DE1548708B1 - Fotoelektrischer Messwertgeber mit einem von mindestens einer Lichtquelle durchleuchteten Rastermassstab - Google Patents

Fotoelektrischer Messwertgeber mit einem von mindestens einer Lichtquelle durchleuchteten Rastermassstab

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DE1548708B1
DE1548708B1 DE19661548708 DE1548708A DE1548708B1 DE 1548708 B1 DE1548708 B1 DE 1548708B1 DE 19661548708 DE19661548708 DE 19661548708 DE 1548708 A DE1548708 A DE 1548708A DE 1548708 B1 DE1548708 B1 DE 1548708B1
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light source
amplifier
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grid
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Hans-Helmut Dr-Ing Feldmann
Wolfgang Dipl-Ing Pabst
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • 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
    • G01D5/36Forming the light into pulses

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen foto elektrischen Meßwertgeber mit einem von mindestens einer Lichtquelle durchleuchteten Rastermaßstab, dem eine Abtasteinrichtung zugeordnet ist, die aus einem oder mehreren fotoelektrischen Elementen mit jeweils einem nachgeschalteten Verstärker besteht (Zeitschrift »ATM«, 9 [1963], 332, S. R 113 bis R 119). In Bild 2 dieser Literaturstelle ist der prinzipielle Aufbau eines derartigen Meßwertgebers dargestellt. Dieser besteht aus einer Lichtquelle mit einem Kondensor, einem von der Lichtquelle durchleuchteten Rastermaßstab mit im allgemeinen mehreren Spuren, einer vor dem Rastermaßstab angeordneten Spaltplatte und einer - auf die beispielsweise bei Bewegung des Rastermaßstabes auftretenden Lichtsignale ansprechenden - Abtasteinrichtung. Diese besteht, wie ebenfalls der Literaturstelle entnehmbar ist, aus Halbleiter-Fotodioden und diesen nachgeschalteten Abtast-Gleichspannungsverstärkern.
  • In der Literaturstelle werden unter anderem auch die bei der Abtastung des Rastermaßstabes auftretenden Probleme behandelt, und an Hand der Bilder 3 und 4 dieser Literaturstelle wird darauf hingewiesen, daß sich durch die verschiedensten Umstände eine Lageabweichung des am Ausgang der Abtasteinrichtung auftretenden elektrischen Signalsprungs (L auf 0 oder auch 0 auf L) von dem auf die Abtastlinie bezogenen Übergang von einem Rasterelement des Maßstabes zum nächsten ergibt. Der steile Signalsprung wird, wie dort erwähnt, durch ein Flip-Flop erzielt, welches von der Ausgangsspannung der Abtasteinrichtung angesteuert wird. Der Signalsprung des Flip-Flop tritt bei einer bestimmten Steuerspannung auf. In der Literaturstelle ist auch erwähnt, daß die elektrischen Bauelemente - und zwar insbesondere die oben erwähnten Abtastverstärker - einen merklichen Einfluß auf die Lageabweichung von Rasterübergang und Signalsprung haben. Auch etwa auftretende Schwankungen der Beleuchtungsstärke der Lichtquelle(n) beeinflussen die Lageabweichung.
  • Zur Behebung des durch die elektrischen Bauelemente auftretenden Nachteile wird in der Literaturstelle empfohlen, einen Lichtstrom (Signalamplitude) mit möglichst großer Flankensteilheit anzustreben. In diesem Fall ist jedoch eine hohe Beleuchtungsstärke erforderlich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die etwa durch die elektrischen Bauelemente des Meßwertgebers und/oder durch Beleuchtungsschwankungen verursachte Lageabweichung von elektrischem Signalsprung und Rasterübergang vernachlässigbar klein zu halten, ohne daß die bisherige Auslegung des optischen Systems (Lichtquelle, Spalt) und der Abtasteinrichtung (insbesondere Abtastverstärker) geändert werden muß.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Beeinflussung der Lichtquelle ein Regelkreis vorgesehen ist, der aus der oder einer der für den Rastermaßstab vorgesehenen Lichtquellen, einem foto elektrischen Element, einem dem fotoelektrischen Element nachgeschalteten und die Lichtquelle direkt beeinflussenden Stellverstärker und einem zwischen Lichtquelle und fotoelektrischen Element angeordneten optischen Dämpfungsglied zur Angleichung der Lichtstärke des optischen Eingangs vom Regelkreis an die des optischen Eingangs der Abtasteinrichtung besteht, und daß der Regelkreis zur Erzielung eines mit dem der Schaltungsanordnung der Abtasteinrich- tung übereinstimmenden Temperaturganges mit ausgewählten Schaltungselementen und in gezielter Abstimmung aufgebaut ist.
  • Es ist bereits eine Einrichtung zum Anzeigen und Aufzeichnen von Meßwerten bekannt (deutsche Patentschrift 711 658), bei welcher der Meßwert auch angezeigt bleiben soll (Speicherung), wenn ein Meßzeiger seine Stellung ändert oder in seine Ruhelage zurückkehrt. Mit dem Meßzeiger bewegt sich ein Farbkeil, der zwischen einer Lichtquelle und einer Fotozelle angeordnet ist, die über ein Relais einen Motor steuert, der ein Speicher-Zählwerk steuert.
