DE1060609B - Messvorrichtung zum genauen Bestimmen der Groesse und Richtung der Bewegungen eines Gegenstandes relativ zu einem festen Bezugssystem - Google Patents

Messvorrichtung zum genauen Bestimmen der Groesse und Richtung der Bewegungen eines Gegenstandes relativ zu einem festen Bezugssystem

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DE1060609B
DE1060609B DEF20389A DEF0020389A DE1060609B DE 1060609 B DE1060609 B DE 1060609B DE F20389 A DEF20389 A DE F20389A DE F0020389 A DEF0020389 A DE F0020389A DE 1060609 B DE1060609 B DE 1060609B
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Description

  • Meßvorrichtung zum genauen Bestimmen der Größe und Richtung der Bewegungen eines Gegenstandes relativ zu einem festen Bezugssystem Zusatz zum Patent 1 268 Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung der durch das Patent 1 040 268 geschützten Meßvorrichtung zum genauen Bestimmen der Größe und der Richtung der Bewegungen eines Gegenstandes relativ zu einem festen Bezugssystem.
  • Die Meßvorrichtung nach dem Hauptpatent weist ein mit dem feststehenden Bezugssystem verbundenes optisches Gitter mit mindestens annähernd senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufenden Strichen auf, das von einem mit dem bewegten Gegenstand verbundenen, gleichartigen Gitter überdeckt ist, dessen Striche einen sehr kleinen Winkel mit den Strichen des feststehenden Gitters bilden.
  • Das beim Bewegen des sekundären Gitters entstehende, sich etwa senkrecht zur Meßbewegung hewegende zyklische Sekundärgitterbild abwechselnder Lichtdurchlässigkeit und Lichtundurchlässigkeit wird voil zwei Lichtbündeln durchstrahlt, die im Abstand eines Bruchteils der halben Gitterkonstanten des sekundären Gitterbildes angeordnet sind und die nach dem Durchdringen des sekundären Gitterbildes auf zwei Photozellen treffen, deren Signale über getrennte Leitungen elektronischen Schaltstufen zugeführt werden, die aus der relativen Phasenlage der beiden Signalfolgen die Richtung und aus der Zahl der während eines Bewegungsvorganges des sekundären Gitterbildes erzeugten Impulszyklen die Größe der Bewegung des Gegenstandes ermitteln.
  • Die elektronischen Schaltsufen sind dabei gleichstromgekoppelt, und auch die als Anzeigeeinrichtung dienenden Photozellen geben Gleichstromsignale ab, so daß ein der relativen Phase der Stellungen des Sekundärgitterbildmusters in den zwei Positionen des in bezug auf die Anzeigevorrichtung stillstehenden Gitterbildes entsprechender Ansprechzustand der elektronischen Schaltstufen erreicht wird, der den Schaltstufen eine korrekte Wiederaufnahme ihrer Funktionen erlaubt, sobald das Sekundärgitterbildmuster sich erneut zu bewegen beginnt. Die von der Einrichtung abgegebene Spannung ist daher eher direkt von dem Zustand des sekundären Gitterbildes als von seiner zeitlichen Funktion abhängig.
  • Zur Impulserzeugung ist eine der elektronischen Schaltstufen als eine aus einem Gleichstromverstärker mit nachgeschaltetem Begrenzer bestehende Diskriminatorstufe ausgebildet, der die von der Anzeigevorrichtung erzeugten Ausgangssignale zugeleitet werden und die einen Impulszug erzeugt, dessen Wiederholungsfrequenz direkt proportional der Frequenz der von der Anzeigevorrichtung erzeugten Signale ist, und die die Impulszüge über die eine oder die andere der zwei Ausgangsleitungen abgibt in Abhängigkeit von der relativen Phasenlage der Signalfolgen. Die Impulse dieser Signalfolgen sind Recht- eckimpulse, deren positive und negative Halbwellen die gleiche Amplitude aufweisen müssen.
