DE19861259B4 - Incremental position measuring device for two relatively displaced objects - has at least one pair of analogue incremental signals provided upon relative movement fed to evaluation circuit via signal period variation device - Google Patents

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Abstract

The device has at least one pair of phase offset analogue incremental signals (SIN,COS) provided upon relative displacement of the relatively movable objects, transmitted to an evaluation circuit via a device (26) which provides a defined variation in the signal period of the incremental signals. The signal period variation device has a correction circuit (25,27,38) for eliminating errors in the incremental signals. The evaluation circuit may be supplied with incremental signals (SIN',COS') with at least 2 different signal periods.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positionsmeßeinrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Positionsmeßeinrichtung. Insbesondere lassen sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen in Verbindung mit einer inkrementalen Positionsmeßeinrichtung vorteilhaft einsetzen.The The present invention relates to a position measuring device and a method for operating a position measuring device. In particular, the measures according to the invention can be combined with a incremental position measuring device advantageous use.

Bekannte inkrementale Positionsmeßeinrichtungen ermöglichen neben der Übertragung von bereits digitalisierten bzw. rechteckförmigen Inkrementalsignalen auch die Übertragung von sinusförmigen, analogen Inkrementalsignalen an eine nachgeordnete Auswerteeinheit. Die analogen Inkrementalsignale können dabei auf unterschiedlichste Art und Weise erzeugt werden, beispielsweise über die optische, magnetische, induktive oder aber kapazitive Abtastung einer körperlich ausgebildeten Maßstabteilung. Daneben können die analogen, positionsabhängigen Inkrementalsignale auch über ein Interferometer generiert werden, wobei dann anstelle einer körperlichen Maßstabstruktur die Lichtwellenlänge bzw. entsprechende Bruchteile hiervon das Teilungsnormal bildet. Ebenso wäre grundsätzlich denkbar, Bruchteile anderer Wellenformen als Teilungsnormale zu verwenden, z.B. beim Einsatz von Mikrowellen, akust. Wellen etc..Known incremental position measuring devices enable next to the transmission of already digitized or rectangular incremental signals also the transmission of sinusoidal, analog incremental signals to a downstream evaluation. The analog incremental signals can vary greatly Be generated, for example, via the optical, magnetic, inductive or capacitive sampling of a physically trained graduation scale. In addition, you can the analog, position-dependent Incremental signals also over an interferometer is generated, in which case instead of a physical one scale structure the wavelength of light or corresponding fractions thereof forms the division standard. Likewise would be basically conceivable, To use fractions of waveforms other than pitch normals, e.g. when using microwaves, acoust. Waves etc.

Bei einer vorgesehenen Übertragung von analogen Inkrementalsignalen erfolgt erst auf Seiten der Auswerteeinheit eine Weiterverarbeitung der Signale, beispielsweise eine weitere Unterteilung in Form einer Interpolation. Die Übertragung der analogen Inkrementalsignale von der jeweiligen Positionsmeßeinrichtung an die Auswerteeinheit bietet einige Vorteile, wie etwa eine niedrige Übertragungsfrequenz bei gleichbleibenden Meßschritt sowie eine relativ hohe zulässige Verfahrgeschwindigkeit auch bei einem kleinen Meßschritt.at a scheduled transmission of analog incremental signals takes place only on the part of the evaluation unit a further processing of the signals, for example, another Subdivision in the form of an interpolation. The transmission of the analog incremental signals from the respective position measuring device to the evaluation unit offers some advantages, such as a low transmission frequency at the same measuring step as well as a relatively high allowable Traversing speed even with a small measuring step.

Alternativ zur auswerteseitigen Auflösungssteigerung ist aus der EP 0 463 561 B1 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bekannnt, über das analoge Inkrementalsignale bereits auf der Messgeräteseite bzgl. ihrer Frequenz verdoppelt werden können. Hierzu werden die erzeugten Analogsignale geeignet miteinander kombiniert, um unter Berücksichtigung bestimmter Zusammenhänge ein frequenzverdoppeltes analoges Inkrementalsignal zu erzeugen. Dieses wird dann an eine nachgeordnete Auswerteeinheit übertragen.Alternative to the Auswerteitigen resolution increase is from the EP 0 463 561 B1 a method and a device bekannnt over the analog incremental signals can already be doubled in terms of their frequency on the meter side. For this purpose, the generated analog signals are suitably combined with one another in order to generate a frequency-doubled analog incremental signal, taking into account certain relationships. This is then transmitted to a downstream evaluation unit.

Werden nunmehr Positionsmeßeinrichtungen mit einer hohen Auflösung und entsprechend kleiner Signalperiode eingesetzt, beispielsweise Laser-Interferometer oder aber interferentiell arbeitende optische Positionsmeßeinrichtungen, so können bei der Übertragung analoger Inkrementalsignale eine Reihe von Problemen resultieren. Liegen z.B. die Signalperioden derartiger Positionsmeßeinrichtungen im Bereich von etwa 0,5 μm, so ergeben sich bereits bei relativ langsamen Verfahrgeschwindigkeiten von 1 m/sec hohe Signalfrequenzen der analogen Inkrementalsignale in der Größenordnung von ca. 2 MHz. Zur Verarbeitung derart hochfrequenter analoger Inkrementalsignale sind jedoch nicht alle Auswerteeinheiten in der Lage. Zudem ergeben sich Probleme bei der möglichst störungsfreien Übertragung der hochfrequenten Inkrementalsignale über größere Entfernungen. Im Fall von Störungen bei der Signalübertragung resultieren wiederum Fehler bei der Positionsbestimmung über die Auswerteeinheit; so werden insbesondere bei einer auf Seiten der Auswerteeinheit erfolgenden Signalinterpolation zur Auflösungssteigerung ideale, sinusförmige Inkrementalsignale der Positionsmeßeinrichtung vorausgesetzt.Become now position measuring with a high resolution and correspondingly small signal period used, for example Laser interferometer or interfering optical position measuring devices, so can at the transmission analog incremental signals result in a number of problems. Lying e.g. the signal periods of such position measuring devices in the range of about 0.5 μm, This results even at relatively slow traversing speeds of 1 m / sec high signal frequencies of the analog incremental signals in the order of magnitude of about 2 MHz. For processing such high-frequency analog incremental signals However, not all evaluation units are capable of doing so. Also revealed problems with the possible trouble-free transmission the high-frequency incremental signals over long distances. In the case of disorders during signal transmission again result in errors in the position on the evaluation unit; so are in particular one on the part of Evaluation unit signal interpolation to increase the resolution ideal, sinusoidal Incremental signals of the position measuring assumed.

Darüberhinaus werden bei verschiedenen Anwendungen mitunter geschwindigkeitsabhängig unterschiedliche Anforderungen an die Auflösung der von der Positionsmeßeinrichtung gelieferten analogen Inkrementalsignale gestellt. Während dabei im Fall hoher Verfahrgeschwindigkeiten in der Regel keine extreme Genauigkeit bei Positionsbestimmung erforderlich ist, resultieren bei kleineren Relativgeschwindigkeiten üblicherweise höhere Anforderungen an die zur Verfügung stehende Auflösung der analogen Inkrementalsignale der Positionsmeßeinrichtung.Furthermore are different in different applications sometimes speed-dependent different Resolution requirements that of the position measuring device provided analog incremental signals. While doing so in the case of high traversing speeds usually no extreme Accuracy in position determination is required to result at lower relative speeds usually higher requirements at the disposal standing resolution the analog incremental signals of the position measuring device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Positionsmeßeinrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Positionsmeßeinrichtung zu schaffen, über die zum einen die angesprochenen Probleme bei der Verwendung hochauflösender Positionsmeßeinrichtungen mit kleinen Signalperioden vermieden werden können. Zum anderen sollen auch die geschwindigkeitsabhängig unterschiedlichen Anforderungen an die Auflösung der Positionsmeßeinrichtung erfüllbar sein. Darüberhinaus ist ein möglichst fehlerfreier Meßbetrieb auch über längere Meßstrecken bzw. längere Meßzeiten wünschenswert.task The present invention is therefore a position measuring device and a method for operating a position measuring device to create, over on the one hand the mentioned problems in the use of high-resolution position measuring can be avoided with small signal periods. On the other hand, the depending on speed different requirements for the resolution of the position measuring satisfiable be. Furthermore is one possible error-free measuring operation also over longer measuring sections or longer measurement times desirable.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Positionsmeßeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb einer Positionsmeßeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 6.These Task is solved by a position measuring device with the features of claim 1 and by a method for Operation of a position measuring device with the features of claim 6.

Vorteilhafte Maßnahmen zur Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Positionsmeßeinrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Maßnahmen in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.advantageous activities for the embodiment of the position measuring device according to the invention or the method according to the invention arise from the measures in the respective dependent Claims.

