CH654915A5

CH654915A5 - ARRANGEMENT FOR STRAIGHT AND FLATNESS MEASUREMENT.

Info

Publication number: CH654915A5
Application number: CH534581A
Authority: CH
Inventors: Gerd Schuchardt; Gerhard Koerbs; Roland Jahn
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1980-11-03
Filing date: 1981-08-18
Publication date: 1986-03-14
Also published as: GB2087082A; FR2493512A1; DD159362B1; FR2493512B1; DD159362A1; GB2087082B; DE3131084A1; JPS57114804A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Gerad- und Ebenheitsmessung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to an arrangement for measuring straightness and flatness according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DD-PS 125 440 ist das Messprinzip bekannt, mit zwei oder mehreren kommunizierenden Gefässen, in denen eine Flüssigkeit je nach relativer vertikaler Lage der Gefässe zueinander jeweils eine mit einem Geber in Verbindung stehende Membran auslenkt. Aus diesen Auslenkungen werden elektrische Signale gewonnen, die nach Differenzbildung verstärkt, gefiltert und angezeigt bzw. ausgewertet werden. Ein Nachteil dieses Messprinzipes ist es, dass die erreichbare Präzision durch Einflüsse von Volumeneffekten in den Gefässen auf die Messsignale in erheblicher Weise beeinträchtigt wird. Diese Volumeneffekte sind Volumenänderungen, die vor allem durch Schlauchdeformationen bei Bewegungen der Gefässe auftreten. Dieser Umstand fällt um so stärker ins Gewicht, je grösser die Messflächen sind und je grösser der Abstand der Messstellen, d.h. der Gefässe, voneinander ist. Damit werden Messgenauigkeit bzw. die Anwendbarkeit des Messsystems stark reduziert. Volumenänderungen in den Gefässen können ausserdem durch klimatische Bedingungen, wie z.B. Temperatureinflüsse der The measuring principle is known from DD-PS 125 440, with two or more communicating vessels, in which a liquid deflects a membrane connected to a sensor depending on the relative vertical position of the vessels. From these deflections, electrical signals are obtained, which are amplified, filtered and displayed or evaluated after the difference has been formed. A disadvantage of this measurement principle is that the precision that can be achieved is considerably impaired by the effects of volume effects in the vessels on the measurement signals. These volume effects are volume changes that occur primarily due to tube deformations when the vessels move. This fact is all the more important, the larger the measuring area and the greater the distance between the measuring points, i.e. the vessels, from each other. This greatly reduces measuring accuracy and the applicability of the measuring system. Volume changes in the vessels can also be caused by climatic conditions, e.g. Temperature influences of

Gefässwände und der Flüssigkeit, hervorgerufen werden. Der Einfluss auf das Messsignal ist dadurch begründet, dass nicht wie bei einer freien Flüssigkeitsoberfläche durch Differenzbildung der Gebersignale infolge gleicher Beträge des Anstei-s gens oder Absinkens der Flüssigkeitsoberfläche auf beiden Seiten des kommunizierenden Systems infolge Volumenänderungen das resultierende Signal invariant ist, sondern dass die Membranen in ihrer integral auf die Flüssigkeitsoberfläche wirkenden Federkonstanten nicht genau gleich sind io und dadurch bei Volumenänderungen unterschiedliche Membranwege auftreten. Unterschiedliche Membranwege bewirken unterschiedliche Gebersignale, wodurch die Genauigkeit des Messergebnisses beeinträchtigt wird. Vessel walls and the liquid. The influence on the measurement signal is due to the fact that the resulting signal is not invariant, as in the case of a free liquid surface due to the difference between the transmitter signals due to the same amounts of rise or fall of the liquid surface on both sides of the communicating system as a result of volume changes, but that the membranes their spring constants, which act integrally on the liquid surface, are not exactly the same and thus different membrane paths occur when there are volume changes. Different membrane paths cause different encoder signals, which affects the accuracy of the measurement result.