  • Um die von der Anzeigevorrichtung abgegebenen sinusoidalen Impulse in Reckteckimpulse umzuwandeln, werden bekannterweise durch den mit dem Gleichstromverstärker zusammenarbeitenden Begrenzer die sinusoidalen Wellen an jeder Seite eines vorgegebenen Gleichstromniveaus abgeschnitten. Nun bewirkt jedoch jede Veränderung der Gleichstromkomponente eine Frequenzverwerfung in der Weise, daß die Länge der positiven und negativen Halbwelle ungleich wird, was sich natürlich nachteilig auf die Genauigkeit des Meßapparates auswirkt. Derartige Änderungen des Gleichstromniveaus der Eingangssignale können beispielsweise durch Veränderungen der Organe zum Erzeugen des Sekundärgitterbildes hervorgerufen werden. Wenn beispielsweise das Sekundärgitterbild ein optisches Gitterbild ist und die Anzeigeorgane Photozellen sind, kann jede Veränderung der Stärke der Lichtquelle, die das System beleuchtet, das Gleichstromniveau verschieben. Desgleichen wird das Gleichstromniveau durch Ände- Pungeil ddr an den Photozellen liegenden pälilluii oder der Empfindlichkeit und der Stärke des sòge nannten Dunkelstroms der Zellen infolge Alterung, Ermüdung oder Temperaturschwankuflgen ersChobLh: Eine Stabilisierung dieser \ eränderlichen Schaltelemente ist schwierig oder kaum durchzuführen.
  • Aufgabe der Weiterbildung der Erfindung ist, bei WIeßapparaten der genannten Art die Anwendung derartiger Stabilisierungen überflüssig zu machen, indem a) eine erste, zweite, dritte und vierte Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, die während der Bewegung des sekundären Gitterbildes dessen Augenblickszustand elektrisch nachbilden und deren in bezug auf das sekundäre Gitterbild feststehende Positionen so ausgewählt sind, daß sowohl die erste und dritte als auch die zweite und die vierte Position annähernd in Gegenphase zueinander stehen; b) eine erste und zweite Differenzierstufe zur Erzeugung von Signalen vorgesehen ist, die hinsichtlich des Bewegullgssinnes und der Anzahl von der Differenz zwischen den Augenblickswerten der Signale der ersten und dritten Anzeigeorgane und von der Differenz zwischen den Angenblickswerten der Signale der zweiten und vierten Anzeigeorgane, wobei die Stellungen der Anzeigeorgane so gewählt sind, daß diese abgeleiteten Signale um den Bruchteil der halber: Gitterkonstanten des sekundären Gitterhildes gegeneinander phasenverschoben sind; c) elektronische Stufen vorgesehen sind für das Bestimmen der Richtung der relativen Bewegung des ersten Gegenstandes in Abhängigkeit von der relativen Phase der elektrischen Ausgangsimpulse der Differenzierstufen und für das Bestimmen der Größe der Bewegung aus der Anzahl der Perioden der während der Bewegung auftretenden Ausgangsimpulse.
  • Durch eine derartige Anordnung wird die Impulsabgabe einer jeden Differenzierstufe unabhängig von jeglichen Schwankungen in dem Gleichstromniveau der von den als Photozellen ausgebildeten Anzeigeorganen ausgehenden Signale, da derartige Schwankungen sich auf jedes Anzeigeorgan eine Paares -erste und dritte, zweite und vierte Anzeigevorrichtung in in gleichem Maße und in gleichem Sinne auswirken.
  • Die Differenzierstufen umfassen einen Gleichstromverstärker und \'orrichtungen, die ihnen die Signale des ersten und dritten Anzeigeorgans oder des zweiten und vierten Anzeigeorgans als Eingangssignale zuiühren, wobei der Verstärker ein Ausgangssignal abgibt, welches in irgendeinem Augenblick dem Uríterschied zwischen dem Wert der beiden Eingangssignale in diesem Augenblick proportional ist. In der ersten und zweiten Position können die Stellungen des Sekundärgitterbildes um 900 gegeneinander phasenverschoben sein. während die Stellungen des Gitterbildes in der ersten und dritten Position und in der zweiten und vierten Position in Gegenphase zueinander stehen.