Erfindungsgemäß wird nunmehr eine variable Signalperiode bzw. -frequenz der von der Positionsmeßeinrichtung an die nachgeordnete Auswerteeinheit übertragenen analogen Ausgangssignale bzw. Inkrementalsignale vorgesehen. Insbesondere ist es hierbei möglich, die ggf. zu hohe Signalfrequenz der analogen Inkrementalsignale im Fall hochauflösender Positionsmeßeinrichtungen oder im Fall hoher Relativgeschwindigkeiten zu reduzieren. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine Signalperioden-Variationseinheit vorgesehen, die beispielsweise der Positionsmeßeinrichtung zugeordnet werden kann oder aber zwischen der Positionsmeßeinrichtung und der nachgeordneten Auswerteeinheit angeordnet ist. Selbstverständlich können neben den derart modifizierten Inkrementalsignalen mit veränderter Signalperiode respektive -frequenz auch die unveränderten analogen Inkremental signale zwischen der Positionsmeßeinrichtung und der nachgeordneten Auswerteeinheit übertragen werden.According to the invention will now a variable signal period or frequency from the position measuring device to the downstream evaluation transmitted analogue output signals or Incremental signals provided. In particular, it is possible here, the if necessary, too high signal frequency of the analog incremental signals in the case high-resolution position measuring or reduce in the case of high relative speeds. To this Purpose according to the invention is a signal period variation unit provided, which can be assigned, for example, the position measuring or between the position measuring device and the downstream one Evaluation unit is arranged. Of course, in addition to the so modified Incremental signals with changed signal period Respectively frequency also the unchanged analog incremental signals between the position measuring device and the downstream evaluation are transmitted.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist somit gewährleistet, daß auch hochauflösende inkrementale Meßsysteme in Verbindung mit Auswerteeinheiten eingesetzt werden können, die grundsätzlich keine derart hohen Eingangsfrequenzen der analogen Inkrementalsignale zulassen. Ferner sind auch hohe Verfahrgeschwindigkeiten möglich, da die Signalperiode dann geeignet vergrößert werden kann, was in diesem Einsatzfall für eine Positionsbestimmung mit hinreichender Präzision ausreicht. Auf Seiten der Auswerteeinheit kann dann zur Auflösungssteigerung eine weitere elektronische Unterteilung bzw. Interpolation der übertragenen sinus- und/oder cosinusförmigen Inkrementalsignale in bekannter Art und Weise erfolgen.by virtue of the measures according to the invention is thus ensured that too high-resolution incremental measuring systems can be used in conjunction with evaluation, the in principle no such high input frequencies of the analog incremental signals allow. Furthermore, high speeds are possible because the signal period can then be suitably increased, which is in this Application for a position determination with sufficient precision is sufficient. On pages the evaluation unit can then to increase resolution another electronic subdivision or interpolation of the transmitted sinusoidal and / or cosinusoidal Inkrementalsignale done in a known manner.

Die Variation der Signalperiode der an die Auswerteeinheit übertragenen analogen Inkrementalsignale kann dabei sowohl automatisiert, beispielsweise in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, oder aber manuell durch den Anwender erfolgen, wenn beispielsweise die zugehörige Auswerteeinheit nur eine bestimmte maximale Eingangsfrequenz der analogen Inkrementalsignale verarbeiten kann.The Variation of the signal period transmitted to the evaluation unit analog incremental signals can both automated, for example dependent on from the speed, or manually done by the user, if, for example, the associated Evaluation unit only a certain maximum input frequency of the analog Can process incremental signals.

Die erfindungsgemäßen Überlegungen lassen sich sowohl bei Positionsmeßeinrichtungen mit körperlich ausgebildeter Maßstabteilung einsetzen wie auch bei Positionsmeßeinrichtungen, die als Teilungsnormal z.B. die Lichtwellenlänge oder Bruchteile hiervon nutzen, d.h. bei Interferometern. Insbesondere im letztgenannten Fall ergeben sich auf Grundlage der vorliegenden Erfindung weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten. Diese bieten insbesondere Vorteile, wenn bei derartigen Positionsmeßeinrichtungen eine Konvertierung der Inkrementalsignal-Einheiten in bestimmte, vorzugebende -Einheiten gefordert ist und/oder diverse Umgebungseinflüsse zu kompensieren sind. Desweiteren gewährleisten die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch einen fehlerfreien Betrieb einer derartigen Positionsmeßeinrichtung über längere Meßstrecken und/oder längere Meßzeiten.The inventive considerations can be both in position measuring with physical trained scale graduation as well as position measuring devices, which are used as a graduation standard e.g. the wavelength of light or use fractions thereof, i. at interferometers. Especially in the latter case, based on the present Invention further advantageous embodiment possibilities. These offer in particular Advantages, if in such position measuring a conversion Incremental signal units required in certain units to be specified is and / or various environmental influences are to be compensated. Furthermore ensure the inventive measures also a fault-free operation of such a position measuring device over longer measuring distances and / or longer measuring times.

Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der erfindungsgemäßen Positionsmeßeinrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren.Further Advantages and details of the position measuring device according to the invention or the method according to the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the attached figures.

Dabei zeigtthere shows

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Positionsmeßeinrichtung inklusive nachgeordneter Auswerteeinheit; 1 a schematic representation of a first embodiment of a position measuring device according to the invention including subordinate evaluation unit;

2 eine Blockschaltbild-Darstellung einer ersten Ausführungsform einer geeigneten Signalperioden-Variationseinheit, wie sie etwa in der Positionsmeßeinrichtung gemäß 1 einsetzbar ist; 2 a block diagram representation of a first embodiment of a suitable signal period variation unit, such as in the position measuring according to 1 can be used;

3 eine Darstellung des Signalverlaufes im Ausführungsbeispiel der Positionsmeßeinrichtung der 1 kurz vor bzw. kurz nach der Variation der Signalperiode der analogen Inkrementalsignale; 3 a representation of the waveform in the embodiment of the position of the 1 shortly before or shortly after the variation of the signal period of the analog incremental signals;

4 eine Blockschaltbild-Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Signalperioden-Variationseinheit, wie sie insbesondere in einer als Interferometer ausgebildeten Positionsmeßeinrichtung einsetzbar ist. 4 a block diagram representation of a second embodiment of a signal period variation unit, as it can be used in particular in a designed as an interferometer Positionmeßeinrichtung.

Das in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Positionsmeßeinrichtung 1 umfaßt eine Maßstabteilung 2 sowie eine relativ dazu bewegliche Abtasteinheit 3. Die von der Positionsmeßeinrichtung 1 erzeugten, gegebenenfalls modifizierten analogen Inkrementalsig nale SIN', COS' werden über Signalübertragungsleitungen 7a, 7b an eine nachgeordnete Auswerteeinheit 4 zur Weiterverarbeitung übertragen. Die Maßstabteilung 2 und die Abtasteinheit 3 sind etwa mit zueinander beweglichen Teilen einer Werkzeugmaschine verbunden, deren Relativposition zueinander hochexakt bestimmt werden soll. Als Auswerteeinheit 4 ist in diesem Fall eine übliche numerische Werkzeugmaschinensteuerung vorgesehen.This in 1 illustrated first embodiment of a position measuring device according to the invention 1 includes a scale graduation 2 and a relatively movable scanning unit 3 , The of the position measuring 1 generated, optionally modified analog incremental signals SIN ', COS' are transmitted via signal transmission lines 7a . 7b to a downstream evaluation unit 4 for further processing. The scale graduation 2 and the scanning unit 3 are connected to each other with movable parts of a machine tool whose relative position is to be determined to each other highly accurate. As an evaluation unit 4 In this case, a conventional numerical machine tool control is provided.

Neben dem schematisiert dargestellten Ausführungsbeispiel zur Erfassung von linearen Relativbewegungen können selbstverständlich auch rotatorische Positionsmeßeinrichtungen erfindungsgemäß ausgestaltet werden.Next the schematically illustrated embodiment for detection of linear relative movements can Of course also rotary position measuring devices designed according to the invention become.

Bei der Relativbewegung von Maßstabteilung 2 und Abtasteinheit 3 werden über eine Signalerzeugungseinheit 5 periodisch modulierte, analoge Inkrementalsignale SIN, COS erzeugt. Hierbei sind zumindest zwei, vorzugsweise um 90° phasenversetzte, periodisch modulierte Signale erforderlich, über die sowohl die Positionsinformation bezüglich der Relativlage von Maßstabteilung 2 und Abtasteinheit 3 als auch die entsprechende Richtungsinformation zur Verfügung steht. Grundsätzlich könnte auch ein anderer definierter Phasenversatz, beispielsweise 120°, vorgesehen sein.In the relative movement of scale graduation 2 and scanning unit 3 be over a sig nalerzeugungseinheit 5 periodically modulated, analog incremental signals SIN, COS generated. In this case, at least two, preferably phase-shifted by 90 °, periodically modulated signals are required, via which both the position information relative to the relative position of scale graduation 2 and scanning unit 3 as well as the corresponding direction information is available. In principle, another defined phase offset, for example 120 °, could also be provided.

Die Erzeugung der analogen Inkrementalsignale SIN, COS über die schematisiert angedeutete Signalerzeugungseinheit 5 kann in vielfältigster Form erfolgen, das heißt es können hierzu in bekannter Art und Weise optische, magnetische, induktive oder aber kapazitive Abtastprinzipien eingesetzt werden, wenn z.B. wie in 1 gezeigt eine geeignete Maßstabteilung 2 abgetastet wird. In 1 sind deshalb auch keine weiteren Details bezüglich des eigentlichen Abtastprinzipes dargestellt, sondern lediglich die hierzu erforderliche Signalerzeugungseinheit 5 schematisch angedeutet.The generation of the analog incremental signals SIN, COS via the schematically indicated signal generating unit 5 can be done in a variety of forms, that is, it can be used for this purpose in a known manner optical, magnetic, inductive or capacitive sensing principles, if, for example, as in 1 shown a suitable scale graduation 2 is scanned. In 1 Therefore, no further details regarding the actual scanning principle are shown, but only the signal generating unit required for this purpose 5 indicated schematically.

Beispielsweise kann im Fall einer optischen Positionsmeßeinrichtung 1 eine reflektierend ausgebildete Maßstabteilung 2 mit der Abtasteinheit 3 abgetastet werden. Die zur Erzeugung der analogen Inkrementalsignale SIN, COS erforderliche Signalerzeugungseinheit 5 umfaßt dann ein oder mehrere Lichtquellen sowie optoelektronische Detektorelemente, über die die von der Maßstabteilung 2 reflektierten Strahlenbündel erfaßt werden.For example, in the case of an optical position measuring device 1 a reflective trained graduation scale 2 with the scanning unit 3 be scanned. The signal generation unit required to generate the analog incremental signals SIN, COS 5 then includes one or more light sources as well as opto-electronic detector elements over which the scale graduation 2 reflected beams are detected.

Desweiteren können die nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen grundsätzlich nicht nur in Positionsmeßeinrichtungen mit einer körperlich ausgebildeteten Maßstabteilung eingesetzt werden; es ist vielmehr ebenso möglich, eine als Interferometer ausgebildete Positionsmeßeinrichtung damit auszustatten, bei der das Teilungsnormal durch die verwendete Lichtwellenlänge vorgegeben wird. Eine in besonderer Weise geeignete Einheit zur Verarbeitung der analogen Inkrementalsignale auf Seiten einer Positionsmeßeinrichtung, die als Interferometer ausgebildet ist, wird anhand der 4 noch detailliert beschrieben.Furthermore, the measures according to the invention described below can be used in principle not only in position measuring with a physically trained scale division; Rather, it is also possible to equip a position measuring device designed as an interferometer, in which the graduation standard is predetermined by the wavelength of light used. A particularly suitable unit for processing the analog incremental signals on the part of a position measuring device, which is designed as an interferometer, is based on the 4 described in detail.

