DE1217636C2 - Device for determining the displacement path of an object in relation to another object - Google Patents
Device for determining the displacement path of an object in relation to another objectInfo
- Publication number
- DE1217636C2 DE1217636C2 DE1961N0020421 DEN0020421A DE1217636C2 DE 1217636 C2 DE1217636 C2 DE 1217636C2 DE 1961N0020421 DE1961N0020421 DE 1961N0020421 DE N0020421 A DEN0020421 A DE N0020421A DE 1217636 C2 DE1217636 C2 DE 1217636C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- grid
- mirror
- signal
- movement
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 101100042630 Caenorhabditis elegans sin-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
4545
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Verschiebungsweges und der Verschiebungsrichtung eines Objektes mittels eines mit dem Objekt verbundenen Rasters mit nahezu senkrecht zu der Bewegungsrichtung verlaufenden Linien, bei weleher das durch das Raster hindurch in ein optisches System fallende Liehtbündel nach seiner Reflexion zurück auf das Raster in dessen Ebene ein umgekehrT tes Bild des Rasters in natürlicher Größe erzeugt, durch dessen phötoelektrische Abtastung ein der Verschiebungsgröße entsprechendes periodisches Signal erzeugt wird, dessen Periodenzahl, durch entsprechende Mittel gezählt, das Maß der Lageänderung angibt.The invention relates to a device for determining the displacement path and the displacement direction of an object by means of a grid connected to the object with lines running almost perpendicular to the direction of movement, in which the bundle of light falling through the grid into an optical system after its reflection back onto the grid a reverse traffic T tes image generated in the plane of the grid in natural size, an amount of displacement corresponding periodic signal is determined by its phötoelektrische scan produces, counted the number of periods by suitable means, indicating the degree of change in position.
Aus der deutschen Patentschrift 930 589 ist ein Gerät zur Messung sehr kleiner Längen bekannt, bei dem das zu verschiebende Objekt an seiner Stirnseite einen ersten Spiegel trägt, auf den ein Teil eines von einer Lichtquelle ausgehenden und von einem Doppelprisma ausgelenkten Lichtstrahles gelangt, während der übrige Lichtstrahl durch das Doppelprisma hindurchtritt und nach Reflexion an einem zweiten Spiegel von dem Prisma über eine Optik und ein schwingendes Raster auf eine Photozelle gelangt. Dieses Gerät gestattet jedoch nicht, bei bewegten Objekten auch deren Bewegungsrichtung zu ermitteln.A device for measuring very small lengths is known from German patent specification 930 589 which the object to be moved carries a first mirror on its front side, onto which a part of one of a light source emanating and deflected by a double prism light beam arrives while the rest of the light beam passes through the double prism and after reflection on a second one Mirror arrives from the prism via optics and a vibrating grid onto a photocell. However, this device does not allow the direction of movement of moving objects to be determined.
Weiterhin ist aiis der deutschen Patentschrift 844 076 eine Ablesevorrichtung für photoelektrische Mikroskope bekannt, bei der ein mit einem zu bewegenden Objekt verbundenes Raster über ein Objektiv, eine in Biegeschwingungen versetzte Glasplatte und ein Raster auf eine Photozelle gelangt. Diese Einrichtung erlaubt auch. Rückschlüsse auf die Bewegungsrichtung des Objektes. Eine ähnliche Vorrichtung ist auch in der deutschen Patentschrift 911 593 beschrieben.Furthermore, aiis of the German patent 844 076 is a reading device for photoelectric Known microscopes in which a grid connected to an object to be moved is via an objective, a glass plate set in bending vibrations and a grid arrives at a photocell. This facility allowed too. Conclusions about the direction of movement of the object. A similar device is also described in German Patent 911 593.