  • Wenn das Streifensystem ein optisches System ist, können vier Sammellinsen vorgesehen werden, die das I.icht von dem Streifensystem an den vier Punkten empfangen, wobei die Anzeigeorgane in diesem Fall an den; jeweiligen Brennpunkten der Linsen angeordnete Photozellen sind.
  • Die Erfindung ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet und in der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Ini einzelnen zeigt Fig. 1 eine schemafische Darstellung des Prinzips einer Anordnung gemäß det Erfindung.
  • Fig. 2 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Vertikalschnitt durch das Linsensystem der Fig. 2, Fig. 4 und 5 schematische Schaltungen von Vorrichtungen der in Fig. 1 prinzipiell dargestellten Art, Fig; 6 elektrische Wellenformen zwecks Darstellung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 5.
  • In Fig. 1 ist das periodische Streifensystem mit 10 bezeichnet, der erste bis vierte Abtastpunkt mit 11, 12, 13 und 14 und die Anzeigeorgane mit 21, 22, 23 bzw.
  • 24. Die Stellungen des Streifensystems sind bei 11 und 12 um 900 gegeneinander phasenverschoben, bei 11 und 13 sowie bei 12 und 14 in Gegenphase.
  • Die Signale der Anzeigeorgane 21 und 23 werden als Eingangssignale dem Differentialgleidstromverstärker 15 zugeleitet, dessen Ausgangssignale in irgendeinem Augenblick der Differenz zwischen den Gleichstromniveaus jener Signale in jenem Augenblick proportional sind. Die Signale der Anzeigeorgane 22 und 24 werden einem anderen Differentialverstärker 16 von ähnlicher Charakteristik zugeleitet.
  • Die Ausgangssignale der Verstärker 15 und 16 werden über die Leitungen 17 und 18 den weiteren Stufen 35 und 36 zugeleitet, welche ähnlich ausgebildet sein können wie die in dem Patent 1 040 268 beschriebenen Stufen 35 und 36.
  • Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß beim Betrieb die Wiedergabe jedes Verstärkers unabhängig von jeglichen Schwankungen in dem Gleichstromniveau der von den Anzeigeorganen ausgehenden Ausgangssignale ist, da sich derartige Schwankungen auf jedes Anzeigeorgan eines Paares (21 und 23 oder 22 und 24) in gleichem Maße und in gleichem Sinne auswirken mit dem Ergebnis, daß die Differenz zwischen den Momentanwerten der Eingangssignale zu jedem Verstärker durch derartige Schwankungen des Gleichstromniveaus nicht beeinflußt wird.
  • Die Stellungen des Streifensystems bei den Punkten 11 und 12 brauchen nicht genau um 900 phasenverschoben zu sein, solange sie um einen Bruchteil der halben Wellenlänge des Streifensystems phasenverschoben sind. In ähnlicher Weise brauchen die Stellungen bei den Punkten 11 und 13 und bei den Punkten 12 und 14 nicht genau in Gegenphase zu sein: In der Praxis ergibt sich in jedem Falle eine Phasendifferenz zwischen ungefähr drei Achtel bis fünf Achtel der Wellenlänge des Streifensystems gute Ergebnisse.
  • Diese beiden Phasendifferenzen sollten so sein, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 15 gegen die Phase des Ausgangssignals des Verstärkers 16 um einen Bruchteil der halben periodischen Wellenlänge des Streifensystems, vorzugsweise um 900. phasenverschoben ist. Daraus folgt, daß, wenn die Stellungen des Streifensystems bei den Punkten 11 und 12 um 90° phasenverschoben sind, die Phasendifferenz zwischen den Stellungen des Streifensystems gleich sein sollte der Phasendifferenz zwischen den Stellungen des Streifensystems bei den Punkten 12 und 14, wenn die 900-Phasenverschiebung bei den Verstärkereingangssignalen erhalten bleiben soll.
