DE102006021289A1

DE102006021289A1 - Angular spacing or angle of e.g. circle, determining method, involves moving sensor relative to atomic lattice on circular path, detecting number and/or position of atoms of lattice, and determining angular spacing or angle by sensor

Info

Publication number: DE102006021289A1
Application number: DE102006021289A
Authority: DE
Inventors: Frank Dr. Härtig; Karin Kniel; Ludger Dr. Koenders; Reinhard Dr. Probst
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium fuer Wirtschaft und Technologie
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium fuer Wirtschaft und Technologie
Priority date: 2006-05-05
Filing date: 2006-05-05
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2026-05-06
Also published as: DE102006021289B4

Abstract

The method involves moving a sensor (3) e.g. scanning tunneling microscope (STM) or scanning force microscope (SFM), relative to an atomic lattice (2) on a circular path (6). Number and/or position of atoms (5) of the lattice is detected by the sensor. An angular spacing or an angle (W) is determined by the sensor, where the sensor is moved parallel to a lattice surface or a lattice plane or an axis relative to the lattice. Eccentricity and/or cyclic testing errors between a measuring bridge and a turntable are determined. An independent claim is also included for a device for measurement of an angular spacing or angle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Winkelteilung sowie eine Verwendung eines atomaren Gitters zur Rückführung von mindestens einer Winkelteilung.The The present invention relates to a method and an apparatus for determining an angle division and a use of an atomic lattice for the return of at least one angular division.

Bei der Bestimmung von Winkelteilungen geht es insbesondere darum, einen Winkel zu erfassen bzw. zu messen und vorzugsweise in einer normierten Winkeleinheit auszudrücken. Bei der Rückführung einer Winkelteilung geht es darum, ein Maß oder eine Maßverkörperung für einen Winkel bzw. eine Winkeleinheit zu schaffen. Insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfindung darüber hinaus mit einer hochgenauen Bestimmung bzw. Messung von Winkeln, so daß der Ausdruck "Bestimmung einer Winkelteilung" insbesondere auch in diesem allgemeineren Sinne zu verstehen ist.at the determination of angular divisions is in particular about one Angle to detect or measure and preferably in a normalized Express angle unit. In the return of a Angle division is about it, a measure or a material measure for one To create angle or an angular unit. In particular, it is concerned the present invention above with a highly accurate determination or measurement of angles, so that the Expression "Determination an angular division "in particular is to be understood in this more general sense.

Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Erfassung von Winkelteilungen und Winkeln, insbesondere Teilwinkeln oder Vollwinkeln (360° oder mehr) bekannt. Die Winkel werden meist auf Normale oder Maßverkörperungen mit periodischen, entlang einer Kreisbahn angebrachten Strukturen zurückgeführt. Hierbei werden verschiedene physikalische Prinzipien, wie induktive Meßsysteme (Resolver), magnetische Meßsysteme, optische Meßsysteme oder photoelektrische Meßsysteme, verwendet. Üblicherweise wird ein elektrisches Signal erzeugt und daraus ein Meßwert gebildet. Bei derartigen Messungen ist die Genauigkeit bei der Bestimmung eines Winkels maßgeblich von der Fertigungspräzision der entsprechenden Maßverkörperung, insbesondere einer Winkelteilung bzw. eines sog. Winkel-encoders, abhängig. Die Winkelauflösung ist in erster Linie von der Breite der periodischen Strukturen der Maßverkörperung abhängig und begrenzt. Insbesondere sind verhältnismäßig große Radien und damit verbundene Baugrößen erforderlich, um eine hohe Genauigkeit bzw. -auflösung zu erreichen. Die damit verbundenen Baugrößen machen einen Einsatz in der Mikrosystemtechnik praktisch unmöglich oder erschweren einen derartigen Einsatz.It are various methods and devices for detecting Angular pitches and angles, in particular partial angles or full angles (360 ° or more) known. The angles are usually on normal or material measures with periodic structures attached along a circular path recycled. in this connection different physical principles, such as inductive measuring systems (resolvers), magnetic measuring systems, optical measuring systems or photoelectric measuring systems used. Usually an electrical signal is generated and formed therefrom a measured value. In such measurements, the accuracy in the determination of an angle from the manufacturing precision the corresponding measuring standard, in particular an angular division or a so-called. Angle encoders, dependent. The angular resolution is primarily due to the width of the periodic structures of the Measuring standard dependent and limited. In particular, relatively large radii and related sizes required, to achieve a high accuracy or resolution. The so make connected sizes a use in microsystems technology virtually impossible or complicate such use.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Winkelteilung oder eines Winkels an zugeben sowie eine Verwendung eines atomaren Gitters zur Rückführung von mindestens einer Winkelteilung vorzuschlagen, wobei eine besonders genaue Bestimmung einer Winkelteilung oder eines Winkels, insbesondere auf einfache Weise, ohne Kalibrierung und/oder auf kleinstem Raum, ermöglicht wird.Of the The present invention is based on the object, a method and a device for determining an angular division or a Winkels and a use of an atomic grid for Repatriation of to propose at least one angular division, with a particular accurate determination of angular pitch or angle, in particular in a simple way, without calibration and / or in the smallest space, is possible.

Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder eine Verwendung gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The The above object is achieved by a method according to claim 1, a device according to claim 8 or a use according to claim 15 solved. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Winkelteilung bzw. einen Winkel mittels eines atomaren Gitters zu bestimmen. Ein Sensor wird zumindest im wesentlichen auf einer Kreisbahn relativ zu dem Gitter bewegt. Die Anzahl und/oder Position von sich vorbeibewegenden atomaren Strukturen, insbesondere Atomen, des Gitters wird bzw. werden mittels des Sensors erfaßt. Daraus wird die Winkelteilung bzw. der Winkel bestimmt. Dies führt zu mehreren Vorteilen.One An essential aspect of the present invention is a Angle division or an angle by means of an atomic grid determine. A sensor is at least substantially on a circular path moved relative to the grid. The number and / or position of yourself passing atomic structures, especially atoms, of the lattice or are detected by means of the sensor. This will be the angle division or the angle determined. this leads to to several advantages.

Es wird eine hochgenaue Bestimmung einer Winkelteilung bzw. eines Winkels ermöglicht. Insbesondere sind Winkelauflösungen von weniger als 5·10^–6 Bogensekunden möglich.A highly accurate determination of an angle division or an angle is made possible. In particular, angular resolution possible of less than 5 x 10 ^-6 seconds of arc.

Die vorschlagsgemäße Bestimmung kann auf sehr kompaktem Raum, insbesondere bei gegenüber dem Stand der Technik wesentlich kleineren Radien erfolgen und ist daher besonders auch für Mikrosystemanwendungen oder dergleichen geeignet.The Proposed provision can be in a very compact space, especially when compared to the State of the art is done much smaller radii and is therefore especially for Microsystem applications or the like.

Insbesondere wird eine Winkelteilung direkt an atomaren, vorzugsweise kristallinen Strukturen abgegriffen. Durch den homogenen Aufbau kristalliner bzw. atomarer Gitter und die bekannten Gitterabstände ist es möglich, Winkel ohne Kalibrierverfahren mit hoher Präzision zu bestimmen.Especially is an angular division directly to atomic, preferably crystalline Structures tapped. Due to the homogeneous structure of crystalline or atomic lattice and the known lattice spacings it is possible Determine angle without calibration procedure with high precision.

Die vorschlagsgemäße Bestimmung ist vergleichsweise einfach und kostengünstig realisierbar, da ein atomares Gitter im Vergleich zu einer sonstigen hochgenauen Maßverkörperung mit Radialstrukturen einfacher und kostengünstigerer herstellbar bzw. bereitstellbar ist.The Proposed provision is comparatively easy and inexpensive to implement, as a atomic lattice in comparison to another high-precision material measure with radial structures simpler and cheaper to produce or is available.

