DE1301916B - Einrichtung zum Messen von Laengen oder Winkeln mittels lichtelektrischer Abtastung - Google Patents

Einrichtung zum Messen von Laengen oder Winkeln mittels lichtelektrischer Abtastung

Info

Publication number
DE1301916B
DE1301916B DEP1773210.4A DE1773210A DE1301916B DE 1301916 B DE1301916 B DE 1301916B DE 1773210 A DE1773210 A DE 1773210A DE 1301916 B DE1301916 B DE 1301916B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
graduation
scanning
carriers
carrier
division
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.)
Pending
Application number
DEP1773210.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Schneider Eckart
Heitmann Knut
Leitz
Dr Ludwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Original Assignee
Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ernst Leitz Wetzlar GmbH filed Critical Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Publication of DE1301916B publication Critical patent/DE1301916B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/347Mechanical 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 using displacement encoding scales
    • G01D5/34776Absolute encoders with analogue or digital scales
    • G01D5/34792Absolute encoders with analogue or digital scales with only digital scales or both digital and incremental scales
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1009Calibration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

1 2
Es ist eine Vorrichtung zum Anzeigen kleiner Be- bisherige Zählergebnis und damit die Ortsinformation wegungen bekannt, bei der je nach der Stellung des verlieren.
Meßwerkes ein oder mehrere Kontrollfelder verschie- Schließlich sind (beispielsweise durch die Druck-
denfarbig beleuchtet werden. Das mit dem Meßsystem schrift »Lichtelektrische Analog-Digital-Wandler für in Verbindung stehende optische System ist als Raster 5 Längenmessungen, Winkelmessungen« der Firma ausgebildet, und der Abstand der Gitterstriche ist von Dr. Johannes Heidenhain, Traunreut, insbesondere der gleichen Größenanordnung wie die zu messende S. 17) Einrichtungen bekannt, bei denen eine rein Bewegung des verstellbaren Organs. Es können zwei binäre Codierung verwendet wird. Bei dieser Codierung oder drei verschiedenfarbige Beleuchtungen vorhanden werden in den einzelnen Codespuren Lücken und sein, die den Abweichungen des Zeigers von der Nor- ίο Zeichen verwendet, die doppelt so groß sind wie in der mallage und dieser selbst entsprechen. jeweils vorhergehenden Spur. Zur eindeutigen Ab-
Es ist ferner (durch den in der Zeitschrift »Maschi- lesung solcher Teilungen ist es notwendig, eine ganze nenmarkt Würzburg« am 7. 6.1963 auf den Seiten Reihe von fotoelektrischen Empfängern zu verwenden. 23 ff. erschienenen Aufsatz »Moirotechnik, Stand und Der Grund hierfür liegt darin, daß bei einer rein Entwicklungstendenzen«) eine Anordnung mit zwei 15 binären Codierung beim Übergang von einer Zeile zur dicht hintereinanderliegenden Gittern bekannt, von nächsten eine Zeichenänderung in mehreren Spuren denen mindestens das eine ein vom Balken-Lücken- gleichzeitig stattfindet. Und es müssen deshalb für jede Verhältnis 1:1 abweichendes Balken-Lücken-Ver- außer der ersten Spur zwei fotoelektrische Empfäger hältnis aufweist, wodurch eine individuelle vorgesehen werden. Eine nachgeschaltete elektronische Zuordnung der einzelnen Verschiebeschritte erreicht ao Entscheidungslogik bestimmt dann, welcher der Empist. fänger das richtige Signal liefert, wobei diese Ent-
Mit einer solchen Anordnung läßt es sich bewerk- scheidungslogik von den Signalen der vorhergehenden stelligen, daß bei Bewegung der Gitter gegeneinander Spur über entsprechende Verknüpfungsstufen gebeispielsweise Zahlen oder Buchstaben fortlaufend steuert wird. Um ein Längen- oder Winkelintervall flächig, d. h. über die gesamte oder doch mindestens 25 codiert in 2« Teile zu teilen, werden also η Spuren über eine größere zusammenhängende Fläche des mit 2n — 1 fotoelektrischen Empfägern benötigt. Dazu des oberen Gitters, erschienen. kommt dann noch, falls für die weitere Verarbeitung
Esistferner(inderbritischenPatentschrift816336)ein der Signale eine Zahlendarstellung in dezimaler Form elektrischer Analog-Digital-Wandler vorbeschrieben, verlangt wird, ein relativ aufwendiger Rechner, der die bei dem eine Lichtquelle eine mit Schlitzen versehene 30 notwendige Umwandlung vornimmt.
