DE2061235C3

DE2061235C3 - Photoelectric length measuring device

Info

Publication number: DE2061235C3
Application number: DE19702061235
Authority: DE
Inventors: Erwin 8021 Ickmg Sick
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Filing date: 1970-12-12
Publication date: 1978-01-12

Description

Die Erfindung betrifft eine photoelektrische Längen-The invention relates to a photoelectric length

meßvorrichtung zur Bestimmung der Abmessung eines Meßobjekts, mit einem photoelektrischen Tastkopf mit einem Spiegelrotor zur Abtastung eines das Meßobjekt enthaltenden Gesichtsfeldes, und einem mit dem photoelektrischen Tastkopf synchron und phasenstarr gekoppelten Impulsgenerator sowie einer Zähleinrichtung zur Zählung der vom Impulsgenerator gelieferten Impulse. measuring device for determining the dimensions of a measurement object, with a photoelectric probe head with a mirror rotor for scanning a field of view containing the measurement object , and a pulse generator synchronously and phase-locked coupled with the photoelectric probe head and a counting device for counting the pulses supplied by the pulse generator.

Bei einer bekannten photoelektrischen Längenmeßvorrichtung dieser Art (DT-PS 12 94 048) besteht der Impulsgenerator aus einem mit dem photoelektrischen Tastkopf um eine gemeinsame Achse umlaufenden magnetischen Aufzeichnungsträger, dem ein ortsfester Magnetkopf zugeordnet ist. Der photoelektrische Tastkopf ist dadurch synchron und phasenstarr mit dem Impulsgenerator gekoppelt. Es ist weiter eine Zähleinrichtung vorgesehen, die die auf dem Aufzeichnungsträger gespeicherten Impulse zählt. Zu Eichzwecken werden mittels einer Lichtquelle, die in bestimmten Schritten durch das Gesichtsfeld des photoelektrischen Tastkopfes hindurchgeführt wird, Impulsfolgen erzeugt, die auf den magnetischen Aufzeichnungsträger gegeben werden. Aus dem Vergleich dieser Impulsfolge mit den bei der Längenmessung von dem photoelektrischen Tastkopf in die Zähleinrichtung eingezählten Impulse ergibt sich eine lineare Anzeige der Länge, mit der das Meßobjekt in das Gesichtsfeld des photoelektrischen Tastkopfes hineinragt.In a known photoelectric length measuring device of this type (DT-PS 12 94 048) there is Pulse generator from a rotating with the photoelectric probe head around a common axis magnetic recording medium to which a stationary magnetic head is assigned. The photoelectric This means that the probe head is synchronously and phase-locked with the pulse generator. It is also a counter provided, which counts the pulses stored on the recording medium. For calibration purposes are by means of a light source, which in certain steps through the field of view of the photoelectric Probe head is passed through, pulse trains generated, which are given to the magnetic recording medium will. From the comparison of this pulse sequence with the length measurement of the photoelectric The impulses counted into the counter head result in a linear display of the length with which the Measurement object protrudes into the field of view of the photoelectric probe head.

Eine solche Längenmeßvorrichtung hat den Nachteil, daß damit nur immer jeweils ein Ende des Meßobjekts erfaßt wird, so daß entweder zwei dieser Vorrichtungen oder eine normierte Lage des Meßobjekts erforderlich sind, wenn die Länge des Meßobjekts zwischen seinen Enden bestimmt werden soll, wobei gleichzeitig ein bestimmter Abstand zu dem Gesichtsfeld der photoelektrischen Längenmeßvorrichtung mit der erforderlichen Genauigkeit eingehalten weiden muß. Die bekannte Längenmeßvorrichtung ist daher eher zur Ermittlung der Lage des Endes eines Meßobjekts in bezug auf eine definierte Ausganpslage geeignet und nicht ohne weiteres zur unmittelbaren Messung der gesamten Länge eines Meßobjektes. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung liegt darin, daß das Eichverfahren relativ kompliziert ist und die für die Anwendung der Eichimpulse erforderliche Winkelsynchronisation zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem photoelektrischen Tastkopf über längere Betriebszeiten der Vorrichtung nicht mit der gewünschten Genauigkeit erhalten bleibt.Such a length measuring device has the disadvantage that only one end of the measuring object is always used is detected, so that either two of these devices or a standardized position of the test object is required are when the length of the object to be measured between its ends is to be determined, at the same time a certain distance to the field of view of the photoelectric length measuring device with the required Accuracy must be observed. The known length measuring device is therefore more likely to Determination of the position of the end of a measurement object in relation to a defined Ausganpslage suitable and not without further ado for the direct measurement of the entire length of an object to be measured. Another The disadvantage of the known device is that the calibration process is relatively complicated and that for the Application of the calibration pulses required angular synchronization between the recording medium and the photoelectric probe head does not operate with the desired one over long periods of operation of the device Accuracy is maintained.

