DE102018104280A1 - Verfahren zum Betrieb einer reflektiven Positionsmessvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer reflektiven Positionsmessvorrichtung (1) mit einer zumindest teilweise reflektierend ausgebildeten Maßverkörperung (2) und einer mindestens eine Lichtquelle (3) zum Emittieren von Licht in Richtung der Maßverkörperung (2) und mindestens einen Sensor (4) zum Empfangen des an der Maßverkörperung (2) reflektierten Lichts aufweisenden Sensorvorrichtung (5), wobei eine Änderung (ΔA) des Abstands (A) zwischen der Maßverkörperung (2) und der Sensorvorrichtung (5) mittels des Sensors (4) detektiert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende reflektive Positionsmessvorrichtung (1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer reflektiven Positionsmessvorrichtung, insbesondere Positionsencoder, mit einer zumindest teilweise reflektierend ausgebildeten Maßverkörperung und einer mindestens eine Lichtquelle zum Emittieren von Licht in Richtung der Maßverkörperung und mindestens einen Sensor, insbesondere Lichtsensor, zum Empfangen des an der Maßverkörperung reflektierten Lichts aufweisenden Sensorvorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner eine reflektive Positionsmessvorrichtung mit einer zumindest teilweise reflektierend ausgebildeten Maßverkörperung und einer mindestens einer Lichtquelle zum Emittieren von Licht in Richtung der Maßverkörperung und mindestens einen Sensor zum Empfang des an der Maßverkörperung reflektierten Lichts aufweisenden Sensorvorrichtung.
  • Derartige Positionsmessvorrichtungen sind bereits seit vielen Jahren bekannt und werden auf den verschiedensten Gebieten der Technik eingesetzt. Positionsmessvorrichtungen werden dabei üblicherweise dazu verwendet, um Bewegungen von Bauteilen, wie beispielsweise einer Welle oder dergleichen, erfassen zu können. Hierzu wird an dem Bauteil eine Maßverkörperung angeordnet, welche von einer Lichtquelle der Positionsmessvorrichtung angestrahlt wird. Die Maßverkörperung ist wiederum derart ausgebildet, dass das auf die Maßverkörperung treffende Licht der Lichtquelle nach einem bestimmten Muster moduliert und reflektiert wird. Das modulierte Licht kann dann von einem Abtastempfänger in Form mindestens eines Sensors detektiert werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Sinus- und Cosinus-Signale erzeugen, welche ausgewertet werden und so Aufschluss über die Position des Bauteils geben können. Eine solche Positionsmessvorrichtung wird beispielsweise in der DE 10 2015 103 253 A1 beschrieben.
  • Bei reflektiven Positionsmessvorrichtungen kann die Maßverkörperung beispielsweise aus hellen und dunklen Bereichen bestehen, wobei insbesondere ein Linienmuster von Vorteil ist. In diesem Fall kann das Licht der Lichtquelle an den Hellfeldern reflektiert und zum Sensor geleitet werden. Durchlichtanordnungen sollen hier nicht weiter betrachtet werden.
  • Ein solcher bei der Erfindung anwendbarer Positionsencoder kann entweder als linearer Positionsencoder, welcher Linearbewegungen des Bauteils erfasst, oder als Rotationsencoder zur Erfassung von Drehbewegungen des Bauteils ausgebildet sein. Dementsprechend kann die Maßverkörperung aus vorwiegend parallel zueinander angeordneten Linien bei einer insgesamt rechteckigen Form ausgebildet sein oder als kreisförmige Scheibe mit aus dem Zentrum heraus oder radial verlaufenden Linien. Darüber hinaus kann der Positionsencoder entweder als inkrementeller Encoder oder aber auch als absoluter Encoder ausgebildet sein. Bei einem inkrementellen Encoder kann zu Beginn eines Messvorgangs zusätzlich eine Referenzierung durchgeführt werden, um eine lokale Absolut-Information zu erhalten. Dies ist bei einem über den gesamten Abtastbereich absoluten Encoder nicht erforderlich.
  • Derartige reflektive Positionsmessvorrichtungen haben sich im Einsatz zwar durchaus bewährt, jedoch hat es sich bei solchen Anordnungen als nachteilig erwiesen, dass diese nur reine Positionsmessungen in einer zur Maßverkörperung parallel aufgespannten Ebene ausgelegt sind. Zusätzliche Funktionen sind hingegen nicht gegeben.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zum Betrieb einer reflektiven Positionsvorrichtung sowie eine reflektive Positionsmessvorrichtung anzugeben, bei welcher die Funktionalitäten erweitert sind.
  • Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Änderung des Abstands zwischen der Maßverkörperung und der Sensorvorrichtung mittels des Sensors detektiert wird.
  • Durch eine Detektion einer Abstandsänderung zwischen der Maßverkörperung und der Sensorvorrichtung kann die Positionsmessvorrichtung um zusätzliche Funktionen erweitert werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein axiales Schalten detektiert und/oder vorgenommen werden. Weiterhin können auch Abstandsänderungen entlang der Bewegungsrichtung, beispielsweise durch eine Schrägstellung und/oder durch eine Welligkeit der Maßverkörperung und/oder des Fahrwegs des Abtasters, detektiert und als Status- und/oder Warnsignal ausgegeben werden. Durch das Ermitteln einer Relativbewegung zwischen der Maßverkörperung und der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann ein Schaltsignal generiert werden, welches zusätzliche Funktionalitäten bietet. Es ist insoweit nicht erforderlich, zusätzliche Komponenten, beispielsweise mit magnetischen oder mechanischen Abtastungen, vorzusehen, welche entsprechende Funktionalitäten aufweisen. Vielmehr kann die Positionsmessvorrichtung gleichbleibend mit einer Sensorvorrichtung und einer Maßverkörperung realisiert werden. Auf diese Weise können zusätzliche Kosten sowie Bauraum eingespart werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass mittels des Sensors die absolute und/oder die inkrementelle Position der Maßverkörperung in einer dazu parallel aufgespannten Ebene ermittelt wird. Diese Positionsinformationen als auch die Abstandsänderung können dabei bevorzugt und erfindungsgemäß mittels des gleichen Sensors ermittelt werden. Es ist insoweit nicht erforderlich, zusätzliche Abtastungen oder dergleichen vorzunehmen, um ein zusätzliches Schaltsignal bei Abstandsänderungen zu generieren. Es kann der gleiche Sensor für die Positionsmessung wie für die Erfassung der Abstandsänderung verwendet werden. Bevorzugt ist, wenn bei einer inkrementellen Positionsmessvorrichtung zu Beginn des Messvorgangs eine Referenzierung durchgeführt wird, um eine lokale Absolutinformation zu erhalten. Dies ist bei einer über den gesamten Abtastbereich absoluten Positionsmessvorrichtung jedoch nicht erforderlich.