Die im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der 1 über die Maßstab-Abtastung erzeugten analogen Inkrementalsignale SIN, COS werden einer Signalperioden-Variationseinheit 6 zugeführt, die in der gezeigten Ausführungsform in der Abtasteinheit 3 angeordnet ist. Über die Signalperioden-Variationseinheit 6 kann je nach gewünschter oder erforderlicher Signalperiode bzw. -frequenz die Signalperiode der analogen Abtastsignale SIN, COS definiert variiert werden. Details bezüglich einer möglichen Ausführungsform der Signalperioden-Variationseinheit 6 ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der 2, in der eine erste Ausführungsform der Signalperioden-Variationseinheit 6 schematisiert dargestellt ist. Die von der Signalperioden-Variationseinheit 6 modifizierten analogen Inkrementalsignale SIN, COS werden anschließend über Signalübertragungsleitungen 7a, 7b als modifizierte analoge Inkrementalsignale SIN', COS' an die nachgeordnete Auswerteeinheit 4 zur Weiterverarbeitung übertragen. Hierbei weisen die modifizierten Inkrementalsignale SIN', COS' in der Regel eine größere Signalperiode bzw. eine geringere Signalfrequenz als die ursprünglich auf Seiten der Positionsmeßeinrichtung 1 generierten analogen Inkrementalsignale SIN, COS auf.The illustrated in the first embodiment of the 1 Analog incremental signals SIN, COS generated via the scale scan become a signal period variation unit 6 supplied in the embodiment shown in the scanning unit 3 is arranged. About the signal period variation unit 6 Depending on the desired or required signal period or frequency, the signal period of the analog scanning signals SIN, COS can be varied defined. Details regarding a possible embodiment of the signal period variation unit 6 result from the following description of the 2 in which a first embodiment of the signal period variation unit 6 is shown schematically. The of the signal period variation unit 6 Modified analog incremental signals SIN, COS are then transmitted via signal transmission lines 7a . 7b as modified analog incremental signals SIN ', COS' to the downstream evaluation unit 4 for further processing. In this case, the modified incremental signals SIN ', COS' generally have a larger signal period or a lower signal frequency than originally on the side of the position measuring device 1 generated analog incremental signals SIN, COS on.

Dargestellt ist in 1 desweiteren noch eine Steuerleitung 8, die die Auswerteeinheit 4 mit der Positionsmeßeinrichtung 1, insbesondere mit der Signalperioden-Variationseinheit 6 verbindet. Über ein oder mehrere Steuerleitungen 8 kann seitens der Auswerteeinheit 4 eine gewünschte oder erforderliche Veränderung der Signalperiode mittels eines definierten Steuersi gnales angefordert werden. Als Steuerleitung 8 kann dabei sowohl eine separate, zusätzliche Verbindungsleitung vorgesehen werden; ebenso ist jedoch auch die Nutzung bereits vorhandener Verbindungsleitungen zwischen der Positionsmeßeinrichtung 1 und der Auswerteeinheit 4 zu diesem Zweck möglich. Im letztgenannnten Fall könnte beispielsweise ein entsprechendes Steuersignal auf die Versorgungsleitung oder eine andere geeignete Verbindungsleitung aufmoduliert werden.Is shown in 1 furthermore a control line 8th that the evaluation unit 4 with the position measuring device 1 , in particular with the signal period variation unit 6 combines. Via one or more control lines 8th can be done by the evaluation unit 4 a desired or required change in the signal period is requested by means of a defined Steuersi signal. As a control line 8th can be provided both a separate, additional connection line; but also the use of already existing connection lines between the position measuring device 1 and the evaluation unit 4 possible for this purpose. In the latter case, for example, a corresponding control signal could be modulated onto the supply line or another suitable connection line.

In 1 ist in strichlinierter Form zudem eine unmittelbare Verbindung zwischen der Signalerzeugungseinheit 5 und der Auswerteeinheit 4 angedeutet. Damit soll veranschaulicht werden, daß selbstverständlich auch die Übertragung der unveränderten Inkrementalsignale SIN, COS von der Positionsmeßeinrichtung 1 an die Auswerteeinheit 4 möglich ist, ohne daß demzufolge eine Veränderung der Signalperiode über die Signalperioden-Variationseinheit 6 erfolgt. Die Übertragung der unveränderten Inkrementalsignale SIN, COS kann dabei entweder wie in 1 angedeutet über separate Signalübertragungsleitungen erfolgen oder aber über die beiden Signalübertragungsleitungen 7a, 7b. Im letztgenannten Fall passieren die analogen Inkrementalsignale SIN, COS demzufolge die Signalperioden-Variationseinheit 6, ohne jedoch in Signalperiode- oder frequenz verändert zu werden.In 1 is also a direct connection between the signal generation unit in dashed form 5 and the evaluation unit 4 indicated. This is to illustrate that, of course, the transmission of the unmodified incremental signals SIN, COS from the position measuring 1 to the evaluation unit 4 is possible without, consequently, a change in the signal period over the signal period variation unit 6 he follows. The transmission of the unchanged incremental signals SIN, COS can be done either as in 1 indicated via separate signal transmission lines or via the two signal transmission lines 7a . 7b , In the latter case, the analog incremental signals SIN, COS consequently pass the signal period variation unit 6 but without being changed in signal period or frequency.

Eine Veränderung der Signalperiode der analogen Inkrementalsignale SIN, COS, die an die Auswerteeinheit 4 übertragen werden, kann aus verschiedensten Gründen erforderlich sein. Beispielsweise liefert die hochauflösende Positionsmeßeinrichtung 1 analoge Inkrementalsignale SIN, COS mit einer relativ kleinen Signalperiode, so daß auf Seiten der Auswerteeinheit 4 eingangsseitig hohe Frequenzen der anliegenden Inkrementalsignale resultieren und von dieser nicht weiterverarbeitet werden können. In einem derartigen Fall ist eine Vergrößerung der Signalperiode bzw. eine Verringerung der Signalfrequenz erforderlich.A change in the signal period of the analog incremental signals SIN, COS, to the evaluation unit 4 can be required for a variety of reasons. For example, the high resolution position measuring device provides 1 analog incremental signals SIN, COS with a relatively small signal period, so that on the part of the evaluation unit 4 high frequencies on the input side zen of the applied incremental signals result and can not be further processed by this. In such a case, an increase in the signal period or a reduction in the signal frequency is required.

Daneben können auch bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten zwischen Maßstabteilung 1 und Abtasteinheit 3 zu kleine Signalperioden bzw. zu hohe Signalfrequenzen der übertragenen analogen Inkrementalsignale resultieren und eine Vergrößerung der Signalperiode bzw. eine Verringerung der Signalfrequenz erforderlich machen. Werden später ggf. wieder geringere Verfahrgeschwindigkeiten erreicht, so kann selbstverständlich wieder auf die kleinere Signalperiode der analogen Inkrementalsignale SIN, COS umgeschaltet werden und es steht erneut eine höhere Auflösung bei der Positionsbestimmung zur Verfügung.In addition, even at high speeds between scale graduation 1 and scanning unit 3 result in too small signal periods or too high signal frequencies of the transmitted analog incremental signals and make an increase in the signal period or a reduction in the signal frequency required. If later, if necessary, lower traversing speeds are reached, it is of course again possible to switch over to the smaller signal period of the analog incremental signals SIN, COS, and again a higher resolution is available for determining the position.

Vorzugsweise erfolgt im Fall einer erforderlichen Vergrößerung der Signalperiode eine Multiplikation der jeweiligen Signalperiode mit mindestens einem Signalperioden-Variationsfaktor n. Beispielsweise können auch mehrere derarige -Faktoren n = 2, 4, 8, 16 vorgegeben werden, mit denen die Signalperiode der analogen Inkrementalsignale SIN, COS vergrößert wird, wenn dies aus den oben aufgeführten Gründen nötig ist.Preferably in the case of a required increase in the signal period, a Multiplication of the respective signal period with at least one Signal period variation factor n. For example, too several derarige factors n = 2, 4, 8, 16 are given, with which the signal period of the analog incremental signals SIN, COS is increased, if this is from the above establish is necessary.

Neben einem ganzzahligen Signalperioden-Variationsfaktor n kann erfindungsgemäß z.B. im Fall eines Interferometers selbstverständlich auch ein entsprechender nicht-ganzzahliger -Variationsfaktor n gewählt werden.Next an integer signal period variation factor n can be obtained according to the invention e.g. in the case Of course, a corresponding interferometer non-integer variation factor n can be selected.

Die erforderliche Variation der Signalperiode der analogen Inkrementalsignale SIN, COS kann zum einen über die bereits erwähnte Übertragung eines entsprechenden Steuersignals auf einer Steuerleitung 8 von der Auswerteeinheit 4 an die Positionsmeßeinrichtung 1 erfolgen. Daneben kann jedoch alternativ auch vorgesehen werden, eine bestimmte gewünschte Signalperiode manuell vom Anwender beispielsweise über ein geeignetes – nicht dargestelltes – Schaltelement auf Seiten der Positionsmeßeinrichtung 1 einzustellen.The required variation of the signal period of the analog incremental signals SIN, COS can on the one hand via the already mentioned transmission of a corresponding control signal on a control line 8th from the evaluation unit 4 to the position measuring device 1 respectively. In addition, however, may alternatively be provided, a certain desired signal period manually by the user, for example via a suitable - not shown - switching element on the part of the position 1 adjust.

