DE2335942A1 - Optischer digital-encoder - Google Patents
Optischer digital-encoderInfo
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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Description
33 BRAUNSCHWEIG
AM BORGERPARK 8 TELEFON (OS31) 74798
Deutsche Forschungsund Versuchsanstalt für Luft- und Eaumfahrt e.V.
505 Porz - Wahn
Linder Höhe
Linder Höhe
Die Erfindung betrifft einen optischen Digital-Encoder,
bestehend aus einer von einem Lichtsender beleuchteten Codescheibe und einem parallel angeordneten, feststehenden
Abtastgitter, wobei die Belativposition des Abtastgitters zu der Codescheibe vermittels den einzelnen Spurteilungen
zugeordneten Lichtempfänger abgetastet wird.
Optische Digital-Encoder dieses Typs sind bekannt. Sie arbeiten als Analog-Digital-Wandler und setzen die analogen
Größen "Weg" und "Winkel" durch photoelektrisches Abtasten codierter Linear-Maßstäbe oder codierter Kreisteilungen
in digitale elektrische Signale um. Ihr grundsätzlicher Vorteil besteht darin, daß sie im Vergleich zu mechanisch-
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elektrischen Encodern ein höheres Auflösungsvermögen
besitzen sowie berührungslos und damit störungsärmer arbeiten.
Aus der Vielzahl der Möglichkeiten, Zahlenwerte zu codieren, soll im folgenden aus Gründen der Beschreibungsvereinfachung der allgemein gebräuchliche natürliche
Binärcode ausgewählt werden. Die nachstehenden Ausführungen sind jedoch sinngemäß auch auf andere Codesysteme anwendbar.
Weiterhin soll die Beschreibung anhand eines Drehgebers erfolgen, wodurch ebenfalls keine Beschränkung
auf diesen Encodertyp vorgenommen wird.
Die bekannten binärcodierten Drehgeber besitzen eine Codescheibe mit mehrspuriger Teilung entsprechend der gewünschten
Anzahl an Binärstellen bzw. dem gewünschten Auflösungsvermögen. Durch helle oder dunkle Felder in den einzelnen
Spuren sind die Positionswerte auf der Codescheibe in binärer Form codiert. Das Abtasten der Felder erfolgt
photoelektrisch. Zu diesem Zweck wird die Codescheibe vermittels einer Lichtquelle (Sender) beleuchtet. Den
einzelnen Spuren sind Photoelemente (Empfänger) mit einem vorgesetzen, feststehenden Abtastgitter zugeordnet, welche
die beim Drehen der Codescheibe entstehenden Hell-/Dunkel-Werte in elektrische Signale (Signalstrom/kein Signalstrom)
umsetzen.
Für die Anordnung von Sender und Empfänger sind zwei Möglichkeiten
bekannt. Die Durchlichtanordnung und die Auflichtanordnung. Bei der Durchlichtanordnung befinden sich
Sender und Empfänger auf gegenüberliegenden Seiten der Codescheibe, so daß der Empfänger ein Signal liefert, wenn
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das vom Sender ausgehende Licht durch die Codescheibe ,
hindurch auf den Empfänger auftrifft. Die Codescheibe
besitzt also lichtdurchlässige Felder (Fensterflächen)
und lichtundurchlässige Felder. . ;...-■
Bei der Auflichtanordnung besitzt die Codescheibe
lichtreflektierende Felder (Spiegelflächen) und Felder,.,
die das Licht»nicht reflektieren. In diesem Fall befinden sich Sender und Empfänger auf ein und derselben Seite
der Codescheibe und der Empfänger liefert dann ein Signal,
wenn das vom Sender ausgehende Licht von einer Spiegelfläche der Codeseheibe reflektiert auf ihn trifft.
Der wesentliche Nachteil bei den bekannten optischen
Encodern ist grundsätzlicher Natur. Da in den einzelnen
Spuren optisch lediglich Hell-/Dunkel-Werte (Signalstrom/
kein Signalstrpm) ausgelesen werden, muß ein eventueller Ausfall eines Funktionselementes, z.B. ein defektes
Photoelement,,eine gebrochene Leitung o.a., immer dazu
führen, daß die zugeordnete Binärstelle den Dunkel-Wert (kein Signalstrom) anzeigt. Eine Ausfallerkennung ist
nicht möglich. Der optische Encoder kann somit falsche Positionswerte liefern, die jedoch von der zugehörigen
Anschlußelektronik als "richtig" verarbeitet werden und zu verhängnisvollen Fehlentscheidungen führen, insbesondere
bei Steuerungs- und Regelungssystemen in der
Luft^· und Raumfahrt, aber ebenso in dem übrigen großen
Anwendungsgebiet der optischen Encoder, wie z.B. Werkzeug-
und Produktionsmaschinen, chemische Prozeßsteuerungen
etc.
