,
Fig. 11 ein zweites Beispiel eines Ausgangsgitters,
Fig. 12 die dem Ausgangsgitter der Fig. 11 nach geschaltete Einrichtung,  
Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 12,
Fig.

   14 ein drittes Ausgangsgitter,
Fig. 15 ein viertes Ausgangsgitter,
Fig. 16 ein fünftes Ausgangsgitter,
Fig. 17 ein sechstes Ausgangsgitter,
Fig. 18 ein siebentes   Ausgangsgitter    für eine Analogmessung
Fig. 19 ein siebentes Ausführungsbeispiel,
Fig. 20 ein achtes Ausführungsbeispiel,
Fig. 21 ein neuntes Ausführungsbeispiel,
Fig, 22 ein zehntes Ausführungsbeispiel.



   Gemäss Fig. 1 wird durch eine Lichtquelle 1 über einen Kondensor 2 ein Gitter 3 beleuchtet. Die vom Gitter 3 ausgehenden Lichtstrahlen treten in einen prismatischen Glaskörper 4 ein, dessen   Lichteintrittst    fläche parallel zum Gitter 3 liegt. Mit dem prismatischen Glaskörper 4 sind rechtwinklige Prismen 5 verbunden, welche die Lichtstrahlen über die Lichtaustrittsfläche 6 des Glaskörpers 4 einem telezentrischen Abbildungsobjektiv 7, 8 zuführen. Das Abbildungsobjektiv besteht aus einer Sammellinse 7 und einem im Brennpunkt der Sammellinse 7 angeordneten Hohlspiegel 8.



  Die optischen Elemente 7 und 8 vermitteln eine Abbildung im Verhältnis   1:1    und lenken die Lichtstrahlen erneut auf die Prismen 5, so dass auf einem Auffanggitter 9 ein Bild des Gitters 3 erscheint. Das Gitter 9 wird über ein Prisma 10 und Linsen 11 auf eine Photozelle 12 abgebildet. Der Glaskörper 4 ist in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar, die Verschiebungsrichtung ist in Fig. 2 durch den Pfeil 13 gekennzeichnet. Verschiebt man den Glaskörper 4, dann wandert das Bild des Gitters 3 über das Auffanggitter 9 und die Photozelle 12 registriert Lichtimpulse. Die Prismen 5 bewirken hierbei, dass die Geschwindigkeit, mit der das Bild des Gitters 3 über das Auffanggitter 9 wandert, der 4fachen Geschwindigkeit des   Glaskörp ers    4 entspricht.

   Haben deshalb die Gitter 3 und 9 eine Teilung, deren   St, riche    im Abstand von   4,    angeordnet sind, dann registriert eine der Photozelle 12 nachgeschaltete photoelektrische Einrichtung Verschiebungsgrössen des Glaskörpers 4 in der Grössenordnung von
Gemäss den Fig. 1 und 2 wirkt sich eine Drehung des Glaskörpers 4 um die Achse XX als   Auswande, rung    des Bildes des Gitters 3 in Stnichrichtung auf dem Auffanggitter 9 aus, was dann nachteilig ist, wenn das Ausgangsgitter kodiert ist. Dieser Nachteil ist in der Einrichtung nach den Fig. 3 und 4 dadurch beseitigt, dass die Prismen 5 durch Tripelspiegel 20 ersetzt sind.



  Gemäss Fig. 3 sind in Abänderung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 die Prismen 20 unmittelbar aneinander befestigt, so dass der Glaskörper 4 nicht vorgesehen ist. Der optische Aufbau hat sich hierdurch jedoch nicht geändert, nur sind die aus den Prismen 20 eine und austretenden Lichtstrahlen im Gegensatz zu Fig. 1 jetzt parallel gerichtet.