  • Ferner bevorzugt ist, wenn die Sensorvorrichtung und/oder die Maßverkörperung als Betätigungsvorrichtung, insbesondere als Druckschalter, ausgebildet ist, welche zur Detektion der Abstandsänderung zwischen mindestens zwei vorgegebenen Betriebsstellungen hin und her bewegt wird. Vorzugsweise kann die Betätigungsvorrichtung zwischen genau zwei Stellungen hin und her bewegt werden. Indem die Sensorvorrichtung und/oder die Maßverkörperung selbst als Betätigungsvorrichtung ausgestaltet werden, ist es nicht notwendig, zusätzliche Betätigungselemente vorzusehen. Die Betätigungsvorrichtung kann dabei als Einstellelement dienen. Auf diese Weise kann der Bauraum klein gehalten und zusätzlichen Verdrahtungen oder dergleichen entgegengewirkt werden. Durch eine Bewegung der Betätigungsvorrichtung zwischen mehreren Betriebsstellungen kann zusätzlich zu dem Positionssignal ein Signal bei Verschiebung in axialer Richtung generiert werden. Insbesondere kann aufgrund der vorgegebenen Betriebsstellungen ein klar definiertes Signal erzeugt werden, welches als Schaltsignal verwendet werden kann. Bevorzugt ist, wenn die Sensorvorrichtung als Betätigungsvorrichtung ausgestaltet ist, so dass diese zwischen vorgegebenen Betriebsstellungen hin und her bewegt werden kann. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, wenn die Maßverkörperung als Betätigungsvorrichtung ausgebildet ist. Dies bietet den Vorteil, dass eine gute Beweglichkeit gegeben ist, da hier keine Kabel oder dergleichen störend sind, welche bei einer Betätigung berücksichtigt werden müssten. Alternativ können auch sowohl die Sensorvorrichtung als auch die Maßverkörperung als Betätigungsvorrichtungen ausgebildet sein.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass durch das Betätigen der Betätigungsvorrichtung der Abstand zwischen der Maßverkörperung und der Sensorvorrichtung verringert und/oder erhöht wird und die Betätigungsvorrichtung in eine erste Betriebsstellung verbracht wird und dass die Betätigungsvorrichtung nach dem Betätigen in eine zweite Betriebsstellung verbracht wird. Bevorzugt ist jedoch, wenn der Abstand zwischen der Maßverkörperung und der Betätigungsvorrichtung verringert wird, da dies sich in der Ausgestaltung einfacher realisieren lässt. In diesem Fall kann beispielsweise durch eine Druckbetätigung der Betätigungsvorrichtung die Abstandsänderung hervorgerufen und die Maßverkörperung und die Sensorvorrichtung relativ zueinander bewegt werden. Alternativ kann der Abstand jedoch auch vergrößert werden. Hierzu kann die Betätigungsvorrichtung dann beispielsweise als ein Zugschalter oder dergleichen ausgebildet sein. Bevorzugt ist, wenn der Abstand zwischen der Maßverkörperung und der Sensorvorrichtung im Bereich zwischen 0,5 mm und 5 mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 1 mm und 3 mm, liegt. In der ersten Betriebsstellung kann die Betätigungsvorrichtung einen ersten Zustand einnehmen, wie beispielsweise eine Schaltposition, in welcher ein Signal generiert wird. In der zweiten Betriebsstellung kann die Betätigungsvorrichtung einen von der ersten Betriebsstellung verschiedenen zweiten Betriebszustand einnehmen, wie beispielsweise eine Ruheposition. Bevorzugt ist, wenn Abstandsänderungen im Millimeterbereich, insbesondere Bereich zwischen 0,1 mm und 1 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,4 mm und 0,6 mm und besonders bevorzugt von 0,5 mm, detektiert werden können.
  • Bevorzugt ist es, wenn der Sensor mehrere Sensorelemente aufweist, welche die Maßverkörperung abtasten. Die Sensorelemente können derart angeordnet sein, dass sie periodische Messsignale erzeugen, insbesondere Messsignale nach Art von Sinus- und/oder Cosinus-Signalen. Besonders bevorzugt sind die Sensoren derart angeordnet, dass ihre Messsignale eine vorgegebene Phasenverschiebung zueinander aufweisen, beispielsweise jeweils 120° oder jeweils 90°. Hierdurch werden eine einfache Auswertung auch der Bewegungsrichtung und zugleich eine hochgenaue Messung ermöglicht. Durch einen solchermaßen ausgestalteten Sensor kann sowohl die Position als auch die Abstandsänderung detektiert werden. Denn bei einer Änderung des Abstands zwischen der Maßverkörperung und der Sensorvorrichtung ändert sich die von den jeweiligen Sensorelementen gemessene reflektierte Lichtintensität gleichmäßig, wohingegen bei einer Drehung oder linearen Bewegung eine unterschiedliche Änderung der Intensität erfolgt. Auf diese Weise kann zuverlässig zwischen einem Betätigen der Betätigungsvorrichtung und einer Bewegung der Maßverkörperung unterschieden werden.
