DE1498173B2 - Digital-Positionsmeßeinrichtung - Google Patents

Description

sitionsmeßeinrichtung MP nach der Erfindung in einer Einrichtung mit einem nur auf einer Verstellungsachse verstellbaren beweglichen Teil. Es ist jedoch klar, daß sich diese Ausführungsform ohne weiteres so erweitern läßt, daß sie in einer Einrichtung mit einem auf zwei oder mehr Achsen oder um zwei oder mehr Achsen verstellbaren beweglichen Teil arbeiten kann, da es genügt, die Einrichtung für jede dieser (zusätzlichen) Achsen mit einer weiteren gesonderten Digital-Positionsmeßeinrichtung der nachstehend näher beschriebenen Bauart zu ergänzen.

Die Digital-Positionsmeßeinrichtung MP besitzt einen Positionsübertrager Γ mit einem feststehenden Glied, beispielsweise dem Gestell der Einrichtung, für die der Übertrager verwendet wird, verbundenen feststehenden Teil 1, und einem beispielsweise auf einer Achse X verschiebbaren und an dem beweglichen Glied derselben Einrichtung befestigten beweglichen Teil 2. Der Positionsübertrager Γ kann von der in der USA.-Patentschrift 2 799 835 beschriebenen Bauart sein, die zwei mehrpolige, im Raum phasenverschobene und mit dem feststehenden Teil 1 verbundene Primärwicklungen 3 und 4 sowie eine an dem beweglichen Teil 2 befestigte mehrpolige Sekundärwicklung S besitzt. Bekanntlich läßt sich bei einem solchen Positionsübertrager die Position des beweglichen Teiles in bezug auf den feststehenden Teil durch Relatiwerstellung der Sekundärwicklung in bezug auf die beiden Primärwicklungen darstellen, wobei diese Verstellung als ein in elektrischen Graden gemessener Winkel dargestellt wird. Die Polteilung der drei Wicklungen 3,4 und S, die 360 elektrischen Graden entspricht, beträgt beispielsweise 2 mm.

Der Positionsmeßtransformator T ist so eingerichtet, daß er fortlaufend die in Analogform an seine Eingangsanschlüsse 7 und 8 angelegten Signale mit einer an den unabhängigen Eingang 6 angelegten und die Ist-Position des beweglichen Teiles 2 und folglich die Stellung der Sekundärwicklung 5 darstellenden Analoggröße vergleicht. Diese Analoggröße wird von dem beweglichen Glied B der Einrichtung, beispielsweise durch einen mit einer Bezugsanzeige versehenen und entlang Führungsbahnen in einer bestimmten Richtung X beweglichen bzw. verstellbaren Schlitten geliefert. Sofern das bewegliche Element B mit dem beweglichen Teil 2 des Positionsmeßtransformators T starr verbunden ist, stellt die an den unabhängigen Eingang 6 angelegte Analoggröße die Ist-Position des beweglichen Elements B auf der Verstellungsachse X dar. Mehr allgemein kann das bewegliche Element B an den beweglichen Teil 2 über mechanische Übertragungsmittel angeschlossen sein, wobei in diesem Falle die an den Eingang 6 angelegte Analoggröße durch die Ist-Position des beweglichen Teiles 2 dargestellt wird. ■ .·.·:■·■/■

Der Positionsmeßtransformator Γ wird über die Eingangsanschlüsse 7 und 8 von einem Digital-Analog-Umsetzer 9 gespeist, der seinerseits von dem internen Zähler 10 gespeist wird. Der Umsetzer 9 ist so eingerichtet, daß er die über einen Übertragungskanal 11 an seine Eingangsanschlüsse, beispielsweise in Binärdarstellung und in Parallelform, angelegte Digitalinformation in eine Analoginformation umsetzt, die durch die Sinus- und Kosinusfunktionen des durch die Digitalinformation dargestellten elektrischen Winkels dargestellt wird. Dabei ist die maximale Zahl, die sich durch den internen Zähler 10 darstellen läßt, gleich 360 elektrischen Graden und außerdem gleich der Polteilung der Wicklungen 3, 4 und 5 des Positionsmeßtransformators T.

Im einzelnen liefert der Digital-Analog-Umsetzer 9 bei seiner Speisung durch einen Sinus-Oszillator 12 mit einer Frequenz von beispielsweise 1OkHz an seinem die feststehende Primärwicklung 3 speisenden Ausgang 7 ein Sinussignal mit einer Frequenz von 10 kHz und einer dem Sinus dieses Winkels propor-

to tionalen Höchstamplitude und an seinem die feststehende Wicklung 4 speisenden Ausgang 8 ein Sinussignal mit einer Frequenz von ebenfalls 1OkHz und einer dem Kosinus dieses Winkels proportionalen Höchstamplitude. :...,·. . :,

Der Digital-Analog-Umsetzer 9 kann von beliebiger bekannter Bauart sein, vorausgesetzt, daß seine Bauteile so gewählt sind, daß die für den Umsetzer 9 erforderliche Schaltzeit zum Einstellen der Analogdarstellung des an seinen Eingangsanschluß 11 angelegten Digitalwertes an seinem Ausgang in bezug auf die Oszillatorperiode kurz genug ist, beispielsweise ¹Z₁₀. Aus diesem Grunde müssen die zu dem Umsetzer gehörenden und von dem Eingang 11 gesteuerten Schalter elektronischer Bauart — beispielsweise mittels Transistoren hergestellt — sein. Die Gründe für diese Wahl und die Begrenzung, von der die Wahl der Frequenz für den Oszillator 12 abhängig ist, werden nachstehend noch näher erläutert.

Demzufolge erhält man an dem Ausgangsanschluß 13 des Positionsmeßtransformators T ein Signal mit einer Frequenz von ebenfalls 10 kHz und einer Höchstamplitude, die proportional dem Unterschied zwischen der Ist-Position des beweglichen Teiles auf der Achse X und der durch die zu diesem Zeitpunkt im internen Zähler 10 enthaltenen Digitalinformation dargestellten Position ist, bei einer Phasenverschiebung in bezug auf das Oszillatorsignal von etweder 90 oder 270° je nachdem, ob das Vorzeichen des Unterschiedes positiv oder negativ ist (F i g. 3 a, 3 b).

Auf Grund der vorerwähnten Voraussetzungen ist klar, daß die Ist-Position zu jeder Polteilung in bezug gebracht wird und daß die Zahl eine Position innerhalb des Ausmaßes einer Polteilung darstellt. Das über den Ausgangsanschluß 13 des Positionsmeßtransformators T geführte Analog-Fehlersignal wird über einen Verstärker 14 dem Eingangsanschluß 15 einer Steuereinheit 16 zugeführt, die so eingerichtet ist, daß sie den Zählvorgang des internen Zählers 10 steuert, damit die im Zähler enthaltene Digitalinformation so geändert wird, daß das Analog-Fehlersignal im wesentlichen bis auf Null verringert wird. Es ist klar, daß das Fehlersignal bis auf Null verringert wird, wenn diese Digitalinformation der Ist-Position des beweglichen Teiles 2 entspricht.