  • Jede dieser Phasendifferenzen kann natürlich um ein ganzes Vielfaches der ganzen Wellenlängen jeweils vergrößert werden, obwohl es für die Praxis ratsam ist, daß die Abtastpunkte jedes Paares möglichst nahe beieinander liegen, so daß irgendwelche Veränderungen des Streifensystems als Ganzes -z. B. Veränderungen durch Schwankungen der Lichtquelle, wenn das System ein optisches Streifensystem ist - sich auf jedes Anzeigeorgan eiiies Paares in gleicher Weise auswirken.
  • Nun wird ein der Anordnung der Fig. 1 des Patents 1 040 268 ähnelndes, jedoch der Klarheit wegen sehr A ereinfachtes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem das periodische Wellensystem ein optisches System ist (vgl. Fig. 2).
  • Bei dieser Anordnung ist das mit dem ersten Gegenstand - d. h. dem beweglichen Gegenstand - verbundene Gitter mit 31 und das feststehende Gitter mit 32 bezeichnet. Die Striche des Gitters 32 verlaufen in einem geeigneten einstellbaren Winkel schräg zu den Sol eichen des Gitters 31, so daß das in dem Patent 1 040 268 beschriebene sekundäre Streifensystem entsteht. Das Streifensystem wird von dem Licht der eine kleine Fläche aufweisenden Lichtquelle 33 beleuchtet, das durch die sphärische Linse 34 zu einem parallelen Strahl gebündelt, das Streifensystem durchdringt.
  • Nach dem Austritt aus dem Streifensystem fällt der Lichtstrahl auf die besonders ausgebildete Speziallinse 37, die den Lichstrahl in vier divergierende Teilstrahlenlil, 121, 131 und 141 aufgespaltet mit je einem besonderen Brennpunkt in je einem Anzeigeorgan in Form einer Photozelle 21, 22, 23 bzw. 24.
  • Die Ausgangssignale der Photozellen werden an die mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Differentialverstärker 15 und 16 weitergeleitet.
  • Die Größe des Winkels des Gitters 32 wird so gewählt, daß die vier Teilstrahlen 11t, 121, 131 und 14 des Lichtstrahls von den vier gegeneinander phaseni erschobenen Stellungen 11, 12, 13 und 14 des Streifensystems ausgehen. Die Bewegung des Gitters 31 (die beiden Bewegungsrichtungen sind durch einen Pfeil bei 31' angezeigt) veranlaßt das optische Streifensystem, sich an den Photozellen aufwärts oder abwärts zu bewegen, wobei die Verstärker 15 und 16 - wie vorstehend beschrieben - ansprechen.
  • Damit das auf jede Photozelle fallende Licht möglichst gleichmäßig ist - d. h. um das Licht für jede Photozelle aus einem Teil des Streifensystems mit in sich möglichst geringer Phasendifferenz abzuleiten -kann eine bei Fig. 2 getrennt dargestellte Maske 38 zwischen die Linse 34 und das Streifensystem eingesetzt werden. Die Maske hat vier parallele, senkrecht zur Richtung der Striche des Gitters 31 verlaufende Schlitze 39. Die Mittellinien der Schlitze 39 sind um eine Viertelwellenlänge des Streifensystems voneinander entfernt. Die Länge der Schlitze 39 ist nicht kritisch. Die Länge wird zweckmäßig möglichst groß gewählt, da, je länger die Schlitze, um so mehr Licht durchfällt und daher die von den Photozellen geforderte Empfindlichkeit um so geringer sein kann.