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Messgenauigkeit 15 und -Sicherheit sowie die universellere Anwendbarkeit, insbesondere zum Messen von grossen Flächen. The aim of the invention is to increase the measuring accuracy and security as well as the more universal applicability, in particular for measuring large areas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Gerad- und Ebenheitsmessung zu schaffen, bei der Volumenänderungseffekte in den flüssigkeitsgefüllten kom-20 munizierenden Gefässen das Messergebnis nicht beeinträchtigen. The invention has for its object to provide an arrangement for straightness and flatness measurement, in the volume change effects in the liquid-filled communicating vessels do not affect the measurement result.

Die erfindungsgemässe Anordnung zur Gerad- und Ebenheitsmessung ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet. 25 Es ist vorteilhaft, wenn jede Bewertungsstufe zwei Spulen umfasst und wenn die Spulen der Bewertungsstufen als Differentialspulenschaltung mit einem einstellbaren Kern zur jeweils paarweisen Erregung der Spulen angeordnet sind. The arrangement according to the invention for measuring straightness and flatness is characterized by the features stated in the characterizing part of patent claim 1. It is advantageous if each evaluation stage comprises two coils and if the coils of the evaluation stages are arranged as a differential coil circuit with an adjustable core for excitation of the coils in pairs.

Ebenfalls ist von Vorteil, wenn Mittel zur Volumenände-30 rung in den kommunizierenden Gefässen zur Gewinnung von Einsteligrössen der Bewertungsstufen vorgesehen sind. It is also advantageous if means for changing the volume in the communicating vessels are provided in order to obtain single-digit sizes of the evaluation levels.

Von Vorteil ist weiterhin, wenn als Geber jeweils ein induktiver Wandler vorgesehen ist, dessen in einer Spule beweglicher Kern starr mit der Membran verbunden und mit-35 tels einer Feder, vorzugsweise einer Blattfeder, vertikal geführt ist. It is also advantageous if an inductive transducer is provided as the transmitter, the core of which is movable in a coil and is rigidly connected to the membrane and is guided vertically by means of a spring, preferably a leaf spring.

Vorteilhaft ist es hingegen auch, wenn als Geber jeweils ein kapazitiver Wandler vorgesehen ist, dessen bewegliche Elektrode, die senkrecht zur festen Elektrode bewegbar ist, starr 40 mit der Membran verbunden und mittels einer Feder, vorzugsweise einer Blattfeder, vertikal geführt ist. On the other hand, it is also advantageous if a capacitive transducer is provided as the transmitter, whose movable electrode, which can be moved perpendicular to the fixed electrode, is rigidly connected to the membrane and is guided vertically by means of a spring, preferably a leaf spring.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows:

45 45

Fig. 1 das Prinzip der Anordnung zur Gerad- und Ebenheitsmessung mit Bewertungsstufen, 1 shows the principle of the arrangement for straight and flatness measurement with evaluation levels,

Fig. 2 eine Differentialspulenschaltung als vorteilhafte Ausführungsform der Bewertungsstufen und so Fig. 3 die Kopplung eines induktiven Wandlers als Geber durch starre Verbindung mit der Membran in einem Gefäss mit Traggestell. Fig. 2 shows a differential coil circuit as an advantageous embodiment of the evaluation levels and so Fig. 3 shows the coupling of an inductive transducer as a transmitter by rigid connection to the membrane in a vessel with a support frame.

In Fig. 1 ist eine Anordnung zur Gerad- und Ebenheits-55 messung dargestellt, die nach dem Prinzip der Messanordnung gemäss der DD-PS 125 440 arbeitet. 1 shows an arrangement for straightness and flatness measurement, which works on the principle of the measurement arrangement according to DD-PS 125 440.

