DE102019116280B3

DE102019116280B3 - Method and apparatus for determining a length

Info

Publication number: DE102019116280B3
Application number: DE102019116280.7A
Authority: DE
Inventors: Mark Wissmann
Original assignee: Etalon AG
Current assignee: Etalon AG
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2039-06-15
Also published as: WO2020249540A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum interferometrischen Bestimmen einer Länge L und/oder einer Änderung der Länge L einer Messstrecke zwischen einem ersten Messpunkt 4 und einem zweiten Messpunkt 8, wobei ein Steuerungslichtstrahl in kreisender Bewegung um eine Mittenrichtung von dem ersten Messpunkt 4 zu dem zweiten Messpunkt 8 und von dort auf einen Detektor 28 gesendet wird und eine detektierte Intensität des Steuerungslichtstrahls als Steuerparameter verwendet wird.The invention relates to a method for interferometrically determining a length L and / or a change in the length L of a measuring section between a first measuring point 4 and a second measuring point 8, a control light beam in a circular motion around a central direction from the first measuring point 4 to the second measuring point 8 and is sent from there to a detector 28 and a detected intensity of the control light beam is used as a control parameter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Länge L und/oder einer Änderung der Länge L einer Messstrecke zwischen einem ersten Messpunkt und einem zweiten Messpunkt mittels eines interferometrischen Messstrahls, wobei eine Richtung des Messstrahls mittels wenigstens eines Aktuators veränderbar ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for determining a length L and / or a change in length L of a measuring section between a first measuring point and a second measuring point by means of an interferometric measuring beam, wherein a direction of the measuring beam can be changed by means of at least one actuator. The invention also relates to a device for carrying out such a method.

Im Rahmen der interferometrischen Längenmessung zwischen dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt wird ein Messstrahl, bei dem es sich um einen Laserstrahl handelt, von dem ersten Messpunkt zu dem zweiten Messpunkt gesendet, dort an einem Reflektor reflektiert und zum ersten Messpunkt zurückgesandt. Der erste Messpunkt ist vorzugsweise ein Ende eines Lichtleiters, beispielsweise eines Glasfaserkabels, durch das der Messstrahl geleitet wird. Bei einer interferometrichen Längenmessung muss der Messstrahl mit einem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht werden. Die Längendifferenz der beiden optischen Weglängen des Messstrahls und des Referenzstrahls ist die zu bestimmende Messstrecke. Daher ist es von Vorteil, wenn an dem Ende des Lichtleiters, aus dem der Messstrahl am ersten Messpunkt austritt, ein Teil des Laserlichtes reflektiert wird, wobei dieser reflektierte Teil den Referenzstrahl bildet.As part of the interferometric length measurement between the first measuring point and the second measuring point, a measuring beam, which is a laser beam, is sent from the first measuring point to the second measuring point, reflected there on a reflector and sent back to the first measuring point. The first measuring point is preferably one end of a light guide, for example a glass fiber cable, through which the measuring beam is guided. With an interferometric length measurement, the measuring beam must be brought to interference with a reference beam. The length difference between the two optical path lengths of the measuring beam and the reference beam is the measuring distance to be determined. It is therefore advantageous if part of the laser light is reflected at the end of the light guide from which the measuring beam emerges at the first measuring point, this reflected part forming the reference beam.

Derartige Verfahren werden in unterschiedlichen Anwendungen benötigt. Soll beispielsweise die Kalibrierung technischer Mehrkörpersysteme durchgeführt werden, ist es nötig, den Abstand, zwischen zwei unterschiedlichen Bauteilen des Systems genau messen zu können. Dies gilt auch, wenn die beiden unterschiedlichen Bauteile sich relativ zueinander bewegen oder bewegt werden. Dazu können unterschiedliche Messtechniken eingesetzt werden. Neben einem Laserinterferometer werden auch Winkelmesssysteme, Winkelnormale und Kugelstäbe eingesetzt.Such methods are required in different applications. If, for example, the calibration of technical multi-body systems is to be carried out, it is necessary to be able to precisely measure the distance between two different components of the system. This also applies if the two different components move or are moved relative to one another. Different measurement techniques can be used for this. In addition to a laser interferometer, angle measuring systems, angle standards and ball bars are also used.

In der US 4,457,625 werden mehrere Laserinterferometer verwendet, um eine Oberfläche zu vermessen, entlang derer ein Mess-Reflektor bewegt wird. Auf diesen wird das jeweilige Laserlicht gesendet. Die Zielgenauigkeit wird durch eine Steuerung über eine Quad-Zelle sichergestellt. Dabei wird der Laser auf einen aus vier Zellen bestehenden Detektor geleitet. Der Laser ist richtig auf das sich bewegende Ziel ausgerichtet, wenn alle vier Zellen die gleiche Intensität messen. Aus der US 2005/0018205 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem aus einer interferometrischen Abstandsmessung und einer Winkelmessung eine Position im Raum bestimmt wird.In the U.S. 4,457,625 several laser interferometers are used to measure a surface along which a measuring reflector is moved. The respective laser light is sent to this. The aiming accuracy is ensured by a control via a quad cell. The laser is directed to a detector consisting of four cells. The laser is properly aimed at the moving target when all four cells measure the same intensity. From the US 2005/0018205 A1 a method is known in which a position in space is determined from an interferometric distance measurement and an angle measurement.

Ein Kugelstab ist beispielsweise aus der DE 10 2010 019 656 A1 bekannt. Die beiden Messpunkte sind in Kugeln angeordnet, die über eine Teleskopstange oder eine Teleskop-Konstruktion miteinander verbunden sind. Bei einem Teleskop-Kugelstab handelt es sich um eine etablierte Messvorrichtung zur Prüfung der Positionier- und Bahngenauigkeit von CNC-gesteuerten Positioniermaschinen, zu denen auch Koordinatenmessmaschinen oder Werkzeugmaschinen zählen. Ein solcher Stab mit hoher mechanischer Steifigkeit mit nur einem Freiheitsgrad für lineare Bewegungen ist an seinen Enden mit Lagerkugelkörpern versehen. Ein integrierter Wegaufnehmer erfasst kontinuierlich die Abstandsänderung der beiden Kugeln zueinander. Die beiden Kugeln stellen in Kombination mit geeigneten Lagerungen ein Drehgelenk dar, wobei der Drehpunkt dem Mittelpunkt des Lagerkugelkörpers entspricht. Werden die beiden Kugeln voneinander entfernt, wird die Teleskopstange, die die beiden Kugeln verbindet, verlängert. Aufgrund von Eigengewicht, Elastizität der einzelnen Komponenten und Lagerspiel ist die Vorrichtung zwangsläufig einem Durchhang unterworfen, der je nach Länge und mechanischer Stabilität zu einer Abweichung der Positionierung der ausgezogenen Kugeln von einer geraden Linie im Bereich mehrerer Millimeter führen kann.A ball stick, for example, is from the DE 10 2010 019 656 A1 known. The two measuring points are arranged in spheres which are connected to one another via a telescopic rod or a telescopic construction. A telescopic ball bar is an established measuring device for testing the positioning and path accuracy of CNC-controlled positioning machines, which also include coordinate measuring machines or machine tools. Such a rod with high mechanical rigidity with only one degree of freedom for linear movements is provided at its ends with ball bearings. An integrated displacement sensor continuously records the change in distance between the two balls. In combination with suitable bearings, the two balls represent a swivel joint, the pivot point corresponding to the center point of the ball bearing body. If the two balls are removed from each other, the telescopic rod that connects the two balls is lengthened. Due to its own weight, elasticity of the individual components and bearing play, the device is inevitably subject to sagging, which, depending on the length and mechanical stability, can lead to a deviation in the positioning of the extended balls from a straight line in the range of several millimeters.

