DE2512863A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die umsetzung von winkeln in numerische werte und fuer die kodierung von winkeln - Google Patents

Description

PATENTANWALT

DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

WOLFSTRASSE 24 · TELEFON (05 11) 83 45 30

21. März 1975

Dr. J/i¹

Meine Akte: 2267

SOCIETE D¹ETUDES, HECHERCHES ET CONSTRUCTIONS ELECTRONIQUES, SERCEL-

Avenue du Bel Air, F 44· Carquefou - Prankreich.

Verfahren und Vorrichtung für die Umsetzung von Winkeln in numerische Werte und für die Kodierung von Winkeln

Die vorliegende Erfindung "betrifft die Umsetzung von Winkeln in numerische Werte.

Ein Winkel ist das geometrische Maß der Neigung zweier Geraden zueinander. Die Geraden sind die Schenkel, ihr Schnittpunkt der Scheitel.

Ein Winkel ist allgemein meßbar durch die relative Stellung von zwei die Schenkel des Winkels angebenden Indikatoren gegenüber einer den Scheitel des Winkels durch-

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laufenden Aolise oder du roh die Verschiebung eines
Indikators gegenüber dem anderen um einen Winkel. Meistens ist neben dem als fest betrachteten Scheitelpunkt einer der Indikatoren fest, er bildet den Bezugspunkt,
der andere Indikator ist beweglich und bestimmt den zu messenden Winkel gegenüber diesem Bezugspunkt.

Um eine Umfornung eines solchen Winkels in eine
numerische form au erreichen, hat man schon bereits vorgeschlagen« ein Element zu benutzen, das bezüglich dieser zwei Indikatoren in Rotation um eine zweite Achse
befindlich ist. Diese Achse der relativen Rotation ist so nahe wie möglich an die erste mit der Winkelverschiebung verknüpfte Achse herangebracht.

Diese relative Rotation ist angewandt auf mindestens
einen dritten Indikator, der geeignet ist, mit einem der zwei erstgenannten zusammenzuarbeiten, damit seine
Koinzidenz mit ihm selektiv feststellbar ist. Bei jeder Umdrehung der relativen Rotation erhält man so getrennt eine Koinzidenz mit dem festen Indikator und eine Koinzidenz mit dem beweglichen Indikator. Die Bestimmung
der Verschiebung zwischen diesen zwei Koinzidenzen liefert eine Information über die Größe des in einen numerischen Wert umzusetzenden Winkels.

Eine derartige Umformung eines Winkels wird in einer Anordnung zur Fernübertragung des Zeigerausschlages von
Meßgeräten mittels Impulsen unter Verwendung eines umlaufenden Kollektors vorgenommen, wie sie durch die

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deutsche Patentschrift 595 939 bekanntgeworden ist. Bei dieser bekannten Anordnung ist in der Verlängerung der Zeigerachse die Achse des dauernd umlaufenden Kollektors angeordnet. Der Zeiger des Meßgerätes weist eine auf den Kollektorumfang quer zur Achsrichtung schleifende Kontaktfahne auf, die zusammen mit einer zweiten feststehenden Kontaktfahne an einem dem größten Zeigerausschlag gleichen oder ihn übertreffenden stromleitenden Segment des Kollektors Stromimpulse hervorruft, deren Zeitdauer ein Maß für den jeweils fernzuübertragenden Zeigerausschlag sind. Man erhält so mittels zweier Indikatoren, der schleifenden Kontaktfahnen, eine Umsetzung des Winkelwertes in Impulse, deren Zeitdauer jeweils ein Haß für den zu messenden Winkel, nämlich den Zeigerausschlag, ist.

Bei dieser bekannten Anordnung wird zur Verhinderung einer Drehmomentübertragung auf den Zeiger eine Doppelbürste verwendet, welche auf zwei entgegengesetzt rotierenden Kollektoren schleift, so daß die durch Reibung erzeugten Kräfte sich gegenseitig aufheben. Neben dem festen Indikator sind somit bei dieser Ausführung zwei bewegliche Indikatoren vorgesehen. Da auf diese Weise Impulse gebildet werden, deren Zeitdauer ein Maß für den Zeigerausschlag und somit für den Winkel sind, kann man zweckmäßigerweise auf der Empfangsseite mittels eines Quotientenmessers das Verhältnis zwischen Kontaktzeit und Strompause messen.

Bei dieser Technik der elektrischen Winkelmessung mit Hilfe von Impulsdauern erhält man nur eine geringe Genauigkeit , so daß die Anzeige auf der Empfangsseite unter diesem Mangel an Genauigkeit erheblich leidet.

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Zu messende Winkel werden im allgemeinen mit dem Auge mit Hilfe eines Winkelmessers gemessen, der eine Gradeinteilung hat. Das ist eine sehr gro"be Einteilung, die sich nur durch sehr große Durchmesser des Winkelmessers verfeinern läßt. Eine lichtelektrische oder magnetische Ablesung und eine elektronische Umwandlung in numerische Werte könnte hierbei immer nur sehr grob bleiben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man die numerische Ablesung außerordentlich verfeinern kann, wenn man eine Scheibe mit einer aufgebrachten Unterteilung mit konstanter Geschwindigkeit dreht, die Achse dieser Scheibe in den Scheitel des zu messenden Winkels legt und dann den abzulesenden Winkel mittels zweier Leseköpfe abliest, deren Lage durch die Lage der Schenkel des Winkels gegeben ist, und wenn man dann die abgelesenen Werte während der Ablesung ständig einem Vorwärts-Rückwärtszähler zuführt. Dieser Vorwärts-Rückwärts Zähler zählt dann, wenn beide Leseköpfe am Anfang stillstehen, zuerst den Wert + 1 und anschließend den Wert (oder umgekehrt), sobald aber der bewegliche Magnetkopf gegenüber dem festen bewegt wird, zählt der Zähler eine bestimmte Anzahl von Impulsen, die dann das Ergebnis einer numerischen Winkelwertmessung liefert. Diese Angabe hat dann ein bestimmtes Vorzeichen sowie einen bestimmten Wert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Kodierung von Winkeln in elektronisch verarbeitbare Impulse vorzunehmen und eine

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Umsetzung von Winkeln in numerische Werte zu erreichen.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Kodierung und Umwandlung eines Winkelwertes in einen numerischen Wert, bei dem der Winkelwert durch die Winkelverschiebuiio zwischen einem ersten und einem zweiten Indikator um eine erste Rotationsachse herum bestimmt ist, bei dem eine Eelativrotation um eine zweite Achse der Rotation erzeugt wird, die empfindlich mit der ersten zusaiumenhängt, bei dem zwischen dem ersten und dem zweiten Indikator wenigstens ein dritter Indikator angeordnet wird, der geeignet ist, mit dem ersten und dem zweiten Indikator derart zusammenzuarbeiten, dab bei jeder Umdrehung zwei Reihen von Koinzidenzen erzeugt werden, die selektiv aufdeckbar sind und wovon die .Verschiebung gelesen ist mit der Winkelverschiebung, wobei die Reihen der Koinzidenzen durch den Umstand hervorgerufen sind, daß jeder Indikator, der zu einer ersten Gruppe, die der ersten Rotationsachse zugeordnet ist und den ersten und den zweiten Indikator umfaßt, oder zu einer zweiten Gruppe zugehörig ist, die der zweiten Rotationsachse zugeordnet ist und wenigstens den dritten Indikator umfaßt, eine Reihe von regelmäßig um die Achse der Rotation herum angeordneten Zeichen aufweist, um Unterteilungen auf einer kompletten Umdrehung der Rotation zu bestimmen und um die Phasenabweichung zwischen Koinzidenzen der einen Reihe und den angrenzenden Koinzidenzen der anderen Reihe zu messen.

Wesentlich ist für die Erfindung, daß diese Messung der Phasenabweichung und damit des numerischen Winkel-

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maßes eine Anhäufung und Speicherung von allen Phasenabweichungen umfaßt, die zwischen den Koinzidenzen der einen Reihe und den angrenzenden Koinzidenzen der anderen Reihe erhalten ist, auf einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der Rotation.

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung eines Winkels in einen numerischen Wart zum Gegenstand, in welchen das Verhältnis zwischen der Genauigkeit der Umwandlung und der Kenntnis der Geschwindigkeit der relativen Rotation in einem Sinn verändert ist, der eine Verbesserung der Messung des Winkels erlaubt.

Mir ein gutes Verstehen der Erfindung betrachtet man einerseits eine erste Gruppe, die den ersten und den zweiten Indikator umfaßt, die einer ersten Rotationsachse zugeordnet sind, um die herum sie sich in einer relativen Winkelverschiebung befinden, und andererseits eine zweite Gruppe, die wenigstens einen dritten Indikator umfaßt, der einer zweiten Achse der Rotation zugeordnet ist, um welche er sich gegenüber den Indikatoren der ersten Gruppe dreht.

Jeder Indikator der einen ausgewählten von den zwei Gruppen umfaßt eine Reihe von regelmäßig um die zugeordnete Rotationsachse verteilten Marken, die so die Unterteilungen einer kompletten Umdrehung der Rotation bestimmen.

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Unter Unterteilungen sind regelmäßig angeordnete Zeichen in Form von magnetischen Marken, Strichen, strichförmigen Magnetisierungen, absorbierenden oder reflektierenden Strichzeichen, Ätzungen, Einkerbungen, Zähnen oder dergleichen verstanden.

In dem Fall, in dein die gewählte Gruppe die zweite ist, ist der dritte Indikator vorzugsweise durch einen vierten Indikator vervollständigt. Alle beide umfassen eine Reihe von Zeichen, die regelmäßig verteilt um die relative Achse der Rotation sind. Die Zusammenarbeit dieser Zeichen mit den zwei ersten Indikatoren ergibt dann zwei Reihen von wechselseitigen Koinzidenzen bei jeder Umdrehung der relativen Rotation. Die Verschiebung der Koinzidenzen zwischen der einen und der anderen Reihe ist ein Abbild der Verschiebung des Winkels, der in numerische Werte umzusetzen ist.