Zwei Gefässe 6 und 7, die mit Flüssigkeiten 8 und 9 gefüllt sind, sind über eine Röhre 16 miteinander kommunizierend verbunden. Die Gefässe 6,7 sind jeweils durch eine Mem-60 bran 10 bzw. 11 oben abgeschlossen. Auf den Gefässen 6,7 sitzen Traggestelle 14,15. In den Traggestellen 14,15 sind jeweils ein Geber 12 bzw. 13 angeordnet, deren Messfühler 30 bzw. 31 jeweils mit der Membran 10 bzw. 11 in Verbindung stehen. Das Gefäss 6 sitzt mit einem Taster 29 auf einer zu 65 prüfenden Oberfläche 2 auf, während das Gefäss 7 auf einem Traggestell 19 ruht, das auf einem Fundament 20 ortsfest angeordnet ist. Die Röhre 16 besitzt eine Kammer 32 mit einer Einstellschraube 33. Ausgangsseitig stehen die Geber Two vessels 6 and 7, which are filled with liquids 8 and 9, are communicatively connected to one another via a tube 16. The vessels 6, 7 are each closed off at the top by a membrane 60 or 10 or 11. Support frames 14, 15 sit on the vessels 6.7. A transmitter 12 or 13 is arranged in each of the support frames 14, 15, the sensors 30 and 31 of which are connected to the membrane 10 and 11, respectively. The vessel 6 is seated with a button 29 on a surface 2 to be tested 65, while the vessel 7 rests on a support frame 19 which is arranged on a foundation 20 in a stationary manner. The tube 16 has a chamber 32 with an adjusting screw 33. The sensors are on the output side

654915 654915

12,13 über Leitungen 21 und 22 und über Bewertungsstufen 34,35 mit einem Differenzbildner 23 in Verbindung, dessen Ausgang über eine Leitung 27 mit einem Messverstärker 24 verbunden ist. Die Ausgangssignale des Messverstärkers 24 gelangen über ein Filter 25 auf eine Anzeige- und/oder Auswertestufe 26. 12, 13 via lines 21 and 22 and via evaluation stages 34, 35 with a difference former 23 in connection, the output of which is connected via a line 27 to a measuring amplifier 24. The output signals of the measuring amplifier 24 reach a display and / or evaluation stage 26 via a filter 25.

Durch die Oberfläche 2 ist das Gefäss 6 über den Taster 29 vertikal veränderbar. In Abhängigkeit der relativen vertikalen Lagen der Gefässe 6 und 7 werden durch das kommunizierende Gefässsystem mit den Flüssigkeiten 8 und 9 die Membranen 10 und 11 ausgelenkt. Diese Auslenkungen werden durch die Geber 12,13 erfasst und in elektrische Signale umgewandelt. Da das Gefäss 7 auf dem Fundament 20 ortsfest aufsitzt, beinhalten die Ausgangssignale der Geber 12 und 13 an den Leitungen 21 und 22 Informationen über die Höhenkoordinaten der Oberfläche 2 bzw. über deren Ebenheit, so dass nach dem Schlauchwaagenprinzip die Oberflächengeometrie bestimmt werden kann. Aus diesen Signalen wird die Differenz gebildet und anschliessend im Messverstärker 24 verstärkt. Im Filter 25 wird dieses Messsignal, eine Quasi-Gleichspannung, vom Spektrum der Störsignale, die vor allem durch Schwingungen am Aufstellort hervorgerufen werden, getrennt. Die Messgrösse wird nach der Filterung mittels der Anzeige- und/oder Auswertestufe 26 registriert bzw. angezeigt. Der angezeigte Messwert ist direkt ein Mass für die Geometrie der Oberfläche 2. Through the surface 2, the vessel 6 can be changed vertically via the button 29. Depending on the relative vertical positions of the vessels 6 and 7, the membranes 10 and 11 are deflected by the communicating vessel system with the liquids 8 and 9. These deflections are detected by the transmitters 12, 13 and converted into electrical signals. Since the vessel 7 is fixed in place on the foundation 20, the output signals of the sensors 12 and 13 on the lines 21 and 22 contain information about the height coordinates of the surface 2 or about their flatness, so that the surface geometry can be determined according to the hose balance principle. The difference is formed from these signals and then amplified in the measuring amplifier 24. In filter 25, this measurement signal, a quasi-DC voltage, is separated from the spectrum of the interference signals, which are mainly caused by vibrations at the installation site. The measured variable is registered or displayed after the filtering by means of the display and / or evaluation stage 26. The measured value displayed is a direct measure of the geometry of the surface 2.