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Bei Encodern, die mechanisch-elektrisch arbeiten, z.B.
einem Bürstenencoder, der für jede Binärstelle eine Eontaktspur mit Abt as t "bürste vorsieht, ist eine Ausfallerkennung
vorgeschlagen worden, die im Prinzip darauf beruht, daß der von jedem Spurkontakt ausgehende und
durch Magnetkerne zur Auslesung eines Hauptwortes gezogene Schreibdraht noch zusätzlich durch diejenige Anzahl
von Kernen geschleift wird, die dem binären Komplement des Hauptwortes entsprechen. Auf diese Weise sind zwei
Matrixspalten entstanden, die einmal das Hauptwort enthalten, zum anderen das entsprechende Komplementwort. Bei
Anordnung von Diodenweichen und Umschalten der Stromrichtung des Bürstenstromes mindestens einmal pro Kontaktfeld
kann dann in jeder Matrix abwechselnd das Hauptwort und das logische Komplement abgefragt werden. Durch diese
ständige Umschaltung aller an der Signalbildung beteiligten Elemente vermag die Anschluß-Elektronik durch
Vergleich festzustellen, ob ein Element des Encoders ausgefallen ist, da in diesem Fall Hauptwort und Komplementwort
nicht mehr einander entsprechen. Bemühungen, dieses an sich sehr vorteilhafte Prinzip der Ausfallerkennung
durch ständiges Vergleichsumschalten aller an der Signalbildung beteiligten Elemente auch bei optischen
Encodern anzuwenden, sind bisher daran gescheitert, daß es nicht möglich ist, entsprechend der Anordnung von
Diodenweichen und der Umkehr der Richtung des Bürstenstromes bei optischen Encodern äquivalente Weichen für
die Lichtstrahlung bzw. eine Umkehrung der Strahlungsrichtung einer Lichtquelle vorzunehmen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen optischen Encoder mit der Möglichkeit
einer Ausfallerkennung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Spurteilungen der einander zugewandten Seiten der Codescheibe und des Abtastgitters durch Fensterflächen
und Spiegelflächen gebildet sind, die einander abgewandten Seiten hingegen Fensterflächen und lichtundurchlässige Flächen
aufweisen, die das Licht absorbieren (Dunkelflächen), daß auf beiden Seiten der Einheit Codescheibe-Abtas.tgitter
mindestens ein Sender und pro Spur ein Empfänger angeordnet
und so ausgerichtet sind, daß das Licht eines Senders je nach der Relativposition der Codescheibe zu
dem Abtastgitter als Durchlicht oder Auflicht einen der beiden Spurempfänger trifft, und daß die Sender abwechselnd
ein- und ausschaltbar sind.
Bei eisern erfindungsgem.äßen Encoder liefern die Spurempfänger
der einen Seite der Einheit Codescheibe-Abtastgitter das Hauptwort und die Spurempfänger der anderen
Seite das Komplementwort. Beide werden bei der Vergleichsumschaltung der Sender stets abgefragt, da ja die erfindungsgemäße
Ausbildung der Einheit Codescheibe-AbtastgLtter und die erfindungsgemäße Anordnung der Sender und Empfänger
unabhängig von den Relativpositionen zwischen Codescheibe und Abtastgitter sicherstellen, daß bei einer Sender-Vergleichsums chaltung stets nur der vorher nicht angesprochene
Spurempfänger Licht erhält. Auf diese Weise ist der Ausfall eines an der Signalbildung beteiligten Elementes durch
einfaches Umschalten der Sender und Vergleich des Hauptwortes mit dem Komplementwort leicht vermittels einer Anschlußelektronik
festzustellen. Die Umschaltfrequenz für die Ausfallerkennung kann dabei beliebig sein, sofern eine
Vergleichsumschaltung der Sender mindestens einmal pro
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auszulesendem Positionswert erfolgt. Während erfindungsgemäß für jede Spur beidseitig je ein Empfänger angeordnet
sein muß, ist es ausreichend, auf jeder Seite der Einheit Codescheibe-Abtastgitter nur jeweils einen
Sender vorzusehen, vorausgesetzt, er vermag alle Spuren sowohl in der Durchlicht- als auch in der Auflichtanordnung
auszuleuchten.
