DE1925100B2 - Verschiebungs-MeBeinrichtung - Google Patents
Verschiebungs-MeBeinrichtungInfo
- Publication number
- DE1925100B2 DE1925100B2 DE1925100A DE1925100A DE1925100B2 DE 1925100 B2 DE1925100 B2 DE 1925100B2 DE 1925100 A DE1925100 A DE 1925100A DE 1925100 A DE1925100 A DE 1925100A DE 1925100 B2 DE1925100 B2 DE 1925100B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- phase
- magnetic
- frequency
- scale
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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 using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/22—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
- G01D5/225—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the mutual induction between the two coils
- G01D5/2275—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the mutual induction between the two coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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 using electric or magnetic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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 using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/246—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains by varying the duration of individual pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Verschiebungs-Meßeinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Verschiebungs-Meßeinrichtungen dieser Art sind aus
der DE-PS 8 90420, der GB-PS 11 18 997 und der
GB-PS10 60 760 bekannt
Bei derartigen Meßeinrichtungen kommen Wandler, z. B. Magnetköpfe sowie Magnetskalen zur Anwendung,
die eine Bezugsteilung aufweisen, die durch Aufzeichnung rechteckiger oder sinusförmiger Signale einer
bestimmten Wellenlänge auf einem magnetischen Medium gebildet werden. Bei diesen Einrichtungen ist
es jedoch schwierig, Signale einer Wellenlänge unter 100 μπι als Signale der Teilstrecke der Magnetskalen zu
verwenden. Hierdurch ergeben sich gewisse Grenzen für die Genauigkeit der Verschiebungsmessung. Außerdem ist es bei den bekannten Einrichtungen schwierig,
eine Interpolation in digitaler Form durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verschiebungs-Meßeinrichtung der eingangs genannten
Gattung derart auszubilden, daß die auf der Skala aufgezeichnete Wellenlänge elektrisch abstandsgleich
unterteilbar ist, so daß eine wesentlich kürzere Wellenlänge als die auf der Skala vorgesehene erhalten
wird und auf diese Weise eine erhöhte Genauigkeit erzielt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.
Die Erhöhung der Meßgenauigkeit wird somit im wesentlichen dadurch erreicht, daß eine Flip-Flop-Schaltung verwendet ist, der das phasenmodulierte
Signal und das Bezugssignal mit unterschiedlicher Frequenz zugeführt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1
bis 8 beispielsweise erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Verschiebungs-Meßeinrichtung,
ίο F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1,
Fig.3 ein Blockschaltbild der Meßeinrichtung der
Erfindung,
F i g. 4 Diagramme zur Erläuterung der Eingangs- und Ausgangssignale des Vergleichskreises der Einrichtung
dtrFig.3,
zwischen der Impulsbreite des Ausgangssignals des
den Magnetköpfen und den magnetischen Teilstrichen
der Magnetskala,
F j g. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der entgegengesetzte Polarität aufweisenden Ausgangssignale des
Vergleichskreises,
Fig.7 Diagramme der Eingangs- und Ausgangssignale eines weiteren Torkreises in F i g. 3,
Fig.8 Diagramme von Eingangs- und Ausgangssignalen eines Digital/Analog-Wandlers und eines Differenziationskreises in F i g. 3 und
Fig.9 Diagramme von Eingangs- und Ausgangssignalen eines Vergleichskreises eines weiteren Ausfüh
rungsbeispiels.
In F i g. 1 ist eine bekannte 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 Metall-. streifen ein Magnetpulverüberzug aufgetragen ist und
auf dem beispielsweise eine Sinuswelle einer bestimmten Wellenlänge λ aufgezeichnet k\ Ein Wandler 2
enthält ein Paar von Magnetköpfen 3 und 4 des Modulationstyps, die in Eingriff mit der Magnetskala 1
gehalten werden, voneinander jedoch den Abstanden + 1/4) X) aufweisen, wobei η eine positive ganze
Zahl (einschließlich 0) darstellt. Das Ausgangssignal eines Oszillators 5, der eine Oszillatorfrequenz /ö besitzt,
wird einem Frequenzteiler 6 zugeführt und hier auf /o/2 untersetzt. Das resultierende Signal wird als Trägersignal dem Magnetkopf 3 zugeführt, gleichzeitig auch —
nach Phasenverschiebung in einem Phasenschieber 7, beispielsweise um π/4 — dem Magnetkopf 4.
den magnetischen Teilstrichen m\, m, m3 ... m2 der
elektromotorischen Kräfte
k, <.in
bzw.