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1017 799 ist eine Einrichtung zur exakten Längenmessung bekannt, bei der das zu vermessende Objekt an seiner Stimplatte einen in Bewegungsrichtung schwingenden ersten Spiegel trägt. Senkrecht zur Bewegungsrichtung sind ein zweiter ortsfester Spiegel, ein in Bewegungsrichtung des Objektes schwingendes Prisma, ein Doppelprisma, ein Objektiv und eine Lichtquelle angeordnet. Ein Teil des von dem Doppelprisma abgelenkten Lichtes gelangt auf den ersten schwingenden Spiegel und wird von diesem durch das Doppelprisma hindurch auf eine Photozelle geworfen.A device for exact length measurement is known from the German Auslegeschrift 1017 799, in which the object to be measured oscillates on its faceplate in the direction of movement wearing first mirror. A second stationary mirror is perpendicular to the direction of movement, one in the direction of movement the object vibrating prism, a double prism, an objective and a light source arranged. Part of the light deflected by the double prism reaches the first vibrating one Mirror and is thrown by this through the double prism onto a photocell.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, in besonders einfacher Weise den Verschiebungsweg eines Objektes und dessen Bewegungsrichtung zu bestimmen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zur Reflexion ein erster senkrecht zur Bewegungsrichtung des Objektes schwingender Spiegel und ein zweiter ortsfester Spiegel vorgesehen sind, durch die das Bild des Rasters zweimal in dessen Ebene abgebildet wird und somit ein moduliertes Signal und ein Modulationssignal sowie ein von der Schwingfrequenz des Spiegels abgeleitetes Signal gleichzeitig einem Detektor zugeführt werden, welcher aus den kombinierten Signalen Größe und Richtung der Lageänderung bestimmt.The object of the present invention is to provide a device to create of the type mentioned, which makes it possible in a particularly simple manner the displacement path of an object and its direction of movement. The solution to this problem consists in the fact that a first oscillating perpendicular to the direction of movement of the object for reflection Mirror and a second stationary mirror are provided, through which the image of the grid twice in its Plane is mapped and thus a modulated signal and a modulation signal and one of the Oscillation frequency of the mirror derived signal are simultaneously fed to a detector, which the size and direction of the change in position are determined from the combined signals.
Gegenüber der Einrichtung nach der deutschen Patentschrift 844 076 wird also ein Raster eingespart.Compared to the device according to the German patent specification 844 076, a grid is saved.
Das modulierte Signal, das Modulationssignal und das abgeleitete Signal enthalten zusammen sämtliche Informationen, die zur Bestimmung von Größe und Richtung der Verschiebung notwendig sind. Der dazu notwendige Detektor kann in sehr verschiedener, teilweise bekannter Weise eingerichtet sein.The modulated signal, the modulation signal and the derived signal together contain all Information necessary to determine the size and direction of the shift. The to it necessary detector can be set up in very different, partly known ways.
Dabei können die beiden Spiegel auch zu einem Spiegel zusammengefaßt sein, dem eine Kippbewegung um eine zur Linienrichtung des Rasters parallele Achse erteilt wird, was z. B. dadurch erfolgen kann, daß der Spiegel auf einem Stab oder einer Röhre aus magnetostriktivem Material exzentrisch befestigt ist.The two mirrors can also be combined to form a mirror with a tilting movement is granted about an axis parallel to the line direction of the grid, which z. B. can be done by that the mirror is mounted eccentrically on a rod or tube made of magnetostrictive material.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show in it
Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele und1 and 2 two different exemplary embodiments and
F i g. 3 eine Ausführungsart eines Detektors.F i g. 3 shows an embodiment of a detector.