Volumeneffekte durch Volumenänderungen, die das Messergebnis verfälschen, werden durch unterschiedliche Eigenschaften der Membranen in den kommunizierenden Gefässen 6 und 7 hervorgerufen. Diese unterschiedlichen Eigenschaften bewirken unterschiedliche elektrische Signale an den Gebern 12,13 als Reaktion auf die Volumenänderung. Die elektrischen Gebersignale werden so beeinflusst, dass sie in Abhängigkeit der Membraneigenschaften jeweils einstellbar gesteuert werden können. Diese Steuerung erfolgt in den Bewertungsstufen 34,35, die jeweils den Gebern 12 bzw. 13 elektrisch nachgeschaltet sind. Auf diese Art und Weise werden die Gebersignale vor der Differenzbildung mit Kompensationsgrössen bewertet, die den mechanischen Eigenschaften der Membranen 10 und 11 entsprechen. Diese Kompensationsgrössen werden vorzugsweise durch Anwendung von Mitteln zur Herbeiführung einer künstlichen Volumenänderung (z.B. Flüssigkeitsverdrängung) ermittelt. Aus dieser Volumenänderung werden die von den unterschiedlichen Mambraneigenschaften bewirkten unterschiedlichen elektrischen Signale ausgewertet und daraus die Kompensationsgrössen abgeleitet. Volume effects due to volume changes that falsify the measurement result are caused by different properties of the membranes in the communicating vessels 6 and 7. These different properties cause different electrical signals at the transmitters 12, 13 in response to the change in volume. The electrical encoder signals are influenced in such a way that they can be controlled in an adjustable manner depending on the membrane properties. This control takes place in the evaluation stages 34, 35, which are electrically connected downstream of the transmitters 12 and 13, respectively. In this way, the encoder signals are evaluated before the difference formation with compensation variables that correspond to the mechanical properties of the membranes 10 and 11. These compensation variables are preferably determined by using means for causing an artificial volume change (e.g. liquid displacement). From this change in volume, the different electrical signals caused by the different diaphragm properties are evaluated and the compensation variables are derived therefrom.

Die Membranen 10 und 11 sind dehnbare Gebilde, die in ihrer integral auf die Flüssigkeiten 8 und 9 wirkenden Federkonstanten nicht genau gleich sind. Die Membraneigenschaften sind von einer Vielzahl von Faktoren, wie Material, Form, technologische Parameter usw. abhängig. Unterschiedliche Membraneigenschaften bewirken jedoch voneinander abweichende Auslenkungen der Membranen 10 und 11 bei unterschiedlichen Membranausdehnungen. Die Folge davon sind Verfälschungen des Messergebnisses, wenn sich das Volumen der Flüssigkeiten 8 und 9 ändert. Derartige Volumenänderungen können sowohl durch klimatische Bedingungen als auch durch Deformation der Röhre 16 hervorgerufen werden. Um diese Fehlereinflüsse zu kompensieren, sind in den Leitungen 21 und 22 den Gebern 12 und 13 jeweils die Bewertungsstufen 34 und 35 nachgeschaltet, in denen jeweils das Gebersignal in Abhängigkeit von den Membraneigenschaften der dem Geber 12bzw. 13 jeweils zugeordneten Membran 10 bzw. 11 gesteuert wird. The membranes 10 and 11 are stretchable structures which are not exactly identical in their spring constants which act integrally on the liquids 8 and 9. The membrane properties depend on a variety of factors such as material, shape, technological parameters, etc. Different membrane properties, however, cause deviating deflections of the membranes 10 and 11 with different membrane dimensions. The result of this is falsification of the measurement result if the volume of the liquids 8 and 9 changes. Such changes in volume can be caused both by climatic conditions and by deformation of the tube 16. In order to compensate for these error influences, the evaluation stages 34 and 35 are connected in series in the lines 21 and 22 to the transmitters 12 and 13, in each of which the transmitter signal in dependence on the membrane properties of the transmitter 12 or. 13 each assigned membrane 10 or 11 is controlled.

