DE1548763C3

DE1548763C3 -

Info

Publication number: DE1548763C3
Application number: DE1548763A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Brandenburg
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1974-11-28
Also published as: DE1548763B2; DE1548763A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung und digitalen Anzeige der Lageänderung gegeneinander verschiebbarer oder verdrehbarer Körper, bei der durch Abtastscheiben, Dreh- oder Wanderfelder mindestens eine Wechselspannung erzeugt wird, deren Phasenlageänderung von der Meßgrößenänderung linear abhängig ist, und mittels einer einem Generator entnommenen Impulsfolge, deren Frequenz größer als die Frequenz der Wechselspannung ist und bei konstanter Meßgröße ein konstantes Verhältnis zu dieser aufweist, ausgezählt wird.The invention relates to an arrangement for determining and digitally displaying the change in position body that can be displaced or rotated relative to one another, in the case of scanning disks, rotating or traveling fields at least one alternating voltage is generated, the phase position change of which depends on the change in the measured variable is linearly dependent, and by means of a pulse train taken from a generator, its frequency is greater than the frequency of the alternating voltage and with a constant measured variable a constant ratio to this has, is counted.

Solche Anordnungen sind an sich bekannt. Dazu gehören auch solche, die eine wesentlich höhere Langen- bzw. Winkelauflösung erreichen, als es der Teilung der verwendeten Maßstäbe entspricht. Da deshalb auch mit groß geteilten Linear- oder Winkelmaßstäben (Teilkreisen) hohe Auflösungen erreichbar sind, kann mit Vorteil auf sehr einfache Weise, z. B. durch kapazitive oder induktive Abtastung, ein Signal zur Bestimmung des Meßwertes gewonnen werden. Es ist eine Reihe von Anordnungen bekannt, bei denen zur Interpolation zwischen den Marken der Maßstäbe die Phasenlageänderung einer Wechselspannung bestimmt wird. Diese Wechselspannung wird durch ständig umlaufende Abtastscheiben oder Dreh- bzw. Wanderfelder erzeugt und ändert ihre Frequenz zu höheren oder niedrigeren Werten, wenn eine Relativgeschwindigkeit zwischen Abtastorgan und Maßstab besteht. Die daraus resultierende Änderung der Phasenlage gegenüber einer Sollage, im folgenden Phasenlageänderung genannt, wird auf verschiedene Weise bestimmt und zur Bildung des Meßwertes benutzt, wobei eine Änderung des Phasenwinkeis um 360° einer Änderung der Meßgröße um eine ganze oder auch eine halbe Teilung des MaßStabes entspricht.Such arrangements are known per se. This also includes those that have a much higher length or achieve angular resolution than corresponds to the division of the scales used. There therefore high resolutions can also be achieved with large-scale linear or angular scales (pitch circles) are can with advantage in a very simple way, e.g. B. by capacitive or inductive scanning Signal for determining the measured value can be obtained. A number of arrangements are known where the phase change of an alternating voltage is used for interpolation between the marks of the scales is determined. This alternating voltage is generated by continuously rotating scanning disks or Rotating or traveling fields generates and changes their frequency to higher or lower values, if there is a relative speed between the scanning element and the scale. The resulting change the phase position with respect to a nominal position, hereinafter referred to as the phase position change, is different Way determined and used to form the measured value, with a change in the phase angle by 360 ° a change in the measured variable by a whole or even half a division of the scale is equivalent to.