In dem Fall, in dem die gewählte Gruppe die erste ist, wird jeder der zwei ersten Indikatoren eine Reihe von regelmäßig um die Achse der Winkelverschiebung angeordneten Zeichen umfassen. Die Zusammenarbeit der zwei Reihen von Zeichen mit dem dritten Indikator gibt gleichsam zwei Reihen von wechselseitigen Koinzidenzen auf jeder Umdrehung der relativen Rotation. Wie vorhergehend ist die Verschiebung der Koinzidenzen zwischen der einen und der anderen Reihe repräsentativ für die Winkelverschiebung, die in einen numerischen Wert umzusetzen ist.

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Die Erfindung "betrifft insbesondere eine Feinmessung, die mit einer Zweideutigkeit durchführbar ist, die gleich einer Unterteilung ist. Für diese Feinmessung bestimmt man die Phasenabweichungen oder Verschiebungen zwischen den Koinzidenzen der einen von den Reihen und den benachbarten Koinzidenzen (d, h. der ihnen zeitlich folgenden) der anderen von den Reihen, während der erste und der zweite Indikator fest einer gegenüber dem anderen sind. Man speichert alle so erhaltenen Phasenabweichungen zwischen den Koinzidenzen der einen von den Reihen und den angrenzenden Koinzidenzen der anderen Reihe auf einer oder mehreren kompletten Umdrehungen der relativen Rotation. Das erlaubt, die systematischen Fehler zu eliminieren, die Ursache der Abweichungen in dem Abstand der Zeichen einer jeden Reihe sind. Gleichzeitig vermindert der Mittelwert einer großen Zahl von Messungen die Wirkungen von zufälligen Fehlern, da ja die Abweichung durch die Quadratwurzel der Anzahl der Messungen geteilt ist.

Die Erfindung betrifft überdies Vorrichtungen zur Umwandlung eines Winkels in einen numerischen Wert, die allgemein die im folgenden genannten Arbeitsmittel umfassen: Einerseits einen ersten und einen zweiten beweglichen Indikator, die beweglich hinsichtlich einer relativen Winkelverschiebung um eine erste Rotationsachse sind. Andererseits eine Vorrichtung, die eine relative Rotation um eine zweite Rotationsachse hervorruft, die genau mit der ersten koinzidiert. Weiter zwischen dem ersten und dem zweiten Indikator und wenigstens einen dritten Indikator, der geeignet ist,

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mit dem ersten und dein zweiten Indikator derart zusammenzuarbeiten, daß bei jeder Umdrehung zwei Keinen von Koinzidenzen produziert werden, die selektiv bestimmbar sein sollen, und von denen die Verstellung von der genannten Winkelversohiebung abgelesen ist. Die Reihen von Koinzidenzen sind produziert durch den Umstand, daß jeder Indikator, sei er zugehörig zu einer ersten Gruppe, die der ersten Rotationsachse zugeordnet ist und der. ersten und den zweiten Indikator umfaßt, sei er zu einer zweiten Gruppe zugehörig, die einer zweiten Rotationsachse zugeordnet ist und wenigstens einen dritten Indikator umfaßt, eine Reihe von regelmäßig um eine Rotationsachse, die für die Bestimmung der Unterteilungen einer kompletten Rotationsumdrehung bestimmt X3t, verteile Zeichen umfaßt.

In der Vorrichtung zur Kodierung und Umsetzung eines Winkelwertes in einen numerischen Wert der vorliegenden Erfindung umfaßt das Arbeitsmittel zur Anzeige des Winkels ein Arbeitsmittel zur Bestimmung der Phasenabweichung, das folgende Arbeitsmittel umfaßt:

- ein Arbeitsmittel zur Steuerung, welches den Zeitabschnitt der Messung bestimmt, der gleich mit der Zeit für eine oder mehrere komplette Umdrehungen der relativen Rotation ist, und

- ein Arbeitsmittel für das Ansammeln aller erhaltenen Phasenabweichungen, die erhalten sind zwischen den Koinzidenzen der einen Reihe und den angrenzenden Koinzidenzen der anderen Reihe auf einer oder mehreren kompletten Umdrehungen der Rotation.

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In einer Art der Ausführung ist jede Keine von Zeichen, die einen Indikator der gewählten Gruppe bildet, von einer Reihe von Marken gebildet, z. B. von magnetisch oder optisch lesbaren und von einer drehenden Scheibe getragenen Marken, und jeder Indikator der anderen Gruppe (nicht gewählt) umfaßt wenigstens ein Leseorgan, s« B, einen magnetischen oder optischen Lesekopf. Daher ist jede Heihe von Marken durch ein entsprechendes Leseorgan gelesen, das mit ihnen zusammenarbeitet. Der dritte Indikator ist in zwei Teile geteilt, d. h. daß ihm sin vierter Indikator zugesellt ist. Alle zwei sind gebildet von Reihen von diesbezüglichen Marken, auf beiden Seiten der drehenden Scheibe oder auf derselben Seite dieser Scheibe. Der erste und der zweite Indikator umfassen dort, wo die relative Winkelverschiebung den zu messenden Winkel bestimmt, zwei Leseköpfe, von denen der erste fest und der zweite beweglich ist.

Vorzugsweise ist ein weiterer beweglicher Kopf vorgesehen, symmetrisch zu dem ersten bezüglich der Achse der Winkelverschiebung. Dieser zweite bewegliche Kopf ist wie der erste gebraucht und mit ihm die gleiche Reihe von Marken, was für die Zusammenwirkung von Meßvorgängen der Abweichung zwischen den Koinzidenzen von Wichtigkeit ist. Beim Bilden der Mittelwerte, die mit den zwei beweglichen Köpfen erhalten sind, kompensiert man die Fehler, die ihre Ursache in der Achsabweichung der Achse der Winkelverschiebung und der Achse der relativen Rotation haben. Selbstverständlich kann man eine größere Zahl von beweglichen Köpfen benutzen, die

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regelmäßig verteilt am die Achse der Winkelverschiebung angeordnet sind.

Um die Phasenabweichung zwischen einer Koinzidenz der einen Eeihe und der angrenzenden Koinzidenz der anderen Reihe, d. h. der, die ihr unmittelbar folgt, zu bestimmen, empfängt ein Zähler eine Frequenz von einem Generatoi oder einer Quarzuhr während der zeitlichen Abweichung zwischen diesen Koinzidenzen. Um diese zeitliche Abweichung zu erhalten, sind die abgelesenen Signale z. B. in Rechtecksignale umgeformt, und die zeitliche Abweichung ist durch das Zeitintervall bestimmt, welches homologe Übergänge der zwei rechteckigen Signale trennt. Allgemeiner gesagt: Mit zwei perioden Signalen kann die zeitliche Abweichung bestimmt sein durch das Zeitintervall zwischen zwei homologen Augenblicken dieeer Signale, oder überdies durch eine bekannte Korrelation.

Die schließlich in dem numerischen Umformer für den Winkelwert sichtbar gemachte numerische Information vereinigt eine Feinmessung des Winkels, die, wie oben gesagt ist, realisiert ist von mittleren Abweichungen, die aufgedeckt sind zwischen zwei Reihen von Koinzidenzen auf einer oder mehreren kompletten Umdrehungen der relativen Rotation, und eine Grobmessung, die in unterschiedliehen Arten durchgeführt sein kann.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel, das nachfolgend im Detail beschrieben ist, ist z. B. eine magnete sehe

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Ablesung angewandt. Das Arbeitsmittel der Steuerung "bestimmt den Zeitabschnitt der Messung gleich einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der relativen Rotation. Dieses Arbeitsmittel der Steuerung besteht einfacherweise aus einem Zähler der Koinzidenzen der einen von den Reihen, der zählt, bis er die einer oder mehreren vollen Umdrehungen entsprechende Zahl erreicht hat. Das Arbeitsmittel der Grobmessung ist ein Vorwärts-Rückwärtszähler, der während der Winkelverschiebung zwischen dem ersten Indikator und dem zweiten Indikator die Differenz zwischen der Zahl der Koinzidenzen zählt, die in der einen der zwei Reihen von Koinzidenzen erscheint (erster Indikator) und die Zahl der Koinzidenzen zählt, die in der anderen der zwei Reihen von Koinzidenzen erscheinen (zweiter Indikator). Der Antrieb der Scheibe ist durch einen Motor realisiert, dessen Rotationsgeschwindigkeit abgeleitet ist von der Frequenz eines Zählimpulsgenerators. Die Scheibe ist zum Beispiel in Rotation gekuppelt an einen Synchronmotor, der von einem Zeitmarkengenerator derart gesteuert ist, daß eine ganze Zahl von Perioden des Zeitmarkengenerators erscheinen während einer Umdrehung der Scheibe.

In einer besonderen nachfolgend beschriebenen Ausführungsform erhält man eine noch größere Genauigkeit und gleichzeitig eine noch größere Einfachheit mit der vorher beschriebenen Ausführungsform.

Gemäß einer ersten Merkmalskombination dieser Variante umfaßt die erste Gruppe von Indikatoren darüber hinaus zwei Hilfsindikatoren, die dem ersten und dem zweiten

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Indikator zugeordnet sind. Pie zweite Gruppe von Indikatoren umfaßt darüber hinaus wenigstens einen weiteren Hilfsindikator, der dem dritten Indikator zugeordnet ist. Jeder Hilfsindikator der ersten Gruppe arbeitet mit einem Hilfsindikator der zweiten Gruppe zusammen, um eine Koinzidenz pro Umdrehung zu produzieren.

Das Arbeitsmittel der Steuerung kann dann einfacherweise eine oder mehrere Kippschaltungen enthalten, die an den einen der Hilfsindikatoren angekoppelt sind, um die Stufe bei jeder Umdrehung zu ändern und um vermittels dieser Wechsel der Stufen den festen Zeitabschnitt zu bilden, der gleich einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der relativen Rotation ist. Das Arbeitsmittel zur Grobmessung verwendet einfacherweise die Verschiebung zwischen den Koinzidenzen, bei jeder Umdrehung, der zwei Hilfsindikatoren der ersten Gruppe wechselseitig mit einem Hilfsindikator der zweiten Gruppe.

Gemäß einer zweiten Merkmalskombination ist der Zeitimpulsgenerator des Umformers des Winkels in einen numerischen Wert geeignet, um in Hiase mit der Drehung der die Marken tragenden Scheibe gehalten zu werden. Und ein Arbeitsmittel zum Halten in Phase ist gekoppelt an einen der Indikatoren für das Inphasehalten des genannten Zeitimpulsgenerators entsprechend dem Rhythmus der Scheibe. Die besagte relative Rotation wird auf eine genau konstante Geschwindigkeit gebracht.