Die wesentlichen Parameter eines Gitters sind bekannt, so daß aufwendige Kalibrierungen entfallen können. Besonders bevorzugt wird ein STM (Scanning Tunneling Microscope) oder ein SFM (Scanning Force Microscope) als Sensor verwendet, um die Erfassung von Positionen und/oder der Anzahl von sich vorbeibewegenden atomaren Strukturen, wie Atomen, zu bestimmen. Insbesondere wird so eine Darstellung bzw. Bestimmung oder Messung von Winkeln bzw. einer Winkelteilung auf kleinstem Raum ermöglicht.The essential parameters of a grid are known, so that consuming Calibrations can be omitted. Particularly preferred is an STM (Scanning Tunneling Microscope) or a SFM (Scanning Force Microscope) used as a sensor to the recording of positions and / or the number of passing ones atomic structures, such as atoms. In particular, it does so a representation or determination or measurement of angles or a Angle division in the smallest space allows.

Des weiteren wird eine Rückführung mindestens einer Winkelteilung auf atomare Strukturen, insbesondere Atome, des Gitters ermöglicht. So ist es möglich, die Winkelteilung bzw. Winkelmessung auf Grundgrößen bzw. Basisgrößen zurückzuführen und/oder sehr genaue Normale oder Prototypen für Winkelmessungen bereitzustellen.Of another is a return at least an angular division on atomic structures, in particular atoms, of the grid allows. So it is possible attributed the angular division or angle measurement on basic quantities or basic quantities and / or to provide very accurate normals or prototypes for angle measurements.

Weitere Aspekte, Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Es zeigen:Further Aspects, features, advantages and characteristics of the present invention arise from the claims and the following description of preferred embodiments with reference to the drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips eines vorschlagsgemäßen Verfahrens; 1 a schematic representation of the basic principle of a proposed method;

2 eine Draufsicht einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; 2 a plan view of a proposed device according to a first embodiment;

3 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 2; 3 a front view of the device according to 2 ;

4 eine Draufsicht einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; 4 a plan view of a proposed device according to a second embodiment;

5 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 4; 5 a front view of the device according to 4 ;

6 eine Draufsicht einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und 6 a plan view of a proposed device according to a third embodiment; and

7 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 6. 7 a front view of the device according to 6 ,

In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile und Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei sich gleiche oder entsprechende Vorteile und Aspekte ergeben, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist. Einzelne Merkmale und Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen können auch beliebig miteinander kombiniert und/oder bei sonstigen Vorrichtungen oder Verfahren eingesetzt werden.In the figures are for same or similar Parts and components use the same reference numerals, wherein same or corresponding benefits and aspects arise, too if a repeated description is omitted. Individual features and aspects of the various embodiments may also arbitrarily combined with each other and / or other devices or Procedures are used.

1 zeigt in einer schematischen Prinzipskizze ein atomares Gitter 2. Ein "atomares Gitter" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine regelmäßige, vorzugsweise kristalline Struktur mit insbesondere atomaren Strukturen, wie Molekülen und/oder Atomen 5, die regelmäßig räumlich angeordnet sind. Das Gitter 2 weist vorzugsweise mindestens eine Gitterebene, in der eine Vielzahl von atomaren Strukturen, wie Atomen 5, angeordnet ist, und/oder vorzugsweise mindestens eine Gitterachse, in der eine Vielzahl von atomaren Strukturen, insbesondere Atomen 5, hintereinander in einer Reihe angeordnet ist, auf. 1 shows a schematic diagram of an atomic grid 2 , An "atomic lattice" in the sense of the present invention is in particular a regular, preferably crystalline structure, in particular with atomic structures, such as molecules and / or atoms 5 , which are regularly arranged spatially. The grid 2 preferably has at least one lattice plane in which a plurality of atomic structures, such as atoms 5 , is arranged, and / or preferably at least one grid axis, in which a plurality of atomic structures, in particular atoms 5 , arranged one behind the other in a row, on.