Die Zuverlässigkeit eines erfindungsgemäßen Encoders wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform entscheidend
dadurch erhöht, daß zusätzlich zu dem aus Sender, Abtastgitter und Spurempfängern bestehenden Abtastsystem
(System I) an versetzter Stelle auf beiden Seiten der Einheit·Codescheibe-Abtastgitter jeweils ein weiterer
Sender und pro Spur ein weiterer Empfänger angeordnet sind (System II). Mit einem so ausgestalteten optischen
Encoder wird jeder Positionswert zweifach ausgelesen (Informationsredundanz) und kann z.B. optimiert werden.
Besonders vorteilhaft kann jedoch der vorgenannte Encoder mit einer Anschluß-Elektronik ausgerüstet werden, die
bei Ausfallerkennung eines Abtastsystems dieses isoliert
und auf das verbleibende Abtastsystem umschaltet. Es ergibt sich mithin erfindungsgemäß ein optischer Encoder
mit selbstdiagnostizierender Ausfallerkennung und System-r umschaltung.
Die bei dem erfindungsgemäßen Encoder durch abwechselnde Anordnung gleich großer Fenster- und Spiegelflächen bzw.
Fenster- und Dunkelflächen gebildeten Spurteilungen können auf der Codescheibe und auf dem Abtastgitter
identisch ausgeführt sein. Die Spurempfänger des Encoders
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liefern dann einen sägezahnförmigen Signalstromverlauf.
Dies ist für viele Anwendungsfälle unerwünscht, es wird vielmehr nicht zuletzt auch wegen der Eindeutigkeit der
Signale ein möglichst rechteckiger Signalstromverlauf
bevorzugt.
Zu diesem Zweck wird bei einem erfindungsgemäßen Encoder vorgeschlagen, die Fenster- und Spiegelflächen der Spurteilungen
des Abtastgitters durch seitengleiche Anordnung von Dunkelflächen auf die halbe Abtastbreite der Fensterbzw.
Spiegelflächen der Codescheibe zu verkleinern. Durch die Halbierung der Abtastbreite der Fenster- und Spiegelflächen
unter gleichzeitigem Ersetzen der entfallenden Flächen durch eine nicht reflektierende Dunkelfläche
bleibt der Signalstrom beim Drehen der Codescheibe über eine 1/4- Teilungsbreite konstant. Die Spurempfänger liefern
einen trapezförmigen Signalstromverlauf. Der gleiche Signalstromverlauf ist natürlich auch zu erreichen, wenn
statt der Fensterflächen des Abtastgitters die der Codescheibe halbiert und durch Dunkelflächen ersetzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
wird in diesem Zusammenhang weiterhin vorgeschlagen, die Spurteilungen des Abtastsystems II gegen die des Abtastsystems
I um 1/4- Teilung versetzt anzuordnen. Jetzt sind für jede Spur zwei um 90° = 1/4 Teilung gegeneinander versetzte
trapezförmige Signalstromverläufe vorhanden, die zu einem rechteckigen Signalstromverlauf vermittels einer
Anschluß-Elektronik zusammengesetzt werden können.