2,-rX
hierbei sind k\ und ki proportionale Konstante. Die den
Magnetköpfen 3 und 4 zugeführten Träger werden durch die elektromotorischen Kräfte moduliert und
ergeben modulierte Ausjiangssignale der Magnetköpfe
3 und 4. Wird die Ausgangsspannung des Magnetkopfes
3 als e, bezeichnet, so läßt sich folgende Beziehung
aufstellen:
e, = kt sin ^1^ ■ cos2^f0i.
(!)
Bezeichnet man die Ausgangsspannung des Magnetkopfes 4 als ei, so gilt hierfür die Beziehung
e2 = k2 cos -A1- · sin 2 .-r/o r. (2)
In diesem Fall sind die Träger jeweils sin πίοί bzw.
sin (jr/of + π/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 2nfot
cos 2π fat.
Die beiden Ausgangssignale ei und ei werden in einem
Mischer 8 gemischt und liefern ein phasenmoduliertes Ausgangssignal es, für das folgende Beziehung gilt:
ι = Jc3 sin ί 2.-τ/0£
-Y
;. r
Hierbei ist A3 eine proportionale Konstante. Das
phasenmodulierte Signal es wird einem Filter 9 zugeführt und liefert ein Signal einer Frequenz Z0, d. h.
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 Impuls.
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 Grenzfrequenz beispielsweise /"o/2 beträgt. Hierdurch ergibt sich eine
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 F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht Der Oszillator 105 besitzt eine
Frequenz Fo. Da jedoch dieses Ausfuhrungsbeispiel ein
Signal mit einer vom Oszillator 5 unterschiedlichen Frequenz benötigt, wir.!· das Ausgangssignal des
Oszillators 103 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 F i g. 1) ein Phasenschieber 107, ein Mischer 108 und ein Filter 109 vorgesehen.
Der einstellbare Phasenschieber 117 liegt in dem Stromkreis, durch den ein Zusammengesetzes Signal e;
der Magnetköpfe 103 und 104, die in Eingriff mit einer Magnetskala 101 stehen, einem Flip-Flop-Kreis 112
zugeführt wird. Der einstellbare Phasenschieber 117 ist
so eingerichtet, daß bei jeder beliebigen Lage der
Magnetköpfe 103, 104 gegenüber den magnetischen Teilstrichen durch entsprechende Einstellung des
Phasenschiebers eine Längen- oder Bewegungsmessung von der Stellung der Magnetköpfe aus erfolgen kann.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Frequenz des dem Flip-Flop-Kreis 112 zugeführten
Bezugssignals ein Vielfaches der Frequenz des demselben Kreis zugeführten zusammengesetzten Signals; bei
diesem Ausführungsbeispiel wird ferner die Frequenz
des den Magnetköpfen 103 und 10' zuzuführenden
Signals geteilt Zu diesem Zweck wird das Ausgangssignal beispielsweise des Oszillators 105 durch den
Frequenzteiler 115 in der Frequenz untersetzt, so daß sich ein Signal der Frequenz mfo/2 ergibt (m = 2,3,4...).
111 zur Erzeugung eines Impulses zugeführt Der Impuls
gelangt als Bezugssignal zu dem Flip-Flop-Kreis 112, während das Signal mit der Frequenz mfo/2 weiterhin
durch den Frequenzteiler 116 um 1 Im untersetzt wird, so
daß sich ein Signal der Frequenz fo/2 ergibt, das beiden
Magnetköpfen 103 und 104 zugeführt wird.
Ein erster Torkreis 118 wählt schaltend Ausgangssignale entgegengesetzter Polarität vom Flip-Flop-Kreis
112 aus. Weichen die Lagen der Magnetköpfe 103 und 104 relativ zur Magnetskala 101 beispielsweise in einer
positiven Richtung von einer Bezugslage ab, so wird das Ausgangssignal des einen Ausgangsanschlusses des
Flip-Flop-Kreises 112 aufgenommen; liegen die Magnetköpfe 103,104 in der entgegengesetzten Richtung,
d. h. 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 unabhän
gig von der Lage und der Bewegungsrichtung der
Magnetköpfe eine korrekte Messung durchgeführt werden. Mit den Bezugszeichen 118a und 1186 sind die
Steueranschlüsse zur selektiven Abnahme der Ausgangssignale des Flip-Flop-Kreises 112 bezeichnet Die
Polarität des Ausgangssignals einer ersten Anzeigeeinrichtung 124 wird durch einen Polaritätsdiskriminator
126 festgestellt, dessen Ausgangssignal den genannten Steueranschlüssen 118a, HSb zur selektiven Aufnahme
des Ausgangssignals des Flip-Flop-Kreises 112 zuge
führt wird.