Mit einem nicht dargestellten Objekt, dessen Verschiebungsweg bestimmt werden soll, ist ein Raster 1 verbunden. Eine Lichtquelle 3 befindet sich in der Brennfläche einer Kollimatorlinse 4. Zwischen der Lichtquelle 3 und der Kollimatorlinse 4 ist ein halbdurchlässiger Spiegel 18 angeordnet. Das aus dem Kollimator 4 austretende Licht fällt durch das Raster 1 und ein optisches System 19 auf zwei Spiegel 16 und 17. Mittels des optischen Systems 19 wird auf demWith an object, not shown, whose displacement path is to be determined, there is a grid 1 connected. A light source 3 is located in the focal surface of a collimator lens 4. Between the Light source 3 and the collimator lens 4, a semitransparent mirror 18 is arranged. That from the Light emerging from the collimator 4 falls through the grid 1 and an optical system 19 onto two mirrors 16 and 17. By means of the optical system 19 is on the
I 217I 217
Raster 1 eine Abbildung des Rasters selbst in natürlicher Größe erzeugt. Von den durch das Raster 1 hindurchtretenden Bündeln werden die der nullten Und der ersten Ordnung verwendet. Der Spiegel 16 ist an einem Schenkel einer schwingenden Stimnigäbel 7 befestigt, während der Spiegel 17 ortsfest angeordnet ist. Nach Reflektierung fallen die Lichtbündel also über das optische System 19 in Rückwärtsrichtung auf das Raster. Von den aus diesem zurückgeworfenen Licht vom Raster 1 erzeugten Bündeln werden verwendet:Grid 1 an illustration of the grid itself in a more natural way Size generated. Of the bundles passing through the grid 1, those of the zeroth And used the first order. The mirror 16 is on one leg of a vibrating fork 7 attached, while the mirror 17 is arranged stationary. After reflection, the light bundles fall via the optical system 19 in the reverse direction onto the grid. Of those thrown back from this Light beams generated by grid 1 are used:
1. das vom Raster 1 aus dem vom Spiegel 17 herrührenden Licht erzeugte Bündel der nullten Ordnung und1. from the grid 1 from the mirror 17 originating Light produced beams of the zeroth order and
2, das vom Raster 1 aus dem vom Spiegel 16 herrührenden Licht erzeugte Bündel der ersten Ordnung. ■ 2, the beam of the first order generated by the grid 1 from the light emanating from the mirror 16. ■
Die Stimmgabe 7 wird durch eine an sich bekannte elektronische Vorrichtung 8, z. B. einen ruckgekoppelten Verstärker, in Schwingungen versetzt, deren Frequenz z. B. einige tausend Perioden pro Sekunde betragen kann und deren Amplitude vorzugsweise kleiner als die Rasterperiode ist.The voice 7 is controlled by an electronic device 8 known per se, e.g. B. a feedback Amplifier, set in oscillation, the frequency of which z. B. a few thousand periods per second and whose amplitude is preferably smaller than the grid period.
Am Ausgang der photoelektrischen Zelle 6 entsteht in der Leitung A ein Signal, das durchAt the output of the photoelectric cell 6, a signal arises in the line A , which through
S1 = const + Csin (ωχ + b sin Qt) dargestellt werden kann.S 1 = const + Csin (ωχ + b sin Qt) can be represented.
15 Das Signal besteht aus einem konstanten Teil und einem phasenfnodulierten, sich sinusförmig ändernden Teil. Es wird mit einem aus der Vorrichtung 9 abgeleiteten Signal kombiniert. Die Signale enthalten zusammen sämtliche Information über die Größe und den Sinn der Verschiebung des Rasters 1. Diese Signale können auf verschiedene Weise zur Anzeige der Verschiebung benutzt werden. 15 The signal consists of a constant part and a phase-modulated, sinusoidally changing part. It is combined with a signal derived from the device 9. The signals together contain all information about the size and the purpose of the shift of the raster 1. These signals can be used in various ways to display the shift.
In F i g. 1 ist beispielsweise vorausgesetzt, daß das an der Stelle B auftretende Signal, das durchIn Fig. 1, it is assumed, for example, that the signal occurring at point B which is transmitted by
S2 = C sm(Qt + φ)S 2 = C sm (Qt + φ)
dargestellt werden kann, in der Vorrichtung 10 um den Winkel φ phasengedreht wird und gleichfalls in der Vorrichtung 11 phasengedreht und hier gleichzeitig in der Frequenz verdoppelt wird. Es ergeben sich also in den Punkten C und D Signale, welche sin Q t bzw. cos 2 Ω t proportional sind und in den Vorrichtungen 12 und 13 mit dem von der Phötozelle herrührenden Signal kombiniert werden. Die zuletzt genannten Vorrichtungen sind multiplikative Detektoren. Die darin erzeugten Wechselspannungen werden durch die Vorrichtungen 14 und 15 hindurchgeleitet, welche einen unterhalb 1IzQ liegenden Frequenzbereich durchlassen. can be shown, is phase rotated in the device 10 by the angle φ and also phase rotated in the device 11 and doubled in frequency here at the same time. There are thus signals in points C and D which are proportional to sin Q t and cos 2 Ω t and which are combined in devices 12 and 13 with the signal originating from the photocell. The latter devices are multiplicative detectors. The alternating voltages generated therein are passed through the devices 14 and 15, which allow a frequency range below 1 IzQ to pass.