Im nachstehenden sind an Hand von F i g. 2 eine besondere Ausfühmngsform der Steuereinheit 16 sowie ihre Arbeitsweise beschrieben. .

Die Steuereinheit 16 erhält an ihrem Eingangsanschluß 15 das Analog-Fehlersignal und führt an ihm drei Arten von Steuerfunktionen durch: sie ermittelt, ob ein Fehler vorliegt oder nicht; sie bestimmt das Vorzeichen des Fehlers und stellt die Größe des Fehlers fest, indem sie bei der hier beschriebenen besonderen Ausführungsform ermittelt, ob er eine Verstellung zum Ausdruck bringt, die Hundertsteln oder Zehnteln der Polteilung des Positionsmeßtransformators T entspricht.

Das an dem Eingangsanschluß 15 vorhandene

Analog-Fehlersignal wird über einen Verstärker 17 an den Eingangsanschluß 20 eines an sich bekannten Schwellenwertstromkreises 23 angelegt, der das Fehlerempfindlichkeitsniveau 45 (F i g. 3 a) für die Digital-Positionsmeßeinrichtung MP bestimmt, so daß der Schwellenwertstromkreis entweder den Ausgangsanschluß 23 S oder den Ausgangsanschluß 23 Λ' erregen kann, je nachdem, ob die Höchstamplitude der das an den Eingang angelegte Fehlersignal darstellenden Sinusspannung höher oder niedriger ist, als das Spannungsniveau des Schwellenwertstromkreises 23. Die Ausgangssignale 23 S und 23 N werden über die Torschaltung 28 bzw. 29, die beide durch das Schalttaktsignal KM, dessen Aufgabe nachstehend noch näher erläutert werden wird, gesteuert werden, so angelegt, daß sie das bistabile Element 32 erregen bzw. entregen, das die Aufgabe hat, während jeder Periode des Oszillators festzuhalten, ob der Fehler vorlag oder nicht. Das Vorliegen eines höheren Fehlersignals als der Schwellenwert 45 wird durch das Erregen des Ausgangs 35 des bistabilen Elements 32 feststellbar.

Der Ausgang des Verstärkers 17 speist außerdem den Eingang 19 eines an sich bekannten Trennkreises 22, der so eingerichtet ist, daß er an seinen Ausgangsanschlüssen 225 und 22 N die positiven Halbwellen bzw. die negativen Halbwellen der das Fehlersignal darstellenden Sinusspannung liefert. Die Signale der Ausgänge 225 und 22 N werden über die Torschaltung 26 bzw. 27, die beide von dem Schalttaktsignal KM gesteuert werden, einem bistabilen Element 31 so zugeführt, daß sie dieses erregen bzw. entregen, welches Element die Aufgabe hat, während jeder Periode des Oszillators 12 festzuhalten, ob die Fehlerspannung positiv oder negativ war. Das Vorliegen eines positiven oder negativen Fehlersignals wird durch das Aktivieren des Ausgangs 33 bzw. des Ausgangs 34 des bistabilen Elements 31 feststellbar. Die Ausgänge 33 bzw. 34 steuern die »UND«-Schaltungen 36 bzw. 37, während der Ausgang 35 des bistabilen Elements 32 sowohl die »UND«-Schaltung 36 als auch die »UND«-Schaltung 37 steuert. Demzufolge wird, wenn der Schwellenwertstromkreis 23 das Vorliegen eines Fehlers feststellbar macht und folglich der Ausgang 35 des bistabilen Elements 32 entsprechend erregt ist, entweder der Ausgangsanschluß A der »UND«-Schaltung 36 oder der Ausgangsanschluß/ der »UND«-Schaltung 37 erregt, je nachdem, ob der Ausgangsanschluß 33 oder der Ausgangsanschluß 34 des bistabilen Elements erregt worden ist, d.h., ob das Fehlersignal ein positives oder ein negatives Vorzeichen aufweist. Ferner ergibt sich aus dem Vorstehenden eindeutig, daß, sofern durch den Schwellenwertstromkreis 23 kein Fehler angezeigt wird, so daß der Ausgang 35 des bistabilen Elements 32 ordnungsgemäß entregt ist, keine der Torschaltungen 36 und 37 erregt wird.

■Schließlich wird das Analog-Fehlersignal unmittelbar von dem Eingangsanschluß 15 der Steuereinheit auf den Eingangsanschluß 18 eines an sich bekannten Schwellenwertstromkreises 21 übertragen, der so eingerichtet ist, daß entweder sein Ausgang 215 oder sein Ausgang 21N erregt wird, je nachdem, ob die Größe des Fehlersignals höher oder niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert 52 (F i g. 3 b). Im einzelnen kann dieser Schwellenwert so gewählt werden, daß er gleich der Höchstamplitude des Sinus-Fehlersignals ist, die einem Zwanzigstel der Polteilung des Positionsmeßtransformators T, d. h. gemäß dem gewählten Beispiel 0,1 mm, entspricht. Demzufolge dient der Schwellenwertstromkreis 21 zum Unterscheiden der Fehler, die Zehnteln der Polteilung entsprechen von denen, die Hundertsteln der Polteilung entsprechen, indem entweder sein Ausgangsanschluß 21 5 oder sein Ausgangsanschluß 21N erregt wird. Die Signale dieser Ausgänge"215, 21N werden über die Torschaltungen 24 bzw. 25, die durch das

ίο Schalttaktsignal KM gesteuert werden, so einem bistabilen Element 30 zugeführt, daß sie dieses erregen bzw. entregen. Das bistabile Element dient dazu, während jeder Periode des Oszillators 12 festzuhalten, ob die Amplitude des Fehlers Zehnteln oder Hundertsteln der Polteilung entsprach, wobei in dem einen Fall der Ausgang D und im anderen Fall der Ausgang C erregt wird.

Das Schalttaktsignal KM setzt sich aus einer Folge ■von aus der Sinus-Wellenform des Oszillators 12 erhaltenen Impulsen zusammen. Der Oszillator 12 speist neben dem Digital-Analog-Umsetzer 9 einen Rechteckwellengenerator 38 (Fig. 1), der mit einem Impulse erzeugenden Kreis 39 mit zwei Ausgängen KM ,,und KC verbunden ist. Der Impulsgeneratorkreis 39 ist so eingerichtet, daß er an dem Ausgang KM eine Folge von Impulsen (F i g. 3 a und 3 b) erzeugt, die jeweils an den Stellen auftreten, an denen die durch den Rechteckwellengenerator 38 zugeführte Rechteckwelle die Nullinie in absteigender Richtung kreuzt. Derselbe Kreis 39 kann ferner an seinem Ausgang KC eine Folge von Impulsen (Fig. 3 a und 3 b) erzeugen, die jeweils an den Stellen auftreten, an denen dieselbe vom Ausgang des Rechteckwellengenerators gelieferte Wellenform die Nullinie in ansteigender Richtung kreuzt.