Im Fall der vorgesehenen Variation der Signalperiode über ein von der Auswerteeinheit 4 übertragenes Steuersignal ist es desweiteren möglich, eine geschwindigkeitsabhängige Variation der Signalperiode automatisiert vorzunehmen. Wird dabei etwa eine bestimmte Verfahrgeschwindigkeit überschritten, so kann durch die entsprechende Übertragung eines Steuersignales im Meßbetrieb auf die Ausgabe von analogen Inkrementalsignalen SIN', COS' mit geeignet vergrößerter Signalperiode umgeschaltet werden. Entsprechend wird beim Wieder-Unterschreiten dieser Verfahrgeschwindigkeit die Signalperiode der analogen Inkrementalsignale wieder verringert.In the case of the intended variation of the signal period via one of the evaluation unit 4 transmitted control signal, it is further possible to make a speed-dependent variation of the signal period automatically. If, for example, a certain travel speed is exceeded, the corresponding transmission of a control signal in the measuring mode can be used to switch over to the output of analog incremental signals SIN ', COS' with a suitably enlarged signal period. Accordingly, when falling below this traversing speed, the signal period of the analog incremental signals is reduced again.

Eine derartige geschwindigkeitsabhängige Variation der Signalperiode der übertragenen analogen Inkrementalsignale SIN, COS kann dabei selbstverständlich auch in Verbindung mit mehr als zwei verfügbaren, unterschiedlichen Signalperioden realisiert werden. So können etwa für mehrere Ge schwindigkeitsbereiche geeignete Signalperioden bzw. Multiplikationsfaktoren n für die analogen Inkrementalsignale SIN, COS vorgesehen werden, zwischen denen dann jeweils geschwindigkeitsabhängig umgeschaltet wird usw..A such speed-dependent variation the signal period of the transmitted of course, analog incremental signals SIN, COS can also in conjunction with more than two different signal periods available will be realized. So can about for several speed ranges suitable signal periods or multiplication factors n for the analog incremental signals SIN, COS are provided between which is then switched depending on the speed, etc ..

Die zu einer automatisierten Variation der Signalperioden der übertragenen, analogen Inkrementalsignale SIN, COS erforderliche Geschwindigkeitsdetektion kann auf mehrere Arten erfolgen. Beispielsweise kann hierzu ein separater Geschwindigkeitsdetektor vorgesehen werden. Ebenso ist es möglich, lediglich die Frequenz der analogen Inkrementalsignale SIN, COS zu erfassen, um auf diese Art und Weise eine Information bezüglich der aktuellen Verfahrgeschwindigkeit zur Verfügung zu haben. Die entsprechende Geschwindigkeitsinformation wird von der jeweiligen Auswerteeinheit 4 genutzt, um bei bestimmten Geschwindigkeiten eine Veränderung der Signalperiode der analogen Inkrementalsignale SIN, COS anzufordern.The speed detection required for an automated variation of the signal periods of the transmitted analog incremental signals SIN, COS can be done in several ways. For example, a separate speed detector can be provided for this purpose. It is also possible to detect only the frequency of the analog incremental signals SIN, COS in order to thus have information about the current travel speed available. The corresponding speed information is provided by the respective evaluation unit 4 used to request a change in the signal period of the analog incremental signals SIN, COS at certain speeds.

Eine erste, mögliche Ausführungsform der Signalperioden-Variationseinheit 6 wird nachfolgend anhand der Darstellung in 2 näher erläutert. Hierbei ist die gezeigte Ausführungsform insbesondere in Verbindung mit der Positionsmeßeinrichtung gemäß 1 einsetzbar. Die von der Signalerzeugungseinheit 5 generierten analogen Inkrementalsignale SIN, COS werden der Signalperioden-Variationseinheit 6 zugeführt und gelangen eingangsseitig auf eine erste und zweite Interpolatoreinheit 9, 10. Während die erste Interpolatoreinheit 9 in bekannter Art und Weise eine Vielfachunterteilung der analogen Inkrementalsignale SIN, COS vornimmt, beispielsweise um den Faktor 100, erfolgt in der zweiten Interpolatoreinheit 10 ein Zählen der jeweiligen Signal-Nulldurchgänge. Ausgangsseitig liefern die beiden Interpolatoreinheiten 9, 10 jeweils ein Digitalwort, welches an einen nachgeordneten Speicherbaustein 11 übergeben wird bzw. zur Addressierung desselben dient. Der Speicherbaustein 11 enthält wiederum eine Reihe von Umrechnungstabellen für verschiedene Variationsfaktoren n der Signalperioden der analogen Inkrementalsignale SIN, COS. Pro Variationsfaktor n steht demzufolge eine entsprechende Umrechnungstabelle zur Verfügung. Je nach gewünschter Vergrößerung der Signalperiode wird über die Umrechnungstabelle jedem Positionswert der beiden Signale, der sich aus den beiden übergebenen Digitalwörtern ergibt, ein bestimmter veränderter Positionswert zugeordnet, so daß jeweils ein Signalverlauf mit vergrößerter Signalperiode resultiert. Ausgangsseitig liefert der Speicherbaustein 11 nach einer derartigen Signalverarbeitung Ansteuersignale für nachgeordnete D/A-Wandler, die quasi-analoge sinus- und cosinusförmige Inkrementalsignale SIN', COS' erzeugen. Diese modifizierten Inkrementalsignale SIN', COS' werden dann an die Auswerteeinheit übergeben.A first possible embodiment of the signal period variation unit 6 is described below with reference to the illustration in 2 explained in more detail. Here, the embodiment shown in particular in connection with the position measuring according to 1 used. The from the signal generation unit 5 generated analog incremental signals SIN, COS become the signal period variation unit 6 supplied and arrive on the input side to a first and second interpolator unit 9 . 10 , While the first interpolator unit 9 in a known manner performs a multiple division of the analog incremental signals SIN, COS, for example by a factor of 100, takes place in the second interpolator unit 10 counting the respective signal zero crossings. On the output side, the two interpolator units deliver 9 . 10 one digital word each, which is sent to a downstream memory module 11 is passed or serves to address the same. The memory chip 11 in turn contains a number of conversion tables for different variation factors n of the signal periods of the analog incremental signals SIN, COS. Accordingly, a corresponding conversion table is available for each variation factor n. Depending on the desired increase in the signal period, a specific value is changed via the conversion table to each position value of the two signals resulting from the two transmitted digital words assigned derter position value, so that each results in a waveform with increased signal period. The memory module supplies on the output side 11 after such a signal processing drive signals for downstream D / A converter, the quasi-analog sinusoidal and cosinusoidal incremental SIN ', COS' produce. These modified incremental signals SIN ', COS' are then transferred to the evaluation unit.

Eine Darstellung der Signalform zumindest eines analogen Inkrementalsignales SIN kurz vor bzw. kurz nach der Variation der Signalperiode SP ist in 3 dargestellt. In der linken Hälfte von 3 ist hierbei das von der Signalerzeugungseinheit 5 gelieferte analoge Inkrementalsignal SIN erkennbar, dessen Signalperiode SP verändert werden soll. Zum Zeitpunkt t0 erfolgt dabei beispielsweise durch die oben erläuterte Übertragung eines Steuersignales von der Auswerteeinheit die Anforderung, die Signalperiode SP zu vergrößern. Nach einer weiteren Signalperiode SP des analogen Inkrementalsignales SIN wird dann zum Umschaltzeitpunkt tU über die Signalperioden-Variationseinheit die Signalperiode SP variiert, d.h. im dargestellten Fall ist eine Vergrößerung der Signalperiode SP um den Faktor n = 4 vorgesehen. Ab dem Umschaltzeitpunkt tU wird dann das in Signalperiode SP' und -frequenz modifizierte Inkrementalsignal SIN' an die Auswerteeinheit übertragen. Der Umschaltzeitpunkt tU ist hierbei derart definiert gewählt, daß bei einem Nulldurchgang des analogen Inkrementalsignales SIN die Umschaltung auf eine andere Signalperiode SP' erfolgt.A representation of the signal shape of at least one analog incremental signal SIN shortly before or shortly after the variation of the signal period SP is in 3 shown. In the left half of 3 Here, this is that of the signal generation unit 5 supplied analog incremental signal SIN recognizable whose signal period SP is to be changed. At the time t 0 , for example, by the above-described transmission of a control signal from the evaluation unit, the request to increase the signal period SP takes place. After a further signal period SP of the analog incremental signal SIN, the signal period SP is then varied at the changeover time t U via the signal period variation unit, ie in the case shown an enlargement of the signal period SP by the factor n = 4 is provided. From the switching time t U , the incremental signal SIN 'modified in signal period SP' and frequency is then transmitted to the evaluation unit. The switching time t U is in this case selected to be defined in such a way that switching to a different signal period SP 'takes place at a zero crossing of the analog incremental signal SIN.

In 3 ist in stark übertriebener Form die Quantisierung des modifizierten Inkrementalsignales SIN' dargestellt; strichpunktiert ist die ideale sinusförmige Form des Inkrementalsignales SIN' eingezeichnet. Das quantisierte Inkrementalsignal SIN' entspricht dabei umso besser dem idealen, sinusförmigen Inkrementalsignal, je höher die Auflösung der D/A-Wardlereinheiten in der Signalperioden-Variationseinheit gewählt wird.In 3 is shown in greatly exaggerated form the quantization of the modified incremental signal SIN '; dot-dashed is the ideal sinusoidal shape of the incremental signal SIN 'drawn. The quantized incremental signal SIN 'corresponds better to the ideal, sinusoidal incremental signal, the higher the resolution of the D / A Wardlereinheiten in the signal period variation unit is selected.

Eine zweite Ausführungsform einer geeigneten Signalperioden-Variationseinheit 26 ist in 4 in einer schematisierten Darstellung gezeigt. Insbesondere eignet sich diese Variante in Verbindung mit einer als Interferome ter ausgebildeten Positionsmeßeinrichtung. Selbstverständlich können dabei die am ersten Ausführungsbeispiel erläuterten Maßnahmen auch in Verbindung mit dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel realisiert werden.A second embodiment of a suitable signal period variation unit 26 is in 4 shown in a schematic representation. In particular, this variant is suitable in conjunction with a ter formed as Interferome position measuring. Of course, the measures explained in the first exemplary embodiment can also be implemented in conjunction with the following exemplary embodiment.