Das in der Leitung A auftretende Signal kann geschrieben werden:The signal appearing in line A can be written:
S1 = const + C [sin ω* {/„(&) + 2J2(b) cos2Qt + 2JJb) cos4Qt + ...}] + C [cos ω Xl[J1(V) sin Qt + 2Z3(Z)) sin 3 Qt + ...}]. S 1 = const + C [sin ω * {/ "(&) + 2J 2 (b) cos2Qt + 2JJb) cos4 Qt + ...}] + C [cos ω Xl [J 1 (V) sin Qt + 2Z 3 (Z)) sin 3 Qt + ...}].
Darin sind J0(b), J1(U) usw. die Besselschen Funktionen der nullten Ordnung, der ersten Ordnung usw. in b, wobeiTherein J 0 (b), J 1 (U) etc. are the Bessel functions of the zeroth order, the first order etc. in b, where
b =b =
2nu2nu
(u = Amplitude des Schenkels der Stimmgabel und ρ = Rasterperiode). (u = amplitude of the leg of the tuning fork and ρ = grid period).
Es ist leicht einzusehen, daß nach multiplikativer Detektion und Filtrierung an jeder der Ausgangsklemmen F und H ein Glied jeder Reihe verbleibt,, und zwar an der Ausgangsklemme F ein Glied proportional zu coscox und an der Ausgangsklemme H ein Glied proportional zu sin ω χ. Die dementsprechenden Spannungen können einem Indikator, z.B. den Platten eines Elektronenstrahloszillographen, zugeführt werden, der mittels eines sich in einem bestimmten Sinne drehenden Lichtflecks die Größe und den Sinn der Bewegung kennbar macht.It is easy to see that after multiplicative detection and filtration at each of the output terminals F and H, one element in each row remains, namely one element proportional to coscox at output terminal F and one element proportional to sin ω χ at output terminal H. The corresponding voltages can be fed to an indicator, for example the plates of an electron beam oscilloscope, which makes the size and meaning of the movement recognizable by means of a light spot that rotates in a certain sense.
Beim beschriebenen Detektor muß ein Gleichspannungsverstärker verwendet werden. Ein Detektionsverfahren, welches den Vorteil bietet, daß ausschließlich Wechselspannungsverstärker verwendet werden können, wird bei der in F i g. 3 schematisch dargestellten Vorrichtung verwendet.A DC voltage amplifier must be used with the detector described. A detection method which offers the advantage that only AC voltage amplifiers are used can, in the case of FIG. 3 used device shown schematically.
Das im Punkt B auftretende Signal, dessen Frequenz durch die Eigenfrequenz der Stimmgabel bedingt wird, ist proportional zu sin(i3i + φ). Es wird den Vorrichtungen A1 und A2 zugeführt, in denen aus diesem Signal Impulse gebildet werden.The signal occurring at point B , the frequency of which is determined by the natural frequency of the tuning fork, is proportional to sin (i3i + φ). It is fed to devices A 1 and A 2 , in which pulses are formed from this signal.
Die Vorrichtung A1, die als ein vom Signal S2 gesteuerter Impulsgenerator betrachtet werden kann, liefert kurze Impulse inThe device A 1 , which can be viewed as a pulse generator controlled by the signal S 2 , supplies short pulses in
Qt = 0, Qt = π, Qt = 2π Qt = 0, Qt = π, Qt = 2π
UsW. entsprechenden Zeitpunkten. Diese Impulse werden den Torschaltungen B1 Und B2 zugeführt, denen gleichzeitig das vom Verstärker D1 herrührende Signal S1, das der WechselspannungskOmpönente des Signals im Ausgang der Photodiode entspricht, gegenphasig zugeführt wird. Die Torschaltungen sind geöffnet, wenn das Steuersignal positiv ist. Die Ausgangsspannungen der Tastschaltungen B1 und B2 wirken auf eine bistabile Schaltung C1, die derart eingerichtet ist, daß die Ausgangsspannung positiv ist, wenn der eine Eingang Impulse empfängt, und negativ ist, wenn der andere Eingang Impulse empfängt Die Tastschaltung B1 kann als Filter ausgebildet sein, welches die Gleichspannung unterdrückt.Etc. corresponding times. These pulses are the gate circuits B 1 and B 2 is fed, which at the same time derived from the amplifier D 1 signal S 1 corresponding to the WechselspannungskOmpönente the signal in the output of the photodiode is fed in phase opposition. The gate circuits are open when the control signal is positive. The output voltages of the key circuits B 1 and B 2 act on a bistable circuit C 1 which is set up such that the output voltage is positive when one input receives pulses and negative when the other input receives pulses. The key circuit B 1 can be designed as a filter which suppresses the DC voltage.
