DE1208087B - Einrichtung zum Messen von Laengen mittels Impulszaehlung - Google Patents

Einrichtung zum Messen von Laengen mittels Impulszaehlung

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Description

  • Einrichtung zum Messen von Längen mittels Impulszählung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen von Längen, bei der mehrere Abtaststellen elektrische Ausgangssignale mit entsprechender Phasenversetzung liefern und der zu messende Wert in Größe und nicht tung durch Impulszählung ermittelt wird.
  • Bei bekannten Einrichtungen dieser Art hat es sich als Nachteil erwiesen, daß durch Fehler, wie z. B. ungenaue Teilung sowie ungenau justierte Fotoelemente eine Phasenverlagerung der Impulszüge entsteht.
  • Da aus den phasenverlagerten Impulszügen Rechteckimpulszüge abgeleitet werden, ergeben diese zumindest eine fehlerhafte Anzeige, wenn nicht unter Umständen das Funktionieren der nachgeschalteten Zähleinrichtung überhaupt in Frage gestellt ist.
  • Eine gleichbleibende Phasenlage der Impulszüge ist daher Voraussetzung für eine einwandfreie Messung.
  • Die Erfindung bezweckt, den vorstehend genannten Nachteil zu vermeiden und durch bestmögliche Fehlerkorrektur eine gleichbleibende Phasenlage der Impulszüge zu schaffen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß sämtliche der von den Abtaststellen erzeugten Ausgangssignale auf elektrischem Wege mit Koeffizienten beaufschlagt und zur Bildung von Summensignalen herangezogen werden und daß ebenso viele Summensignale, wie Abtaststellen vorhanden sind, gebildet werden.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bezüglich der Phasenlage, da sämtliche der von den Abtaststellen erzeugten Ausgangssignale zur Bildung von Summensignalen mit beitragen, bestmögliche Fehlerkorrektur erfolgt.
  • Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigt im einzelnen F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Meßeinrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 Ausgangssignale und daraus gebildete Summensignale sowie aus den Summensignalen abgeleitete Rechteckimpulszüge, F 1 g. 3 fehlerhafte Ausgangssignale sowie daraus gebildete Summensignäle, F i g. 4 eine Schematische Schaltanordnung des logischen Netzwerkes zur Auswertung der in F i g. 2 dargestellten Rechteckimpulszüge.
  • Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt schematisch eine lichtelektrische Einrichtung zum Messen von Längen. Ein Gittermaßstab 1 sowie eine darübergleitende Strichplatte 2, deren Relativlage zum Maßstab 1 gemessen werden soll, werden von einem Lichtbündel durchsetzt, welches von einer Lampe3 und einem Kondensor 4 erzeugt wird. Anschließend wird das Lichtbündel durch Linsen 10, 11, 12, 13 und 14 auf lichtempfindliche Abtastelemente 20, 21, 22, 23 und 24 geworfen, welche die elektrischen Ausgangssignale I1, I2, I3, 14 und I6 abgeben.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel (F i g. 1) werden die mit besonders vorteilhaften Koeffizienten (z. B. 1; -1; 0,5) beaufschlagten Ausgangssignale I1, I2, I3, 14 und h erfindungsgemäß zur Summenbildung herangezogen.
  • Wie die F i g. 1 zeigt, werden die mit dem Koeffizienten 1 beaufschlagten Ausgangssignale I1, I2, I3, I4 und I5 direkt den Analog-Summierverstärkern 30, 31, 32, 33 und 34 zugeführt.
  • Mittels der Umkehrstufen 40, 41, 42, 43 und 44 werden die mit dem Koeffizienten -1 beaufschlagten Ausgangssignale -I1, -I2, -I3, -I4 und -I5 gebildet und anschließend den Analog-Summierverstärkern 30, 31, 32, 33 und 34 zugeführt.
  • Mittels der einstellbaren Potentiometer 45, 46, 47, 48 und 49 werden die mit dem Koeffizienten +0,5 beaufschlagten Ausgangssignale 0,5 I1, 0,515, 0,5,3, 0,5 14, 0,5 15 gebildet und den Analog-Summierverstärkern 30, 31, 32, 33 und 34 zugeführt.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend angegebenen Koeffizientengrößen beschränkt, sondern es besteht die Möglichkeit, die Ausgangssignale I1, I2, I3, I4 und 15 mit Koeffizienten anderer Größe zu beaufschlagen.
  • Die Summensignale S1, S2, S3, 54 und S5 werden in den Analog-Summierverstärkern 30, 31, 32, 33 und 34 gebildet, wobei S1 = I1 + 0,5 . I2 - I3 - I4 + 0,5 . I5 S2 = I2 + 0,5 . I3 - I4 - I5 + 0,5 . I1 S3 = I3 + 0,5 . I4 - I5 - I1 + 0,5 . I2 S4 = 4 + 0,5 .I5 - I1 - I2 + 0,5 I3 S5 = I5 + 0,5 . I1 - I2 - I3 + 0,5 . I4 ist und die Summe der Koeffizienten in S1, S2, S3, S4 nnd S5 gleich Null ist.
  • Die Summensignale S1, S2, S3, S4 und S5 werden den Verstärkern 50, 51, 52, 53 und 54 und anschließend den Impulsformerstufen 55, 56, 57, 58 und 59 zugeführt.