Neben alternativen Möglichkeiten zur Variation der Signalperiode bzw. der definierten Vorgabe der Signalperiode der an eine Auswerteeinheit übertragenen, analogen Inkrementalsignale seien am zweiten Ausführungsbeispiel nachfolgend auch verschiedenste Korrekturmittel beschrieben, die zur Eliminierung von unterschiedlichen Fehlern dienen, die bei der Positionsbestimmung auftreten können.Next alternative ways for varying the signal period or the defined specification of Signal period of the transmitted to an evaluation, analog incremental signals be at the second embodiment Below also described a variety of correction means, the serve to eliminate various errors that occur during the Position determination can occur.

Das von einer bekannten – nicht dargestellten – Interferometer-Anordnung erzeugte Paar phasenversetzter Inkrementalsignale SIN, COS wird wiederum der Signalperioden-Variationseinheit 26 zugeführt. Diese übernimmt wie im vorhergehenden Beispiel u.a. die gewünschte Variation der Signalperiode und liefert ausgangsseitig die entsprechend modifizierten analogen Inkrementalsignale SIN', COS', welche über die Signalübertragungsleitungen 37a, 37b an eine – nicht gezeigte – Auswerteeinheit zur Weiterverarbeitung überfragen werden. Dort kann beispielsweise eine elektronische Signalinterpolation erfolgen etc..The pair of phase-shifted incremental signals SIN, COS produced by a known interferometer arrangement, not shown, again becomes the signal period variation unit 26 fed. This assumes, as in the previous example, among other things, the desired variation of the signal period and provides on the output side the correspondingly modified analog incremental signals SIN ', COS', which are transmitted via the signal transmission lines 37a . 37b to an evaluation unit (not shown) for further processing. There, for example, an electronic signal interpolation can be done etc ..

Die von der Positionsmeßeinrichtung bzw. vom Interferometer gelieferten Inkrementalsignale SIN, COS werden in der Signalperioden-Variationseinheit 26 einer Interpolatoreinheit 29 sowie einer Richtungserkennungseinheit 23 zugeführt. Über die Interpolatoreinheit 29 erfolgt hierbei eine elektronische weitere Unterteilung der Eingangssignale SIN, COS in bekannter Art und Weise, d.h. die Interpolatoreinheit 29 liefert ausgangsseitig interpolierte Digitalsignale DS bzw. Rechteckimpulse mit einer höheren Frequenz als die Eingangssignale SIN, COS. Mit Hilfe der Richtungserkennungseinheit 23 wird auf Grundlage der beiden um 90° phasenversetzten Inkrementalsignale SIN, COS ein Richtungssignal RS bezüglich der Bewegungsrichtung der beiden zueinander beweglichen Teile erzeugt, deren Relativposition bestimmt werden soll.The incremental signals SIN, COS supplied by the position measuring device or by the interferometer are in the signal period variation unit 26 an interpolator unit 29 and a direction detection unit 23 fed. Via the interpolator unit 29 In this case, an electronic further subdivision of the input signals SIN, COS in a known manner, ie the interpolator unit 29 provides on the output side interpolated digital signals DS or rectangular pulses with a higher frequency than the input signals SIN, COS. With the help of the direction detection unit 23 is generated based on the two 90 ° out of phase incremental signals SIN, COS a direction signal RS with respect to the direction of movement of the two mutually movable parts whose relative position is to be determined.

Die interpolierten Digitalsignale DS wie auch das Richtungssignal RS werden über die Datenleitungen 36 und 38 einer Adreßzählereinheit 24 zuge führt. Je nach Bewegungsrichtung bzw. empfangenem Richtungssignal RS erfolgt in der Adreßzählereinheit 24 eine Veränderung des Adreßzählerwertes AZW. Im Fall einer Vorwärtsbewegung wird bei jedem Rechteckimpuls der Adreßzählerwert AZW beispielsweise um einen Wert hochgesetzt bzw. weitergezählt; im Fall der Rückwärtsbewegung erfolgt bei jedem Rechteckimpuls ein Heruntersetzen des Adreßzählerwertes AZW bzw. ein Zurückzählen. Wenn kein Rechteckimpuls bzw. Digitalsignal DS von der Interpolatoreinheit 29 anliegt bleibt der Adreßzählerwert AZW unverändert.The interpolated digital signals DS as well as the direction signal RS are transmitted via the data lines 36 and 38 an address counter unit 24 supplied leads. Depending on the direction of movement or received direction signal RS takes place in the address counter unit 24 a change in the address counter value AZW. In the case of a forward movement, the address counter value AZW is, for example, incremented or incremented by one value for each rectangular pulse; in the case of the backward movement takes place at each square pulse a reduction of the address counter value AZW or a count back. If no rectangular pulse or digital signal DS from the interpolator unit 29 the address counter value AZW remains unchanged.

Der Adreßzählereinheit 24 nachgeordnet ist ein Speicherbaustein 41 vorgesehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Umrechnungstabellen 21A, 21B in Form einer Sinus- bzw. Cosinustabelle enthält. Die Umrechnungstabellen 21A, 21B bestehen aus jeweils k adressierten Tabellenbereichen 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk , wobei in den jeweils k Tabellenbereichen 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk in digitaler Form die Signalamplitudenwerte mindestens einer Periode einer Sinus- bzw. Cosinus-Funktion abgelegt sind. Die einzelnen k Tabellenbereiche 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk können über Adreßzeiger 34A, 34B von der Adreßzählereinheit 24 angesteuert werden. Die Signalamplitudenwerte der derart angesteuerten Tabellenbereiche 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk werden anschließend jeweils an D/A-Wandlereinheiten 22A, 22B übermittelt, die hieraus wiederum die analogen Inkrementalsignale SIN', COS' erzeugen, welche an die Auswerteeinheit übertragen werden. Den D/A-Wandlereinheiten 22A, 22B kann desweiteren jeweils eine geeignete – nicht dargestellte – Filterelektronik nachgeordnet werden, die die resultierenden analogen Inkrementalsignale SIN', COS' vor der Übertragung an die Auswerteeinheit geeignet glättet.The address counter unit 24 downstream is a memory block 41 provided, in the illustrated embodiment, two conversion tables 21A . 21B in the form of a sine or cosine table. The conversion tables 21A . 21B consist of k addressed table spaces 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k , where in the respective k table areas 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k in digital form, the signal amplitude values of at least one Period of a sine or cosine function are stored. The individual k table spaces 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k can via address pointer 34A . 34B from the address counter unit 24 be controlled. The signal amplitude values of the thus controlled table areas 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k are then each connected to D / A converter units 22A . 22B transmitted, which in turn generate the analog incremental signals SIN ', COS', which are transmitted to the evaluation unit. The D / A converter units 22A . 22B Furthermore, a suitable - not shown - filter electronics can be further downstream, which smooths the resulting analog incremental SIN ', COS' suitable before transmission to the evaluation.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ausgang der Adreßzählereinheit 24 vorgesehen, über den zwei Adreßzeiger 34A, 34B angesprochen werden, die jeweils wiederum eine Umrechnungstabelle 21A, 21B ansteuern.In the illustrated embodiment, an output of the address counter unit 24 provided over the two address pointer 34A . 34B be addressed, each in turn a conversion table 21A . 21B drive.

Daneben sind jedoch auch alternative Ausführungsvarianten im Rahmen der vorliegenden Erfindung realisierbar. So könnte in einer zweiten Ausführungsform die Adreßzählereinheit ausgangsseitig lediglich einen einzigen Adreßzeiger aufweisen, der wiederum lediglich eine einzige Umrechnungs tabelle ansteuert. Die Tabellenbereiche der in diesem Fall zu wählenden, kombinierten Umrechnungstabelle besitzen dabei die doppelte Speicherbreite im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel, so daß dort jeweils in kombinierter Form die digitalen Signalamplitudenwerte der Sinus- und Cosinus-Funktion abgelegt werden können.Besides However, are also alternative embodiments in the context of present invention feasible. So could in a second embodiment the address counter unit On the output side have only a single address pointer, which in turn only a single conversion table controls. The table spaces the one to choose in this case Combined conversion table have twice the memory width in comparison to the first embodiment, so that there in each case in combined form, the digital signal amplitude values the sine and cosine function can be stored.

In einer dritten Ausführungsform schließlich könnte vorgesehen werden, daß zwei Adreßzeiger der Adreßzählereinheit auf eine einzige Umrechnungstabelle zeigen, in der z.B. lediglich die digitalen Signalamplitudenwerte einer Sinus-Funktion abgelegt sind. Zwischen den beiden Adreßzeigern ist jedoch ein Phasenversatz von 90° vorgegeben, so daß auf diese Art und Weise die phasenversetzten Signalamplitudenwerte einer Sinus- und einer Cosinusfunktion für die Ausgangssignale an die nachgeordneten D/A-Wandler übergeben werden können.In a third embodiment finally could be provided be that two Address pointer of the address counting to a single conversion table, in which e.g. only stores the digital signal amplitude values of a sine function are. Between the two pointers However, a phase offset of 90 ° is given so that on this Way the phase-shifted signal amplitude values of a sine wave and a cosine function for pass the output signals to the downstream D / A converters can be.

Die ausgangsseitig variablen Signalperioden SP' der analogen inkrementalsignale SIN', COS' werden im gezeigten Ausführungsbeispiel auf die nachfolgend erläuterte Art und Weise erzeugt. Hierbei ist eine Variation der Eingangs-Signalperioden SP um lediglich ganzzahlige Signalperioden-Variationsfaktoren n möglich ist, d.h. SP' = n·SP. So können etwa im Beispiel ausgangsseitig Signalperioden SP' der analogen Inkrementalsignale SIN', COS' von 1 μm, 2 μm, 4 μm und 10 μm erzeugt werden; die ausgangsseitig verfügbaren Signalperioden SP' stehen demzufolge jeweils in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander. Eingangsseitig ist im Fall der Verwendung eines He-Ne-Lasers mit der Emissionswellenlänge λ ≅ 633 nm im Interferometer eine Signalperiode SP der Signale SIN, COS von λ/2 = 633/2 nm vorgegeben. In den beiden Umrechnungstabellen 21A, 21B werden in diesem Beispiel dann die digitalen Signalamplitudenwerte einer Sinus- bzw. Cosinus-Funktion mit einer Signalperiode abgelegt, die das kleinste gemeinsame Vielfache der Ausgangs-Signalperioden SP' darstellt, d.h. Sinus- und Cosinus-Funktionen mit einer Signalperiode von 20 μm.The output-side variable signal periods SP 'of the analog incremental signals SIN', COS 'are generated in the embodiment shown in the manner explained below. Here, a variation of the input signal periods SP by only integer signal period variation factors n is possible, ie SP '= n · SP. For example, signal periods SP 'of the analog incremental signals SIN', COS 'of 1 .mu.m, 2 .mu.m, 4 .mu.m and 10 .mu.m can be generated in the example on the output side; Consequently, the signal periods SP 'available on the output side are each in an integer relationship to each other. On the input side, in the case of using a He-Ne laser with the emission wavelength λ ≅ 633 nm, a signal period SP of the signals SIN, COS of λ / 2 = 633/2 nm is specified in the interferometer. In the two conversion tables 21A . 21B In this example, the digital signal amplitude values of a sine or cosine function are then stored with a signal period representing the least common multiple of the output signal periods SP ', ie sine and cosine functions with a signal period of 20 μm.