Mit der oben beschriebenen Anordnung wird das Messprinzip mit entsprechender Genauigkeit und Zuverlässigkeit auf das Messen von sehr grossen Flächen erweitert, da Volumenausdehnungseffekte, inbesondere durch Schlauchdeformationen, das Messergebnis nicht mehr verfälschen. Beim Prüfen von Messflächen, deren Geometrie erheblich von der Ebene abweicht, wird der Linearitätsbereich des Messsystems s u.U. bis an die Grenzen oder darüber hinaus beansprucht. With the arrangement described above, the measuring principle is extended to the measurement of very large areas with corresponding accuracy and reliability, since volume expansion effects, in particular due to tube deformations, no longer falsify the measurement result. When testing measuring surfaces whose geometry deviates significantly from the plane, the linearity range of the measuring system may be reduced. claimed to the limits or beyond.

Um dennoch die Linearität für die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Messergebnisses an sich sowie insbesondere für die diese Präzision mitbegründende erfindungsgemässe Kompensation sicher zu gewährleisten, ist es zweckmässig, io die Höhenkoordinate der Referenzfläche veränderbar zu gestalten. In order nevertheless to reliably ensure the linearity for the accuracy and reliability of the measurement result per se and in particular for the compensation according to the invention which is one of the reasons for this precision, it is expedient to make the height coordinate of the reference surface changeable.

Die elektrischen Korrekturgrössen für die mechanisch unterschiedlichen Membraneigenschaften werden vorteilhaft durch künstlich bewirkte Volumenänderungen mittels der 15 Einstellschraube 33 in der Kammer 32 ermittelt. Nach Korrektur der elektrischen Gebersignale ist das Differenzsignal auf der Leitung 27 unabhängig von Volumenänderungseffekten. Die Messanordnung wird damit universell anwendbar nicht nur für unterschiedliche klimatische Bedin-20 gungen, sondern auch für das Messen von sehr grossen Oberflächen, wofür die Röhre 16 vorzugsweise durch einen Schlauch realisiert wird. Für diese Beweglichkeit und Länge des Schlauches ist die Gefahr von Deformationen leicht gegeben. Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der 25 Bewertungsstufen, indem jede Bewertungsstufe aus zwei Spulen besteht. Zwei Spulen 36 und 37 bilden die in der Fig. 1 mit 34 bezeichnete Bewertungsstufe, während die in der Fig. 1 mit 35 bezeichnete Bewertungsstufe durch zwei Spulen 38 und 39 realisiert wird. Die Spulen 36,37,38,39 sind als Dif-30 ferentialspulenschaltung angeordnet, indem ein Kern 40 bewegbar ist. Durch Veränderung des Kerns 40 werden die Spulen 36 und 37 sowie 38 und 39 jeweils paarweise in ihrer Induktivität und damit in ihrem induktiven Widerstand verändert, so dass mit der Einstellung des Kerns 40 eine Beein-35 flussung der Gebersignale zueinander möglich ist. The electrical correction variables for the mechanically different membrane properties are advantageously determined by artificially caused volume changes by means of the adjusting screw 33 in the chamber 32. After correction of the electrical transmitter signals, the difference signal on line 27 is independent of volume change effects. The measuring arrangement is thus universally applicable not only for different climatic conditions, but also for measuring very large surfaces, for which the tube 16 is preferably realized by a hose. For this mobility and length of the hose, there is a slight risk of deformation. FIG. 2 shows an advantageous embodiment of the 25 rating levels, in that each rating level consists of two coils. Two coils 36 and 37 form the evaluation stage denoted by 34 in FIG. 1, while the evaluation stage denoted by 35 in FIG. 1 is realized by two coils 38 and 39. The coils 36, 37, 38, 39 are arranged as a Dif-30 differential coil circuit in that a core 40 is movable. By changing the core 40, the coils 36 and 37 as well as 38 and 39 are changed in pairs in their inductance and thus in their inductive resistance, so that the setting of the core 40 can influence the encoder signals to one another.

In Fig. 2 ist eine Brückenschaltung der in der Fig. 1 dargestellten Geber 12,13 mit der Differentialspulenschaltung aus den Spulen 36,37,38,39 gezeigt. Zwei Spulen 41 und 42 symbolisieren dabei die veränderbaren Induktivitäten eines 40 induktiven Wandlers als Geber 12. In gleicher Weise ist der Geber 13 durch zwei weitere veränderbare Spulen 43,44 dargestellt. Über zwei Leitungen 45 und 46 wird an diese Brük-kenschaltung eine Versorgungsspannung Uv herangeführt. Die miteinander verbundenen Anschlüsse der Spulen 43 und 45 44 des Gebers 13 liegen an Masse, während die miteinander verbundenen Anschlüsse der Spulen 41 und 42 über die Leitung 27 (siehe Fig. 1) mit dem Messverstärker 24 gekoppelt sind. Mit dieser Brückenschaltung wird vorteilhafterweise gleich der in der Fig. 1 mit 23 bezeichnete Differenzbildner so realisiert. FIG. 2 shows a bridge circuit of the sensors 12, 13 shown in FIG. 1 with the differential coil circuit comprising the coils 36, 37, 38, 39. Two coils 41 and 42 symbolize the changeable inductances of a 40 inductive transducer as a transmitter 12. In the same way, the transmitter 13 is represented by two further changeable coils 43, 44. A supply voltage Uv is supplied to this bridge circuit via two lines 45 and 46. The interconnected connections of the coils 43 and 45 44 of the transmitter 13 are grounded, while the interconnected connections of the coils 41 and 42 are coupled to the measuring amplifier 24 via the line 27 (see FIG. 1). With this bridge circuit, the difference former designated 23 in FIG. 1 is advantageously realized in this way.

Durch die Brückenschaltung aus den Gebern und der Differentialspulenschaltung kann vorteilhafterweise gleichzeitig der Differenzbildner realisiert werden. Grundvoraussetzung sowohl für die Genauigkeit des Messvorgangs an sich als 55 auch für die Präzision der Kompensation der Gebersignale in den Bewertungsstufen 34,35 ist die Linearität des Messsystems, d.h. ein linearer Zusammenhang zwischen der mechanischen Höhenänderung und deren Erfassung, Messung und Anzeige. Für die Gewährleistung dieser Linearität ist der 60 Geber und seine Verbindung zur Membran eine kritische Stelle. Deshalb ist es vorteilhaft, als Geber den sehr linearen induktiven oder einen kapazitiven Wandler einzusetzen, ohne dass auslenkungsabhängige Luftspaltänderungen die Wandlersignale durch Nichtlinearitäten verfälschen. Dabei 65 soll eine starre Verbindung vom mechanischen Fühler zur beweglichen Membran bestehen, die durch Federkraft in der Bewegungsrichtung zur reibungsfreien Bewegung stabilisiert wird. By means of the bridge circuit comprising the sensors and the differential coil circuit, the difference former can advantageously be implemented at the same time. The basic prerequisite for both the accuracy of the measurement process itself and the precision of the compensation of the encoder signals in the evaluation levels 34, 35 is the linearity of the measurement system, i.e. a linear relationship between the mechanical height change and its detection, measurement and display. The 60 encoder and its connection to the membrane is a critical point to ensure this linearity. It is therefore advantageous to use the very linear inductive or a capacitive transducer as the encoder without the air gap changes dependent on deflection falsifying the transducer signals due to non-linearities. In this case, there should be a rigid connection from the mechanical sensor to the movable diaphragm, which is stabilized by spring force in the direction of movement for smooth movement.