Beim Darstellungsbeispiel ist ein quadratisches bzw. kubisches Gitter 2 gezeigt. Beispielsweise kann aber auch ein hexagonales Gitter 2 oder jedes sonstige geeignete Gitter 2 verwendet werden. Weiter können auch unterschiedlich aufgebaute Gitter 2 in einer Vorrichtung verwendet werden, um beispielsweise die Winkelauflösung durch Interpolation oder unter Ausnutzung von sonstigen Effekten, wie Interferenzen, Überlagerungen, Schwebungen, Phasenverschiebungen o.dgl., weiter zu erhöhen.In the illustration example is a square or cubic grid 2 shown. For example, but also a hexagonal grid 2 or any other suitable grid 2 be used. Next can also be differently structured grid 2 can be used in a device to further increase, for example, the angular resolution by interpolation or by taking advantage of other effects such as interference, superpositions, beats, phase shifts or the like.

Ein Sensor 3 wird beim Darstellungsbeispiel von einer Position A zumindest im wesentlichen entlang einer Kreisbahn 6 in die Position B relativ zum Gitter 2 bewegt. Der Krümmungsradius r der Kreisbahn 6 ist vorzugsweise derart groß, daß die Kreisbahn 6 zumindest im wesentlichen als geradlinige Bewegung bezüglich der atomaren Strukturen, insbesondere Atome 5, des Gitters 2 approximiert werden kann.A sensor 3 is in the illustrated embodiment of a position A at least substantially along a circular path 6 to position B relative to the grid 2 emotional. The radius of curvature r of the circular path 6 is preferably so large that the circular path 6 at least essentially as a rectilinear movement with respect to the atomic structures, in particular atoms 5 , the grid 2 can be approximated.

Durch Erfassen der Position A und B und/oder durch Bestimmen der Anzahl an sich vorbeibewegenden atomaren Strukturen bei der Bewegung von Position A zu Position B kann unter Berücksichtigung des Gitterabstands (Abstände der atomaren Strukturen) und/oder sonstiger Gitterparameter und unter Be rücksichtigung des Krümmungsradius r der Kreisbahn 6 der zugehörige Winkel W bzw. eine entsprechende Winkelteilung bestimmt werden.By detecting the position A and B and / or by determining the number of passing atomic structures in the movement from position A to position B, taking into account the grid spacing (distances of the atomic structures) and / or other grid parameters and taking into account the radius of curvature r the circular path 6 the associated angle W or a corresponding angular pitch are determined.

Die Bewegung entlang der Kreisbahn 6 bzw. die Kreisbahn 6 verläuft vorzugsweise zumindest im wesentlichen parallel zu einer Gitterebene und/oder -achse im bereits genannten Sinne. Beim Darstellungsbeispiel verläuft eine Gitterebene insbesondere parallel zur Zeichenebene.The movement along the circular path 6 or the circular path 6 is preferably at least substantially parallel to a lattice plane and / or axis in the sense already mentioned. In the illustrated example, a grid plane runs in particular parallel to the drawing plane.

Bei dem Sensor 3 handelt es sich insbesondere um ein STM oder SFM, wie bereits eingangs erwähnt.At the sensor 3 it is in particular an STM or SFM, as already mentioned.

Die vorschlagsgemäße Bestimmung des Winkels W bzw. einer Winkelteilung ist insbesondere für sehr kleine Winkel ideal, aber hierauf nicht beschränkt. Vielmehr kann die vorschlagsgemäße Bestimmung auch bei großen Winkeln, insbesondere eines Vollkreises, eines Kreissegments oder mehrerer Kreissegmente erfolgen. Vorzugsweise werden dann mehrere Sensoren 3 und/oder Gitter 2 eingesetzt und mehrere, insbesondere inkrementelle Relativbewegungen jeweils eines Sensors 3 zu einem Gitter 2 miteinander kombiniert oder überlagert, wie insbesondere später noch erläutert.The proposed determination of the angle W or an angle division is ideal, in particular for very small angles, but not limited thereto. Rather, the proposed determination can also be made at large angles, in particular a full circle, a circle segment or multiple circle segments. Preferably then several sensors 3 and / or grid 2 used and several, in particular incremental relative movements each of a sensor 3 to a grid 2 combined or superimposed, as explained in particular later.

