CH664013A5

CH664013A5 - TENSION WIRE LINEAL WITH COMPENSATION OF THE MATERIAL PROPERTIES OF THE TENSION WIRE SYSTEM.

Info

Publication number: CH664013A5
Application number: CH45284A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Meister
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1988-01-29
Also published as: GB2137355B; DE3340298A1; DD213498A1; GB8402247D0; GB2137355A; JPS59151002A

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein Spanndrahtlineal mit Kompensation der Materialeigenschaften des Spanndrahtsystems gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a tension wire ruler with compensation of the material properties of the tension wire system according to the preamble of claim 1.

Aus der DD-PS 139 295 ist ein Spanndrahtlineal hoher Genauigkeit bekannt, welches einen Träger umfasst, in welchem zwischen Halte- und Spannvorrichtungen ein aus einer Vielzahl dünner, paralleler Drähte bestehendes Spanndrahtsystem eingespannt ist und welches Abtastsysteme zur Abtastung des Drahtsystems in seiner Längserstreckung enthält. Es sind ferner Mittel zur Schwingungserregung des Drahtsystems auf dessen Eigenfrequenz vorgesehen. In einer Auswerteeinrichtung werden aus den von den Abtastsystemen gelieferten Messwerten, welche z.B. induktiv oder kapazitiv das Drahtsystem abtasten, unter Berücksichtigung des Drahtdurchhangs Ebenheits- und Geradheitskennwerte des Prüflings ermittelt. DD-PS 139 295 discloses a high-precision tension wire ruler which comprises a carrier in which a tension wire system consisting of a large number of thin, parallel wires is clamped between holding and tensioning devices and which contains scanning systems for scanning the wire system in its longitudinal extent. Means are also provided for vibrating the wire system at its natural frequency. In an evaluation device, the measurement values supplied by the scanning systems, which e.g. Scan the wire system inductively or capacitively, determining the flatness and straightness parameters of the test object, taking into account the wire slack.

Bei diesem Spanndrahtlineal werden lediglich der Drahtdurchhang kompensiert und die Drähte durch Entmagnetisierung mit abklingendem Wechselfeld homogenisiert. Die Erfassung der noch verbleibenden örtlichen Schwankungen der Permeabilität jj.r des Drahtsystems, die die Messungen verfälschen können, erfolgt nicht. With this tension wire ruler, only the wire sag is compensated and the wires are homogenized by demagnetization with a decaying alternating field. The detection of the remaining local fluctuations in the permeability jj.r of the wire system, which can falsify the measurements, is not carried out.

Bei der in der Anmeldung WP Co 1 B/233 748/4 angegebenen Anordnung muss die Differenzanordnung zweier berührungsfreier induktiver Wegaufnehmer so zum Spanndrahtsystem eingestellt werden, dass gewissermassen der Messausschlag auf Null gehalten wird, die Brückenschaltung also nur im auf Diagonalspannung «Null» abgeglichenen Zustand betrieben wird. Das Spanndrahtsystem würdesich dabei in der geometrischen, d.h. von restlichen Ajir-Effekten hoch beeinflussten Mitte zwischen den Stirnflächen der beiden, im allgemeinen nicht identischen Wegaufnehmer (Abtastsysteme) befinden. Es ist jedoch die Àn.r-unabhângige elektrische Mitte längs des Spanndrahtsystems nicht immer in Übereinstimmung mit der geometrischen Mitte zwischen den Wegaufnehmern, was unter anderem auch seine Ursache in gewissen Unsymmetrien im Aufbau der Wegaufnehmer hat. In the arrangement specified in the WP Co 1 B / 233 748/4 application, the differential arrangement of two non-contact inductive displacement transducers to the tension wire system must be set so that the measurement deflection is kept to a certain extent, i.e. the bridge circuit is only adjusted to the diagonal voltage «zero» is operated. The tension wire system would be in the geometric, i.e. by the remaining ajir effects highly influenced middle between the end faces of the two, generally not identical displacement sensors (scanning systems). However, the Àn.r-independent electrical center along the tension wire system is not always in accordance with the geometric center between the position transducers, which among other things is due to certain asymmetries in the structure of the position transducers.