654915 4 654 915 4

Durch Beseitigung des störenden Einflusses der Membran- bei der Kompensation der Auswirkung von Volumenände-eigenschaften bei unterschiedlichen Ausdehnungen der rungseffekten ist allerdings nicht unbegrenzt. Insbesondere Membran auf das Messergebnis ist die Messanordnung auch beim Messen von sehr grossen Flächen, für die das Messverfür grössere Membranauslenkungen mit entsprechender fahren durch die oben beschriebenen Mittel anwendbar Genauigkeit anwendbar. Voraussetzung dafür ist jedoch ein s gemacht wird, treten, wenn die Geometrie der Oberfläche entsprechender Linearitätsbereich in der Erfassung, Verar- keine exakte Ebene ist, Höhenunterschiede auf, durch die der beitung und Anzeige des Vertikalweges. Fig. 3 zeigt eine vor- Linearitätsbereich bis an die Grenze und eventuell darüber teilhafte Kopplung des in der Fig. 1 mit 12 bezeichneten beansprucht wird. Um dennoch die volle Linearität der Mess-Gebers mit der Membran 10 zur Gewährleistung dieser Werterfassung bis zur Anzeige für die Genauigkeit der Mes-Linearität. Als Geber 12 dient ein induktiver Wandler, bei io sung zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, durch in der Zeich-dem in einem Spulensystem 47 mit mindestens zwei nung nicht dargestellte Mittel die vertikale Lage des Gefässes Anschlüssen 48 und 49 ein Kern 50 bewegt wird. Dieser Kern 7 veränderbar (nachführbar) zu gestalten. Durch hochgenaue ist über einen Träger 51 mit zwei Befestigungselementen 52 Messung in der Positionierung dieser vertikalen Lage des und 53 mit der Membran 10 starr verbunden. Der Träger 51 Gefässes 7 kann darüberhinaus ein Mass für die Höhenab-wird mittels einer an dem Traggestell 14 mit einem Befesti- is weichung auf der zu prüfenden Oberfläche 2 gewonnen gungselement 54 befestigten Blattfeder 55 geführt. Die Bewe- werden. However, by eliminating the disruptive influence of the membrane when compensating for the effect of volume change properties in the case of different expansions of the effect, it is not unlimited. In particular membrane on the measurement result, the measurement arrangement can also be used when measuring very large areas for which the measurement can be used for larger membrane deflections with a corresponding accuracy by the means described above. A prerequisite for this is, however, that if the geometry of the surface has a corresponding linearity range in the acquisition, processing is not an exact level, there are height differences due to the processing and display of the vertical path. FIG. 3 shows a pre-linearity range up to the limit and, possibly above, partial coupling of what is claimed as 12 in FIG. 1 is claimed. Nevertheless, the full linearity of the transducer with the membrane 10 to ensure this value acquisition up to the display for the accuracy of the measurement linearity. An inductive transducer is used as the encoder 12, to ensure at io solution, it is advantageous to move a core 50 through the vertical position of the vessel connections 48 and 49 in the drawing in a coil system 47 with at least two means not shown. To make this core 7 changeable (trackable). By means of high-precision, measurement in the positioning of this vertical position of the and 53 with the membrane 10 is rigidly connected via a carrier 51 with two fastening elements 52. The carrier 51 of the vessel 7 can moreover be a measure of the height is guided by means of a leaf spring 55 secured to the support frame 14 with a fastening softening on the surface 2 to be tested 2. The move.