Wie bereits erörtert, steuern die Impulse KM die Torschaltung 24, 25, 26, 27, 28 und 29. Im einzelnen wird für jede Periode der von dem Oszillator 12 erzeugten Wellenform ein Auswertimpuls KM erzeugt, der den Zeitpunkt festsetzt, zu dem die bistabilen Elemente "30, 31 und "32 ihren Zustand wechseln können, wobei dieser Wechsel so erfolgt, daß die bistabilen Elemente je nachdem, ob in jedem Torschaltungspaar— 24 und 25, 26 und 27, 28 und-29 — das erste oder das zweite Gatter geöffnet ist, entweder erregt oder entregt werden. ._: ,'.

F i g. 3 a und 3 b zeigen die verschiedenen, jeweils an den Ausgängen des Oszillators 12, des Positionsmesstransformators T, des Rechteckwellengenerators 38, des Impulsgenerators 39, des Trennkreises 22 und der Steuereinheit 16 auftretenden Wellenformen mit ihrem jeweiligen Zeitzusamtmenhang. Im einzelnen beziehen sich die F i g. 3 a und 3 b auf ein Fehlersignal 13, das ursprünglich in bezug auf das Signal aus dem Oszillator 12 um 90° phasenverschoben ist (d.h. gemäß der bestehenden Voraussetzung beziehen sich die Fig.3a und 3 b auf ein. Fehlersignal, das anfänglich positiv ist). Demzufolge sind die Auswertimpulse KM anfänglich phasengleich mit den positiven Wellenhälften des Fehlersignals,· die den Ausgang 225 des Trennkreises 22 erregen, so daß das bistabile Element 31 über die Torschaltung 26 erregt wird. : ■■;■ _. .: ■ :: .:··.■■" ·

In einem dem in F i g. 3 a und 3 b dargestellten Fall entgegengesetzten Fall, d.h. bei negativem Vorzeichen des Fehlersignals 13, treten die Auswertimpulse KM mit den den Ausgang 22 N des Trennkreises 22 erregenden negativen Wellenhälften des Feh-

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lersignals phasengleich auf, so daß das bistabile EIe- Ausgängepaar zu erregen, so daß es den Zählvorgang

• ment 31 über die Torschaltung 27 entregt wird. des Zählers in dem Sinne und in der Dekade steuert,

Die in vorstehend beschriebener Weise wahlweise die zum progressiven Verringern des Fehlerwertes erregten Ausgänge Λ und / der Steuereinheit 16 sind bis auf Null geeignet sind. Diese internen Operatiovorgesehen, um das Vorwärts- bzw. Rückwärtszählen 5 nen gehen in vorstehend beschriebener Weise mit des internen Zählers 10 zu ermöglichen. Der Zähler dem Bestreben weiter, die Einrichtung in einen 10 ist ein an sich bekannter umsteuerbarer Zähler Gleichgewichtszustand zu bringen. Besonders beim mit mehreren, je aus einem Binärzähler bestehenden Anhalten des Teiles 2 wird der Gleichgewichtszu-Dekaden, beispielsweise mit zwei Dekaden 10 C und stand für ein Fehlersignal erreicht, dessen Niveau 10 D, deren Zählung entsprechend der Ausführungs- io entsprechend der Ansprechempfindlichkeit der Einform nach F i g. 1 jeweils den Hundertsteln bzw. den richtung niedriger ist als das Schwellenwertniveau Zehnteln entspricht. Diese Dekaden sind gegenseitig 45, so daß weder der Ausgang A noch der Ausgang / miteinander so verbunden, daß die Dekade IOD die erregt wird und somit der Zähler 10, der nicht mehr Zählzyklen der Dekade 10 C zählt, d. h., daß die De- für Zählvorgänge eingestellt ist, für die gesamte Zeit, kadelOD mit einem Zählimpuls aus der vorgehenden 15 da das bewegliche Teil stillsteht, im so erreichten ZuDekade IOC gespeist wird, nachdem diese zehn Im- stand verbleibt. In diesem Falle entspricht die vom pulse erhalten hat, die bewirkt haben, daß sie einen Zähler gelieferte Digitalinformation der effektiven vollständigen Zählzyklus ausführt. Ist-Position des beweglichen Teiles 2 in bezug auf

Die vorstehend erläuterten, gemäß den einlangen- den Teil 1 innerhalb einer Polteilung, allerdings mit den Signalen erregten Ausgänge D und C der Steuer- 20 einem dem Schwellenwertniveau 45 der Ansprecheinheit 16 bilden zwei Kanäle, die das öffnen der empfindlichkeit entsprechenden Fehler. Im umge-Torschaltung 40 bzw. 41 steuern, die die Dekade kehrten Falle, in welchem sich der bewegliche Teil 2 10 D bzw. 10 C des internen Zählers steuern. in Bewegung befindet, müssen die internen Reaktio-

Die an dem Ausgang KC des Impulsgenerators 39 nen der Einrichtung, wie vorstehend erläutert, es erauftretenden Zählimpulse werden sowohl der Tor- as möglichen, daß der Zähler 10 eine Digitalinformation schaltung 40 als auch der Torschaltung 41 zugeführt enthält, die ständig mit der effektiven Position des und über diese Torschaltungen sowie über die Lei- beweglichen Teiles Schritt hält, was nur dann errungen 43 bzw. 44 weitergeleitet, um nach Bedarf reicht wird, wenn die Schaltzeit der die Anlage bilden Zählvorgang entweder des Bereiches 10 D oder denden Elemente in bezug" auf die Periode des Oszildes Bereichs IOC zu steuern, je nachdem, ob die 30 Iators 12 vernachlässigbar ist.