Die Vorrichtung A 2 liefert an einem Ausgang Impulse in denThe device A 2 supplies pulses to the output at an output
Qt=SnQt = Sn
Qt — η, Qt — 3 τι , Qt - η, Qt - 3 τι,
usw. entsprechenden Zeitpunkten. Diese Impulse werden den Torschaltüngen B3 und B1 zugeführt. Es gibt noch einen zweiten Ausgang, in dem Impulse gebildet werden, die den durchetc. corresponding times. These pulses are fed to gate shifts B 3 and B 1 . There is a second output, in which impulses are formed, which through the
■ Qt = O, Ωί = 2π,Ωί = 4π ■ Qt = O, Ωί = 2π, Ωί = 4π
usw. bedingten Zeitpunkten entsprechen. Diese Impulse werden den Torschaltungen B. und B6 zugeführt. Auch diese Torschaltungen sind geöffnet, wenn das Steuersignal positiv ist. In der Vorrichtung D2 wird wieder die Gleichspannungskomponente des vonetc. correspond to conditional times. These pulses are fed to the gates B. and B 6 . These gate circuits are also open when the control signal is positive. In the device D 2 , the DC voltage component of the
der Photodiode herrührenden Signals unterdrückt, so daß nur die Wechselspannungskomponentethe signal originating from the photodiode is suppressed, so that only the AC component
■S = 'Csin(cox + bstaQt)■ S = 'Csin (cox + bstaQt)
verbleibt, die gleichzeitig differentiiert wird, wobei zwei Ausgangsspannungenremains, which is differentiated at the same time, where two output voltages
. dS , dS
+ und — ■. dS, dS
+ and - ■
dtGerman
dtGerman
dSdS
entstehen. Die Ausgangsspannung + -^- wird dendevelop. The output voltage + - ^ - is the
Torschaltungen B3, B6, die Ausgangsspannung —"-^j-Gate circuits B 3 , B 6 , the output voltage - "- ^ j-
den Torschaltungen B1, B5 zugeführt.
Wennthe gate circuits B 1 , B 5 supplied.
When
S = sin (ω χ + b sin Ω i), S = sin (ω χ + b sin Ω i),
so istso is
-4^- = cos (ω x + b sin Qt) (ω-^ + bQcosQt). dt \ dtr ) -4 ^ - = cos (ω x + b sin Qt) (ω- ^ + bQcosQt). dt \ dt r )
Bei nicht zu großen Geschwindigkeiten des ersten Rasters, also bei kleinem Wert von-^, gilt folgendes:At not too high speeds of the first Raster, i.e. with a small value of- ^, the following applies:
wenn 0<ωχ<π, so ist das Signal S positiv für
sinßi = 0, π, 2π usw., so daß die Impulse zu Torschaltung
B2 zur bistabilen Schaltung C1 gehen und
die Klemme I positiv ist.
Istif 0 <ωχ <π, the signal S is positive for sinßi = 0, π, 2π , etc., so that the pulses go to gate circuit B 2 to bistable circuit C 1 and terminal I is positive.
is
τιτι
so ist -Tj- positiv für Qt = 0, 2 π, 4 π usw. Die Impulse der Torschaltung B6 gehen also zur bistabilen SchaltungC2. -τ— ist negativ für Qt = π, 3π, 5π so -Tj- is positive for Qt = 0, 2 π, 4 π etc. The pulses of the gate circuit B 6 thus go to the bistable circuit C 2 . -τ— is negative for Qt = π, 3π, 5π
so daß die Impulse der Torschaltung B1 zur bistabilen Schaltung C2 gehen. In den beiden Fällen ist also die Klemme II positiv.so that the pulses of the gate circuit B 1 go to the bistable circuit C 2 . Terminal II is positive in both cases.
Wenn nun π<ωχ<2π, so ist die Klemme I negativ, und wennIf now π <ωχ <2π, then the terminal is I. negative, and if
τιτι
3 τι 3 τι
III.