Ein zweiter Torkreis 119 wird mit einem Taktimpuls
gespeist, der von einem Impulsformkreis 120 aus einem Signal der Frequenz Fo, beispielsweise Fo — Smfo/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 Ausgaiigssignal des
Torkreises 119 gelangt zu einem Interpolationszähler 121, der so ausgebildet ist, daß er überfließt, wenn bei
der Zählung m oder e.n ganzzahliges Vielfaches von m
erreicht ist und der gelöscht wird, bevor die nächste Zufuhr vom Torkreisausgang erfolgt Damit das
Ausgangssignal des Torkreises 119 dem Interpolations-
zähler 121 in einer zählbaren Form zugeführt wird, gelangt ein Steuersignal einer Frequenz fo/2 vom
Frequenzteiler 116 zu dem zweiten Torkreis 119 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 Differentiationskreis 123 der ersten Anzeigeeinrichtung 124 zugeführt, wodurch sich pro
XIm der Magnetskala 101 eine digitale Anzeige ergibt. Das Ausgangssignal des Zählers 121 wird ferner direkt
der zweiten Anzeigeeinrichtung 125 zugeführt, wodurch
sich eine digitale Anzeiges eines Interpolationswertes der Magnetskala 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 i iö beruht, zu beseitigen.
Die Wirkungsweise der Anordnung sei im folgenden näher erläutert.
Im Flip-Flop-Kreis 112 wird das phasenmodulierte Impulssignal der Frequenz f0 und das Bezugsimpulssignal
der Frequenz mfo miteinander verglichen. In F i g. 4 bezeichnen P\ und P2 das Bezugs-Impuls-Signal bzw. das
phasenmodulierte Impulssignal. Ein Setzanschluß des Flip-Flop-Kreises 112 wird beispielsweise mit dem
Signal P2 (angedeutetbeiSo1S1...)ein Rückstellanschluß
des Kreises 112 mit dem Signal P\ (angedeutet bei ro, n,
Π ... rm-u ro, /ί, r2 ... Trn-i ...) gespeist. Von einem
Ausgangsanschluß des Flip-Flop-Kreises 112 wird ein Impulsbreitenmodulationssignal Emit einer Impulsbreite
W abgenommen. Wird das Signal P2 entsprechend
dem Abstand χ von den magnetischen Teilstrichen tn\,
m2 ... mn der Magnetskala 101 gegenüber den
Magnetköpfen 103, 104 verschoben, wobei
0 < χ < — λ ist, so wird der Flip-Flop-Kreis 112 bei So,
Si ... gesetzt und bei jedem η zurückgestellt. Nähen
sich der Abstand χ von Null aus dem Wert —λ, so
wächst die Impulsbreite Wallmählich von Null auf W1n.
Bei — λ < χ <— λ wird der Flip-Flop-Kreis 112 bei S0,
Tn
TTt
*
'
S] ... gesetzt und bei jedem r2 zurückgestellt. Ändert
sich der Abstand χ von — λ auf — λ, so wächst die
ItI
m
Impulsbreite W allmählich von Null auf Wm; dieselben
Vorgänge wiederholen sich in einer Periode von—λ. In
tn
F i g. 5 ist eine Sägizahnkurve veranschaulicht, die aus
der obigen Wirkungsweise resultiert. Die Abszisse stellt den Abstand χ zwischen den Magnetköpfen 103, 104
und den magnetischen Teilstrichen m]( mj ... m„ der
Magnetskala 101 und die Ordinate die Impulsbreite W des Impulsbreitenmodulationssignals Edar. Die Wellenlänge
λ der Magnetskala 101 ist also elektrisch in Mm
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-FIop-Kreises 112
aufgenommen. Es sei angenommen, daß die Lage der Magnetköpfe 103,104 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. F i g. 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.
F i g. 7), das durch Torsteuerung eines Taktimpulssignals
ίο Cmit einer Frequenz F0 (= Smfo/2) erzeugt wird, wobei
das Ausgangssignal E vom Flip-Flop-Kreis 112 durch den ersten Torkreis 118 abgeleitet wird. In dem zweiten
Torkreis 119 wird eine Interpolation von l/S erreicht. Das Ausgangssignal des zweiten Torkreises 119 wird
ij 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 rviagneiköpfe
2(i 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 F i g. 8 ersichtlichen Stufenform.