In der US 5,428,446 wird vorgeschlagen, drei dieser Kugelstäbe zu verwenden, um eine Position eines zu vermessenden Gegenstandes im Raum zu bestimmen. Die Kugelstäbe werden für eine Triangulation verwendet. Dazu müssen sie in der Lage sein, eine absolute Läng zu bestimmen. Daher werden sie auf eine bekannte Länge kalibriert. Danach werden nur noch Längenänderungen bestimmt und es wird auf die jeweils aktuelle Länge zurückgeschlossen. Die US 5,604,593 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, bei der mehrere Interferometer zur Steuerung einer Bewegungseinheit einer Vorrichtung verwendet werden. Die gemessenen Längen werden mit Sollwerten verglichen. In der US 4,621,926 wird hingegen die Position des zu bewegenden Objektes direkt mittels Laserinterferometrie vermessen, indem mehrere Interferometer für eine Trangulation verwendet werden. Auch aus der US 2011/0170113 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mehrere Laserinterferometer für eine Triangulation und damit eine Positionsmessung verwendet werden. Die US 2003/0179362 A1 beschreibt ein ähnliches Verfahren.In the U.S. 5,428,446 it is proposed to use three of these ball bars to determine a position of an object to be measured in space. The ball bars are used for triangulation. To do this, they must be able to determine an absolute length. Therefore, they are calibrated to a known length. After that, only changes in length are determined and the current length is deduced. The U.S. 5,604,593 Figure 3 shows a similar device in which multiple interferometers are used to control a moving unit of a device. The measured lengths are compared with target values. In the U.S. 4,621,926 on the other hand, the position of the object to be moved is measured directly by means of laser interferometry by using several interferometers for a trangulation. Also from the US 2011/0170113 A1 a method is known in which several laser interferometers are used for a triangulation and thus a position measurement. The US 2003/0179362 A1 describes a similar procedure.

Die DE 44 21 783 A1 befasst sich mit einer Richtungsmessung. Eine interferometrische Längenmessung findet nicht statt.The DE 44 21 783 A1 deals with a direction measurement. An interferometric length measurement does not take place.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen der Länge L und/oder einer Änderung der Länge L einer Messstrecke so weiterzuentwickeln, dass die Nachführung des Mess-Laserstrahls einfach, kostengünstig und sicher erfolgt, wobei eine Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens leicht, klein und kostengünstig herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of further developing a method for determining the length L and / or a change in the length L of a measuring section in such a way that the tracking of the measuring laser beam is simple, inexpensive and safely takes place, a device for performing such a method being easy, small and inexpensive to manufacture.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das sich dadurch auszeichnet, dass ein Steuerungslichtstrahl in kreisender Bewegung um eine Mittenrichtung von dem ersten Messpunkt zu dem zweiten Messpunkt und von dort auf einen Detektor gesendet wird, wobei die Mittelnrichtung mittels des wenigstens einen Aktuators veränderbar ist und eine detektiert der Intensität des Steuerungslichtstrahl als Steuerparameter verwendet wird, um den wenigstens einen Aktuator zu steuern.The invention solves the problem posed by a method according to the preamble of claim 1, which is characterized in that a control light beam is sent in a circular motion around a central direction from the first measuring point to the second measuring point and from there to a detector, the central direction can be changed by means of the at least one actuator and a detected intensity of the control light beam is used as a control parameter to control the at least one actuator.

Zur Messung der Länge L und/oder der Änderung der Länge L wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Interferometer verwendet. Ein Messstrahl wird vom ersten Messpunkt zum zweiten Messpunkt gesendet. Vorzugsweise befindet sich im zweiten Messpunkt ein Reflektor oder Spiegel, durch den der Messstrahl zurück zum ersten Messpunkt reflektiert wird. Der erste Messpunkt ist vorzugsweise durch eine Referenz-Fläche definiert, die beispielsweise durch einen Grenzübergang zwischen zwei optisch unterschiedlich dichten Materialien hervorgerufen wird. Eine Vorrichtung, mit der ein solches Verfahren durchführbar ist, verfügt beispielsweise über einen Lichtleiter, durch den der Messstrahl von einem Laser, der nicht notwendigerweise aber bevorzugt zu der Vorrichtung gehört, ausgesandt wird. Der Lichtleiter verfügt über eine Austrittsfläche, die die Referenz-Fläche definiert und somit den ersten Messpunkt bildet. Ein Teil des Messstrahl wird an der Austrittsfläche reflektiert und bildet den Referenzstrahl. Ein anderer Teil des Messstrahl tritt durch die Referenzfläche hindurch und wird von diesem ersten Messpunkt zu dem zweiten Messpunkt gesendet. In einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung der Vorrichtung befindet sich an dem zweiten Messpunkt der bereits genannte Reflektor oder Spiegel, der den Messstrahl zurück zum ersten Messpunkt sendet. Der reflektierte Messstrahl tritt erneut durch die Referenzfläche hindurch und durchläuft erneut den Lichtleiter. Dabei interferiert er mit dem Teil des Messstrahl, der beim ersten Auftreffen auf die Referenzfläche reflektiert wurde.In a method according to the invention, an interferometer is used to measure the length L and / or the change in the length L. A measuring beam is sent from the first measuring point to the second measuring point. A reflector or mirror is preferably located in the second measuring point, through which the measuring beam is reflected back to the first measuring point. The first measuring point is preferably defined by a reference area, which is caused, for example, by a boundary transition between two materials with different optical densities. A device with which such a method can be carried out has, for example, a light guide through which the measuring beam is emitted by a laser that does not necessarily, but preferably, belongs to the device. The light guide has an exit surface that defines the reference surface and thus forms the first measuring point. Part of the measuring beam is reflected on the exit surface and forms the reference beam. Another part of the measuring beam passes through the reference surface and is sent from this first measuring point to the second measuring point. In a structurally particularly simple embodiment of the device, the aforementioned reflector or mirror, which sends the measuring beam back to the first measuring point, is located at the second measuring point. The reflected measuring beam again passes through the reference surface and runs through the light guide again. In doing so, it interferes with the part of the measuring beam that was reflected when it first hit the reference surface.

Das entstehende Interferenzmuster kann ausgewertet werden und liefert in bekannter Weise Informationen über die Länge L und/oder eine Änderung der Länge L der Messstrecke zwischen den beiden Messpunkten. Um dies verlässlich tun zu können muss der vom ersten Messpunkt auf den zweiten Messpunkt gesendete Messstrahl möglichst exakt auf diesen zweiten Messpunkt ausgerichtet sein. Positionierungsfehler, die durch mechanische Elastizität, Spiel oder Fertigungstoleranzen hervorgerufen werden, müssen ausgeglichen werden.The resulting interference pattern can be evaluated and provides, in a known manner, information about the length L and / or a change in the length L of the measuring section between the two measuring points. In order to be able to do this reliably, the measuring beam sent from the first measuring point to the second measuring point must be aligned as precisely as possible to this second measuring point. Positioning errors that are caused by mechanical elasticity, play or manufacturing tolerances must be compensated for.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Steuerung erreicht. Dazu wird ein Steuerungslichtstrahl von dem ersten Messpunkt zu dem zweiten Messpunkt gesendet. Dieser Steuerungslichtstrahl wird dabei in kreisenden Bewegungen gebracht. Dies bedeutet, dass die Stelle, an der der Steuerungslichtstrahl an dem zweiten Messpunkt auf trifft, eine kreisförmige Bewegung ausführt. Handelt es sich bei dem zweiten Messpunkt um einen Reflektor oder Spiegel, wird der Steuerungslichtstrahl reflektiert und in Richtung auf den ersten Messpunkt zurückgeworfen. Der reflektierte Steuerungslichtstrahl tritt erneut in den Lichtleiter ein und wird auf einen Detektor geleitet.According to the invention, this is achieved by a controller. For this purpose, a control light beam is sent from the first measuring point to the second measuring point. This control light beam is brought into circular movements. This means that the point at which the control light beam hits the second measuring point executes a circular movement. If the second measuring point is a reflector or mirror, the control light beam is reflected and thrown back in the direction of the first measuring point. The reflected control light beam re-enters the light guide and is directed to a detector.

Da der Steuerungslichtstrahl eine kreisende Bewegung vollführt, bewegt sich auch die Auftreffstelle, an der der Steuerungslichtstrahl auf dem Detektor auf trifft, entlang eines Kreises. Vorzugsweise ist die Größe des Detektors so auf die Größe des Kreises abgestimmt, dass nicht der volle Steuerungslichtstrahl auf den Detektor trifft. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch die Empfindlichkeit des Detektors mit steigendem Abstand von dem Mittelpunkt des Detektors abnehmen. Auf diese Weise wird erreicht, dass die vom Detektor detektierte Intensität des Steuerungslichtstrahl kleiner ist, als sie es wäre, wenn der Steuerungslichtstrahl keine kreisförmige Bewegung ausführen würde.Since the control light beam performs a circular movement, the point of impact at which the control light beam hits the detector also moves along a circle. The size of the detector is preferably matched to the size of the circle so that the full control light beam does not strike the detector. As an alternative or in addition to this, the sensitivity of the detector can also decrease with increasing distance from the center point of the detector. In this way it is achieved that the intensity of the control light beam detected by the detector is smaller than it would be if the control light beam did not perform a circular movement.

Befindet sich der Mittelpunkt des Kreises, also die Mittenrichtung, genau im Zentrum des Detektors und wird der Steuerungslichtstrahl genau ins Zentrum des Reflektors am zweiten Messpunkt geleitet, ist die Intensität des Steuerungslichtstrahl, die vom Detektor detektiert wird, unabhängig von der Position auf dem Kreis, auf der sich der Steuerungslichtstrahl befindet, konstant. Weicht der Mittelpunkt des Kreises vom Zentrum des Detektors ab, ist diese zeitliche Konstanz nicht mehr gegeben, da der Abstand des von dem Steuerungslichtstrahl auf dem Detektor erzeugten Lichtfleckes während eines Umlaufes um den Kreis variiert. Dadurch wird klar, in welche Richtung der Kreis verschoben werden muss, um die zeitliche Konstanz der detektieren Intensität wieder herzustellen. Dies geschieht vorzugsweise über wenigstens einen Aktuator, durch den die Auslegung des Steuerungslichtstrahls beeinflusst und gesteuert werden kann.If the center of the circle, i.e. the central direction, is exactly in the center of the detector and the control light beam is directed exactly into the center of the reflector at the second measuring point, the intensity of the control light beam that is detected by the detector is independent of the position on the circle, on which the control light beam is located, constant. If the center point of the circle deviates from the center of the detector, this temporal constancy is no longer given, since the distance between the light spot generated by the control light beam on the detector varies during a revolution around the circle. This makes it clear in which direction the circle has to be shifted in order to restore the temporal constancy of the detected intensity. This is preferably done via at least one actuator, by means of which the design of the control light beam can be influenced and controlled.

Vorzugsweise ist der Steuerungslichtstrahl der interferometrische Messstrahl. In dieser besonders einfachen Ausgestaltung des Verfahrens wir nur ein einziger Lichtstrahl einer einzigen Lichtquelle verwendet. Dieser dient einerseits als Steuerungslichtstrahl, der wie bereits beschrieben verwendet wird, um die Position des Lichtstrahls auf dem Reflektor des zweiten Messpunktes einer Bewegung des zweiten Messpunktes relativ zu dem ersten Messpunkt anzupassen. Er dient andererseits auch als interferometrischer Messstrahl, der zur eigentlichen Messung der Länge L und/oder ihrer Länge verwendet wird.The control light beam is preferably the interferometric measuring beam. In this particularly simple embodiment of the method, only a single light beam from a single light source is used. This serves on the one hand as a control light beam which, as already described, is used to adapt the position of the light beam on the reflector of the second measuring point to a movement of the second measuring point relative to the first measuring point. It also serves as a interferometric measuring beam which is used for the actual measurement of the length L and / or its length.