Eine derartige Anordnung ist in der USA.-Patentschrift 2 717 987 beschrieben, bei der die Wechselspannung, deren Phasenlage ein Maß für den Winkel ist, durch eine umlaufende Abtastscheibe erzeugt wird. Als Referenz zur Bestimmung der Phasenlageänderung wird eine zweite Wechselspannung erzeugt, deren Phasenlage unabhängig vom Meßwert unveränderlich ist. In je einen Kanal wird die Frequenz der erzeugten Wechselspannungen durch Filter, Schwingkreise, Phasenschieber und Elektronenstrahlröhren in drei Stufen vervielfacht und durch Vergleich der Phasenlage der so gewonnenen Wechselspannung in Schritten von 360° die Phasenlageänderung der ursprünglichen Spannung in der Frequenz-Vervielfachung entsprechenden feineren Schritten durchgeführt.Such an arrangement is described in US Pat. No. 2,717,987, in which the alternating voltage, whose phase position is a measure of the angle, generated by a rotating scanning disc will. A second alternating voltage is generated as a reference for determining the change in phase position, whose phase position is unchangeable regardless of the measured value. The frequency is in each channel the alternating voltages generated by filters, resonant circuits, phase shifters and cathode ray tubes multiplied in three stages and by comparing the phase position of the alternating voltage obtained in this way the phase position change of the original voltage in the frequency multiplication in steps of 360 ° corresponding finer steps carried out.

Nachteilig ist hierbei der hohe Aufwand zur Frequenzvervielfachung und die Tatsache, daß nur sehr langsame Meßgrößenänderungen sofort richtig erfaßt und angezeigt werden.The disadvantage here is the high cost of frequency multiplication and the fact that only very slow changes in the measured variable are immediately detected correctly and are displayed.

In der Zeitschrift »electronics« vom 16. Oktober 1959, Seiten 78 bis 81, ist ein Winkelschrittgeber hoher Auflösung beschrieben, bei dem zwei ständig umlaufende Teilscheiben relativ geringer Teilungszahl mit einer feststehenden bzw. mit einer an der Meßwelle angebrachten Scheibe zusammenwirken. Von jedem Scheibenpaar wird eine Wechselspannung abgeleitet, und aus je einem verstimmbaren Frequenzgenerator werden Impulse in die Periodendauern eingezählt. Dabei werden die Frequenzgeneratoren so geregelt, daß immer die gleiche Anzahl von Impulsen in die zugehörige Periodendauer fällt. Die Impulse werden auf die Eingänge eines Differenzzählers gegeben. Beim Drehen der Meßwelle zeigt dieser Zähler vorzeichenrichtig die Änderung der Meßgröße in solchen Bruchteilen der Teilscheibenteilung an, wie es der Anzahl von Impulsen je Periodendauer der Wechselspannungen entspricht.In the magazine "electronics" of October 16, 1959, pages 78 to 81, there is an angle encoder high resolution, in which two continuously rotating graduated disks have a relatively low number of divisions interact with a stationary disk or with a disk attached to the measuring shaft. An alternating voltage is derived from each pair of discs, and pulses from a detunable frequency generator are counted into the period durations. The frequency generators are regulated in such a way that the same number of pulses is always generated falls within the associated period. The pulses are sent to the inputs of a differential counter. When the measuring shaft is turned, this counter shows the change in the measured variable with the correct sign such fractions of the partial disk pitch as the number of pulses per period of the Corresponds to alternating voltages.

Nachteilig ist bei dieser Anordnung der hohe Aufwand zur Frequenzregelung, die so ausgelegt sein muß, daß sie auch schnellen Änderungen der Winkelgeschwindigkeit der Meßwelle folgen kann. Da aber der Soll-Ist-Wert-Vergleich jeweils nur nach dem Ende einer Periodendauer der erzeugten Wechselspannungen erfolgen kann, sind die Möglichkeiten zur Regelung begrenzt.The disadvantage of this arrangement is the high cost of frequency control that is designed in this way must that it can also follow rapid changes in the angular velocity of the measuring shaft. Here but the target / actual value comparison only after the end of a period of the generated alternating voltages can take place, the possibilities for regulation are limited.

Weiter ist es möglich, die erwähnte Phasenverschiebung durch Einzählen von Impulsen fortlaufend zu bestimmen, um jeweils die Änderung gegenüber dem vorangehenden Wert zu bestimmen und zu übertragen. Zur Erläuterung dient die Fig. 1, die jedoch nicht den Erfindungsgedanken beinhaltet.It is also possible to continuously increase the aforementioned phase shift by counting in pulses to determine and transfer the change compared to the previous value. FIG. 1 serves to explain, but does not contain the concept of the invention.