   Gemäss Fig. 5 wird das Gitter 3 durch die Lichtquelle 1 über die Kondensorlinse 20 und ein Teilungsprisma 21 sowie eine weitere Sammellinse 22 beleuchtet; die zurückkehrenden Lichtstrahlen werden jetzt mit Hilfe der Linsen 22 und 23 auf eine Photozelle 27 abgebildet. Das Ausgangsgitter 3 dient hier gleichzeitig als Auffanggitter.



   Fig. 6 zeigt ein Teilstück einer Einrichtung für die genaue Einstellung von Drehwinkeln. Es sind hier dile Prismen 50 auf einem drehbaren Körper 51 angeordnet.



  Die Lichtstrahlen werden an den Aussenflächen der Prismen 50 reflektiert. Benachbarte Aussenflächen zweier Prismen schliessen jeweils einen Winkel von 900 ein. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist dieselbe wie beispielsweise in Fig. 1 beschrieben, wenn ein derartiger Teilkreis mit einer optischen Einrichtung gemäss Fig. 1 zusammenarbeitet.



   Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das im wesentlichen der Fig. 1 entspricht. Zum Unterschied gegen über der Fig.   list    hier jedoch zwischen dem Ausgangsgitter 3 und den rechtwinkligen Prismen 5 ein Objektiv 52 vorgesehen, das das Ausgangsgitter 3 etwa auf die Kanten der Prismen 5 abbildet.   Die    optischen Elemente 7 und 8 sind hierbei so angeordnet, dass sie dieses Bild   des    Ausgangsgitters 3 ebenfalls wieder auf   die    Prismenkante 5 abbilden. Zwischen den Prismen 5 und dem Auffanggitter 9 ist ein weiteres Objektiv 53 vorgesehen, das die Prismen 5 auf das Auffanggitter 9 abbildet.



   Gemäss Fig. 8 und 9 wind ein   Ausgangsgftter    301 von einer Lichtquelle 302   mit    Hilfe von Kondensorlinsen 303 beleuchtet. Das Ausgangsgitter 301 wird über eine Prismenkette 304 und ein telezentrisches Spiegelobjektiv 305 auf ein Auffanggitter 306 abgebildet. Die Prismenkette 304 besteht aus einem   pilsmlrischrn    Glaskörper 307, auf den Einzelprismen 308 in fortlaufender Folge   auf gekittet    sind. Die Prismenkette der Fig. 8 ist auf einer Führung 309 senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar.

   Beim Verschieben der Prismenkette 304 wandern die Bilder des Ausgangsgitters 301 über das Auffanggitter 306, so dass das Auffanggitter 306 entsprechend der Verschiebungsgrösse der Prismenkette 304 unterschiedliche Lichtintensitäten abstrahlt, welche mit Hilfe eines Prismas 310 und eines Objektives 311 auf eine Photozelle 312 gelenkt werden. Die in der Photozelle 312 erzeugten Spannungen, welche eine Funktion des Verschiebeweges der Prismenkette sind, werden in einer Einrichtung 313 mit Hilfe von Ziffernanzeigeröhren 314 als digitale Verschiebungsgrösse angezeigt. Gemäss Fig. 13 zeigt die beschriebene Einrichtung Werte bis zu   1/ion    mm an.

   Um zu weiteren   lDezima-    len zu kommen, also auch Zentimeter-,   Dezimeter- und    Meterwerte anzuzeigen, ist die Prismenkette 304 mit einer Zahnstange 315 verbunden, in die ein Ritzel 316 greift, welches ein Zählwerk 317 antreibt. Das Zählwerk 317 zählt die durchlaufenden Perioden des Ausgangsgitters auf dem Auffanggitter 306. Zwischen dem Zahnrad 318 und dem Zählwerk 317 ist eine Kupplung 319 vorgesehen. Nach Lösen der Kupplung kann durch Betätigen eines Knopfes 320 der Wert im Wählwerk 317 zu Null gemacht werden, so dass von dieser Stelle aus eine neue Messung mit neuer Zählung beginnen kann. Um auch den Wert im Zählwerk 313 zu löschen, ist das Ausgangsgitter 301 mit Hilfe einer Schraube 321 verschiebbar.

