DE1925100A1

DE1925100A1 - Vorrichtung zur Bewegungsmessung

Info

Publication number: DE1925100A1
Application number: DE19691925100
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Himuro; Saburo Uemura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1968-05-17
Filing date: 1969-05-16
Publication date: 1969-11-27
Also published as: US3582924A; GB1262877A; CH510866A; CA973948A; DE1925100B2; DE1925100C3

Description

It 1297

Sony Corporation, Tokio (Japan)

Vorrichtung zur Bewegungsmessung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bewegungsmessung, insbesondere eine Meßvorrichtung mit einer Interpolationseinrichtung. Es wurde bereits eine Vorrichtung zur elektrischen Messung von Längen, Winkeln oder dergleichen in Form eines elektrischen Signales, das von einer geeigneten Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, vorgeschlagen. Hierbei finden Wandler, beispielsweise Magnetköpfe, sowie eine Magnetskala Verwendung, die eine Bezugsteilung (im allgemeinen als magnetische Teilstriche bezeichnet) brägfc, die durch Aufzeichnung rechteckförmiger oder sinusförmiger Signale einer bestimmten Wellenlänge auf einem magnetischen Medium hergestellt wird.. Ein anderes bereits vorgeschlagenes Gerät erzeugt ein Ausgangssignal, dessen Phase der Winkelstellung eines Rotors proportional ist, wodurch wie bei einem Auflöser oder einem Sinus-Kosinus-Generator eine Bewegung angezeigt wird. In dem erstgenannten Gerät ist es jedoch schwierig, Signale einer Wellenlänge unter 100 Mikron als Signale der Teilstriche der Magnetskala zu verwenden; hierdurch ergeben sich gewisse Grenzen für die Genauigkeit der Bewegungsmessung. Bei beiden bekannten Einrichtungen ist es ferner schwierig, eine Interpolation in digitaler Form zu erreichen.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bewegungsmessung zu entwickeln, bei der die auf einer Magnetskala aufgezeichnete Wellenlänge elektrisch gleichgeteilt wird, so daß eine Magnetskala einer wesentlich kürzeren Wellenlänge gewonnen wird, als praktisch auf der Skala vorgesehen ist; auf diese Weise soll eine erhöhte Genauigkeit der Bewegungsmessung erzielt werden.

" Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Bewegungsmessung zu entwickeln, die in digitaler Form Meßwerte anzeigen kann, die kleiner als die Wellenlänge der Magnetskala sind.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigen _ . .

Fig.1 ein Blockschaltbild einer bekannten Vorrichtung zur Bewegungsmessung mit magnetischen Teilstrichen;

Fig.2 ein Schema eines Teiles der Fig.1;

Fig.3 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles;

Fig,4 eine Anzahl von Diagrammen zur Erläuterung der Eingangs- und Ausgangssignale eines Vergleichskreises, der Bestandteil der Vorrichtung gemäß Fig.3 ist;

Fig.5 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Impulsbreite des Ausgangssignales des Vergleichskreises (Fig.3) und dem abstand zwischen den Magnetköpfen und den magnetischen Teilstrichen der Magnetskalä;

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Pig.6 ein Diagramm zur Erläuterung der Ausgangssignale des Vergleichskreises, die entgegengesetzte Polarität aufweisen;

Pig.7 Diagramme der Eingangs- und Ausgangssignale eines zweiten Torkreises gemäß Pig.3;

Pig.8 Eingangs- und Ausgangssignale eines Digital-Analog-Wandlers und eines Differentiationskreises gemäß Pig.3;

Pigβ 9 Eingangs- und Ausgangssignale eines Vergleichskreises eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung.