  • Es ist auch eine Einrichtung für Durchsichtmessungen bekannt (Feingerätetechnik, 9. Jahrgang, H. 8, 1960, S. 345), bei der zwei lichtempfindliche Zellen verwendet werden, wobei eine als Vergleichszelle dient. Schließlich ist ein Belichtungsautomat für Röntgenaufuahmen bekannt (Die Technik, 15. Jahrgang, H, 10, Oktober 1960, S. 684), der in Abhängigkeit von der Dicke des zwischen Leuchtschirm und Röntgenröhre befindlichen Objektes die Belichtungszeit steuert.
  • Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Die Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen Meßwertgebers. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist ein Rastermaßstab 1 mit nur einer Spur dargestellt. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft beiRastermaßstäben mit mehreren Spuren anwendbar, die von einer entsprechende Fotodiode und Verstärker verwendenden Abtasteinrichtung 20 abgetastet werden. Der Rastermaßstabl wird von einer Lichtquelle 2 mit Kondensor 3 durchstrahlt.
  • Auf der der Lichtquelle 2 abgewandten Seite des Rastermaßstabsl ist eine Spaltplatte4 angeordnet.
  • Vor dieser ist ein lichtelektrisches Element 5 angeordnet, an das ein Verstärker 6 geschaltet ist. Die Elemente 5 und 6, die in der Praxis bei einem Meßwertgeber mit mehrspurigem Rastermaßstab 1 entsprechend mehrfach vorhanden sind, stellen die Abtasteinrichtung 20 dar.
  • Der bisher beschriebene Teil stimmt mit der Ausbildung nach der obengenannten Literaturstelle überein und stellt den Stand der Technik dar.
  • Gemäß der Erfindung ist diesem Teil des Meßwertgebers baulich ein Regelkreis 7 zugeordnet, der im wesentlichen aus folgenden Bauelementen besteht: einem lichtelektrischen Element 8, einem von diesem Element 8 beeinflußten Stellverstärker 9, dessen Ausgang auf den Eingang eines Leistungsverstärkers 10 geschaltet ist, welcher den Strom der Lichtquelle 2 beeinflußt, und einem zwischen Lichtquelle 2 und Element 8 angeordneten optischen Dämpfungsglied (Blende) 11. Der Verstärker 10 ist zweckmäßig ein Leistungstransistor und als Emitterfolger geschaltet.
  • Der Regelkreis 7 wird herangezogen, um einerseits etwa durch Temperaturänderungen auftretende Sinderungen in der Empfindlichkeit der aus vielen Fotodioden 5 und Abtastverstärkern 6 bestehenden Abtasteinrichtung20 (s. bei den Winkelkodierern der obengenannten Literaturstelle) durch eine entsprechende Helligkeitseinstellung der Lichtquelle 2 auszugleichen und andererseits auch durch Spannungsschwankungen der Lichtquelle 12 auftretende Helligkeitsschwankungen auszugleichen.
  • Es wurde festgestellt, daß durch Temperaturänderungen hervorgerufene Empfindlichkeitsänderungen der Abtasteinrichtung 20 und durch Speiseschankungen hervorgerufene HelIigkeitsschwankungen der Lichtquelle 2 die Hauptursachen für die während des Betriebs des Meßwertgebers auftretenden Lageabweichungen von elektrischem Signalsprung und Rasterübergang sind. Durch die Erfindung wird also bei den unterschiedlichsten Betriebsbedingungen des Meßwertgebers die Lageabweichung selbsttätig vernachlässigbar klein und stets konstant gehalten.
  • Zur Erfüllung der Forderung der Eliminierung von Empfindlichkeitsänderungen der Abtasteinrichtung 20 bei Temperaturänderungen sind die Fotodiode 8 und der Stellverstärker 9 des Regelkreises 7 so ausgelegt, daß sie den gleichen Temperaturgang wie die Fotodioden 5 und Abtastverstärker 6 der Abtasteinrichtung 20 haben. Für die Fotodiode 8 des Regelkreises 7 werden die gleichen Lichtverhältnisse geschaffen, die für die Fotodiode 5 der Abtasteinrichtung vorliegen. Die entsprechende Einstellung dieser Lichtverhältnisse erfolgt durch das Glied 11. Es kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß die an der Fotodiode 5 herrschenden Lichtverhältnisse bei halb abgedecktem Spalt (zu gleichen Teilen abgedeckt durch die Hell-Dunkel-Rasterelemente des Maßstabs 1) durch entsprechende Einstellung des Gliedes 11 auf die Fotodiode 8 übertragen werden. Bei halb abgedecktem Spalt soll auch der elektrische Signalsprung am Ausgang des Abtastverstärkers 6 auftreten.
  • Treten nun beispielsweise bei den Abtastverstärkern 6 der Abtasteinrichtung 10 auf Grund von Temperaturänderungen Empfindlichkeitsänderungen auf, so werden wegen der baulichen Vereinigung der Ele-.mente des Regelkreises 7 mit der Abtasteinrichtung 20 gleich Empfindlichkeitsänderungen beim Stellverstärker9 des Regelkreises 7 auftreten, die so auf die Lichtquelle 2 wirken, daß sich deren Helligkeit entsprechend ändert, wodurch erzwungen ist, daß der elektrische Signalsprung mit dem Rasterübergang zusammenfällt.
  • Wird beispielsweise angenommen, daß durch eine auftretende Temperaturänderung die Abtastverstärker 6 empfindlicher geworden sind, so wird ohne die erfindungsgemäße Ausbildung der elektrische Signalsprung erfolgen, bevor der Rasterübergang des Maßstabs 1 auf Spaltmitte steht. Die Temperaturänderung wirkt nun jedoch in gleichem Maße auf den Stellverstärker 9, dessen Empfindlichkeit sich also ebenfalls vergrößert. Diese Vergrößerung wirkt sich über den Ausgang 12 auf den Verstärker 10 und damit auf die Lichtquelle 2 so aus, daß deren Helligkeit in gleichem Maße zurückgeht. Damit erfolgt der elektrische Signalsprung, wenn der Rasterübergang in Spaltmitte liegt.
  • Erfolgt eine Verringerung der Empfindlichkeit der Abtastverstärker 6 durch eine entgegengesetzte Temperaturänderung, so wird auch wieder die Empfindlichkeit des Stellverstärkers 9 entsprechend geringer.
  • Ohne erfindungsgemäße Ausbildung würde der elektrische Signalsprung gegenüber dem Rasterübergang in Stellung Spaltmitte verzögert erfolgen. Da bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Stellverstärker auch unempfindlicher wird, wirkt dessen Ausgang über den Verstärker 10 auf die Lichtquelle 2 im Sinn einer Erhöhung deren Helligkeit, so daß der elektrische Signalsprung in Spalt-Mittenstellung des Rasterübergangs crfolgt.
  • Der Temperaturgang des Leistungsverstärkers 10 kann vernachlässigt werden, so daß hierfür keine besonderen Transistoren benötigt werden.
  • Ist keine ausreichende Gleichheit der Temperaturgänge des Regelkreises 7 und der Abtasteinrichtung 20 zu erzielen, so können zwecks Ausgleichs die Empfindlichkeit der Abtastverstärker 6 und des Stellverstärkers 9 etwas unterschiedlich eingestellt werden.
  • Auch das Dämpfungsglied 11 kann entsprechend eingestellt werden. Insofern brauchen die lichtempfindlichen Elemente und Verstärker von Abtasteinrichtung und Regelkreis in ihrem Temperaturgang nicht vollkommen übereinzustimmen.
  • Ist beispielsweise der Temperaturgang des Stellverstärkers 9 größer als der des Abtastverstärkers 6, so kann eine Optimierung der Temperaturkompensation dadurch erfolgen, daß der Verstärkungsgrad des Stellverstärkers 9 vermindert wird und die Durchlässigkeit des optischen Dämpfungsgliedes 11 vergrößert wird.
  • Ist der Temperaturgang des Stellverstärkers 9 kleiner als der des Abtastverstärkers 6, so kann eine Optimierung der Temperaturkompens ationen dadurch erreicht werden, daß der Verstärkungsgrad des Stellverstärkers 9 vergrößert wird und die Durchlässigkeit des optischen Dämpfungsgliedes 11 verringert wird.
  • Durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen kann eine zu geringe Temperaturkompensation und eine Überkompensation vermieden werden.
  • Der Regelkreis 7 ist so ausgebildet, daß auch durch Speisespannungsschwankungen der Lichtquelle 2 auftretende Helligkeitsschwankungen ausgeglichen werden.
  • Wie bereits oben angedeutet, ist der die Lichtquelle 2 speisende Leistungsverstärker 10 als Emitterfolger ausgebildet. Dieser wirkt als Konstantstromquelle, so daß etwa auftretende Speisespannungsschwankungen keinen Einfluß auf die Lichtquelle haben.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Foto elektrischer Meßwertgeber mit einem von mindestens einer Lichtquelle durchleuchteten Rastermaßstab, dem eine Abtasteinrichtung zugeordnet ist, die aus einem oder mehreren fotoelektrischen Elementen mit jeweils einem nachgeschalteten Verstärker besteht, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Lichtquelle ein Regelkreis vorgesehen ist, der aus der oder einer der für den Rastermaßstab vorgesehenen Lichtquellen, einem fotoelektrischen Element, einem dem fotoelektrischen Element nachgeschalteten und die Lichtquelle direkt beeinflussenden Stellverstärker (9) und einem zwischen Lichtquelle und fotoelektrischen Element angeordneten optischen Dämpfungsglied zur Angleichung der Lichtstärke des optischen Eingangs vom Regelkreis an die des optischen Eingangs der Abtasteinrichtung besteht, und daß der Regelkreis zur Erzielung eines mit dem der Schaltungsanordnung der Abtasteinrichtung übereinstimmenden Temperaturgangs mit ausgewählten Schaltungselementen und in gezielter Abstimmung aufgebaut ist.
DE19661548708 1966-07-27 1966-07-27 Fotoelektrischer Messwertgeber mit einem von mindestens einer Lichtquelle durchleuchteten Rastermassstab Pending DE1548708B1 (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2849186A1 (de) * 1977-11-23 1979-06-07 Asea Ab Optisches messgeraet
EP0184578A1 (de) * 1984-12-05 1986-06-11 EMR Elektronische Mess- und Regelgeräte Gesellschaft m.b.H. Inkrementales Messsystem zum Messen von Längen und Winkeln
DE3604215A1 (de) * 1986-02-11 1987-08-13 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Lichtelektrische laengen- oder winkelmesseinrichtung
AT397156B (de) * 1985-01-07 1994-02-25 Emr Elektronische Mess Und Reg Inkrementales messsystem

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE711658C (de) * 1935-12-10 1941-10-03 Zeiss Ikon Akt Ges Verfahren zum Anzeigen und Aufzeichnen von Messwerten

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE711658C (de) * 1935-12-10 1941-10-03 Zeiss Ikon Akt Ges Verfahren zum Anzeigen und Aufzeichnen von Messwerten

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2849186A1 (de) * 1977-11-23 1979-06-07 Asea Ab Optisches messgeraet
EP0184578A1 (de) * 1984-12-05 1986-06-11 EMR Elektronische Mess- und Regelgeräte Gesellschaft m.b.H. Inkrementales Messsystem zum Messen von Längen und Winkeln
AT393737B (de) * 1984-12-05 1991-12-10 Emr Elektronische Mess Und Reg Inkrementales messsystem zum messen von laengen und winkeln
AT397156B (de) * 1985-01-07 1994-02-25 Emr Elektronische Mess Und Reg Inkrementales messsystem
DE3604215A1 (de) * 1986-02-11 1987-08-13 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Lichtelektrische laengen- oder winkelmesseinrichtung
EP0241642A2 (de) * 1986-02-11 1987-10-21 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Lichtelektrische Längen- oder Winkelmesseinrichtung
EP0241642B1 (de) * 1986-02-11 1991-05-29 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Lichtelektrische Längen- oder Winkelmesseinrichtung

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