   Neben der Kupplung 319 ist eine Wendekupplung 322 vorgesehen, welche eine Richtungsumkehr bewirkt, so dass von einer beliebigen Nullstellung aus beim   Verschieben    des Massstabes in positiver Richtung wahlweise vorwärts oder rückwärts gezählt werden kann.



   Das Ausgangsgitter 301 ist in einem ersten Aus  führungsbeispiei    gemäss Fig. 10 ausgebildet. Es trägt zunächst drei sinusförmige Kurven 330, 331 und 332, welche im unteren Teil geschwärzt sind und im oberen Teil lichtdurchlässig. Die drei Kurven 330, 331 und 332 sind um etwa 1200 gegeneinander   phasenverscho    ben. Die Bilder dieser Kurven 330, 331 und 332  laufen über das Auffanggitter 306, welches gemäss Fig. 10 als Spalt ausgebildet ist. Drei nachgeschaltete Photozellen, welche in Fig. 10 die Bezifferung 333, 334 und 335 tragen, sind den einzelnen Gitterbildern zugeordnet und empfangen demzufolge Lichtintensitäten, welche lebenfalls sinusförmig und um 1200 gegeneinander phasenverschoben sind.

   Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass mit Hilfe einer nicht dargestellten Schaltung von einer Photozelle auf die andere umgeschaltet werden kann und jeweils nur die Photozelle der Messung dient, welche beim Verschieben der Prismenkette die stärkste Spannungsänderung zeigt. Gemäss Fig. 10 ist dies die Photozelle 334. Unter den Kurven 330 bis 332 ist eine weitere Sinuskurve 336 vorgesehen, die jedoch in ihrer Periodenlänge wesentlich grösser ist als die Sinuskurven   330;bis    332. Durch diese Kurve wind die eindeutige Zuordnung der sich periodisch wiederholenden Werte der Kurven 330 bis 332 innerhalb des durch   Idas    Gitter 301 gegebenen Intervalles gewährleistet.



   Gemäss Fig. 11 sind   die    drei sinusförmigen Kurven 330, 331 und 332 der Fig. 10 durch eine einzige sinusförmige Kurve 400 ersetzt. Das Auffanggitter 306 besteht gemäss Fig. 11 aus drei Lichtspalten 401, 402 und 403, die einen derartigen Abstand voneinander haben, dass ihnen nachgeschaltete Photozellen 404, 405 und 406 Lichtintensitäten empfangen, welche etwa um 1200 phasenverschoben sind. Messtechnisch wird mit dieser Ausbildung dasselbe erreicht wie mit den drei Sinuskurven 330, 331 und 332 der Fig. 10. Fig. 12 zeigt das Gitter 306 der Fig. 11 mit den Lichtspalten 401, 402 und 403 in der Ansicht von oben. Das durch die Spalte 401 bis 403 tretende Licht wird mit Hilfe von Linsen 407, 408 und 409 auf den Photozellen 404, 405 und 406 gesammelt. Die Photozellen 404 bis 406 sind über Verstärker V mit einem Drehmelder 410 verbunden.

   Der Drehmelder 410 ist mit einem Zeiger 411 verbunden, der sich proportional zur Verschiebung des Bildes der Sinuskurve 400 dreht. Die Verschiebungsgrösse kann auf einer Skala 412 abgelesen werden. Der Drehmelder 410 dreht mit dem Zeiger 411 eine Lochblende 413,   die    diametral zum Zeiger 411 angeordnet ist. Eine stationäre Lichtquelle 414 beleuchtet mit Hilfe einer Kondensorlinse 415   ldie    Blende 413, so dass dann, wenn der Zeiger 411 sich kurz vor der Zahl Null befindet, Licht durch diese Blende auf eine Photozelle 416 fällt. Dieser Lichtimpuls kann entweder dazu benutzt werden, in einer   Eimtichtung    417 die Durchläufe der Blende zu zählen, um zum Grobmesswert zu   kommen,    oder aber, um aus einer Speichervorrichtung die nächste Ziffer des Grobmesswertes abzurufen.