Das Signal A wird durch den Differentiationskreis 123 differenziert und liefert ein Impulssignal L (vgl. F i g. 8).
Dieses Impulssignal 11 wird in der Anzeigeeinrichtung 124 zugef.ihrt, in der nur ein Impuls Ades Impulssignals
L, bei dem sich der Teil des Signals A von einem
χι Maximum auf ein Minimum ändert, festgestellt und eine
digitale Anzeige bei jedem—A geliefert wird. In diesem
Fall wird der Impuls h positiv oder negativ, je nach der Bewegungsrichtung der Magnetköpfe relativ zur
F, 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—λ besitzt; diese Wellenlänge
wird durch den Taktimpuls mit l/S interpoliert. Die relative Lage der Magnetköpfe 103,104 zur Magnetskala
101 wird genau festgestellt; eine mechanische Bewegung wird also gemessen und in digitaler Form
durch die Anzeigeeinrichtungen 124 und 125 angezeigt.
Im folgenden sei ein Beispiel mit numerischen Werten
gegeben. Als Magnetskaia 101 wird ein magnetisches Mittel benutzt, auf dem ein Signal einer Wellenlänge λ
von 200 μ aufgezeichnet ist. Die Oszillationsfrequenz Fo
so des Oszillators 105 ist 200 kHz. Ferner sei m = 2 und S =20. In dem Flip-Flop-Kreis 112 werden Jas
phasenmodulierte Signal mit einer Frequenz k von 10 kHz und das Bezugssignal mit einer Frequenz 2/0 von
20 kHz in ihrer Phase verglichen. Die Wellenlänge des auf der Skala aufgezeichneten Signals ist 200/2 = 100 μ
und wird 1/13 geteilt, so daß eine mechanische
Bewegung bis herab zu 10 μ gemessen werden kann.
Die Wellenlänge des als Bezugsteitungen auf der Skala 101 aufgezeichneten Signals wird 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 Bezugssignais ist so gewählt, daß sie ein Vielfaches der des phasenmodulierten Signals ist; die Frequenz des phasenmodulierten Signals kann jedoch auch so gewählt werden, daß sie ein Vielfaches der Frequenz des Bezugssignals ist Hierfür genügt es,
Die Frequenz des Bezugssignais ist so gewählt, daß sie ein Vielfaches der des phasenmodulierten Signals ist; die Frequenz des phasenmodulierten Signals kann jedoch auch so gewählt werden, daß sie ein Vielfaches der Frequenz des Bezugssignals ist Hierfür genügt es,
das Verhältnis zwischen dem Setzen und Rückstellen des Bezugssignals P, und des phasenmodulierten Signals
P2 umzukehren, so daß eine Wellenlänge der Magnetskala in gleicher Weise in Mm unterteilt werden kann.
Auch in diesem Fall wird in dem Interpolationszähler 121 ein Überfluß erreicht, wenn der Zählwert m oder ein
Intepralwert von m erreicht ist.
bie Frequenzen des Bezugssignals und des phasenmodulierten Signals können ferner so multipliziert
werden, daß sie denselben Wert besitzen In diesem Fall
wird der Setzanschluß des Flip-Flop-Kreises (des Vergleichskreises) mit den Bezugssignalen S0, S1, S2...
Sm-\,So,S\,S2. ..Sn,.].. .und der Rückstelleinschluß mit
den Bezugssignalen T0, r,, r2 ... rm..,, ro, η, r2 ... r„,_,
versorgt (vgl. F i g. 9). Von einem Ausgangsanschluß des Flip-Flop-Kreises 112 wird ein Impulsbreite-Modulationssignal
E der Impulsbreite W abgenommen. Entsprechend dem Abstand λ der Magnetköpfe 103.104
von den magnetischen Teilstrichen mi, m2 ... m„ der
Magnetskala 101 werden das Setzen und Rückstellen durchgeführt; die Impulsbreite ändert sich von Null bis
Wn wobei eine Änderung bei jedem —λ eintritt. Eine
Wellenlänge der Skala wird also in 1 Im gleich geteilt.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist der einstellbare Phasenschieber 117 in dem Stromkreis angeordnet, durch den das zusammengesetzte Signal e-i der Magnetköpfe 103, 104 dem Flip-Flop-Kreis 112 zugeführt wird. Dieser einstellbare Phasenschieber 117 kann jedoch auch im Stromkreis des Bezugssignals zwischen dem Frequenzteiler 115 und dem Flip-Flop-Kreis 112 angeordnet werden.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist der einstellbare Phasenschieber 117 in dem Stromkreis angeordnet, durch den das zusammengesetzte Signal e-i der Magnetköpfe 103, 104 dem Flip-Flop-Kreis 112 zugeführt wird. Dieser einstellbare Phasenschieber 117 kann jedoch auch im Stromkreis des Bezugssignals zwischen dem Frequenzteiler 115 und dem Flip-Flop-Kreis 112 angeordnet werden.