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Gemäß einer dritten Merkmalskombination umfassen in der Gruppe nicht gewählter Indikatoren der erste Indikator und der zweite Indikator überdies, in der Gestalt in zwei Teile geteilt, swei Leseorgane, die genau symmetrisch bezüglich der ersten Achse der Rotation montiert sind. Die zweite Gruppe von Indikatoren besteht aus awei Keinen von regelmäßig aufgetragenen Marken in gleicher Zahl. Die erste dieser beiden leihen von Marken ist gelesen durch die zwei Leseorgane des ersten Indikators, die zweite Reihe von Marken ist durch die zwei Leseorgane des zweiten Indikators gelesen.

Gemäß einer vierten Merkmalskombination einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die eine gewählt genannte der Gruppen von Indikatoren eine Scheibe aus wenig reflektierendem Material, welche alle Reihen von Zeichen in Form von Reihen von reflektierenden Marken trägt, die regelmäßig um die Achse dieser Scheibe herum angeordnet sind. Die Scheibe trägt eine Marke pro Umdrehung für jeden Hilfsindikator. Die andere Gruppe (genannt nicht gewählt) von Indikatoren umfaßt ein oder mehrere Leseorgane, die geeignet sind, jede Reihe von Marken zu lesen, und wenigstens ein Hilfsleseorgan derart, daß dieses die eine genannte Marke pro Umdrehung lesen kann. Die Leseorgane sind vorteilhafterweise optische Leseorgane. Jedes Leseorgan besteht aus einem Gitter, welches den zu lesenden Marken entspricht, ebenso wie aus einer Licht emittierenden Zelle und einer lichtempfangenden Zelle, die so montiert sind, daß sie eine Koinzidenz des Gitters und der Marken aufdecken. Die photoemittierende Zelle und die photoempfindliche Zelle sind zweckmäßigerweise auf der gleichen Seite des Gitters

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montiert, um ihre Messung durch Reflexion durchführen zu können. Wenn es sich um die Reihe der auf der Scheibe angeordneten Marken handelt, kann das Gitter praktisch identisch aus einem Teil dieser Reihe von Marken gebildet sein, der z. B. einen Scheibensektor von einem Hundertstel der Umdrehung entspricht. Wenn es sich um das Lesen der einen Marke pro Umdrehung handelt, kann das Gitter aus einem schmalen transparenten Intervall bestehen.

Während die erste oben genannte Merkmalskombination eine Vereinfachung in der Herstellung der Vorrichtung gestattet, betreffen die anderen Aspekte darüber hinaus eine Verbesserung der Genauigkeit.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise in perspektivischer Darstellung, teilweise als Blockschaltbild gezeichnetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 ein elektrisches Blockschaltbild des elektronischen Teiles der Vorrichtung der Fig. 1.

Fig. 3 ein elektrisches Schaltschema des Antikoinzidenzkreises 21 der Fig. 2.

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Fig. 3A Zeitdiagramme dieses elektrischen Schaltkreises. Pig. 3B Zeitdiagramme dieses elektrischen Schaltkreises.

Fig. 4 ein elektrisches Sehaltschema des Kreises des Differentialzählers 22 der Fig. 2.

fig. 5 ein elektrisches Schaltbild des Meßkreises 23 der mittleren Phasenverschiebung aus Fig. 2 mit angeschlossenen elektronischen Kreisen.

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der physikalischen Elemente einer bevorzugten anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 7 ein Prinzipschaltbild der elektronischen Kreise, die die Winkelmessung mit der Vorrichtung der H¹Ig. 6 ermöglichen.

In Fig. 1 liefert ein quarzgesteuerter Impulsgenerator (Quarzuhr) 1 eine Frequenz von 23, 976 MHz. Diese Frequenz wird in einem elektronischen Untersetzer durch 1000 dividiert. Nach dieser Teilung erhält Man durch 1000 eine Frequenz von 23,976 KHz. Diese Frequenz ist einem Frequenzteilerkreis 2 zugeführt, z. B. einem numerischen Zähler. Dieser teilt die Frequenz durch 324, so daß der Ausgang des Frequenzteilers 2 eine Frequenz von 74 Hz liefert. Diese Frequenz von 74 Hz ist einem Kreis 3 zugeführt, der ein Stromspeisungsicreis für den Synchronmotor 4 ist, welcher beispielsweise acht Polpaare hat. Dieser Synchronmotor kann ein Motor vom Typ der Polymotorserie 9 904 110 09 601 oder aber

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9 904 110 09 611 je nach dem gewünschten Drehsinn sein. Diese Motore werden durch die Societe d'Etude et de Development d'Appareils Elektro-Meeaniques, SEDELEM verkauft. Sie weisen acht Polpaare auf. Dieser Motor weist eine Drehzahl von 78/8 = 9»25 Umdrehungen pro Sekunde oder 555 Umdrehungen pro Minute auf.

Dieser Synchronmotor ist direkt mit einer Scheibe 5 gekoppelt, die sich mit gleicher Geschwindigkeit bewegt. Die Scheibe 5 ist in der Ausführungsform der Fig. 1 eine magnetische Scheibe mit einem äußeren Durchmesser von 18 mm. Diese magnetische Scheibe kann durch Ausschneiden aus einer Aluminiumplatte erhalten sein, die eine magnetisierbare Beschichtung von Eisenoxyd Fe₂O^ auf ihren beiden Seiten trägt, von dem Typ, wie er zur Herstellung von gewöhnlichen Magnetscheiben benutzt wird.

Auf einer Seite der Scheibe 5 ist ein Magnetkopf T-, angeordnet, der vom Typ eines Lese-Aufzeichnungskopfes ist. Der Magnetkopf Tj₁ ist derart angeordnet, daß sein Luftspalt radial bezüglich der Scheibe 5 liegt. Dieser Luftspalt i3t gegenüber der Oberfläche der Scheibe so angeordnet, daß er auf der Scheibe 5 eine magnetisierte Spur mit einem mittleren Durchmesser von 13 mm abgrenzt. Aus diesem Durchmesser ergiot sich, daß am Ort des Magnetkopfes Tj, die Vorschubgeschwindigkeit der Scheibe gegenüber dem Magnetkopf T-, 380 mm pro Sekunde beträgt.

Der Magnetkopf Tj, ist auf einer geringen Distanz von

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der Scheibe in der Größenordnung von einigen Mikrons gehalten. Vorzugsweise fliegt oder schwimmt dieser Magnetkopf auf einem Fluid, welches durch die Rotation der Scheibe mitgerissen ist. Dieses Fluid ist z. B. Uragebungsluft, oder aber ein Öl von einer geringen 'viskosität. Der Magnetkopf ist von sehr kleinen Dimensionen in der Größenordnung von mm. Für seinen Auftrieb ist ihm ein Flügel beigeordnet, der ihm gestattet, auf der magnetischen Scheibe 5 zu fliegen. Solche für ein Fliegen geeigneten Magnetköpfe können von der Firma APPLIED MAGMETIGS, Californien, USA bezogen werden.

lon der gleichen Art wie der feste Magnetkopf T-p sind auf der anderen Seite der Scheibe ein beweglicher Magnetkopf Ε« und ein weiterer beweglicher Magnetkopf Tj, angeordnet. Für eine verständlichere Darstellung sind diese zwei beweglichen Magnetköpfe in der Fig. 1 von der Seheibe 5 weit entfernt eingezeichnet. Im Betrieb haben äiess beiden Magnetköpfe die gleiche geringe Entfernung von-der Saheibe 5 wie.der Magnetkopf Tj₁. Die beiden beweglichen Magnetkopfe sind gemeinsam durch einen doppelsinnigen Stiel β getragen, der auf einer drehbeweglichen Welle 7 befestigt ist, die um eine Achse der Winkelveraohiebung drehbar ist. Diese Achse der Winkelverstellung ist schnurgerade soweit, wie es möglich ist, achsgleich mit der Rotationsachse der Scheibe 5 ausgerichtet.

Eine bestimmte Anordnung der auf der Scheibe 5 befindlichen magnetischen Zeichen ist durch eine Kopplung der drei Magnetköpfe während des AufzeichnungsVorganges vor-

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gesehen. Eine Kopplung ist zwischen dem Magnetkopf Tj₁ und dem Magnetkopf !„ dadurch vorgesehen, daß zwischen ihnen ein Aufzeichnungskreis 8 für die Aufzeichnung von magnetischen Zeichen vorgesehen ist, der aus dem quarzgesteuerten Generator 1 nach Untersetzung 1000:1 die Frequenz von 23,976 KHz erhält.

Torteilhafterweise ist die Aufzeichnung ein für alle Mal in der Fabrik ausgeführt. Und der Kreis 8 ist nicht Teil einer in den Handel kommenden Vorrichtung zur numerischen Winke!bestimmung. Aus diesem Grunde hat man den Kreis 8 in einem gestrichelten Rahmen gezeichnet.

Für diese Aufzeichnung läßt man den Synchronmotor 4 mit einer Geschwindigkeit von 9,25 Umdrehungen pro Sekunde laufen, die bestimmt ist durch den quarzgesteuerten Generator 1 (Quarzuhr 1). Man benutzt einen Aufzeichnungskreis 8 von klassischem Typ, um die Magnetköpfe T- und T„ mit einer Frequenz von 23 976 Hz zu speisen. Die Signale können rechteckige Signale sein, von denen man weiß, daß das spätere Lesen im Falle einer hohen Dichte der Aufzeichnung gegeben ist in Form von sinusförmigen Signalen. Der Vorgang der Aufzeichnung dauert eine Umdrehung der Scheibe. Während dieses Vorganges sind die Magnetköpfe Tj₁ und T„ in einer absolut festen Stellung einer gegenüber dem anderen festgehalten.

Auf diese Weise schreiben der Magnetkopf Tj₁ und der Magnetkopf T_Mo auf die eine Seite und auf die andere Seite der

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Scheibe 5 zwei Magnetapurbahnen mit 2 592 periodischen Marken während einer kompletten Drehung der Scheibe 5. Jede Periode hat den Wert von 500 Winkelselcunden bei einem an 13 ram angrenzenden Durchmesser.

Vorzugsweise sind die Magnetköpfe exakt einer gegenüber dem anderen arretiert. Man erhält daher zwei magnetische Schreibspuren, die identisch und symmetrisch bezüglich der einen und der anderen Seite der Magnetscheibe sind.

