Langenme lseinricntung Die Erfindung betrifft eine Längenmeßeinrichtung,
bei der ein Tastkörper durch die Verschiebung des Mutterschlosses einer Mikrometerspindel
gegen das Meßobjekt verstellt wird.. Die Meßeinrichtung enthält einen elektrooptish
ablesbaren Längsmaßstab und eine Feinanzeige der Unterteilung der Maßstabsintervalle
durch einen von der Mikrometerspindel angetriebenen R,otationszählgeber, der auf
einen Impulszähler wirkt. Einer vollen Spindelumdrehung und somit der Fortbewegung
des Schlosses um. die Gewindesteigung entspricht eine ganz bestimmte Impulszahl.
Das Mehrfache dieser bestimmten Impulszahl stimmt überein mit dem Mehrfachen der
Steigung und wird verglichen mit den entsprechenden Teilbeträgen des Längsmaßstabes.
Mit einer Anordnung der geschilderten Art ist es grundsätzlich möglich, Strecken,
die nur durch die Abmessungen der Spindel und die Anbringung des Schlosses begrenzt
sind, mit sehr großer Intervallunterteilung zu messen, wenn die Anzahl der Impulse
je Umdrehung der Spindel möglichst groß und deren Steigung möglichst gering gehalten
werden. Für die Leistungsfähigkeit von Anordnungen der geschilderten Art sind jedoch
hinsichtlich der Sicherheit für die Erfaßbarkeit von kleinsten Längenwerten Grenzen
gesetzt, die insbesondere durch die Toleranzen der Spindelsteigung entlang der Spindelachse
sowie durch das Lagerspiel zwischen denGewindegängen der Spindel und denen des Schlosses
sowie der Spindellagerung überhaupt bedingt sind. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Angabe einer Meßeinrichtung der genannten Art, bei welcher der Einfluß der
geannten Fehlerquellen kontrolliert und ausgeglichen wird, so daß gesicherte Meßergebnisse
erhalten werden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird die auf der Zählung der Mikrometerspindel-Umdrehungen
beruhende Zähleranzeige für die Verstellung des Schlosses jedesmal durch einen besonderen
Korrekturimpuls auf das ganzzahlige Vielfache der Impulszahl gebracht, die der Spindelumdrehung
entspricht, die für eine Schloßverstellung um den Teilungsabstand auf dem lhearen
Maßstab erforderlich ist, der zwangsläufig an der Schloßverstellung teilnimmt. Jede
Teilungsmarke des linearen Maßstabes bewirkt beim Passieren eines festen Korrekturimpulsgebers,
daß dieser einen Korrekturimpuls an dem Impulszähler liefert.
In
entsprechender Weise werden die auf der Impulszählung der Spindeldrehungen beruhende
und die aus der Bewegung der 'lb i lungsmarken des Maßstabes abgeleiteten Meßwertangaben
in Übereinstimmung gehalten und die aus der Unvollkommenheit des Spindelantriebes
des Schlosses entstehenden Fehler ausgeschaltet. Zwischenwerte von Impulszahlen
zu den obengenannten ganzzahligen Mehrfachen der Impulszahlen kennzeichnen Zwischenstellungen
des Schlosses zwischen benachbarten Teilungsmarken des Maßstabes bzw. Zwischenwerte
für die Meßwertangabe zwischen zwei ganzzahligen Teilungsmarkenabständen. Die Erfindung
wird an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. In der Fig. 1 stellt A eine
in den Lagern L1 und L2 um ihre Achse drehbare, aber in axialer Richtung unverrückbare
Mikrometer-Gewindespindel dar, durch deren Drehung das Schloß B aber in axialer
Richtung bewegt wird. Dabei besteht zwischen dem von einer Ausgangsstelle x aus
gemessenen Weg s des Schlosses und der Spindelverdrehung -)C die Beziehung
s-St.C£, worin St die Steigung der Mikrometer-Gewindespindel ist; welche gleich
ist der Schloßverstdlung bei einer Spindelverdrehung von 360. o Zur Messung der
Winkelverdrehung der Spindel A dient der auf ihr konzentrisch angebrachte Rotationszählgeber
D, dessen Zählimpulse in dem Zähler E die Anzeige des von dem Schloß zurückgelegten
Weges bewirken. Mit dem Schloß fest verbunden ist der Präzisionsmaßstab C, auf welchem
Teilungsmarken mit dem gegenseitigen Abstand d angebracht sind und der die Schloßbewegung
zwangsläufig mitmacht., werden bei jedesmaligem Vorbeistreichen einer Teilungsmarke
or einem besonderen Korrekiurimpulsgeber J Korrekturimpulse ausgelöst, die zur Korrektur
für die Weganzeige des Schlosses auf dem Zähler E dienen. Der Impulsgeber J wird
in bezug auf den Präzisionsmaßstab so angeordnet, daß er nach jedesmaliger Verdrehung
der Mikrometer-Gewindespindel um einen Winkel, der den Vorschub des Schlosses um
den Abstand zweier Teilungsmarken des Maßstabes entspricht, einen Korrekturimpuls
für die Korrektur der Weganzeige des Zählers aussendet. Hat beispielsweise die Spindel
eine Steigung von 1 mm und betragen die Teilungsmarkenabstände auf dem Längs;naßstab