Wird jedoch ein erfindungsgemäßer Encoder mit selbstdiagnostizierender
Ausfallerkennung und Systemumschaltung in Verbindung mit der vordiskutierten Ausgestaltung und
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Versetzung der Spurteilungen verwandt, dann ergibt sich der Vorteil, daß jegliche zusätzliche Elektronik zur
Überlagerung der SignalStromverläufe zur Erzeugung eines
Nutzsignals mit rechteckigem Stromverlauf entfallen kann. Dies deshalb, da ein solcher Encoder bei nicht konstantem
Signalstromverlauf für das betreffende Abtastsystem auf "Fehler" erkennt und auf das verbleibende Abtastsystem
umschaltet, das wegen der Phasenverschiebung der Spurteilungen in jedem Fall noch einen konstanten Signals'tromverlauf
liefert. Ein nicht konstanter Signalstrom, mit anderen Worten die schrägen Flanken des trapezförmigen Signalstromverlaufs,
sind durch das zunehmende Ausblenden des auf einen Empfänger als Durchlicht oder Auflicht treffenden
Lichtstrahles bedingt. Da dieser jedoch bei einem erfindungsgemäßen Encoder mit beginnendem Ausblenden zugleich
auch als Durchlicht oder Auflicht auf den zweiten Spurempfänger auftrifft, sind Hauptwort und Komplementwort
nicht mehr komplementär. Die Anschluß-Elektronik erkennt auf Fehler und schaltet nach Überschreiten eines Schwellwertes
auf das verbleibende System mit konstantem Signalstromverlauf um. Durch Hin- und Herschalten zwischen den
beiden phasenverschobenen Abtastsystemen wird so in äußerst einfacher Weise aus den trapezförmigen Signalstromverläufen
der beiden Systeme für jede Spurteilung ein Nutzsignal mit rechteckigem Stromverlauf zusammengesetzt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Vermeidung einer Fehlablesung der codierten Positionswerte
im Bereich der Teilungsübergänge, d.h. im Bereich der Kantenlagen der Abtastfelder. Sowohl die Kantenlagen der Abtastfelder
als auch die Ausrichtung und Empfindlieh-keit der Äbtastelemente unterliegen fertigungstechnischen ToIe-
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ranzen, wodurch in praxi nicht alle Ander untren der Binärstellen
bei einem Teilungsübergang gleichzeitig erfolgen. Dadurch können im Bereich der Teilungsübergänze Fehlablesungen auftreten, die gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung dadurch vermieden werden, daß
die Abtastbreite aller Abtastfelder der einzelnen Spuren mit Ausnahme der Spur mit der kleinsten Teilung etxiras
kleiner gehalten sind als nach den gewählten Spurteilun— gen erforderlich ist, und daß die Spur mit der kleinsten
Teilung im Falle beginnenden Ausblendens eines Spurempfängers im Bereich der Teilungsübergänge eine Logik auslöst,
vermittels der die nachfolgenden Spuren auf die entsprechenden Spuren des verbleibenden, versetzt angeordneten
Abtastsystems so umschaltbar sind, daß für die Auslesung
eines Positionswertes im Bereich der Teilungsübergänge nur die jeweils eindeutig auslesenden Abtastelemente benutzt
werden.
Im Ergebnis ist somit gemäß der Erfindung ein digitaler optischer Encoder herstellbar, der trotz eines verhältnismäßig
geringen elektronischen Aufwandes mit hoher Zuverlässigkeit, Störsicherheit und selbstdiagnostizierender
Ausfallerkennung arbeitet und zugleich die gewünschten rechteckigen Signalstromverläufe liefert.
Für die Herstellung eines Abtastgitters oder einer Codescheibe,
deren Teilungen erfindungsgemäß aus Fenster-, Spiegel- und Dunkelflächen aufgebaut sind, wird folgendes
vorteilhaftes-Verfahren vorgeschlagen.
Auf einer Trägerscheibe, die aus lichtdurchlässigem, nicht
reflektierendem Material, in der Regel Glas, besteht, wird
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zunächst im Bereich der geplanten Spiegelflächen eine Dunkelfläche, also ein lichtundurchlässiges, nicht reflektierendes
Material aufgebracht. Genauere Toleranzen brauchen dabei nicht eingehalten zu werden. Auf diese
Dunkelflächen wird sodann - wiederum ohne genauere Toleranzen, aber innerhalb der Grenzen der Dunkelflächen ein
lichtreflektierendes Material als Spiegelflächen aufgedampft. Es folgt dann abschließend unter Einhaltung
genauer Toleranzen vermittels einer Maske zur Aussparung und Begrenzung der Fenster- und Spiegelflächen die Aufbringung
weiteren, lichtundurchlässigem, nicht reflektierendem Materials, wodurch die gewünschte Fenster-,
Spiegel- und Dunkelflächen exakt festgelegt sind.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. Λ in schematischer Darstellung einen Drehgeber
gemäß der Erfindung
Fig. 2 die dem' Abtastgitter zugewandte Seite der Codescheibe eines Drehgebers gemäß Fig. 1
Fig. 3 die der Codescheibe zugewandte Seite des Abtastgitters
eines Drehgebers gemäß Fig. 1.