Die Aufzeichnungen können ganz von der Art sein, daß sie eine Ablesung der präzisen Augenblicke su liefern gestatten, die man Koinzidenzen genannt hat, was ebenso gut ist, um die zu zählenden Unterteilungen zu begrenzen, wie um eine Bestimmung der Phasenverschiebung zu ermöglichen.

In dieser Hinsicht wird man bemerken, daß die Erlangung von Koinzidenzen, nicht zwingend die grobe, kurze und präzise Erscheinung erfordert, die das Wort "Koinzidenz" ihm selbst eingibt. Die Aufzeichnung der periodischen Zeichen der gleichen Periode (oder einer Periode, die durch Division durch sine ganze Zahl erhalten ist), dieser Unterteilungen erlaubt, ohne notwendigerweise grobe Übergänge zuzulassen, Koinzidenzen wieder herzustellen.

Daher umfaßt eine erste Gruppe einen ersten Indikator, der aus dem Magnetkopf T₅₁, und einen zweiten Indikator, der aus dem Magnetkopf T^₀ besteht, denen ein zweiter

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zusätzlicher Indikator zugeordnet ist, der aus dem Magnetkopf T„ besteht. Der zweite Indikator der zusätzliche Indikator sind symmetrisch zur Achse der WinkeIverdrehung der Welle 7 angeordnet.

Die Scheibe 5 trägt auf ihren zwei Oberflächen einen dritten und einen vierten Indikator, die eine zweite Gruppe bilden, gebildet durch die Aufzeichnungen oder registrierte Marken auf den beiden Magnetspuren. In dieser Hinsicht wird man bemerken, daß wenn der bewegliche Magnetkopf nicht durch den feeten Magnetkopf behindert ist, man eine Magnetspur allein benutzen kann, um die zwei Magnetköpfe auf derselben Seite der Scheibe anzusetzen.

Die Scheibe 5 (zweite Gruppe) ist gegenüber den Magnetköpfen (erste Gruppe) mittels des Synchronmotors 4 in Hotation versetzt.

Beim Lesen der zwei magnetischen Spuren geben die Magnetköpfe I™ und T^. Koinzidenzen, z. B. auf dan Übergängen des gleichen Eichtungssinnea registrierter rechteckiger Signale, oder zusätzlich auf den Durchgängen des gleichen Eichtungssinnes von sinusförmigen Signalen durch ihrem Mittelwert.

Jeder Magnetkopf kommt daher zum Lesen einer Reihe von Koinzidenzen während einer vollständigen Umdrehung der Scheibe 5> und dieses in wiederholbarer Form. Der

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magnetische Hilfskopf Tj, liest die gleiche Spur wie der "bewegliche Magnetkopf T^₀, der diese Spur aufgezeichnet hat.

Unter Berücksichtigung dieses ümstandes beim Bilden des Mittelwertes zwischen den Ablesungen der "beweglichen Köpfe T™ und T™ kompensiert man die Abweichung von der Achse der Wxnkelverdrehung dieser Magnetköpfe im Vergleich zur Achse der Rotation der Scheibe 5.

Die drei magnetischen Köpfe T-, T^ und T,, sind durch eine elektronische Schaltung 9 gekoppelt, die die Ablesung und das Messen des Winkels bzw. der Winkelabweichung realisiert.

Im folgenden wird diese elektronische Schaltung 9 der Vorrichtung nach der Erfindung in ihren Einzelheiten beschrieben:

In fig. 2 ist dem Magnetkopf ΐ™ ein Leseverstärker 11 zugeordnet. Ebenso sind den beweglichen Magnetköpfen Tj₁ und Tj, z,vei weitere Laseverstärker 12 und 13 zugeordnet, die identisch mit dem ersten sind.

Jeder dieser leseverstärker umfaßt gleich anfangs einen Verstärkerformkreis, welcher die genau sinusförmigen Signale in praktisch rechteckförmige Signale wandelt.

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Diese sind dann differenziert und in eine Form gebracht, um einen Impuls einer gewünschten Impulsdauer für jeden der Übergänge im gleichen Richtungssinn zu erhalten, z. B. nach oben gerichtet.

Die Impulse des Kreises 12, die vom Magnetkopf T_Mo abgeleitet sind, und die Impulse des Kreises 11, die vom Magnetkopf T™ abgeleitet sind, sind einem Antikoinzidenzkreis 21 zugeführt. Dieser Kreis hat lediglich die !«unktion, zwei zur gleichen Zeit von zwei Magnetköpfen möglicherweise ankommende Impulse zu trennen.

Die zwei Ausgänge ΤΛ und ΤΛ₀ des Antikoinzidenzkreise3

21 sind an zwei Eingänge eines reversiblen Zählkreises

22 angeschlossen, der dann die Differenz zwischen der Zahl der Koinzidenzen, die am beweglichen Magnetkopf Tjj abgelesen sind, und denen, die am festen Magnetkopf T- abgelesen sind, enthält,mit einer Bestimmung des des Sinnes des Verlaufes oder des Vorzeichens der Winkelverdrehung.

Unter der Überwachung eines Steuerkreises 15 zum Phasenmessen empfängt ein Kreis 23 die zwei Ausgangssignale des Antikoinzidenzkreises 21 sowie aich des quarzgesteuerten Generators 1 (der Quarzuhr 1), um die mittlere Phasenabweichung während einer Umdrehung der Scheibe 5 zwischen den Koinzidenzen oder Perioden zu messen, die vom festen Magnetkopf QJj, gelesen sind und jenen, die vom beweglichen Magnetkopf T« gelesen sind.

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Eine Verbindung ist zwischen dem Zählkreis 22 und dem Kreis zur Messung der mittleren Phasenabweichung 23 vorgesehen, um an den letztgenannten Kreis besonders Informationen über den Sinn des Verlaufes zu übermitteln.

Der Meßkreis 23 funktioniert durch Zählung der Impulse des quarzgesteuerten Generators 1 während des Zeitintervalles, welches einen Impuls des festen Magnetkopfes Tj, von einem Impuls, der von dem beweglichen Magnetkopf T„ kommt, oder umgekehrt, trennt, nach einer Information über den Richtungssinn.

Unter der Steuerung eines Kreises 16 der Ursprungseinstellung registriert ein numerischer Speicher 24 eine Phasenverschiebung gegenüber dem Ursprung, die bezeichnet ist durch 0 . Sine numerische Subtraktionsschaltung ist an den MeBkreis 23 gekoppelt und an den Speicher 24 zur Bildung der Differenz zwischen einem später gemessenen Phasenverschiebung als Winkelmaß am Ende und dem Winkelmaß am Anfang. Ein Kreis 27 ist mit bestimmten Ausgängen der Stufe des reversiblen Zählers 22 stromleitend verbunden, um die Zählung um eine Einheit mehr oder weniger zu korrigieren, entsprechend dem Vorzeichen des !Fehlers der Anzeige des Winkelmaßes.

Die Fig. 2 weist die gleichen Kreise noch ein weiteres Mal auf, die jetzt für die Impulse, die von dem zusätzlichen beweglichen Magnetkopf T™ und von dem festen Magnetkopf Tj, kommen, wirksam sind. Man findet einen Antikoinzidenzkreis 31, einen reversiblen Zählkreis 32,

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einen Kreis zur Messung des mittleren Phasenabweichung als Winkelmaß 33, einen Speicher 34 für das Winkelmaß am Anfang, einer Subtraktionssehaltung 36 für das Winkelmaß und einen Schaltkreis 37 für die Korrektur um eine Einheit.

Schließlich bildet in Pig. 2 der Kreis 18 den Mittelwert zwischen den beiden Feinmessungen, die von den Kreisen 26 und 36 kommen und zwischen den beiden grob korrigierten Messungen, die von den Kreisen 27 und 37 kommen. Alle diese Kreise liefern numerische Informationen, der Kreis 18 führt eine einfache Division durch 2 aus.

Das numerische Resultat dieses auf den beiden beweglichen Köpfen gelesenen Mittelwertes ist sichtbar gemacht in einem Kreis 19, der dann die Winkelverschiebung angibt, die einer Winkelverschiebung zwischen den beiden beweglichen Köpfen einerseits gegenüber dem festen Kopf andererseits entspricht.

Pur ein besseres Verstehen des Meßverfahrens der Erfindung kann man sie entsprechend einem Theodoliten der Topographie beschreiben, wenn man annimmt, wie einer sich anschickt, die vertikale Winkelverschiebung z. B. zwischen einer ersten Stellung des Durchbückens durch das Fernrohr und einer zweiten Stellung des Durchblickene durch das Fernrohr zu messen.

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Es ist gleich, anfangs zu bemerken, daß, wenn alle die Magnetköpfe T- * Ϊ™ ^un-d T„ fest miteinander verbunden sind, sie exakt die gleiche Anzahl von Perioden pro Sekunde lesen, Unter diesen Bedingungen schwanken die reversiblen Zähler 22 und 32 um eine Einheit bezüglich ihres Anfangswertes.

für die erste Stellung des Fernrohres des Theodoliten betätigt man den Steuerkreis 15 der Phase ebenso wie den Kreis der Festlegung des Ursprungswertes 16. Dieser stellt die reversiblen Zähler 22 und 32 auf Null zurück. Eine mittlere Phasenabweichung ist abgelesen zwischen den Impulsen, die von jedem der beweglichen Magnetköpfe kommen, und jenen, die von dem festen Magnetkopf kommen. Das gleiche erfolgt in den Kreisen 23 und 33. Noch immer unter der Tätigkeit des Kreises der Festlegung des Ursprungswertes 16 zeichnen die Speicher 24 und 34· das Winkelmaß am Ursprung auf, das für die erste Stellung des Fernrohres mit den zwei beweglichen Magnetkopfen erhalten.ist.

Danach sind die Kreise 15 und 16 freigegeben und man läßt ien Theodoliten von der ersten Stellung in die zweite Sichtstellung übergehen. Is erfolgt dabei eine relative Bewegung zwischen den zwei beweglichen Magnetköpfen und dem festen Magnetkopf. Diese Relativbewegung erzeugt eine Differenz zwischen den Zahlen der Unterteilung, die von den beweglichen Köpfen gelesen werden, und der, die von dem festen Magnetkopf gelesen wird. Für jeden der beweglichen Magnetköpfe ist die Differenz

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in den reversiblen Zählern 22 und. 32 diesbezüglich registriert.