   Um den Grobmesswert richtungsrichtig zu zählen, können an sich bekannte Massnahmen getroffen sein, beispielsweise kann der Drehmelder 410 einen Schalter betätigen, den eine   Vorwärts- oder    Rückwärtszählung auslöst.



   Fig. 14 zeigt eine geänderte Ausbildung des Ausgangsgitters, und zwar derart, dass die dem Auffangspalt 306 nachgeschalteten Photozellen 340 und 341   linearschwankende    Lichtintensitäten empfangen und demzufolge lineare Spannungen abgeben. Das Gitter trägt zwei Bahnen 342 und 343, welche linear ansteigen und fallen, deren unterer Teil wieder geschwärzt ist.



  Die Kurven der Bahnen 342 und 343 sind um etwa eine viertel Periodenlänge gegeneinander verschoben, um die Umschlagpunkte 344 und 345 der Kurven gegeneinander zu überbrücken, so wie es bei dem Aus  gangsgitter    der Fig. 10 beschrieben worden ist.



   Gemäss Fig. 15 trägt das Gitter 301 vier Bahnen 350, 351, 352 und 353. Sämtliche Bahnen sind linear ausgebildet, jedoch sind   die    Bahnen 350, 351 gegenläufig, so dass also in der Bahn 350 die abgestrahlte Lichtintensität in positiver Richtung geringer wird, in der Bahn 351 im gleichen Masse grösser. Dasselbe gilt für die Bahnen 352 und 353, nur sind diese Bahnen gegen die Bahnen 350 und 351 um die halbe Periodenlänge versetzt. Den vier Bahnen 350 und 353 sind vier Photozellen 354, 355, 356 und 357 zugeordnet, welche hinter dem Abtastspalt 306 angeordnet sind und entsprechend beim   Verschieben    der Prismenkette 304 lineare Spannungen erzeugen.

   In einer nicht dargestellten Einrichtung werden die Quotienten der Spannungen der Photozellen 354 und 355 sowie 356 und   357    ge  bildet,    und es ist weiterhin vorgesehen, dass im Bereich A, B die Photozellen 354 und 355 der Messung dienen, im Bereich B, C jedoch die Photozellen 356 und 357.



  Hierdurch wird folgendes   ereicht.    Die Stosskanten zwischen den Prismen 304 der Fig. 8 und 9, welche dort mit den Ziffern 360 versehen sind, bewirken beim Verschieben der Prismenkette im Bild des Gitters 301 einen Lichtabfall. Dieser Lichtabfall kann nun dadurch ausgeglichen werden, Idass der Auffangspalt, wie in Fig. 15 dargestellt, eine erhebliche Breite zeigt. Diese Breite bringt es mit sich, dass die Quotienten der Spannungsintensitäten 350, 351 und 356, 357 beim Überfahren einer Kante 360 nicht merkbar beeinflusst werden. Die Kurven der Balmen 350   bis    353 zeigen weiterhin Unstetigkeitsstellen bei 358 und 359.



  Diese Unstetigkeitsstellen ergeben beim Überfahren mit dem Spalt 306 eine Unsicherheit, da dieser Spalt eine recht grosse Ausdehnung hat und sich deshalb beim   Üb erfahren    der Unstetigkeitsstellen die von ihm durchgelassene   Lichtintensität    über die Breite des Spaltes stetig ändert. Um dies zu vermeiden, wird bei A, B, C, usw. jeweils derart umgeschaltet, dass im Bereich A, B nur die Photozellen 354 und 355 zur Wirkung kommen, im Bereich B, C aber nur die Photozellen 356 und 357. Man erkennt, dass bei dieser Ausbildung in den Bereichen der Unstetigkeitsstellen keine Zählung stattfindet.