In Pig,1 ist eine übliche Einrichtung zur Bewegungsmessung dargestellt, die eine Magnetskala und ein Paar von Magnetköpfen enthält. Die Magnetskala 1 wird durch ein magnetisches Medium gebildet, indem beispielsweise auf eine Glasplatte oder einen Metallstreifen ein Mägnetpulverüberzug aufgetragen ist und auf dem beispielsweise eine Sinuswelle einer bestimmten Wellenlänge Λ, aufgezeichnet ist. Ein Wandler 2 enthält ein Paar von Magnetköpfen 3 und 4 des Modulationstypes, die in Eingriff mit der Magnetskala 1 gehalten werden, voneinander jedoch den Abstand (n + 1/4)JL aufweisen, wobei ή eine positive ganze Zahl (einsehließlieh O) darstellt. Das Ausgangssign al eines Oszillators 5, der eine Cszillatorfrequeris f~ besitzt, wird einem Frequenzteiler 6 zugeführt und hier auf f_o/2 untersetzt. Das resultierende Signal wird als Trägersignal dem Magnetkopf 3 zugeführt, gleichzeitig auch - nach Phasenverschiebung in einem Phasenschieber 7, beispielsweise uin XlA - dem Magnetkopf 4.

Sind die Xagnetkcpfe 3 und 4 in einem Abstand χ von den magnetise^ rr. Teilstrichen In₁ ,π,,ΐη, ..,,. m₂ der Mag-

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BAD OB5GIHAL

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netskala 1 angeordnet, so sind die von der Magnetskala 1 in den Magnetköpfen 3 und 4 induzierten elektromotorischen Kräfte k₁ sin.^^ bzw. k₂ cos ^~; hierbei sind k₁ und k₂ proportionale Konstante. Die den Magnetköpfen 3 und 4 zugeführten Träger werden durch die elektromotorischen Kräfte moduliert und ergeben modulierte Ausgangssignale der Magnetkopf e 3 und 4. Wird die Ausgangsspannung des Magnetkopfes 3 als e. bezeichnet, so läßt sich folgende Beziehung aufstellen

e., = k₁ sin ^j^ ' cos 2#f_ot (1)

Bezeichnet man die Ausgangsspannung des Magnetkop fes 4 als e₂» so gilt hierfür die Beziehung

e₂ = k₂ cos ~-£ ' sin 2 ti _Qt (2)

In diesem Falle sind die Träger jeweils sin ^f«t bzw, sin (¹^f₀* +^/4); da jedoch die Magnetköpfe 3 und 4 beim angenommenen Ausführungsbeispiel nach dem Modulationsprinzip arbeiten, sind ihre Ausgangssignale - wie in den obigen Gleichungen angegeben - sin 2^ί_οΐ bzw. cos 2^f_ot. Die beiden Ausgangesignale e.. und βρ werden in einem Mischer 8 gemischt und liefern ein phasenmoduliertes Ausgangssignal e,_f für das folgende Beziehung gilt:

e = k» sin (2Tf_ot + i±i) (3)

Hierbei ist k, eine proportionale Konstante. Das phasenmodulierte Signal e, wird einem Filter 9 zugeführt und liefert ein Signal einer Frequenz f_Q, das heißt einer doppelt so hohen Frequenz wie das. den Magnetköpfen 3 und 4 zugeführte Signal. Das resultierende Signal gelangt zu einem Impulsformkreis 10 und liefert einen Im-. puls« .

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Das Ausgangssignal des Oszillators 5 wird gleichzeitig einem. Impulsformkreis 11 zugeführt und in einen Impuls umgewandelt, der als Bezugssignal dient. Die Ausgangsimpulse der Kreise 10 und 11 gelangen zu einem Vergleichskreis, beispielsweise einer Flip-Flop-Schaltung 12 und werden hier miteinander verglichen. Es ergibt sich dadurch ein Rechtecksignal, dessen Breite sich mit der Phasendifferenz zwischen den beiden Impulsen ändert. Das Rechtecksignal wird auf eine gewisse Amplitude gebracht und dann zur Integration einem Tiefpaßfilter 13 zugeführt, dessen cutoff-Frequenz, beispielsweise f_Q/2 beträgt. Hierdurch ergibt sich eine Spannung e., die proportional dem Phasenwinkel in Gleichung (3) ist. Die Spannung e. wird einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Voltmeter 14 zugeführt; man erhält dadurch eine Spannungsanzeige proportional dem relativen Abstand χ zwischen den Magnetköpfen 3,4 und den magnetischen Teilstrichen.

Mit dem oben beschriebenen Meßgerät ist es schwierig, auf der Magnetskala 1.Signale einer Wellenlänge von beispielsweise weniger als 100 Mikron als Bezugsteilungen aufzuzeichnen. Dies führt zu einer Begrenzung in der Meßgenauigkeit der mechanischen Bewegung; es ergeben sich dadurch ferner Schwierigkeiten bei der digitalen Anzeige der Bewegung. ■ ...·'"

In Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Der Oszillator 105 besitzt eine Frequenz F_Q. Da jedooh dieses Ausführungsbeispiel ein Signal mit einer vom Oszillator 5 unterschiedlichen Frequenz benötigt, wird das Ausgangssignal des Oszillators 105 durch die Frequenzteiler 115 und 116 geteilt, ehe es den einzelnen Schaltungsteilen zugeführt wird. Es sind weiterhin (entsprechend den Elementen 7,8 und 9 der Fig.1) ein Phasenschie-

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ber 107, ein Mischer 108 und ein Filter 109 vorgesehen.

Der einstellbare Phasenschieber 117 liegt in dem Stromkreis, durch den ein zusammengesetztes Signal e, der Magnetköpfe 103 und 104, die in Eingriff mit einer Magnetskala 101 stehen, einen Vergleichskreis 112 (beim dargestellten Ausführungsbeispiel einem Flip-Flop-Kreis) zugeführt wird. Der einstellbare Phasenschieber 117 ist so eingerichtet, daß bei jeder beliebigen Lage der Magnet-r köpfe 103,104- gegenüber den magnetischen Teilstrichen durch entsprechende Einstellung des Phasenschiebers eine Längen- oder Bewegungsmessung von der Stellung der Magnetköpfe aus erfolgen kann. Dieses System wurde in einer älteren Anmeldung der Anmelderin vorgeschlagen.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Pre-, quenz des dem Flip-Flop-Kreis 112 zugeführten Bezugssig-. , nales ein Vielfaches der Frequenz des demselben Kreis zugeführten zusammengesetzten Signales; bei diesem Ausführungsbeispiel wird ferner die Frequenz des den Magnetköpfen 103 und 104 zuzuführenden Signales geteilt. Zu die·^ ,. sem Zweck wird das Ausgangssignal beispielsweise des Oszillators 105 durch den Frequenzteiler 115 in der Frequenz untersetzt, so daß sich ein signal der Frequenz mf_o/2 er- . gibt (m = 2, 3, 4, ...). Das resultierende Signal wird ei-? nem Impulsformkreis 111 zur Erzeugung eines Impulses zugeführt. Der Impuls gelangt als Bezugssignal zu dem Flip-Flop-Kreis 112, während das Signal mit der Frequenz mf_Q/2. weiterhin durch den Frequenzteiler 116 um 1/m untersetzt _; wird, so daß sich ein Signal der Frequenz f_Q/2 ergibt, das beiden Magnetköpfen 103 und 104 zugeführt wird.

Ein erster Torkreis 118 wählt schaltend Ausgangssignale entgegengesetzter Polarität vom Fli-Flop-Kreis 112 aus. Weichen die Lagen der Magnetköpfe 103 und 104 relativ zur Magnetskala 101 beispielsweise in einer positiven

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Richtung von einer Bezugslage ab, so wird das Ausgangssignal des einen Ausgangsanschlusses des Flip-Flop-Kreises 112 aufgenommen; liegen die Magnetkopfe 103,104 in der entgegengesetzten Richtung, das heißt in Minusrichtung versetzt zur Bezugslage, so wird das Ausgangssignal des anderen Ausgangsanschlusses des Flip-Flop-Kreises 112 aufgenommen, wobei die beiden Ausgangssignale entgegengesetzte Polarität aufweisen. Mit einer solchen Anordnung kann unabhängig yon der Lage und der Bewegungsrichtung der Magnetköpfe eine korrekte Messung durchgeführt werden. Mit den Bezugszeichen 118a und 118b sind die Steueranschlüsse zur selektiven Abnahme der Ausgangssignale des Füp-Flop-Kreises 112 bezeichnet. Die Polarität des Ausgangssignales einer ersten Anzeigeeinrichtung 124 wird durch einen PoIaritätsdiskriminator 126 festgestellt, dessen Ausgangssignal den genannten Steueranschlüssen 118a,118b zur selektiven Aufnahme des Ausgangssignales des Flip-Flop-Kreises 112 zugeführt wird.

Ein zweiter Torkreis 119 wird mit einem Taktimpuls gespeist, der von einem Impulsformkreis 120 aus einem Signal der Frequenz Iq, beispielsweise F_Q = Smf_o/2 (S = 2, 3, 4 ....) gewonnen wird, das vom Oszillator 105 geliefert wird· Das Ausgangssignal des Flip-Flop-Kreises 112 wird als Torimpuls dem Torkreis 119 über den ersten Torkreis zugeführt; das Ausgangssignal des Torkreises 119 gelangt zu einem Interpolationszähler 121, der so ausgebildet ist,-daß; er. überfließt, wenn bei der Zählung m oder ein ganzzahliges Vielfaches von'm erreicht ist und der gelöscht w^rd, der die nächste Zufuhr vom Torkreisausgang grfolgt. Damit das Ausgangssignal des Torkreises 119 dem Interpolationszähler 121 in einer zählbaren Form zugeführt-wird,; gelängt .ein Steuersignal einer Frequenz f p/2 vom-Frequenzteiler 1 16 zu dein zweiten Torkreis 119

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und stellt den Interpolationszähler 121 zurück; dadurch wird eine falsche Betätigung selbst bei hohen Frequenzen vermieden.

Das Ausgangssignal des Interpolationszählers 121 gelangt zu einem Digital-Analog-Wandler 122 und wird dann über einen Differentiationkreis 123 der ersten Anzeigeinrichtung 124 zugeführt, wodurch sich pro ui /m der Magnetskala 101 eine digitale Anzeige ergibt. Das Ausgangssig-P nal des Zählers 121 wird ferner direkt der zweiten Anzeigeeinrichtung 125 zugeführt, wodurch sich eine digitale Anzeige eines Interpolationswertes der Magnetskala 101 in Zeitteilungsart ergibt. Dabei ist es möglich, daß das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 122 zum Impulsformkreis 110 zurückgeführt wird, um jede Instabilität, die auf Störungen des Kreises 110 beruht, zu beseitigen.

Die Wirkungsweise der Anordnung sei im Folgenden näher erläutert.

Im Flip-Flop-Kreis 112 wird das phasenmodulierte Impulssignal der Frequenz f_Q und das Bezugsimpulseignal der Frequenz mf_Q miteinander verglichen. In Fig.4 bezeichnen P₁ und Pp das Bezugs-Impuls-Signal bzw. das phasenmodulierte Impulssignal. Ein Einstellanschluß des Flip-Flop-Kreises 112 wird beispielsweise mit dem Signal P« (angedeutet bei Sq₁S₁ ....) ein Rückstellanschluß des Kreises 112 mit dem

Signal P₁ (angedeutet bei r_QI r₁, r₂ ^r _m_i» ^ro» ^ri'

r₂ ^rm-1 ····) gespeist. Von einem Ausgangsanschluß

des Flip-Flop-Kreises 112 wird ein Impulsbreite-Modulationssignal E mit einer Impulsbreite W abgenommen. Wird das Signal Pg entsprechend dem Abstand χ von den magnetischen Teilstrichen In₁, m₂ m_n der Magnetskala 101 gegenüber den Magnetköpfen 103,104 verschoben, wobei 0<x<-_m-Jt ist, so wird der Flip-Flop-Kreis 112 bei

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Sq,S.| ..,, eingestellt und bei jedem r^ zurückgestellt. Nähert sich der Abstand χ von Hull aus dem Wert —<λ,
so wächst die Impulsbreite W allmählich von Null auf

W . Bei -Λ< χ < - Λ wird der Flip-Flop-Kreis 112 bei
m m m

S_nJS₁ .... eingestellt und bei jedem v_o zurückgestellt. Ändert sich der Abstand χ von ~·Λ. auf — Jl , so wächst die-Impulsbreite W. allmählich von Null auf W_n,; dieselben Vorgänge wiederholen sich in einer Periode von -Jl · In Fig. 5 ist eine Sägezahnkurve veranschaulicht, die aus der obigen Wirkungsweise resultiert. Die Abszisse stellt den Abstand χ zwischen den Magnetköpfen 103,104 und den magnetischen Teilstrichen m^ , m₂ .... m der Magnetskala 101 und die Ordinate die Impulsbreite W des Impulsbreite-Modulatiossignales E dar. Die Wellenlänge J-t der Magnetskala 101 ist also elektrisch in l/m unterteilt.

Der erste Torkreis 118 wird entsprechend der lage
der Magnetköpfe 103,104 relativ zur Magnetskala 101 gesteuert, beispielsweise danach, ob der von der ersten Anzeigeeinrichtung 124 gelieferte numerische Wert positiv oder negativ ist; demgemäß wird selektiv das eine der
Ausgangssignale des Flip-Flop-Kreises 112 aufgenommen.
Es sei angenommen, daß die Lage der Magnetköpfe 1031104 rechts der Bezugspunkte auf der Magnetskala 101 positiv und die Lage der Magnetköpfe links der Bezugspunkte negativ sei (vgl. Fig.2). Der Flip-Flop-Kreis 112 wird durch den Torkreis 118 so gesteuert, daß ein Ausgangssignal E oder E (vgl. Fig.6) selektiv von dem einen oder anderen Anschluß des Kreises 112 abgenommen wird, je nachdem, ob die Magnetköpfe 103,104 in der positiven oder negativen Richtung liegen; dadurch werden Komplementärziffern erzeugt. ■

Der zweite· Torkreis 119 liefert ein Signal M (vgl. Fig. 7), das durch Tors feuerung' eines¹ Taktimpulss ignales*

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C mit einer Frequenz F_Q (= Smf_Q/2) erzeugt wird, wobei das Ausgangssignal E vom Flip-Flop-Kr.eis 112 durch den ersten Torkreis 11-8 abgeleitet wird. In dem zweiten Torkreis 119 wird eine Interpolation von 1/S erreicht. Das Ausgangssignal des zweiten Torkreises 119 wird durch einen Zähler 121 in jeder Periode gespeichert und in digitaler Form durch die Anzeigeeinrichtung 125 angezeigt.

Da sich das Impulssignal M in seiner Zahl mit dem Verstreichen der Zeit ändert, während die Magnetköpfe sich in ihrer Lage relativ zur Magnetskala ändern, wird das Impulssignal M durch den Digital-Analog-Wandler 122 in ein Spannungssignal umgewandelt, das der Anzahl der Impulse entspricht; man erhält dadurch ein Analogsignal A der aus Fig.8 ersichtlichen Stufenform. Das Signal A wird durch den Differentiationskreis 123 differenziert und liefert ein Impulssignal L (vgl. Fig.8). Dieses Impulssignal 11 wird der Anzeigeeinrichtung 124 zugeführt, in der nur ein Impuls h des Impulssignales Ij, bei dem sich der Teil des Signales A von einem Maximum auf ein Minimum ändert, festgestellt und eine digitale Anzeige bei jedem ^^ geliefert wird. In diesem Falle wird der Impuls h positiv oder negativ, je nach der Bewegungsrichtung der Magnetköpfe relativ zur Magnetskala. In der Anzeigeeinrichtung ergibt sich dadurch eine Addition oder Subtraktion.

Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel kann angenommen werden, daß die Magnetskala eine Wellenlänge im wesentlichen von — JL besitzt; diese .'Wellenlänge "wird durch den Taktimpuls mit 1/S interpöliertV Die relative lage "der Magnetköpfe 1Ö3_t104 zur Magnetskala 101 wird genau festgestellt; eine mechanische Bewegung wird also gemessen und digitaler Form durch die Anzeigeeinrichtungen 124 und 125 angezeigt.

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Im Folgenden sei ein Beispiel mit numerischen Werten gegeben. Als Magnetskala 101 wird ein magnetisches Mittel benutzt, auf dem ein Signal einer Wellenlänge./! von 20OyU, aufgezeichnet ist. Die Oszillationsfrequenz F_Q des Oszillators 105 ißt 200 kHz. Ferner sei m = 2 und S = 20. In dem Flip-Flop-Kreis 112 werden das phasenmodulierte Signal mit einer Frequenz f_Q von 10 kHz und das Bezugssignal mit einer Frequenz 2f_Q von 20 kHz in ihrer Phase verglichen. Die Wellenlänge des auf der Skala aufgezeichneten Signales ist 200/2 = 100 Xv und wird 1/10 geteilt, so daß eine mechanische Bewegung bis herab zu 1Ox* gemessen werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Wellenlänge des als Bezugsteilungen auf der Skala 101 aufgezeichneten Signales elektrisch in gleiche Längen geteilt; man kann damit eine Skala mit einer wesentlich kürzeren Wellenlänge als der tatsächlich aufgezeichneten erhalten, wodurch sich eine erhöhte Meßgenauigkeit ergibt.

Die Frequenz des Bezugssignales ist so gewählt, daß sie ein Vielfaches der des phasenmodulierten Signales ist; die Frequenz des phasenmodulierten Signales kann jedoch auch so gewählt werden, daß sie ein Vielfaches der Frequenz des Bezugseignales ist. Hierfür genügt es, das Verhältnis zwischen der Einstellung und Rückstellung des Bezugssignales P₁ und des phasenmodulierten Signales Pp umzukehren, so daß eine Wellenlänge der Magnetskala in gleicher Weise in 1/m unterteilt werden kann. Auch in diesem Falle wird in dem Interpolationszähler 121 ein Oberfluß erreicht, wenn der Zählwert m oder ein Integralwert von m erreicht ist.

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Die Frequenzen des Bezugssignales und des phasenmodulierten Signales können ferner so multipliziert werden, daß sie denselben Wert "besitzen. In diesem Falle wird der Einstellanschluß des Flip-Flop-Kreises (des Vergleichskreises) mit den Bezugssignalen SQjS^S₂ ·.·· S_m-1, S_Q, S₁JSp .... S ₁ ... und der Rückstelleinschluß mit den Bezugssignalen T₀^r₁ ,T₂ .... r_m-i»^ro>^rif^r2···· ^rm-1 (vgl. Fig.9). Von einem Ausgangsanschluß des Flip-Flop-Kreises 112 wird ein Impulsbreite-Modulationssignal E der Impulsbreite W abgenommen. Entsprechend dem Abstand χ der Magnetköpfe 103,104 von den magnetischen Teilstrichen m₁, nu ...... m der Magnetskala 101 werden Einstellung und Rückstellung durchgeführt; die Impulsbreite ändert sich von Full bis W , wobei eine Änderung bei jedem — A. eintritt. Eine Wellenlänge der Skala wird also in 1/m gleich geteilt.

Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist der einstellbare Phasenschieber 117 in dem Stromkreis angeordnet, durch den das zusammengesetzte Signal e~ der Magnetköpfe 1O3f1O4 dem Flip-Flop-Kreis 112 zugeführt wird. Dieser einstellbare Phasenschieber 1.17 kann jedoch auch im Stromkreis des Bezugssignales zwischen dem Frequenzteiler 115 und dem Flip-Flop-Kreis ,112 angeordnet werden.

Während ferner bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Komplementärziffer dadurch erhalten wird, daß die Ausgänge entgegengesetzter Polarität vom Flip-Flop-Kreis 112 zum ersten Torkreis 118 entsprechend der Bewegungsrichtung der Magnetköpfe 103,104 relativ zur Skala 101 umgeschaltet werden, so ist es auch möglich, die Komplementärziffer durch Auswahl der Einstell- und Rückstellsignale des Flip-Flop-Kreises in entgegengesetztem Verhältnis zu gewinnen·

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Statt der beim erläuterten Ausführungsbeispiel benutzten Magnetköpfe 103,104 des magnetischen Modulations-Types können auch Modulations-Magnetköpfe unter Ausnutzung des
Hall-Effektes verwendet werden. Da in diesem Falle die Frequenz des wiedergegebenen Signales dieselbe wie die der zugeführten Träger ist, beträgt die Phasendifferenz zwischen den den Magnetköpfen 103 und 104 zugeführten Trägern nicht T/4 sondern T/2.

Die Erfindung wurde in ihrer Anwendung auf ein Meßinstrument mit einer Magnetskala erläutert. Sie ist jedoch
auch für einen Auflöser, Sinus-Kosinus-Generator oder ein
Meßgerät entsprechend der US-Patentschrift 2 799 835 verwendbar.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Bewegungsmessung, mit einem Bewegungswandler zur Erzeugung eines der Bewegung entsprechenden, phasenmodulierten Signales, ferner mit einer Einrichtung zur Zuführung eines Trägersignales zum Wandler, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung ei-

fc nes Impulsbreite-Modulationssignales aus dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal, wobei die Breite dieses Modulationssignales der Phasendifferen zwischen dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal entspricht, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signales, dessen Frequenz n—mal so groß wie die des Trägersignales ist, wobei η eine ganze Zahl ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung air Erzeugung eines Interpolationssignales vorgesehen ist, das der Phasendifferenz zwischen dem Signal mit der n-fachen Frequenz des Trägersignales und dem Impulsbreite-Modulationssignal entspricht .
2.) Vorrichtung zur Bewegungsmessung, mit einem Bewegungswandler zur Erzeugung eines der Bewegung entsprechenden, phasenmodulierten Signales, ferner mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines Trägersignales zum Wandler, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Impulsbreite-Modulationssignales aus dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal, wobei die Breite dieses Modulationssignales der Phasendifferenz zwischen dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal entspricht, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signales, dessen Frequenz n—mal so groß wie die des Impulsbreite-Modulationssignales is"fc_F dadurch ge—

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kennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Interpolationssignales vorgesehen ist, das der Phasendifferenz zwischen dem Signal mit der n-fachen Frequenz des Trägersignales und dem Trägersignal entspricht .
3.) Vorrichtung zur Bewegungsmessung, mit einem Bewegungswandler zur Erzeugung eines entsprechend der Bewegung phasenmodulierten Signales, ferner mit einer Einrichtung zur Zuführung eines Trägersignales zum Wandler, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Impulsbreite-Modulationssignales aus dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal, wobei die Breite dieses Modulationssignales der Phasendifferenz zwischen dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal entspricht, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signales, dessen Frequenz η-mal so groß wie die des Bnpulsbreite-Modulationssignales ist, ferner mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signales, dessen Frequenz η-mal so groß wie die des Trägersignales ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Interpolationssignales vorgesehen ist, das der Phasendifferenz zwischen dem Signal mit der n-fachen Frequenz des Impulsbreite-Modulationssignales und dem Signal mit der η-fachen Frequenz des Trägersignales entspricht.
4.) Vorrichtung zur Bewegungsmessung, mit einem Bewegungswandler zur Erzeugung eines der Bewegung entsprechenden phasenmodulierten.Signales, ferner mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines Trägersignales zum Wandler, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Impulsbreite-Moditlationssignales aus dem phasenmodulierten Signal und dera Trägersignal, wobei die Breite

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dieses Modulationssignales der Phasendifferenz zwischen dem phasenmodulierten signal und dem Trägersignal entspricht, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signales, dessen Frequenz η-mal so groß wie die des Trägersignales ist, wobei η eine ganze Zahl ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flip-Pi op-Kreis vorgesehen ist, der mit dem signal, dessen Frequenz η-mal so₍ groß wie die des Trägersignales ist, sowie mit dem Impulsbreite-Modulationssignal gespeist wird, wodurch ein Interpolationssignal entsprechend der Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen erzeugt wird.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 4* dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Breite des Interpolationssignales in Digitalform umwandelt.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Anzeige eines Digitalsignales vorgesehen ist.
7.) Vorrichtung zur Bewegungsmessung, mit einem Bewegungswandler zur Erzeugung eines der Bewegung entsprechenden, phasenmodulierten Signales, ferner mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines Trägersignales zum wandler, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Impulsbreite-Modulationssignales aus dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal, wobei die Breite des Modulationssignales der Phasendifferenz zwischen dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal entspricht, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signales, dessen Frequenz η-mal sogroß wie die des Impulsbreite-Modulationssignales ist, dadurch gekennaeichnetV daß eia Flip-ITop-Kreis vorgesehen ist, der Äi^fe äeffi Signal, das die η-fache Frequenz wie das

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Trägersignal "besitzt, und mit dem Impulsbreite-Modulationssignal gespeist wird und ein Interpolationssignal entsprechend der Phasendifferenz zwischen diesen "beiden Signalen erzeugt.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Breite des Interpolationssignales in Digitalform bringt.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Anzeige eines Digitalsignales vorgesehen ist.
10.) Vorrichtung zur Bewegungsmessung, mit einem Bewegungswandler zur Erzeugung eines der Bewegung entsprechenden, phasenmodulierten Signales, ferner mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines Trägersignales zum Wandler, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Impulsbreite-Modulationssignales aus dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal, wobei die Breite dieses Signales der Phasendifferenz zwischen dem phasenmodulierten Signal und dem Trägersignal entspricht, weiterhin mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signales, dessen Frequenz η-mal so groß wie die des Impulsbreite-Modulationssignales ist, ferner mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signales, dessen Frequenz η-mal so groß wie die des Trägersignales ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flip-Elop-Kreis vorgesehen ist, der mit dem Signal, dessen Frequenz n-mal so groß wie die des Trägersignales ist, und. mit dem Impulsbreite-Modulationssignal gespeist wird und ein Interpolationssignal entsprechend der Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen erzeugt.

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11.) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Breite des Interpolationssignales in Digitalform bringt.
12.) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Anzeige eines Digitalsignales vorgesehen ist.
13.) Vorrichtung zur Bewegungsmessung, mit einem Bewegungswandler, einem Signalerzeuger, einer Schaltung zur Frequenzteilung des Signales des Signalerzeugers bis herab auf 1/n, weiterhin mit einer Einrichtung zur Zufuhr des geteilten Signales zum Bewegungswandler sowie mit einer Einrichtung zur Ableitung vom Bewegungswandler eines Impulsbreite-Modulationssignales entsprechend der Bewegung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flip-Flop-Kreis vorgesehen ist, der von dem Signal des Signalerzeugers und vom Impulsbreite-Modulati ons sig-nal betätigt wird und dessen Ausgangssignal in ein Digitalsignal umgewandelt wird.
14.) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oszillator vorgesehen ist, dessen Signal dem Signalerzeuger zur Frequenzteilung zugeführt wird.
15.) Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler einen Torkreis enthält, der das Signal des Oszillators durchläßt, während ein Ausgangssignal vom Flip-Flop-Kreis gewonnen wird.
16.) Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zählung des Ausgangssignales des Torkreises ein Interpolationszähler vorgesehen ist.

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17.) Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dag der Wandler ein Paar von Magnetköpfen und eine mit aufgezeichneten magnetischen Teilstrichen versehene Magnetskala enthält. ■ -

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