C 10 qcm und gibt der Rotationszählgeber D 10. 000 Impulse bei einer vollen Umdrehung
der Spindel A ab, so werden bei jeder Verstellung des Schlosses B um einen Teilungsmarkenabstand
d vom Rotationszählgeber jeweils 100 Impulse .ausgesandt und auf dem Zähler E angezeigt.Langenme lereinricntung The invention relates to a length measuring device in which a probe is adjusted by moving the lock of a micrometer spindle against the measurement object. which acts on a pulse counter. One full spindle revolution and thus the advancement of the lock. the thread pitch corresponds to a very specific number of pulses. The multiple of this specific number of pulses corresponds to the multiple of the slope and is compared with the corresponding partial amounts of the longitudinal scale. With an arrangement of the type described, it is basically possible to measure distances that are only limited by the dimensions of the spindle and the attachment of the lock with a very large interval subdivision if the number of pulses per revolution of the spindle is as large as possible and their pitch is as high as possible be kept low. For the performance of arrangements of the type described, however, there are limits to the reliability of the detectability of the smallest length values, which are in particular caused by the tolerances of the spindle pitch along the spindle axis and the bearing play between the threads of the spindle and those of the lock as well as the spindle bearing . The object of the present invention is to provide a measuring device of the type mentioned, in which the influence of the named sources of error is controlled and compensated so that reliable measurement results are obtained. To solve this problem, the counter display for the adjustment of the lock, which is based on the counting of the micrometer spindle revolutions, is brought to the integer multiple of the number of pulses corresponding to the spindle revolution required for a lock adjustment by the pitch on the linear scale by means of a special correction pulse is that inevitably takes part in the lock adjustment. Each graduation mark of the linear scale has the effect, when passing a fixed correction pulse generator, that the latter supplies a correction pulse to the pulse counter. Correspondingly, the measured values based on the pulse counting of the spindle rotations and those derived from the movement of the lungsmarks of the scale are kept in agreement and the errors resulting from the imperfection of the spindle drive of the lock are eliminated. Intermediate values of pulse numbers to the above-mentioned integer multiples of the pulse numbers characterize intermediate positions of the lock between adjacent division marks of the scale or intermediate values for the measured value indication between two integer division mark distances. The invention is explained using an exemplary embodiment. In FIG. 1, A represents a micrometer threaded spindle which is rotatable about its axis in the bearings L1 and L2, but immovable in the axial direction, but the rotation of which moves the lock B in the axial direction. The relationship s-St.C £, where St is the pitch of the micrometer threaded spindle, exists between the path s of the lock measured from an initial point x and the spindle rotation -) C; which is the same as the Schloßverstdlung with a spindle rotation of 360. o To measure the angular rotation of the spindle A, the rotary counter D is mounted concentrically on it and its counting pulses in the counter E display the distance covered by the lock. The precision scale C is firmly connected to the lock, on which graduation marks are attached with the mutual distance d and which inevitably joins the lock movement serve on the counter E. The pulse generator J is arranged with respect to the precision scale so that it sends out a correction pulse for correcting the position display of the counter after each time the micrometer threaded spindle is rotated through an angle corresponding to the advance of the lock by the distance between two graduation marks on the scale. If, for example, the spindle has a pitch of 1 mm and the spacing of the division marks on the longitudinal; wet rod C is 10 square cm and the rotary counter D emits 10,000 pulses with one full revolution of the spindle A, each time the lock B is adjusted by one division mark distance d each 100 pulses sent from the rotary counter and displayed on the counter E.
+) des linearen Präzisionsmaßstabes C
Das aber besagt,
daß der Schloßverstellung um n Teilungsmarkenabstände entsprechend n .