   In Fig. 16 ist lein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt. Hier sind eine Bahn 370 und eine weitere Bahn 371 vorgesehen. Beide Bahnen zeigen wieder linearen Verlauf und sind etwa um eine halbe Periodenlänge gegeneinander versetzt. Die mittelste Bahn 372 ist bei diesem Ausführungsbeispiel konstant lichtdurchlässig, so dass die zugeordnete Photozelle 373 eine konstante Spannung erzeugt. Die Idem Spalt 306 nachgeschalteten Photozellen 374 und 375 sind so geschaltet, dass jeweils ihr Quotient zur Bahn 373 gebildet wird. Auch hier schalten die Bahnen an den Unstetigkeitsstellen X auf jeweils diejenigen Photozellen, welche gerade nicht der Unstetigkeitsstelle benachbart sind.



   Fig. 17 zeigt eine geänderte Ausbildung des Ausgangsgitters. Das Ausgangsgitter 420 weist hier eine Dichteschrift auf, so dass der Auffangspalt 306, je nach dem, an weicher Stelle des Ausgangsgitters er sich befindet, eine entsprechende Lichtintensität durchlässt.



   Fig. 18 zeigt ein Ausgangsgitter   430,    welches binär kodiert ist. Zu diesem Zweck weist das Gitter 430 vier Bahnen 431, 432, 433 und 434 auf, weiche helle und dunkle Felder aufweisen. Der Auffangspalt 306 gleitet über diese vier Bahnen, und nachgeschaltete Photo  zellen 435, 436, 437 438 empfangen je nach dem, ob sie einem lichtdurchlässigen oder   leinem    lichtundurchlässigen Feld gegenüberstehen, Licht oder keines. Die Photozellen 435 bis 438 sind in bekannter Weise so geschaltet, dass sie in nachgeschalteten Ziffernanzeigeröhren je nach Stellung des Spaltes 306 zum Bild des Ausgangsgitters 430 einen bestimmten   Verschiebeweg    anzeigen. Mit dem Gitter gemäss Fig. 18 werden genau die zehn Einheiten einer Dezimalen erhalten.

   Zur Ermittlung weiterer Dezimalen kann wiederum die Zahnstange und das Ritzel mit nachgeschaltetem Zählwerk 317 gemäss Fig. 8 vorgesehen sein.



   Fig. 19 zeigt ein geändertes Ausführungsbeispiel.



  Hier ist das Auffanggitter 306 mit Hilfe zweier Blattfedern 440 und 441 in Richtung Ides Pfeiles 442 bewegbar gelagert. Ein Elektromagnet 443 bringt das Auffanggitter 306 in Schwingungen, so dass beim   Verschie-    ben des Massstabes 304 und dem damit verbundenen Überwandern des Bildes des Ausgangsgitters 301 die dadurch entstehende Phasenverschiebung in einer nachgeschalteten Einrichtung ermittelt wenden kann und hieraus der Verschiebeweg.



   Fig. 20 zeigt eine Ausbildung des Ausgangsgitters 301, bei der zunächst zwei Bahnen 450 und 451 mit einer Lichtdurchlässigkeit gemäss Fig. 14 vorgesehen sind. Über den Bahnen 450 und 451   tist    eine weitere Bahn 453 vorgesehen, welche lichtdurchlässige Spalte 454 aufweist. Diesen lichtdurchlässigen Spalten ist im Auffangspalt 306 eine Photozelle 455 zugeordnet, welche in einer Zähleinrichtung 456 digital die durchlaufenden Perioden des Gitters 450, 451 zählt. Die Verschiebungsgrösse des Ausgangsgitters 301, welche an den Bahnen 450, 451 abgelesen wird, wird auf die den Feinmesswert registrierende Einrichtung 457 gegeben.