gung des Kerns 50 wird auf diese Weise da die Membran 10 Damit wifd die Mess unebener Oberflächen auf eine em schwimmendes Gebilde darstellt, auf eine einzige Bewe- ktweise oder bereichsweise Ebenenvergleichsmessung gungsnchtung stabilisiert. Das Spulensystem 47 ist so am zurückseführt Traggestell 14 angeordnet, dass der Kern 50 im Spulensystem 20 In this way, since the membrane 10 thus represents the measurement of uneven surfaces on a floating structure, the core 50 is stabilized in a single manner of movement or area-by-area comparison measurement. The coil system 47 is arranged on the returned support frame 14 in such a way that the core 50 in the coil system 20

reibungsfreie Bewegungen ausführen kann. Diese Membran- Bei der oben beschriebenen Anordnung werden unter- can perform smooth movements. In the arrangement described above,

Geber-Kopplung zeichnet sich durch sehr lineare Eigen- schiedliche Oberflächenniveaus mit entsprechender Präzi- Encoder coupling is characterized by very linear, different surface levels with corresponding precision

schaften aus, insbesondere da keine Nichtlinearitäten durch sion durch punktweise Abtastung mit dem Messprinzip zur einen kapazitiven oder induktiven Luftspalt auftreten. Als Ebenheitsmessung erfasst. Durch Messung der Höhenkoor- properties, especially since there are no non-linearities due to point-by-point scanning using the measuring principle to form a capacitive or inductive air gap. Recorded as a flatness measurement. By measuring the height

Geber kann auch ein kapazitiver Wandler eingesetzt werden, 25 dinatennachführung lässt sich darüberhinaus gleichzeitig ein dessen Elektroden beispielsweise koaxial ineinander Mass für die Oberflächenunterschiede der Messfläche tauchen. Der Linearitätsbereich bei der Messung und damit gewinnen. A capacitive transducer can also be used; 25 dinate tracking can also be used to simultaneously immerse one of its electrodes, for example coaxially into one another, for the surface differences of the measuring surface. The linearity range in the measurement and thus gain.

B B

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

654915 PATENT CLAIMS

1. Arrangement for straightness and flatness measurement with at least two liquid-filled, namely at least one communicating vessels (6, 7) arranged above a measuring and at least one above a reference surface, in each of which there is a membrane (10, 11) and one of them Assigned sensors (12, 13) are located, at the output of which there are electrical signals dependent on the membrane height or expansion, which are fed via a difference generator (23) to a measuring amplifier (24), the output side of which is via a filter stage (25) with a display - and / or evaluation stage (26) is connected, characterized in that the output of each transmitter via an evaluation stage (34, 35) which can be set as a function of the membrane properties of the membrane (10, 11) assigned to the transmitter, together with the difference generator (23) communicates.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that each evaluation stage comprises two coils (36,37; 38,39) and that the coils of the evaluation stages are arranged as a differential coil circuit with an adjustable core (40) for excitation of the coils in pairs.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that means (32,33) for changing the volume in the communicating vessels are provided for obtaining single-digit sizes of the evaluation levels.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that an inductive transducer is provided as the transmitter, the core (50) movable in a coil rigidly connected to the membrane (10) and by means of a spring (55), preferably a leaf spring, is guided vertically.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that a capacitive transducer is provided as the transmitter, the movable electrode, which is movable perpendicular to the fixed electrode, rigidly connected to the membrane and guided vertically by means of a spring, preferably a leaf spring.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that for measuring surfaces whose vertical surface deviations are greater than the measuring range of the vertical displacement sensor system, the height coordinate of the reference surface is measurably changeable.