Steuereinheit 16 über den Kanal D oder den Kanal C Nach dem Vorstehenden leuchtet ein, daß die die Torschaltung 40 oder die Torschaltung 41 erregt Steuereinheit 16 das Fehlersignal nach seiner Polarihat. Demzufolge liefert der Impulsgenerator 39 für tat unterscheidet. Ferner wählt sie den zur Steuerung jede Periode der von dem Oszillator 12 erzeugten des Zählvorganges in zwei unterschiedlichen Deka-Wellenform einen Impuls KC, der den Zählvorgang 35 den des Zählers 10 geeigneten Kanal D oder C je einer der Dekaden des internen Zählers 10 entspre- nachdem, ob die Größe des Fehlersignals höher oder chend den Ergebnissen der vom Fehlersignal in der niedriger als der Schwellenwert 52 ist. Im vorliegen-Steuereinheit 16 zu einem durch den zu derselben den Falle ist der Schwellenwert gleich der Größe des Periode gehörenden Schalttaktimpuls ATM bestimm- ein Zwanzigstel der Polteilung, d.h. 0,1 mm, darstelten Zeitpunkt ausgeführten Steuervorgänge steuert. 40 !enden Fehlers. Im allgemeinen kann der interne Damit ein dem internen Zähler zugeführter Im- Zähler eine Anzahl η von Dekaden (oder von andepuls KC das Zählen des Zählers bewirkt, ist es we- ren Stellen im Falle einer anderen Einrichtung als die sentlich, daß eine der Torschaltungen der Steuerein- hier verwendete Binär-Dezimaleinrichtung) enthalheit 16 offen ist, um den Zähler zum Vorwärts- oder ten, die gegenseitig miteinander so verbunden sind, Rückwärtszählen einzustellen. 45 daß jede Dekade die von der vorgehenden Dekade

Jeder effektive Impuls KC erzeugt eine Verände- ausgeführten Zählzyklen zählt. Jede Dekade kann rung des Digitalinhalts des Zählers 10 und folglich nach Bedarf entweder durch die vorgehende Dekade eine Veränderung der Analogsignale an den Ausgän- oder durch einen entsprechenden anderen, entspregen 7 und 8 des Digital-Analog-Umsetzers 9. Diese chend dem Fehlersignal durch die Steuereinheit ausSignale stellen und die Sinusfunktion bzw. die Ko- 5° gewählten Kanal gesteuert werden. In diesem Falle sinusfunktion der in dem Zähler vorhandenen neuen enthält die Steuereinheit η — 1 Kreise, wie den Kreis 21, Digitalzahl dar. Auf diese Weise tritt auch an dem mit je einem anderen Schwellenwert, der jeweils Ausgang 13 des Positionsmeßtransformators ein einen anderen Amplitudenbereich des Fehlersignals neues Analog-Fehlersignal auf. Das neue Signal ist darstellt. Diese n—l Kreise müssen miteinander so vernoch eine Sinusspannung mit einer Frequenz von 55 bunden sein, daß die Steuereinheit η unterschiedliche, 10 kHz mit einer, dem Unterschied zwischen der Ist- denn unterschiedlichen Größenbereichen des Fehler-Position des beweglichen Teiles 2 auf Verstellungs- signals entsprechende Kanäle unterscheiden kann, achse X und der durch die in dem Zähler 10 vornan- Wenn der Zähler beispielsweise drei Dekaden umdene neue Digitalzahl dargestellten Position propor- faßt, um die Zehntel-, die Hundertstel- und die Tautionalen, Höchstamplitude und einer Phasenverschie- 60 sendstelmillimeter zu zählen, so muß die Steuereinbung von 90 oder 270° in bezug auf das Signal des heit mit zwei Kreisen versehen sein, die mit dem Oszillators entsprechend der Polarität dieses Unter- Kreis 21 übereinstimmen und die ein Schwellenwertschiedes. niveau besitzen, das gleich der Amplitude des Feh-

Dieses neue Fehlersignal wird über den Verstärker lers ist, der V200 bzw. Va» der Polteilung des Posi-

14 an den Eingang der Steuereinheit 16 angelegt, die 65 tionsmeßtransformators, auf den Bezug genommen

das Signal analysiert, um seine Amplitude und seine wird, dargestellt. Sie muß so eingerichtet sein, daß

Polarität festzusetzen und um von den Ausgängen Λ, man drei zum Steuern der drei Dekaden des Zählers

/, D, C das die neue Situation charakterisierende geeignete Kanäle erhält Diese drei Kanäle werden

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jeweils durch ein Fehlersignal aktiviert, das niedriger der Zeiger mit dem anderen, am Werkstück zu mes-

ist als das Niveau des ersten Schwellenwertes, zwi- senden Ende zusammenfällt. In diesem Zustand zeigt

sehen den Niveaus der beiden Schwellenwerte liegt der externe Zähler 42 den absoluten Digitalwert und

oder höher ist als das Niveau des zweiten Schwellen- das Vorzeichen des zu messenden Maßes an, wäh-

wertes. 5 rend der interne Zähler 10 die Digitalanzeige der

F i g. 1 zeigt außerdem einen extremen Zähler 42, durch das bewegliche Teil 2 erreichten neuen Posi-

der sich aus einer beliebigen Anzahl von Dekaden, tion in bezug auf das feststehende Teil 1, wiederum I

beispielsweise aus vier mit den Dekaden des internen in bezug auf das Ausmaß einer Polteilung, anzeigt. j

Zählers 10 übereinstimmenden Dekaden 42C, 42Z), Dabei läßt sich der Schlitten mit unterschiedlichen j

42 U, 42 E, zusammensetzen kann, die gegenseitig so " Geschwindigkeiten verschieben. Im nachstehenden | verbunden sind, daß man einen umsteuerbaren Zäh- wird an Hand von Fig. 3 a und 3 b die Arbeitsweise

!er erhält. Die beiden ersten Dekaden 42 C und 42 D der Digital-Positionsmeßeinrichtung in Betracht geentsprechen den miteinander übereinstimmenden Be- zogen, die mit Verstellungsgeschwindigkeiten arbei- \ reichen 10 c und 10 D des internen Zählers 10. Dem- tet, die jeweils konstant jedoch von unterschiedli- _: zufolge werden sie über die gleichen Kanäle 44 bzw. 15 chem Wert sind. Fig. 3a zeigt das Zeitdiagramm j

43 gesteuert. des eine niedrige Verschiebegeschwindigkeit betref-Die Dekaden 42 C, 42 D, 42 U und 42 £ sind ge- fenden, am Aushang 13 des Positionsmeßtransforma-

genseitig in Kettenform miteinander so verbunden, tors T angelegten Fehlersignals. Die Spannungshöhe daß jede Dekade die durch die vorgehende Dekade 45 stellt das Niveau des Schwellenwertstromkreises ausgeführten Zählzykleo zählt. Die Dekaden 42 U »ο 23 (ausgenommen bei Verstärkung des Signals durch und 42 E werden nur durch die vorgehende Dekade den Verstärker 17), d. h. die Mindestfehlerspannung gesteuert, wobei die Dekade 42 D nach Bedarf ent- dar, auf die die Steuereinheit 16 anspricht. Das Signal weder durch die vorgehende Dekade 42 C oder 46 ist eine Sinusspannung mit einer mit der Frequenz über den Kanal 43 gesteuert werden kann, während des Oszillators 12 übereinstimmenden Frequenz die Dekade 42 C nur über den Kanal 44 gesteuert 25 (10 kHz) und einer Nacheilung vom 90° für einen wird. positiven Fehler und einer durch die bei niedriger Der Zählsinn des externen Zählers 42 wird mit und konstanter Verstellungsgeschwindigkeit durchge-Hilfe der Kanäle A und / in gleicher Weise gesteuert, führte Verschiebung des beweglichen Teiles moduwie in Zusammenhang mit dem internen Zähler 10 lierten Amplitude, wobei diese Verschiebung im Bebeschrieben. Während die Dekaden 42 C und 42 D in 30 reich jeder Polteilung eine sinusförmige Änderung gleicher Weise wie die Dekaden IOC und IOD des der Fehleramplitude bewirkt. Demzufolge kann das internen Zählers 10 die Hundertstel- bzw. Zehntel- Fehlersignal im Zeitdiagramm als eine Funktion mit millimeter zählen, zählen die Dekaden 4217 und folgender Formel dargestellt werden:
42 E die in der effektiven Verstellung des beweglichen Teiles 2 enthaltenen vollen Millimeter bzw. 35 r/ „;„ 9 ^Vt „.„