2 zeigt eine Draufsicht und 3 eine Vorderansicht einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zur Erfassung kleiner Winkel bzw. Winkelteilungen. Die Vorrichtung weist beim Darstellungsbeispiel zwei atomare Gitter 2 und zwei zugeordnete Sensoren 3 auf. Vorzugsweise sind die Gitter 2 und die Sensoren 3 diametral aneinander gegenüberliegend bezüglich einer Drehachse D (Bezugspunkt oder Mittelpunkt der Kreisbahn 6) angeordnet. In 2 ist ebenso wie in 4 und 6 eine ausschnittsweise Vergrößerung eines Gitters 2 zur Veranschaulichung dargestellt. 2 shows a plan view and 3 a front view of a proposed device according to a first embodiment for detecting small angles or angular divisions. The device has two atomic lattices in the illustrated example 2 and two associated sensors 3 on. Preferably, the grids 2 and the sensors 3 diametrically opposite each other with respect to a rotation axis D (reference point or center of the circular path 6 ) arranged. In 2 is as well as in 4 and 6 a partial enlargement of a grid 2 illustrated for illustration.

Beim Darstellungsbeispiel sind die Gitter 2 auf einem Kreis bzw. der Kreisbahn 6 auf einem Drehtisch 1 oder dergleichen angeordnet. Die Sensoren 3 sind vorzugsweise an einer Meßbrücke 4 oder sonstigen Halterung der Vorrichtung befestigt.In the illustration example, the grids are 2 on a circle or circular path 6 on a turntable 1 or the like. The sensors 3 are preferably on a measuring bridge 4 or other holder of the device attached.

Der Drehtisch 1 mit den Gittern 2 kann unter der Meßbrücke 4 bzw. unter den Sensoren 3 gedreht werden. Die Sensoren 3 sind also relativ zu den Gittern 2 bewegbar, und zwar zumindest im wesentlichen auf der Kreisbahn 6. Generell können einzelne Sensoren 3 auch auf Kreisbahnen 6 mit unterschiedlichen Radien um die Drehachse D bewegt werden.The turntable 1 with the bars 2 can under the measuring bridge 4 or under the sensors 3 to be turned around. The sensors 3 So they are relative to the bars 2 movable, at least substantially on the circular path 6 , In general, individual sensors 3 also on circular paths 6 be moved with different radii about the axis of rotation D.

Beim Darstellungsbeispiel bildet die Meßbrücke 4 mit den Sensoren 3 eine ortsfeste Referenz. Um temperaturbedingte Einflüsse zu vermeiden, ist bzw. sind der Drehtisch 1 und/oder die Meßbrücke 4 vorzugsweise aus thermisch invariantem Material gefertigt.In the illustrated example, the measuring bridge forms 4 with the sensors 3 a fixed reference. To avoid temperature-related influences, is or are the turntable 1 and / or the measuring bridge 4 preferably made of thermally invariant material.

Der Abstand 7 der Sensoren 3 bzw. der Radius r, auf dem die Sensoren 3 bezüglich der Drehachse D angeordnet sind, ist mit der Genauigkeit der Fertigungstoleranzen bekannt.The distance 7 the sensors 3 or the radius r on which the sensors 3 are arranged with respect to the axis of rotation D, is known with the accuracy of manufacturing tolerances.