  • Gemäß einer konstruktiven Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Betätigungsvorrichtung als Taster ausgebildet ist, welcher nach dem Loslassen selbsttätig in die Ausgangslage, insbesondere in die zweite Betriebsstellung, zurückkehrt. Hierfür kann beispielsweise eine mechanische Feder oder dergleichen, vorgesehen sein, welche den Taster nach dem Loslassen selbsttätig in die Ausgangslage zurückbringt. Insbesondere kann der Taster als elektronisch arbeitender Taster ausgebildet sein, bei welchem durch die Betätigung ein Schaltsignal erzeugt wird. In diesem Fall wird ein elektrischer Schaltimpuls generiert, welcher dann bis zum nächsten Schaltimpuls gespeichert werden kann.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Betätigungsvorrichtung drehbar und/oder verschiebbar ausgebildet ist. Auf diese Weise können zusätzlich zu Änderungen des Abstands in axialer Richtung weitere Einstellmöglichkeiten vorgenommen werden. Hierzu kann die Betätigungsvorrichtung beispielsweise als Drehschalter, Dreh-/Druckschalter, Schiebeschalter oder dergleichen, ausgestaltet sein. Mit Hilfe einer solchermaßen ausgestalteten Betätigungsvorrichtung können beispielsweise zusätzliche Grob- oder Feineinstellungen mit einer einzelnen Betätigungsvorrichtung vorgenommen werden.
  • Vorteilhaft ist ferner, wenn durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung eine Schaltzustandsänderung bewirkt wird. Insbesondere kann ein elektrisches Signal generiert werden, welches als Schaltsignal fungieren kann. Durch eine Schaltzustandsänderung kann dann beispielsweise eine Einstellung, ein Bestätigen oder dergleichen, beispielsweise einer Maschine oder eines Prozesses, bei welchem die Maßverkörperung verwendet wird, genutzt werden.
  • Weiter bevorzugt ist, wenn zur Detektion der Abstandsänderung die Intensität, insbesondere die Intensitätsänderung, und/oder der Ort, insbesondere die Positionsänderung, des reflektierten Lichts ermittelt und die ermittelte Abstandsänderung als Abstandssignal ausgegeben wird. Aufgrund der Abstandsänderung kann eine Änderung der Intensität des Lichtes resultieren, welche mittels des Sensors detektiert werden kann. Insbesondere kann eine höhere Lichtintensität ermittelt werden, wenn der Abstand zwischen der Sensorvorrichtung und der Maßverkörperung verringert wird und eine niedrigere Lichtintensität ermittelt werden, wenn der Abstand zwischen der Sensorvorrichtung und der Maßverkörperung vergrößert wird. Diese Änderungen können mittels des Sensors und so eine Abstandsänderung detektiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Ort des auftretenden Lichtes auf dem Sensor ausgewertet werden. Insbesondere kann der Ort, an welchem der reflektierte Lichtstrahl auf den Sensor trifft, und insbesondere die Positionsänderung des Auftreffpunktes ermittelt werden. Insbesondere können dabei Positionsänderungen in Messrichtung detektiert werden. Auch diese Änderung kann mittels des Sensors und so eine Abstandsänderung detektiert werden. Die so ermittelte Abstandsänderung kann dann als Abstandssignal ausgegeben und weiter verarbeitet werden. Auf diese Weise kann auf einfache Art und Weise ein Abstandssignal erzeugt werden, welches Informationen darüber liefert, ob die Sensorvorrichtung und die Maßverkörperung relativ zueinander bewegt wurden und ob eine Schaltzustandsänderung bewirkt werden soll.
  • Eine in diesem Zusammenhang bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass zur Detektion der Abstandsänderung und zur Erzeugung des Abstandssignals die Sensorsignale über einen vorgegebenen Zeitraum gewichtet werden. Ungenauen und/oder fehlerbehafteten Messsignalen kann damit entgegengewirkt und so die Genauigkeit bei der Abstandsbestimmung und Signalerzeugung verbessert werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Schaltzustandsänderung erfolgt, wenn das Abstandssignal einen vorgegebenen Abstandsschwellwert überschreitet. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn es sich bei dem Schwellwert um ein Sensorsignal handelt, welches ungleich einem Ruhesignal ist. Ein Ruhesignal im Sinne der Erfindung stellt dabei ein Signal dar, welches detektiert wird, wenn eine Betätigung der Betätigungsvorrichtung nicht erfolgt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine Schaltzustandsänderung auch nur dann erfolgt, wenn die Betätigungsvorrichtung betätigt wurde. Fehlsignalen, beispielsweise aufgrund von Rauschen, Alterserscheinungen, Temperaturschwankungen, Verschmutzungen oder dergleichen, kann somit entgegengewirkt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ferner vorgeschlagen, dass das ermittelte Abstandssignal in Abhängigkeit von der ermittelten Position ausgegeben wird. Eine solche Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Abstandsänderung in direktem Zusammenhang mit der Position der Maßverkörperung steht. Hierdurch können zusätzliche Informationen und Schaltzustandsänderungen in Abhängigkeit der Position generieren, wodurch zusätzlich vielfältige Einstellmöglichkeiten ermöglicht werden.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Abstandssignal als insbesondere digitales Schaltsignal verwendet wird. Die Verwendung eines digitalen Signals bietet den Vorteil, dass dieses weniger anfällig für Störungen bei der Übertragung ist, da der Signalpegel mit einer gewissen Toleranz immer noch den korrekten Wert zugeordnet werden kann. Insbesondere können negative Störquellen, wie Rauschen oder dergleichen, auf diese Weise verringert werden. Auf diese Weise kann eine annähernd verlustfreie Übertragung der Abstandsänderung realisiert werden.
  • Ferner vorteilhaft ist, wenn das Abstandssignal mittels eines Hochpasses gefiltert wird. Dies bietet den Vorteil, dass Frequenzen oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz annähernd ungeschwächt passieren können, während tiefere Frequenzen gedämpft werden. Dadurch können unerwünschte Signalanteile abgeschwächt und unterdrückt werden. Auf diese Weise können schnelle Änderungen des Signals durchgelassen werden, wohingegen langfristige Änderungen, beispielsweise hervorgerufen durch Alterung, Temperaturschwankungen, Verschmutzungen oder dergleichen, herausgefiltert werden.