100 Impulse ausgesandt und auf dem Zähler E angezeigt werden. Alle unter
den genannten Umständen von ganzen Hunderten abweichende Impulsabgaben beruhen auf
den unvermeidbaren Mängeln der Meßanordnung und müssen deshalb herauskorrigiert
werden. Das wird in der Anordnung auf folgender Grundlage durchgeführt: Eine bestimmte
Teilungsmarke Ml des Maßstabes C möge zu Beginn einer Messung auf dem Zähler E die
Anzeige 0 haben. Unter einwandfreien Bedingungen würdenmit Beginn der Spindelumdrehungen
die Impulse von 1 an auf dem Zähler E angezeigt und sobald die auf Ml folgende Teilungsmarke
M2 bei dem Korrekturimpulsgeber J ankommt, würde der Zählerstand 100 betragen. .
Wenn die Spindelstellung zu klein ist, wären für die Verstellung um einen Teilungsmarkenabstand
d am linearen Maßstab C mehr als 100
Impulse vom Rotationszählgeber D entsprechend
der Anzahl der Spindelumdrehungen erforderlich. Als Folge davon würde der Zählerstand
100 früher erreicht,als die Teilungsmarke M2 bei dem Korrekturimpulsgeber rT erscheint.
In diesem Falle würde die Zählung der Impulse bei Erreichen des Zählerstandes 99
solange angehalten, bis von dem Korrekturimpulsgeber J der Korrekturimpuls kommt,
der durch die Teilungsmarke M2 ausgelöst wird und die Weiterschaltung des Zählers
auf die Zahl 100 freigibt. Auf diese Weise werden die zu viel ausgesandten Zählimpulse
unterdrückt. Bei zu großer Spindel würde die- Zähleranzeige 100 nie erreicht.
In einem solchen Fall bewirkt der von der Teilungsmarke M2 im Korrekturimpulsgeber
J ausgelöste Korrekturimpuls die Weiterschaltung auf den Zählerstand 100. In diesem
Fall würden die fehlenden Zählerimpulse überbrückt werden . Bei der Beschreibung
der bisherigen Ausführungsform wurde davon ausgegangen, daß die Spindelumdrehungen
zur Verstellung eines Spindelschlosses dienen. Es ist einleuchtend, daß Anordnungen
der beschriebenenArt bei Anbringung eines Taststiftes F an dem Schloß B oder an
dem Maßstab C für jegliche Längen- und Längenvergleichsmessungen sowie die Messung
solcher Vorgänge geeignet ist, die sich auf Längen oder Längenänderungen zurückführen
lassen. Außerdem lassen sich Steuervorgänge, die beispielsweise vom Erreichen von
Grenzlagen abhängen, mit der Anordnung bewirken.+) of the linear precision scale C However, this means that the lock can be adjusted by n spacing marks corresponding to n. 100 pulses are sent out and displayed on the counter E. All pulse outputs deviating from hundreds of under the circumstances mentioned are based on the unavoidable defects of the measuring arrangement and must therefore be corrected out. This is carried out in the arrangement on the following basis: A certain graduation mark Ml of the scale C may have the display 0 on the counter E at the beginning of a measurement. Under perfect conditions, the pulses from 1 onwards would be displayed on the counter E at the start of the spindle revolutions and as soon as the graduation mark M2 following Ml arrives at the correction pulse generator J, the counter reading would be 100. . If the spindle position is too small, more than 100 pulses from the rotary counter D corresponding to the number of spindle revolutions would be required for the adjustment by a division mark distance d on the linear scale C. As a result, the counter reading 100 would be reached earlier than the graduation mark M2 appears at the correction pulse generator rT. In this case, the counting of the pulses would be stopped when the counter reading 99 is reached until the correction pulse comes from the correction pulse generator J, which is triggered by the division mark M2 and enables the counter to advance to the number 100. In this way, the counting pulses sent out too much are suppressed. If the spindle is too large, the counter display 100 would never be reached. In such a case, the correction pulse triggered by the graduation mark M2 in the correction pulse generator J effects the advancement to the counter reading 100. In this case, the missing counter pulses would be bridged. In the description of the previous embodiment it was assumed that the spindle revolutions serve to adjust a spindle lock. It is evident that arrangements of the type described, when a stylus F is attached to the lock B or to the scale C, is suitable for any length and length comparison measurements as well as the measurement of processes which can be traced back to lengths or changes in length. In addition, control processes that depend, for example, on reaching limit positions, can be brought about with the arrangement.