Wenn der Drehtisch 1 aus einer ersten Position in eine zweite Position gedreht wird, detektieren die Sensoren 3 die sich vorbeibewegenden Strukturen, insbesondere die sich vorbeibewegende Gitterstruktur der Atome, nach bekannten Verfahren, insbesondere basierend auf der STM- bzw. SFM-Technologie. Für kleine Winkel W kann die Krümmung der Kreisbahn 6 vernachlässigt werden. Die Größe dieser Winkel ist abhängig vom Abstand 7 der Sensoren 3. Unter Berücksichtigung des atomaren Gitterabstands bzw. der Abstände der atomaren Strukturen des Gitters 2, der detektierten Gitteroberfläche bzw. der detektierten Positionen und/oder der detektierten Anzahl an vorbeibewegten Strukturen und des Abstands 7 der Sensoren 3 ist der gesuchte Winkel W bzw. eine Winkelteilung berechenbar oder festlegbar.When the turntable 1 is rotated from a first position to a second position, detect the sensors 3 the passing structures, in particular the passing lattice structure of the atoms, according to known methods, in particular based on the STM or SFM technology. For small angles W, the curvature of the circular path can 6 be ignored. The size of these angles depends on the distance 7 the sensors 3 , Taking into account the atomic lattice spacing or the distances of the atomic structures of the lattice 2 , the detected grating surface (s) and / or the detected number of passed structures and the distance 7 the sensors 3 is the desired angle W or an angle division calculable or fixable.

Je nach Anordnung der Gitter 2 und/oder Sensoren 3 und/oder je nach Auswertung können auch Exzentrizitätfehler, Rundlauffehler und/oder sonstige Fehler bestimmt werden.Depending on the arrangement of the grid 2 and / or sensors 3 and / or depending on the evaluation, it is also possible to determine eccentricity errors, concentricity errors and / or other errors.

Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen der Vorrichtung und mögliche Verfahrensvarianten anhand der weiteren Figuren erläutert. Hierbei wird insbesondere auf wesentliche Unterschiede oder neue Aspekte eingegangen, so daß die bisherigen Ausführungen und Erläuterungen insbesondere ergänzend oder entsprechend gelten.following become further embodiments the device and possible Process variants explained with reference to the other figures. This is particular attention has been paid to significant differences or new aspects, So that the previous versions and explanations especially supplementary or apply accordingly.

4 zeigt in einer Draufsicht eine zweite Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Vorrichtung. 5 zeigt eine Vorderansicht dieser Vorrichtung. 4 shows a plan view of a second embodiment of the proposed device. 5 shows a front view of this device.

Bei der ersten Ausführungsform sind zwei Sensoren 3 diametral gegenüberliegend bezüglich der Achse D angeordnet. Bei der zweiten Ausführungsform sind zwei Sensoren 3 vorzugsweise nah beieinander, insbesondere auf Kreisbahnen 6 mit unterschiedlichen Radien r, und/oder zwei Paare von bezüglich der Drehachse D diametral gegenüberliegenden Sensoren 3 vorgesehen.In the first embodiment, there are two sensors 3 diametrically opposite with respect to the axis D arranged. In the second embodiment, there are two sensors 3 preferably close to each other, especially on circular paths 6 with different radii r, and / or two pairs of diametrically opposed with respect to the axis of rotation D sensors 3 intended.

Bei der zweiten Ausführungsform sind vorzugsweise mehrere Gitter 2 auf den Kreisbahnen 6 mit unterschiedlichen Radien r, insbesondere auf zwei unterschiedlichen Kreisbahnen 6 unterschiedlicher Radien r, angeordnet. Vorzugsweise sind die Gitter 2 derart peripher gegeneinander versetzt, daß sie jeweils in radialer Richtung auf den unterschiedlichen Kreisbahnen 6 abwechselnd einander überlappen. So ist es möglich, aus verschiedenen Einzelmessungen, insbesondere aus Messungen jeweils kleiner Winkel, einen großen Winkel bzw. beliebigen Winkel zu bestimmen bzw. zu messen. Die zweite Ausführungsform eignet sich also insbesondere zur Bestimmung von beliebigen Winkelteilungen oder Winkeln.In the second embodiment, preferably, a plurality of gratings 2 on the circular paths 6 with different radii r, especially on two different circular paths 6 different radii r, arranged. Preferably, the grids 2 so peripherally offset from each other that they each in the radial direction on the different circular paths 6 alternately overlap each other. It is thus possible to determine or measure a large angle or arbitrary angle from various individual measurements, in particular from measurements of small angles in each case. The second embodiment is therefore particularly suitable for determining any angular divisions or angles.