   Der Einrichtung 456 ist eine Speichereinrichtung 458   vorgeschaltet,    welche bewirkt, dass die nächste Ziffer in der Einrichtung 456 erst dann aufleuchtet, wenn sie aus der Einrichtung   457    abgerufen wird.



   Gemäss Fig. 21 wird die Prismenkette 304 durch zwei erfindungsgemässe Einrichtungen 390 und 391 angesprochen. Die   Einrichtung    390 arbeitet beispielsweise nach dem Impulsverfahren, die Einrichtung 391 nach dem   Analog-oder    Absolutverfahren. Die Werte der beiden Einrichtungen 390 und 391 werden in eine Einrichtung 392 gegeben, die einerseits in Ziffernanzeigeröhren 393 den Messwert angibt und ausserdem eine Warnlampe 394 besitzt, die dann sofort aufleuchtet, wenn die von den   Einrichtungen    390 und 391 erhaltenen Werte nicht übereinstimmen. Hierdurch wird das Messergebnis kontrolliert.



   Die Fig. 22 zeigt eine dreistufig arbeitende Messvorrichtung. Die Prismenkette 304 wird durch die drei beschriebenen Einrichtungen 490, 491 und 492 angesprochen. Diese Einrichtungen können sowohl nach dem Impuls- als auch nach dem   Analog-oder    Absolutmessverfahren arbeiten. Die Gitterkonstanten bzw.   Pe    riodenlängen der in den Vorrichtungen 490, 491 und 492 verwendeten Ausgangs- und Auffanggitter sind im Verhältnis 1:10:100 abgestuft, so dass die Vorrichtung 490 beispielsweise die 1/loo mm, die Vorrichtung 491 die   1/io    mm und die Vorrichtung 492 die ganzen Millimeter der   Verschiebebetrage    registriert, die   wieder    um in Ziffernanzeigeröhren 393 angezeigt werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Photoelektrische Einrichtung mit optischen Gittern als Anzeigemittel zur Anzeige der Verschiebungsgrösse eines beweglichen Teiles, dadurch gekennzeichnet, dass optische Elemente ein Messgitter auf ein Auffanggitter oder auf sich selbst abbilden, dass eine Mehrzahl von mit dem beweglichen Teil verbundener anem- andergereihter Spiegel vorgesehen ist, dass je zwei Spiegel einen Winkel von 90 miteinander einschliessen und dass Idie optische Abbildung über wenigstens ein Spiegelpaar erfolgt, so dass beim Verschieben des beweglichen Teiles eine kontinuierliche Bildfolge des Ausgangsgitters in der Ebene des Auffanggitters über dieses läuft.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbildungsstrahlengang mehrfach über die Spiegelflächen geführt ist.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch weitere, mit den Abbildungselementen fest verbundene Spiegelflächen, welche die Lichtstrahlen mehrfach auf die mit dem verschiebbaren Teil verbundenen Spiegelflächen lenken.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelflächen Reflexionsflächen von aneinandergereihten Prismen sind.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, gekennzeichnet durch rechtwinklige Prismen oden Winkelspiegel, deren Kanten quer zur Verschiebungsrichtung des bewegten Teiles liegen.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, ! dass die Prismen auf einer Glasplatte angeordnet sind, deren Lichteintrittsfläche und Lichtaustrittsfläche einen Winkel miteinander leinschliessen.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Prisma nach Art eines Tripelspiegels ausgebildet ist.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbaren Spiegel zwischen dem Ausgangsgitter und einem telezentrischen Spiegelobjektiv angeordnet sind, welches die Lichtstrahlen im Abbildungsverhältnis 1:1 wieder auf die Spiegelflächen zurücklenkt.

   8. Einrichtung nach Patentanspruch und Untenanspruch 4, gekennzeichnet durch optische Elemente, welche das Ausgangsgitter in die Nähe der Prismenkante abbilden.