  • Bei einer reflektiven Positionsmessvorrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Änderung des Abstands zwischen der Maßverkörperung und der Sensorvorrichtung mittels des Sensors detektierbar ist. Es ergeben sich die gleichen Vorteile, welche bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden. Sämtliche Merkmale können dabei einzeln oder in Kombination, auch bei der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung, Anwendung finden.
  • Eine in diesem Zusammenhang vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Sensorvorrichtung und/oder die Maßverkörperung als betätigbarer, insbesondere handbetätigbarer, Dreh- und/oder Druckschalter ausgebildet ist. Mit Hilfe eines solchen Schalters können zusätzlich zu den Positionssignalen weitere Signale generiert werden, welche weitere Einstellmöglichkeiten bieten. Insoweit kann das Ausgabespektrum einer reflektiven Positionsmessvorrichtung erweitert werden. Dadurch, dass die Sensorvorrichtung oder die Maßverkörperung als betätigbarer, insbesondere handbetätigbarer, Dreh- und/oder Druckschalter ausgebildet ist, kann hierdurch eine externe Betätigung erfolgen. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Schalter als Taster ausgebildet ist, welcher selbsttätig in seine Ausgangslage zurückkehrt und insbesondere zwischen einer ersten Betriebsstellung und einer zweiten Betriebsstellung hin und her bewegbar ist.
  • Bevorzugt ist ferner, wenn der Sensor in seiner Sensorebene mindestens zwei Sensorelemente aufweist. Der Sensor kann hierzu insbesondere mehrere lichtempfindliche optoelektronische Sensorelemente aufweisen und die Positionsinformation in Form von elektrischen Ausgangssignalen zur Verfügung stellen. Der Sensor kann bevorzugt mehrere als Teilflächen ausgestaltete Sensorelemente und/oder weitere Schaltungselemente umfassen.
  • Die Teilflächen des Sensors können symmetrisch zueinander angeordnet sein. Auch können mehrere Sensorelemente zu Gruppen zusammengefasst sein. Beispielsweise kann jedes Sensorelement mit dem darauffolgenden fünften Sensorelement kontaktiert sein, so dass sich ein Sinus/Cosinus mit 90° Phasendifferenz ergibt. Wird jedes Sensorelement mit dem darauffolgenden vierten Sensorelement kontaktiert, ergeben sich Sinus-Signale mit einer Phasendifferenz von 120°. Die Sensorelemente können spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sein, wobei bei einem Rotationsencoder die Symmetrien der Sensorflächen für eine Rotationsanordnung zu berücksichtigen sind. Die einzelnen Sensorflächen können periodisch miteinander elektrisch verbunden sein.
  • Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn mehrere Sensoren in der Abtastebene, insbesondere nebeneinanderliegend, vorgesehen sind. Auf diese Weise können mehrere Codespuren realisiert werden, mittels welcher dann zusätzliche Positionsinformationen gewonnen und ausgewertet werden können. Eine in diesem Zusammenhang vorteilhafte Ausgestaltung weist mindestens zwei Sensoren zur absoluten Positionserfassung auf. Durch das Vorhandensein mehrerer Sensoren können mehrere Spuren der Maßverkörperung, wie beispielsweise die Spuren zur Absolutwerterfassung oder eine Positionsspur und/oder eine Indexspur abgetastet werden und so genauere Positionsdaten erfasst werden. In diesem Fall können zusätzlich eine oder mehrere Lichtquellen für mehrere Sensoren und/oder Sensorgruppen und/oder mehrere Codespuren der Maßverkörperung vorgesehen sein. Jeder Codespur der Maßverkörperung kann eine Gruppe von Sensorelementen zugeordnet sein. Die Lichtquellen können bevorzugt zwischen den Sensoren, insbesondere mittig zwischen den Sensoren oder zumindest in einer Sensorachse, symmetrisch angeordnet sein.
  • Eine konstruktive Ausgestaltung sieht eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Sensorsignale des Sensors vor. Mittels der Auswerteeinheit können die vom Sensor detektierten Signale bearbeitet und ausgegeben werden. Besonders bevorzugt ist die Auswerteeinheit, eine integrierte Schaltung, insbesondere als Teil der Sensorvorrichtung, ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit auch gleichzeitig eine Signalverarbeitungseinheit darstellen, welche zusätzlich die Lichtquelle ansteuert und/oder regelt und/oder sonstige Signalverarbeitungsprozesse durchführt. Gleichzeitig kann mit der Auswerteeinheit auch die Positionsermittlung vorgenommen werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Positionsmessvorrichtung ist vorgesehen, dass der Sensor als optischer Zeilensensor ausgebildet ist. Als Zeilensensor im Sinne der Erfindung können dabei solche licht- bzw. strahlungsempfindliche Detektoren verwendet werden, die aus einem eindimensionalen Array aus Fotodetektoren oder anderen Detektorelementen bestehen.
  • Bevorzugt ist ferner, wenn die Sensorvorrichtung und/oder die Maßverkörperung in axialer Richtung verschiebbar gelagert sind. Auf diese Weise lässt sich eine Relativbewegung zwischen der Sensorvorrichtung und der Maßverkörperung erzielen, welche dann als Abstandsänderung detektiert werden kann. Hierdurch lässt sich ein zusätzliches Messsignal erzeugen.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass mittels der Sensorvorrichtung lineare oder rotatorische Bewegungen der Maßverkörperung detektierbar sind. Insbesondere kann die Maßverkörperung einen linearen oder kreisförmigen Maßstab aufweisen. Durch das Vorsehen verschiedener Maßverkörperungen können sowohl lineare Bewegungen als auch kreisförmige Bewegungen detektiert werden.