Wenn das Fernrohr die zweite Sichtstellung erreicht hat, ist der Steuerkreis zur Messung der Phase 15 allein erneut betätigt, und eine neue Messung der mittleren Phasenabweichung xst durch die Meßkreise 23 und 33 bewirkt. Die Subtraktionsschaltungen 26 und 36 produzieren dann zwei Phasenabweichungen. Diese sind gezählt gehalten gemäß ihrem Vorzeichen in den zwei Korrektionskreisen 27 und 37. Der Kreis 18 bildet den Mittelwert der Ablesung der zwei beweglichen Magnetköpfe. Der Kreis 19 zeigt schließlich den numerischen Wert der Y^inkelversehiebung des Fernrohres von seiner ersten Stellung in seine zweite Stellung an.

Man hat davon auszugehen, daß die Unterteilungen oder Perioden, die von den Kreisen 22 und 32 gezählt werden und die von den Kreisen 27 und 37 korrigiert werden, 500 Winkelsekunden entsprechen. Die Messung des Winkelmaßes geschieht durch die Kreise 23 und 33 und ist mit einer Genauigkeit von 1/1 000° der Perioden, das ist eine halbe Winkelsekunde, durchgeführt. Die Genauigkeit liegt dann in der Größenordnung einer Winkelsekunde.

Nachfolgend werden mehr, im Detail bestimmte besonders wichtige Kreise der Fig. 2 beschrieben, zuerst der Antxkoxnzidenzkreis 21. Die Wichtigkeit dieses Kreises

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hat seinen Grund darin, daß in der Art seiner Verwirklichung die Feinheit und das Unterscheidungsvermögen der Impulse ihre Hauptursache haben, da diese Impulse die Grundlage der Messung der Phasenabweichung und damit des Winkelmaßes sind. Der nachfolgende Teil der Beschreibung beschränkt sich auf die dem beweglichen Magnetkopf T_M , unter Fallenlassen des Index 0 zugeordneten Kreise, da diese Kreise in gleicher Weise gebraucht sind wie die dem anderen Magnetkopf Τ™ zugeordneten Kreise.

In Fig. 3 umfaßt der Antikoinzidenzkreis 21 zwei Eingänge, deren einer mit T-™ markiert ist und von dem Lesekreis des festen Magnetkopfes 11 kommt, während der andere mit T_M bezeichnet ist und von dem Lesekreis des beweglichen Magnetkopfes 12 kommt. Man kann voraussetzen, daß der eine von den Impulsen, genannt der frühere, ein wenig eher als der andere Impuls, genannt der spätere, ankommt, und daß sie sich ein wenig mehr als die Hälfte ihrer Dauer überdecken, die die gleiche für die beiden Impulse ist, um die Funktion anhand der Fig. 3, 3A und 3B zu beschreiben. Die beiden Eingänge T™ und T_M sind gleich anfangs an ein NEIN-UND-Gatter 2110 (NEIN-UND-Torschaltung; NAND-gate) angeschlossen, dessen Ausgang eine niedrige Spannung während des gemeinsamen eventuellen Teiles der beiden einfallenden Impulse hat (Fig. 3A und 3B, Linie G). An den Ausgängen der UND-Gatter (UND-Torschaltungen) 2111 und 2112 sind von den Impulsen T^, und T^ diejenigen Teile erhalten, die nach Entfernung ihres gemeinsamen Teiles übrig bleiben (Fig. 3A und 3B, Linie d).

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Die Ausgänge der zwei UND-Gatter 2111 und 2112 sind an zwei monostabile Kreise 2113 und 2114 angeschlossen, die die gleiche Yerzogerungszeit T₁ aufv/eisen, gleich in ihrer Dauer mit den Anfangs impuls en Τ~ oder T„. Diese monostabilen Kreise sind von der Art aufgebaut, daß ihr Ausgangssignal während dieser Verzögerungszeit T₁ von der Anstiegsflanke ihres Eingangssignales an fortdauert (Pig. 3A und 3B, Linie e).

Die Ausgänge dieser zwei monostabilen Kreise 2113 und 2114 sind an die UND-Gatter 2115 und 2116 angeschlossen, die von anderswoher das Signal Tj, und das Signal T^ empfangen. Die UND-Gatter 2115 und 2116 geben folgendes Resultat: Der zuerst ankommende Impuls ist praktisch nicht verändert, wogegen jener, der als zweiter ankommt, von. neuem auf denjenigen Teil reduziert ist, der nicht gemeinsam mit dem ersten Impuls ist (Linie f).

An den Ausgang des NEIN-UND-Gatters 2110 ist weiter eine Umkehrstufe 2120 angeschlossen. An den Ausgang dieser Umkehrstufe 2120 ist ein monostabiler Kreis 2117 angeschlossen. Dieser monostabile Kreis 2117 verlängert den gemeinsamen Teil beider Impulse Tj₁ und Tj, auf die Impulsdauer T- (Linien g und h). Die nicht gemeinsamen Teile der Impulse T™ und T_M, die von den UND-Gattern 2111 und 2112 kommen, sind den NICHT-UND-Gattern 2118 und 2119 zugeführt, die darüber hinaus gemeinsam das Ausgangssignal des monostabilen Kreises 2117 empfangen. Jedes von diesen zwei NICHT-UND-Gattern, das auf dem Niveau "1" verbleibt, zeigt die erste Ankunft der zwei Impulse Tj, und T_M an (Linie i). Die UND-Gatter 2121 und

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2122 erlauben den zuerst von den Ausgängen der Tore 2115, 2116 angekommenen Impuls auszuwählen (Linie 3). Nach Bildung des Komplementes durch die Umkahrstufen

2123 und 2124 erlauben die anderen UND-Gatter 2125 und 2126· den als zweiten angekommenen unter den Impulsen zu trennen (Linie k). Die Verzögerungselemente 2140, 2141, 2142 und 2143 können zwischengeschaltet sein, wie es in Pig. 3 dargestellt ist, auf den Leitungen, über die die Impulse T-g, und T« laufen, um die UND-Gatter 2125 und 2126 zu erreichen (Linie k). Diese Verzögerungselemente gestatten eine bessere Funktion des Antikoinzidenzkreises zu erreichen, da sie die Entstehung parasitärer Impulse von schwacher Dauer vermeiden.

Ein monostabiler Kreis 2127 ist an den Ausgang des NICHT-UND-Gatters 2110 angeschlossen, um den gemeinsamen Teil der beiden einfallenden Impulse T™ und T-, zu empfangen. An seinem Ausgang verzögert er den Anfang der negativen Hanke seines Ausgangsimpulses um einen Wert Tp, wodurch erreicht ist, daß das niedrige Niveau sich nicht an einem Endabschnitt des gemeinsamen Teiles befindet (Linie 1 der Fig. 3A).

Dieser Ausgang des monostabilen Kreises 2127 ist an zwei UND-Gatter 2128 und 2129 angeschlossen, deren zweite Eingänge über andere Leitungen die Ausgangssignale der UND-Gatter 2121 und 2122 empfangen. Daher verläuft die erste Ankunft der Impulse über das ODER-Gatter 2151 für TJ, (oder das ODER-Gatter 2152 für T₁J). Dieser erste Impuls ist an seinem hinteren Ende aufgrund der Tätigkeit des monostabilen Kreises 2127 mit der Verzögerung

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T 2 beschnitten (Linie m der Fig. 3A). Der als zweiter ankommende Impuls ist durch die UND-Gatter 2125 und

2126 gegeben. Ein UND-Gatter 2130 zeigt an, wenn zwei einfallende Impulse beinahe exakt zeitlich zusammenfallen. Wenn sie nicht zeitlich zusammenfallen, beaufschlagt die an das UND-Gatter 2130 angeschlossene Umkehrschaltung 2131 ein UND-Gatter 2132. Der zweite Impuls läuft über das eine der Gatter 2133 und 2134, woraus folgt, daß, wenn es sich um T^₁ oder T^ handelt, diese zwei Gatter das Ausgangssignal des monostabilen Kreises 2135 empfangen. Der monostabile Kreis 2135 produziert vom Beginn des gemeinsamen, am Ausgang des NEIN-UND-Gatters 2110 erhaltenen Teiles an einen ein wenig kürzeren gemeinsamen Teil von der festen Dauer T 3» der langer als die Dauer T 2 ist (Linie 1 in der Fig. 3B). Infolgedessen kann der als zweiter ankommende Impuls nur durchlaufen nach dem Ende des zuerst ankommenden Impulses, was durch den monostabilen Kreis

2127 von der Dauer T 2 bestimmt ist (zu vergleichen Linie m der Fig. 3A und 3B).

Wenn die zwei einfallenden Impulse komplett voneinander getrennt sind, besteht kein gemeinsamer Teil und man findet die Impulse so, wie sie an den Ausgängen der UND-Gatter 2121 und 2122 sind, wogegen die UND-Gatter 2125 und 2126 auf niedrigem Niveau bleiben.

Wenn der monostabile Kreis 2127 nicht ausgelöst ist, veranlaßt er die zwei UND-Gatter 2128 und 2129 die Impulse, jeden auf seinem Wege, durchgehen zu lassen.

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Wenn schließlich die Impulse beinahe zusammenfallen, halten die zwei 2orsehaltungen 2121 und 2122 ihre Ausgänge auf einem niedrigen Niveau. Die Impulse Tj, und T_M laufen über die UND-Gatter 2125 und 2126. Das UND-Gatter 2130 ist während der zwei gleichzeitigen Impulse erregt.

Man wandelt dann den Impuls T-,, der in dem Magnetkopf gewesen ist, mittels des UND-Gatters 2137, das den Anfang der Dauer T 2 des gemeinsamen Teiles, der durch den monostabilen Kreis 2127 gegeben ist, an das ODER-Gatter 2151 anlegt, in den Impuls Tj,.

Wie zuvor reagiert das UND-Gatter 2134 auf einen Ausgangsimpuls T 3 des monostabilen Kreises 2135, um getrennt in der Zeit einen Impuls ΤΛ zu erzeugen, der an das QDEE-Gatter 2152 angeschaltet ist.

Es gibt daher drei Arten der Punktion:

- Wenn die zwei einfallenden Impulse vollständig in ihrer zeitlichen lage getrennt sind, läßt der Antikoinzidenzkreis sie so, wie sie sind.