Es ist der Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Genauigkeit des Spanndrahtlineals zu erhöhen. It is the purpose of the invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to increase the accuracy of the tension wire ruler.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Spanndrahtlineal mit einfachen Mitteln den Einfluss örtlicher Unterschiede der magnetischen und elektrischen Drahteigenschaften auf die Messungen zu kompensieren. The object of the invention is to compensate for the influence of local differences in the magnetic and electrical wire properties on the measurements with simple means in a tension wire ruler.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem Spanndrahtlineal mit Kompensation der Materialeigenschaften des Spanndrahtsystems, umfassend einen Rahmen, in welchem in Halterungen das Spanndrahtsystem eingespannt ist und welcher in seiner Längserstreckung eine Führung und Stützen besitzt, wobei auf der Führung ein mindestens zwei Abtastsysteme aufnehmender, senkrecht zur Führung beweglicherTräger verschiebbar gelagert ist, an welchem ein die Oberfläche des Messobjektes abtastender Taster angeordnet ist, und eine mit den Abtastsystemen elektrisch verbundene Auswerteeinrichtung, dadurch gelöst, dass das Spanndrahtsystem eine durch Aufmagnetisierung hergestellte, örtlich begrenzte permanentmagnetische Markierung umfasst und dass an die Abtastsysteme aufnehmenden Träger ein die Abtastsysteme auf den gegen Permeabilitätsschwankungen invarianten Ort zwischen den Stirnflächen der Abtastsysteme senkrecht zur Spanndrahtsystemebene einregelndes, mit einerTrägerfrequenz-Brückenschaltung verbundenes Stellglied angeordnet ist, d.h. auf den Ort, an welchem die permanentmagnetische Markierung messtechnisch nicht wirksam ist. According to the invention, this object is achieved in a tension wire ruler with compensation of the material properties of the tension wire system, comprising a frame in which the tension wire system is clamped in holders and which has a guide and supports in its longitudinal extent, with at least two scanning systems on the guide, perpendicular to the guide movable carrier is slidably mounted, on which a probe is arranged which scans the surface of the measurement object, and an evaluation device electrically connected to the scanning systems, solved in that the tension wire system comprises a locally limited permanent magnetic marking produced by magnetization and in that a carrier receiving the scanning systems the scanning systems on the location invariant against permeability fluctuations between the end faces of the scanning systems perpendicular to the tension wire system plane, connected to a carrier frequency bridge circuit s actuator is arranged, i.e. to the place where the permanent magnetic marking is not effective in terms of measurement technology.

Dabei ist es vorteilhaft, dass die Markierung eine impulsartig begrenzte Veränderung der magnetischen Permeabilität des Spanndrahtsystems ist, deren Permeabilität um S10% gegenüber dem durch Entmagnetisierung hergestellten Mittelwert der Permeabilität des Drahtsystems verändert ist. It is advantageous that the marking is a pulse-like limited change in the magnetic permeability of the tension wire system, the permeability of which is changed by S10% compared to the mean value of the permeability of the wire system produced by demagnetization.

Zur Einstellung der Abtastsysteme auf die elektrische Mitte, d.h. auf den A(ir-invarianten Ort, erhält also der die Abtastsysteme aufnehmende Träger ein Stellglied, mit dessen Hilfe die der geometrischen Mitte zwischen den Abtastsystemen zugeordnete Höhe um einen bestimmten Betrag geändert werden kann. Dieser Betrag muss mindestens so gross sein, dass die äusserst mögliche Differenz zwischen geometrischer und elektrischer Mitte ausgeglichen werden kann, und wird bei mehrfachem Überfahren der Markierung an einer Trägerfrequenz-Brückenschaltung so eingestellt, dass die Markierung weder einen positiven noch einen negativen Ausschlag an einem Registrier- oder Anzeigegerät bewirkt. In dieser eingestellten Grundjustierung des Spanndrahtlineals ist die Prüfung des Messobjektes weitestgehend frei von Ajj.r-Effekten. To set the scanning systems to the electrical center, i.e. to the A (ir-invariant location), the carrier receiving the scanning systems is given an actuator, with the aid of which the height assigned to the geometric center between the scanning systems can be changed by a certain amount. This amount must be at least so large that the extreme possible difference between the geometric and electrical center can be compensated for, and if the marker is crossed over several times on a carrier frequency bridge circuit, the marker is set in such a way that the marker causes neither a positive nor a negative deflection on a registration or display device the test of the measurement object is largely free of Ajj.r effects.