Platte beleuchtet, die in Richtung senkrecht zu den Ein weiterer Nachteil der bekannten codierten Meß-
Schlitzen bewegt werden kann und mit einem Bauteil, systeme ist der, daß die verwendeten Codeteilungen dessen Bewegungen dargestellt werden sollen, in Ver- eine Vielzahl von Codespuren aufweisen müssen, was bindung steht. Dieser Platte ist eine Optik nachge- wiederum eine entsprechende Anzahl von fotoelekschaltet, welche die Platte auf eine Codeplatte abbildet. 35 trischen Empfängern notwendig macht. Außerdem sind Letztere ist mit vier parallel zur Verschiebungsrich- solche Codeteilungen nur unter erheblichem techtung der erstgenannten Platte verlaufenden Codespuren nischem Aufwand herstellbar, weil die Mutterteilung belegt. Jeder Codespur ist ein fotoelektrischer Emp- für jede Codespur einem getrennten Arbeitsgang unterfänger zugeordnet. Die die Spuren durchdringenden worfen werden muß, da in den einzelnen Spuren ja Lichtbündel sind mittels Blenden so voneinander ge- 40 unterschiedliche Teilungsbreiten vorliegen. Dabei muß trennt, daß jeder Empfänger nur dann Licht empfangen dann noch dafür Sorge getragen werden, daß die kann, wenn Licht auf die ihm zugeordnete Spur fällt, Markierungen der Spuren zueinander ausgerichtet und zwar auf eine transparente Stelle dieser Spur. Bei sind. Das aber macht einen weiteren technischen Aufdieser Einrichtung ergibt sich eine eindeutige Umwand- wand notwendig und ist mit zunehmender Feinheit der lung nur dann, wenn nur einer der Schlitze der erst- 45 Teilungen mit wachsenden Schwierigkeiten verbunden, genannten Platte beleuchtet ist bzw. nur einer dieser Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue
Schlitze auf die Codeplatte abgebildet wird. Ist das Einrichtungen zum Messen von Längen oder Winkeln Bild dieses Schlitzes an dem einen Ende der Code- zu schaffen, bei denen trotz Anwendung der fotospuren angelangt und verläßt diese, so erscheint gleich- elektrischen Abtastung sowie einer Codierung mögzeitig am anderen Ende der Codespuren das Bild des 50 liehst einfach herzustellende Teilungen verwendet nächsten Schlitzes. Die Schlitze der Platte werden also werden können. Darüber hinaus soll eine Digitalannacheinanderfolgend zur Bildung der Codierungs- zeige möglich sein, die frei von den Unzulänglichkeiten signale herangezogen. Diese Einrichtung ist aus diesem der bekannten Zähler ist. Die neuen Einrichtungen Grunde natürlich gegen Verschmutzung des einzelnen sollen auch dann noch eine einwandfreie Abtastung Schlitzes empfindlich. Außerdem müssen die Schlitze 55 der Teilungen gewährleisten, wenn einzelne Marder Platte sehr genau positioniert sein, weil andernfalls ken derselben wegen Verschmutzung oder Beentweder eine Zweideutigkeit der Anzeige oder aber Schädigung für eine Abtastung unbrauchbar geworeine Sprungstelle entsteht. den sind.
Darüber hinaus ist es seit längerer Zeit bekannt, Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum
zur Längen- und Winkelmessung unter Verwendung 60 Messen von Längen oder Winkeln mittels lichtelekfotoelektrischer Empfänger inkrementale Meßsysteme trischer Abtastung, die zwei relativ zueinander vermit digitaler Anzeige zu benutzen. Das Meßergebnis schiebbare, beleuchtete Teilungsträger aufweist, von wird durch Abzählen der zwischen zwei Meßpunkten denen während der Messung der eine mit dem zu befindlichen Teilungsintervalle mittels elektronischer messenden Objekt, der andere mit einem Bezugspunkt Zähler gewonnen. Diese Zählsysteme haben aber 65 verbunden ist, die ferner fotoelektrische Empfäger den Nachteil, daß sie einmal gegen Fremdimpulse sehr zum Abtasten der Teilungsträger sowie diesen Empempfindlich sind und darüber hinaus beim auch nur fängern nachgeschaltete elektronische Baugruppen aufkurzzeitigen Ausfall ihrer Stromversorgung sofort das weist, deren Ausgangssignale zu einer digitalen An-
3 4
zeige und/oder zu Steuerungszwecken verwendet In F i g. 1 sind zwei dicht übereinanderliegend
werden. montierte Teilungsträger 10, 11 dargestellt, die relativ
Die neue Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß zueinander in Richtung des Doppelpfeils gegenein-
von den beiden Teilungsträgern der eine eine mit den ander verschoben werden können. Der Träger 10 Längsachsen ihrer transparenten oder reflektierenden 5 weist im durch eine Optik 12 definierten Abtastbereich
streifenförmigen Marken gegen die Bewegungsrichtung eine periodisch gleichmäßige Teilung auf, deren Ver-
in einem vorzugsweise rechten Winkel stehende lineare hältnis Teilungsintervall / zu Markenbreite M einer
Teilung aufweist, deren Verhältnis Teilungsintervall gewünschten Intervallteilungszahl (die im dargestellten
zu Markenbreite der gewünschten Anzahl von Inter- Beispiel die Zahl 10 ist) entspricht. Der Träger 11 ist vallbruchteilen je Teilungsintervall (z. B. dezimal, io je Teilungsintervall / mit zwei Marken 13 und 14 der
sexagesimal) entspricht, und der andere Teilungsträger Markenbreite M versehen. Stehen sich die beiden Tei-
im Abbildungsbereich ein oder mehrere Abtastfelder lungsträger in der dargestellten Lage gegenüber, so
mit einer Vielzahl streifenförmiger, zu den Marken des fällt von unten kommendes Licht durch die Marken
ersten Teilungsträgers parallelliegender, lichtdurch- des Trägers 10 und die Marken 13 des Trägers 11
lässiger und lichtundurchlässiger Flächenanteile in vor- 15 sowie die Optik 12 auf einen hinter dieser angeordneten
bestimmter Anordnung aufweist, daß die Anordnungen fotoelektrischen Empfänger 15. An dem diesen Emp-
dieser Flächenanteile in den einzelnen Abtastfeldern fänger treffenden Lichtfluß sind alle im Abtastbereich
unterschiedlich sind und daß die beim Gegenein- befindlichen Marken 13 beteiligt. Es ist einzusehen,
anderverschieben der beiden Teilungsträger nachein- daß sich die durch die durch die Marken 13 gegebenen
ander anfallenden, untereinander unterschiedlichen, ao Lichtstreifen dann zu einem Bildmuster vereinigen,
aus einem oder mehreren Bildmustern bestehenden wenn die Teilungen entsprechend fein genug gefertigt
Bildmusterkombinationen in ihrer Anzahl der ge- sind, so daß die Marken 13 nicht mehr einzeln sichtbar,
wünschten Anzahl von Intervallbruchteilen je Tei- sondern nur noch in ihrer Gesamtheit als Bildmuster
lungsintervall entsprechen und daß jedem Abtastfeld erkennbar sind. Es ist ferner zu erkennen, daß ein Aus-
ein fotoelektrischer Empfänger zugeordnet ist und 35 fall einer der Marken infolge einer Verschmutzung oder
diese Empfänger mit einer Decodierungsschaltung ver- Beschädigung das Bildmuster in seiner Gesamtheit
bunden sind. nicht beeinträchtigt. Wird nun der Teilungsträger 10
Die neue Einrichtung kann auch so ausgebildet sein, relativ zum Teilungsträger 11 nach rechts verschoben,
daß zur aufeinanderfolgenden Abtastung mehrer Ab- so wird bei einer Verschiebung um eine, zwei oder drei
tastfelder ein fotoelektrischer Empfänger vorgesehen 30 Markenbreiten der fotoelektrische Empfänger kein
ist. Auch kann einer der Teilungsträger durch mehrere Licht empfangen. Erst bei einer Verschiebung um vier
in Bewegungsrichtung hintereinander oder nebenein- Markenbreiten erscheint wieder ein Bildmuster, und
ander angeordnete Teilungsträger ersetzt sein. der fotoelektrische Empfänger 15 gibt ein entsprechen-
Die Anordnung der lichtdurchlässigen und lichtun- des Signal ab. Beim weiteren Verschieben tritt ein durchlässigen Flächenanteile des zweiten Teilungs- 35 Bildmuster erst wieder nach einer Strecke von sechs trägers kann so gewählt sein, daß die bei der Bewegung Markenbreiten auf. Durch die Ausgestaltung der Teider beiden Teilungsträger gegeneinander entstehenden lung des Trägers 11 hat man es also in der Hand, fest-Bildmusterkombinationen einen einschrittigen, mit der zulegen, nach welchem Verschiebeweg sich ein Bild-Anzahl der gewünschten Intervallbruchteile zyklischen muster wiederholen soll.
Code repräsentieren. 4° F i g. 2 zeigt nun schematisch den Aufbau einer
Auch können zusätzlich eine oder mehrere in ihrer neuen Einrichtung, bei der die an Hand der F i g. 1
Teilungsfeinhait um einen Faktor (z. B. den Faktor 10) erläuterten Ausführungsformen für die Teilungsträger
gröbere, im übrigen aber gleichartige Teilungsträger- angewendet sind. Der Teilungsträger 10 ist parallel
anordnungen einschließlich entsprechender fotoelek- zur Zeichenebene verschiebbar gelagert. Er wird von
trischer Empfänger zu deren Abtastung sowie einer die 45 einer Lampe 20 über einen Kondensor 21 beleuchtet
Signale dieser Empfänger verarbeitenden Auswerte- und mittels einer Optik 22 auf einen Teilungsträger 11'
elektronik mit den entsprechenden erstgenannten Tei- abgebildet. Dieser Teilungsträger ist ortsfest gelagert,
lungsträgern starr gekoppelt sein. Er trägt in vier Abtastfeldern Teilungen 23, 24, 25, 26,
Zusätzlich zu den streifenförmigen Marken können die entsprechend den im Zusammenhang mit der Tei-
die Teilungsträger noch an sich bekannte Codespuren 50 lung des Teilungsträgers 11 in F i g. 1 aufgezeigten
aufweisen. Grundzügen gefertigt sind. Dabei sind die Marken in
Der besondere Vorteil der neuen Einrichtung liegt den einzelnen Teilungen so gelegt, daß je nach der Länge
darin, daß sich mit ihr zusätzlich zur Lösung der zu- des Verschiebungsweges der Teilung 10 jeweils nur
gründe liegenden Aufgabe noch auf einfache Weise eine durch eine der Teilungen oder durch eine Kombina-
Unterteilung der feinsten Teilungsintervalle erreichen 55 tion von mehreren Teilungen Licht hindurchfällt, so
läßt. daß sich in den Abtastfeldern bei der Verschiebung für
Die Erfindung ist nachstehend an Hand von in den jeden Intervallbruchteil eine eigene, von den anderen
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen er- unterschiedliche Bildmusterkombination ergibt. Den
läutert. Es zeigt Teilungen 23 bis 26 sind je über eine Optik 12 ein
F i g. 1 ein Schema zur Erläuterung der Wirkungs- 60 fotoelektrischer Empfänger 33 bis 36 nachgeschaltet,
weise der neuen Einrichtung, deren Ausgangssignale der Bildmusterkombination
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrich- entsprechen. Diesen Empfängern ist eine Auswerte-
tung, elektronik 27 nachgeschaltet, welche die codierten Sig-
F i g. 3 Beispiele für die Codierung, nale in eines von zehn Signalen zur Steuerung einer
F i g. 4 einen Ausschnitt aus einer bei der neuen Ein- 65 digitalen Anzeigestufe 28 umwandelt. Bei der gezeigten
richtung verwendbaren Teilung, Einrichtung sind nur vier Teilungen auf dem Teilungs-
F i g. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel der neuen träger 11' vorhanden, die Anzeige soll aber dezimal
Einrichtung. erfolgen. Das setzt voraus, daß die beim Verschieben
5 6
des Teilungsträgers 10 entstehenden Bildmusterkom- teil, daß die neue Einrichtung in der Ablesung gegen binationen einem Code gehorchen. Es eignen sich ein Kippen der Teilungsträger quer zur Bewegungshierfür besonders einschrittige, mit der Anzahl der ge- richtung relativ unempfindlich ist. Will man auf diese wünschten Intervallbruchteile zyklische Codes. Vorteile verzichten, so kann man die Anordnung auch Beispiele für solche Codes sind in F i g. 3 dargestellt, 5 so treffen, daß die fotoelektrischen Empfäger in bezug und zwar zeigen die Ausführungen α und b ent- auf die Bewegungsrichtung der Teilungsträger nebensprechende Dezimalcodes, die Zeilen c und d dagegen einanderliegen.
einen Sexagesimalcode. Alles bisher Gesagte wurde zwar an Hand von Tei-Wie oben angeführt, zeigt F i g. 1 einen Teilungs- lungen erläutert, die eine Linearbewegung gegeneinträger, bei dem das Verhältnis Intervallbreite/ zu io ander ausführen können. Es gilt aber auch für Radial-Markenbreite M gleich 10 ist, also eine Unterteilung teilungen. Eine entsprechende Einrichtung ist schemades einzelnen Teilungsintervalls in zehn gleiche Teile tisch in F i g. 5 gezeigt. Die beiden Teilungsträger 50, erfolgt. Dabei ist die Breite des einzelnen Teilungsinter- 51 sind in einem gewissen Abstand voneinander liegend valls möglichst klein, im übrigen aber beliebig. Die dargestellt, damit man die auf dem Träger 50 befind-Verschiebung des Teilungsträgers 10 um mehr als die 15 liehen Teilungen erkennen kann. Tatsächlich sind die Breite eines Teilungsintrevalls erbringt zyklisch immer beiden Träger so dicht wie möglich übereinanderliegend wieder die gleichen Bildkombinationen. Man ist daher geführt. Der Teilungsträger 50 weist sieben Markengezwungen, weitere Mittel vorzusehen, die die einzelnen spuren 60 bis 66 auf, von denen die drei erstgenannten Intervalle definieren und damit zu einer eindeutigen dem in F i g. 4 Gezeigten entsprechen. Die übrigen Anzeige führen. 30 Spuren sind Bestandteile einer normalen Codierung Eines dieser Mittel wäre ein Zähler, der die durch- bekannter Art, die für die Darstellung grober Meßlaufenden Marken zählt. Wie jedoch bereits weiter oben werte durchaus geeignet ist. Dem drehbar gelagerten ausgeführt ist, sind solche Zähler mit gewissen Nach- Teilungsträger 50 steht der starr montierte Träger 51 teilen behaftet, die eine vollständige Lösung der zu- gegenüber, der mit den in F i g. 2 gezeigten Teilungen gründe liegenden Aufgabe zunichte machen würde. 25 23 bis 26 entsprechenden Teilungen 70 bis 73 bzw. 75 bis Statt dessen ist es aber sinnvoll, den Teilungen der 78 bzw. 80 bis 83 versehen ist. Dabei sind die Teilungen beiden Teilungsträger 10 und 11 bzw. 10 und 11' ent- 70 bis 73 der Teilungsspur 60 des Trägers 50, dieTeilunsprechende, aber um einen Faktor (der beim Dezimal- gen 75 bis 78 der Teilungsspur 61 sowie die Teilungen 80 system sinnvollerweise die Größe 10 hat) gröbere ent- bis3 der Teilungsspur 62zugeordnet. Jederder Teilungen sprechende Teilungen zuzuordnen. Dabei können diese 30 70 bis 73, 75 bis 78 und 80 bis 83 ist über einen Licht-Teilungen auf den gleichen Teilungsträgern angebracht leiter 74 ein das Bildmuster abtastender fotoelektrischer sein, sie können sich aber auch auf zusätzlichen Empfäger 79 nachgeschaltet (der Übersichtlichkeit Teilungsträgern befinden, die zumindest während des halber sind die Lichtleiter und Empfänger für die Meßvorganges mit den Teilungsträgern 10 und 11 Teilungen75,76und78nichtmitdargestellt).DieseEmp- bzw. 10 und 11' bewegungsstarr gekoppelt sind. Wer- 35 fänger sind mit einer Auswerteelektronik 84 verbunden, den zusätzliche Teilungsträger verwendet, so hat man der eine Anzeigestufe 85 zur digitalen Anzeige des die Möglichkeit, den Meßvorgang in eine Grob- Meßwertes nachgeschaltet ist. Die Beleuchtung der messung vor dem Koppeln und eine Feinmessung mit Teilungsspuren 60 bis 62 erfolgt mittels einer Lampe 86, angekoppelten Teilungsträgern 10 und 11 bzw. 10 und der ein Kondensor 87 nachgeschaltet ist. 11' aufzustellen. 40 Die Abtastung der Codespuren 63 bis 66 erfolgt in Sind jeweils zwei in ihrer Feinheit unterschiedliche, bekannter Weise dadurch, daß in dem Träger 51 vier in ihrem Aufbau aber gleiche Teilungen gemäß der Er- radial nebeneinanderliegende, in ihrer Größe den findung miteinander gekoppelt, so erbringt die feinere einzelnen Feldern der Codespuren angepaßte Aus-Teilung die Auskunft, wo sich der Meßpunkt innerhalb sparungen 91 vorhanden sind, die über Sammellinsen eines Teilungsintervalls befindet, die gröbere Teilung 45 88 vom fotoelektrischen Empfänger 89 abgetastet dagegen gibt Auskunft darüber, in welchem Teilungs- werden. Diese Empfänger sind ebenfalls mit der Ausintervall sich dieser Meßpunkt befindet. Werteelektronik 84 verbunden. Zur Beleuchtung der In Abweichung vom bisher Gesagten kann man in Codespuren 63 bis 66 dient eine Sofittenlampe 90, die der gröberen, dem Teilungsträger 10 zugeordneten mit ihrer Wendel radial zur Drehachse des Teilungs-Teilung die Marken nur so breit machen wie die Marken 50 trägers 50 angeordnet ist.
der feineren Teilung. Die Herstellung solcher Teilungen Modifikationen des Beschriebenen sind möglich. So kann in einem gemeinsamen Arbeitsgang erfolgen. kann beispielsweise statt der in F i g. 2 gezeigten Ein Beispiel für eine solche Strichanordnung ist in Linsenoptik eine Spiegeloptik verwendet werden, was F i g. 4 gezeigt. Auf einen Träger 10' sind Marken zwar eine andere Anordnung der Teilungsträger notaufgebracht, die eine Sexagesimalanzeige des Meßer- 55 wendig macht, im übrigen aber die bekannten optischen gebnisses gestatten. Die Marken 40 entsprechen dabei Vorteile (wie beispielsweise Einfachheit, Farbfreiheit den Marken auf dem Träger 10 in F i g. 1. Die Marken sowie bei 1:1-Abbildung hohe Apertur ohne sphärierfüllen eine Doppelfunktion derart, daß sie mit sehe Fehler in der Bildmitte) mit sich bringt. Auch kann ihrem unteren Teil den Marken 40 entsprechen, mit man natürlich statt der in F i g. 2 gezeigten vier fotoihrem oberen Teil aber die Marken für die gröbere 60 elektrischen Empfänger nur einen solchen Empfänger Teilung bilden. Die Marken 42 hingegen erfüllen verwenden, der die Bildmuster beispielsweise unter Zudiesbezüglich eine Dreifachfunktion. hilfenahme bekannter optischer Mittel nacheinander Durch die in F i g. 2 gezeigte Anordnung der foto- zyklisch abtastet. Allerdings bedingt eine solche Anelektrischen Empfänger ergibt sich der Vorteil, daß Ordnung einen höheren Aufwand in der Auswertedie einzelnen Markenspuren relativ schmal gehalten 65 elektronik. Auch ist es möglich, statt des Teilungswerden können, so daß die Herstellung von Teilungen trägers 11 mit seiner ungleichmäßigen Teilung mehentsprechend dem in F i g. 4 Gezeigten begünstigt rere Teilungsträger nebeneinander zu benutzen, die wird. Darüber hinaus aber ergibt sich als weiterer Vor- alle die gleiche Teilung aufweisen, aber gegeneinander
um definierte Strecken versetzt sind. Abgesehen davon, daß die Justierung einer solchen Anordnung erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt, wird auch die räumliche Ausdehnung einer solchen Anordnung derartig groß, daß ihre Anwendung für viele Fälle problematisch wird.
Ferner ist es natürlich möglich, zur Beleuchtung der einzelnen Markenspuren der Teilungsträger getrennte Lichtquellen zu verwenden. Man kann dann nur einen fotoelektrischen Empfänger vorsehen, der vom Licht der nacheinander gezündeten einzelnen Lichtquellen (z. B. GaAs-Dioden) beaufschlagt wird.

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zum Messen von Längen oder Winkeln mittels lichtelektrischer Abtastung, die zwei relativ zueinander verschiebbare, beleuchtete Teilungsträger aufweist, von denen während der Messung der eine mit dem zu messenden Objekt, *» der andere mit einem Bezugspunkt verbunden ist, die ferner fotoelektrische Empfänger zum Abtasten der Teilungsträger sowie diesen Empfängern nachgeschaltete elektronische Baugruppen aufweist, deren Ausgangssignale zu einer digitalen Anzeige »5 und/oder zu Steuerungszwecken verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Teilungsträgern (10, 11 bzw. 10, 11' bzw. 50, 51) der eine eine mit den Längsachsen ihrer transparenten oder reflektierenden streifenförmigen Marken gegen die Bewegungsrichtung in einem vorzugsweise rechten Winkel stehende lineare Teilung aufweist, deren Verhältnis Teilungsintervall zu Markenbreite der gewünschten Anzahl von Intervallbruchteilen je Teilungsintervall (z. B. dezimal, sexagesimal) entspricht, und der andere Teilungsträger im Abbildungsbereich ein oder mehrere Abtastfelder mit einer Vielzahl streifenförmiger, zu den Marken des ersten Teilungsträgers parallelliegender, lichtdurchlässiger und lichtundurch- lässiger Flächenanteile in vorbestimmter Anordnung aufweist, daß die Anordnungen dieser Flächenanteile in den einzelnen Abtastfeldern unterschiedlich sind und daß die beim Gegeneinanderverschieben der beiden Teilungsträger nacheinander anfallenden, untereinander unterschiedlichen, aus einem oder mehreren Bildmustern bestehenden Bildmusterkombinationen in ihrer Anzahl der gewünschten Anzahl von Intervallbruchteilen je Teilungsintervall entsprechen und daß jedem Abtastfeld (23 bis 26 bzw. 70 bis 73,75 bis 78,80 bis
83) ein fotoelektrischer Empfänger (15 bzw. 33 bis 36 bzw. 79) zugeordnet ist und diese Empf äger mit einer Decodierungsschaltung (27 bzw. 84) verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur aufeinanderfolgenden Abtastung mehrerer Abtastfelder ein fotoelektrischer Empfänger vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Teilungsträger durch mehrere in Bewegungsrichtung hintereinander oder nebeneinander angeordnete Teilungsträger ersetzt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Empfänger (33 bis 36 bzw. 79) in Bewegungsrichtung der Teilungsträger hintereinanderliegend angeordnet sind.
5. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Teilungsträgern eine Abbildungsoptik vorhanden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Teilungsträgern vorgesehene Optik eine Spiegeloptik ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Flächenteile in den Abtastfeldern so gewählt ist, daß die bei der Bewegung der beiden Teilungsträger gegeneinander entstehenden Bildmusterkombinationen einen einschrittigen, mit der Anzahl der gewünschten Intervallbruchteile zyklischen Code repräsentieren.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine oder mehrere in ihrer Teilungsfeinheit jeweils um einen Faktor (z. B. den Faktor 10) gröbere, im übrigen aber gleichartige Teilungen einschließlich entsprechender fotoelektrischer Empfänger zu deren Abtastung sowie einer die Signale dieser Empfänger verarbeitenden Auswerteelektronik mit den entsprechenden erstgenannten Teilungsträgern starr gekoppelt sind.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsträger (50) zusätzlich zu den streifenförmigen Marken an sich bekannte Codespuren (62 bis 66) aufweisen.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den f otoelektrischen Empfängern (79) Lichtleiter (74) vorgeschaltet sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 909 535/70
DEP1773210.4A 1968-01-29 1968-04-13 Einrichtung zum Messen von Laengen oder Winkeln mittels lichtelektrischer Abtastung Pending DE1301916B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT88268A AT288050B (de) 1968-01-29 1968-01-29 Einrichtung zum Messen von Längen oder Winkeln

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1301916B true DE1301916B (de) 1969-08-28

Family

ID=3501995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP1773210.4A Pending DE1301916B (de) 1968-01-29 1968-04-13 Einrichtung zum Messen von Laengen oder Winkeln mittels lichtelektrischer Abtastung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3591841A (de)
AT (1) AT288050B (de)
CH (1) CH494395A (de)
DE (1) DE1301916B (de)
FR (1) FR2000878A1 (de)
GB (1) GB1210483A (de)
NL (1) NL6900817A (de)
SE (1) SE338871B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2619494A1 (de) * 1975-05-07 1976-11-18 Sagem Optische vorrichtung zur bestimmung der stellung eines beweglichen organs
FR2529665A1 (fr) * 1982-07-05 1984-01-06 Sfena Capteur rotatif de position angulaire a sorties numeriques
EP0470420A1 (de) * 1990-08-09 1992-02-12 hohner ELEKTROTECHNIK KG Optoelektronische Abtasteinrichtung

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3723748A (en) * 1971-06-23 1973-03-27 Ibm Digital tachometer with symmetrical output
US3748043A (en) * 1972-03-20 1973-07-24 Bendix Corp Photoelectric interpolating arrangement for reading displacements of divided scales
US3982106A (en) * 1973-05-14 1976-09-21 Contraves Ag System for measuring the longitudinal or angular displacement of a movable component
US3967135A (en) * 1974-04-11 1976-06-29 Eaton Corporation Acceleration change sensor
DE2540412C3 (de) * 1975-09-11 1987-01-22 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Inkrementales Meßsystem
GB2023281B (en) * 1978-06-17 1983-08-17 Marconi Co Ltd Position encoders
US4216868A (en) * 1978-08-04 1980-08-12 Eaton Corporation Optical digital sensor for crane operating aid
US4247214A (en) * 1978-11-08 1981-01-27 Ncr Corporation Character position control for a matrix printer
US4302109A (en) * 1979-06-19 1981-11-24 The Marconi Company Limited Position encoders
US4437181A (en) 1979-08-27 1984-03-13 Victor Company Of Japan, Ltd. Automatic record playing apparatus having a tone arm position detecting device
JPS56153212A (en) * 1980-04-30 1981-11-27 Toshiba Corp Encoder
US4427883A (en) * 1981-05-27 1984-01-24 The Stanley Works Optical sensing system for extensible tape rules
US4502336A (en) * 1982-09-14 1985-03-05 United Technologies Corporation Pressure measuring device
GB2130034A (en) * 1982-11-12 1984-05-23 Plessey Co Plc Position detecting apparatus
EP0203897A1 (de) * 1985-04-26 1986-12-03 SiTek Lab AB Vorrichtung zur Lagebestimmung
JPH08210824A (ja) * 1995-02-07 1996-08-20 Canon Inc 回転検出装置及び回転制御装置
DE19962278A1 (de) * 1999-12-23 2001-08-02 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßeinrichtung
DK1818664T3 (da) * 2006-02-13 2013-08-05 Hoffmann La Roche Apparat til erkendelse af en trykændring i et mikrodoseringsapparats væskebane
EP2120018A1 (de) 2008-05-14 2009-11-18 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Messsystem zur Messung der Rotationsverlagerung
CN106348094B (zh) * 2016-09-21 2022-11-01 深圳怡化电脑股份有限公司 一种带缠绕机构
US11428589B2 (en) 2017-10-16 2022-08-30 Saf-Holland, Inc. Displacement sensor utilizing ronchi grating interference
US11982550B2 (en) * 2020-11-06 2024-05-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Encoder

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2416968A (en) * 1947-03-04 Stroboscope device for determining
US2886717A (en) * 1953-03-14 1959-05-12 Ferranti Ltd Measuring apparatus
US2832259A (en) * 1955-02-14 1958-04-29 Nat Res Dev Optical measuring systems
US3014134A (en) * 1957-10-30 1961-12-19 North American Aviation Inc Control for intensity of illumination
DE1282988B (de) * 1965-05-28 1968-11-14 Zeiss Carl Fa Einrichtung zum Messen von Lageaenderungen zweier zueinander beweglicher Teile unterVerwendung einer inkohaerenten Strahlung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2619494A1 (de) * 1975-05-07 1976-11-18 Sagem Optische vorrichtung zur bestimmung der stellung eines beweglichen organs
FR2529665A1 (fr) * 1982-07-05 1984-01-06 Sfena Capteur rotatif de position angulaire a sorties numeriques
WO1984000261A1 (fr) * 1982-07-05 1984-01-19 Sfena Capteur rotatif de position angulaire a sorties numeriques
EP0099797A1 (de) * 1982-07-05 1984-02-01 Societe Francaise D'equipements Pour La Navigation Aerienne (S.F.E.N.A.) Drehbarer Winkelstellungsgeber mit numerischen Ausgängen
EP0470420A1 (de) * 1990-08-09 1992-02-12 hohner ELEKTROTECHNIK KG Optoelektronische Abtasteinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
AT288050B (de) 1971-02-25
GB1210483A (en) 1970-10-28
NL6900817A (de) 1969-07-31
FR2000878A1 (de) 1969-09-19
US3591841A (en) 1971-07-06
CH494395A (de) 1970-07-31
SE338871B (de) 1971-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1301916B (de) Einrichtung zum Messen von Laengen oder Winkeln mittels lichtelektrischer Abtastung
DE69521270T2 (de) Optischer Kodierer
DE3689448T2 (de) Optischer Codierer.
DE2619494C2 (de) Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines beweglichen Organs
EP0268558B1 (de) Längen- oder Winkelmesseinrichtung
DE3417176C2 (de) Photoelektrische Meßeinrichtung
EP0137099B1 (de) Messeinrichtung
DE3541199C1 (de) Lichtelektrische Positionsmesseinrichtung
DE2238413B2 (de) Vorrichtung zum Messen der Verschiebung zweier gegeneinander beweglicher Teile
DE3035012A1 (de) Stellungsgeber
DE4226683A1 (de) Optischer bewegungsaufnehmer
DE10028136B4 (de) Positionsmeßsystem
DE3221982A1 (de) Optisches inkrementalcodiersystem mit adressierbarem index
DE3305921A1 (de) Optische vorrichtung zur erzeugung einer sinusfoermigen wellenform mit einem niedrigen anteil an harmonischen
DE3914739C2 (de)
DE2511350A1 (de) Vorrichtung zum messen der verschiebung eines ersten elementes bezueglich eines zweiten
DE2313858A1 (de) Photoelektrischer interpolator fuer anzeigeabweichungen auf kalibrierten skalen
EP0303008A2 (de) Inkrementale Längen- oder Winkelmesseinrichtung
DE2512863C2 (de)
DD159211A1 (de) Anordnung zur lagebestimmung eines index gegenueber einer teilung
DE1274363B (de) Einrichtung zum absolut-digitalen Messen
DE1220152B (de) Vorrichtung zum verkantungsfehlerfreien Messen von Laengen
DE1137569B (de) Kodiereinrichtung fuer einen Analog-Digital-Umsetzer
EP0385386A2 (de) Verfahren zur Messung eines Drehwinkels und Drehwinkelmesser
DE10043828B4 (de) Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977