Es ist weiterhin eine Anordnung bekannt (GB-PS 10 88 910), bei welcher durch ein Abtastlichtbündel, welches einen Kreisbogen beschreibt, ein mit einem Umkehrreflektor versehener Zeiger abgetastet wird. Mit den Ablenkmitteln für das Abtastlichtbündel läuft ein Impulsgenerator in Gestalt einer Schlitzscheibe um,There is also an arrangement known (GB-PS 10 88 910), in which by a scanning light beam, which describes an arc of a circle, a pointer provided with a reversing reflector is scanned. A pulse generator in the form of a slotted disk rotates with the deflection means for the scanning light beam,

^h5 die photoelektrisch abgetastet wird. Auch hier wird ein Zähler, in den die Impulse von der Schlitzscheibe eingezählt werden, durch die Abtastimpulse, die beim Erfassen des Zeigers erhalten werden, gesteuert. ^h 5 which is scanned photoelectrically. Here, too, a counter, into which the pulses from the slotted disk are counted, is controlled by the sampling pulses which are obtained when the pointer is detected.

Hierbei handelt es sich um die Abtastung eines Zeigers Ober eine Skala. Eine solche Anordnung ist nicht für die Abtastung linearer Meßobjekte geeignetThis is the scanning of a pointer over a scale. Such an arrangement is not suitable for scanning linear objects to be measured

Es ist weiterhin eine Einrichtung zur Einstellung eines beweglichen Körpers, z.B. zur Einstellung eines Werkzeugmaschinentisches oder Schlittens bekannt, bei welcher dem beweglichen Körper eine grobgeteilte Skala zugeordnet ist Es ist eine zweite grobgeteilte Skala vorgesehen. Zum Vergleich der Stellungen der beiden Skalen gegeneinander werden die Skalen mit iu Hilfe von optischen Mitteln synchron abgetastet, beispielsweise mittels zweier Abtastlichtbündel, die über ein oder mehrere Oszillierelemente längs der Skalen hin und her bewegt werden. Die Impulse, die von der feingeteilten Skala herrühren, werden in einen Zähler eingezählt Durch den Impuls von der grobgeteilten Skala wird eine Torschaltung freigegeben, welche einen Vergleich des Zählerstandes mit einer Bezugszählung in einer Einstellvorrichtung auslöst Bei einer Abweichung wird ein Servomotor eingeschaltet, der djn beweglichen Körper in eine Sollage nachführt (Schweizer Patentschrift 3 15 921). Es handelt sich bei dieser Anordnung um eine digitale Einstellvorrichtung und nicht um eine Meßvorrichtung für irgendwelche beliebigen Meßobjekte. Insbesondere sind in der genannten Druckschrift die optischen Mittel für die Erzeugung der Impulse nicht offenbart. A device for setting a movable body, for example for setting a machine tool table or slide, is also known, in which the movable body is assigned a roughly divided scale. A second, roughly divided scale is provided. To compare the positions of the two scales against each other, the scales are scanned synchronously with the aid of optical means, for example by means of two scanning light bundles that are moved back and forth along the scales via one or more oscillating elements. The pulses resulting from the finely divided scale are counted into a counter by the pulse of the coarsely graduated scale is released, a gate circuit, which triggers a comparison of the count with a reference count in a setting case of a deviation, a servo motor is turned on, the movable DJN Body follows in a target position (Swiss patent 3 15 921). This arrangement is a digital setting device and not a measuring device for any arbitrary test objects. In particular, the cited publication does not disclose the optical means for generating the pulses.