_ . ti · sin ζ 71 · sin

Zentimeter. ρ

Der externe Zähler 42 ist ferner mit Mitteln zum

Zurückstellen auf Null oder zum Ändern seines Digi- worin H eine von dem Verstärkungsverhältnis zwi-

talinhalts und außerdem zum Steuern der Zähl-Vor- sehen dem Ausgang des Oszillators 12 und dem Aus-

zeichenumkehrung beim Kreuzen des Nullwertes 40 gang 13 des Positionsmeßtransformators T abhängige

durch den Zählvorgang versehen. Wie nachstehend Proportionalitätskonstante, V die Verstellungsge-

näher erläutert, lassen sich alle diese Vorgänge von schwindigkeit des beweglichen Teiles 2 und ρ die

dem internen Zähler unabhängig durchführen. Polteilung ist.

Im nachstehenden ist die Arbeitsweise der Digi- Wenn angenommen wird, daß die Einrichtung mit tal-Positionsmeßeinrichtung Mp während ihrer Ver- 45 niedriger Geschwindigkeit arbeitet, beispielsweise im wendung beschrieben. Es sei angenommen, daß das vorliegenden Falle mit einer Geschwindigkeit von bewegliche Element J? aus einem mit einem Bezugs- V <Cpf/200, kann bei einem Zeitintervall, das einizeiger versehenen Schlitten besteht, der auf Füh- gen Oszillatorperioden entspricht, die Wellenform rungsbahnen auf einer Achsel verschiebbar ist und des Fehlersignals bei guter Annäherung durch die von Hand oder mit Hilfe sonstiger Mittel angetrieben 5° Funktion
wird. Ferner sei angenommen, daß der bewegliche Vt -Teil 2 mit dem Schlitten B starr verbunden ist und ^H ρ "^Sin
daß der unabhängige Eingang 6 mit einer die Ist-Position des Schlittens unmittelbar darstellenden Ana- . dargestellt werden. In F i g. 3 zeigt das Diagramm 47 loggröße gespeist wird. Außerdem wird vorausge- 55 die durch das Verschieben des beweglichen Teiles 2 setzt, daß die Digjtal-Positionsmeßeinrichtung Mp erzeugte Modulationsfunktion
zum Messen der Maße eines auf der Achse X bearbeiteten Werkstücks verwendet wird. Als erster Vor- g.2_n — · t
gang muß der Zeiger des Schlittens auf ein Ende des ρ
an dem Werkstück zu messenden Segments gebracht &>

werden. Durch Einwirken auf die Nullstell-Einrich- d. h. das Zeitdiagramm des Fehlersignals, das sich

rung wird.der Digitalinhalt des externen Zählers 42 zeigen würde, wenn der Digital-Analog-Umsetzer 9

gelöscht, während der interne Zähler 10 entspre- statt mit einem Sinussignal mit einem kontinuierli-

chend seiner eigenen Arbeitsweise die Anzeige der chen Signal gespeist würde.

Ist-Position des beweglichen Teiles 2 in bezug auf 65 Es ist klar, daß nach den· vorstehenden Vorausset-

den feststehenden Teil 1 im Verhältnis zum Ausmaß zungen der Digitalinhalt des Zählers 10 der Position

einer Polteilung liefert. des beweglichen Teiles 2 in bezug auf den feststehen-

Darauf wird der Schlitten B so weit verstellt, daß den Teil 1 innerhalb des Bereichs einer Polteilung je-

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derzeit entsprechen muß. Diese Position wird durch Ie pf/200 <C V <Cpf/20), so verändern sich die Bedindie in den Dekaden IOD und IOC erscheinenden gungen der Einrichtung. Sie lassen sich, wie in Digits in Zehntel- bzw. Hundertstelmillimetern aus- F i g. 3 b gezeigt, als Beispiel veranschaulichen, in gedrückt. Diese Digitalanzeige ist bis auf die An- dem sich das an dem Ausgang 13 des Positionsmeßsprechempfindlichkeit der Einrichtung genau, die im 5 transformator T auftretende Fehlersignal bei einem, vorliegenden Falle V200 einer Polteilung, d. h. μηι, wie im Diagramm 49 veranschaulicht, kürzeren Zeitbeträgt. Intervall als zwei Oszillatorperioden immer noch

Beim Verschieben des Schlittens B mit konstanter durch die Funktion

langsamer Geschwindigkeit V1 (im vorliegenden V

Falle unter 100 mm/sec) in der richtigen Verstel- 10 Η·2π t-s'm2nft

lungsrichtung X, beispielsweise in positiver Richtung, .

verändert sich das am Ausgang 13 auftretende Ana- ausdrücken läßt. Das Diagramm 50 stellt die durch

log-Fehlersignal gemäß dem Diagramm 46. Wenn die die Verstellung des beweglichen Teiles 2 erzeugte

Sinusgröße den Schwellenwert 45 überschreitet, er- Modulationsfunktion

zeugt der Impulsgeneratorkreis 39 einen mit dem er- 15 y_t

sten positiven ScheitelpunktP zeitlich zusammenfal- Η·2π ,

lenden Schalttaktimpuls KM, so daß die Steuerein-

heit die Ausgänge A und C richtig aktivieren kann. d. h. das Zeitdiagramm, dar, das sich zeigen würde,

Darauf erzeugt der Impulsgeneratorkreis 39 eine wenn der Digital-Analog-Umsetzer statt mit einem

Halbperiode, später einen Zählimpuls KC, der mit 20 Sinussignal mit einem Dauersignal gespeist würde,

dem Punkt Z zeitlich zusammenfällt und über das Der Spannungspegel 52 stellt den Schwellenwert des

durch den Kanal C offengehaltene Gatter 41 bewirkt, Kreises 21, d. h. die Fehlerspannung, dar, oberhalb

daß die Hundertstel-Dekaden 10 C und 42 C einen dessen die Steuereinheit den Kanal D wählt.

Schritt vorwärtszählen. Somit verändert sich das an dem Ausgang 13 auf-

Die Änderung des Digitalinhalts des internen Zäh- 25 tretende Analog-Fehlersignal entsprechend dem Dialers 10 erzeugt über den Übertragungskanal 11 eine gramm 49 beim Verschieben des Schlittens B bei Veränderung der Analogsignale an den Ausgängen 7 einer konstanten und hohen Geschwindigkeit V 2 und 8 des Digital-Analog-Umsetzers und folglich (von beispielsweise 0,9 m/sec) auf der richtigen Vereine Veränderung der Amplitude des Fehlersignals Stellungsachse X, beispielsweise in positiver Richam Ausgang 13 des Positionsmeßtransformators T. 30 tung. Wenn die Sinuswellengröße den Schwellenwert Die vorstehend erörterte Voraussetzung für den Um- 52 überschreitet, erzeugt der Impulsgeneratorkreis 39 setzer 9, d. h., daß seine Einstellzeit in bezug auf die einen mit dem ersten positiven Scheitelpunkt Q über-Periode des Oszillators 12 kurz ist, erlaubt es, die einstimmenden Schalttaktimpuls KM, so daß die Veränderung der Amplitude des Fehlersignals als Steuereinheit dann die Kanäle A und D richtig erreunmittelbar anzusehen. Wenn ferner angenommen 35 gen kann. Darauf erzeugt der Impulsgeneratorkreis wird, daß gemäß Fig. 3 a die beim Vorwärtszählen 39 eine Halbperiode später in Übereinstimmung mit des Zählers 10 um einen Schritt stattfindende Verän- dem Zeitpunkt R einen Zählimpuls KC, der über die derung des Digitalinhalts des Zählers derart ist, daß durch den Kanal D offengehaltene Torschaltung 40 sie eine Vorzeichenumkehrung dieses Fehlersignals das Vorwärtszählen der Zehntel-Dekaden IOD und und eine Amplitudenverringerung bis unterhalb des 40 42 D um einen Schritt steuert.

Schwellenwertniveaus 45 bewirkt, so erfolgt in dem Die Veränderung des Digitalinhalts des internen

Diagramm 46 zum Zeitpunkt Z eine Phasenumkeh- Zählers 10 steuert über den Übertragungskanal 11

rung. Danach beginnt die Modulationsfunktion', wie eine Veränderung der an den Ausgängen 7 und 8 des

im Diagramm 48 dargestellt, ausgehend von einem Digital-Analog-Umsetzers auf tretenden Analogsignale

niedrigeren Niveau, erneut zuzunehmen. Das Dia- 45 und folglich eine sofortige Amplitudenveränderung

gramm 48 ist ähnlich dem Diagramm 47, wobei es in des am Ausgang 13 des Positionsmeßtransformators T

bezug auf das Diagramm 47 um einen Betrag versetzt auftretenden Fehlersignals in gleicher Weise, wie es

ist, der die Zeit darstellt, die erforderlich ist, um den in Zusammenhang mit der langsamen Verstellung

beweglichen Teil bei der Geschwindigkeit V1 um erläutert wurde. Wenn gemäß F i g. 3 b angenommen

eine Strecke gleich V200 der Polteilung, d.h. gleich 50 wird, daß die Veränderung des Digitalinhalts des

Vioo mm, zu verstellen. Mit dem weiteren Verschie- Zählers 10 um einen Schritt derart ist, daß sie die

ben des Schlittens in positiver Richtung bei konstan- Größe des Fehlers bis auf einen Wert unterhalb des

ter Geschwindigkeit V1 hält der Vorgang in vorste- Schwellenwertniveaus 52 verringert, so beginnt die

hend beschriebener Weise an, wobei klar ist, daß bei Modulationsfunktion, ausgehend von einem niedrige-

Verstellung des beweglichen Teiles 2 um V₁₀₀ Poltei- 55 ren Wert zum Zeitpunkt R zuzunehmen, wie es in

lung die Dekade 10 C des Zählers um einen Schritt der Kurve 51 dargestellt ist, die der Kurve 50 ent-

vorwärtsgeführt wird, während bei Verstellung des spricht, außer, daß sie zu letzterer um einen vom beweglichen Teiles 2 um zehn Hundertstelmillimeter Restfehler zum Schaltzeitpunkt R abhängigen Betrag

(¹⁰/ioo mm) die Dekade 10 C das Vorwärtszählen der verschoben bzw. versetzt ist.

Dekade 10 D um einen Schritt bewirkt. 60 Mit dem weiteren Verstellen des Schlittens B in

Unter den bisher angenommenen Bedingungen ist positiver Richtung bei konstanter Geschwindig-

die Verstellungsgeschwindigkeit des beweglichen Tei- keit V 2 dauert der Vorgang in vorgeschriebener

les 2 so niedrig, daß der durch die über den Kanal 44 Weise an, wobei klar ist, daß jedesmal, wenn der beangelegten Zählimpulse KC ständig gesteuerte Zähler wegliche Teil 2 um einen Zehntelmillimeter verstellt

10 Schritt halten kann, d. h. seinen Digitalinhalt der 65 wird, die Dekade 10 D des Zählers 10 unter Steue-

Ist-Position des beweglichen Teiles anpassen kann. rung durch die über den Kanal D an die Leitung 43

Wenn dagegen die Verstellungsgeschwindigkeit angelegten Zählimpulse KC zum Vorwärtszählen um

des Schlittens B hoch genug ist (im vorliegenden FaI- einen Schritt veranlaßt wird.

13 14

Bei der vorerwähnten Annahme ist die Zähige- Zählers gelöscht wird, einstellen. Wenn nämlich anschwindigkeit des Zählers 10 hoch genug, um zuzu- genommen wird, daß der feststehende Teil des Posilassen, daß er Schritt hält, d. h., daß sein Digital- tionsmeßtransformators mit einem absoluten Bezugsinhalt der Ist-Position des beweglichen Teiles 2 folgen punkt versehen ist, der den absoluten Nullpunkt der kann. 5 Einrichtung darstellt und, wenn ferner angenommen

Nach dem Vorstehenden leuchtet ein, daß zwei wird, daß mit Hilfe geeigneter Mittel die Übereinverschiedene Amplituden des Fehlersignals den bei- Stimmung bzw. Deckung des beweglichen Teiles mit den verschiedenen Verstellungsgeschwindigkei- dem absoluten Bezugspunkt feststellbar ist, so läßt ten Vl bzw. V2 des beweglichen Teiles entsprechen, sich das Positionieren des beweglichen Teiles auf so daß die Steuereinheit 16 zum Steuern des Zähl- i° einen vorbestimmten Punkt, besonders in einem bevorganges des Zählers 10 automatisch zwei verschie- kannten Abstand vom absoluten Bezugspunkt, dene Kanäle (C oder D) auswählt. wiederholen, indem man wie folgt verfährt: Zunächst