Problematisch bei dieser Ausgestaltung ist jedoch, dass eine Veränderung der am Detektor detektierten Intensität zwei unterschiedliche Ursachen haben kann. Sie kann einerseits daraus resultieren, dass die Mittenrichtung, um die der Steuerungslichtstrahl seine kreisende Bewegung ausführt, nicht mehr im Mittelpunkt des Reflektors am zweiten Messpunkt liegt. In diesem Fall müsste die Mittenrichtung nachgeführt werden. Die Veränderung der detektierten Intensität kann andererseits daraus resultieren, dass sich die Länge L verändert hat. In diesem Fall ist sie ein Messergebnis, das zu dokumentieren ist.The problem with this embodiment, however, is that a change in the intensity detected on the detector can have two different causes. On the one hand, it can result from the fact that the central direction around which the control light beam executes its circular movement no longer lies in the center of the reflector at the second measuring point. In this case the center direction would have to be adjusted. On the other hand, the change in the detected intensity can result from the fact that the length L has changed. In this case, it is a measurement result that must be documented.

Vorzugsweise steuert die Steuerung wenigstens einen Aktuator, durch den die Richtung des Messstrahls, bevorzugt auch die Mittenrichtung veränderbar ist. Ein derartiger Aktuator kann beispielsweise ein Piezo-Aktuator sein, durch den eine Position und/oder eine Orientierung einer Linse oder eines Spiegels verschoben werden kann. Vorzugsweise weist eine Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens wenigstens zwei Aktuatoren auf, die eine Veränderung der Richtung des Messstrahles und/oder der Errichtung des Steuerungslichtstrahles in zwei Richtungen ermöglichen. Vorzugsweise sind die beiden Richtungen, durch die durch jeweils wenigstens einen Aktuator die Richtung der verschiedenen Lichtstrahlen manipuliert werden kann, senkrecht aufeinander. Besonders bevorzugt werden die von der Steuerung gesteuerten Aktuatoren auch verwendet, um die kreisförmige Bewegung des Steuerungslichtstrahls zu erzeugen.The controller preferably controls at least one actuator, by means of which the direction of the measuring beam, preferably also the central direction, can be changed. Such an actuator can be, for example, a piezo actuator, by means of which a position and / or an orientation of a lens or a mirror can be shifted. A device for carrying out such a method preferably has at least two actuators which enable the direction of the measuring beam and / or the establishment of the control light beam to be changed in two directions. The two directions through which the direction of the different light beams can be manipulated by at least one actuator in each case are preferably perpendicular to one another. The actuators controlled by the controller are particularly preferably also used to generate the circular movement of the control light beam.

Vorteilhafterweise steuert die Steuerung den wenigstens einen Aktuator derart, dass die detektierte Intensität zeitlich konstant ist. Die detektierte Intensität ist dabei die Intensität des Steuerungslichtstrahls, die am Detektor detektiert wird. Wie bereits dargelegt, ist bei zeitlich konstanter detektierter Intensität der Mittelpunkt der kreisförmigen Bewegung des Steuerungslichtstrahls der Mittelpunkt des Detektors.The controller advantageously controls the at least one actuator in such a way that the detected intensity is constant over time. The detected intensity is the intensity of the control light beam that is detected at the detector. As already explained, if the detected intensity is constant over time, the center of the circular movement of the control light beam is the center of the detector.

Bevorzugterweise werden der Steuerungslichtstrahl und der interferometrische Messstrahl von zwei unterschiedlichen Lichtquellen erzeugt, wobei der Steuerungslichtstrahl und der interferometrische Messstrahl vorzugsweise unterschiedliche Wellenlängen aufweisen. Ist der Steuerungslichtstrahl ein separater Laserstrahl, so ist dessen Kohärenzlänge vorzugsweise so klein, dass die detektierte Intensität keine Interferenzeffekte aufweist.The control light beam and the interferometric measuring beam are preferably generated by two different light sources, the control light beam and the interferometric measuring beam preferably having different wavelengths. If the control light beam is a separate laser beam, its coherence length is preferably so small that the detected intensity does not have any interference effects.

Vorzugsweise werden der interferometrischen Messstrahl und der Steuerungslichtstrahl auf unterschiedliche Detektoren gelenkt. In der Messstrecke verwenden sie jedoch den gleichen Pfad. Dazu ist in der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzugsweise ein Koppelelement vorhanden, durch das zunächst die von den beiden Lichtquellen ausgesandten Lichtstrahlen in den gemeinsamen Strahlengang, also den gemeinsamen Pfad, ein gekoppelt werden. Ein solches Element wird auch verwendet, um die beiden Lichtstrahlen, die unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, wieder voneinander zu trennen und auf unterschiedliche Detektoren zuleiten.The interferometric measuring beam and the control light beam are preferably directed to different detectors. However, they use the same path in the measuring section. For this purpose, the device for carrying out the method preferably has a coupling element by means of which the light beams emitted by the two light sources are first coupled into the common beam path, that is to say the common path. Such an element is also used to separate the two light beams, which have different wavelengths, from one another again and to direct them to different detectors.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens der hier beschriebenen Art. Die Vorrichtung verfügt über einen ersten Lagerkörper mit einem ersten Messpunkt und einen zweiten Lagerkörper mit einem zweiten Messpunkt. Diese beiden Lagerkörper sind relativ zueinander bewegt war und beispielsweise durch eine Teleskopstange miteinander verbunden. Die Vorrichtung verfügt zudem über wenigstens eine Schnittstelle zu einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung mit einer Steuerung. Die Datenverarbeitungseinrichtung selbst muss nicht Teil der Vorrichtung sein, ist vorzugsweise jedoch in diese Vorrichtung integriert. Die Vorrichtung verfügt zudem über wenigstens eine Schnittstelle zum Einleiten des Steuerungslichtstrahl und vorzugsweise des interferometrischen Messstrahls.The invention also solves the problem posed by a device for performing a method of the type described here. The device has a first bearing body with a first measuring point and a second bearing body with a second measuring point. These two bearing bodies are moved relative to one another and are connected to one another, for example, by a telescopic rod. The device also has at least one interface to an electronic data processing device with a controller. The data processing device itself does not have to be part of the device, but is preferably integrated into this device. The device also has at least one interface for introducing the control light beam and preferably the interferometric measuring beam.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass der Messstrahl und/oder der Steuerungslichtstrahl die Vorrichtung durch diese Schnittstelle auch wieder verlassen. Es ist nicht notwendig, dass die Vorrichtung einen Laser zum Aussenden des Messstrahl und/oder eine Lichtquelle zum Aussenden des Steuerungslichtstrahls aufweist. Vielmehr ist es ausreichend, wenn die Vorrichtung über die Schnittstelle in der Lage ist, die elektromagnetische Strahlung einer oder mehrerer Lichtquellen, insbesondere Laser, in die Messstrecke einzuleiten. Zudem muss die Vorrichtung keinen Detektor aufweisen, um das Interferenzbild aus Messstrahl und Referenzstrahl oder den Steuerungslichtstrahl zu detektieren. In bevorzugten Ausgestaltungen verfügt die Vorrichtung jedoch über wenigstens einen Laser zum Aussenden des Messstrahl, eine Lichtquelle zum Aussenden des Steuerungslichtstrahls und/oder einen Detektor zum Detektieren des Interferenzbildes und/oder des Steuerungslichtstrahls. The device is preferably designed in such a way that the measuring beam and / or the control light beam also leave the device again through this interface. It is not necessary for the device to have a laser for emitting the measuring beam and / or a light source for emitting the control light beam. Rather, it is sufficient if the device is capable of introducing the electromagnetic radiation from one or more light sources, in particular lasers, into the measurement section via the interface. In addition, the device does not have to have a detector in order to detect the interference pattern from the measuring beam and reference beam or the control light beam. In preferred embodiments, however, the device has at least one laser for emitting the measurement beam, a light source for emitting the control light beam and / or a detector for detecting the interference image and / or the control light beam.

Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über wenigstens einen Aktuator, durch den eine Richtung des Steuerungslichtstrahls und/oder des Messstrahls in wenigstens einer Richtung veränderbar ist. Dazu ist der Aktuator vorzugsweise eingerichtet, die Position und/oder Orientierung einer Lichtaustrittsfläche eines Lichtleiters, der als Schnittstelle zum Einleiten der elektromagnetischen Strahlung dient, zu verändern. Bevorzugt verfügt die Vorrichtung über wenigstens zwei Aktuatoren, durch die die Richtung des Messstrahls und/oder des Steuerungslichtstrahls in wenigstens zwei Richtungen veränderbar ist, die bevorzugt senkrecht aufeinander stehen.The device preferably has at least one actuator, by means of which a direction of the control light beam and / or of the measuring beam can be changed in at least one direction. For this purpose, the actuator is preferably set up to change the position and / or orientation of a light exit surface of a light guide that serves as an interface for introducing the electromagnetic radiation. The device preferably has at least two actuators, by means of which the direction of the measuring beam and / or the control light beam in at least two directions can be changed, which are preferably perpendicular to one another.

Vorzugsweise verfügt der zweite Messpunkt über einen Reflektor, durch den der Messstrahl und/oder der Steuerungslichtstrahl zurück zu dem ersten Messpunkt reflektiert werden. Alternativ dazu kann der zweite Messpunkt auch über eine Schnittstelle verfügen, durch die elektromagnetische Strahlung aus der Messstrecke entfernt werden kann. Eine solche Schnittstelle ist beispielsweise eine Lichteintrittsfläche eines optischen Leiters, insbesondere eines Glasfaserkabels. Elektromagnetische Strahlung, die durch diese Schnittstelle die Messstrecke verlässt, wird einem Detektor zugeführt. Der Messstrahl wird auf dem Weg zum Detektor mit dem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht. Damit aus dem dabei entstehenden Interferenzbild Informationen über die Messstrecke extrahiert werden können, muss die Länge und die optische Weglänge zwischen der Schnittstelle am zweiten Messpunkt und dem Detektor bekannt und konstant sein.The second measuring point preferably has a reflector, through which the measuring beam and / or the control light beam are reflected back to the first measuring point. Alternatively, the second measuring point can also have an interface through which electromagnetic radiation can be removed from the measuring section. Such an interface is, for example, a light entry surface of an optical conductor, in particular a fiber optic cable. Electromagnetic radiation that leaves the measuring section through this interface is fed to a detector. The measuring beam is brought to interference with the reference beam on the way to the detector. In order that information about the measuring section can be extracted from the resulting interference image, the length and the optical path length between the interface at the second measuring point and the detector must be known and constant.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch eine Vorrichtung zum interferometrischen Bestimmen einer Länge L und/oder einer Änderung der Länge L einer Messstrecke zwischen einem ersten Messpunkt und einem zweiten Messpunkt, insbesondere zum Durchführen eines der hier beschriebenen Verfahren, wobei die Lagerkörper Kugeln sind. Diese können in dafür vorgesehene Lagerungen eingesetzt werden, die an Maschinen oder Vorrichtungen vorhanden sind, deren Bewegungen und Abstände gemessen oder kalibriert werden sollen. Bevorzugt sind die Messpunkte dabei so angeordnet, dass die Messstrecke zwischen den beiden Messpunkten der Entfernung zwischen den Mittelpunkten der Kugeln entspricht. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein Lichtleiter, durch den der Mess-Laserstrahl und/oder der Steuerungslichtstrahl in die Messstrecke eingeleitet wird, eine Lichtaustrittsfläche aufweist, die im Mittelpunkt des ersten Lagerkörper angeordnet ist. Im Mittelpunkt des zweiten Lagerkörper, in dem sich der zweite Messpunkt befindet, ist vorzugsweise ein Reflektor oder Spiegel angeordnet, durch den der Mess-Laserstrahl zum ersten Messpunkt reflektiert wird. Alternativ dazu ist auch der zweite Lagerkörper mit einem optischen Leiter ausgerüstet, dessen Lichteintrittsfläche im Mittelpunkt des zweiten Lagerkörper angeordnet ist. Nachteilig an dieser zweiten Ausgestaltung ist jedoch, dass beide Lagerkörper mit einem optischen Leiter versehen sein müssen. Ist im zweiten Lagerkörper ein Reflektor oder Spiegel angeordnet, entfällt der zweite optische Leiter, sodass die Vorrichtung konstruktiv einfacher, kostengünstiger und kleiner ausgeführt werden kann.The invention also solves the problem posed by a device for interferometrically determining a length L and / or a change in the length L of a measuring section between a first measuring point and a second measuring point, in particular for performing one of the methods described here, the bearing bodies being balls. These can be used in bearings provided for this purpose, which are available on machines or devices whose movements and distances are to be measured or calibrated. The measuring points are preferably arranged in such a way that the measuring distance between the two measuring points corresponds to the distance between the centers of the spheres. This can be done, for example, in that a light guide, through which the measuring laser beam and / or the control light beam is introduced into the measuring section, has a light exit surface which is arranged in the center of the first bearing body. In the center of the second bearing body, in which the second measuring point is located, a reflector or mirror is preferably arranged, through which the measuring laser beam is reflected to the first measuring point. Alternatively, the second bearing body is also equipped with an optical conductor, the light entry surface of which is arranged in the center of the second bearing body. However, the disadvantage of this second embodiment is that both bearing bodies must be provided with an optical conductor. If a reflector or mirror is arranged in the second bearing body, the second optical conductor is omitted, so that the device can be made structurally simpler, cheaper and smaller.

Vorzugsweise befinden sich der erste Messpunkt nicht im Mittelpunkt des ersten Lagerkörper und/oder der zweite Messpunkt nicht im Mittelpunkt des zweiten Lagerkörper. Die Messstrecke trifft vorzugsweise so auf den jeweiligen Lagerkörper, dass sie durch den Mittelpunkt des Lagerkörpers, der zumindest fiktiv dem Messpunkt entspricht, verläuft. Im Innern des Lagerkörpers befindet sich vorzugsweise wenigstens ein Umlenkspiegel, auf den der Messstrahl und der Steuerungslichtstrahl geleitet wird. Durch diesen Umlenkspiegel wird die jeweilige Strahlung auf den tatsächlichen jeweiligen Messpunkt geleitet, ohne, dass sich dadurch die vom Messstrahl zurückgelegte optische Weglänge ändert.The first measuring point is preferably not located in the center of the first bearing body and / or the second measuring point is not located in the center of the second bearing body. The measuring section preferably hits the respective bearing body in such a way that it runs through the center point of the bearing body, which at least fictitiously corresponds to the measuring point. In the interior of the bearing body there is preferably at least one deflection mirror to which the measuring beam and the control light beam are directed. The respective radiation is guided through this deflecting mirror to the actual respective measuring point without changing the optical path length covered by the measuring beam.

Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über ein teleskopierbares Rohr, das derart angeordnet und eingerichtet ist, dass der durch die Schnittstelle eingeleitete Steuerungslichtstrahl und/oder Messstrahl innerhalb des teleskopierbaren Rohres verläuft.The device preferably has a telescopic tube which is arranged and set up in such a way that the control light beam and / or measuring beam introduced through the interface runs within the telescopic tube.

Besonders bevorzugt ist das teleskopierbare Rohr demontierbar. Besonders bevorzugt bildet das teleskopierbare Rohr die Verbindung zwischen dem ersten Lagerkörper und dem zweiten Lagerkörper. Ist das teleskopierbare Rohr demontierbar ausgebildet, kann bevorzugt dadurch die Verbindung zwischen den Lagerkörpern entfernt werden. Dadurch kann die Vorrichtung beispielsweise im manuellen Betrieb verwendet werden.The telescopic tube is particularly preferably removable. The telescopic tube particularly preferably forms the connection between the first bearing body and the second bearing body. If the telescopic tube is designed to be removable, the connection between the bearing bodies can preferably be removed as a result. As a result, the device can be used in manual operation, for example.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung auf, die eingerichtet ist, die Position der Mittenrichtung an dem zweiten Messpunkt und/oder auf dem Detektor anzuzeigen. Dies bezeichnet die Position, an der ein Laserstrahl, der in Mittenrichtung verläuft, auf den zweiten Messpunkt oder auf den Detektor trifft.In a preferred embodiment, the device has a display device which is set up to display the position of the central direction at the second measuring point and / or on the detector. This describes the position at which a laser beam, which runs in the middle direction, hits the second measuring point or the detector.

Mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

1 und 2 - schematische Darstellungen einer Vorrichtung gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und
3 bis 6 - unterschiedliche Detaildarstellungen von Vorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.

Some exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with the aid of the accompanying drawings. Show it:

1 and 2 - Schematic representations of a device according to different embodiments of the present invention and
3 to 6th - Different detailed representations of devices according to embodiments of the present invention.

1 zeigt eine Vorrichtung mit einem ersten Lagerkörper 2, in dem sich ein erster Messpunkt 4 befindet und einem zweiten Lagerkörper 6, in dessen Mittelpunkt sich ein zweiter Messpunkt 8 befindet. Lagerkörper 2, 6 sind über eine schematisch dargestellte Teleskopstange 10 miteinander verbunden. 1 shows a device with a first bearing body 2 , in which there is a first measuring point 4th and a second bearing body 6th , in the center of which there is a second measuring point 8th is located. Bearing body 2 , 6th are via a telescopic rod shown schematically 10 connected with each other.

Die Vorrichtung verfügt über eine erste Lichtquelle 12, die im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Laserstrahl 14 aussendet, der über eine Koppeleinrichtung 16 in einen Lichtleiter 18 eingekoppelt wird, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Glasfaser ausgebildet ist. Am Ende der Glasfaser befindet sich der erste Messpunkt 4. Die dort vorhandene Grenzfläche sorgt dafür, dass ein Teil des Laserlichtes reflektiert wird. Dieser Teil bildet den Referenzstrahl. Der übrige Teil des Laserstrahls 14 tritt aus der Grenzfläche, die den ersten Messpunkt 4 bildet, aus. Der entstehende Messstrahl wird aufgeweitet und trifft auf ein optisches Element 20, das über Aktuatoren 22 beweglich ist. Der Messpunkt, der auch als Steuerungslichtstrahl dient, wird durch die Teleskopstange 10 in Richtung auf den zweiten Messpunkt 8 geleitet, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Reflektor 26 ausgebildet ist. Dabei werden die Aktuatoren 22 so gesteuert, dass das optische Element 20 und damit der Messstrahl 24 eine kreisende Bewegung vollführt.The device has a first light source 12 , which in the embodiment shown a laser beam 14th sends out via a coupling device 16 into a light guide 18th coupled which is designed as a glass fiber in the embodiment shown. The first measuring point is at the end of the glass fiber 4th . The interface there ensures that part of the laser light is reflected. This part forms the reference beam. The rest of the laser beam 14th emerges from the interface that is the first measurement point 4th trains, from. The resulting measuring beam is expanded and hits an optical element 20th that is about actuators 22nd is movable. The measuring point, which also serves as a control light beam, is set by the telescopic rod 10 towards the second measuring point 8th guided, in the embodiment shown as a reflector 26th is trained. The actuators 22nd controlled so that the optical element 20th and with it the measuring beam 24 performs a circular motion.

Am Reflektor 26 wird das Laserlicht reflektiert und wieder in Richtung auf den ersten Messpunkt 4 geleitet. Dort tritt es in den Lichtleiter 18 ein und wird in der Koppeleinrichtung in Richtung auf einen Detektor 28 geleitet. Die Daten über die dort detektierte Intensität werden über die erste Datenleitung 30 einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 32 zugeführt, die das Interferenzbild erzeugt und ausgibt. Dies geschieht immer dann, wenn es sich bei dem Laserstrahl, der im Innern der Teleskopstange 10 geleitet wird, um einen Messstrahl handelt. Handelt es sich hingegen um einen Steuerungsstrahl, wird die auf dem Detektor 28 detektierte Intensität verwendet, um die Bewegung der Aktuatoren 22 zu steuern. Die Aktuatoren 22 werden dabei so gesteuert, dass sich die Intensität während des Umlaufes der kreisförmigen Bewegung des Laserstrahls im Innern der Teleskopstange 10 auf einem zeitlich konstanten Niveau befindet, was schematisch durch die dargestellte Gaußsche Kurve 34 und eine kreisförmige Linie konstanter Intensität dargestellt ist.At the reflector 26th the laser light is reflected and again towards the first measuring point 4th directed. There it enters the light guide 18th and is in the coupling device in the direction of a detector 28 directed. The data on the intensity detected there are transmitted via the first data line 30th an electronic data processing device 32 which generates and outputs the interference image. This always happens when the laser beam is inside the telescopic pole 10 is directed to a measuring beam. If, on the other hand, it is a control beam, it is displayed on the detector 28 detected intensity used to control the movement of the actuators 22nd to control. The actuators 22nd are controlled in such a way that the intensity during the revolution of the circular movement of the laser beam inside the telescopic rod 10 is at a constant level over time, which is shown schematically by the Gaussian curve 34 and a circular line of constant intensity is shown.

2 zeigt eine ähnliche Darstellung. Auch hier befinden sich in den beiden Lagerkörpern 2, 6 die beiden Messpunkte 4. Der große Unterschied besteht darin, dass die Vorrichtung nicht nur eine erste Lichtquelle 12 und einen ersten Detektor 28, sondern zusätzlich eine zweite Lichtquelle 36 und einen zweiten Detektor 38 aufweist. Über die beiden Koppeleinrichtungen 16 werden die jeweils ausgesandten Lichtstrahlen, die aus den beiden Lichtquellen 12, 36 ausgesandt werden und unterschiedliche Wellenlängen aufweisen zu einem wellenlängenabhängigen Multiplexer 40 geleitet, der beide ausgesandten Lichtstrahlen in den Lichtleiter 18 einkoppelt. Beide werden durch den ersten Messpunkt 4 und das optische Element 20 hindurchgeleitet, durch die Teleskopstange 10 in Richtung auf den zweiten Messpunkt 8 geleitet, von dort reflektiert und wieder zum Multiplexer 40 zurückgeführt. An dieser Stelle werden sie aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit des Multiplexers 40 getrennt und den beiden Koppeleinrichtungen 16 zugeführt, die dafür sorgen, dass der von der ersten Lichtquelle 12 ausgesandte erste Referenzstrahl und erste Messstrahl auf den ersten Detektor 28 geleitet wird. Die dort detektierte Intensität wird der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 32 zugeführt, wie dies in 1 ebenfalls der Fall war. Der von der zweiten Lichtquelle 36 ausgesandte zweite Referenzstrahl und Steuerungslichtstrahl werden dem zweiten Detektor 38 zugeführt, so dass die dort detektierte Intensität verwendet wird, um die Aktuatoren 22 zu steuern. Im Vergleich zu 1 hat die in 2 gezeigte Vorrichtung den Vorteil, dass statt des Messstrahls 24 mit prinzipbedingten Schwankungen der Intensität durch Interferenz für die Steuerung eine separate Steuerungslichtquelle mit sehr niedriger Kohärenzlänge verwendet werden kann, die geringere Störungen auf das Regelsignal enthält. 2 shows a similar representation. Here, too, are located in the two bearing bodies 2 , 6th the two measuring points 4th . The big difference is that the device is not just a first light source 12 and a first detector 28 , but also a second light source 36 and a second detector 38 having. Via the two coupling devices 16 are the light rays emitted from each of the two light sources 12 , 36 are sent out and have different wavelengths to a wavelength-dependent multiplexer 40 guided, the two emitted light beams into the light guide 18th coupled. Both are through the first measurement point 4th and the optical element 20th passed through the telescopic rod 10 towards the second measuring point 8th routed, reflected from there and back to the multiplexer 40 returned. At this point they are due to the wavelength dependence of the multiplexer 40 separated and the two coupling devices 16 fed that ensure that of the first light source 12 emitted first reference beam and first measuring beam on the first detector 28 is directed. The intensity detected there is transmitted to the electronic data processing device 32 fed like this in 1 was also the case. The one from the second light source 36 emitted second reference beam and control light beam are the second detector 38 supplied so that the intensity detected there is used to control the actuators 22nd to control. Compared to 1 does the in 2 The device shown has the advantage that instead of the measuring beam 24 with principle-related fluctuations in the intensity due to interference for the control, a separate control light source with a very low coherence length can be used, which contains less interference on the control signal.

Die 3 und 4 zeigen schematisch einen Teil einer Vorrichtung, wie sie beispielhaft in den 1 und 2 gezeigt ist. In 3 sind der erste Lagerkörper 2 und der zweite Lagerkörper 6 mit dem sich darin befindenden ersten Messpunkt 4 und zweiten Messpunkt 8 nebeneinander ausgerichtet. Der Messstrahl 24 wird durch die Aktuatoren 22, die wieder durch Pfeile dargestellt sind, auf den als Reflektor 26 ausgebildeten zweiten Messpunkt 8 geleitet. 4 zeigt die gleiche Anordnung, bei der nun jedoch der zweite Lagerkörper 6 mit dem zweiten Messpunkt 8 relativ zum ersten Lagerkörper 4 nach unten verschoben wurde. Auch der Messstrahl 24 ist versetzt, sodass er weiterhin auf den zweiten Messpunkt und den entsprechenden Reflektor 26 trifft. Dies wird erreicht, indem die Aktuatoren 22 das optische Element 20 entsprechend verschoben haben.The 3 and 4th schematically show part of a device as exemplified in FIG 1 and 2 is shown. In 3 are the first bearing body 2 and the second bearing body 6th with the first measuring point located in it 4th and second measuring point 8th aligned side by side. The measuring beam 24 is made by the actuators 22nd , which are again represented by arrows, on the as reflector 26th formed second measuring point 8th directed. 4th shows the same arrangement, but now with the second bearing body 6th with the second measuring point 8th relative to the first bearing body 4th moved down. Also the measuring beam 24 is offset so that it continues to point to the second measuring point and the corresponding reflector 26th meets. This is achieved by using the actuators 22nd the optical element 20th have moved accordingly.