Der Erfindung liegt die spezielle Aufgabe zugrunde, eine photoelektrische Längenmeßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche im wesentlichen beliebige Meßobjekte innerhalb des Gesichtsfeldes gemessen werden können, ohne daß besondere, komplizierte Eichverfahren für die Meßanordnung erforderlich sind.The invention is based on the specific object of providing a photoelectric length measuring device of the initially mentioned to create mentioned type, through which essentially any measurement objects within the Field of view can be measured without the need for special, complicated calibration procedures for the measuring arrangement required are.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Vereinigung der folgenden Merkmale erreicht:According to the invention, this is achieved by combining the following features:

a) der Tastkopf enthält in an sich bekannter Weise eine Lichtquelle und ein abbildendes optisches System mit einer im Strahlengang angeordneten Spaltblende zur Erzeugung eines über den Spiegelrotor geleiteten Abtastlichtbündels,a) the probe head contains, in a manner known per se, a light source and an imaging optical System with a slit diaphragm arranged in the beam path to generate an over the mirror rotor guided scanning light beam,

b) im Strahlengang des Abtastlichtbündels ist eine Konturlichtblende angeordnet, von welcher ein Blendenteil durch den Spiegelrotor und einen parabolischen Spiegelstreifen auf einem Rasterspiegel abgebildet wird, während der zweite Teil des Konturblendenbildes neben dem Rasterspiegel liegt und ein über das abzutastende Gesichtsfeld mit dem Meßobjekt streichendes Teillichtbündel bildet,b) a contour light diaphragm is arranged in the beam path of the scanning light beam, one of which is Aperture part through the mirror rotor and a parabolic mirror strip on a raster mirror is imaged, while the second part of the contour diaphragm image next to the raster mirror and a partial light beam sweeping over the field of view to be scanned with the measurement object forms,

c) der Rasterspiegel weist im gleichen Abstand hintereinanderliegende reflektierende und nichtreflektierende Zonen auf, deren Breite der Breite des projizierten Lichtspaltes der Konturblende entspricht, c) the grid mirror has reflective and non-reflective ones lying one behind the other at the same distance Zones whose width corresponds to the width of the projected light gap of the contour diaphragm,

d) das von einer reflektierenden Zone des Rasterspiegels zurückgeworfene Teillichtbündel trifft über den parabolischen Spiegeistreifen, den Spiegelrotor und über einen zur Bündelachse geneigten teildurchlässigen Spiegel auf einen ersten photo- (>o elektrischen Empfänger, während das an dem Rasterspiegel vorbeigehende, das Meßobjekt abtastende Teillichtbündel über einen den Hintergrund des abgetasteten Gesichtsfeldes bildenden Umkehrreflektor, den Spiegelstreifen, den Spiegelro- <\s tor und einen teildurchlässigen Spiegel auf einen zweiten photoelektrischen Empfänger gelangt.d) the partial light beam reflected by a reflective zone of the raster mirror overflows the parabolic mirror strip, the mirror rotor and one inclined to the bundle axis partially transparent mirror on a first photo- (> o electrical receiver, while that on the Partial light bundles passing by raster mirrors, scanning the measurement object over a background of the scanned field of view forming the reversing reflector, the mirror strip, the mirror tube <\ s tor and a partially transparent mirror on one second photoelectric receiver arrives.

Vorteilhafterweise enthält die Konturblende einen spaltförmigen Teil, der auf dem Rasterspiegel abgebildet wird, sowie eine verbreiterte Durchtrittsöffnung für das an dem Rasterspiegel vorbeigehende Teillichtbündel. Der Tastkopf kann einen parabolischen Spiegelstreifen enthalten, in dessen Brennpunkt der Spiegelrotor angeordnet ist Der Spiegelrotor kann mit sphärischen Hohlspiegeln aufgebaut sein. Weiterhin kann ein dritter photoelektrischer Empfänger in der Brennebene des parabolischen Spiegelstreifens angeordnet sein, auf welchen das Abtastlichtbündel von dem Spiegelrotor zu Beginn jeder Abtastperiode zur Erzeugung eines Referenzsignals unmittelbar geleitet wird. The contour diaphragm advantageously contains a slit-shaped part that is mapped onto the raster mirror, as well as a widened passage opening for the partial light beam passing the raster mirror. The probe head can contain a parabolic mirror strip, in whose focal point the mirror rotor is arranged. The mirror rotor can be constructed with spherical concave mirrors. Furthermore, a third photoelectric receiver can be arranged in the focal plane of the parabolic mirror strip, onto which the scanning light bundle is directly guided by the mirror rotor at the beginning of each scanning period in order to generate a reference signal.

Bei der erfindungsgemäßen Längenmeßvorrichtung besteht das auf den Spiegelrotor fallende Lichtbündel aus einem schmalen und einem breiten Teillichtbündel. Das schmale Teillichtbündel wird auf den Rasterspiegel geworfen und erzeugt dadurch an dem ersten photoelektrischen Empfänger eine Folge von Impulsen, deren Abstand durch die Rasterteilung des Rasterspiegels vorgegeben wird und deren Anfang durch einen von dem dritten photoelektrischen Empfänger ausgehenden Impuls gegeben wird. Das breite Teillichtbündel wird gleichzeitig mit dem schmalen Teillichtbündel erzeugt und durch das Gesichtsfeld geleitet und vermittels des Umkehrreflektors in sich zurückgeworfen; am zweiten photoelektrischen Empfänger entsteht so innerhalb eines Durchlaufs ein Dauersignal, das bei Vorhandensein eines Meßobjekts entsprechend dessen Länge unterbrochen wird. Die Impulsfolge am ersten photoelektrischen Empfänger liefert somit einen »Längenmeßstab« zur unmittelbaren Bestimmung der Länge des Meßobjekts. Bei dieser Längenmeßvorrichtung werden daher beide Enden des Meßobjekts erfaßt und die Längenmeßimpulse bei jeder einzelnen Abtastperiode gemeinsam mit den Vergleichsimpulsen erzeugt, so daß die Gesamtlänge des Meßobjekts unter Bedingungen gemessen wird, unter denen die Synchronisation und Phasengleichheit der Vergleichsimpulse und der Meßimpulse stets gewährleistet sind. Die Abbildung der Konturblende erfolgt dabei in einer solchen Weise, daß die Teillichtbündel hinreichend eng sind, um scharfe Impulse bzw. Signalflanken zu erhalten. Das Gesichtsfeld wird von dem breiteren Teillichtbündel durchsetzt, so daß eine genügend hohe Lichtintensität für die Messung zur Verfügung steht und die Messung weniger störempfindlich in bezug auf die optischen Eigenschaften der Meßobjekte ist. In the length measuring device according to the invention, the light beam falling on the mirror rotor consists of a narrow and a wide partial light beam. The narrow partial light beam is thrown onto the raster mirror and thereby generates a sequence of pulses at the first photoelectric receiver, the spacing of which is predetermined by the raster division of the raster mirror and the start of which is given by a pulse emanating from the third photoelectric receiver. The wide partial light bundle is generated simultaneously with the narrow partial light bundle and passed through the field of view and reflected back by means of the reversing reflector; At the second photoelectric receiver, a continuous signal is thus produced within one pass, which is interrupted in the presence of a measurement object according to its length. The pulse sequence at the first photoelectric receiver thus provides a "length measuring stick" for the direct determination of the length of the object to be measured. With this length measuring device, both ends of the measuring object are therefore detected and the length measuring pulses are generated together with the comparison pulses during each individual sampling period, so that the total length of the measuring object is measured under conditions under which the synchronization and phase equality of the comparison pulses and the measuring pulses are always guaranteed. The contour diaphragm is imaged in such a way that the partial light bundles are sufficiently narrow to obtain sharp pulses or signal edges. The field of view is penetrated by the wider partial light beam, so that a sufficiently high light intensity is available for the measurement and the measurement is less sensitive to interference with respect to the optical properties of the test objects.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawings explained:

F i g. 1 zeigt in perspektivisch schematischer Darstellung eine photoelektrische Längenmeßvorrichtung nach der Erfindung;F i g. 1 shows in a perspective schematic representation a photoelectric length measuring device according to FIG the invention;

F i g. 2 zeigt eine bei dieser Anordnung verwandte Konturblende;F i g. 2 shows a contour diaphragm used in this arrangement;

F i g. 3 ist ein Beispiel für eine Schaltung zur Signalverarbeitung bei der Vorrichtung nach Fig. 1;F i g. Fig. 3 is an example of a signal processing circuit in the apparatus of Fig. 1;

F i g. 4 zeigt die zugehörigen Signalverläufe.F i g. 4 shows the associated signal curves.

Das Licht einer Glühlampe 1 wird durch eine Kondensorlinse 2 gebündelt und über einen Umlenkspiegel 3 auf eine Blende 4 geleitet. Auf der Blende 4 wird ein Bild der Lampenwendel erzeugt. Das durch die Blende 4 hindurchtretende Licht wird von einer Linse 5 gebündelt und durchsetzt darin die Konturblende 6 mit einem spaltförmigen Teil 17 und einer verbreiterten Durchtrittsöffnung 18 und dann zu 50% einen zur Bündelachse geneigten, geteilten halbdurchlässigenThe light from an incandescent lamp 1 is focused by a condenser lens 2 and via a deflecting mirror 3 directed to an aperture 4. An image of the lamp filament is generated on the diaphragm 4. That through the Light passing through the aperture 4 is focused by a lens 5 and penetrates the contour aperture 6 therein a gap-shaped part 17 and a widened passage opening 18 and then 50% to one Axis of the bundle inclined, divided semi-permeable

Spiegel 7,8. Die Konturblende 6 wird dadurch auf einem der Hohlspiegel 9 bzw. 9' eines Spiegelrotors mit zwei Hohlspiegeln 9,9' abgebildet; sie ist in F i g. 2 nochmals dargestellt.Mirror 7.8. The contour diaphragm 6 is thereby on a the concave mirror 9 or 9 'of a mirror rotor with two concave mirrors 9, 9' shown; it is in FIG. 2 again shown.

Das von dem als sphärischen Spiegel ausgebildeten Hohlspiegel 9 umgelenkte Licht trifft auf einen parabolischen Spiegelstreifen 10, wird hier abermals umgelenkt und erscheint als Bild der Konturblende 6 in der Ebene eines Rasterspiegels 11 und eines Lichtaustrittsfensters 12. ίοThe light deflected by the concave mirror 9, which is designed as a spherical mirror, strikes you parabolic mirror strip 10, is deflected again here and appears as an image of the contour diaphragm 6 in the plane of a grid mirror 11 and a light exit window 12. ίο

Dabei wird der spaltförmige Teil 17 auf dem Rasterspiegel 11 abgebildet, während die verbreiterte Durchtrittsöffnung 18 auf dem Lichtaustrittsfenster 12 liegt. Somit entstehen zwei nebeneinanderliegende Lichtbündel: ein Teillichtbündel, das durch den spaltförmigen Teil 17 hervorgerufen wird und den Rasterspiegel 11 abtastet, und ein Teillichtbündel, das durch die verbreiterte Durchtrittsöffnung 18 hervorgerufen wird und das Gesichtsfeld in Gestalt einer Meßzone abtastet, in welcher sich ein Meßobjekt befinden kann.The gap-shaped part 17 is on the Raster mirror 11 is shown, while the widened passage opening 18 is on the light exit window 12 located. This creates two light bundles lying next to one another: a partial light bundle, which is caused by the slit-shaped part 17, and the raster mirror 11 scans, and a partial light beam that is caused by the widened passage opening 18 and scans the field of view in the form of a measurement zone in which a measurement object can be located.

Der Rasterspiegel 11 besitzt im gleichen Abstand hintereinanderliegende reflektierende und nichtreflektierende Zonen. Die Breite der reflektierenden bzw. nichtreflektierenden Zonen entspricht der Breite des projizierten spaltförmigen Teils 17 der Konturblende 6. Trifft das Licht dieses Teillichtbündels auf eine reflektierende Zone des Rasterspiegels 11, so wird das Licht zurückgeworfen und gelangt über den parabolischen Spiegelstreifen 10, den Hohlspiegel 9 des Spiegelrotors und über den Teil 7 des halbdurchlässigen Spiegels auf einen ersten photoelektrischen Empfänger 14.The grid mirror 11 has reflective and non-reflective zones lying one behind the other at the same distance. The width of the reflective or Non-reflective zones corresponds to the width of the projected slit-shaped part 17 of the contour diaphragm 6. If the light of this partial light bundle hits a reflecting zone of the raster mirror 11, it will Light thrown back and passes through the parabolic mirror strip 10, the concave mirror 9 of the Mirror rotor and over the part 7 of the semitransparent mirror to a first photoelectric receiver 14th

Das Licht des anderen Teillichtbündels wird mittels einer Zylinderlinse 13 gebündelt, durchläuft die Meßzone und gelangt auf einen Umkehrreflektor 16. Hier wird das Lichtbündel in sich reflektiert und gelangt durch die Zylinderlinse 13 auf den Spiegelstreifen 10, den Hohlspiegel 9 und so über den anderen Teil 8 des teildurchlässigen Spiegels auf den zweiten photoelektrischen Empfänger 15.The light of the other partial light bundle is bundled by means of a cylindrical lens 13, passes through the measuring zone and arrives at a reversing reflector 16. Here, the light beam is reflected in itself and passes through the cylindrical lens 13 on the mirror strip 10, the Concave mirror 9 and so over the other part 8 of the partially transparent mirror onto the second photoelectric receiver 15.

Wird der auf der Motorachse befestigte Spiegelrotor mit den Spiegeln 9 und 9' in Drehung versetzt, so entsteht eine Tastperiode und eine Dunkelperiode. Jede Periode entspricht einem Drehwinkel von 90" des Motors. Ein dritter photoelektrischer Empfänger 19 wird zu Beginn jeder Tastperiode kurz mit Licht beaufschlagt und Hefen einen Startimpuls.Becomes the mirror rotor attached to the motor axis set in rotation with the mirrors 9 and 9 ', a tactile period and a dark period arise. Every Period corresponds to a rotation angle of 90 "of the motor. A third photoelectric receiver 19 is briefly exposed to light at the beginning of each scanning period and yeasts a start pulse.

Überstreicht das durch den spaltförmigen Teil 17 tretende Teillichtbündel während der Tastperiode den Rasterspiegel 11, so entstehen am Ausgang des photoelektrischen Empfängers 14 elektrische Impulse, hervorgerufen durch die aufeinanderfolgenden HeIl- und Dunkelzonen des Rasterspiegels 11. Die Anzahl der Impulse entspricht der Anzahl der Hellzonen auf dem Rasierspiegel. Ein Meßobjekt in der Meßzone wird das während der Tastperiode hindurchlaufende Teillichtbündel im Bereich seiner Länge abdunkeln, so daß an dem photoelektrischen Empfänger 15 während dieses Teils der Tastperiode ein Dunkelsignal entsteht und am Ausgang des photoelektrischen Empfängers 15 für die Zeit dieses Dunkelsignals die Spannung zusammenbricht Die Impulse der photoelektrischen Empfänger 14 und 15 werden in je einem Vorverstärker 20 bzw. 21 verstärkt, durchlaufen je eine Impulsformerstufe und werden einer Torschaltung 22 zugeführt, wobei dem Vorverstärker 21 noch ein Inversionsglied nachgeschaltet ist Die Phasenlage der beiden Signale ist dann so, daß nur während des Dunkelsignals des die MeßzoneSweeps over the passing through the gap-shaped part 17 partial light beam during the scanning period Raster mirror 11, so at the output of the photoelectric receiver 14 electrical impulses arise, caused by the successive bright and dark zones of the grid mirror 11. The number of Impulse corresponds to the number of light areas on the shaving mirror. A measurement object in the measurement zone will be during the scanning period darken partial light bundles in the region of its length, so that on the photoelectric receiver 15 occurs during this part of the scanning period and a dark signal on Output of the photoelectric receiver 15 for the time of this dark signal the voltage collapses. The pulses of the photoelectric receiver 14 and 15 are each amplified in a preamplifier 20 and 21, each pass through a pulse shaping stage and are fed to a gate circuit 22, with an inversion element connected downstream of the preamplifier 21. The phase position of the two signals is then as follows that only during the dark signal of the measuring zone überstreichenden Teillichtbündels die durch den Rasterspiegel U hervorgerufenen Impulse das Tor 22 passieren können. Die Anzahl dieser Impulse hängt von der Länge des Meßobjektes bzw. der Zahl der während dieser Zeit überstrichenen Hellzonen des Rasterspiegels 11 ab. Wird die Anzahl dieser Impulse mit dem Abstand der verspiegelten Zonen auf dem Rasterspiegel U multipliziert, so erhält man die Länge des Meßobjektes. Das Signal des photoelektrischen Empfängers 19 dient zum Rücksetzen eines (nicht gezeigten) Zählers für die Impulsfolgen nach jedem Abtastvorgang. Dieser Ablauf ist im einzelnen in F i g. 4 dargestellt:When the partial light beam sweeps over the gate 22, the impulses caused by the raster mirror U can happen. The number of these pulses depends on the length of the test object or the number of during this time swept over the light zones of the grid mirror 11. The number of these pulses increases with the distance of the mirrored zones on the raster mirror U, the length of the object to be measured is obtained. The signal from the photoelectric receiver 19 is used to reset a counter (not shown) for the Pulse trains after each sampling process. This process is shown in detail in FIG. 4 shown:

In der oberen Zeile dieser Figur ist die Impulsfolge am ersten photoelektrischen Empfänger 14 während eines Umlaufs des Spiegelrotors dargestellt, während die unterste Zeile dieser Figur die entsprechenden, am dritten photoelektrischen Empfänger 19 entstehenden Startimpulse zeigt. In der zweiten Zeile der Fig.4 ist der Signalverlauf am zweiten photoelektrischen Empfänger 15 dargestellt, während die dritte Zeile dieser Figur die Impulsfolge am Ausgang der Torschaltung 22 wiedergibt.In the top line of this figure, the pulse train at the first photoelectric receiver 14 is during one revolution of the mirror rotor shown, while the bottom line of this figure is the corresponding, on third photoelectric receiver 19 shows resulting start pulses. In the second line of Fig.4 is the signal curve at the second photoelectric receiver 15 is shown, while the third line of this Figure shows the pulse sequence at the output of the gate circuit 22.

Man erkennt aus der ersten und vierten Zeile, daß unmittelbar mit dem Auftreten des Startimpulses der erste photoelektrische Empfänger 14 eine Impulsfolge entsprechend der Folge von Hell- und Dunkelzonen auf dem Rasterspiegel 11 abgibt, die durch den Hohlspiegel 9 des Spiegelrotors während der Tastperiode, einer Viertelperiode seiner Umdrehung, erzeugt wird. In der Meßzone befindet sich kein Meßobjekt, und so erzeugt das von dem Umkehrreflektor zurückgeworfene Licht während der Tastperiode am zweiten photoelektrischen Empfänger 15 das in der zweiten Zeile dargestellte Lichtsignal. Dieses Lichtsignal wird invertiert, so daß die als UND-Glied ausgebildete Torschaltung 22 an ihrem Ausgang ohne Signal bleibt. Dementsprechend zeigt die dritte Zeile in F i g. 4 während der ersten Tastperiode kein Signal.It can be seen from the first and fourth lines that immediately with the occurrence of the start pulse the first photoelectric receiver 14 a pulse sequence corresponding to the sequence of light and dark zones the raster mirror 11 emits through the concave mirror 9 of the mirror rotor is generated during the scanning period, a quarter period of its revolution. In the There is no measuring object in the measuring zone, and so generates the light reflected by the inverting reflector during the scanning period on the second photoelectric receiver 15 that shown in the second line Light signal. This light signal is inverted so that the gate circuit 22, which is designed as an AND gate, is connected to its Output remains without signal. Accordingly, the third line in FIG. 4 during the first sampling period no signal.

An die erste Tastperiode schließt sich die erste Dunkelperiode an, die während der zweiten Viertelperiode des Spiegelrotors besteht. Während dieser Dunkelperiode fällt kein Licht vom Spiegelrotor auf den parabolischen Spiegelstreifen 10, so daß an den photoelektrischen Empfängern 14,15 und 19 und somit auch am Ausgang des UND-Gliedes 22 kein Signal anliegtThe first dark period, which exists during the second quarter period of the mirror rotor, follows the first scanning period. During this In the dark period, no light falls from the mirror rotor onto the parabolic mirror strip 10, so that at the photoelectric receivers 14,15 and 19 and thus also at the output of the AND gate 22 no signal is applied

Für die weitere Schilderung wird angenommen, daß sich innerhalb der Meßzone ein Meßobjekt befindetFor the further description it is assumed that there is an object to be measured within the measuring zone

In der dritten Viertelperiode des Spiegelrotors wird wie in seiner ersten Viertelperiode durch das vom Hohlspiegel 9' reflektierte Licht die zweite Tastperiode erzeugt Dementsprechend entsteht wie vorher unmittelbar mit dem Startimpuls am dritten photoelektrischen Empfänger 19 die durch den Rasterspiegel 11 erzeugte Impulsfolge am ersten photoelektrischen Empfänger 14 (erste und vierte Zeile in Fig.4), während das am zweiten photoelektrischen Empfänger 15 erzeugte Lichtsignal jetzt durch ein Dunkelsignal unterbrochen wird, dessen Länge von der Länge des Meßobjektes bestimmt ist (zweite Zeile in F i g. 4). Nur während dieses Dunkelsignals ist die Torschaltung geöffnet, so daß während dieses Dunkelsignals der entsprechende Teil der Impulsfolge vom photoelektrischen Empfänger 14 an ihrem Ausgang anliegt bzw. in den (nicht gezeigten) Zähler eingezählt und in der angegebenen Weise ausgewertet wird. Nach dem Oberstreichen des Meßobjektes entsteht an dem zweiten photoelektrischen Empfänger 15 wieder dasIn the third quarter period of the mirror rotor will as in its first quarter period through the light reflected from the concave mirror 9 'the second scanning period Accordingly, as before, immediately with the start pulse at the third photoelectric receiver 19, the one generated by the raster mirror 11 pulse train generated at the first photoelectric receiver 14 (first and fourth lines in Fig. 4), while the light signal generated at the second photoelectric receiver 15 is now a dark signal is interrupted, the length of which is determined by the length of the test object (second line in FIG. 4). Just during this dark signal the gate circuit is open, so that during this dark signal the corresponding part of the pulse train from the photoelectric receiver 14 is present at its output or in the counter (not shown) is counted and evaluated in the specified manner. After Stroking the object to be measured occurs again at the second photoelectric receiver 15

Lichtsignal, wodurch die Torschaltung 22 schließt und die Zählung beendet wird (dritte Zeile in Fig.4). Am Ende der dritten Viertelperiode des Spiegelrotors ist dann die Impulsfolge am ersten und das restliche Lichtsignal am dritten photoelektrischen Empfänger beendet.Light signal, as a result of which the gate circuit 22 closes and the counting is ended (third line in FIG. 4). At the The end of the third quarter period of the mirror rotor is then the pulse train on the first and the rest Light signal ended at the third photoelectric receiver.