   9. Einrichtung nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelflächen durch die Zahnflanken einer Zahnstange gebildet sind.

   10. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs gitter und gegebenenfalls das Auffanggitter kodiert sind, vorzugsweise binär kodiert sind.

   11. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 10, gekennzeichnet durch ein System, welches die Zahl der durchlaufenden Gitterbilder registriert.

   12. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Prismenkanten voneinander ein ganzzahliges Vielfaches der grössten Gitterkonstanten ist.

   13. Einrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Winkelmesseinrichtung, indem die Spiegelflächen mit einem drehbaren Teil verbunden sind.

   14. Einrichtung nach Patentanspruch, bei der die verschiebbaren Spiegel Aussenflächen von aneinandergereihten rechtwinkligen Prismen sind, dadurch gekennzeichnet, dass Ider genaue Abstand der Prismenkanten voneinander durch eine dünne aufgedampfte vorzugsweise aus einem Material mit der Brechzalil, etwa der des Prismenglases, auf eine der Prismenflächen korri giertist.

   15. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 14, bei der die Prismen auf einen prismatischen Glaskörper angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Dicken der Glasplatte durch eine aufgedampfte Schicht auf eine der Aussenflächen wenigstens eines Prismas korrigiert sind.

   16. Einrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch die Ausbildung als zweistufiges System, indem das Auffang- und Ausgangsgitter derart ausgebildet sind, dass sie beim Verschieben des Massstabes in Abhängigkeit vom Verschiebeweg periodisch schwankende Lichtintensitäten abstrahlen und die dem Auffanggitter nachgeschaltete Einrichtung innerhalb dieser Perioden den Feinmesswert ermittelt, und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die zur Ermittlung des Grobmesswertes die Zahl der erzeugten Perioden grösster Länge anzeigt.

   17. Einrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung dass der Feinmesswert nach dem Absolut- oder Analogprinzip ermittelt wird.

   18. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 17, bei der der Feinmesswert analog ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs gitter im Zusammenwirken mit dem Auffanggltter und der nachgeschalteten photoelektrischen Einrichtung beim Verschieben des Massstabes wenigstens eine sinusförmige oder lineare Spannung erzeugt.

   19. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffanggitter beim Verschieben des Massstabes drei sinusförmig schwankende Lichtintensitäten abstrahlt, welche um etwa 1200 gegeneinander phasenverschoben sind und jeder abgestrahlten Lichtintensität eine Photozelle zugeordnet ist.

   20. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffanggitter beim Verschieben des Massstabes eine sinusförmig schwankende Lichtintensität abstrahlt, welche deet Photozellen beeinflusst, derart, dass ihre abgegebenen Spannungen etwa um 1200 phasenvenschoben sind.

   21. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Photozellen gelieferten Spannungen unmittelbar einen Drehmelder steuern.

   22. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffanggitter beim Verschieben des Massstabes zwei gegeneinander versetzte linear schwankende Lichtintensitäten abstrahlt.

   23. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsgitter beim Verschieben Ides Massstabes mehrere periodisch schwankende Lichtintensitäten abstrahlt, deren Periodenlängen unterschiedlich sind.

   24. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 23, gekennzeichnet durch mehrere Systeme, welche periodische Spannungen erzeugen, deren Periodenlängen unterschiedlich sind.

   25. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, gekennzeichnet durch Ausgangs gitter und Auffanggitter, die Moirestreifen erzeugen.

   26. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, bei der die Folge der Spiegelflächen in Winkelspiegelform ausgebildet ist, insbesondere aus an einandergereihten Prismen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsgitter wenigstens zwei Bahnen trägt und jeder Bahn eine Photozelle zugeordnet ist, dass die Bahnen so ausgebildet sind, dass der Quotient der von den Photozellen gelieferten Spannungen sich als Funktion des Verschiebeweges ändert, und dass das Auffanggitter aus einem Spalt besteht, dessen Breite so bemessen ist, fldass die e an der Kante zwischen zwei Prismen auftretende Lichtschwächung den Quotienten für die Messung nicht merkbar beeinflusst.

