DE1046342B

DE1046342B - Method and arrangement for measuring distances

Info

Publication number: DE1046342B
Application number: DED24000A
Authority: DE
Inventors: Hans Endert; Dr Rudolf Lehmann; Arthur Wiemer
Original assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Current assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Priority date: 1956-10-10
Filing date: 1956-10-10
Publication date: 1958-12-11

Description

Verfahren und Anordnung zur Messung von Strecken f,ei den bekannten Verfahren der Längenmeßtechnik ist zur Messung von Strecken (z. B. Abstände, Dicken, Durchmesserj ein Vergleichsmaßstab, eine Skala oder ein anderes Streckennormal erforderlich. Die Messungen, bei denen Vergleichsmaßstäbe benutzt werden, erfolgen auf Romperatoren, Meßmikroskopen, Längenmeßmaschinen usw. Der Maßstab wird bei diesen Geräten im allgemeinen entweder direkt oder mit optischen oder anderen Hilfsmitteln abgelesen.Method and arrangement for measuring distances f, ei the known Length measuring technology is used to measure distances (e.g. distances, thicknesses, Diameterj a standard of comparison, a scale or another line standard required. The measurements, in which comparative standards are used, are carried out on comparators, Measuring microscopes, length measuring machines, etc. The scale is generally used in these devices read either directly or with optical or other aids.

Ferner ist auch bekannt, daß mittels Blendenanordnung kleine Wege durch eine Änderung der hindurchtretenden Lichtmenge über eine photoelektrische Anordnung angezeigt werden. Die verwendeten Strich-oder andersartig geformten Blenden können hierbei nur um eine Spalt- bzw. Strichbreite verschoben werden, da eine Verschiebung darüber hinaus keine eindeutige Anzeige des Verschiebungsweges mehr ermöglicht. Bei einem weiteren Verfahren werden einzelne Markierungen eines Maßstabes oder einer Teilung an einer Meßstelle vorbei bewegt, photoelektrisch abgetastet und die so erhaltenen Impulse gezählt. Jeder Teilungsfehler des Maßstabes geht in seiner vollen Größe als Fehler in das Meßergebnis ein. Eine Messung kleinerer Strecken, als sie die Unterteilung der arltiertlngen aufweist, ist auch hierbei nicht möglich. It is also known that by means of a diaphragm arrangement, small paths by changing the amount of light passing through via a photoelectric Arrangement are displayed. The diaphragms used in lines or differently shaped can only be shifted by a gap or line width, as a shift in addition, no clear indication of the displacement path is possible any more. In another method, individual markings on a rule or a Graduation moved past a measuring point, scanned photoelectrically and so received pulses are counted. Every error in the division of the scale goes to its fullest Size as an error in the measurement result. A measurement of shorter distances than them the subdivision of the length is not possible here either.