Bei der ersten und zweiten Ausführungsform erfolgt vorzugsweise eine Winkelmessung bzw. -bestimmung derart, daß ein Gitter 2 mit mindestens einem zugeordneten Sensor 3 derart eingesetzt wird, daß eine Relativbewegung auf der Kreisbahn 6 zumindest im wesentlichen parallel und/oder im Hinblick auf vereinfachte Berechnung zumindest im wesentlichen geradlinig erfolgt. Dementsprechend werden vorzugsweise immer nur sehr kleine Winkel bzw. Drehbewegungen erfaßt und ausgewertet. Außerdem werden zur Bestimmung von größeren Winkeln insbesondere mehrere, hinsichtlich ihrer Gitterachsen, vorzugsweise unterschiedlich orientierte Gitter 2 eingesetzt.In the first and second embodiments, preferably an angle measurement or determination is made such that a grid 2 with at least one associated sensor 3 is used so that a relative movement on the circular path 6 at least substantially parallel and / or at least substantially rectilinear with regard to simplified calculation. Accordingly, only very small angles or rotational movements are preferably always detected and evaluated. In addition, for the determination of larger angles, in particular a plurality of gratings, preferably differently oriented with respect to their grating axes 2 used.

Besonders bevorzugt kann ein Sensor 3 relativ zu mehreren Gittern 2 bewegt und insbesondere nacheinander über mehrere Gitter 2 – insbesondere im wesentlichen auf einer Kreisbahn 6 – bewegt werden.Particularly preferred may be a sensor 3 relative to several bars 2 moved and in particular over several grids 2 - In particular, essentially on a circular path 6 - be moved.

6 zeigt eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Vorrichtung. 7 zeigt die Vorrichtung in einem Radialschnitt. 6 shows a plan view of a third embodiment of the proposed device. 7 shows the device in a radial section.

Bei der dritten Ausführungsform genügt vorzugsweise ein Gitter 2 auch für die Bestimmung bzw. Erfassung von beliebigen Winkelteilungen, größeren Winkeln, Vollwinkeln o.dgl. Dem Gitter 2 sind vorzugsweise mehrere Sensoren 3 zugeordnet, die insbesondere winkeläquidistant über dem Gitter 2 bzw. entlang eines Kreises bzw. einer Kreisbahn 6 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Sensoren 3 wiederum von einer gemeinsamen Meßbrücke 4 gehalten.In the third embodiment, a grid is preferably sufficient 2 also for the determination or detection of arbitrary angular divisions, larger angles, full angles or the like. The grid 2 are preferably several sensors 3 in particular, equidistant to the angle across the grid 2 respectively. along a circle or circular path 6 are arranged. Preferably, the sensors 3 again from a common measuring bridge 4 held.

Wird der Drehtisch 1 gedreht, detektieren die Sensoren 3 die sich vorbeibewegende Gitterstruktur, so daß der Winkel bzw. seine Winkelteilung und insbesondere auch Fehler, wie Rundlauffehler, Exzentrizität oder sonstige Fehler bestimmt werden können. Aufgrund der Vielzahl der Sensoren 3 und damit verbundenen Meß- und Auswertungsmöglichkeiten wird insbesondere eine sehr hochauflösende und/oder genau fortlaufende Winkelbestimmung ermöglicht.Will the turntable 1 rotated, detect the sensors 3 the passing lattice structure, so that the angle or its angular division and in particular also errors such as concentricity error, eccentricity or other errors can be determined. Due to the large number of sensors 3 and related measurement and evaluation options in particular a very high-resolution and / or accurate continuous angle determination is possible.