In F i g. 1 ist über der Zeit t die Winkellage α eines ständig umlaufenden Rotors bei konstanter Drehgeschwindigkeit aufgetragen (a). Jeweils nach der Zeit t hat er den Teilungswinkel 2 π/η (n = Teilungszahl) der mit der Meßwelle verbundenen Teilscheibe durchlaufen. Steht die Meßwelle still, so wird jeweils nach der Zeit t₀ auch eine Periode der an der Teilscheibe mit Hilfe des Rotors erzeugten Wechselspannung U beendet sein. Dreht sich dagegen die Meßwelle, so wird die Periodendauer verlängert oder verkürzt, dementsprechend kommen auch die Impulse, die das Ende einer Periode anzeigen, später oder früher (u, v, w). Die Zeitdauer, um die sie gegen die Zeiten t₀ verschoben auftreten {t_u, t_v, t_w), ist ein Maß für den bis dahin von der Meßwelle zurückgelegten Winkel. Führt man die Zeitzählung nicht starr durch, sondern beginnt jeweils bei Ende einer Periode (u, v, w) mit der Bestimmung der Zeitabschnitte t„, so sind die Zeitdauern t\, ί₂, t₃ ein Maß für die Änderung der Winkellage während der letzten Periode.In Fig. 1, the angular position α of a continuously rotating rotor at a constant rotational speed is plotted over time t (a). After the time t in each case, it has passed through the pitch angle 2π / η (n = number of pitches) of the graduated disk connected to the measuring shaft. If the measuring shaft is at a standstill, a period of the alternating voltage U generated on the graduated disk with the aid of the rotor will also end after the time t ₀ . If, on the other hand, the measuring shaft rotates, the period is lengthened or shortened, and accordingly the pulses that indicate the end of a period come later or earlier (u, v, w). The length of time by which they occur shifted relative to the times t ₀ (t _u , t _v , t _w ) is a measure of the angle covered by the measuring shaft up to that point. If the time counting is not carried out rigidly, but begins at the end of a period (u, v, w) with the determination of the time segments t ", then the time periods t \, ί ₂ , t _{3 are} a measure of the change in the angular position during the last period.

Statt mit einem Rotor könnte die Wechselspannung, deren Phasenlage von der Stellung der Meßwelle abhängig ist, auf bekannte Art auch durch ein Drehfeld erzeugt werden. Ebenso kann natürlich auch eine Linearbewegung auf die beschriebene Weise erfaßt werden.Instead of using a rotor, the alternating voltage, its phase position depends on the position of the measuring shaft is dependent, can also be generated in a known manner by a rotating field. Likewise, of course, can a linear movement can be detected in the manner described.

Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, muß zur Bestimmung der vom Meßwert abhängigen Phasenlageänderung die Abweichung t\, t₂, h ■ ■ · ^v°n der Periodendauer t₀ bei stillstehender Meßwelle festgestellt werden. Zu diesem Zweck sind Zähler der Kapazität η vorzusehen, wenn eine Periodendauer in η Teile aufgeteilt," also die Auflösung ver-n-facht werden soll. Der Aufwand an Zählkapazität ist beträchtlich, insbesondere, da wegen der Überlappung der Zählperioden t_o (F i g. 1) zusätzliche Maßnahmen nötig sind.As can be seen from the illustration, in order to determine the phase position change dependent on the measured value, the deviation t 1, t ₂ , h · · · ^v ° n of the period t ₀ must be determined when the measuring shaft is at a standstill. For this purpose, counters with the capacity η are to be provided if a period duration is to be divided into η parts, ie the resolution is to be increased by n. The cost of counting capacity is considerable, especially since, due to the overlapping of the counting periods t _o (F i g. 1) additional measures are necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektronischen Aufwand zur Erhöhung der Auflösung wesentlich geringer zu halten als bei den bekannten Anordnungen. Sie betrifft eine Anordnung zur Bestimmung und digitalen Anzeige der Lageänderung gegeneinander verschiebbarer oder verdrehbarer Körper, bei der durch Abtastscheiben, Dreh- oder Wanderfelder mindestens eine Wechselspannung erzeugt wird, deren Phasenlageänderung von der Meßgrößenänderung linear abhängig ist, und mittels einer einem Generator entnommenen Impulsfolge, deren Frequenz größer als die Frequenz der Wechselspannung ist und bei konstanter Meßgröße ein konstantes Verhältnis zu dieser aufweist, ausgezählt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Phasenlageänderung je ein Teiler und Zähler für die Impulsfolge vorgesehen sind und diese ein so geringes Untersetzungsverhältnis bzw. eine so geringe Zählkapazität haben, daß der Teiler- bzw. Zählerzyklus je Periodendauer der Wechselspannung mehrmals durchlaufen wird, und daß jeweils mit dem Ende einer Periodendauer der Stand des Zählers erkannt, der Zähler auf »0« gesetzt und ein neuer Meßzyklus begonnen wird.The invention is based on the problem of the electronic effort required to increase the resolution to keep much less than with the known arrangements. It concerns an arrangement for determination and digital display of changes in position of bodies that can be moved or rotated against one another, in which at least one alternating voltage is generated by scanning disks, rotating or traveling fields is whose phase change is linearly dependent on the change in the measured variable, and by means of a one Pulse sequence taken from the generator, the frequency of which is greater than the frequency of the alternating voltage is and with a constant measured variable has a constant ratio to this, is counted, and is characterized in that a divider and counter for each are used to determine the change in phase position Pulse sequences are provided and these have such a low reduction ratio or such a low one Have counting capacity that the divider or counter cycle several times per period of the alternating voltage is run through, and that the reading of the counter is recognized at the end of a period, the counter is set to "0" and a new measuring cycle is started.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigtThe invention is explained with reference to the drawing. It shows

Fig. 2 eine Anordnung zur Realisierung des Erfindungsgedankens, und Fig. 2 shows an arrangement for realizing the concept of the invention, and

F i g. 3 eine Anordnung zur Messung bei schwankender Periodendauer t₀ der Wechselspannung.F i g. 3 shows an arrangement for measuring with a fluctuating period t _{0 of} the alternating voltage.

Die Bestimmung der Zeiten i_1; t₂ ... t ist z. B. mit der in F i g. 2 dargestellten Anordnung möglich. Aus einem Konstantfrequenzgenerator 1 werden Impulse L auf einen Teiler 2 gegeben, der die Pulsfrequenz imThe determination of the times i _1; t ₂ ... t is e.g. B. with the in F i g. 2 possible arrangement. From a constant frequency generator 1, pulses L are given to a divider 2, which determines the pulse frequency in