   27. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 26, bei der die Bahnen des Ausgangsgitters periodisch schwankende Spannungen mit Unstetigkeitsstellen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen auf dem Ausgangsgitter doppelt vorhanden sind, jedoch um etwa die halbe Periodenlänge gegeneinander versetzt und dass die der Messung dienenden Photozellen der ersten Bahngruppe beim Überschreiten eines vorgegebenen Quotientenwertes auf die der zweiten Bahngruppe zugeordneten Photozellen umschalten und umgekehrt.

   28. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 27, gekennzeichnet durch zwei Bahnen, welche gegeneinander um etwa eine halbe Periodenlänge versetzt sind und durch eine dritte, eine konstante Spannung erzeugende Bahn sowie dadurch, dass die Quotienten der Spannungen zwischen der konstanten Bahn und der ersten Bahn sowie der konstanten Bahn und der zweiten Bahn gebildet werden.

   29. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient in Abhängigkeit vom Verschiebeweg einen sinusförmigen oder linearen Verlauf hat.

   30. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Aus gangs- oder Auffanggitter in Messrichtung unterschiedlich lichtdurchlässig ist.

   31. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, gekennzeichnet durch Mittel, welche das Bild des Ausgangsgitters relativ zum Auffanggitter in Schwingung versetzen, sowie dadurch, dass das nachgeschaltete Messgerät die sich beim Verschieben des Massstabes ergebende Phasenverschiebung verarbeitet.

   32. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Aus gangs- oder Auffanggitter derart gelagert ist, dass es eine schwingende Bewegung ausführen kann.

   33. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinmesswert analog ermittelt wird und der Grobmesswert digital und dass die den Feinmesswert ermittelnde Einrichtung Steuermittel betätigt, welche den Ziffernsprung der den Grobmesswert registrierenden Einrichtung regeln.

   34. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auszählung der durchlaufenden Perioden grösster Länge Auffang- und Ausgangsgitter leine weitere Bahn aufweisen, welche entsprechend der Zahl der durchlaufenden Perioden Lichtimpulse erzeugen.

   35. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auszählung der durchlaufenden Perioden grösster Länge parallel zur Folge der Spiegelflächen eine Zahnstange vorgesehen ist, in die ein Ritzel greift, welches ein mechanisches oder elektrisches Zählwerk antreibt.

   36. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auszählung der durchlaufenden Perioden grösster Länge Drehmelder vorgesehen sind.

   37. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 33, 34, 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgesehenen Zählwerke in jeder beliebigen Schlittenstellung auf Null einstellbar sind.

   38. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zahnstange und dem Ritzel oder dem Ritzel und dem Zählwerk eine Kupplung vorgesehen ist.

   39. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs- oder Auffanggitter zur Erzielung einer Nulleinstellung verschiebbar ist.

   40. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, gekennzeichnet durch zwei nebeneinander angeordnete Systeme, von denen das eine das andere kontrolliert, indem das eine vorzugsweise analog arbeitet und das andere nach dem Impulsverfahren.

   41. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Systeme, bei denen jeweils ein Ausgangsgltter über die den Massstab verkörpernde Folge von Spiegelflächen auf ein Auffanggitter oder einen Auffangspalt abge bildet t wird, und bei denen die Bildiage der Ausgangs- gitter auf den Auffanggittern oder -spalten von der Lage des Massstabes zu den Ausgangsglttern abhängt, vorgesehen sind, dass die Ausgangs- und Auffanggitter dieser Systeme voneinander verschiedene, vorzugsweise dezimal abgestufte Gitterkonstanten oder Periodenlängen aufweisen und dass diese Systeme jeweils verschiedene Dezimalen des Verschiebebetrages registrieren.