II
An: den Klemmen I und II entstehen also gegenseitig um 90° phasenverschobene Impulsreihen, aus denen in gleicher Weise wie früher eine Anzeige der Größe und des Sinnes der Verschiebung erzielt werden kann.On: The terminals I and II thus result in a mutually 90 ° phase-shifted pulse series from which, in the same way as before, an indication of the size and the sense of the displacement are obtained can.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2, bei der gleichfalls mittels eines Spiegels 20 und eines Linsensystems 19 eine Abbildung des Rasters an sich erzeugt wird, ist dieser Spiegel auf einem Stab 21 aus magnetostriktivem Material angebracht, der in der Mitte eingeklemmt ist und durch an sich bekannte Mittel, die aus Spulen 22, 23 bestehen, und durch einen Verstärker 24 in Ipngitudinale Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungsfrequenz kann dabei einige ίο tausend Hertz betragen. Der Spiegel 20 ist exzentrisch mit dem Ende des Stabes 21 verbunden, so daß er um eine zur Zeichenebene senkrechte Achse eine Kippbewegung ausführt.In the embodiment of FIG. 2, in which an image of the grid itself is also generated by means of a mirror 20 and a lens system 19 is, this mirror is mounted on a rod 21 made of magnetostrictive material, the center is clamped and by means known per se consisting of coils 22, 23 and by an amplifier 24 is set in longitudinal oscillations. The oscillation frequency can be several ίο amount to a thousand Hertz. The mirror 20 is eccentric connected to the end of the rod 21 so that it is about an axis perpendicular to the plane of the drawing Performs tilting movement.
Von dem aus der Kollimatorlinse 4 austretenden ig Licht fallen die vom Raster 1 erzeugten Bündel der — lten und +lten Ordnung über das Linsensystem 19 bei den Punkten 26 und 27 auf den flachen Spiegel 20, wobei das etwa auftretende Bündel der nullten Ordnung durch einen geschwärzten Teil 25 des Spiegels 20 unwirksam gemacht wird. Das zurückgeworfene Licht fällt über das Linsensystem 19 in der Rückwärtsrichtung durch das Raster 1 hindurch. Von den rückwärts aus dem Raster 1 austretenden Bündeln werden verwendet:From the ig light emerging from the collimator lens 4, the bundles generated by the grid 1 fall - lten and + lten order over the lens system 19 at points 26 and 27 on the flat mirror 20, the approximately occurring bundle of the zeroth Order is made ineffective by a blackened part 25 of the mirror 20. The thrown back Light passes through the grid 1 in the rearward direction via the lens system 19. From the bundles emerging backwards from grid 1, the following are used:
erstens das vom Raster 1 aus dem vom Punkt 26 herrührenden Licht erzeugte Bündel der Ordnung + 1;firstly the bundle of the order generated by the grid 1 from the light originating from the point 26 + 1;
zweitens das vom Raster 1 aus dem vom Punkt 27 herrührenden Licht erzeugte Bündel der Ordnung —1.secondly, the bundle of the order generated by the grid 1 from the light originating from the point 27 -1.
Diese kohärenten, in ihrer Richtung zusammenfallenden Bündel fallen in der Rückwärtsrichtung durch die Kollimatorlinse 4 und beleuchten nach Zurückwerfung durch den halbdurchlässigen Spiegel die in der Brennfläche der Kollimatorlinse 4 angebrachte photoelektrische Zelle 6.These coherent, directionally coincident bundles fall in the reverse direction through the collimator lens 4 and, after being reflected back through the semi-transparent mirror, illuminate the photoelectric cell 6 mounted in the focal surface of the collimator lens 4.
Hat das Raster die Periode p, so hat das Signal die GestaltIf the grid has the period p, the signal has the form
μ/μ /
I . Nl 1 I I /. ΊΓ I. Nl 1 II /. ΊΓ
so ist die Klemme II negativ. Es ergibt sich also folgendes Schema:so terminal II is negative. So the following is the result Scheme:
'+bsiaQV'+ bsiaQV
Darin ist b — 2 π; μ = Winkelamplitude des Spiegels 20 und / = Brennweite des aus Linsensystem 19 und Spiegel 20 bestehenden Abbildungssystems.Where b - 2 π; μ = angular amplitude of mirror 20 and / = focal length of the imaging system consisting of lens system 19 and mirror 20.