ίο Verhältnis 1 : m untersetzen soll, wobei m erfindungsgemäß ein nur kleiner ganzzahliger Bruchteil der Anzahl k derjenigen Impulse i ist, die in einen Zeitabschnitt to fallen. Sind in den Teiler 2 m Impulse gelangt, wird über die bistabile Kippstufe 4 das Tor 5 geöffnet und Tor 7 über eine weitere Kippstufe 8 geschlossen. In der Folge gelangen die Impulse aus dem Konstantfrequenzgenerator 1 in den Zähler 3, dessen Kapazität η vorzugsweise gleich dem Teilerverhältnis m ist. Mit den Impulsen Im, die jeweils das Ende einer Periode der erzeugten und mit der Meßgröße phasenveränderlichen Wechselspannung angeben, wird über die Leitung 6 das Tor 5 wieder gesperrt, der Teiler 2 wird auf »0« gesetzt und ein neuer Zyklus begonnen. Bis dahin kann die Kapazität« wegen η « k mehrmals durchlaufen worden sein. Das bedeutet, daß der Zähler 3 nach jedem Erreichen von η auf 0 springt und dann von neuem zu zählen beginnt.
Während des ersten, größeren Teiles eines neuen Zyklus wird der Zähler 3 durch bekannte, nicht dargestellte, Mittel durch Auf- oder Abzählen auf »0« gebracht; die Anzahl der dazu notwendigen Abfrageimpulse ist ein Maß für den im vorangehenden Meßzyklus von der Meßwelle zurückgelegten Winkel. Die Abfrageimpulse können über die Leitung 3' vorzeichenrichtig einem nichtgezeichneten Summationszähler zugeführt werden. Wurde im Zähler3 vor. Eintreffen des letzten Impulses Im auf der Leitung 6 die halbe Kapazität n/2 nicht erreicht, so werden die Abfrageimpulse negativ eingezählt, im anderen Falle positiv. Damit ist gleichzeitig ein Kriterium für das Vorzeichen zur Summation der Winkelinkremente gegeben. Nach Beendigung der Abfrage des Zählers 3 wird das Tor 7 über die Leitung 9 wieder geöffnet.ίο should reduce the ratio 1: m , where m according to the invention is only a small whole-number fraction of the number k of those pulses i that fall within a time segment to. If 2 m pulses have reached the divider, gate 5 is opened via bistable toggle 4 and gate 7 is closed via another toggle 8. As a result, the pulses from the constant frequency generator 1 reach the counter 3, the capacity η of which is preferably equal to the division ratio m . With the impulses Im, which each indicate the end of a period of the alternating voltage generated and phase-variable with the measured variable, gate 5 is blocked again via line 6, divider 2 is set to "0" and a new cycle begins. Until then, the capacity «due to η « k can have been run through several times. This means that the counter 3 jumps to 0 each time η is reached and then starts counting again.
During the first, larger part of a new cycle, the counter 3 is brought to "0" by known means, not shown, by counting up or down; the number of interrogation pulses required for this is a measure of the angle covered by the measuring shaft in the previous measuring cycle. The interrogation pulses can be fed via the line 3 'with the correct sign to a summation counter (not shown). Has been in Counter3 before. When the last pulse Im on line 6 does not reach half the capacity n / 2, the interrogation pulses are counted as negative, otherwise positive. A criterion for the sign for the summation of the angle increments is thus given at the same time. After the interrogation of the counter 3 has ended, the gate 7 is opened again via the line 9.

Der nächste Impuls aus dem Teiler 2 öffnet das Tor 5, und es gelangen bis zum folgenden, das Ende eines Zeitabschnittes t₀ markierenden Impulses Iu wieder die Impulse in den Zähler 3. Es sei darauf hingewiesen, daß die üblichen Mittel zur Vermeidung von Fehlzählungen durch Impulskoinzidenzen usw. in F i g. 2 und F i g. 3 nicht dargestellt sind.The next pulse from the divider 2 opens the gate 5, and until the next pulse Iu , which marks the end of a time segment t ₀ , the pulses again enter the counter 3. It should be noted that the usual means of avoiding incorrect counts Impulse coincidences etc. in FIG. 2 and F i g. 3 are not shown.

Die halbe Kapazität dieses Zählers ist so zu wählen, daß dieser die maximale Anzahl von Winkelinkrementen, die je Meßzyklus zurückgelegt werden, fassen kann. Ist η eine gerade Zahl, so ist die Stellung n/2 des Zählers hinsichtlich der Vorzeichenbestimmung nicht eindeutig, da die Stellung »0« von dort aus durch Vorwärts- wie durch Rückwärtszählen in gleich vielen Schritten erreicht wird. Da /i/2 deshalb bei Eintreffen eines Impulses /,« nicht belegt sein darf, wird die Kapazität η entweder so groß gemacht, daß die Stellung n/2 mit Sicherheit stets unbelegt bleibt, oder η ungerade gewählt. Allerdings muß dabei η ein ganzzahliger Bruchteil von k bleiben.Half the capacity of this counter must be selected so that it can hold the maximum number of angle increments that are covered per measuring cycle. If η is an even number, then the position n / 2 of the counter is not unambiguous with regard to the determination of the sign, since the position "0" is reached from there by counting upwards and downwards in the same number of steps. Since / i / 2 must therefore not be occupied when a pulse /, «arrives, the capacitance η is either made so large that the position n / 2 always remains unoccupied, or η is chosen to be odd. However, η must remain an integral fraction of k .

Bei dieser Anordnung hängt die aufzuwendende Zählkapazität nur noch von der maximal möglichen Anzahl je Meßperiode zurückgelegter Längen- oder Winkelinkremente ab, nicht jedoch von der erziel-With this arrangement, the counting capacity to be used only depends on the maximum possible Number of length or angle increments covered per measuring period, but not from the

baren Weiterunterteilung der Teilscheiben. Soll z. B. die Teilung vertausendfacht werden und werden je Meßperiode maximal ± 4 Winkelinkremente zurückgelegt, genügen ein Teiler 2 mit der Untersetzung 10 : 1 und eine Zähldekade 3, während bei bekannten Verfahren ein Teiler 1000:1 und entsprechende Zählkapazität vorzusehen sind.further subdivision of the dividing disks. Should z. B. the division can be and will ever be a thousandfold Measuring period covered by a maximum of ± 4 angle increments, a divider of 2 with the reduction is sufficient 10: 1 and a counting decade 3, while in known methods a divider 1000: 1 and corresponding Counting capacity are to be provided.

Nach dem erläuterten Prinzip ist die Meßgenauigkeit von der Frequenzkonstanz der erzeugten Wechselspannung abhängig. Wird diese durch umlaufende Abtastscheiben erzeugt, sind kleine Schwankungen nicht vermeidbar.According to the principle explained, the measurement accuracy depends on the frequency constancy of the alternating voltage generated dependent. If this is generated by rotating scanning disks, there are small fluctuations not avoidable.

In F i g. 3 ist eine Anordnung zur Bestimmung der Phasenlageänderung bei schwankender Periodendauer ίο dargestellt.In Fig. 3 is an arrangement for determining the change in phase position with a fluctuating period ίο shown.

Sie besteht aus dem Teil 10, der der Anordnung nach F i g. 2 entspricht, jedoch ist der Frequenzgenerator 12 nicht mehr in ihr enthalten, sondern zusätzlich einem Zähler 11 und einem Speicher 13 zugeordnet. Dem Zähler 11, dessen Kapazität ebenfalls ein kleiner, rationaler Bruchteil von η ist, werden ununterbrochen Impulse aus dem Frequenzgenerator 12 zugeführt. Jeweils bei Eintreffen eines Impulses Iv einer auf bekannte Weise von einer zweiten Wechselspannung (Referenzwechselspannung) abgeleiteten Impulsfolge, deren zeitlicher Impulsabstand ein Maß für die augenblickliche Drehgeschwindigkeit der Abtastscheibe bzw. für die Frequenz der Dreh- oder Wanderfelder ist, wird der Zählerstand in den Speicher 13 übernommen, während der Zähler 11 kontinuierlich weiterzählt.It consists of part 10 which, according to the arrangement shown in FIG. 2, but the frequency generator 12 is no longer contained in it, but is additionally assigned to a counter 11 and a memory 13. The counter 11, the capacity of which is also a small, rational fraction of η , is continuously supplied with pulses from the frequency generator 12. Each time a pulse Iv arrives of a pulse sequence derived in a known manner from a second alternating voltage (reference alternating voltage), the timing of which is a measure of the instantaneous speed of rotation of the scanning disk or the frequency of the rotating or traveling fields, the counter reading is stored in memory 13 taken over while the counter 11 continues to count.

