DE1837750U

DE1837750U - Analog/digital-umsetzer.

Info

Publication number: DE1837750U
Application number: DES30456U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-04-28
Filing date: 1959-04-28
Publication date: 1961-09-14

Description

Analog/Digital-Umsetzer Es ist eine Anordnung zum Umsetzen von Analogwerten in Digitalwerte unter Verwendung eines Lichtmarkenmeßgerätes, eines feststehenden Codemusters und einer fotoelektrischen Auffangvorrichtung bekannt. Bei dieser Anordnung wird der bewegliche jeweils entsprechend dem umzusetzenden Analogwert ausgelenkte Teil, zum Beispiel der Spiegel eines Galvanometers, in der einen Brennlinie und eine vorzugsweise fotoelektrische Auffangvorrichtung in der anderen Brenn-

linie einer ellipsenförmig gebogenen reflektierenden Fläche an-

geord7iet

Di'Änordnung=g8s=äpps verwendet also gegenüber be-

kannt gewordenen Analog/Digital-Umsetzern, die nach einem ähnli-

chen Prinzip arbeiten ? als sammelndes Element eine reflektieren-

de Fläche in Form eines Abschnittes eines Zylinders, dessen Grundlinie durch einen Kegelschnitt gebildet ist. Zur Trennung der auf den beweglichen Spiegel fallenden Lichtstrahlen von den Lichtstrahlen ? die Von dem Codemuster reflektiert werden und auf

die Auffangvorrichtung fallen ? sind Spiegel und Auffangvorrich-

Z

tung Oin den beiden Brennlinien einer ellip-

sen : förmig gebogenen reflektierenden Fläche angebracht.

Die Erfindung betrifft einen derartigen Analog/Digital-Umsctzer,

der als sammelndes Element ebenfalls eine Zylinderfläche mit kegelschnittförmiger und zwar kreisförmiger Grundlinie beziehungweise einen Abschnitt einer solchen Fläche besitzt. Diese kreiszylinderförmige Fläche ist als Sonderfall einer ellipsenförmig gebogenen Fläche aufzufassen, bei der die beiden Brennlinien in einer Brennlinie, nämlich der Achse der kreiszylinderförmigen Fläche, zusammenfallen.
Die Erfindung besteht darin ? daß der bewelgiche, jeweils entsprechend dem umzusetzenden Analogwert ausgelenkte Teil, zum Bei-

spiel der Spiegel eines Galvanometers und die vorzugsv/ei'&e fo-

toelektrische Auffangvorrichtung in der Achse einer kreiszylin-

derförmigen reflektierenden Fläche angeordnet sind.

bekannten

Bei der/Anordnung erfolgte die Trennung

zwischen dem Lichtstrahls, der auf den Spiegel geworfen wird2 und dem refletierten'auf die Auffangvorrichtung fallenden Lichtstrahl durch Anordnung des Spiegels und der Auffangvorrichtung in den beiden Brennlinien einer ellipsenförmig geboge-

nen Fläche. Bei einer kreiszylinderformig gebogenen Fläche ga-

-ng d 1-

YhJ sind andere Maßnahmen zur Trennung der bci-

den Lichtstrahlen erforderlich. Eine zweckmäßige Ausführung

kann darin bestehen, daß der Ablenkspiegel und die Auffangvor-

richtung in der Achse der kreiszylinderförmigen reflektierenden Fläche übereinander angeordnet sind. Der abzulenkende Lichtstrahl und der reflektierte Lichtstrahl werden hierbei unter gewissen Neigungswinkeln auf den Spiegel und die Auffangvorrichtung geworfene Dadurch ist eine saubere Trennung der beiden Lichtstrahllen möglich.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in der Weise möglich, daß die vorzugsweise fotoelektrische Auffangvorrichtung außerhalb der kreiszylinderformigen reflektierenden Fläche und in der Achse dieser Fläche anstelle der Auffangvorrichtung ein Umlenkspiegel angeordnet ist, der die von der reflektierenden Fläche reflektierten Lichtstrahlen durch nochmalige Reflektion auf die außerhalb der kreiszylinderförmigen Fläche angeordnete Auffangvorrichtung umlenkt. Es genügt dann ;, daß nur ein Spiegel in der Achse der kreiszylinderförmigen reflektierenden Fläche angeordnet ist. der sowohl zur Auslenkung des Lichtstrahles entsprechend dem umzusetzenden Analogwert als auch zur Umlenkung des reflektierten Lichtstrahles auf die Auffangvorrichtung ver-

wendetwird.
Das zur Umsetzung der Analogwerte in Digitalwerte vorgesehene.
Codemuster kann unmittelbar auf der Innenseite der kreiszylinderförmigen reflektierenden Fläche in Form lichtdurchlässiger und lichtsperrender Flächentei'Le aufgebracht werden. Als Auffangvorrichtung werden vorzugsweise Fotodiode verwendet9 die den einzelnen Stellen der codierten Zahlen zugeordnet sind. Die Anordnung gemäß der Erfindung hat mehrere Vorteile. Die kreiszylinderförmige reflektierende Fläche läßt sich wesentlich gleichter als eine andersförmig gebogene Fläche herstellen. Weiterhin ist der Ablenkweg des Lichtstrahles beziehungsweise Lichtstriches auf der reflektierenden Fläche proportional dem Ablenkwinkel des Spiegels. Daher kann wenn das Meßwerk linear arbeitet, der Code direkt in linearer Teilung auf die reflektierende Fläche aufgetragen werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß durch die zweimalige Reflektion auf dem Ablenkspiegel das Licht immer aus der gleichen Richtung auf die Fotodioden fällt, unabhängig davon,

in welcher Stellung sich der Ablenkspiegel befindet. Außerdem

ergibt sich bei einer derartigen Anordnung die Möglichkeit, mit

bis

einem Ablenkbereich/nahe an die Grenze von + 180 Grad zu arbei-

ten, was nur bei sehr wenigen bekannten Analog/Digital-Umsetzerne

die optisch-elektrisch arbeiten ? möglich ist.

Ant.'aid der Figur wird eine besondere Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung näher erläutert.
Die in Figur dargestellte Anordnung besteht im wesentlichen aus der Lichtquelle L, die einen strichförmigen Lichtstrahl abgibt dem Ablenkspiegel S, der krieiszylinderförmigen reflektierenden Fläche F und der aus Fotodioden bestehenden Auffangvorrichtung Ao Auf der Innenseite der kreiszylinderförmigen reflektierenden Fläche F ist das Codemuster C aufgebra-oht. Die Anordnung arbeitet wie folgt : Der von der mit einer strichförmigen Öffnung versehenen Lichtquelle L abgegebene Lichtstrahl gelangt auf den Ablenkspiegel So Dieser Spiegel S stellt den beweglichen Teil eines Galvanometers dar. Er wird entsprechend dem umzusetzenden Analogwert um einen gewissen Winkels ausgelenkt. Der von der Lichtquelle L kommende Lichtstrahl fällt nicht senkrecht zur Zylinderachse auf den Ablenkspiegel S, sondern bildet mit dieser Achse einen spitzen Winkel. Der Lichtstrahl erhält also außer der Ablenkung, die durch die dem Analogwert entsprechende Stellung des Spiegels hervorgerufen wird, eine zusätzliche konstante Ablenkung in achsialer Richtung. Der von dem Ablenkspiegel S abgelenkte Lichtstrahl trifft nunmehr auf die kreiszylinderförmige reflektierende Fläche, die mit dem aus lichtdurchlässigen und lichtsperrenden Flächenteile bestehenden Codemuster versehen ist. An-den lichtdurchlässigen Stellen des Codemusters wird der Lichtstrahl in Richtung auf den Ablenkspiegel S reflektiert, während an den lichtsserrenden Stellen des Codemusters C der Lichtstrahl absorbiert wird. Nach nochmaliger Reflektion an dem Ablenkspiegel S trifft'der

Lichtstrahl auf die aus ; den Fotodioden F1-F4 bestehende Auffang-

vorrichtung A. In demdargestellten Beispiel enthält das Codemuster C in'den Reihen 1 und 4 reflektierende Flächenteile, während die Flächenteils der Reihen 2 und 3 nicht reflektierend sind.
Entsprechend werden dann die Fotodioden F1 und F4 beleuchtet. Auf die Fotodioden F2 und F3 fällt dagegen kein Licht.
Anhand der Figur wurde eine besondere Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung erläutert. Es ist dies aber keineswegs die allein mögliche Ausführungsform. Die Auffangvorrichtung muß nämlich durchaus nicht außerhalb der kreiszylinderförmig gebogenen Fläche angeordnet sein, sondern kann sich zum Beispiel anstelle des oberen Teiles des Ablenkspiegels direkt in der Achse der reflektierenden Fläche befinden. Sie muß allerdings dann anders als die in der Figur dargestellte aus Fotodioden bestehende Auffangvorrichtung A aufgebaut sein. Außerdem ist es nicht nötige ein Galvanometer als das den Analogwert anzeigende Instrument zu verwenden. Die Erfindung ist vielmehr im allgemeinen überall dort anwendbar, wo Winkelpositionen in Digitalwerte'umge-

setzt werden sollen.

Schutz

5-anspruche

1 Figur

Claims

1. Anordnung zum Umsetzen von Analogwerten in Digitalwerte unter Verwendung eines feststehenden Codemusters sowie eines Licht- markenmeßgerätes und einer fotoelektrischen Auffangvorrichtung

diegsma : XKa : sN : ix : xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxi

in der Brennlinie einer kegelschnittförmigen reflektierenden Fläche angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet9 daß der beweg-

liche, jeweils entsprechend dem umzusetzenden Analogwert ausgelenkte Teil, zum Beispiel der Spiegel eines Galvanometers 9 und die vorzugsweise fotoelektrische Auffangvorrichtung in der Achse einer kreiszylinderfäörmigen reflektierenden Fläche angeordnet sind.

2. Anordnung aach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet9 daß die vorzugsweise fotoelektrische Auffangvorrichtung außerhalb der kreiszylinderförmigen reflektierenden Fläche und in der Achse dieser Fläche anstelle der Auffangvorrichtung ein Umlenkspiegel angeordnet ist, der die von der reflektierenden Fläche reflektierten Lichtstrahlen durch nochmalige Reflektion auf die außerhalb der kreiszylinderförmigen reflektierenden Fläche angeordnete Auffangvorrichtung umlenkt.

3. Anordnung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Spiegel in der Achse der kreiszylinderförmigen reflektierenden Fläche angeordnet ist der sowohl zur Auslenkung des Lichtstrahles entsprechend dem umzusetzenden Analogwert, als auch zur Umlenkung des reflektierten Lichtstrahles auf die Auf- fangvorrichtung vorgesehen ist.

Schutz XEXSXXSXSX a n s p r Ü o h e

40 Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Umsetzen der Analogwerte in Digitalerte vorgesehene Codemuster unmittelbar auf der Innenseite der kreiszylinderförmigen reflektierenden Fläche in Form lichtdurchlässiger und lichtsperrender Flächenteile angebracht ist.

5. Anordnug nach einem der Ansprüche 1 bis 49 dadurch gekennzeichnet, daß als Auffangvorrichtung Fotodioden vorgesehen sind, die den einzelnen Stellen einer codierten Zahl zugeordnet sind.