- Wenn die zwei einfallenden Impulse einen gemeinsamen Teil haben, ohne beinahe vollständig zu koinzidieren, trennt man sie gewaltsam mittels der monostabilen Kreise T 2 und T 3.

- Wenn die Impulse beinahe vollständig koinzidieren oder vollständig koinzidieren, zwingt man den Impuls T-jt, der erste zu sein und man läßt einen kurzen Impuls ΤΛ folgen, der deutlich getrennt ist.

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In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 22 der Fig. 2 gezeigt. Dieser Kreis ist bestimmt für die Feststellung des Sinnes der Rotation, das heißt zur Feststellung des Vorzeichens der Winkelverschiebung. Der Kreis der Fig. 4 erhält die Impulse Ti, und IJU die aus dem Antikoinzidenzkreis 21 der Fig. 3 kommen. Ein bistabiler Kippkreis 2210 gibt eine Information über den Sinn des Verlaufes (sens), in einer Art, die im folgenden beschrieben ist:

Entsprechend dem Zustand der Ausgänge Q und Q der Kippschaltung 2210 sind die Leitungen TJ, und ΤΛ direkt oder umgepolt an die ODER-Gatter 2221 und 2222 unter Zwischenschaltung der vier UND-Gatter 2211 bis 2214 angeschaltet. Die Ausgänge der zwei ODER-Gatter 2221 und 2222 sind unter Zwischenschaltung der logischen Gatter 2241 bis 2243 an eine Reihe von vier integrierten Zählschaltkreisen angeschlossen, die die Bezugszeichen 2231 bis 2234 tragen und die einen binär aufgebauten Dezimalzähler bilden. Die Serienschaltung der Zähleingänge I (UP) für das Vorwärtszählen und II für das Zurückzählen sowie die Ausgänge III Übertrag (CARRY) und IV Zurückholen (BORROW) dieser integrierten Kreise ist in bekannter Weise realisiert. In Fig. 4 ist diese Schaltung durch die integrierten Schaltkreise SN 74 192 realisiert, die man bei der Firma Texas Instruments kaufen kann. Um die Fig· 4 zu vereinfachen, sind die vier Ausgänge der Stufe eines jeden integrierten Schaltkreises, die in der Fig. 5 nach unten hin gerichtet gezeichnet sind, nicht eingezeichnet. Diese integrierten Schaltglieder sind von der gleichen Art wie der bistabile Kippkreis 2210. Sie werden auf Null gestellt durch ein Signal SCDM,

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oder ein Yoreil-Signal am Anfang der Messung, das durch die Tätigkeit des Kreises 16 zur Einstellung des Ursprunges in der Fig. 2 geliefert ist.

Das ODER-Gatter 2221 besitzt einen zusätzlichen Eingang, der mit SUCD bezeichnet ist. Dieser empfängt ein Signal zur Subtraktion einer Einheit in Zähler. Geliefert ist dieses Signal durch den Korrekturkreis 27 für eine Einheit - 1 der Fig. 2 und 5. Ein impuls SUCD, der an dem ODER-Gatter 2221 erscheint, ist auf den Eingang II (DOWN) der ersten Stufe 2231 des Zählers 22 übermittelt, um eine Einheit von seinem Zählerinhalt abzuziehen. Die Nullst ellung sämtlicher Ausgänge der Zählerstufen 2231 bis 2234 ist durch ein ODER-Gatter 2244 empfangen, welches ein Signal DZCD für die Nullstellung des Zählers 22 liefert. Das Signal DZCD ist eine logische Null, da alle Ausgänge des Zählers 22 auf Null gestellt aind. Es erlaubt, die Kippschaltung D 2210 nach Anlegen eines Impulses an ihrem Eingang VI (CLOCK) zu kippen, wenn der erste nach der Nullstellung des Zählers ankommende Impuls 22 ein Impuls ist, der bestimmt ist, abgezogen (zurückgezählt) zu werden. Die Umkehrstufe (Inverter) 2245 und das UND-Gatter 2246 gestatten es, diese letztgenannte Bedingung zu realisieren.

Die Zählimpulse, die über das ODER-Gatter 2222 übertragen sind, sind normalerweise invertiert in einem NEIN-Gatter 2241, um am Eingang I (UP) der Zählstufe 2231 gezählt zu werden. In dem oben genannten Fall ist entweder das Signal DZCD Null oder der erste erscheinende Impuls ist ein Impuls, der im Prinzip beatimmt ist, den Zähler rück-

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wärts laufen zu lassen. Dieser Impuls ist in der Tat an den Zählereingang I (UP) an seiner 1. Zählstufe 2231 angelegt, bewertet duroh das UND-Gatter 2146, durch die Umkehrstufe 2245 und das NEIN-Gatter 2241. Die über das ODER-Gatter 2221 übermittelten Impulse für die Bückwärtszählung oder die Impulse SUCD der Subtraktion einer Einheit sind dem Eingang II (DOlN) der ersten Zählstufe 2231 übermittelt durch ein UND-Gatter 2242, unbeeinträchtigt durch die auf Null-Stellung des Zählers 22 DZCD und durch eine Umkehrschaltung 2243.

Zusammengesetzt ist zu sagen: Die Kippschaltung 2210 nimmt eine Information über den Sinn der Verstellung zwischen dem beweglichen Magnetkopf T„ und dem festen Magnetkopf T- auf, d. h. ein Winkelvorzeichen. Die Kippschaltung kippt während der Auf-Null-Stellung dee Zählers, wenn der erste folgende Impuls ein Impuls zum Rückwärtszählen ist. Die Impulse Tl und ΤΛ sind dann

ü M

über eine Weiche geführt, entweder zum Eingang I (UP) oder zum Eingang II (DOWN) der 1. Zählstufe 2231.

Die Anfangsmarke des Inhaltes des Zählers 22 kann beliebig bestimmt sein oder erzwungen sein durch ein Laufenlassen des beweglichen Kopfes T_w gegenüber dem festen Magnetkopf Tj, in einem gewünschten Richtungssinn im Inneren einer unterteilung.

Wenn der Magnetkopf T_M bezüglich des Magnetkopfes T₁₅, im Richtungasinn der Rotation der Scheibe verschwenkt

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ist, schwankt der Zähler, der plus 1 für jeden positiv von dem Magnetkopf Tj, gelesenen Impuls empfängt und minus 1 für jeden von dem Magnetkopf T^ gelesenen Impuls empfängt, zwischen null und plus 1. In diesem Pail hat die Messung der Phase das Vorzeichen plus und sie beginnt durch den Magnetkopf Ty.

Wenn der Eichtungssinn der Verschwenkung entgegengesetzt ist, schwankt der Zähler zwischen null und minus 1. Man erhält dann das Vorzeichen minus bei der Phasenmessung, die durch T„ beginnt.

Nach der Winkelverschiebung wird, je nachdem, ob Zählung des Zählers letztlich positiv oder negativ ist, die Endmessung der Phase mit Rücksicht auf den festen Magnetkopf T« oder auf den beweglichen Magnetkopf Tw gemacht werden.

In Pig. 5 sind miteinander dargestellt ein Teil des Kreises 23 oberhalb der gestrichelten Linie und im anderen Teil der bereits beschriebene Zähler 22, der Speicher 24» in welchem die ursprüngliche Phasenlage gespeichert ist, die Substraktionsschaltung 26 und der Korrekturkreis 27.

Im Kreis 2315 produziert man ein Signal BICD, das mit dem Zustand am Ende eines jeden Impulses UP für das Vorwärtszählen oder BOIH für das Eückwärtszählen wechselt, wie man ihn am ersten Zählkreis 2231 des Zählers anlegt. Man

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setzt ζ. B. Toraus, daß das Signal SICD anfängt bei einem Durchgang durch das Hive au Eins am Ende eines Impulses UP.

Die Zählung von 2592 Perioden ist dann von dem Signal D1CD an durch Zählung aller seiner Obergänge (Impulsflanken) vom gleichen Sinn bewirkt. Für diesen Zweck weist der Kreiß 2315 einen Zahler 2313 für die eine Umdrehung der Scheibe 5 angebende Zahl 2592 auf. Wenn dieser Zähler 2592 Perioden (oder Impulse) gezählt hat, zeigt er an» daß die Voraussetzungen und Bestimmungen der Winkelmessung bewirkt sind. In dem Ausführungsbeispiel umfaßt der Periodenzählkreis 2315 eine Ausgangsleitung SDD2, die die Produktion von Impulsen zur Messung des Winkels am Ausgang des Kreises 2311 außerhalb des Zeitraumes der Zählung der 2592 Perioden unterbindet.

Der Anfang der zählung der Perioden ist gegeben durch ein Signal 7DHP zur Durchführung der Phasenmessung, welches von dem Steuerkreis der Phasenmessung 15 in Fig. 2 kommt. In Ansprechen auf dieses Signal produziert der Kreis 2315 überdies einen Befehl SDD3, der den Sammelzähler 2514 auf Hall zurückstellt, der die mittlere Phasenabweichung <j> H zwischen den Impulsen der Vorwärtszählung und der Hüekwärtszählung zählt.

Dieser Periodenzählkreis 2315 empfängt schließlich das Signal SCDM der Verstellung am Anfang der Messung, welches schon bereits erwähnt ist, welches von dem Kreis

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der Verstellung auf den Anfangswert (Mg. 2) kommt. Er speichert wenigstens bis zum Ende der Zählung dieses Signal SCSH und produziert dann ein Ausgangasignal SDD1 nach dem Ende der Zählung der 2592 Perioden (eine Umdrehung der Scheibe).

In Gegenwart der Signale YDHS und SDD2 erzeugt der Kreis 2311 Impulse der Phasenabweichung bei der Winkelmessung. Zu diesem Zweck produziert er drei getrennte Signale CDA1, CDA2 und CDSA unter Verwendung der Signale UP, DOWN und D1CD.

In der Tat erlaubt das Signal D1CD zu sehen, wenn die Impulse UP und DOlN (d. h. T£ und T£) jetzt kontinuierlich abwechselndankommen, d. h. der eine für einen Zustand des Signalee D1CD und der andere für den komplementären Zustand des Signalee.

Wenn man zuerst voraussetzt, daß die Impulse UP und DOlIT alternativ vom Anfang der Phasenmessung an (Signal VDHP) ankommen, produziert der Kreis 2311 ein Signal CDA1, umfassend ein Signal Eins für jedes Zeitintervall zwischen dem Ende eines Impulses UP und dem Ende des Impulses DOlS, der diesem unmittelbar folgt. Das Signal CDA1 ist übrigens in diesem Falle identisch mit dem Signal D1CD. Han 3ieht ferner, daß das Signal CDA1 eine Messung der Zeit mit dem Vorzeichen plus und dem Koinzidenten 1 zur Folge hat.

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Sobald das abwechselnde Auftreten der impulse UP und DOWN unterbrochen oder gestört ist, ereignen sich die Dinge unterschiedlich.

Wenn zwei Impulse OOWH aufeinanderfolgend erscheinen, dann produziert man allein ein Signal CDS1, welches besteht aus einem Impuls zwischen dem Ende des Impulses DOWH und dem Impuls UP, der diesem folgt, und sofort, bis zwei aufeinanderfolgende Impulse UP die ursprüngliche Abwechslung wieder herstellen.

Das Signal ODS1 überträgt sich durch eine Messung der Zeit mit dem Vorzeichen minus und dem Koinzidenten 1.

Wenn schließlich zwei Impulse UP aufeinanderfolgend erscheinen nach einer anfänglichen normalen Abwechselung, wird trotzdem das Signal CDA1 produziert, aber es befindet sich dann umgekehrt: Der Impuls CDA1 stellt sich zwischen die zwei aufeinanderfolgenden Impulse UP, dann zwischen den Impuls DOWH und den Impuls UP, die folgen, und so fort, bis zwei aufeinanderfolgende Impulse DOWH die ursprüngliche Abwechselung wieder herstellen. Da selbst bleibt das Signal CDA1 identisch mit dem Signal D1CD trotz der Unterbrechung der Abwechselung.

Darüber hinaus produziert man dann überdies ein Signal CDA2, das einer Messung der Zeitspanne mit dem Vorzeichen plus und dem Koeffizienten 2 entspricht.

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Das Signal CDA2 umfaßt einen Impuls für jedes Zeitintervall zwischen einem Impuls UP und einem Impuls DOTOi, der unmittelbar folgt, dies natürlich allein während der Dauer der Anomalie. Die Kombination des Signales CDA1 und des Signales CDA2 erlaubt eine Messung zu erhalten, die der Wirklichkeit trotz der Anomalie entspricht, indem zweimal die Seile der wirklich vorhandenen Impulse, die sieh überlagern.

Ein logisches Gatter2312 erlaubt, die Signale GDS1, CDA2, die ihren Ursprung in dem Kreis 2311 für die Produktion von Impulsen der Phasenabweichung haben, auf ein Zählerglied 2313 zu übertragen, das eine Division durch 2592 vornimmt. Das logische Gatter 2312 empfängt die Signale der Quarzuhr von 23,976 IiHz und der Zähler 2313 teilt diese Frequenz durch 2592 während der Impulse CDA1 und er teilt durch 1296 (2592:2) während der Impulse GDA 2, um ein erstes Ausgangssignal SDA 2592 zu erzeugen, das mit dem Vorzeichen plus versehen ist. Der Zähler 2313 teilt gleichfalls die Frequenz der Quarzuhr durch 2592 bezüglich der Impulse CDS1, um ein zweites Ausgangssignal SDS 2592 zu produzieren, das mit dem Vorzeichen minus versehen ist. Die signale SDS 2592 und SDA 2592 werden durch die Eingänge der Vorwärts zählung und der Eüekwärtszählung des Phasenzählers mittels fM empfangen, welcher mit dem Bezugszeichen 2314 versehen ist.

In Ansprechen auf das Signal SDD1 speichert der Speicher 24 der Phase am Anfang, welcher anfänglich auf Hull durch das Signal SCDM zurückgestellt ist, den Inhalt des Zäh-

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lere 2314· Der Speicher 24 enthält dann die Phase am Anfang, welche einer Subtraktionssohaltung 26 zugeführt wird, die im Dezimal-Binäreode funktioniert.

Zur Zeit einer späteren Betätigung des Kreises 15 ist ein neues Signal YDMP produziert. Der Periodenzähler 2315 funktioniert von neuem und ruft erneut die Punktion des Kreises der Produktion von Impulsen der Phasenabweichung 2311 hervor. Nach 2592 Perioden enthält der Zähler 2314 die endgültige mittlere Phasenabweichung, die dem anderen Eingang der Subtraktionsschaltung BCD 26 zugeführt wird.

Die Subtraktionsschaltung BCD 26 liefert dann am Ausgang die mittlere Phasenabweichung und damit das Winkelmaß zwischen der Endstellung und der Anfangsstellung.

Da die Frequenz des quarzgesteuerten Generators 1 (Quarzuhr) 1000 mal größer als die Frequenz der Aufzeichnung der Unterteilungen auf der Scheibe ist, ist die Messung der Phasenabweiohung mit der Genauigkeit von einem 1000stel gemacht. Daraus ergibt sich, daß die Subtraktionsschal tung 26 4 Dekaden BCD umfaßt. Diese Subtraktionesehaltung BCD funktioniert z. B. durch Addition des Komplementes zu 9> gezählt haltend eine Einheit, die am Efireau des das Minuszeichen bedeutenden Informationszeichens fehlt. Wenn jedoch die Sichtung wechselt zwischen der am Anfang gespeicherten und der gemessenen Phase M, fügt man einfach zwei Werte hinzu.

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Der Schaltkreis 27 zur Korrektur einer Einheit, der den Inhalt des Vorwärts-Büekwärts-Zählers 22 bestimmt ist zu korrigieren, empfängt die Ausgangssignale Abzug und Übertrag (Carry, borrow) des Zählers 2314 der mittleren Phase (JfH für das Bestimmen des Vorzeichens dieser letzteren und für das Anbringen der Korrektur gemäß diesem Vorzeichen.

Der Kreis 27 empfängt ebenfalls ein Signal von der Subtraktionssohaltung BCD 26. Er ist auch über den Umstand informiert, wenn der Zähler 22 durch Hull geht (Signal DZCD), sowie auch von dem Signal SCDH der Verschiebung am Anfang der Hessung.

Von diesen diversen Signalen auegehend erarbeitet der Kreis 27 zur Korrektur ein Signal der Subtraktion einer Einheit vom Vorwärts-Büekwärts-Zähler SUCD, welches direkt an den Eingang des Zurückzählens (DOWN) der ersten Stufe 2231 des Zählers 22 gelegt wird. Venn einmal άΐθΒβ Korrektur bewirkt ist, produziert der Kreis 18 der Pig. 2 den Hittelwert zwischen den durchgeführten Messungen mit dem beweglichen Hagnetkopf Έ» und mit dem beweglichen Hagnetkopf T«_a* Dieser Kreis 18 bewirkt eine Division durch 2 im binären Dezimalcode derart, wie sie an sich bekannt ist. Schließlich macht der Kreis 19 die endgültige Winkelabweichung mit 7 Dezimalziffern und dem Vorzeichen sichtbar.

Selbstverständlich benutzt man für die Anwendungen an Theodoliten zwei Vorrichtungen zur numerischen Winkelbe-

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Stimmung nach der vorliegenden Erfindung, den einen für vertikale winkel, der anderen für horizontale Winkel. Die elektronischen Kreise können ersichtlich gemeinsame (feile enthalten, insbesondere die Quarzuhr 1, die Kreise der Ursprungseinstellung 16 und den Steuerkreis 15 der pig. 2. In der Praxis können diese beiden Glieder von Hand durch Druckknopf betätigt sein und/oder direkt veraiittels der Organe des lyinkelblookierens des Theodoliten.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Synchronmotor, der durch die Quelle der frequenz gesteuert ist, durch einen Motor ersetzt, vorzugsweise ein Gleichstrommotor, der um die zeitliche Regelmäßigkeit der Koinzidenzen aufrecht zu erhalten, z. B. durch die Regelmäßigkeit der Ablesung der Unterteilungen durch den festen Kopf gesteuert und nachgeführt ist. Durch das Maß der Hegelmäßigkeit des Abstandes dieser Unterteilungen der magnetischen Aufzeichnung erhält man somit eine praktisch konstante Rotationsgesohwindigkeit der Scheibe.

Selbstverständlich ist die Art der magnetischen Abtastung der Zeichen der sich drehenden Scheibe nicht absolut notwendig. Eine optische Abtastung erlaubt gleichfalls eine große Präzision der Messung. Man kann z. B. photoelektrische Elemente anstelle der Magnetköpfe Ty, TjJ₆₁ und TjJ₀ verwenden und schwarze und weiße Besohriftungsstriche auf der sich drehenden Scheibe.

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In der !£at enthält die vorzugsweise Ausführungsform, die man jetzt anhand der Figuren 6 und 7 beschreibt, eine Art der optischen Ablesung. Wie man bei der Betrachtung der 3?ig· 6 sieht, ist die Gruppe, von der jeder Indikator eine Serie von Zeichen trägt, also diejenige, die nicht bei der Bestimmung des zu messenden winkeis bewegt ist. Das ist sozusagen die zweite oben erwähnte Gruppe.

In Pig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 40 ein lager als Teil eines Gerüstes, das βehr schematisch durch die gestrichelte linie 41 dargestellt ist. Das Gerüst 41 trägt den ersten Indikator, der zwei Hauptleseorgane TIO und TF 180 für das feine Maß und ein Hilfsleseorgan T 1 für das grobe Maß umfaßt. Der zweite Indikator ist auf einer Welle 42 gelagert, die sich in dem Lager 40 dreht. Die Eotation der Welle 42 bezüglich des Lagers 40, das im Gehäuse 41 gelagert ist, gibt den zu messenden Winkel. Die Welle 42 ist fest mit einem radialen Element verbunden, das zwei Hauptleseorgane TMO und TM 180 trägt, die für die Feinmessung bestimmt sind, während ein Hilfsleseorgan T für die Grobmessung bestimmt ist. Eine das Licht absorbierende Scheibe 50, die wenig oder nicht reflektiert, ist durch einen Motor 55 in Rotation um eine Achse versetzt, die praktisch mit der Achse der Rotation der Welle 42 übereinstimmt. Wenn auch diese Übereinstimmung so präzise wie möglich realisiert ist, besteht eine verbleibende Abweichung und man stellt fest, daß die erste Achse der Rotation, die Welle 42, Winkelabweichungen gegenüber der zweiten Achse der Rotation

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unterliegt, die durch die Scheibe 50 in Bewegung gesetzt ist.