Die vorschlagsgemäße Verwendung mindestens eines atomaren Gitters 2 – alternativ natürlich auch einer vergleichbaren sonstigen Struktur – zur Bestimmung einer Winkelteilung bzw. eines Winkels gestattet insbesondere die Rückführung der Winkelteilung bzw. des Winkels oder einer Winkelgröße auf atomare Größen, Einheiten, Konstanten o.dgl. Insbesondere genügt es dann, zwei Positionen von insbesondere atomaren Strukturen oder sonstigen Strukturen, besonders bevorzugt Atomen, des Gitters 2 während einer Bewegung auf einer Kreisbahn 6 zu erfassen und/oder die Strukturen zu zählen, um die gewünschte Rückführung zu erreichen.The proposed use of at least one atomic lattice 2 - Alternatively, of course, a comparable other structure - to determine an angular division or an angle allows in particular the return of the angular division or the angle or an angular size atomic quantities, units, constants or the like. In particular, it then suffices to have two positions of, in particular, atomic structures or other structures, particularly preferably atoms, of the lattice 2 during a movement on a circular path 6 to capture and / or count the structures to achieve the desired return.

Claims

Method for determining an angle division or angle (W), wherein a sensor ( 3 ) relative to an atomic grid ( 2 ) at least substantially on a circular path ( 6 ), wherein the number and / or position of passing atomic structures, in particular atoms ( 5 ), the grid ( 2 ) by means of the sensor ( 3 ) is detected and at least one angular pitch or angle is determined therefrom.

Method according to Claim 1, characterized in that an STM or SFM as sensor ( 3 ) is used.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 3 ) parallel to the grid surface relative to the grid ( 2 ) is moved.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 3 ) at least substantially parallel to a lattice plane or axis relative to the grid ( 2 ) is moved.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Angle (W) of a full circle, a circle segment or more Circle segments is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the grid ( 2 ) or multiple atomic grids ( 2 ) relative to several sensors ( 3 ), wherein the number and / or position of passing structures of the grid ( 2 ) or the grid ( 2 ) by means of the sensors ( 3 ) is detected and from at least one angular pitch or angle (W) is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the grid ( 2 ) or multiple atomic grids ( 2 ) relative to several sensors ( 3 ), wherein the number and / or position of passing structures of the grid ( 2 ) or the grid ( 2 ) by means of the sensors ( 3 ), and from this the eccentricity and / or concentricity errors, in particular between a measuring bridge ( 4 ) and a turntable ( 1 ), is or will be determined.

Device for measuring an angular division or angle (W) with an atomic lattice ( 2 ) and an associated sensor ( 3 ), whereby the sensor ( 3 ) relative to the grid ( 2 ) at least substantially on a circular path ( 6 ), wherein the number and / or position of atomic structures passing by, in particular atoms ( 5 ), the grid ( 2 ) by means of the sensor ( 3 ) is detectable and are therefrom and at least one angular pitch or angle (W) can be determined.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the sensor ( 3 ) is an STM or SFM.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the sensor ( 3 ) parallel to the grid surface relative to the grid ( 2 ) is movable.

Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the sensor ( 3 ) at least substantially parallel to a lattice plane or axis relative to the grid ( 2 ) is movable.

Device according to one of claims 8 to 11, characterized that the Angle (W) of a full circle, a circle segment or several circle segments is determinable.

Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the device comprises a plurality of sensors ( 3 ), which relative to the grid ( 2 ) or several atomic lattices ( 2 ) are movable, wherein the number and / or position of passing structures of the grid ( 2 ) or the grid ( 2 ) by means of the sensors ( 3 ) is detectable and are therefrom and at least one angular pitch or angle (W) can be determined.

Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the device comprises a plurality of sensors ( 3 ), which relative to the grid ( 2 ) or several atomic lattices ( 2 ) are movable, wherein the number and / or position of passing structures of the grid ( 2 ) or the grid ( 2 ) by means of the sensors ( 3 ) is detectable and are from and the eccentricity and / or concentricity errors can be determined or are.

Use of an atomic grid ( 2 ) for returning at least one angular split, wherein at least two positions of atomic structures, in particular atoms, of the lattice ( 2 ) during a movement on a circular path ( 6 ) and used to return the angular split to the atomic structures.