Die Kapazität von Zähler und Speicher können sehr klein gehalten werden, da sie nur Abweichungen der Impulsphasenlage von der Sollage aufzunehmen brauchen. Die im Speicher 13 enthaltene Impulszahl wird zur Regelung der Frequenz des Generators 12 benutzt, wobei diese Frequenz einen solchen Wert anstrebt, daß in dem Speicher die Zahl »0« gespeichert ist.The capacity of the counter and memory can be kept very small, as there are only deviations need to record the pulse phase position from the target position. The number of pulses contained in memory 13 is used to control the frequency of the generator 12, this frequency being such a value strives for the number "0" to be stored in the memory.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ist der elektronische Aufwand zur weiteren Unterteilung der Teilscheiben minimal. Zur Erreichung möglichst kurzer Abtastperioden muß die Frequenz des Generators 12 hoch gewählt werden. Dies bringt jedoch keine weiteren Nachteile, wenn die beschriebenen Anordnungen unmittelbar am Meßgerät angebracht und gut abgeschirmt werden, da dann auf den Leitungen vom Gerät zur Anzeige od. dgl. nur die Winkel- oder Längeninkremente übertragen werden, deren Frequenz der Auflösung und der Meßwellendrehzahl bzw. der Verschiebungsgeschwindigkeit entspricht. Gegenüber der bekannten Anordnung mit ebenfalls regelbaren Frequenzgeneratoren hat die Erfindung außer dem Vorteil geringeren Aufwandes auch den, daß der einzige vorgesehene Generator in seiner Frequenz nur den Schwankungen der Rotordrehgeschwindigkeit zu folgen braucht, nicht aber Änderungen der Meßwellengeschwindigkeit, was die Meßsicherheit unabhängig von Drehbeschleunigungen der Meßwelle bzw. Längsbeschleunigungen des verschiebbaren Körpers macht.In contrast to the known methods, the electronic effort required to further subdivide the Dividing disks minimal. To achieve the shortest possible sampling periods, the frequency of the generator 12 can be chosen high. However, this does not bring any further disadvantages if the arrangements described attached directly to the measuring device and well shielded because then on the lines from the device to the display od. The like. Only the angle or length increments are transmitted, their frequency corresponds to the resolution and the measuring shaft speed or the displacement speed. Opposite to the known arrangement with also controllable frequency generators, the invention also has The advantage of less effort is that the only generator provided in terms of its frequency must follow the fluctuations in the rotor speed, but not changes in the measuring shaft speed, what the measurement reliability independent of rotational accelerations of the measuring shaft or longitudinal accelerations of the displaceable body power.

Das beschriebene Verfahren ist unabhängig yon der Art der Signalerzeugung und kann überall angewendet werden, wo für eine Winkeländerung oder Längsverschiebung eine Phasenverschiebung einer Wechselspannung abgeleitet werden kann.The method described is independent of the type of signal generation and can be used anywhere where for an angle change or longitudinal shift a phase shift of a AC voltage can be derived.

In den Beispielen wurde die volle Periodendauer der erzeugten Wechselspannungen als Abtastzeitraum benutzt. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese Periodendauern auf bekannte Weise zu unterteilen und erst diese Abschnitte auf die beschriebene Art zu interpolieren.In the examples, the full cycle duration of the alternating voltages generated was used as the sampling period used. Of course, it is also possible to subdivide these periods in a known manner and first interpolate these sections in the manner described.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for determining and digitally displaying the change in position relative to one another, displaceable or rotatable bodies in which at least one alternating voltage is generated by scanning disks, rotating or traveling fields, whose phase change is linearly dependent on the change in the measured variable, and by means of a Pulse sequence taken from a generator, the frequency of which is greater than the frequency of the alternating voltage is and with a constant measured variable has a constant ratio to this, counted is, characterized in that a divider (2) and counter (3) for the pulse train are used to determine the change in phase position are provided and these have such a low reduction ratio or such a low counting capacity have that the divider or counter cycle per period of the alternating voltage several times is run through, and that the reading of the counter (3) is recognized at the end of a period, the counter is set to "0" and a new measuring cycle is started.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that means for generating a further reference AC voltage independent of the change in the measured variable in terms of frequency and phase position are provided and the ratio of the pulse repetition frequency of the generator (1) to the frequency of this alternating voltage a setpoint is controlled. ■

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that for regulating the ratio the pulse repetition frequency of the generator (1) to the frequency of the reference AC voltage a counter (11) and a memory (13) are provided, the capacity of which is a smaller, more rational one Is a fraction of the ratio mentioned, and that in each case with the end of a period the reference alternating voltage the current state of the counter (11) in the memory (13) is accepted and the counter (11) continues to count.

4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the reference AC voltage and the alternating voltage, which is dependent on the change in the measured variable in its phase position, even with a constant measured variable have different frequencies.