An die zweite Tastperiode schließt sich wie an die erste Tastperiode eine zweite Dunkelperiode entspre-The second scanning period is followed by a second dark period corresponding to the first scanning period.

chend der vierten Viertelperiode des Spiegelrotors an.accordingly to the fourth quarter period of the mirror rotor.

Mit dem Startimpuls der daran anschließenden ersten Tastperiode entsprechend der ersten Viertelperiode des nächsten Umlaufs des Spiegelrotors kann der (nicht gezeigte) Zähler auf Null zurückgesetzt werden. Es wiederholt sich dann der vorgeschriebene Ablauf, wie dies für die dritte Tastperiode in Zeilen 1 bis 4 von F i g. 4 dargestellt ist.With the start pulse of the subsequent first scanning period corresponding to the first quarter period of the The next revolution of the mirror rotor, the counter (not shown) can be reset to zero. It The prescribed sequence is then repeated, as was the case for the third scanning period in lines 1 to 4 of F i g. 4 is shown.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Photoelektrische Längenmeßvorrichtung zur Bestimmung der Abmessung eines Meßobjektes, mit einem photoelektrischen Tastkopf mit einem Spiegeirotor zur Abtastung eines das Meßobjekt enthaltenden Gesichtsfeldes, und einem mit dem photoelektrischen Tastkopf synchron und phasenstarr gekoppelten Impulsgenerator sowie einer Zähleinrichtung zur Zählung der vom Impulsgenerator gelieferten Impulse, gekennzeichnet d u r c h die Vereinigung der Merkmale, daß1. Photoelectric length measuring device for Determination of the dimensions of an object to be measured with a photoelectric probe head with a mirror rotor for scanning the object to be measured containing field of view, and a pulse generator coupled with the photoelectric probe synchronously and phase-locked, and one Counting device for counting the pulses supplied by the pulse generator, marked d u r c h the union of the characteristics that

a) the probe in a conventional manner, a light source (1) and an imaging optical system (2, contains 5) having disposed in the beam path slit aperture (4) for generating an over the Spiegeirotor (9, 9 ') directed scanning light beam,

b) a contour diaphragm (6) is arranged in the beam path of the scanning light bundle, of which a screen part (17) through the mirror rotor (9, 9 ') and a parabolic mirror strip (10) is imaged on a raster mirror (11), while the second part (18) of the contour diaphragm image next to the raster mirror (11) and one over the field of view to be scanned with forms a partial light beam that strikes the measurement object,

c) the grid mirror (11) at the same distance having reflective and non-reflective zones lying one behind the other, of which Width corresponds to the width of the projected light gap (17) of the contour diaphragm (6),

d) the partial light beam reflected from a reflective zone of the raster mirror (11) via the parabolic mirror strip (10), the mirror rotor (9,9 ') and via a to Partially transparent mirror (7) inclined to the beam axis on a first photoelectric The receiver (14) hits the test object while the one passing the raster mirror (11) scanning partial light bundles over a background of the scanned field of view forming reversing reflector (16), the mirror strip (10), the mirror rotor (9, 9 ') and a partially transparent mirror (8) reaches a second photoelectric receiver (15).

2. Photoelectric length measuring device according to claim 1, characterized in that the Contour diaphragm (6) contains a slit-shaped part (17) which is mapped on the grid mirror (11) is, as well as a widened passage opening (18) for the passing of the grid mirror (11) Has partial light bundle.

3. Photoelectric length measuring device according to claim 1, characterized in that the The probe head contains a parabolic mirror strip (10), in the focal point of which the mirror rotor (9.9 ') is arranged.

4. Photoelectric length measuring device according to claims 1 to 3, characterized in that the Mirror rotor (9, 9 ') is constructed with spherical concave mirrors.

5. Photoelectric length measuring device according to claims 1 to 4, characterized in that a third photoelectric receiver (19) is arranged in the focal plane of the parabolic mirror strip (10) on which the scanning light bundle from the mirror rotor (9, 9 ') at the beginning of each scanning period is passed directly to generate a reference signal.