  • Die im Zusammenhang mit der Positionsmessvorrichtung beschriebenen Merkmale können vorteilhaft auch allein oder in Kombination bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Hierin zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen reflektiven Positionsmessvorrichtung;
    • 2 eine schematische Darstellung von aufgenommen Messsignalen bei einer Positionsmessvorrichtung nach 1.
  • In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen reflektiven Positionsmessvorrichtung 1 dargestellt. Diese Art von reflektiven Positionsmessvorrichtungen 1 werden vielfach in der Industrie verwendet, um beispielsweise die Position von Bauteilen erfassen zu können. Hierzu können entsprechende Positionsmessvorrichtungen 1, beispielsweise als lineare Positionsmessvorrichtungen 1 oder aber auch als rotatorische Positionsmessvorrichtungen 1, ausgebildet sein, um je nach Bedarf lineare oder rotatorische Bewegungen des Bauteils ermitteln zu können. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Positionsmessvorrichtung 1 als rotatorische Anordnung ausgebildet.
  • Um nun die Position eines Bauteils erfassen zu können, ist an dem nicht näher dargestellten Bauteil selbst eine Maßverkörperung 2 angeordnet. Die Positionsmessvorrichtung 1 ist dabei als reflektive Positionsmessvorrichtung 1 ausgebildet, d. h., das auf die Maßverkörperung auftreffende Licht wird an dieser reflektiert. Die Maßverkörperung 2 weist hierzu abwechselnd Hell- und Dunkelfelder auf. Insbesondere die Hellfelder sind dabei reflektiv ausgestaltet und in der Maßverkörperung in 1 schwarz hervorgehoben, so dass auf diese auftreffendes Licht an diesen reflektiert wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Maßverkörperung 2 voll reflektierend ausgebildet und bewegt sich relativ und orthogonal zu einer Sensorvorrichtung 5. Es sind jedoch auch Maßverkörperungen 2 denkbar, welche diffus reflektierend oder diffraktiv ausgebildet sind.
  • Das Muster der Maßverkörperung kann vielfältig sein. Insbesondere sind periodische Codes, bevorzugt mit im Wesentlichen gleich breiten Hell- und Dunkelfeldern, Pseudo-Random-Codes und/oder Nonius-Spuren einsetzbar.
  • Die Sensorvorrichtung 5 ist gegenüber der Maßverkörperung 2 in einem Abstand A angeordnet und umfasst mindestens eine Lichtquelle 3 zum Emittieren von Licht in Richtung der Maßverkörperung 2. Um die Position des Bauteils detektieren zu können, wird das Licht der Lichtquelle 3 in Richtung der Maßverkörperung 2 emittiert.
  • Die Lichtquelle 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine LED-Lichtquelle 3 ausgestaltet, beispielsweise in Form eines LED-Chips. Bei einem solchen LED-Chips kann es sich beispielsweise um eine auf einem Halbleitersubstrat ausgebildete Licht emittierende Diode handeln. Die Lichtquelle 3 kann beispielsweise als ein Flip-Chip-LED ausgebildet sein, so dass die Kontaktflächen der Lichtquelle 3 auf einem Träger und/oder vorteilhaft auf der integrierten Auswerteschaltung 8 montiert werden können. Die Kontaktierung der Lichtquelle 3 kann dann beispielsweise drahtlos erfolgen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass mögliche Abschattungen durch vorhandene Kontaktdrähte an der Oberfläche der Lichtquelle 3 auftreten.
  • Das von der Lichtquelle 3 emittierte Licht wird dann in Richtung der Maßverkörperung 2 abgestrahlt und an dieser reflektiert. Aufgrund der sich abwechselnden Hell- oder Dunkelfelder wird das Licht dabei entsprechend der Codierung der Maßverkörperung 2 moduliert. Das modulierte Licht wird dann wieder zurück in Richtung der Sensorvorrichtung 5 reflektiert. Zur Detektion des modulierten Lichts weist die Sensorvorrichtung 5 bevorzugt auf der integrierten Auswerteschaltung 8 mindestens einen Lichtsensor 4 zum Empfangen des an der Maßverkörperung 2 reflektierten Lichts auf. Das reflektierte Licht fällt durch eine vorzugsweise zumindest teilweise vorhandene und im Wesentlichen transparente Abdeckung 9 auf der Auswerteschaltung 8 auf die darauf vorhandenen Sensorelemente.
  • Im vorliegenden Beispiel ist der Sensor 4 als eine integrierte Schaltung ausgebildet, welche Teil der Sensorvorrichtung 5 ist. Der Sensor 4 weist mehrere lichtempfindliche, zu Gruppen zusammengefasste, Sensorelemente auf, beispielsweise lichtempfindliche Fotodioden. Alternativ oder zusätzlich können die Sensorelemente in Messrichtung verschachtelt hintereinander liegen und derart elektrisch miteinander verbunden sein, dass sich Sinus- und Cosinussignale ergeben, welche eine Phasenverschiebung aufweisen. Eine solche Positionsmessvorrichtung mit einem Sensor 4 mit mehreren Sensorflächen ist beispielsweise in der DE 10 2015 103 253 A1 beschrieben.
  • Bevorzugt ist ferner, wenn mehrere Sensoren 4 vorgesehen sind. Auf diese Weise können mehrere Codespuren realisiert werden, mittels welcher dann zusätzliche Positionsinformationen gewonnen und ausgewertet werden können. In diesem Fall können zusätzlich eine oder mehrere Lichtquellen 3 für mehrere Sensoren 4 und/oder mehrere Codespuren der Maßverkörperung 2 vorgesehen sein.
  • Um bekannte Positionsmessvorrichtungen 1 nunmehr um zusätzliche Funktionalitäten zu erweitern, ist bei der erfindungsgemäßen reflektiven Positionsmessvorrichtung 1 vorgesehen, dass die Maßverkörperung 2 und die Sensorvorrichtung 5 relativ zueinander bewegt werden können. Durch diese Relativbewegung kommt es zu einer Änderung ΔA des Abstands A zwischen der Maßverkörperung 2 und der Sensorvorrichtung 5. Diese Abstandsänderung ΔA kann dann mittels des Sensors 4 detektiert werden.