Der in Fig. 1 perspektivisch dargestellte Drehgeber zeigt in seiner vereinfachten Darstellung eine Antriebswelle
4 und eine drehfest mit der Antriebswelle verbundene Codescheibe 5· Planparallel zu der Codescheibe 5
ist als feststehende Scheibe ein Abtastgitter 6 angeordnet, Zu beiden Seiten der Einheit Codescheibe-Abtastgitter
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befinden sich Liclitsender 7>
9, 11 und 13 sowie Lichtempfänger
8, 10, 12 und 14,
Zur Verdeutlichung der grundsätzlichen Arbeitsweise
eines erfindungsgeiiiäßen Drehgebers ist in Fig. 1 auf
dexv Codescheibe bildlich eine Spur 15, bei Verwendung des natürlichen Binärcodes die Spur 2 dargestellt. Lbeni'alls nur für diese Spur sind die Sender und Empfänger eingezeichnet,. Das feststehende Abtastgitter 6 besitzt der Codescheibe 5 entsprechende Spuren. Jeweils eine
Spur der Codescheibe 5 und die zugeordnete Spur des Abtastgitters 6 arbeiten zusammen und vermögen durch erfindungsgemäß angeordnete Fensterflächen, Spiegelflächen oder Dunkelflächen das von einem Lichtsender auf treffende Licht durchzulassen, zu spiegeln oder zu absorbieren, wobei die zugeordneten Spurempfänger die entstehenden Hell-/Dunkelwerte in elektrische Signale (Signalstrom/ kein Signalstrom) umsetzen.
eines erfindungsgeiiiäßen Drehgebers ist in Fig. 1 auf
dexv Codescheibe bildlich eine Spur 15, bei Verwendung des natürlichen Binärcodes die Spur 2 dargestellt. Lbeni'alls nur für diese Spur sind die Sender und Empfänger eingezeichnet,. Das feststehende Abtastgitter 6 besitzt der Codescheibe 5 entsprechende Spuren. Jeweils eine
Spur der Codescheibe 5 und die zugeordnete Spur des Abtastgitters 6 arbeiten zusammen und vermögen durch erfindungsgemäß angeordnete Fensterflächen, Spiegelflächen oder Dunkelflächen das von einem Lichtsender auf treffende Licht durchzulassen, zu spiegeln oder zu absorbieren, wobei die zugeordneten Spurempfänger die entstehenden Hell-/Dunkelwerte in elektrische Signale (Signalstrom/ kein Signalstrom) umsetzen.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Spuren einer bevorzugten Ausführungsform der Codescheibe 5 und des Abtastgitters
ist in Fig. 2 und 3 genauer dargestellt. In Fig. 2 und 3 sind die Innenflächen der Scheiben 5 und
gezeigt, die in der Darstellung gemäß Fig. 1 einander zugewandt sind.*In Fig. 2 sind die einzelnen Spuren 2 ,
1 2
2 , 2 usw. binär codierter -Zahlenwerte erkennbar. Die Spurteilui ren der dem Abtastgitter zugewandten Seite der dargestellten Codescheibe sind aus Fensterflächen 16 und Spiegelflächen 17 gebildet. Die dem Abtastgitter abgewandte Seite der Codescheibe besitzt anstelle der Spiegelflächen 1? lichtundurchlässige Flächen, die das Licht
2 , 2 usw. binär codierter -Zahlenwerte erkennbar. Die Spurteilui ren der dem Abtastgitter zugewandten Seite der dargestellten Codescheibe sind aus Fensterflächen 16 und Spiegelflächen 17 gebildet. Die dem Abtastgitter abgewandte Seite der Codescheibe besitzt anstelle der Spiegelflächen 1? lichtundurchlässige Flächen, die das Licht
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BAD
absorbieren, sogenannte Dunkelflächen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
0 12
sind die Spuren 2,2,2 usw. des Abtastgitters gemäß Fig. 3 durch Fensterflächen 18 und Spiegelflächen -19 gebildet, die durch seitengleiche Anordnung von Dunkelflächen 20 auf die halbe Abtastbreite der Fenster- bzw. Spiegelflächen 16, 17 der Codescheibe gemäß Fig. 2 verkleinert sind. Die der Codescheibe abgewandte Seite des Abtastgitters gemäß Fig. 3 ist wieder erfindungsgemäß lediglich aus den Fensterflächen 18 und lichtundurchlässigen, lichtabsorbierenden Dunkelflächen aufgebaut.