  • In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die Speziallinse 37 dargestellt. Sie besteht aus den vier zu einer Einheit verbundenen Linsen 41, 42, 43 und 44. Auf jede dieser Linsen trifft (mit dem parallelen Lichtstrahl 45) von der entsprechenden Teilfläche des Streifensystems Licht - auf die Linse 41 von der Stelle 11 des Streifensystems usw. -, und sie leitet es zum Brennpunkt, der in der entsprechenden Photozelle liegt.
  • Zweckmäßigerweise werden die Linsen so gewählt, daß die Mittelpunkte aller vier Photozellen auf der geraden Linie 46 liegen (vgl. Fig. 3).
  • Jeder Differentialverstärker 15 oder 16 kann die in Fig. 4 dargestellte Schaltung haben. Die Kathoden der Triodenröhren 51 und 52 sind durch einen gemeinsamen Widerstand 53 geerdet, und ihre Anoden sind über die Widerstände 54 bzw. 55 mit den positiven Polen einer Stromquelle von ungefähr 300Volt verbunden, deren negativer Pol geerdet ist. Die Ausgangssignale der Phqtozellen oder anderer Anzeigeorgane werden zwischen der Erde und den Steuergittern der entsprechenden Röhre zugeleitet. Die Steuergitter sind über die Widerstände 56 bzw. 57 mit einer +50-Alolt-Anzapfung der Stromquelle verbunden. Das Ausgangssignal wird von der Anode der Rohre 52 über die Leitung 58 abgeleitet.
  • Während des Betriebes läßt eine kleine Änder ung der Differenz zwischen den Spannungsniveaus der Eingangssignale den gemeinsamen Kathodenbelastungsstrom im Wesentlichen konstant bleiben, und die resultierende Änderung der Steuergitter-Kathöden-Spannung def Röhre 52 erscheint verstärkt in der Ausgangsleitung 58. Anderseits beeinflußt eine gleiche und in der gleichen Richtung erfolgende Veränderung der Spannung an den Steuergittern -welche beispielsweise durch eine Schwankung der Beleuchtungshelligkeít des Streifensystems hervorgerufen sein kann - den gemeinsamen Kathodenbdastungsstroni in einem solchen Sinne, daß das Kathodenpotential sich in der Richtung der entsprechenden Schwankung der Potentiale der Steuergitter ändert, dergestalt, daß sich die Steuergitter-Kathoden-Spannung der Röhre 52 nur sehr wenig ändert und nur eine Veränderung zweiter Ordnung der Spannung in der Ausgangsleitung 58 hervorruft, was keinen nennensW-erten Einfluß auf die nachfolgenden Stufen hat. Daher sind - Wie bereits erwähnt -die Ausgangssignale der Verstärker in jedem beliebigen Augenblick nur der Differenz zwischen den Werten der beiden Eingangssignale der Photozellen in diesem Augenblick proportional.
  • Wie bereits erwähnt, können die Vektoranzeiger-und Zähler-Stufen 35 bzw. 36 von der in dem Patent 1 040 268 beschriebenen Art sein. Eine weitere Ausführungsform dieser Stufen soll jedoch ad Hand des Schaltschemas der Fig. 5 und der Wellenformen der Fig. 6A (der Strom ist Leitstrom) und 6B (der B-Strom ist Leitstrom) beschrieben werden.
  • Der Vektoranzeigel- besitzt einen ,4-Kanal und einen B-Kanal, die durch über die Leitungen 17 bzw. 18 (vgl. Fig. 1) empfangene Signale gespeist werden. Der A-Kanal besitzt eine kombinierte Gleichstromverstärker- und Rechteckwandlerstufe 71, welche dazu dient, von dem Strom (vgl. Fig. 6, Wellenform a) einen Strom von rechteckiger Wellenform b zu erzeugen, der synchron mit ihm ist. An diese Stufe schließt sich eine Impulserzeugungsstufe 72 an, die dazu dient, aus dem aus der Stufe 71 austretenden Rechteckstrom einen scharfen Stromimpuls 73 (Wellenform c) in Koinzidenz mit jedem negativ gehenden Rand der Wellenform b zu erzeugen. Ein Differentiator mit einem nachgeschalteten Gleichrichter sind zweckmäßige Bestandteile dieser Stufe, die jeweils einen scharfen Stromimpuls je Periode des A-Stromes erzeugt. Diese Impulse werden der Einfachheit halber im folgenden als Impulse bezeichnet.
  • Der B-Kanal umfaßt eine andere Gleichstromxerstärker- und Rechteckwandlerstufe 74, die der Stufe 71 ähnelt und dazu dient, den B-Strom (Wellenform d) in einen mit ihm synchronen Strom von rechteckiger Wellenform umzuwandeln. Dieses Signal wird auf eine Gegentaktstufe 75 übertragen, die dazu bestimmt ist, ein erstes Rechteckwellen-Ausgangssignal f in Phase mit dem Signal e und ein zweites Rechteckwellen-Ausgangssignal g in Gegenphase mit dem Signal e zu erzeugen.
  • In dem A-Kanal ist eine Sperr- oder Torstufe 76 und in dem B-Kanal ist eine andere Sperr- oder Torstufe 77 angeordnet. Diese Stufen werden der Einfachheit halber im folgenden als Schleuse und B-Schleüse bezeichnet. Jede Torstufe erzeugt nur dann ein Ausgangssignal, wenn jedes der beiden Eingangssignale positiv ist. Die A-Impulse der Stufe 72 werden in positiv gehendem Sinne als eines der Eingangssignale jeder Schleuse zugeleitet. Das erste Ausgangssignal f der Gegentaktstufe 75 wird als das andere Eingangssignal der A-Schleuse zugeleitet, während das zweite Ausgangssignal g als das andere Eingangssignal der B-Schleuse zugeleitet wird. Jede der Schleusen kann zweckmäßigerweise eine Pentodenröhre aufweisen, deren Steuergitter und Bremsgitter die .-l-Impulse bzw. die Rechteckwellensignale zugeleitet werden. Die Röhre ist mit beiden Gittern an die Anodenstromsperre angeschlossen und dient als Stromleiter. wenn beide Signale an diesen Gittern positiv sind. Die Ausgangssignale der .4- und B-Schleusen werden über die Leitungen C bzw. D zu dem Zähler 36 geleitet.
  • Aus dieser Beschreibung ergibt sich ohne weiteres folgendes: a) Je Periode des ersten und des zweiten Ausgangssignals f und g existiert ein .4-Impuls. b) Dank der Viertelwellenlängenverschiebung der Ströme 4 und B verläuft jeder Impuls 73 annähernd synchron mit dem Mittelpunkt einer Rechteckwellen-Halbperiode dieser Signale. Jeder Impuls 73 liegt daher vollkommen innerhalb einer Halbperiode der Signale f und g. d. h., der Impuls liegt nicht teilweise in der einen Halbperiode und teilweise in der nächsten. c) Eine der Halbperioden, mit denen jeder Impuls 73 zusammenfällt, ist positiv und die andere negativ, da diese Signale in Gegenphase sind. d) Jede Schleuse 76 und 77 läßt den Impuls durch, wenn die koinzidenzierende Halbperiode von positivem Sinne ist, wobei dieser Sinn vorbestimmt und der gleiche für jede Schleuse ist. e) Das Kriterium, welches bestimmt, ob diese positiven Halbperioden jene der ersten oder der zweiten Ausgangssignale f oder g sind, ist die Phasenbeziehung zwischen den um eine Viertelwellenlänge verschobenen .4- und B-Strömen, d. h, welches der Steuer- oder Leitstrom ist.
  • Es wird angenommen, daß die Anordnung eine solche ist. daß - -eIln der A-Stromo der Leitstrom ist (Fig. 6A - die positiven Halbperioden. die mit den .-l-Impulsen zusammenfallen, jene Halbperioden 80 des ersten Ausgangssignals f sind und daß - wenn der B-Strom der Leitstrom ist (Fig. 6B - die positiven Halbperioden, welche mit den A-Impulsen zusammenfallen. die Halbperioden 81 des zweite Ausgrangssignals g sind.
  • Weiiii daher der . 4-Strom der Leitstrom ist, kommt jeder 4-impuls bei der A-Schleuse zu einer Zeit an, da das andere Eingaiigssignal zu dieser Schleuse auch in positivem Sinne ist: das Ergebnis ist, daß diese Schleuse jeden 4-Impuls über den oben angegebenen Leiter C' durchläßt. Auf der anderen Seite kommt jeder si-lmpuls bei der B-Schleuse an, wenn das andere Eingangssignal zu dieser Schleuse negativ ist, und zwar aus dem oben unter Ziffer c) angegebenen Grunde. Diese Schleuse bleibt dementsprechend geschlossen. und es gehen keine Impulse über die Leitung D. Die Impulse zu dem Zähler werden daher nur über den Leiter C geleitet.
  • In ähnlicher Weise wird - wenn der B-Strom der I.eitstrom ist r die Schleuse geschlossen gehalten, und der Zähler empfängt nur Impulse über die Leitung D.
  • Der Zähler 36 kann aus einer hinreichend großen Anzahl von Zehner-Zählröhren in Kaskadenschaltung bestehen. die für algebraische Addition angeordnet sind. Die Einer- und Zehnerröhren sind schematisch bei 85 bzw. 86 dargestellt. Diese Röhren können von dem sogenannten Dekatrontyp sein. In diesem Faile ist die Anordnung so getroffen, daß die Impulse auf den Leiter C zu dem Leitring Nr. 1 (siehe Bezugszeichen 87) der Einerröhre 85 ohne Verzögerung und zu dem Leitring Nr. 2 (siehe Bezugszeichen 88) mit einer durch eine Verzögerungsstufe 89 erzeugten Verzögerung geleitet werden, und daß die Impulse auf dem Leiter D zu den Leitringen 87 und 88 mit einer durch eine Verzögerungsstufe 90 erzeugten Verzögerung geleitet werden bzw. ohne Verzögerung. In jeder der vier Verbindungen zu den Leitringen sind Nletallgleichrichter 91 angeordnet, um eine wechselseitige Störung zu verhindern.
  • Die neunte und zehnte Elektrode 92 bzw. 93 der Röhre 85 sind mit den passenden Leitringen 95 bzw.
  • 94 der Röhre 86 über die Schleusen 97 bzw. 96 und ein Verzögerungssystem 100 gekoppelt.
  • Die Schleusen 97 und 96 werden durch das zweite bzw. erste Ausgangssignal f und g der Gegentaktstufe 75 gesteuert, so daß die Impulse der zehnten Elektrode 93 durchgehen, wenn Addition erforderlich ist, und die Impulse der neunten Elektrode 92 durchgehen, wenn Subtraktion erforderlich ist.
  • Da die Röhre 85 mit einer beachtlichen Verzögerung arbeitet, ist es notwendig, diese Steuersignale zu den Schleusen 96 und 97 durch eine Art von Verzögerungsvorrichtung oder einen mit 98 bezeichneten Zaun zu leiten, und diesen Signalen eine zusätzliche Verzögerung aufzuerlegen mittels einer weiteren Verzögerungsvorrichtung 99, bevor sie zu dem nicht gezeichneten Schleusenpaar zwischen der Zehnerröhre 86 und der - nicht dargestellten - Ilunderterröhre geleitet werden. Eine zusätzliche Verzögerung muß in ähnlicher Weise bei jeder nachfolgenden Stufe vorgesehen werden.
  • Das Verzögerungssystem 100 besteht aus den Teilen 89, 90 und 91 ähnelnden und in der gleichen Weise miteinander verbundenen Organen, so daß die von der Elektrode 92 empfangenen Impulse an den Leitring 95 ohne Verzögerung, an den Leitring 94 jedoch mit Verzögerung weitergegeben werden, wogegen die von der Elektrode 93 empfangenen Impulse zu dem Leitring 95 mit Verzögerung und zu dem Leitring 94 ohne Verzögerung weitergeleitet werden. Ein ähnliches System wird für die Hunderterröhre und jede höhere Röhre verwendet.
  • Die Wirkungsweise des Zählers braucht im einzelnen nicht beschrieben zu werden, da jede Röhre in an sich bekannter Weise jeden Impuls addiert oder subtrahiert in Abhängigkeit davon, an welchem der beiden Leitringe der Impuls zuerst anlangt, d. h. in Abhängigkeit davon, welchen Ring der Impuls ohne den durch die Verzögerungsstufe 89 oder 90 oder eine ähnliche mit den Zehnerröhren und nachfolgenden Röhren zusammenwirkende Stufe bewirliten Zeitverlust erreicht.

Claims (4)

  1. PATENTANSPROCHE: 1. Meßvorrichtung zum genauen Bestimmen der Größe und der Richtung der Bewegungen eines Gegenstandes relativ zu einem festen Bezugssystem nach Patent 1 040 268, gekennzeichnet durch eine erste, zweite, dritte und vierte Anzeigevorrichtung (21, 22, 23, 24) für Lichtwellen, die während der Bewegung des sekundären Gitterbildes dessen Augenblickszustand elektrisch nachbilden und deren in bezug auf das sekundäre Gitterbild feststehende Positionen so gewählt sind, daß sowohl die erste und dritte als auch die zweite und vierte Position annähernd in Gegenphase zueinander stehen, und daß eine erste und zweite Differenzierstufe (15, 16) zur Erzeugung von Signalen vorgesehen ist, die hinsichtlich des Bewegungssinnes und der Anzahl von der Differenz der Augenblickswerte abhängig sind, die zwischen den Signalen des ersten und dritten Anzeigeorgans bzw. zwischen den Signalen des zweiten und vierten Anzeigeorgans besteht, wobei die Positionen so gewählt sind, daß die Phasendifferenz dieser Signale um einen Bruchteil der halben Gitterkonstanten des Sekundärgitterbildes gegeneinander phasenverschoben sind, und daß elektrische Stufen (35, 36) vorgesehen sind für das Bestimmen der Richtung der relativen Bewegung des ersten Gegenstandes in Abhängigkeit von der relativen Phase der elektrischen Ausgangsimpulse der Differenzierstufen und für das Bestimmen der Größe der Bewegungen aus der Anzahl der Perioden der während der Bewegung auftretenden Ausgangsimpulse.
  2. 2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Differenzstufe einen Gleichstromverstärker besitzt und Mittel, um die Signale von dem ersten und dritten oder von dem zweiten und vierten Anzeigeorgan als Eingangssignale an ihn weiterzuleiten, wobei der Verstärker so ausgebildet ist, daß er in jedem Augenblick ein der Differenz zwischen den Werten der beiden Eingangssignale in diesem Augenblick proportionales Ausgangssignal ableiten kann.
  3. 3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungen des Streifensystems an dem ersten und zweiten Punkt um 900 gegeneinander phasenverschoben sind, wogegen die Stellungen des Sekundärgitterbildes an dem ersten und dritten Punkt sowie an dem zweiten und vierten Punkt in Gegenphase miteinander sind.
  4. 4. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellensystem ein optisches Sekundärgitterbild ist, das vier Linsen zur Aufnahme von Licht an den genannten vier Punkten besitzt, und daß die Anzeigeorgane an den entsprechenden Brennpunkten der Linsen angeordnete Photozellen besitzen.
DEF20389A 1955-05-31 1956-05-26 Messvorrichtung zum genauen Bestimmen der Groesse und Richtung der Bewegungen eines Gegenstandes relativ zu einem festen Bezugssystem Pending DE1060609B (de)

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