Je nach ausgangsseitig erforderlicher Signalperiode werden die Adreßzeiger 34A, 34B bei jedem Rechteckimpuls von der Interpolatoreinheit 29 mit unterschiedlichen Ansteuer-Schrittweiten inkrementiert, d.h. unterschiedliche Tabellenbereiche 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk der Umrechnungstabellen 21A, 21B angesprochen. Werden dann z.B. ausgangsseitig analoge Inkrementalsignale SIN', COS' mit der Signalperiode 10 μm gewünscht, so beträgt die Ansteuer-Schrittweite bei jedem Rechteckimpuls 2 Tabellenschritte, d.h. nach dem Tabellenberereich 21A1 wird anschließend vom Adreßzeiger der Tabellenbereich 21A3 angesteuert usw.. Im Fall einer erforderlichen Signalperiode von 4 μm beträgt die Ansteuer-Schrittweite für die Adreßzeiger 34A, 34B 5 Tabellenschritte etc.. Jedem Signalperioden-Variationsfaktor n ist demzufolge eine bestimmte Ansteuer-Schrittweite der Adreßzeiger 34A, 34B zugeordnet.Depending on the signal period required on the output side, the address pointers become 34A . 34B at every square pulse from the interpolator unit 29 incremented with different drive increments, ie different table areas 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k the conversion tables 21A . 21B addressed. If, on the output side, for example, analog incremental signals SIN ', COS' with the signal period 10 μm are desired, the drive step size for each rectangular pulse is 2 table steps, ie according to the table range 21A 1 then the address space of the table space 21A 3 In the case of a required signal period of 4 μm, the drive step size for the address pointer is 34A . 34B 5 table steps etc .. Each signal period variation factor n is therefore a certain drive step size of the address pointer 34A . 34B assigned.

In den Umrechnungstabellen 21A, 21B werden bei einer derartigen Ausführungsform der Signalperioden-Variationseinheit 26 demzufolge die digitalen Signalamplitudenwerte von Sinus- und/oder Cosinus-Funktionen abgelegt, die der größten ausgangsseitig gewünschten Signalperiode SP' der analogen Inkrementalsignale SIN', COS' entspricht oder aber in einem ganzzahligen Verhältnis zu allen gewünschten Signalperioden SP' der analogen Inkrementalsignale SIN', COS' steht.In the conversion tables 21A . 21B in such an embodiment, the signal period variation unit 26 Consequently, the digital signal amplitude values of sine and / or cosine functions are stored which corresponds to the largest output-side desired signal period SP 'of the analog incremental signals SIN', COS 'or else in an integer ratio to all desired signal periods SP' of the analog incremental signals SIN ', COS 'stands.

Alternativ zu einer derartigen Realisierung der variablen Signalperiode der analogen Inkrementalsignale kann ähnlich dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der 2 vorgesehen werden, im entsprechenden Speicherbaustein der Signalperioden-Variationseinheit für jede gewünschte Auflösung bzw. für jede erforderliche ausgangsseitige Signalperiode eine separate Umrechnungstabelle für die Sinus- und/oder Cosinus-Funktion abzulegen. Selbstverständlich können die beiden erwähnten Möglichkeiten auch geeignet miteinander kombiniert werden. Beispielsweise ist dabei etwa denkbar, bestimmte ganzzahlige Signalperioden-Verhältnisse über die anhand von 4 erläuterte Variante zu realisieren, während andere Signalperioden der analogen Inkrementalsignale auf der Basis separater Umrechnungstabellen wie vorab erläutert realisiert werden usw..As an alternative to such a realization of the variable signal period of the analog incremental signals, similar to the previously described embodiment of the 2 be provided to store a separate conversion table for the sine and / or cosine function in the corresponding memory module of the signal period variation unit for each desired resolution or for each required output-side signal period. Of course, the two options mentioned can also be combined with each other suitably. For example, it is conceivable that certain integer signal period ratios on the basis of 4 explained variant, while other signal periods of the analog incremental signals are realized on the basis of separate conversion tables as explained above, etc ..

Wie bereits oben angedeutet, enthält die Signalperioden-Variationseinheit 26 dieses Ausführungsbeispieles desweiteren verschiedene Korrekturmittel, um Fehler bei der Positionsbestimmung bzw. Signalperioden-Variation zu eliminieren bzw. zu minimieren. Als Korrekturmittel seien dabei eine Eingangszählereinheit 25, eine Durchlaufzählereinheit 48 sowie eine Prozessoreinheit 27 bezeichnet, deren Arbeitsweise innerhalb der Signalperioden-Variationseinheit 26 nachfolgend erläutert wird.As already indicated above, the signal period variation unit contains 26 This embodiment further includes various correction means to eliminate or minimize errors in the position determination or signal period variation. As a correction means are an input counter unit 25 , a flow meter unit 48 and a processor unit 27 whose operation is within the signal period variation unit 26 will be explained below.

Die Ausgangssignale der bereits oben erwähnten Interpolatoreinheit 29 in Form von Digitalsignalen DS bzw. Rechteckimpulsen werden über die Datenleitung 28 auch der Eingangszählereinheit 25 zugeführt, d.h. der aktuelle Eingangszählerwert EZW stellt die Anzahl bislang übermittelter Rechteckimpulse der Interpolatoreinheit 29 dar. Durch Multiplikation des Eingangszählerwertes EZW mit der vorgegebenen Signalperiode SP, d.h. dem entsprechenden Bruchteil der Wellenlänge des Interferometers in Luft λLuft, bei einer Vierfach-Auswertung ohne weitere Interpolation üblicherweise λLuft/8, ergibt sich somit der aktuelle Sollpositions-Meßwert SPM bei der laufenden Positionsbestimmung: SPM = EZW·λLuft/8 (Gl. 1) The output signals of the above-mentioned interpolator unit 29 in the form of digital signals DS or rectangular pulses are transmitted via the data line 28 also the input counter unit 25 supplied, ie the current input counter value EZW represents the number of previously transmitted rectangular pulses of the interpolator unit 29 By multiplication of the input counter value EZW with the predetermined signal period SP, ie the corresponding fraction of the wavelength of the interferometer in air λ air , in a four-fold evaluation without further interpolation usually λ air / 8, thus results in the current target position measured value SPM the current position determination: SPM = EZW · λ air / 8 (equation 1)

λLuft/8 stellt dabei die Signalperiode SP der Eingangssignale SIN, COS dar. Eine derartige Ermittlung des Sollpositions-Meßwertes SPM in Form der erwähnten Multiplikation erfolgt über die der Eingangszählereinheit 25 nachgeordnete Prozessoreinheit 27. Die -einheit 27 kann dabei selbstverständlich auch alternativ zu einem Prozessor ausgebildet werden, beispielsweise als geeignete Digital-Logik etc..λ air / 8 represents the signal period SP of the input signals SIN, COS. Such a determination of the desired position measured value SPM in the form of the aforementioned multiplication takes place via that of the input counter unit 25 downstream processor unit 27 , The unit 27 can of course also be designed as an alternative to a processor, for example as a suitable digital logic, etc.

Der ebenfalls bereits oben erwähnten Adreßzählereinheit ist eine Durchlaufzählereinheit 48 nachgeordnet. Der bestimmte Durchlaufzählerwert DZW stellt damit die Anzahl der bislang erfolgten Durchläufe der Adreßzeiger 34A, 34B durch die Umrechnungstabellen 21A, 21B dar bzw. den Anteil ganzer Signalperioden am aktuellen Istpositions-Meßwert IPM. In Verbindung mit dem gerade aktuellen Adreßzählerwert AZW, der über die Datenleitung 31 an die Prozessoreinheit 27 übergeben wird, läßt sich in der Prozessoreinheit 27 daraus der aktuelle Istpositions-Meßwert IPM bestimmen: IPM = (DZW + AZW/k)·SP' (Gl. 2) The address counter unit also already mentioned above is a pass counter unit 48 downstream. The determined pass counter value DZW thus represents the number of passes made to date by the address pointers 34A . 34B through the conversion tables 21A . 21B or the proportion of entire signal periods at the current actual position measured value IPM. In conjunction with the currently current address counter value AZW, via the data line 31 to the processor unit 27 is passed, can be in the processor unit 27 From this, determine the current actual position measured value IPM: IPM = (DZW + AZW / k) * SP '(equation 2)

Nach einer derartigen Ermittlung von Soll- und Ist-Positions-Meßwert SPM, IPM erfolgt anschließend über die Prozessoreinheit 27 ein Vergleich der beiden Meßwerte SPM und IPM. Wird eine Abweichung zwischen den beiden Meßwerten SPM und IPM festgestellt, so wird anschließend von der Prozessoreinheit 27 über die Datenleitung 30 die Adreßzählereinheit 24 derart angesteuert, daß der Adreßzählerwert AZW korrigierend erhöht oder verringert wird. Als Folge des geeignet erhöhten oder aber verringerten Adreßzählerwertes AZW werden von den Adreßzeigern 34A, 34B wiederum andere Tabellenbereiche 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk der Umrechnungstabellen 21A, 21B angesteuert und damit korrigierte analoge Inkrementalsignale SIN', COS' generiert.After such a determination of desired and actual position measured value SPM, IPM is then carried out via the processor unit 27 a comparison of the two measured values SPM and IPM. If a deviation between the two measured values SPM and IPM is detected, then the processor unit subsequently issues 27 over the data line 30 the address counter unit 24 controlled such that the address counter value AZW is corrected increases or decreases. As a result of the appropriately increased or decreased address count value AZW, the address pointers are used 34A . 34B turn other table spaces 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k the conversion tables 21A . 21B triggered and thus corrected analog incremental signals SIN ', COS' generated.