5 und 6 zeigen eine andere Ausgestaltung. Der erste Messpunkt 4 befindet sich nicht mehr im ersten Lagerkörper 2 und auch der zweite Messpunkt 8 ist außerhalb des zweiten Lagerkörpers 6 angeordnet. Dazu befinden sich zwei Spiegelelemente 42 vor dem jeweiligen Lagerkörper 2, 6 durch die der Messstrahl 24 umgelenkt wird. Das Spiegelelement 42 vor dem zweiten Lagerkörper 6 leitet den Messstrahl 24 auf den Reflektor 26, der nun außerhalb des zweiten Lagerkörpers 6 angeordnet ist. Vom ersten Messpunkt 4 aus, der wieder das Ende eines Glasfaserkabels darstellt und außerhalb des ersten Lagerkörpers 2 angeordnet ist, durchläuft das austretende Licht das optische Element 20, das durch die Aktuatoren 22 bewegbar ist. Anhand der Viertelkreise 44, ist zu erkennen, dass die optische Weglänge zwischen dem ersten Messpunkt 4 und dem zweiten Messpunkt 8 in der gezeigten Ausführungsform genauso lang ist, als würden sich die beiden Messpunkte 4, 8 in den jeweiligen Lagerkörpern 2, 6 befinden. 5 and 6th show a different configuration. The first measuring point 4th is no longer in the first bearing body 2 and also the second measuring point 8th is outside the second bearing body 6th arranged. There are also two mirror elements 42 in front of the respective bearing body 2 , 6th through which the measuring beam 24 is diverted. The mirror element 42 in front of the second bearing body 6th guides the measuring beam 24 on the reflector 26th , which is now outside the second bearing body 6th is arranged. From the first measuring point 4th from, which again represents the end of a fiber optic cable and outside the first bearing body 2 is arranged, the emerging light passes through the optical element 20th that by the actuators 22nd is movable. Using the quarter circles 44 , it can be seen that the optical path length between the first measuring point 4th and the second measuring point 8th in the embodiment shown is just as long as if the two measuring points 4th , 8th in the respective bearing bodies 2 , 6th are located.

6 zeigt die Vorrichtung aus 5, wobei nun jedoch der zweite Lagerkörper 6 relativ zum ersten Lagerkörper 2 verkippt ist. Auch dies wird dadurch kompensiert, dass das optische Element 20 durch die Aktuatoren 22 derart bewegt wird, dass auch der Messstrahl 24 der Bewegung des zweiten Lagerkörpers 6 folgt und weiterhin auf den Reflektor 26 und damit auf den zweiten Messpunkt 8 gerichtet ist. 6th shows the device 5 , but now the second bearing body 6th relative to the first bearing body 2 is tilted. This is also compensated for by the fact that the optical element 20th through the actuators 22nd is moved in such a way that the measuring beam 24 the movement of the second bearing body 6th follows and continues on the reflector 26th and thus to the second measuring point 8th is directed.

In allen gezeigten Ausführungsbeispielen kann der gezeigte Lichtstrahl auch ein Steuerungslichtstrahl sein oder eine Kombination aus Messstrahl und Steuerungslichtstrahl, wobei insbesondere der Steuerungslichtstrahl, gegebenenfalls aber beide verwendeten Lichtstrahlen eine kreisende Bewegung um die in den Figuren gezeigte Mittenrichtung ausführt.In all the embodiments shown, the light beam shown can also be a control light beam or a combination of measuring beam and control light beam, in particular the control light beam, but possibly both light beams used, executing a circular movement around the central direction shown in the figures.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: erste Lagerkörperfirst bearing body
44th: erster Messpunktfirst measuring point
66th: zweiter Lagerkörpersecond bearing body
88th: zweiter Messpunktsecond measuring point
1010: TeleskopstangeTelescopic pole
1212: erste Lichtquellefirst light source
1414th: Laserstrahllaser beam
1616: KoppeleinrichtungCoupling device
1818th: LichtleiterLight guide
2020th: optisches Elementoptical element
2222nd: AktuatorActuator
2424: MessstrahlMeasuring beam
2626th: Reflektorreflector
2828: Detektordetector
3030th: erste Datenleitungfirst data line
3232: elektronische Datenverarbeitungseinrichtungelectronic data processing equipment
3434: Gaußsche KurveGaussian curve
3636: zweite Lichtquellesecond light source
3838: zweiter Detektorsecond detector
4040: Multiplexermultiplexer
4242: SpiegelelementMirror element
4444: ViertelkreisQuarter circle

Claims

Method for interferometric determination of a length L and / or a change in the length L of a measuring section between a first measuring point (4) and a second measuring point (8) by means of an interferometric measuring beam (24), wherein a direction of the measuring beam (24) is by means of at least one The actuator is changeable, characterized in that a control light beam is sent in a circular motion around a central direction from the first measuring point (4) to the second measuring point (8) and from there to a detector (28), the central direction being transmitted by means of the at least one actuator is changeable and a detected intensity of the control light beam is used as a control parameter in order to control the at least one actuator.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the control light beam is the interferometric measuring beam (24).

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the controller controls the at least one actuator by means of which the central direction can be changed.

Procedure according to Claim 3 , characterized in that the controller controls the at least one actuator in such a way that the detected intensity is constant over time.

Procedure according to Claim 1 characterized in that the control light beam and the interferometric measuring beam (24) are generated by two different light sources (12, 36), the control light beam and the interferometric measuring beam (24) preferably having different wavelengths.

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the interferometric measuring beam (24) and the control light beam are directed to different detectors (28), but use a common path in the measuring section.

Apparatus for performing a method according to any one of the preceding claims, the apparatus comprising: - A first bearing body (2) with the first measuring point (4), - A second bearing body (6) with the second measuring point (8), which can be moved relative to each other, - At least one actuator, by means of which a direction of the control light beam and of the interferometric measuring beam (24) can be changed in at least one direction, - An interface to an electronic data processing device (32) with a controller and - An interface for introducing the control light beam and the interferometric measuring beam (24).

Device according to Claim 7 , characterized in that the actuator has at least one piezo element through which at least one optical element (20) can be moved.

Device according to Claim 7 or 8th , characterized in that the second measuring point (8) has a reflector (26) through which the measuring beam (24) and / or the control light beam are reflected back to the first measuring point (4).

Device according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the bearing bodies (2, 6) in which the measuring points (4, 8) are located are balls and the measuring points (4, 8) are arranged in such a way that the measuring distance corresponds to the distance between the centers of the balls .

Device according to Claim 10 , characterized in that the first measuring point (4) is not arranged in the center of the first bearing body (2) and / or the second measuring point (8) is not arranged in the center of the second bearing body (6).

Device according to one of the Claims 7 to 11 , characterized in that the device has a telescopic tube which is arranged and set up in such a way that the control light beam and / or measuring beam (24) introduced through the interface runs within the telescopic tube.

Device according to Claim 12 , characterized in that the telescopic tube can be removed.

Device according to one of the Claims 7 to 13th , characterized in that the device has a display device which is set up to display the position of the central direction at the second measuring point (8) and / or on a detector (28).