sind die Spuren 2,2,2 usw. des Abtastgitters gemäß Fig. 3 durch Fensterflächen 18 und Spiegelflächen -19 gebildet, die durch seitengleiche Anordnung von Dunkelflächen 20 auf die halbe Abtastbreite der Fenster- bzw. Spiegelflächen 16, 17 der Codescheibe gemäß Fig. 2 verkleinert sind. Die der Codescheibe abgewandte Seite des Abtastgitters gemäß Fig. 3 ist wieder erfindungsgemäß lediglich aus den Fensterflächen 18 und lichtundurchlässigen, lichtabsorbierenden Dunkelflächen aufgebaut.
Das Abtastgitter gemäß Fig. 3 ist Bestandteil zweier
erfindungsgemäßer Abtastsysteme, die gegeneinander phasenverschoben sind. In Fig. 3 ist die Trennung der Abtastsysteme
durch eine breitere, segmentartige Dunkelfläche auf dem Abtastgitter verdeutlicht. Zu jedem Abtastsystem
gehören außer dem zugeordneten Bereich I oder II des Abtastgitters jeweils pro Spur zwei auf gegenüberliegenden
Seiten der Einheit Codescheibe-Abtastgitter angeordnete Empfänger sowie auf jeder Seite der Einheit Codescheibe-Abtastgitter
angeordnete Lichtsender. In Fig. 1 sind lediglich für die Spur 2 die Spurempfänger 8, 10 bzw.
die Lichtsender 7, 9 für das Abtastsystem I und die
Spurempfänger 12, 14· bzw. Lichtsender 11, 13 für das
Abtastsystem II symbolisch dargestellt. Anhand der ebenfalls symbolisch in Fig. 1 dargestellten Spur 15 ist erkennbar,
daß die Abtastsysteme I und II gegeneinander gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung
um eine 1/4- Teilungsbreite verschoben sind.
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Erfindungsgemäß werden für jedes Abtastsystem die auf den gegenüberliegenden Seiten der Einheit Codescheibe-Abtastgitter
angeordneten Lichtsender abwechselnd an- und ausgeschaltet. Die Spurempfänger der einen Seite
liefern dabei das Hauptwort und die Spurempfänger der anderen Seite das Komplementwort. Das seitenwechselnde
Umschalten der Lichtsender muß mindestens einmal pro auszulesendem Positionswert erfolgen, damit durch Vergleich
des Hauptwortes mit dem Komplementwort vermittels einer Anschlußelektronik festgestellt werden kann, ob
ein an der Signalbildung beteiligtes Element ausgefallen ist. In diesem Fall würde nämlich das Hauptwort nicht
mehr dem Komplementwort entsprechen.
Diese erfindungsgemäße Ausfallerkennung bei optischen
Encodern beruht im wesentlichen darauf, daß z.B. das von dem Sender 13 ausgehende Licht entweder, wie dargestellt,
als Durchlicht den Spurempfanger 14- trifft oder
bei Vorhandensein einer Spiegelfläche anstelle der dargestellten Fensterfläche als Auflicht den Spurempfänger
12. Um dies zu erreichen und um unerwünschtes Streulicht zu vermeiden sind gemäß der Erfindung lediglich die
Innenflächen, d.h. die einander zugewandten Flächen der Codescheibe 5 und des Abtastgitters 6 mit Spiegelflächen
versehen. Die Außenflächen der Codescheibe und des Abtastgitters bestehen in jedem Fall aus reflexfreien
Fensterflächen oder Dunkelflächen. Dementsprechend ist es auch ausreichend, auf jeder Seite der Einheit Codescheibe-Abtastgitter
nur jeweils einen Sender vorzusehen, der alle Spuren sowohl in der Durchlicht- als auch in der
Auflichtanordnung ausleuchtet.