  • Insbesondere können die Sensorvorrichtung 5 und/oder die Maßverkörperung 2 als Betätigungsvorrichtung 6 ausgebildet sein, welche in axialer Richtung verschiebbar gelagert sein können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Maßverkörperung 2 als Betätigungsvorrichtung 6 ausgebildet, wohingegen die Sensorvorrichtung 5 ortsfest angeordnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass keine Kabel, Drähte oder dergleichen, störend sind, bei der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 6. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Vielmehr sind ebenfalls Ausgestaltungen denkbar, bei welchen die Sensorvorrichtung 5 bewegt und die Maßverkörperung in axialer Richtung festgelegt angeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung weist jedoch den Nachteil auf, dass beispielsweise Kabel oder dergleichen ggf. störend sind. Alternativ oder zusätzlich können zudem auch beide Elemente 2, 5 bewegbar gelagert sein.
  • Wie dies der 1 zu entnehmen ist, ist die Betätigungsvorrichtung 6 insbesondere als Druckschalter in Form eines Tasters 7 ausgebildet, welcher zur Detektion einer Abstandsänderung ΔA zwischen mindestens zwei vorgegebenen Betriebsstellungen B1 , B2 hin und her bewegt werden kann. Der Taster 7 kann die drehbare Welle als Rotationsachse R aufweisen, auf die die Krafteinwirkung für den Druckschalter erfolgt. Wird nun die Betätigungsvorrichtung 6 manuell betätigt, kann der Abstand A zwischen der Maßverkörperung 2 und der Sensorvorrichtung 5 verringert werden. Alternativ sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, bei welchen der Abstand A zwischen der Maßverkörperung 2 und der Sensorvorrichtung 5 erhöht oder verringert wird. Die so hervorgerufene Abstandsänderung ΔA wird dann von dem Sensor 4 erkannt und als Abstandssignal SA ausgegeben.
  • Durch das Betätigen der Betätigungsvorrichtung 6 kann diese insbesondere in eine erste Betriebsstellung B1 verbracht werden, welche beispielsweise einen elektrischen Impuls erzeugt. Nach dem Betätigen wird die Betätigungsvorrichtung 6 dann in eine zweite Betriebsstellung B2 , verbracht, welche beispielsweise einer Ruheposition der Betätigungsvorrichtung 6 entspricht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsvorrichtung 6 als Taster 7 ausgebildet, welche nach dem Loslassen selbsttätig in die Ausgangslage, insbesondere die zweite Betriebsstellung B2 , zurückkehrt. Alternativ sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, bei welchen die Betätigungsvorrichtung 6 nicht nur zwischen zwei Betriebsstellungen B1 , B2 hin und her bewegt werden kann. Vielmehr sind auch Ausgestaltungen denkbar, bei welchen weitere Betriebsstellungen möglich sind. Auch sind stufenlose Ausgestaltungen mit einer Vielzahl an Betriebsstellungen denkbar. Um die Zuverlässigkeit der Betätigungsvorrichtung 6 zu erhöhen, können beispielsweise mechanische Mittel, wie Mittel zur Führung in axialer Richtung vorgesehen sein, welche eine geradlinige Bewegung der Betätigungsvorrichtung 6 ermöglichen. Ferner können auch Mittel zur Arretierung der Betätigungsvorrichtung 6 in einer der Betriebsstellungen B1 , B2 , Anschläge oder dergleichen vorgesehen sein, welche nicht näher dargestellt sind.
  • Bevorzugt ist, wenn der Abstand zwischen der Maßverkörperung 2 und der Sensorvorrichtung 5 in der Ruheposition, und insbesondere in der zweiten Betriebsstellung B2 im Bereich zwischen 0,5 mm und 5 mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 1 mm und 3 mm, liegt. Mit Hilfe der Positionsmessvorrichtung 1 können Abstandsänderungen ΔA im Millimeterbereich, insbesondere Bereich zwischen 0,1 mm und 1 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,4 mm und 0,6 mm und besonders bevorzugt von 0,5 mm, detektiert werden.
  • Durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 6 wird eine Schaltzustandsänderung bewirkt, beispielsweise in Form eines elektrischen Impulses, welche dann als ein zusätzliches Schaltsignal SA verwendet werden kann. Als Grundlage für diese Schaltzustandsänderung dient dabei die Abstandsänderung ΔA.
  • Zur Detektion der Abstandsänderung ΔA wird die Intensität und insbesondere die Intensitätsänderung und/oder der Ort, insbesondere die Positionsänderung, des reflektierten Lichts ermittelt und die ermittelte Abstandsänderung ΔA als Abstandssignal SA ausgegeben. Wird die Betätigungsvorrichtung 6 dementsprechend betätigt und die Maßverkörperung 2 und die Sensorvorrichtung 5 relativ zueinander bewegt, so resultiert eine Abstandsänderung ΔA. Wird also die Maßverkörperung 2, wie im vorliegenden Beispiel in Richtung der Sensorvorrichtung 5, bewegt, verringert sich der Abstand A. Dies führt dazu, dass das an der Maßverkörperung 2 reflektierte Licht mit höherer Intensität auf den Sensor 4 trifft. Wird die Maßverkörperung 2 hingegen von der Sensorvorrichtung 5 fortbewegt, verringert sich die am Sensor 4 gemessene Intensität. Diese Intensitätsänderung kann mittels des Sensors 4 erkannt und dann in ein Abstandssignal SA umgesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Ort ermittelt werden, an welchem der reflektierte Lichtstrahl auf den Sensor 4 trifft. Auch diese Ortsänderung kann dann in ein Abstandssignal SA umgesetzt werden. Die so ermittelten Sensorsignale werden dann zur Detektion der Abstandsänderung ΔA und zur Erzeugung der Abstandssignale SA über einen vorgegebenen Zeitraum gewichtet und dann mittels der Auswerteeinheit 8 ausgewertet.