Da die Phase dieses Signals in Schritten von — mit Hilfe von Nulldurchgängen eines abgeleiteten SignalsSince the phase of this signal is in steps of - with the help of zero crossings of a derived signal
bestimmt werden kann, ist der Meßschritt -~. Bei 16can be determined, the measuring step is - ~ . At 16
einer Rasterkonstante von 16 μ sind die Meßschritte ■ dann gleich 1 μ. Das optische System, welches das Raster an sich abbildet, besteht im zuletzt beschriebenen Beispiel aus einem Linsensystem mit einem flachen Spiegel. Es ist dabei einleuchtend, daß das System auch anders gestaltet und der Spiegel z. B. sphärisch sein kann. Auch ist es möglich, daß das System aus nur einem sphärischen Hohlspiegel besteht. With a grid constant of 16 μ, the measurement steps ■ are then equal to 1 μ. The optical system that the Images grid itself, consists in the example described last of a lens system with a flat mirror. It is evident that the system is designed differently and the mirror z. B. can be spherical. It is also possible that the system consists of only one spherical concave mirror.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1217636X | 1960-08-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1217636B DE1217636B (en) | 1966-05-26 |
| DE1217636C2 true DE1217636C2 (en) | 1973-02-08 |
Family
ID=19872070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1961N0020421 Expired DE1217636C2 (en) | 1960-08-09 | 1961-08-07 | Device for determining the displacement path of an object in relation to another object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1217636C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2625607A (en) * | 1948-05-27 | 1953-01-13 | Eckert Mauchly Comp Corp | Pulse recording apparatus |
| DE1017799B (en) * | 1954-03-30 | 1957-10-17 | Genevoise Instr Physique | Process and device for exact length measurement |
-
1961
- 1961-08-07 DE DE1961N0020421 patent/DE1217636C2/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2625607A (en) * | 1948-05-27 | 1953-01-13 | Eckert Mauchly Comp Corp | Pulse recording apparatus |
| DE1017799B (en) * | 1954-03-30 | 1957-10-17 | Genevoise Instr Physique | Process and device for exact length measurement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1217636B (en) | 1966-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2240968A1 (en) | OPTICAL METHOD OF MEASURING THE RELATIVE DISPLACEMENT OF A DIFFUSION GRID AND DEVICES FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| DE2156617A1 (en) | DEVICE FOR IMAGE CORRELATION | |
| DE1921507B1 (en) | Device for generating phase-shifted electrical signals | |
| DE19832175B4 (en) | Methods and arrangements for transversal optical coherence tomography | |
| CH392079A (en) | Device for numerical measurement of the displacement of an object | |
| DE1253468B (en) | Device for determining the distance to a reflector | |
| DE2121979A1 (en) | Pick-up head for an optical correlation speedometer | |
| DE3933983C2 (en) | ||
| DE2500798A1 (en) | OPTICAL MEASURING SYSTEM | |
| DE2750109A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTACTLESS MEASUREMENT OF LINEAR DISTANCES, IN PARTICULAR THE DIAMETER | |
| DE1547403A1 (en) | Evaluation method for interferometer | |
| DE1217636C2 (en) | Device for determining the displacement path of an object in relation to another object | |
| DE2628836C3 (en) | Optical phase discriminator | |
| CH412356A (en) | Device for determining the displacement of one object with respect to another | |
| DE2144487A1 (en) | DEVICE FOR CONTACTLESS MEASUREMENT | |
| DE1804028C3 (en) | Reading device for graduations or other periodic objects | |
| DE3815474A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE FLOW RATE, ESPECIALLY IN A WIND TUNNEL | |
| DE3816755C2 (en) | ||
| DE918996C (en) | Device for photoelectric speed measurement or for speed comparison of rotating parts on electricity counters | |
| DE2405102A1 (en) | Dynamic scanning to detect position of object edges or lines - with dynamically operating photoelectric scanning apparatus determines angular orientation of lines | |
| DE1548394A1 (en) | Method and device for measuring mechanical vibrations | |
| DE1169150B (en) | Device for determining the relative displacement of an object using a displaceable grid | |
| DE2126030C3 (en) | Method and apparatus for measuring the transmittance of photographic films | |
| DE2237041B2 (en) | Surface measurement on curved bodies - uses interferometer designed for high band sharpness, resolution, and brightness | |
| DE3117556A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CORRECTING REPEATING NON-LINEARITIES IN THE POSITION OF OPTICAL IMAGE SCANTERS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |