DE1900260A1 - Ortsveraenderungsmessvorrichtung - Google Patents
OrtsveraenderungsmessvorrichtungInfo
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Description
* J
N-V.?!*" Cioeiiampenfabrissen .
aw· im» PHN- 2934 19 r. ■ 13 r
2. Jan. 1969
Ortsveranderungsmessvorrichtunt«
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der
und der Richtung der Ortsveränderungen eines in bezug auf einen anderen
Gegenstand bewegbaren Gegenstandes mittels mindestens zweier in einem bestimmten
Abstand voneinander auf einem der Gegenstände befestigter Abtaaiorgane,
in denen bei relativer Verschiebung der Gegenstände gegeneinander phasenverschobene Wechselsignale «ntstehen, die je einem Differenzverstärker
mit nachgeschaltetem Eechtecksignalbildner zugeführt werden und ein
Diskriminator vorgesehen ist, in dem die von den Reqhtecksignalbildern
stammenden Signale in Vor- und Rückwärtszählimpulse umgewandelt werden.
Solche Vorrichtungen sind bekannt (britieche Patentschrift 810.478, D.A.S.
I.O6O.6O9) und werden auch Verschiebungsvorrichtungen mit statischen Abnehmern
genannt, da dabei die von den Abtastorganen stammenden oignale
bein Stillstand Gleichstromsignale sind. Sie werden häufig für Messungen
an Werkzeugmaschinen und dgl. verwendet. £3 werden dabei mindestens zwei,
aber vorzugsweise vier Abtastorgane verwendet, deren Auegangssignale paar-
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2 PHH. 2934.
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weise in Differenzverstärker!! derar« Kombiniert werden, dass eine etwaige
Asymmetrie der Signale wenigstens teilweise beseitigt wird. Die Abtaster»
gane können opto-photoelektrisshe5 induktive oder kapazitive Abtastorgane
sein· Asymmetrie der Signale der Abtastorgane bringt bei der weiteren Verarbeitung
dieser Signale nach den Rechtecksignalbildern in dem Diskrimine«
tor Messfehler mit sich und kann sogar die Signale vollständig verschwinden lassen., Die Asymmetrie ist auf fentperaturschwaiikungen und Alterung
der Abtastorgane, z.B. Snderung des tensperaturabhangigen Dunkelstroms,
und die von Temperatur und Alterung- abhängige Empfindlichkeit von Photozellen
in opto-photoelektrisehen Abtastorganen und weiterhin auf Verachmu ·«
zung der Messlineale auf der Werkzeugmaschine und auf Änderung der Helligkeit
der Lampe zurückzuführen,
In der Praxis hat sich ergeben, dass mit der bekannten Vorrichtung
nicht eine vollständige und zuverlässige Beseitigung der Asymmetrie erzielt werden kann. Infolge von Charakteristikunterschieden der 'Aatastorgane,
insbesondere bei Photozellen, treten hinderliche Fehler aui1..
Die Vorrichtung nach der Erfindung behebt diesen Nachteil und ist dadurot
gekennzeichnet, dass eine Gleichrichtschaltung mit nachgeschalteten Ver«
gleichsschaltungen vorgesehen ist, dass die in der Gleichrichtschaltung
gleichgerichteten ZShlimpulse des Biel:rirainators die Vergleicheechaltüffgei:
steuern und in jeder der Vergleichsschaltungen die Symmetrie eines einer-Rechtecksignalbildner
entstammenden Rechtecksignals bestimmt wird und bei Asymmetrie ein ßegeleignal erzeugt wird, das Mitteln zum Indern eines Beferenzeinstellsignals
des Abtastorgans zugeführt wird· Die vollständige
oder partielle Asymmetrie Hast sich nicht einfach durch GlSttung des Abtaatsignala
in einem Tiefbandpassfilter und durch Vergleich mit dem halben
tfert der Scheiteispännung eines erhaltenen Rechtecksignals bestimmen, da
das Signal ortsabhängig (statischer Abnehmer) ist und somit während lingerer
Zeit einen bestimmten Wert beibehalten kann. £s kSnnten dann zu Un-
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w BAD ORfGJNAL
w BAD ORfGJNAL
recht örtliche SignalzustSnde als eine Asyrcmetrie betrachtet werden, so
uass oine unerwünschte Regelung der einstellung der Abtaetergane feictreten
würde.
Es ist daher bei der Vorrichtung nach der Erfindung notwendig, aase die Z.thlimpulse am Ausgang des Discriminators eine Wieäerholungsfre«
cuenz aufweisen, die hinreichend hoch i£i, se dass mit Bestimmtheit nicht
ein ortsubhängiger Signalzustand als eine Aeymmetrie, sondern die reelle
Asymmetrie der Abtasteignale in Betracht gesoger, wird*; Dies1 erfolgt is. dir
"■"orrachtunt. nach der Erfindung dadurch, dass die Vergleicnsschaitungen
durch die gleichgerichteten Zählimpulse gesteuert werden» Die Frequenz der
Zählimpulse muss hinreichend hoch sein, us am Ausgang des Sieichrichters
eine für die Vergleichsschaltungen effektive Steuerspannung zu erhalten« bei Asymmetrie eines Abtastsignals, die durch den Rechtecksignalbildner,
auch in dem Reckecksignal vorhanden ist, dae einer Vergleichsschaltung zugeführt
wird, entsteht am Ausgang der Vergleichsschaltung ein Signal, das als Regelsignal für die Referenzeinstellung des Abtastorgans benutzt wird·
Die Referenzeinstellspannung oder -strom des Abtastorgane wird dadurch derart
gelindert, dass ein symmetrisches Ausgangssignal erhalten wird. Die
Mittel zur Änderung des (der) Referenzeinstellstroms oder -spannung bestehen
z.E, aus einem Potentiometer, dessen Abgriff von einem an sich voa
Regelsignal gesteuerten Motor angetrieben wird·
Wenn die Messlineale an den relativ bewegbaren Gegenstanden
verschmutzt sind, tritt eine sich schnell ändernde Asymmetrie im Abtastsignal
beim Passieren der verschmutzten Stellen auf. Dazu ist eine schnelle
Regelung des Referenzeinstellsignals notwendig. Zu diesem Zweck kann in
einer weiteren Ausbildung der Erfindung d&s Regelsignal einer Vergleichsschaltung
einen Vor- und RückwSrtszShler steuern, wobei der Zustand des Zählers über einen Digital-Analog-Wandler das erwünschte Referenzeinstellsignal liefert. Es sei bemerkt, dass bei Verrichtungen nach der Erfindung
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-4- ■ -PEII. 2954«
im allgemeinen zwei Abtastorgane statt Tier wie bei der bekannten Verrichtung
genügen, da es durch die effektive Regelung nach der Erfindung
nicht notwendig iat, eine solche Kombination von Äbtastsignalpaaren zu be«
nutzen, dass auf diese Weise bereits ein Teil der Asymmetrie beseitigt wird«
Eine hinreichende Beseitigung der Asymßetrie ISsst sich durch die Vorrichtung nach der Erfindung pro Abtastorgan erzielen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung nSher erlSutert, Es
zeigenί
Fig· 1 eine erste ·Aueftthrungeform der Erfindung«
Fig* 2 eine zweite Aueführungeform der Erfindung, und
Fig. 3 eine Einzelheit der Vorrichtung nach der Erfindung*
Entsprechende Einselteile sind in den Figuren mit den ^rI ei ab en
Bezugsziffern bezeichnet.
In Fig. 1 bezeichnen 11 und 12 Photosellen einer opto«-phot-G-elektrischen
OrtsverSnderungsmessvorrichtung, deren Messlineale und, der^-n
optischen System nicht dargestellt sind. Die Photozellen 11 und 12 rind ^e
fur sich in eine Brücke A bzw. B eingefügt. Die Brücke A enthSlt weiterhin
einen Widerstand 13t einen Wideretand 14» ä.er auch eine Fhctozelle sein kann*
und ein Potentiometer 9· Die Brücke B enthüllt ferner einen Widerstand ΐ5*
einen Widerstand 16, der auch eine Photozelle sein kann, und ein Potentiometer
10. Die Brücken sind an Klemmen a und b einer nicht dargestellten Speisequelle angeschlossen. Die Ausgangsklemmen der Brücke A sind mit den
Eingängen eines Differenzverstärker 1 mit nachgeschaltetem Eechtecksignalbildner
1a verbunden. Der Eechteckelgnalbildner 1 a liefert Rechteck«
abtastsignale S und S , die einem Diskriminator 3 zugeführt werden* Die
Ausgangsklemmen der Brücke B sind mit den Eingangen eines Differenzverstärkers
2 mit nachgeschalteten! Eechtecksignalbildner 2a verbunden« Der
flechtecksignalbildner 2a liefert Eechteckabtastsignale SqfJ und SQr)i die
auch den Diskriminator J zugeführt werden. In dem Diskriminator 3 werden
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,SAD ORIGINAL
dii Sigiaile S , S , 3~λ und SL^ xittels sines 'ogiat-asv- ildt-rr/erk^u j~ Y-o.?*
flirts- cder RückwltrtszShlimpulse an lan Klemmen H1 f je nach der Verschiebung« richtung umgewandelt, Ein aniuher Diskriminator .'.:*: a»B* in dar
nisdarlandiachen Patentanmeldung o.611.6i3S„ Fi6, 3 (?2!?, 1853) beijh-ria^n,
Die Vor- und RüskwärtsaShliapulae werden durch ein CDJäR-Gatter 4j. «ä--?~
Qleichrichtschaltung 4 zugeführt. Bei hinreichend hohs.? Frequenz issr ei'-od
rr ittlckwSrt a zähl impulse liefert die Gleichrie'viaehaltuag 4 ein Siauü.?=»
für die Vergleichsachaltungen 5 und 6. Der Vergleichsschalcung 5
r'l'in die miteinander zu vergleichenden Signale S "and S , gegebene.-ial j.3
nach Durchgang durch ein Tiefbandpassfilter, zugeführt, Der
schaltung 6 werden die miteinander zu vergleichenden Signale Sq0 und 5qA
gegebenenfalls nach Durchgang durch ein Tiefbsndpassfilter zugeführt. 3ai
ο ir»or. Unterschied zwischen den mittleren Werten, also beim Auftreten ,äin-ar
Asvrmetrie der S -, 5 -bzw· Sqc-, S^-Signale erscheint in AbhRngigkei% ron
dar Richtung der Asymmetrie ein Regelsignal an ainsm der Ausgänge der Yerelüiihsschaltungen
5 bzw. 6. Die Vergleichsschaltung 5 ist mit eiasai .,oi^r
7 und die Vergleichsschaltung 6 ist mit einem Motor 8 verbunden. Di* Motoren
werden von den auftretenden Regelsignalen gesteuert. Der Motor ? treibt den Abgriff des Potentiometers 9 und der Motor 8 treibt den Abgriff des Potentiometers
10 an« Die Regelsignale bestimmen somit über die Motoren ? --sw.
θ die Lagen der Potentiometer 9 und 10. Dadurch werden die betreffenden
Brückeneinstellungen geändert, so dass die Referenzeinstellspannungen für
die Photozellen 11 (und gegebenenfalls 14) bzw. 12 (und gegebenenfalls 16}
sich derart andern, dass die Asymmetrien beseitigt werden·
Fit·. 2 zeigt eine Vorrichtung zur schnellen Regelung des Referenzeinstellsignal·
für ein Abtastorgan·
Sie Regelsignale der Vergleichsschaltungen 3 und 6 werden UHD-Gattereingangen
von Vor- und Rückwärtszählern 17 bzw· 13 zugeführt· Ss wird
diesen auch ein Taktimpilssignal c. zugeführt, das einem nicht dargestell-
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tan Ta.:·-, nlapuiiä^eneraiox «niaoas^i viruj "fi-anr, viii liagsix^rnal poaitlv -sdar"
negativ vorhanden iat, werden über ainsn UND-6at fcereingaß.3 dem Zahler 17
Ee&elsignala die Impulse vorwärts oder rückwärts zShit. Die Zustände d«s
Zähler 17 und 1Ö werden in Digiial-Analog-Wandlern I9 bzw, 20 in eine atiw
löge Referenzeinefcelläpannung umgewandali, dia hier z.3. einem Eingang
des Differenzverstärkers 1 bzw. 2 zugeführt wird. Auf dissa Weise läas^
sich eine sehr schnelle Anpassung der Referenzeinstellspannung für di® aa^
tastorgane bewerkstelligen, so dass auch die Asymmetrie infolge Örtlicher
Verschmutzung von Uesslinealen behoben wird* Ia Zusammenbaus mit dieser W~j
lichkeit einer schnellen Anpassung sei bemerki, dasa ein solches Systjxi
sioh auch bei Laser-Messystemen verwenden lässt, in denen ausser dem Hau:;.-·
modus noch schwach ein hSherer oder niedrigerer axialer Modus im Lasersignal
vorhanden ist, wodurch örtliche Modulationsunterschiede des Inter·
ferenamuaters auftreten können. Der Einfluss solcher örtlichen Modulation-^
unterschiede kann durch ein solches, schnell wirkendes Regelsystem behoben
werden·
Fig. 3 zeigt soheaatisch die Einzelteile 4a, 4,5 (bzw» 6) ü-ΐν
Vorrichtung nach der Erfindung. Das ODER-Gatter 4a wird durch den Transistor
T1 mit nachgeschalteter Verstärkerstufe mit dem Transistor T.? gebildet.
Die Klemmen 30 und 31 bilden den Eingang, mit dem die Vor- und üuckwEr^-
zählausgänge T und H des Diskriminator3 3 verbunden sind. Dem ODER-Gat,te~
folgt die GIeianriehtschaltung 4 mit der Diode D und einer Widerstand-Kondensator-Schaltung
RC mit nachgeschaltetem Emitterfolgetransistor T,· An der Klemme 32 (Schalter S in der Lage S-, siehe weiter unten) erscheint
bei einer hinreichenden Ladung des Kondensators C das gleichgerichtete Steuersignal für die Vergleichsschaltung 5 (bzw. 5). Eine Vergleichsschaltung
kann wie folgt ausgebildet sein: Das Steuersignal des Gleichrichters
4 liegt an der Basis eines Transistors T., der in der gemeinsamen Saitter-
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BAD ORiGINAL
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leitung zweier Transistoren T- und Tg vorhanden ist« Bei?, Baser, die-eer
Traneistoren werden die Signale S1S, (SQn, Sqn) sttfffShrt» Bie SC»Soh<ungen
bilden Tiefbandpassfiiter. Diese sind gegebenenfalls entbehrlich, da
ein Motor 7 (oder 8) an sich eine Tiefbandpasskennlinie aufweist« BeS A-fynunetrie
der S -, S -(Sq0-, SqQ-)Signale entsteht in Abhängigkeit vor. der
Richtung der Aeyemetrie an deß Kollektor des Transistors 5L oder des Transistor*
T^ ein RegeIsignal für den Motor» Βer Motor wird links oder rechte
herum gedreht, wodurch der Potentiometerabgriff auf- oder ebwfirts bewegt
wird.
£· sei fceaerkt, dass ee in praktischen Fällen notwendig sein
kann, eine Anlas schaltung zuzuordnen* Bein Abschalten <J*r ganzen Vorrichtung
cleiben die Motoren 7 und 8 der Ausftt'hrungsform nach Fig·, i selbgtrerstEndlich
stehen, so dass die Abgriffe der Potentiometer 9 und 10 am Snde des
Arbeitstags in ihrer Lage stehen bleiben* Bei Heueinechaltung act nächsten
Ta*- kSnnen die UmatSnde sich derart geändert haben, dass diese Einstellung
vollkommen falsch iet, sogar in den Masse, dass durch susserordentliche A-symnietrie
keine ZShllapulse mehr entstehen, wodurch die Regelung nicht wirksam
wird.
Die Zahler (17118) der Ausführungsform nach Fig. 2 fallen in
eine beliebige Lage beim Einschalten, wenn keine besonderen Elemente verwendet
werden. Auch dies kann zu Unwirksamkeit führen.
Dies lasst sich durch einen Schalter S einfach lösen, der in
Fit. 3 dargestellt ist. Wird beim Einschalten der Maschine der Schalter S
in die Lage S. gedreht und wird gleichzeitig der Abnehmer bewegt, so iet
die Regelung infolge einer hinreichenden Spannung am Punkt 33 «wischen den
Widerstanden R. und R„ wirksam, obgleich, wie gesagt, noch keine ZShliapulse
vorliegen können. Hach kurzer Zeit ist die Symmetrie eingestellt und
es erscheinen ZShlinpulse, so dass der Schalter S in die normale Lage S„
gedreht werden kann·
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Claims (3)
1. Vorrichtung zum Messen der GrBsse und Richtung yon OrtsVeränderungen eineβ
in bezug auf einen anderen Gegenstand bewegbaren Gegenstandes mittels mindestens
zweier in einem bestimmten Abstand voneinander auf einem der erwShnten Gegenstände
befestigter Abtastorgane, in denen bei relativer Ortsveranderung der Gegenstande
gegen einander phasenverschobene Wechselsignale entstehen, die je einem
Differenzverstärker mit nachgeschalteteia Rechtecksignalbildner zugeführt
werden und ein Diskriminator vorgesehen ist» in dem die von den Rechtecksignalbildnern
stammenden Signale in Vor- oder RuckwSrtszShlimpulse umgewandelt werdent
' dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleichrichtschaltung (4) mit nachgeschalteten
Vergleichsschaltungen (5, 6} vorgesehen istf dass die in der Gleichrichtschaltung
(4} gleichgerichteten Zählimpulse des Diskriminator die Vergleichsschaltungen
(5, 6} steuern und in «jeder der Vergleichsschaltungen (5» 6) die Symmetrie
eines einem Rechtecksignalbildner (la bzw. 1b) entstammenden Rechtecksignals bestimmt
wird und bei Asymmetrie ein Regelsignal erzeugt wird, das Mitteln zum
Ändern eines -leferenzeinstellsignals des Abtastorcans (11,12) zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LIittel zum
Ändern des Referenzeinstellsignals des Abtastorgans (11 bzw. 12) einen Motor (7 bzw. θ) und ein Potentiometer (9* bzw. 1OJ enthalten, wobei der von dem Regelsignal
einer Vergleichsschaltung gesteuerte kotor einen Abgriff des Potentiometers
antreibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum
."indem des Referenzeinstellsignals des Abtastorgans (11, bzw. 12) einen von dem
Regelsignal einer Vergleichsschaltung (5 bzw. 6) gesteuerten Vor- und HückwSrts-
Q zähler (I?, bzw. 18) und einen Digital-Analog-Wandler (I9 bzw. 20) enthalten, und
dass der Ausgang des Digital-Analog-VTandlers (I9 bzw. 20) das Referenzeinetell-
—* Signal liefert.
4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter (s)
K> vorgesehen ist, durch den wahrend einer Anlassperiode beim Einschalten der Vorrichtung
eine feste Steuerspannung den Vergleicheschaltungen (5,6) zugeführt wird,
8AO ORDINAL
Leerseite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL6801010 | 1968-01-23 | ||
NL6801010A NL6801010A (de) | 1968-01-23 | 1968-01-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1900260A1 true DE1900260A1 (de) | 1969-07-31 |
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DE1900260C3 DE1900260C3 (de) | 1977-08-11 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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BE727209A (de) | 1969-07-22 |
AT285718B (de) | 1970-11-10 |
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NL6801010A (de) | 1969-07-25 |
DE1900260B2 (de) | 1976-12-23 |
GB1206573A (en) | 1970-09-23 |
US3609753A (en) | 1971-09-28 |
JPS4815038B1 (de) | 1973-05-11 |
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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