Somit ist klar, daß der interne Zähler 10 nach Be- wird der Zeiger des beweglichen Teiles auf den ab'sodarf bei zwei verschiedenen Zählgeschwindigkeiten luten Bezugspunkt eingestellt und der externe Zähler arbeiten kann, die den beiden Geschwindigkeiten 15 auf Null gestellt. Darauf wird der bewegliche Teil so entsprechen, bei denen der unabhängige Eingang 6 lange in der durch das Vorzeichen der zu erreichengespeist werden kann. Diese beiden verschiedenen den Position angezeigten Richtung verstellt, wie der Zählgeschwindigkeiten erhält man in bekannter Weise, externe Zähler eine dem bekannten Abstand entspreindem nach Bedarf über einen entsprechenden Kanal chende Digitalanzeige liefert. Wenn dagegen die Zählimpulse KC an eine andere Dekade des internen 20 Position des vorbestimmten Punktes mit Hilfe seines Zählers angelegt werden. Abstandes in bezug auf einen relativen Ausgangs-

Die höchstzulässige Geschwindigkeit für die Ver- punkt gegeben ist, der in bezug auf den bekannten stellung des beweglichen Teiles 2 beträgt pf/20 (was absoluten Bezugspunkt koordiniert ist, so müssen die bei der beschriebenen Ausführungsform einer Ge- vorstehend beschriebenen Operationen erst wiederschwindigkeit von 1 m/sec entspricht), d. h., die 25 holt werden, damit der bewegliche Teil auf den relahöchstzulässige Geschwindigkeit ist die Geschwindig- tiven Ausgangspunkt eingestellt wird, worauf beim keit, bei der die Schaltvorgänge der Modulations- Erreichen dieser Position der externe Zähler erneut funktion für das Fehlersignal die gleiche Frequenz auf Null gestellt ist. Darauf wird der bewegliche Teil haben wie der Oszillator, so daß der Zähler bsi sei- so lange in der durch das Vorzeichen der zu erreinem Zählvorgang immer noch Schritt halten kann. 3° chenden Position angezeigten Richtung verstellt, wie Selbstverständlich kann man diese Geschwindigkeit der Zähler eine dem bekannten Relativabstand entbegrenzen, beispielsweise mit Hilfe einer Bremse, die sprechende Digitalanzeige liefert. bei der höchstzulässigen Geschwindigkeit in Tätig- Die Anzeigegenauigkeit für die Position des be-

keit tritt. weglichen Teiles der Positionsmeßeinrichtung nach

Eine höhere Geschwindigkeit ist bei Erhöhung der 35 der Erfindung läßt sich in bekannter Weise erhöhen, Frequenz/ des Oszillators oder bei Vergrößerung der indem man mit Hilfe geeigneter Mittel den Restfeh-Polteilung/; des Positionsmeßtransformators T er- ler, sofern ein solcher bei Gleichgewichtszustand der zielbar. Dazu muß die Frequenz des Oszillators ge- Einrichtung im Kanal 15 überhaupt vorhanden ist maß der Polteilung des Positionsmeßtransformators und der einen niedrigeren Wert hat als der Ansprech- und der zulässigen Verstellungshöchstgeschwindig- 40 empfindlichkeitspegel der Einrichtung, in Analogkeit gewählt werden. In jedem Falle hat die Erhö- form mißt.

hung der Frequenz/ eine durch die Schaltzeit der Es sei bemerkt, daß zum Erzielen eines einwand-

Bauteile der Einrichtung bedingte Grenze. Die vorher freien Betriebes der Positionsmeßemrichtung MP hinsichtlich des internen Zählers 10 angestellten Be- einige Vorkehrungen dahingehend getroffen werden trachtungen treffen auch auf den externen Zähler 42 45 müssen, daß die Vorzeichenumkehrung jeweils des zu, da die Dekaden 42 C und 42 D genau den Deka- Zählers 10 oder 12 ordnungsgemäß stattfindet. Im den 19 C bzw. IOD entsprechen, während die Deka- einzelnen muß der Kanal D für die Zehntel über einen den 42 U und 42 E, die den Grobbereich des Zählers kurzen Bereich um Null entregt und gleichzeitig der 42 bilden, unter Steuerung durch den aus den Deka- Kanal D für die Hundertstel erregt gehalten werden, den 42C und 42D gebildeten Feinbereich zählen. 50 damit die Dekaden IOC und 42C hinunter bis auf Ferner ist der externe Zähler 42 mit Mitteln, die von Null rückwärts zählen können, bevor die Vorzeichen-Hand Nullstell-Verschiebevorgänge an der Einrich- umkehrung in dem Zähler stattfindet tung erzeugen können und mit Mitteln zum automa- Die vorstehend beschriebene Digital-Positionsmeß-

tischen Verändern des Schrittes beim Überschreiten einrichtung ist gegenüber den anderen, bisher beder Nullinie versehen, wobei der Zähler entweder 55 kannten Einrichtungen vereinfacht, da sie nur eine als absoluter oder als Zusatzzähler arbeiten kann. nach Bedarf jeweils auf zwei verschiedene Betriebs-Folglich sind bei der Positionsmeßeinrichtung nach geschwindigkeiten ansprechende Servoeinrichtung der Erfindung folgende Operationen möglich: Ver- benötigt. Ferner wird zur Feststellung der Position Schiebung des Bezugspunktes; Umkehrung der Posi- sowohl bei Grob- als auch bei Fein-Fehlersignal nur tionsrichtung eines stets in direkter Form zählenden 60 ein Positionsmeßtransformator verwendet, wobei Zweiges ohne die Notwendigkeit des erneuerten Er- zum Speisen des Zählers nur ein Digital-Analog-Umgänzens des Inhalts des externen Zählers. setzer erforderlich ist. Schließlich verhütet das Vor-

Durch das Vorhandensein des externen Zählers 42 handensein einer Empfindlichkeits- oder Ansprechläßt sich die Positionsmeßeinrichtung Mp ohne Zeit- empfindlichkeitsschwelle 45, daß die Einrichtung bei verlust mit ausreichender Genauigkeit auf jede vor- 65 Stillstand des beweglichen Teiles 2 unstabil wird, herige Einstellung selbst noch nach langer Zeit oder d. h., es verhütet, daß die Zähler 10 und 42 oszillienach Störungen in der Energiezufuhr, d.h. in den ren und daß der Zähler 42 abwechselnd zwei der Fällen, in welchen der Digitalinhalt des externen Ist-Position des beweglichen Teiles 2 benachbarte

Punkte anzeigt bzw. darstellt. Um diese Unstabilität richtig zu beseitigen, die das durch die Dekaden 10 C und 42 C der beiden Zähler angezeigte letzte Digit beeinträchtigt, genügt es, die Schwelle 45 auf einen Wert festzusetzen, der zwischen 0,5 und 1 der Span-

nung liegt entsprechend einem Fehler, der gleich einer Einheit des letzten Digits ist. Im vorliegenden Beispiel muß der Schwellenwert zwischen den einem Fehler von 5 bis 10 μΐη entsprechenden Spannungswerten liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

1 2 mit einer die Ist-Position des beweglichen Teiles dar- Patentansprüche: stellenden Analoggröße verglichen wird, um ein Feh lersignal zu liefern, das die Zuführung von Zählim-

1. Digital-Positionsmeßeinrichtung zum Mes- pulsen in den Zähler steuert.

sen der Verstellung eines beweglichen Teiles in 5 Bei Positionsmeßeinrichtungen der vorerwähnten

bezug auf einen feststehenden Teil, mit einem in- Art ist die Größe des Fehlersignals bei stetiger kontl·-

ternen Zähler, dessen in Analogform umgesetzter nuierlicher Verstellung des beweglichen Teiles von

Digitalinhalt fortlaufend mit einer die Ist-Posi- der Verstellungsgeschwindigkeit abhängig, da die

tion des beweglichen Teiles darstellenden Ana- Einrichtung beim Folgen der ihr auferlegten Ände-

loggröße verglichen wird, um ein Fehlersignal zu io rungen eine Eigenträgheit aufweist,

liefern, das die Zuführung von Zählimpulsen in Es ist bereits eine Digital-Meßeinrichtung der vor-

den Zähler steuert, d a d u r c h ge kenn- erwähnten Art bekannt, bei der ein von dem Zähler

zeichnet, daß der interne Zähler (10) so ein- gespeister Digital-Analog-Umsetzer einen Feinbe-

gerichtet ist, daß er mit unterschiedlichen, von reich und einen Grobbereich enthält, die den Feinbe-

der Verstellgeschwindigkeit des beweglichen Tei- 15 reich bzw. den Grobbereich eines Positionsübertra-

les (2) abhängigen Zählgeschwindigkeiten arbei- gers speisen, wobei dieser Positionsübertrager die

tet. Ist-Position des beweglichen Teiles mit dem in Ana-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der logform umgesetzten Digitalinhalt des Zählers fortinterne Zähler mehrere Stufen besitzt, dadurch laufend vergleichen kann, um Fein- bzw. Grobfehlergekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (16) unter 20 signale zu erzeugen, die über eine Steuereinheit den Steuerung durch das Fehlersignal einen unter Zählvorgang des Fein- bzw. des Grobbereichs des mehreren diese Stufen speisenden unterschiedli- Zählers steuern.

chen Kanälen (D, C) auswählt, um die Zählim- Eine solche Digital-Positionsmeßeinrichtung hat

pulse zur dem Amplitudenbereich des Fehlersi- den Nachteil, daß sie zur Steuerung des Fein- bzw.

gnals entsprechenden Stufe zu übertragen. 25 des Grobbereichs des Fehlersignals zwei gesonderte

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Servoeinrichtungen benötigt, wobei die beiden Servokennzeichnet, daß jeweils ein anderer Amplitu- einrichtungen die die Ist-Position des beweglichen denbereich des Fehlersignals je einem der unter- Teiles darstellende Analoggröße als gemeinsamen schiedlichen Kanäle (D, C) entspricht. Eingang haben. Demzufolge ist diese Anordnung, die

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3 mit 30 einen Digital-Analog-Umsetzer und einen Meßtranseinem Positionsmeßtransformator von der Bauart formator für den Feinbereich und einen weiteren Dimit mindestens einer mit dem feststehenden Teil gital-Analog-Umsetzer sowie einen weiteren Meßverbundenen und über einen Digital-Analog-Um- transformator für den Grobbereich benötigt, komplisetzer durch den internen Zähler gespeisten fest- ziert und aufwendig.

stehenden Wicklung und einer mit dem bewegli- 35 Ferner werden bei der bekannten Einrichtung zum chen Teil verbundenen und zum Liefern des Feh- Speisen des Feinbereichs bzw. des Grobbereichs zwei lersignals eingerichteten beweglichen Wicklung, verschiedene Frequenzen verwendet, so daß die wobei das Fehlersignal gleich dem Unterschied Kompliziertheit des Geräts noch weiter vermehrt zwischen der Ist-Position der beweglichen Wick- wird, da zum Erzielen der beiden unterschiedlichen lung und der durch den Digitalinhalt dargestell- 40 Frequenzen aus einem einzigen Oszillator geeignete ten Position ist, die Wicklungen zahlreiche Pole Frequenzteiler erforderlich sind,
mit konstanter Polteilung aufweisen und der Di- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Digital-Posi-

gitalinhalt die Position der verstellbaren Wick- tionsmeßeinrichtung zu schaffen, die die vorerwähnlung innerhalb jeder Polteilung darstellt, während ten Mängel nicht aufweist. Diese Aufgabe wird bei der Digital-Analog-Umsetzer durch einen Sinus- 45 einer Digital-Positionsmeßeinrichtung der eingangs wellenoszillator erregt wird, gekennzeichnet genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, durch einen Impulsgenerator (39), der aus der daß der interne Zähler so eingerichtet ist, daß er mit Wellenform des Oszillators (12) eine erste Folge unterschiedlichen, von der Verstellgeschwindigkeit von Schaltimpulsen (KM), die einen von der des beweglichen Teiles abhängigen Zählgeschwindig-Steuereinheit ausgewählten Kanal (D, C) erregen 50 keiten arbeitet.

und eine zweite Folge von Zählimpulsen (KC) Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichableiten, die je über den ausgewählten Kanal auf nung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, den internen Zähler (10) einwirken, um das Feh- Es zeigt

lersignal im wesentlichen bis auf Null zu verrin- F i g. 1 ein Blockdiagramm der Schaltungskreise

gern. 55 der Digital-Positionsmeßeinrichtung nach der Erfin-

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- dung,

kennzeichnet, daß die Steuereinheit (16) so einge- F i g. 2 ein Schaltbild der in dem Umsetzer nach

richtet ist, daß sie das Vorzeichen des Fehlersi- Fig. 1 verwendeten Steuereinheit und
gnals ermittelt und demzufolge die Zählrichtung Fi g. 3 a und 3 b ein Zeitdiagramm einiger im Um-

des Zählers (10) (entsprechend) steuert. 60 setzer nach F i g. 1 auftretender Signale.

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform

eignet sich die Digital-Positionsmeßeinrichtung

nach der Erfindung zum Messen der Position eines

Die Erfindung bezieht sich auf eine Digital-Posi- beweglichen Teiles in bezug auf einen vorbestimmten tionsmeßeinrichtung zum Messen der Verstellung 65 feststehenden Bezugspunkt sowie zum Erzeugen eines beweglichen Teiles in bezug auf einen festste- einer Digitalanzeige dieser Position,
henden Teil mit einem internen Zähler, dessen in F i g. 1 und die folgende Beschreibung beziehen

Analogform umgesetzter Digitalinhalt fortlaufend sich auf eine besondere Verwendung der Digital-Po-