Auf diese Art und Weise lassen sich Abweichungen zwischen den Ist- und Sollpositionsmeßwerten IPM, SPM und damit Fehler in der Positionsmessung eliminieren oder zumindest minimieren. Die derart korrigierbaren Fehler können hierbei verschiedene Ursachen haben.On this way can be deviations between the actual and Sollpositionsmeßwerten IPM, SPM and thus eliminate errors in the position measurement or At least minimize. The thus correctable errors can hereby have different causes.

Eine erste Fehlerquelle liegt im nicht-ganzzahligen Verhältnis der eingesetzten Laser-Wellenlänge λ, d.h. dem verwendeten Teilungsnormal, zu den üblichen Einheiten, wie etwa der vorgegegebenen Signalperiode SP" der analogen Inkrementalsignale SIN', COS', die z.B. in metrischer Form vorgegeben sind. So ergibt sich bei jedem Durchlauf einer Umrechnungstabelle 21A, 21B und dem Erzeugen der gewünschten Ausgangssignalperiode SP' ein Fehler im ermittelten Istpositions-Meßwert IPM, der u.a. von der Anzahl k der vorgesehenen Tabellenbereiche 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk abhängt. Mit mehrmaligem Durchlaufen der Umrechnungstabellen 21A, 21B resultiert ein kumulativer Fehler, so daß letztlich mit zunehmender Meßdauer und/oder Meßstrecke die Positionsbestimmung immer ungenauer würde.A first source of error lies in the non-integer ratio of the laser wavelength λ used, ie the pitch standard used, to the usual units, such as the predetermined signal period SP "of the analog incremental SIN ', COS', for example, are given in metric form. This results in each conversion of a conversion table 21A . 21B and generating the desired output signal period SP 'an error in the determined actual position measured value IPM, among other things, the number k of the provided table areas 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k depends. With repeated cycles through the conversion tables 21A . 21B results in a cumulative error, so that ultimately with increasing measurement time and / or measurement path, the position determination would always be inaccurate.

Aufgrund der vorab erläuterten Maßnahmen ist über die Korrekturmittel und den ständigen Vergleich von Soll- und Istpositions-Meßwert SPM, IPM jedoch gewährleistet, daß im Fall eines Fehlers, der größer als die kleinste Ansteuer-Schrittweite der Tabellenbereiche 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk ist, eine Korrektur des Adreßzählerwertes AZW erfolgt. Diese Korrektur durch Hinauf- oder Herabsetzen des Adreßzählerwertes AZW erfolgt dabei solange, bis die ermittelte Abweichung zwischen den Werten SPM und IPM kleiner als die kleinste Ansteuer-Schrittweite ist. Eine nochmalige Verbesserung ergibt sich, wenn eine derartige Korrektur des Adreßzählerwertes AZW bereits bei einer Abweichung von Soll- und Istpositionsmeßwert SPM, IPM erfolgt, die größer als die halbe minimale Ansteuer-Schrittweite ist. Damit läßt sich erreichen, daß der maximale Fehler in der Positionsmessung in der Größenordnung der halben Ansteuer-Schrittweite liegt.Due to the measures explained above, however, it is ensured via the correction means and the constant comparison of nominal and actual position measured value SPM, IPM that, in the case of an error, which is greater than the smallest activation step size of the table areas 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k is a correction of the address counter value AZW done. This correction by increasing or decreasing the address counter value AZW takes place until the determined deviation between the values SPM and IPM is smaller than the smallest control step size. A further improvement results when such a correction of the address counter value AZW already takes place with a deviation from the nominal and actual position measured value SPM, IPM which is greater than half the minimum control step size. This makes it possible to achieve that the maximum error in the position measurement is in the order of magnitude of half the drive increment.

Eine weitere Steigerung der Meßgenauigkeit bzw. weitere Fehlerminimierung um den Faktor j läßt sich erreichen, wenn in den Umrechnungstabellen 21A, 21B ein ganzzahliges Vielfaches j der benötigten Signalamplitudenwerte abgelegt wird, d.h. j Signalperioden der entsprechenden Sinus- oder Cosinus-Funktion. Im Grenzfall könnten dabei eine derartige Anzahl j an Signalperioden abgelegt werden, daß diese der kompletten Meßlänge entsprechen. Die Ursache für die Fehlerminimierung liegt bei einem derartigen Vorgehen darin, daß im Fall mehrerer abgelegter Signalperioden der nichtganzzahlige Rest aus dem Verhältnis zwischen den Signalperioden und der Wellenlänge kleiner ist als z.B. im Fall lediglich einer einzigen Signalperiode. Insgesamt resultiert dabei ein um den Faktor j kleinerer kumulativer Fehler.A further increase of the measuring accuracy or further error minimization by the factor j can be achieved if in the conversion tables 21A . 21B an integer multiple j of the required signal amplitude values is stored, ie j signal periods of the corresponding sine or cosine function. In the limit case could be a Derar ted number of j signal periods are stored, that they correspond to the complete measuring length. The cause of the error minimization is in such a procedure is that in the case of several stored signal periods of the non-integer remainder of the ratio between the signal periods and the wavelength is smaller than, for example, in the case of only a single signal period. Overall, this results in a factor j smaller cumulative error.

Eine zweite Fehlerquelle liegt in den während der Messung schwankenden Umgebungsbedingungen wie etwa Luftdruck p, Temperatur T und Feuchte f. Zu den schwankenden Umgebungsbedingungen zählt desweiteren die jeweilige Gas-Zusammenstzung im Meßraum.A second source of error is in the fluctuating during the measurement Ambient conditions such as air pressure p, temperature T and humidity f. Among the fluctuating environmental conditions further includes the respective Gas collision in the measuring room.

Mit den Parametern p, T, f und ggf. auch der Gas-Zusammensetzung ändert sich auch die Wellenlänge λLuft der im Interferometer eingesetzten Strahlungsquelle, d.h. die Signalperiode SP der Inkrementalsignale SIN, COS. Unverändert bleibt jedoch die ausgangsseitige Signalperiode SP' der analogen Inkrementalsignale SIN', COS'. Damit wiederum ist ohne Korrektur nicht gewährleistet, daß die gewünschte Beziehung SP' = n·SP zwischen den ein- und ausgangsseitigen Signalperioden SP und SP' gilt.The parameters p, T, f and possibly also the gas composition also change the wavelength λ air of the radiation source used in the interferometer, ie the signal period SP of the incremental signals SIN, COS. However, the output signal period SP 'of the analog incremental signals SIN', COS 'remains unchanged. This in turn does not guarantee without correction that the desired relationship SP '= n · SP between the input and output signal periods SP and SP' applies.

Aus diesem Grund ist bei der in 4 gezeigten Ausführungsform der Signalperioden-Variationseinheit 26 vorgesehen, in die Ermittlung des Sollpositions-Meßwertes SPM über die Prozessoreinheit 27 auch die Umgebungs parameter miteinzubeziehen, d.h. SPM = f(p, T, f). Hierbei gehen die Umgebungsparameter p, T, f und ggf. auch die Gas-Zusammensetzung in die bei der Bestimmung von SPM gemäß Gl. (1) herangezogene Wellenlänge λLuft ein. Über geeignete Erfassungsmittel 39 werden deshalb sensormäßig laufend die Umgebungsparameter wie Luft-Temperatur, -Feuchte und -Druck sowie evtl. auch die Gas-Zusammensetzung detektiert, über die Datenleitung 33 der Prozessoreinheit 27 zugeführt und bei der Bestimmung des Sollpositions-Meßwertes SPM berücksichtigt. Hierzu wird in der Prozessoreinheit 27 laufend die Wellenlänge λLuft über die bekannte Edlen-Formel aktualisiert und bei der Bestimmung von SPM berücksichtigt. Über die beschriebene Korrektur in Form des Herauf- oder Herabsetzen des Adreßzählerwertes AZW im Fall der Abweichung von Soll- und Istpositions-Meßwert SPM, IPM werden auch die Umgebungseinflüsse auf die Positionsgenauigkeit minimiert. Ausgangsseitig weisen die analogen Inkrementalsignale SIN', COS' dann maximal einen Fehler auf, der in der Größenordnung der Auflösung eines Tabellenbereiches 21A1 –21Ak , 21B1 –21Bk bzw. eines halben Tabellenbereiches liegt, je nach gewählter Korrektur-Schrittweite.For this reason, at the in 4 shown embodiment of the signal period variation unit 26 provided in the determination of the desired position measured value SPM via the processor unit 27 also to include the environmental parameters, ie SPM = f (p, T, f). In this case, the environmental parameters p, T, f and possibly also the gas composition are included in the determination of SPM according to Eq. (1) used wavelength λ air . About suitable detection means 39 Therefore, the ambient parameters such as air temperature, humidity and pressure as well as possibly also the gas composition are sensormäßig detected via the data line 33 the processor unit 27 supplied and taken into account in the determination of the desired position measured value SPM. This is done in the processor unit 27 the wavelength λ air is continuously updated via the known noble formula and taken into account in the determination of SPM. About the described correction in the form of increasing or decreasing the address counter value AZW in the case of deviation from the target and actual position measured value SPM, IPM, the environmental influences on the position accuracy are minimized. On the output side, the analog incremental signals SIN ', COS' then have a maximum of one error, which is of the order of magnitude of the resolution of a table area 21A 1 - 21A k . 21B 1 - 21B k or half a table space, depending on the selected correction step size.

Alternativ zur erwähnten Erfassung der Umgebungs-Parameter könnte auch vorgesehen werden, den Brechungsindex der Luft im Meßraum über eine Brechungsindex-Bestimmungseinheit, z.B. über ein Refraktometer direkt zu ermitteln und der Prozessoreinheit 27 zur Weiterverarbeitung zuzuführen. Die Prozessoreinheit 27 zieht die Ausgangssignale des Refraktometers zusätzlich zur Bestimmung des aktuellen Sollpositions-Meßwertes heran.As an alternative to the mentioned detection of the environmental parameters, it would also be possible to directly determine the refractive index of the air in the measuring chamber via a refractive index determination unit, eg via a refractometer, and the processor unit 27 for further processing. The processor unit 27 In addition, the output signals of the refractometer are used to determine the current nominal position measured value.

In 4 ist desweiteren ein Datenspeicher 40 schematisiert angedeutet, in dem meßanordnungsspezifische Kompensationsdaten KD abgelegt sind. Hierbei handelt es sich im Fall einer Werkzeugmaschine beispielsweise um maschinenspezifische Korrekturdaten bezüglich Spindelsteigungsfehlern, Führungsfehlern, thermischen Fehlern etc., die während der Positionsbestimmung ähnlich den Umgebungs-Parametern p, T, f ebenfalls der Prozessoreinheit 27 zugeführt werden. Von der Prozessoreinheit 27 werden diese Daten KD ebenfalls in die laufende Bestimmung des Sollpositions-Meßwer tes SPM einbezogen und über die beschriebene Korrektur bei der Ausgabe der analogen Inkrementalsignale berücksichtigt, d.h. SPM = f(KD). Grundsätzlich kann über die erfindungsgemäße Signalperioden-Variationseinheit 26 dabei auch ein Signalperioden-Umrechnungsfaktor n = 1 gewählt werden, so daß über die damit mögliche Korrektur lediglich bestimmte Fehler bei der Positionsbestimmung eliminiert bzw. minimiert werden, die Ein- und Ausgangs-Signalperiode SP, SP' jedoch unverändert bleibt.In 4 is also a data store 40 indicated schematically, are stored in the measurement arrangement-specific compensation data KD. In the case of a machine tool, for example, these are machine-specific correction data relating to spindle pitch errors, guide errors, thermal errors, etc., which, during the position determination, are similar to the environmental parameters p, T, f of the processor unit as well 27 be supplied. From the processor unit 27 These data KD are also included in the current determination of the target position Meßwer tes SPM and taken into account via the described correction in the output of the analog incremental signals, ie SPM = f (KD). Basically, via the signal period variation unit according to the invention 26 In this case, a signal period conversion factor n = 1 are selected so that only certain errors in the position determination are eliminated or minimized via the possible correction, the input and output signal period SP, SP ', however, remains unchanged.

Desweiteren besteht die Möglichkeit etwa im Fall einer Positionsmeßeinrichtung mit körperlich ausgebildeter Maßstabteilung eventuell vorhandene Teilungsfehler vorab zu ermitteln und geeignete Korrekturdaten diesbezüglich in einem Speicher abzulegen. Von der Prozessoreinheit können auch diese meßsystemspezifischen Korrekturdaten im Verlauf der Messung berücksichtigt werden.Furthermore it is possible for example in the case of a position measuring device with physically trained scale graduation possibly existing pitch errors to be determined in advance and suitable Correction data in this regard store in a memory. From the processor unit can also these measuring system specific Correction data to be taken into account during the course of the measurement.

Neben den dargestellten Ausführungsbeispielen existieren selbstverständlich weitere Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Positionsmeßeinrichtung auszugestalten.Next the illustrated embodiments of course exist More options, the position measuring device according to the invention embody.

Claims (11)

Positionsmeßeinrichtung zur Bestimmung der Relativposition zweier zueinander beweglicher Objekte, welche im Fall der Relativbewegung mindestens ein Paar phasenversetzter, analoger Inkrementalsignale (SIN, COS) liefert, mit – einer Signalperioden-Variationseinheit (6), über die eine definierte Variation der Signalperioden (SP) der an eine nachgeordnete Auswerteeinheit (4) übertragenen analogen Inkrementalsignale (SIN', COS') um mindestens einen Signalperioden-Variationsfaktor (n) möglich ist und – wobei auch die unveränderten Inkrementalsignale (SIN, COS) mit der ursprünglichen Signalperiode (SP) an die nachgeordnete Auswerteeinheit (5) übertragbar sind.Position measuring device for determining the relative position of two mutually movable objects which, in the case of relative movement, supplies at least one pair of out-of-phase, incremental analog signals (SIN, COS), comprising - a signal period variation unit ( 6 ), via which a defined variation of the signal periods (SP) of a downstream evaluation unit ( 4 ) transmitted analog incremental signals (SIN ', COS') by at least one signal period variation factor (n) is possible and - whereby the unchanged incremental signals (SIN, COS) with the original signal period (SP) to the downstream evaluation unit ( 5 ) are transferable. Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, wobei über die Signalperioden-Variationseinheit (6) analoge Inkrementalsignale (SIN', COS') mit mindestens zwei unterschiedlichen Signalperioden (SP') erzeugbar sind, die in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.Position measuring device according to claim 1, wherein via the signal period variation unit ( 6 ) analog incremental signals (SIN ', COS') with at least two different signal periods (SP ') can be generated, which are in a certain relationship to one another. Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit (4) über mindestens eine Steuerleitung (8) mit der Signalperioden-Variationseinheit (6) verbunden ist, über die die Übertragung eines Steuersignales zur Variation des Signalperiode (SP) der analogen Inkrementalsignale (SIN, COS) möglich ist.Position measuring device according to claim 1, wherein the evaluation unit ( 4 ) via at least one control line ( 8th ) with the signal period variation unit ( 6 ) is connected, via which the transmission of a control signal for varying the signal period (SP) of the analog incremental signals (SIN, COS) is possible. Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, mit – ersten Signalübertragungsleitungen (7a, 7b) zur Verbindung mit der nachgeordneten Auswerteeinheit (49), über welche die Übertragung der Inkrementalsignale (SIN', COS') mit veränderter Signalperiode erfolgt und – weiteren Signalübertragungsleitungen zur Verbindung mit der nachgeordneten Auswerteeinheit (49), über welche die Übertragung der Inkrementalsignale (SIN, COS) mit unveränderter Signalperiode erfolgt.Position measuring device according to claim 1, with - first signal transmission lines ( 7a . 7b ) for connection to the downstream evaluation unit ( 49 ), via which the transmission of the incremental signals (SIN ', COS') takes place with a changed signal period and - further signal transmission lines for connection to the downstream evaluation unit ( 49 ), via which the transmission of the incremental signals (SIN, COS) takes place with an unchanged signal period. Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, wobei auch die Übertragung der Inkrementalsignale (SIN, COS) mit unveränderter Signalperiode über die Signalperioden-Variationseinheit erfolgt, ohne dass diese beim Passieren der Signalperioden-Variationseinheit eine Veränderung hinsichtlich ihrer Signalperiode erfahren.A position according to claim 1, wherein also the transmission the incremental signals (SIN, COS) with unchanged signal period via the signal period variation unit takes place without these passing the signal period variation unit a change experienced in terms of their signal period. Verfahren zum Betrieb einer Positionsmeßeinrichtung zur Bestimmung der Relativposition zweier zueinander beweglicher Objekte, die im Fall der Relativbewegung mindestens ein Paar phasenversetzter, analoger Inkrementalsignale (SIN, COS) liefert, wobei – über eine Signalperioden-Variationseinheit (6) die Signalperioden (SP') der an eine nachgeordnete Auswerteeinheit (4) übertragenen analogen Inkrementalsignale (SIN', COS') um mindestens einen Signalperioden-Variationsfaktor (n) definiert variiert werden und – wobei auch die unveränderten Inkrementalsignale (SIN, COS) mit der ursprünglichen Signalperiode (SP) an die nachgeordnete Auswerteeinheit (5) übertragen werden.Method for operating a position measuring device for determining the relative position of two mutually movable objects which, in the case of relative movement, supplies at least one pair of out-of-phase analog incremental signals (SIN, COS), wherein - via a signal period variation unit ( 6 ) the signal periods (SP ') of the to a downstream evaluation unit ( 4 ) analog incremental signals (SIN ', COS') are varied defined by at least one signal period variation factor (s) and - whereby the unmodified incremental signals (SIN, COS) with the original signal period (SP) to the downstream evaluation unit ( 5 ) be transmitted. Verfahren nach Anspruch 6, wobei über die Signalperioden-Variationseinheit (6) analoge Inkremementalsignale (SIN, COS, SIN', COS') mit mindestens zwei unterschiedlichen Signalperioden (SP, SP') erzeugt werden, die in einem definierten Verhältnis zueinander stehen.Method according to claim 6, wherein the signal period variation unit ( 6 ) analog Inkremementalsignale (SIN, COS, SIN ', COS') with at least two different signal periods (SP, SP ') are generated, which are in a defined relationship to each other. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die mindestens zwei unterschiedlichen Signalperioden (SP, SP') in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen.The method of claim 6, wherein the at least two different signal periods (SP, SP ') in an integer ratio to each other stand. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Signalperioden in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit der beiden zueinander beweglichen Objekte variiert werden.The method of claim 6, wherein the signal periods dependent on from the relative speed of the two mutually movable Objects are varied. Verfahren nach Anspruch 9, wobei im Fall höherer Relativgeschwindigkeiten eine größere Signalperiode (SP') über die Signalperioden-Variationseinheit (6) eingestellt wird als im Fall geringerer Relativgeschwindigkeiten.Method according to claim 9, wherein in the case of higher relative speeds a larger signal period (SP ') is transmitted via the signal period variation unit ( 6 ) is set as in the case of lower relative speeds. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zur Variation der Signalperiode über eine Steuerleitung (8) zwischen der Signalperioden-Variationseinheit (6) und einer nachgeordneten Auswerteeinheit (4) ein Steuersignal zur definierten Umstellung der gerade aktuellen Signalperiode (SP) auf eine andere Signalperiode (SP') von der Auswerteeinheit (4) zur Signalperioden-Variationseinheit (6) übertragen wird.Method according to Claim 6, in which, for varying the signal period, via a control line ( 8th ) between the signal period variation unit ( 6 ) and a downstream evaluation unit ( 4 ) a control signal for the defined conversion of the current signal period (SP) to another signal period (SP ') from the evaluation unit ( 4 ) to the signal period variation unit ( 6 ) is transmitted.
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