  • In F i g. 2 sind die um 72° zueinander versetzten Ausgangssignale I1, I2, I3, I4 und I5 sowie die daraus gebildeten Summensignale S1, S2, S3, S4 und S5 in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg dargestellt. Durch die Impulsformerstufen 55, 56, 57, 58 und 59, welche bei dem Signalniveau N0 ansprechen, werden die Summensignale S1, S2, S3, S4 und S5 in die Rechteckimpulszüge T1, T2, T3, T4 und T5 sowie die dazugehörigen inversen Impulszüge T1,, T2,, T3,, T4,, T5' umgeformt.
  • In F i g. 3 sind die Ausgangssignale I1, I2,I3,I4 undI5 in bezug auf die der F i g. 2 mit anderem Phasenwinkel dargestellt.
  • Aus dem Vergleich der F i g. 2 und 3 wird ersichtlich, daß selbst bei gröbsten Phasenwinkelfehlern der Ausgangssignale I1, I2, 15, und 15 die daraus gebildeten Summensignale S1, S2, S3, S4 und S5 das Niveau N0 in gleiche Abschnitte (wie F i g. 2) unterteilen und somit die Phasenwinkelfehler auf die Phasenlage der Rechteckimpulszüge (F i g. 2) T1, T1,, T2, T2', T3, T3,, T4, T4,, T5, T5' keinen Einfluß haben.
  • Die Rechteckimpulszüge T1, T1,, T2, T2,, T3, T3', T4, T41, T5 und T5' sind, wie in F i g. 4 ersichtlich, an die Nor-Elemente 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 und 69 angeschlossen. Die Ausgänge der Nor-Elemente 60 bis 69, das sind die Leitungen A, B, C, D, E, F, G, H, K und L sind an ein logisches Netzwerk, das aus den Und-Toren 70 bis 79 und 80 bis 89 besteht, angeschlossen, welches nach der Gleichung V (vorwärts) = A . b + B . c + C . d + D . c + E . f + F . g + G . h + H . k + K . l + L . a, R (rückwärts) = A . l + B . a + C . b + D . c + E . d + F . e + G . f + H . g + K . h + L . k arbeitet, wobei durch die Nor-Elemente 60 bis 69 A = T1 . T2' . T3' . T4 . T5 B = T1 . T2' . T3' . T4' . T5 C = T1 . T2 . T3' . T4' . T5 D = T1 . T2 . T3' . T4' . T5' E = T1 . T2 . T3 . T4' . T5' F= T1' . T2 . T3 . T4' . T5' G = T1' . T2 . T3 . T4 . T5' H = T1' . T2' . T3 . T4 . T5' K = T1' . T2' . T3 . T4 . T5 L = T1, T2'- T3'. T4 T5 ist.
  • Die Größen a, b, c, d, e, f, g, h, k, I sind zeitliche Ableitungen der entsprechenden Impulszüge A, B, C, D, E, F, G, H, K und L und werden mittels der Differenzierglieder 90 bis 99 erzeugt. Die Impusle V und R werden an das Zählwerk 100 gegeben.
  • Zur Anzeige der nicht ganzzahligen Vielfachen eines Intervalles der Teilung besteht auch die Möglich- keit, die zehn Ausgänge der Nor-Elemente, das sind die Leitungen A bis L, direkt an ein Anzeigegerät anzuschließen. Das Anzeigegerät kann dabei z. B. in Form von räumlich hintereinandergeschalteten Leuchtzeichen in Ziffernform gestaltet sein.
  • Die Signale können anstatt auf lichtelektrischem Wege auch kapazitiv oder induktiv erzeugt werden.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Messen von Längen, bei der die Abtaststellen elektrische Ausgangssignale mit entsprechender Phasenversetzung liefern und der zu messende Wert in Größe und Richtung durch Impulszählung ermittelt wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sämtliche der von den Abtaststellen erzeugten Ausgangs signale auf elektrischem Wege mit Koeffizienten beaufschlagt und zur Bildung von Summensignalen herangezogen werden und daß ebenso viele Summensignale, wie Abtaststellen vorhanden sind, gebildet werden.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Abtaststellen fünf ist und die von den Abtaststellen erzeugten fünf Ausgangssignale mit Koeffizienten beaufschlagt und zur Bildung von Summensignalen herangezogen werden und die Anzahl der Summensignale entsprechend der Anzahl der Abtaststellen fünf ist und daß die Summensignale Impulsformerstufen zugeführt werden, deren Ausgänge an ein logisches Netzwerk angeschlossen sind, welches sowohl die positiven wie auch die negativen Schaltsprünge zur Zählung in Betracht zieht.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Koeffizienten, mit denen die Ausgangssignale beaufschlagt sind, mittels an sich bekannter Elemente, wie z. B. einstellbarer Potentiometer oder Festwiderstände, einstellbar ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das logische Netzwerk nach der Gleichung V (vorwärts) A . b + B . c + C . d + D . e + E . f F . g + G . h + H . k + K . l + L . a R (rückwärts) A . l + B . a + C . b + D . c + E . d + F . e + G . f + H . g + K . h + L . k arbeitet, wobei durch die Nor-Elemente A = T1 . T2' . T3' . T4 . T5 B = T1 . T2' . T3' . T4' . T5 C = T1 . T2 . T3' . T4' . T5 D = T1 . T2 . T3' . T4' . T5' E = T1 . T2 . T3 . T4' . T5' F = T1, T T3 T4, T5, G = T1' . T2 . T3 . T4 . T5' H = T1' . T2' . T3 . T4 . T5' K = T1' . T2' . T3 . T4 . T5 L = T1' . T2' . T3' . T4 . T5 ist.
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