Während ferner bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Komplementärziffer dadurch erhalten wird,
in 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
I) der Setz- und Rückstellsignale des Flip-Flop-Kreises in
entgegengesetztem Verhältnis zu gewinnen.
Statt der beim erläuterten Ausführungsbeispiel benutzten Magnetköpfe 103. 104 des magnetischen
Modulations-Typs können auch Modulations-Magnetköpfe unter Ausnutzung des Hall-Effektes verwendet
werden. Da in diesem Fall die Frequenz des wiedergegebenen Signals dieselbe wie die der zugeführten
Träger ist, beträgt die Phasendifferenz zwischen den den Magnetköpfen 103 und 104 zugeführten Trägern
>5 nicht λ/4, sondern π/2.
llicr/u 4 Hlatl Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verschiebungsmeßeinrichtung mit einem Oszillator, einer Skala, einem gegenüber der Skala angeordneten Wandler, dem ein Trägersignal des Oszillators zur Erzeugung eines phasenmodulierten Signals mit einer Phase entsprechend der relativen Verschiebung der Skala zugeführt wird, und einem Komparator, dem das phasenmodulierte Signal und ein Bezugssignal zum Vergleich der Phasen beider Signale und zur Erzeugung eines Phasendifferenzsignals entsprechend der relativen Verschiebung zwischen der Skala und dem Wandler zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:a) Der Komparator enthält eine Flip-Flop-Schaltung (112), der das Bezugssignal (Pi) mit der η-fachen Frequenz des phasenmodulierten Signals (P2) und das phasenmodulierte Signal (P 2) als Setz- bzw. Rücksteilsigna! zugeführt werden;b) das von der Flip-Flop-Schaltung (112) abgegebene Ausgangssignal (E, E) wird einer Torschaltung (113) zugeführt, die außerdem von einem Taktimpulssignal (C) mit einer Frequenz (Fo) gesteuert ist, die ein Vielfaches der Frequenz des phasenmodulierten Signals (P 2) darstellt;c) das Ausgangssignal (M) der Torschaltung (119) wird zum einen über einen Digital/Analog-Wandler (*22) und einen Differentiationskreis (123) in einer Anzeigeeinrichtung (124), zum andern nach Zwischenspeicherung im Zähler (121) in einer Anzeigeeinrichtung (125) digital angezeigt
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3319368 | 1968-05-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1925100A1 DE1925100A1 (de) | 1969-11-27 |
| DE1925100B2 true DE1925100B2 (de) | 1979-08-30 |
| DE1925100C3 DE1925100C3 (de) | 1980-06-12 |
Family
ID=12379632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1925100A Expired DE1925100C3 (de) | 1968-05-17 | 1969-05-16 | Verschiebungs-Meßeinrichtung |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3582924A (de) |
| CA (1) | CA973948A (de) |
| CH (1) | CH510866A (de) |
| DE (1) | DE1925100C3 (de) |
| GB (1) | GB1262877A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0286820A1 (de) * | 1987-03-06 | 1988-10-19 | PAV Präzisions-Apparatebau Aktiengesellschaft | Messkluppe |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7414829A (nl) * | 1973-11-17 | 1975-05-21 | Sony Corp | Magnetoresistief element. |
| SE396249B (sv) * | 1976-01-13 | 1977-09-12 | Asea Ab | Beroringsfri signaloverforing |
| US4297698A (en) * | 1977-11-02 | 1981-10-27 | Pneumo Corporation | 360 Degree linear variable phase transformer |
| FR2412055A1 (fr) * | 1977-12-19 | 1979-07-13 | Fadico | Appareil de mesure et de controle electrique muni d'organes assurant la securite du fonctionnement |
| JPS54113352A (en) * | 1978-02-24 | 1979-09-04 | Sony Corp | Phase detecting circuit |
| JPS5559314A (en) | 1978-10-27 | 1980-05-02 | Sony Corp | Magnetic scale signal detector |
| US4317077A (en) * | 1980-03-24 | 1982-02-23 | Canadian Patents & Development Limited | Transducer for measuring the velocity or displacement or both of ferromagnetic material |