Die Mängel der bisherigen Verfahren werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß zwei Feinmaßstäbe mit gleicher Teilung gleichzeitig photoelektrisch abgetastet werden, wobei eine sehr große Anzahl von Markierungen (2000 und mehr Markierungen) gleichzeitig zur Darstellung eines Impulses, aus deren Folge sich der Meßwert zusammensetzt, zur Verwendung kommen. Durch die gleichzeitige Benutzung einer großenAnzahl vonTeilstrichen oder Markierungen erfolgt eine Mittelwertbildung und damit eine bedeutende Erhöhung der Meßgenauigkeit, die mit steigender Zahl der benutzten Markierungen wächst. Die Genauigkeit des angezeigten Meßwertes ist also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren höher als die Teilungsgenauigkeit des einzelnen Striches, der bisher für die Meßwertbildung ausschlaggebend war. Um beim Ablesen subjektive Fehler und die Durchführung der Messungen zu vereinfachen, ist es sehr vorteilhaft, wenn das Meßergebnis eindeutig durch Zahlen angezeigt wird, ohne daß Teilstriche gezählt und Bruchteile geschätzt werden müssen. Dies wird erfindungsgemäß durch Aufteilung einer zu messenden Strecke in einzelne Strekkenelemente und durch Zuordnung eines Impulses zu jedem Streckenelement erreicht. Dabei können die Impulse auf die verschiedenste Art erzeugt werden, z. B. auf optische, pneumatische, hydraulische, elektrische (induktiv. kapazitiv, magnetisch, photoelektrisch, durch Kontaktgabe usw.). Diese Impulse werden vorteilhaft durch eine Anordnung gezählt und von den Zahlen- rollen eines Zählwerkes abgelesen. Die Einrichtung zum Zählen kann so ausgebildet werden, daß das Zählwerk je nach Verschiebungsrichtung der beweglichen, als Maßstab dienenden Vorrichtung die zur Darstellung der Meßwerte verwendeten Impulse vorwärts bzw. riickwärts zählt. Auf diese Weise ist es dann möglich, das Zählwerk so zu beziffern, daß jeder angezeigten Zahl eine bestimmte Stellung der beweglichen als Maßstab dienenden Vorrichtung zugeordnet ist. The shortcomings of the previous methods are thereby made according to the invention eliminates the fact that two fine scales with the same division are photoelectrically at the same time are scanned, with a very large number of marks (2000 and more Markings) at the same time to represent an impulse, the consequence of which is the measured value is composed, come to use. By using them at the same time a large number of tick marks or marks are averaged and thus a significant increase in the measurement accuracy, which with an increasing number of used markings grows. The accuracy of the displayed measured value is therefore in the method according to the invention higher than the division accuracy of the individual Line, which was previously decisive for the formation of the measured value. To when reading To simplify subjective errors and the conduct of measurements, it is very much advantageous if the measurement result is clearly indicated by numbers without Tick marks have to be counted and fractions have to be estimated. This is according to the invention by dividing a route to be measured into individual route elements and through Assignment of a pulse to each line element achieved. In doing so, the impulses be generated in a wide variety of ways, e.g. B. to optical, pneumatic, hydraulic, electrical (inductive, capacitive, magnetic, photoelectric, through contact etc.). These pulses are advantageously counted by an arrangement and by the Counting- read the roll of a counter. The device for counting can be designed in this way be that the counter depending on the direction of displacement of the movable, as a scale serving device forward the pulses used to display the measured values or counts backwards. In this way it is then possible to number the counter in such a way that that every number displayed has a certain position of the movable one that serves as a yardstick Device is assigned.

Um ein objektives Meßurteil zu fällen und um die angezeigten Meßwerte festzuhalten, wird an das Zählwerk ein Druckwerk angeschlossen, mit dem das Ergebnis z. B. auf ein Meßprotokoll gedruckt wird. To make an objective measurement judgment and the displayed measured values To keep a record, a printer is connected to the counter with which the result z. B. is printed on a measurement report.

Die vorstehend erwähnten Streckenelemente können zur Feinmessung bzw. Feinzählung nochmals in einzelne Abschnitte unterteilt werden. Diese einzelnen Abschnitte werden entweder wiederum mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung mittels Impulsgabe gezählt oder durch einen üblichen Feintaster angezeigt. The route elements mentioned above can be used for fine measurement or fine counting can be subdivided again into individual sections. This individual Sections are either in turn with the device described above counted by means of impulses or indicated by a conventional fine button.

Als Beispiel einer das erfindungsgemäße Verfahren verkörpernden Vorrichtung diene nachfolgende Anordnung: Zwei Strichraster, die auf Glasscheiben aufgebracht sind und die gleiche Gitterkonstante haben, werden vor einer Lichtquelle so angeordnet, daß die Striche der beiden Raster parallel zueinander stehen. Die Anordnung ist so, daß der eine Raster feststeht und der andere Raster mit einem beweglichen Meßstößel verhunden ist oder sich auf einem Meßschlitten befindet. As an example of a device embodying the method according to the invention serve the following arrangement: Two line grids, which are applied to glass panes and have the same lattice constant are arranged in front of a light source in such a way that that the lines of the two grids are parallel to each other. The arrangement is so that one grid is fixed and the other grid with a movable plunger is wounded or is on a measuring slide.