Mit dieser Anordnung ist damit neben dem Einfluss des Drahtdurchhangs und der Ungenauigkeit der den Träger tragenden Führung auch der negative Einfluss der örtlichen Schwankungen der magnetischen Permeabilität des Spanndrahtsystems auf die Messgenauigkeit des Spanndrahtlineals bei Messungen der Geradheit, Ebenheit und der Oberflächenparameter beseitigt. With this arrangement, in addition to the influence of the wire sag and the inaccuracy of the guide carrying the carrier, the negative influence of the local fluctuations in the magnetic permeability of the tension wire system on the measurement accuracy of the tension wire ruler when measuring the straightness, flatness and surface parameters is eliminated.

Die Erfindung soll nachstehend an dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail below using the exemplary embodiment shown schematically in the drawing.

Das Spanndrahtlineal umfasst einen Rahmen 1 mit Führung 2, auf denen ein Träger 3 verschiebbar gelagert ist. Am Träger 3 sind ein Stellglied 4, Abtastsysteme 5 ; 6 sowie ein durch einen Taster 7 beeinflussbarer, massearmer, vorzugsweise induktiver Wegaufnehmer 8 angeordnet. Auf dem Rahmen 1 befinden sich Spannanordnungen 9; 10, zwischen denen ein aus vielen dünnen ferromagnetischen Drähten The tension wire ruler comprises a frame 1 with a guide 2, on which a carrier 3 is slidably mounted. An actuator 4, scanning systems 5; 6 and a low-mass, preferably inductive displacement transducer 8 which can be influenced by a button 7. On the frame 1 there are clamping arrangements 9; 10, between which one of many thin ferromagnetic wires

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

664013 664013

bestehendes Spanndrahtsystem 11 eingespannt ist, welches von am Rahmen 1 angeordneten Stützen 12; 13 gegenüber dem Messobjekt 14gestützt wird. Diese Stützen 12; 13 sind vorteilhaft höhenverstellbar. Das Spanndrahtsystem 11 besitzt eine durch Aufmagnetisierung hergestellte, örtlich begrenzte permanentmagnetische Markierung 21, deren Permeabilität um ü 10% gegenüber dem durch Entmagnetisierung hergestellten Mittelwert der Permeabilität des Drahtsystems 11 verändert ist. Das gesamte Spanndrahtlineal kann mittels Stützelemente 15; 16 auf dem Messobjekt 14 oder auf einer Unterlage, auf welcher sich das Messobjekt befindet, ruhen. existing tension wire system 11 is clamped, which is arranged on the frame 1 supports 12; 13 is supported with respect to the measurement object 14. These supports 12; 13 are advantageously adjustable in height. The tension wire system 11 has a locally limited permanent magnetic marking 21 produced by magnetization, the permeability of which is changed by 10 10% compared to the mean value of the permeability of the wire system 11 produced by demagnetization. The entire tension wire ruler can by means of support elements 15; 16 rest on the measurement object 14 or on a base on which the measurement object is located.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Spulen 5' und 6' der das Drahtsystem 11 abtastenden Abtastsysteme 5 und 6 in einer Trägerfrequenz-Brückenschaltung zusammengeschaltet, in deren Brückenkreis einTrägerfrequenz-Ver-stärker 17 liegt. In der Brückenschaltung sind ferner Abgleichelemente 18; 19 vorgesehen, mit denen die Messbrücke abgeglichen und ein mit dem Trägerfrequenz-Ver-stärker 17 verbundenes Anzeigeinstrument 20 auf «Null» eingestellt werden kann. Vorzugsweise ist derTrägerfre-quenz-Verstärker 17 mit dem Verstellsystem 4' des Stellgliedes 4 verbunden, so dass mit dem Nullabgleich der Brük-kenschaltung auch gleichzeitig die elektrische Mitte eingestellt werden kann. As can be seen from the drawing, the coils 5 'and 6' of the scanning systems 5 and 6 scanning the wire system 11 are interconnected in a carrier frequency bridge circuit, in the bridge circuit of which there is a carrier frequency amplifier 17. In the bridge circuit, adjustment elements 18; 19 are provided, with which the measuring bridge can be adjusted and a display instrument 20 connected to the carrier frequency amplifier 17 can be set to "zero". The carrier frequency amplifier 17 is preferably connected to the adjustment system 4 'of the actuator 4, so that the electrical center can also be set at the same time as the bridge circuit is zeroed.

Zur Beseitigung des Einflusses des Restmagnetismus des To eliminate the influence of the residual magnetism of the

Spanndrahtsystems auf die Messgenauigkeit müssen die Abtastsysteme 5 ; 6 auf den gegen Permeabilitätsschwankungen invarianten Ort, d.h. in die elektrische Mitte zwischen den Stirnflächen der Abtastsysteme 5 ; 6 eingestellt s werden. Dazu werden die Abtastsysteme 5 ; 6 über den Ort der Markierung 21 zyklisch hin- und hergeführt und mittels mindestens eines der Abgleichelemente 18; 19 dieTrägerfre-quenz-Brückenschaltung so eingestellt, dass die Markierung 21 im Messergebnis bzw. am Anzeigeinstrument 20 weder io positivem oder negativem Vorzeichen erscheint. Das Verstellsystem 4' des Stellgliedes 4 sorgt automatisch dafür, dass der durch die Abgleichelemente 18; 19 festgelegte Abgleichzustand der Brückenschaltung erhalten bleibt und damit bei der Verschiebung der Abtastsysteme 5 ; 6 längs des Drahtsy-ls stems 11 lokale ^[-Schwankungen im Drahtsystem 11 messtechnisch unwirksam bleiben. Tension wire system on the measurement accuracy, the scanning systems 5; 6 to the location invariant to permeability fluctuations, i.e. in the electrical center between the end faces of the scanning systems 5; 6 s can be set. For this purpose, the scanning systems 5; 6 cyclically guided back and forth over the location of the marking 21 and by means of at least one of the adjustment elements 18; 19 the carrier frequency bridge circuit is set so that the marking 21 does not appear in the measurement result or on the display instrument 20 with either a positive or negative sign. The adjustment system 4 'of the actuator 4 automatically ensures that the adjustment elements 18; 19 specified balance state of the bridge circuit is maintained and thus when the scanning systems 5; 6 along the wire system 11 local ^ [- fluctuations in the wire system 11 remain ineffective in terms of measurement technology.

I n dieser Einstellung werden dann die Messungen am Messobjekt 14 frei vom Einfluss noch vorhandener Permea-bilitätsschwankungen an sich bekannterWeise durchgeführt. In this setting, the measurements on the measurement object 14 are then carried out free of the influence of still existing permeability fluctuations in a manner known per se.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass bei Abtastungen z.B. dünner, nicht ferromagnetischer, jedoch elektrisch leitfähiger Bänder analoge Verhältnisse für die elektrische örtliche Leitfähigkeit der von den Abtastsystemen verursachten Wir-25 beiströme vorliegen, welche hier an die Stelle der Permeabilität treten. It should be mentioned at this point that e.g. thin, non-ferromagnetic, but electrically conductive tapes have analogous conditions for the electrical local conductivity of the Wir-25 currents caused by the scanning systems, which take the place of permeability here.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

664 013 2 PATENT CLAIMS

1. Tension wire ruler with compensation of the material properties of the tension wire system, which is composed of ferromagnetic wires, comprising a frame in which the tension wire system is clamped in brackets and which has a guide and supports in its longitudinal extent, with at least two scanning systems on the guide receiving, movably supported perpendicular to the guide, on which a probe is arranged which scans the surface of the measurement object, and an evaluation device electrically connected to the scanning systems, characterized in that the tension wire system comprises a locally limited permanent magnetic marking produced by magnetization and in that on the carrier receiving the scanning systems, the scanning systems regulating at the location invariable against permeability fluctuations between the end faces of the scanning systems perpendicular to the tension wire system plane, with a carrier frequency-B back-connected actuator is arranged, i.e. to the place where the permanent magnetic marking is not effective in terms of measurement technology.

2. tension wire ruler according to claim 1, characterized in that the marking is a pulse-like limited change in the magnetic permeability of the tension wire system, the permeability of which is changed by S10% compared to the mean value of the permeability of the wire system produced by demagnetization.