  • Beispielhaft ist in der 2 ein möglicher zeitlicher Verlauf der Messsignale 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 der Sensorelemente des Sensors 4 dargestellt. Die Sensorelemente des Sensors 4 sind in der vorzugsweise integrierten Auswerteschaltung 8 derart angeordnet, dass die bei der Abtastung der sich bewegenden Maßverkörperung 2 periodische Messsignale 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 erzeugen, welche eine vorgegebene Phasenverschiebung zueinander aufweisen. Die Messsignale 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 sind periodische Signale, insbesondere Spannungen oder Ströme, bevorzugt nach Art von Sinus- bzw. Cosinus-Signalen. In dem Ausführungsbeispiel ist die Phasenverschiebung zwischen den vier Messsignalen 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 jeweils 90° (π/2). Die durchgezogenen Linie der Messsignale 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 zeigen dabei die Messsignale 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 in der Ruheposition, insbesondere in der zweiten Betriebsstellung B2 . Die gestrichelte Linie der Messsignale 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 zeigt dann die Messsignale 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 in der ersten Betriebsstellung B1 , also bei Betätigung der Betätigungsvorrichtung 6. Wie dies zu erkennen ist, steigt die gemessene Intensität an allen Sensorelementen des Sensors 4 gleichmäßig an. Diese Intensitätsänderung führt dann zu einer Generierung und/oder Änderung des Abstandssignals SA .
  • Die ermittelten Abstandssignale SA werden anschließend mit einem vorgegebenen Abstandsschwellwert Sw verglichen und eine Schaltzustandsänderung bewirkt, wenn das Abstandssignal SA einen vorgegebenen Abstandsschwellwert Sw überschreitet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass Störquellen bei der Signalerzeugung unberücksichtigt bleiben. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das ermittelte Abstandssignal SA in Abhängigkeit von der ermittelten Position ausgegeben wird. Bei dem Abstandssignal SA kann es sich insbesondere um ein digitales Schaltsignal handeln. Um zusätzliche Störquellen zu vermeiden, kann das Abstandssignal SA mittels eines Hochpasses gefiltert werden. Auf diese Weise können schnelle Änderungen des Signals durchgelassen werden, wohingegen langfristige Änderungen, beispielsweise hervorgerufen durch Alterung, Temperaturschwankungen, Verschmutzungen oder dergleichen herausgefiltert werden. Ferner kann entsprechenden Fehlsignalen auch durch eine elektronische oder mechanische Nachregelung entgegengewirkt werden.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsvorrichtung 6 als Taster 7 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Betätigungsvorrichtung 6 auch drehbar und/oder verschiebbar ausgebildet sein. Auf diese Weise können zusätzlich zu Änderungen des Abstands A in axialer Richtung weitere Einstellmöglichkeiten vorgenommen werden. Hierzu kann die Betätigungsvorrichtung 6, beispielsweise als Drehschalter, Dreh-/Druckschalter, Schiebeschalter oder dergleichen, ausgestaltet sein. Mit Hilfe einer solchermaßen ausgestalteten Betätigungsvorrichtung 6 können beispielsweise zusätzliche Grob- oder Feineinstellungen mit einer einzelnen Betätigungsvorrichtung vorgenommen werden. Insbesondere kann die Betätigungsvorrichtung 6 und insbesondere die Sensorvorrichtung 5 und/oder die Maßverkörperung 2 als betätigbarer, insbesondere handbetätigbarer, Dreh- und/ oder Druckschalter ausgebildet sein.
  • Mit der Positionsmessvorrichtung 1 kann somit ein zusätzliches Schaltsignal SA implementiert werden, welches mit Hilfe des gleichen Sensors 4 erzeugt und mittels welchem auch die Position der Positionsmessvorrichtung 1 ermittelt werden kann. Die Abstandsänderung ΔA kann dabei sowohl bei Bewegung als auch bei einem Stillstand der Maßverkörperung 2 ermittelt werden.
  • Je nach Bedarf kann die Positionsmessvorrichtung 1 als inkrementelle oder als absolute Positionsmessvorrichtung 1 ausgebildet sein. Falls bei einer inkrementellen Positionsmessvorrichtung 1 zusätzlich ein lokaler Absolutwert erkannt werden soll, ist vor jeder Messung zunächst eine Referenzmessung durchzuführen, um die aktuelle Position des Bauteils zu ermitteln. Dies ist bei einer im gesamten Messbereich absoluten Positionsmessvorrichtung 1 nicht erforderlich.
  • Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen reflektiven Positionsmessvorrichtung 1 können Abstandsänderungen ΔA in axialer Richtung ermittelt werden. Auf diese Weise lassen sich zusätzliche Schaltsignale SA erzeugen, welche in Abhängigkeit von der jeweiligen Position der Maßverkörperung 2 ermittelt werden können. Auf diese Weise lässt sich eine reflektive Positionsmessvorrichtung 1 um zusätzliche Funktionalitäten nach Art eines Push-Button-Encoders erweitern.
