DE2258025A1 - Verfahren zur erzeugung von schaltsignalen sowie einrichtung zu seiner durchfuehrung - Google Patents

Description

ERNST LEITZ GMBH Un»rZeichen: ^W^WS 633 Wetzlaren, 21 .November 1972,

Verfahren zur Erzeugung von Schaltsignalen sowie Einrichtung zu seiner Durchführung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Schaltsignalen aus einem oberwellenhaltigen Wechselstrom oder einem Gemisch mindestens zweier oberwellenhaltiger Wechselströme benachbarter Grundfrequenzen. Derartige Ströme treten beispielsweise bei der ein- oder mehrkoordinatigen Bestimmung der Lage von Meßmarken mittels periodischer, fotoelektrischer Abtastung auf, wobei jeder Meßkoordinate eine Grundfrequenz zugeordnet ist und das Abtastsignal durch einen oder mehrere Diskriminatoren ausgewertet wird©

Das Ausgangssignal des Diskriminators z.B. einer fotoelektrischen Abtasteinrichtung, wie sie in DBP 1 2ό5 435 oder DBP 1 448 854-dargestellt ist, hat drei Nullwerte, nämlich vor Einlauf und nach Auslauf einer Meßmarke in/aus dem Abtastbereich . und einen dazwischen liegenden Nullwert, der die Koinzidenz zwischen einer Meßmarke und einer Bezugsgröße darstellt. Meßtechnisch interessiert hier allein dieser Nulldurchgang, und es besteht die Aufgabe, diesen von den anderen zu unterscheiden. Man kann dies bekanntlich dadurch erreichen, daß ein bestimmter, nur diesen Nulldurchgang einschließender Bereich durch ein Schaltsignal indiziert wird.

Dieses Indikatorsignal kann, wie bekannt, mit dem Ausgangssignal des Diskriminators logisch so verknüpft werden, daß außerhalb des Fangbereiches der Abtasteinrichtung überhaupt kein Signal auf der Ausgangsleitüng des Diskriminators liegt, d.h. auch keine Störungen (Einschwingvorgänge_; vagabundierende

409822/0602

² A T891/B 275«

21.11.1972.

StBrimpulse) übertragen werden können, was besonders bei automatisch arbeitenden Meßanlagen vorteilhaft ist.

Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem zur Erzeugung der Schaltsignale die Tatsache ausgenutzt wird, daß beim Durchlauf einer Meßmarke durch den Abtastbereich die Frequenz des bei der Abtastung entstehenden Signale einen Verlauf f—>2f—?f hat. Der interessierende Nulldurchgang des Diskriminators liegt im Bereich 2f, der durch Frequenzmessung indiziert wird.

Ein Nachteil der zur Durchführung dieses Verfahrene verwendeten Anordnung ist ihre Empfindlichkeit gegen Störsignale, z.B. dem Meßsignal überlagertes Rauschen. Um sicherzustellen, daß die Anordnung nicht auf solche Störungen anspricht, müssen Hysteresen eingebaut werden. Diese wiederum setzen die Ansprechempfindlichkeit herab, so daß unterhalb einer bestimmten Amplitude des durch Abtastung gewonnenen Signals, z.B. bei fotoelektrischer Abtastung durch Absinken der Beleuchtungsstärke, die Einrichtung nicht mehr einwandfrei arbeitet. Das Verfahren hat ferner den Nachteil, daß es unbrauchbar wird, wenn im Abtastsignal mehr als eine Grundfrequenz auftritt. Eine Schaltsignalerzeugung für zwei oder mehrere Koordinaten aus einem entsprechenden Frequenzgemisch ist also mit einer solchen Anordnung nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein neues Verfahren, welches die aufgezeigten Nachteile vermeidet, darzustellen sowie eine Einrichtung zu dessen Durchführung.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingange genannten Art gelöst, welches sich dadurch auszeichnet, daß aus dem Frequenzspektrum des Wechselstromes jeweils eine gerade und eine ungerade Harmonische zu einer oder mehreren Grund-

409822/0602

³ A 1891/B 2758

21.11.1972.

frequenzen ausgefiltert, verstärkt, gleichgerichtet und verglichen werden und daß dann bei Erreichen eines bestimmten einstellaren Verhältnisses dieser beiden Spannungen, z.B. bei Gleichheit derselben, ein Schaltsignal erzeugt wird,. Mit Vorteil werden dabei zur Verhältnisbildung die erste und zweite Harmonische verwendet.

Eine Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß einem Signalgeber, z.B. einem fotoelektrischen Empfänger, über einen Anpaßverstärker je ein selektiver Verstärker sowie ein Gleichrichter nactagesehaltet sind und daß die Ausgänge dieser Gleichrichter mit den Eingängen eines Komparatora verbunden sind, an dessen Ausgang das Schaltsignal zur Verfügung steht.

Das neue Verfahren ist nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es zeigtt

Fig. 1 das bekannte Ausgangssignal eines Diskriminators einer fotoelektrischen Abtasteinrichtung,

Fig. 2 das Schema einer beispielsweisen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens für eine Meßkoordinate,

Fig. 3 den Verlauf der Harmonischen eines Diekriminatorsignals beim Durchgang eines Meßobjektes.

Xn Fig.1 ist der Anschaulichkeit halber noch einmal das Ausgangssignal des Diskriminators einer fotoelektrischen Abtasteinrichtung gezeigt.

Gemäß Fig.2 liefert ein Fotomultiplier 1 über einen Anpaßverstärker 2 ein Signalgemisch, das eine oder mehrere Grundfrequenzen und entsprechende Harmonische enthält. Beim Durchgang eines Meßobjektes durch den Abtastbereich der Meßeinrichtung ändern sich die Amplituden der verschiedenen Fre-quenzanteile des Signalgemisches, wie dies beispielsweise

-k-

409822/0602 I

** A 1891/B 2758

21.11.1972.

In Pig.3 dargestellt let. Über je einen selektiven Verstärker 3, k werden eine gerade und eine ungerade Harmonische getrennt ausgesiebt. Die nach Gleichrichtung In, den Gleichrichtern 5, 6 entstehenden beiden Gleichspannungen werden auf je einen der beiden Eingänge eines !Comparators 7 geschaltet. Jeweils bei Erreichen eines vorbestimmten AmpIitudenverhältnisees, z.B. bei Gleichheit dieser beiden Gleichspannungen, ändert der Komparator 7 seinen Ausgang!zustand. Dies wird beim AusfUhrungebeispiel mittels einer Über einen Transistor 8 geschalteten Anzeigelampe 9 angezeigt. Die Auagangssignale des Komparatorβ lassen sich darüber hinaus in bekannter Veise, beispielsweise zum Steuern verwenden.

Abweichend vom bisher Bekannten wird also zur Urzeugung der Schalteignale das Amplitudenverhältnis einer geraden zu einer ungeraden, z.B. der ersten zur zweiten Harmonischen ausgenutzt.

Der Vorteil dieses neuen Verfahrens besteht darin, daß die Signalerzeugung unabhängig von der Amplitude des Abtastsignals erfolgt, da das Verhältnis beider Amplituden bei einer Änderung der Amplitude des Abtastsignals stets gleich bleibt. Außerdem werden Störeignale, die außerhalb des Nulldurchgange des Diskriminator (Einfangj auftreten und falsche Nulldurchgänge vortäuschen, von der nachfolgenden Signalverarbeitung ferngehalten. Ferner bringt gegenüber Bekanntem das erfindungsgemäße Verfahren bei der simultanen Messung in mehreren Koordinaten mit benachbarten Abtastfrequenzen überhaupt erst die Möglichkeit der Trennung der Schalteignale .

409822/0602

Claims (3)

1. ⁵ A 1891/B 27 58

   21.11.1972.

   Ansprüche

   Verfahren zur Erzeugung von Schaltsignalen aus einem oberwellenhaltigen Wechselstrom oder einem Gemisch mindestens zweier oberwellenhaltiger Wechselströme benachbarter Grundfrequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Frequenzspektrum des Wechselstroms jeweils eine gerade und eine ungerade Harmonische zu einer oder mehreren Grundfreuenzen ausgefiltert, verstärkt, gleichgerichtet und verglichen werden und daß dann bei Erreichen eines bestimmten einstellbaren Verhältnisses dieser beiden Spannungen, z.B. bei Gleich; hext derselben, ein Schaltsignal erzeugt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Harmonische zur Verhältnisbildung verwendet werden.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem Signalgeber, z.B. einem fotoelektrischen Empfänger (1.), über einen Anpaßverstärker (2) je ein selektiver Verstärker (3, k) und ein Gleichrichter (5» 6) nachgesohaltet sind, daß die Ausgänge der Gleichrichter (5»6) mit den Eingängen eines Komparators (7) verbunden sind, an dessen Ausgang das Schaltsignal zur Verfügung steht.

   409822/0602

   Leerseite