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Claims (1)
- AnsprücheOptischer Digital-Encoder, "bestehend aus einer von einem Lichtsender beleuchteten Codescheibe und einem parallel angeordneten, feststehenden Abtastgitter, wobei die Relativposition des Abbastgitters zu der Codescheibe vermittels den "einzelnen Spurteilungen zugeordneten Lichtempfänger abgetastet wird,.dadurch gekennzeichnet, daß die Spurteilungen der einander zugewandten Seiten der Codescheibe (5) und des Abtastgibteis (6) durch Fensterflächen (16,18) und Spiegelflächen (17519) gebildet sind, die einander abgewandten Seiten hingegen Fensterflächen und lichtundurchlässige Flächen aufweisen, die das Licht absorbieren (Dunkelflächen), daß auf beiden Seiten der Einheit Codescheibe-Abtastgitter mindestens ein Sender (7,9»11 »13) "und. pro Spur ein Empfänger (8,10,12,14) angeordnet und so ausgerichtet sind, daß das Licht eines Senders je nach der Relativpositioh der Codescheibe (5) zu dem Abtastgitter (6) als Durchlicht oder Auflicht einen der beiden Spurempfänger trifft; daß die Sender abwechselnd ein— und ausschaltbar sind.Optischer Encoder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem aus Sender (759)> Abtastgitter (6) und Spurempfänger (8,10) bestehenden Abtastsystem (System I) an versetzter Stelle auf beiden Seiten der Einheit Codescheibe-Abtastgitter jeweils ein weiterer Sender (11,13) und pro Spur ein weiterer Empfänger (12,14) angeordnet sind (System II).409885/07495. Optischer Encoder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit einer Anschluß-Elektronik ausgerüstet ist, die bei Ausfallerkennung eines Systems auf . das verbleibende Äbtastsystem umschaltet.4. Ontischer Encoder nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster- und Spiegelflächen (18 bzw. 19) der Spurteilungen des Abtastgitters (6) durch seitengleiche Anordnung von Dunkelflächen(20) auf die halbe Abtastbreite der Fenster- bzw. Spiegelflächen (16 bzw. 17) der Codescheibe (5) verkleinert sind.5. Optischer Encoder nach Anspruch 4- in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurteilungen des Abtastsystems II gegen die des Abtastsystems I um Teilung versetzt angeordnet sind.Optischer Encoder nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastbreite aller Abtastfelder der ein-zelnen Spuren (2 , 2 usw.) mit Ausnahme der Spur mit der kleinsten Teilung (2 ) etwas kleiner gehalten sind als nach den Spurteilungen erforderlich ist, und daß die Spur mit der kleinsten Teilung bei beginnendem Teilungsübergang eine Logik auslöst, vermittels der die nachfolgenden Spuren auf die entsprechenden Spuren des verbleibenden Abtastsystems so umschaltbar sind, daß für die Auslesung eines Positionswertes nur die jeweils eindeutig auslesenden Abtastelemente benutzt werden.A 0 9 8 8 5/0 7 A 97. Verfahren zur Herstellung eines Abtastgitters nach Anspruch. 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer lichtdurchlässigen, nicht reflektierenden Trägerscheibe im Bereich der geplanten Spiegelflächen lichtundurchlässiges, nicht reflektierendes Material als Dunkelflächen aufgebracht wird, daß innerhalb dieser Dunkelflächen, aber größer als die geplanten Spiegelflächen, ein lichtreflektierendes Material als Spiegelflächen aufgedampft wird, woraufhin abschließend unter Einhaltung genauer Toleranzen vermittels einer Maske zur Aussparung der Fenster- und Spiegelflächen die Trägerscheibe erneut mit dem lichtundurchlässigen, nicht reflektierenden Material überzogen wird.409885/0749
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---|---|---|---|
DE2335942A DE2335942C2 (de) | 1973-07-14 | 1973-07-14 | Optischer digitaler Winkelcodierer |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2335942A DE2335942C2 (de) | 1973-07-14 | 1973-07-14 | Optischer digitaler Winkelcodierer |
Publications (2)
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DE2335942A1 true DE2335942A1 (de) | 1975-01-30 |
DE2335942C2 DE2335942C2 (de) | 1982-06-16 |
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ID=5886953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2335942A Expired DE2335942C2 (de) | 1973-07-14 | 1973-07-14 | Optischer digitaler Winkelcodierer |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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