  • Es sind weitere Fälle möglich, in denen eine erwünschte oder unerwünschte Abstandsänderung detektiert wird: In nicht dargestellter Weise könnte die Maßverkörperung 2, beispielsweise auf Grund eines ungenauen Klebevorgang, eine Welligkeit aufweisen. Ferner könnte auch ein Fahrweg der Sensorvorrichtung 5 relativ zur Maßverkörperung 2 eine Welligkeit aufweisen. Des Weiteren könnte eine Schrägstellung der Maßverkörperung 2 zur Sensorvorrichtung 5 gegeben sein, insbesondere bei Abweichungen der Rotationsachse R. Derartige Abstandsänderungen können in der gleichen Weise wie bereits beschrieben detektiert werden. Sodann können diese als Signal, insbesondere Status- und/oder Warnsignal, ausgegeben werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Positionsmessvorrichtung
    2
    Maßverkörperung
    3
    Lichtquelle
    4
    Sensor
    4.1
    Messsignal des ersten Sensorelements
    4.2
    Messsignal des zweiten Sensorelements
    4.3
    Messsignal des dritten Sensorelements
    4.4
    Messsignal des vierten Sensorelements
    5
    Sensorvorrichtung
    6
    Betätigungsvorrichtung
    7
    Taster
    8
    Auswerteeinheit
    9
    transparente Sensorabdeckung
    A
    Abstand
    ΔA
    Abstandsänderung
    B1
    erste Betriebsstellung
    B2
    zweite Betriebsstellung
    SA
    Abstandssignal
    SW
    Abstandsschwellwert
    R
    Rotationsachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015103253 A1 [0002, 0039]

Claims (16)

  1. Verfahren zum Betrieb einer reflektiven Positionsmessvorrichtung (1) mit einer zumindest teilweise reflektierend ausgebildeten Maßverkörperung (2) und einer mindestens eine Lichtquelle (3) zum Emittieren von Licht in Richtung der Maßverkörperung (2) und mindestens einen Sensor (4) zum Empfangen des an der Maßverkörperung (2) reflektierten Lichts aufweisenden Sensorvorrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung (ΔA) des Abstands (A) zwischen der Maßverkörperung (2) und der Sensorvorrichtung (5) mittels des Sensors (4) detektiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Sensors (4) zusätzlich die absolute und/oder die inkrementelle Position der Maßverkörperung (2) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandsänderungen entlang der Bewegungsrichtung, beispielsweise durch eine Schrägstellung und/oder durch eine Welligkeit der Maßverkörperung (2) und/oder eines Fahrwegs der Sensorvorrichtung (5), detektiert und als Signal, insbesondere als Status- und/oder Warnsignal, ausgegeben werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (5) und/oder die Maßverkörperung (2) als Betätigungsvorrichtung (6), insbesondere als Druckschalter, ausgebildet ist, welche zur Detektion einer Abstandsänderung (ΔA) zwischen mindestens zwei vorgegebenen Betriebsstellungen (B1, B2) hin und her bewegt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (6) als Taster (7) ausgebildet ist, welche nach dem Loslassen selbsttätig in die Ausgangslage, insbesondere eine zweite Betriebsstellung (B2), zurückkehrt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (6) drehbar und/oder verschiebbar ausgebildet ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung (6) eine Schaltzustandsänderung bewirkt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektion der Abstandsänderung (ΔA) die Intensität, insbesondere die Intensitätsänderung, und/oder der Ort, insbesondere die Positionsänderung, des reflektierten Lichts ermittelt und die ermittelte Abstandsänderung (ΔA) als Abstandssignal (SA) ausgegeben wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltzustandsänderung erfolgt, wenn das Abstandssignal (SA) einen vorgegeben Abstandsschwellwert (Sw) überschreitet.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Abstandssignal (SA) in Abhängigkeit von der ermittelten Position ausgegeben wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandssignal (SA) mittels eines Hochpasses gefiltert wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsänderung (ΔA) bei einer Bewegung und/oder bei einem Stillstand der Maßverkörperung (2) ermittelt wird.
  13. Reflektive Positionsmessvorrichtung mit einer zumindest teilweise reflektierend ausgebildeten Maßverkörperung (2) und einer mindestens eine Lichtquelle (3) zum Emittieren von Licht in Richtung der Maßverkörperung (2) und mindestens einen Sensor (4) zum Empfangen des an der Maßverkörperung (2) reflektierten Lichts aufweisenden Sensorvorrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung (ΔA) des Abstands (A) zwischen der Maßverkörperung (2) und der Sensorvorrichtung (5) mittels des Sensors (4) detektierbar ist.
  14. Reflektive Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (8) zur Auswertung der Sensorsignale des Sensors (4).
  15. Reflektive Positionsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (5) und/oder die Maßverkörperung (2) in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist.
  16. Reflektive Positionsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensorvorrichtung (5) lineare oder rotatorische Bewegungen der Maßverkörperung (2) detektierbar sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4174447A1 (de) 2021-10-29 2023-05-03 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Optische positionsmesseinrichtung und verfahren zum betrieb einer optischen positionsmesseinrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1235054A2 (de) * 2001-02-20 2002-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Reflexionsskala und Wegmessungsvorrichtung
US6674026B2 (en) * 2002-05-10 2004-01-06 Tektronix, Inc. Rear mounted integrated rotary encoder including a pushbutton switch
US20080018911A1 (en) * 2006-07-19 2008-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Reflective sensor
US8885172B2 (en) * 2011-02-01 2014-11-11 Zygo Corporation Interferometric heterodyne optical encoder system
US8913226B2 (en) * 2010-12-16 2014-12-16 Zygo Corpporation Cyclic error compensation in interferometric encoder systems
DE102015103253A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-08 Ic-Haus Gmbh Optoelektronisches Bauelement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1235054A2 (de) * 2001-02-20 2002-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Reflexionsskala und Wegmessungsvorrichtung
US6674026B2 (en) * 2002-05-10 2004-01-06 Tektronix, Inc. Rear mounted integrated rotary encoder including a pushbutton switch
US20080018911A1 (en) * 2006-07-19 2008-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Reflective sensor
US8913226B2 (en) * 2010-12-16 2014-12-16 Zygo Corpporation Cyclic error compensation in interferometric encoder systems
US8885172B2 (en) * 2011-02-01 2014-11-11 Zygo Corporation Interferometric heterodyne optical encoder system
DE102015103253A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-08 Ic-Haus Gmbh Optoelektronisches Bauelement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4174447A1 (de) 2021-10-29 2023-05-03 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Optische positionsmesseinrichtung und verfahren zum betrieb einer optischen positionsmesseinrichtung
DE102021212224A1 (de) 2021-10-29 2023-05-04 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optische Positionsmesseinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer optischen Positionsmesseinrichtung

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