In der Anfangsstellung sollen die Raster mit ihren Strichen und Spalten genau hintereinander stehen, so daß die hindurchtretende Lichtmenge. die sich aus den von den einzelnen Strichen und Spalten gleichzeitig erzeugten Lichtsignalen zusammensetzt, den Maximalwert darstellt.In the initial position, the grids with their lines and columns should be stand exactly one behind the other, so that the amount of light passing through. which are made up of that of the individual lines and columns at the same time generated Composed of light signals, represents the maximum value.

Wird der Meßstößel oder der Meßschlitten mit dem Raster nun bewegt, so ändert sich die Lichtmenge, welche durch die beiden Raster hindurchtritt. Bei weiwert, nimmt dann wieder zu, erreicht einen Maximalwert, nimmt wieder zu, erreicht einen Maximalwert, nimmt wieder bis zu einem Minimalwert ab usw. If the measuring ram or the measuring slide with the grid is now moved, this changes the amount of light that passes through the two grids. at white value, then increases again, reaches a maximum value, increases again, reached a maximum value, decreases again to a minimum value, and so on.

Das bedeutet, daß von einem Lichtminimum bis zum folgenden Lichtminimum der Raster mit dem Meßstöpsel eine ganz bestimmte Strecke zurückgelegt hat, welche der Gitterkonstante entspricht. Betrachtet man jetzt das zwischen den Minimalwerten liegende Lichtmaximum als Lichtimpuls, so erhält man bei Verschiebung für eine bestimmte Anzahl von Streckenelementen die gleiche Anzahl von Lichtimpulsen.This means that from one light minimum to the next light minimum the grid with the measuring plug has covered a very specific distance, which corresponds to the lattice constant. If one now looks at that between the minimum values lying light maximum as a light pulse, one obtains for a certain one when shifting Number of track elements the same number of light pulses.

Die Impulse müssen nun aufgenommen, verstärkt und gezählt werden. Diese Vorgänge können sich folgendermaßen abspielen: Die Lichtimpulse, die von der Lichtquelle durch die beiden Raster gelangen, werden von einer Photozelle aufgenommen und in Spannungsimpulse umgewandelt. The impulses must now be picked up, amplified and counted. These processes can take place as follows: The light pulses emitted by the The light source that passes through the two grids is recorded by a photocell and converted into voltage pulses.

Diese Spannungsimpulse dienen zur Steuerung eines Verstärkers, der über einen Motor ein Zahlenrollenwerk antreibt, das mit einem Druckwerk verbunden ist.These voltage pulses are used to control an amplifier, the drives a number roller mechanism via a motor, which is connected to a printing mechanism is.

PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Messung von Strecken, dadurch gekennzeichnet, daß von den einzelnen Strichen oder Markierungen zweier direkt voreinander befindlicher und gegeneinander zu verschiebender durchsichtiger Feinmaßstäbe sehr feiner und gleicher Teilung auf Grund der hindurchtretenden und bei Verschiebung sich periodisch verändernden Lichtmenge gleichzeitig Signale er- zeugt werden, die nach Zusammenfassung zu Impulsen den Meßwert darstellen. PATENT CLAIM: 1. Method for measuring distances, characterized in that that of the individual lines or markings are two directly in front of each other and transparent fine scales that can be shifted against each other are very fine and equal division due to the passing through and periodic when shifting changing the amount of light at the same time that after summary represent the measured value for pulses.

Claims

2. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the scales are to be used in whole or in part the same lattice constant and each shift of the scales by a certain Line element is assigned a pulse and that the counting of the summarized Pulses from a counter.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the counter depending on the direction of movement of the movable device serving as a scale counts up or down the pulses used to display the measured values.

4. Arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the Counter is numbered so that each displayed number has a certain position of the movable, serving as a scale device compared to the fixed device assigned.

5. Arrangement according to claim 2 to 4, characterized in that the Counter is connected to a printer and the value displayed by the counter is printed.

6. Arrangement according to claim 2, characterized in that a device which is a subdivision of the limited by two adjacent pulses Allows route elements in a number of parts.

Considered publications: German Patent Specifications No. 872 643, 836105, 890420 '; U.S. Patent No. 2,720,810.