DE1301916B - Einrichtung zum Messen von Laengen oder Winkeln mittels lichtelektrischer Abtastung - Google Patents
Einrichtung zum Messen von Laengen oder Winkeln mittels lichtelektrischer AbtastungInfo
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Description
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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-
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-
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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
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
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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)
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
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Cited By (3)
| 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)
| 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)
| 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 |
-
1968
- 1968-01-29 AT AT88268A patent/AT288050B/de not_active IP Right Cessation
- 1968-04-13 DE DEP1773210.4A patent/DE1301916B/de active Pending
- 1968-12-27 SE SE17903/68A patent/SE338871B/xx unknown
-
1969
- 1969-01-15 CH CH51969A patent/CH494395A/de not_active IP Right Cessation
- 1969-01-17 NL NL6900817A patent/NL6900817A/xx unknown
- 1969-01-20 GB GB3218/69A patent/GB1210483A/en not_active Expired
- 1969-01-21 FR FR6901048A patent/FR2000878A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-01-24 US US793711*A patent/US3591841A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| None * |
Cited By (5)
| 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 |
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| SE338871B (de) | 1971-09-20 |
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