| US4603295A (en) * | 1982-07-15 | 1986-07-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Two-headed DC magnetic target proximity sensor |
| JPH0627653B2 (ja) * | 1983-11-08 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | 位置、速度検出方法及び装置 |
| DE3739023A1 (de) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | S & S Elektronik Geraetebau | Verfahren zur messung und korrektur der stoesselverstellung bei schnellaufenden hubpressen und schaltung zur durchfuehrung des verfahrens |
| JPH0265940A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 | Okuma Mach Works Ltd | 送りねじの支持構造 |
| US5160886A (en) * | 1991-02-14 | 1992-11-03 | Carlen Controls, Inc. | Permanent magnet resolver for producing a resolver-to-digital converter compatible output |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2947929A (en) * | 1955-12-23 | 1960-08-02 | North American Aviation Inc | Digital-analog servo circuit |
-
1969
- 1969-05-13 US US824229A patent/US3582924A/en not_active Expired - Lifetime
- 1969-05-16 CA CA051,775A patent/CA973948A/en not_active Expired
- 1969-05-16 DE DE1925100A patent/DE1925100C3/de not_active Expired
- 1969-05-16 GB GB25030/69A patent/GB1262877A/en not_active Expired
- 1969-05-17 CH CH747269A patent/CH510866A/de not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0286820A1 (de) * | 1987-03-06 | 1988-10-19 | PAV Präzisions-Apparatebau Aktiengesellschaft | Messkluppe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3582924A (en) | 1971-06-01 |
| CH510866A (de) | 1971-07-31 |
| DE1925100A1 (de) | 1969-11-27 |
| GB1262877A (en) | 1972-02-09 |
| DE1925100C3 (de) | 1980-06-12 |
| CA973948A (en) | 1975-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2853142C3 (de) | Kapazitive Meßvorrichtung zur Bestimmung der relativen Lage zweier gegeneinander verschiebbarer Teile | |
| DE3436681C2 (de) | ||
| DE3786424T2 (de) | Transduktor vom kapazitiven Typ für Lagemessungen. | |
| DE1925100C3 (de) | Verschiebungs-Meßeinrichtung | |
| DE1616374B1 (de) | Anordnung zur Messbereichumschaltung bei einem digitalen Spannungsmesser | |
| DE19605472C2 (de) | Interpolationsschaltung für eine Meßeinrichtung | |
| DE2431825B2 (de) | Digitale messchaltung fuer die momentane haeufigkeit von durch messimpulse darstellbaren ereignissen | |
| DE4225819C2 (de) | Meßschaltung zur Verwendung bei der Darstellung gemessener Frequenzwerte | |
| DE2855819C3 (de) | Zeitintervall-Meßeinrichtung | |
| DE3425961C2 (de) | ||
| DE1498137C3 (de) | Verfahren und Anordnung zum Interpolieren | |
| DE3207528C2 (de) | ||
| DE2818742C2 (de) | ||
| DE2642925C2 (de) | Inkrementale Längenmeßeinrichtung | |
| DE2534212B2 (de) | Schaltungsanordnung zum messen des zeitlichen abstandes zwischen periodischen, auf dem schirm eines oszillographen dargestellten signalen | |
| DE2205364B2 (de) | Digital-Analogwandler | |
| EP0243771B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur schnellen und präzisen Messung der Frequenz eines Signals | |
| DE2620969A1 (de) | Verstaerkungsunempfindlicher digital- analogumsetzer | |
| DE3907781C2 (de) | ||
| DE2332981C3 (de) | Schaltung zur Erzeugung einer der Phasenverschiebung zweier Pulsfolgen proportionalen Spannung | |
| DE1011981B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Antrieb eines Dreiphasensynchronmotors mit einphasigenSynchronisiersignalen beliebiger Form | |
| DE1498151A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Integration einmaliger,schnellverlaufender Vorgaenge | |
| DE1802605C3 (de) | Zweiphasen-Generator für infraakustische und niedrige Frequenzen mit präziser Phaseneinstellung | |
| DE2432591A1 (de) | Anordnung zur ermittlung des phasenverschiebungswinkels zwischen zwei gleichfrequenten elektrischen wechselgroessen | |
| DE2733890A1 (de) | Verfahren zum hochgenauen messen von phasen- und frequenzdifferenzen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |