DD213498A1

DD213498A1 - Spanndrahtlineal mit kompensation der materialeigenschaften des spanndrahtsystems

Info

Publication number: DD213498A1
Application number: DD24757083A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Meister
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-01-31
Filing date: 1983-01-31
Publication date: 1984-09-12
Also published as: DE3340298A1; CH664013A5; GB2137355B; JPS59151002A; GB2137355A; GB8402247D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spanndrahtlineal mit Kompensation der Materialeigenschaften des Spanndrahtsystems mit dem Ziel, die Genauigkeit des Spanndrahtlineals zu erhoehen. Aufgabe ist es, mit einfachen Mitteln den Einfluss oertlicher Unterschiede der magnetischen und elektrischen Drahteigenschaften auf die Messung zu kompensieren. Das Spanndrahtlineal umfasst ein aus vielen ferromagnetischen, duennen Draehten bestehendes,gespanntes Spanndrahtsystem,welches mittels induktiver Abtastsysteme abgetastet wird. Das Drahtsystem besitzt eine durch Aufmagnetisierung hergestellte,oertlich begrenzte permanentmagnetische Markierung. An einem die Abtastsysteme aufnehmenden Traeger ist ein die Abtastsysteme auf den gegen Permeabilitaetsschwankungen invarianten Ort zwischen den Abtastsystemen einregelndes Stellglied vorgesehen. Das Drahtlineal wird angewendet als Gerad- und Ebenheitsnormal in der Feinmesstechnik und der Fertigung.

Description

Titel: Spanndrahtlineal mit Kompensation der Materialeigenschaften des Spanndrahtsystenis

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Spanndrahtlineal mit Kompensation der Materialeigenschaften des Spanndrahtsystems. Sie umfaßt insbesondere die Kompensation bzw, Beseitigung des Stö"reinfluJ3es lokaler Schwankungen der magnetischen bzw. elektrischen Materialeigenschaften auf die Systemgeradheit des als Präzisions-Geradheitsnormal vorgesehenen Spanndrahtlineals.

Charakteristik der bekannten technischen Lb'sungen Aus der I)D-PS 139295 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 und zur Durchhangermittlung der Drähte des Drahtsystems aus 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.

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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 /UL, des Drahtsystems, die die Messungen verfälschen können, erfolgt nicht.

Bei der in der Anmeldung WP Go 1 B/233748/4 angegebenen .Anordnung muß die Differenzanordnung zweier berührungsfreier induktiver Wegaufnehmer so zum Spanndrahtsystem eingestellt werden, daß gewissermaßen der Meßausschlag auf Hull gehalten wird, die Brückenschaltung also nur im auf Diagonalspannung "Hull" abgeglichenen Zustand betrieben wird. Das Spanndrahtsystem würde sich dabei in der geometrischen, d.h.

von restlichen A /U -Effekten hoch beeinflußten Mitte zwi-

/ r

sehen den Stirnflächen der beiden, im allgemeinen nicht identischen Wegaufnehmer (Abtastsysteme) befinden. Es ist jedoch die «/Ώ. unabhängige elektrische Mitte längs des Spanndrahtsystems nicht immer in Übereinstimmung mit der geometrischen Mitte zwischen den Wegaufnehmern, was unter anderem auch seine Ursache in gewissen TJnsymmetrien im Aufbau der Wegaufnehmer hat.

Ziel der Erfindung

Es ist der Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Genauigkeit des Spanndrahtlineals zu erhöhen.

Wesen der Erfindung

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. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Spanndraht-

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._ Γ\ !J 111 Jn ι η /-. λ, ,.. , , ..

lineal 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 beweglicher Träger verschiebbar gelagert ist, an welchem ein die Oberfläche des Meßobäektes abtastender Taster angeordnet ist, und eine mit den Abtastsystemen elektrisch verbundene Auswert eeinrichtung, dadurch gelöst, daß das Spanndrahtsystem eine durch Auf magnetisierung hergestellte, örtlich begrenzte permanentmagnetische Markierung umfaßt und daß am die Abtastsysteme aufnehmenden Träger ein die Abtastsysteme auf den gegen Permeabilitätsschwankungen invarianten Ort (elektrische Mitte) zwischen den Stirnflächen der Abtastsysteme senkrecht zur Spanndrahtsystemebene einregelndes, vorzugsweise mit einer Trägerfrequenz-Brückenschaltung verbundenes Stellglied angeordnet ist, d.h. auf den Ort, an welchem die permanentmagnetische Markierung meßtechnisch nicht wirksam ist.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die Markierung eine impulsartig begrenzte Veränderung der magnetischen Permeabilität des Spanndrahtsystems ist, deren Permeabilität um ύ. 10$ gegenüber dem durch Entmagnetisierung hergestellten Mittelwert der Permeabilität des Drahtsystems verändert ist.

Zur Einstellung der Abtastsysteme auf die elektrische Mitte, d.h. auf den4,u -invarianten Ort erhält also der die Ab— tastsysteme aufnehmende Träger ein Stellglied, mit dessen Hilfe die der geometrischen Mitte zwischen den Abtastsyste— men 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

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mehrfachem Überfahren der Markierung -an einer Trägerfrequenz- Brückensehaltung 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 A /u -Effekten.

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,

AusführungsbeisOJel

Die Erfindung soll nachstehend an dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläuert werden.

Das Spanndrahtlineal umfaßt einen Eahmen 1 mit Führungen 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 Hahmen 1 befinden sich Spannanordnungen 9; 10, zwischen denen ein aus vielen dünnen ferromagnetischen Drähten bestehendes Spanndrahtsystem 11 eingespannt ist, welches von am Eahmen 1 angeordneten Stützen 12; 13 gegenüber dem Meßobjekt 14 gestützt wird. Diese Stützen 12; 13 sind vorteilhaft höhenverstellbar. Das Spanndrahtsystem 11 besitzt eine durch Aufmagnetisierung hergestellte, örtlich begrenzte permanentmagnetische Markierung 21, deren Permeabilität um = 10$ gegenüber dem durch Entmagnetisierung hergestell-

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ten Mittelwert der Permeabilität des Drahtsystems 11 verkenn

ändert ist. Das gesamte Spanndrahtlineal 4rö4> mittels

cm Stützelemente 15; 16 auf dee- Meßobjekt 14 oder auf einer Unterlage, auf welcher sich das Meßobjekt befindet, ruhen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Spulen 5' und 6^f der das Drahtsystem 11 abtastenden Abtastsysteme 5 und 6 in einer Trägerfrequenz-Brückenschaltung zusammengeschaltet, in deren Brückenkreis ein Trägerfrequenz-Verstärker liegt. In der Brückenschaltung sind ferner Abgleichelemente 18; 19 vorgesehen, mit denen die Meßbrücke abgeglichen und ein mit dem Trägerfrequenz-Verstärker 17 verbundenes Anzeigeinstrument 20 auf "ITuIl" eingestellt werden kann. Vorzugsweise ist der Trägerfrequenz-Verstärker 17 mit dem Verstellsystem 4^r des Stellgliedes 4 verbunden, so daß mit dem iTullabgleich der Brückenschaltung auch gleichzeitig die elektrische Mitte eingestellt werden kann.

Zur Beseitigung des Einflusses des Bestmagnetismus des Spanndrahtsystems auf die Meßgenauigkeit müssen die Abtastsysteme 5; β auf den gegen Permeabilitätsschwankungen invarianten Ort, d.h. in die elektrische Mitte zwischen den Stirnflächen der Abtastsysteme 5; 6 eingestellt 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 die Trägerfrequenz—Brückenschaltung so eingestellt, daß die Markierung 21 im Meßergebnis bzw. am Anzeigeinstrument 20 weder mit 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 Drahtsystems 11 lokale /U -Schwankungen im Drahtsystem 11 meßtechnisch unwirksam bleiben.

In dieser Einstellung werden dann die Messungen am Meßob-

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jekt 14 frei vom Einfluß noch vorhandener Permeabilitätsschwankungen, ansich bekannter Weise durchgeführt.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß bei Abtastung, z.B. dünner, nicht ferromagnetischer, jedoch elektrisch leitfähiger Bänder analoge Verhältnisse für die elektrische örtliche Leitfähigkeit der von den Abtastsystemen verursachten Wirbe !ströme vorliegen, welche hier an die Stelle der Permeabilität treten.

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Claims

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Brfindungsanspruch

3ga.nnä.T3.ht,l±neal mit Kompensation der Materialeigenschaften des Spanndrahtsystems, welches aus ferromagnetischen Drähten zusammengesetzt ist, umfassend einen Eahmen, 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 beweglicher Träger verschiebbar gelagert ist, > an welchem ein die Oberfläche des Meßobjektes abtastender Taster angeordnet ist, und eine mit den Abtastsystemen elektrisch verbundene Auswerteeinrichtung, gekennzeichnet, dadurch daß das Spanndrahtsystem eine durch Aufmagnetisierung hergestellte, örtlich begrenzte permanentmagnetische Markierung umfaßt und daß am die Abtastsysteme aufnehmenden Träger ein die Abtastsysteme auf den gegen Permeabilitätsschwankungen invarianten Ort (elektrische Mitte) zwischen den Stirnflächen der Abtastsysteme senkrecht zur Spanndrahtsystemebene einregelndes, vorzugsweise mit einer Trägerfrequenz—Brückenschaltung verbundenes Stellglied angeordnet ist, d.h.. auf den Ort, an welchem die permanentmagnetische Markierung meßtechnisch nicht wirksam ist.
2. Spanndrahtlineal nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung eine impulsartig begrenzte Veränderung der magnetischen Permeabilität des Spanndrahtsystems ist, deren Permeabilität um ^ 10$ gegenüber dem durch Entmagnetisierung hergestellten Mittelwert der Permeabilität des Drahtsysteras verändert ist.

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