Die Scheibe 50 trägt zwei Hauptindikatoren, die aus zwei Reihen τοπ. eingeprägten reflektierenden Karken bestehen, Ton einer regelmäßig um die Achse der Eotation angeordneten Gestalt. Biese zwei Seihen von Harken bilden zwei Spuren 51 und 52. Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise, sind die Zeichen der zwei Spuren jedes Mal auf dem gleichen Radius der Scheibe angeordnet.

In einer besonderen Ausführungsform sind es 2000 Marken. Die Scheibe weist einen Durchmesser des Umfanges von 6 cm auf. Die Technik des Auftragens der Striche, die die jetzt in der Präzisionsoptik aktuell benutzt wird, erlaubt 2000 Striche pro Umdrehung auf einem Umfangskreis von 5 cm im Durchmesser unterzubringen, das sind 15,5 cm im Umkreis, was einer Dichte am Umfang von 13 Strichen pro Millimeter entspricht· Vorzugsweise beträgt die Strichstärke zwischen der Hälfte und einem Zehntel des Intervalles zwischen benachbarten Strichen. Sie ist s. B. gleich einem Viertel dieses Intervalles·

Die Scheibe 50 umfaßt darüber hinaus zwei Hilfsmarken 53 und 54, die auf getrennten Spuren angeordnet sind. Sie bilden eine Marke bei jeder Umdrehung. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, aber nicht notwendig, daß die Hilfsmarken auf dem gleichen Radius liegen.

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Die Scheibe ist in Eotation gebracht mit einer Geschwindigkeit Ton 2,5 Umdrehungen pro Sekunde. Die Frequenz, die einer Marke pro Umdrehung entspricht, ist 2,5 Hz für die Spuren 53 und 54. Sie beträgt 2000 mal mehr, das sind 5000 Hz für die Spuren mit 2000 regelmäßig geteilten Marken, die mit 51 und 52 bezeichnet sind.

Der Lesekopf TFO umfaßt einen Lichtsender 420, ein Gitter und einen Lichtempfänger 422 eines Photoelementes. Ein achsparalleler Strich erstreckt sich über die Fig. 6 mit dem Bezugs zeichen !EFO bis zu den Elementen 420, 421 und 422. Der achsparallele Strich endigt im unteren Bereich der Markenspur 51 und zeigt das Zusammenwirken dieser Elemente an.

Der Lesekopf TF 180 iet analog aufgebaut wie der ihn betreffende achsparallele Strich anzeigt. Er ist einem anderen Bereich der Spur 51 zugeordnet. Er ist diametral gegenüberliegend zu dem Bereich angeordnet, der dem Lesekopf SFO zugeordnet ist.

Darüber hinaus ist ein Hilfslesekopf ¹S 1 seitlich des Hauptlesekopfes SFO angeordnet, um die Marke der Spur 53 lesen zu können. Der Hilfslesekopf ! 1 ist wie der Lesekopf XFO aufgebaut, abgesehen davon, daß sein Gitter als ein einfaches transparentes schmalee Intervall aufgebaut, welches einer Spalte äquivalent ist. Aus Gründen einer Vereinheitlichung der Herstellung ist ein analoger Spalt 426 der gleichen Anordnung neben dem

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Gitter 423 dem Lesekopf TP 180 zugeordnet. Dieser zusätzliche Spalt 426 kann z. B. für das Anordnen eines zweiten Hilfslesekopfs im Falle eines Bedarfes oder aus Gründen der Sicherheit vorgesehen werden.

Der zweite Indikator ist in der gleichen Art durch einen Hauptlesekopf TMO aufgebaut, welcher mit der Markenspur 52 zusammenarbeitet. Seitlich des Lesekopfes TMO ist ein Hilfslesekopf T 2 angeordnet, welcher mit der Marke 54 zusammenarbeitet. Diametral gegenüberliegend zu dem Lesekopf TMO bezüglich der Rotationsachse der Welle 42 arbeitet der andere Hauptlesekopf TM 180 mit einem feil der Spur 52 zusammen, die diametral gegenüberliegend angeordnet ist, dem Teil der gleichen Spur, die von dem beweglichen Lesekopf TMO gelesen wird.

Daher sind die beweglichen Köpfe TMO und TM 180 aus Konstruktionsgründen praktisch symmetrisch im Bezug auf die zweite notationsachse montiert, die die Welle 22 einer Winkelverstellung ist. Wie es der Doppelpfeil 427 anzeigt, der benachbart seinem Support 428 angeordnet ist, ist der feste Kopf 180 in seiner Stellung einjustierbar. Die Einstellung wird entsprechend der Konstruktion vorgenommen (und vorkommendenfalle später revidiert) derart, daß der feste Kopf TP 180 praktisch symmetrisch zu dem festen Kopf TPO bezüglich der zweiten Botationsachse angeordnet ist. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Verwendung der zwei festen Köpfe der Peinmessung TPO und TP 180, die diametral gegenüberliegend montiert sind, wie es die zwei beweglichen Peinmeßköpfe

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TMO und TM 180 sind, zu einer beaehtliehen Verbesserung der Genauigkeit führt.

Selbstverständlich ist Pig, 6 eine Ansicht vor der Montage, in welcher die einzelnen Teile voneinander entfernt eingezeichnet sind, um ein besseres Verständnis zu ermöglichen. In der Wirklichkeit sind die Gitter der festen Köpfe, solche wie 421, 423 und 425 ebenso wie die Gitter der beweglichen Köpfe, wie 431, 433 und in unmittelbarer !Nachbarschaft der Markenreihe auf der Scheibe 50 angeordnet, mit welchen sie zusammenarbeiten müssen. Man wird beobachten, daß sie daher eine sehr dicht gedrängte Konstruktion im mechanischen Teil der Vorrichtung zur numerischen Kodierung des linkeis erlangt haben.

Im folgenden wird im Detail der elektronische Teil der Vorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Pig. 7 beschrieben.

Beim ersten Anblick wird man bemerken, daß die Eingänge dieses elektronischen Teiles durch die Ausgangsleitungen der Leseköpfe gebildet sind. Beispielsweise können die Lichtsender durch elektroluminizente Dioden J!il 23 oder 24 gebildet sein, die von der Pirma TEXAS IHSTBUMENTS in den Handel gebracht werden. Die Lichtempfänger können Phototransistoren LS 600 sein, die gleichfalls durch die Pirma TEXAS IHSTEUMEiTTS in den Handel gebracht werden. Oder es können Phototransistoren

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der Type BPX 71-C sein, die in Frankreich durch die Firma ETC-LA EADIOTECHNIQUE COMPELEC in den Handel gebracht werden·

Diese Elemente sind in gut bekannter herkömmlicher Weise gespeist und mit entsprechenden optischen Systemen verbunden, die vom gleichen Fabrikanten stammen können.

Die Kreise 61, 62, 71» 72, 81 und 82 sind dann mit den Lichtempfängern gekoppelt.

Die Spalten 425 und 435 bilden einfacherweise das Äquivalent eines Gitters. Die Spuren für die Marken 53 und 54 tragen wenigstens eine Marke. Die Koinzidenz ist durch· das Vorbeigehen dieser Marke an dem Spalt erhalten. Es resultiert dann das Erscheinen eines Impulses bei jeder Koinzidenz bei jeder Umdrehung an dem Ausgang der Eingangskreise 61 und 62 der Fig* 2, die an den festen Hilfslesekopf T 1 und an den beweglichen Hilfskopf T 2 angeschlossen sind·

Die Gitter 421, 423» 431 und 433 umfassen z. B. das Äquivalent von 20 aufeinanderfolgenden Marken auf den Spuren 51 und 52, die in gleicher Art eingraviert sind.

Wenn die Reihe der Marken exakt mit Spalten des Gitters geometrisch übereinstimmt (koinzidiert), kann ein guter Teil des durch den Lichtsender produzierten Lichtes

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durch das Gitter hindurchgehen und von der Scheibe 50 entweder absorbiert oder reflektiert werden. Hur ein schwacher Seil des Lichtes ist dann reflektiert und von dem Lichtempfanger wahrgenommen, wenn die Harken der Scheibe sich mit denen des Gitters decken. Wenn durch die relative Rotation die Reihe der reflektierenden Karken der Scheibe sich fortschreitend mit denen des Gitters decken, steigt die Menge des reflektierten, von dem Lichtempfänger empfangenen Lichtes, um konstant zu werden, wenn jede Harke der Spur sich gänzlich zwischen zwei jg&Tken des Gitters befindet. Daher werden die Koinzidenzen durch das Minimum an Licht gegeben sein, das vom Lichtempfänger empfangen wird, wenn die Beihe der Harken der Spur übereinstimmt mit jenen des Gitters. Das Benutzen von Gittern 421 und 423, die 20 Harken umfassen, wenn bereite eine Marke im Prinzip ausreichen würde, hat die Wirkung der Verbesserung der Signalübertragungsverhältnisse an den Ausgang der Photozelle, gleichzeitig sichert man eine Art von rechter Verteilung, die die individuelle Ungleichmäßigkeit der Lage der Harken teilweise kompensiert.

Die auftretenden Koinzidenzen, wie sie an den Köpfen, die für eine Feinmessung bestimmt sind, auftreten, sind in der form von elektrischen Signalen am Ausgang der Eingangskreise 71 und 72 für die festen Köpfe TF und TF der pig. 7 verfügbar, ebenso sind am Ausgang der Kreise 81 und 82 für die beweglichen Köpfe THO und TM 180 entsprechende Signale verfügbar.

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Der Ausgang des Eingangskreisea 61 des festen Lesekopfes T 1 ist an einen Detektorkreis 70 für die Feststellung der vollständigen Umdrehung der Scheibe 50 angelegt, der als Steuerungsmittel zur Bestimmung einer Tollständigen Umdrehung der relativen Drehung benutzt wird. Dieser Detektorkreis umfaßt eine oder mehrere bistabile Kippschaltungen, die eingerichtet sind, um ihren Zustand im Ansprechen auf Koinzidenzen des festen Kopfes T 1 zu ändern.

Zwischen einer ersten und einer zweiten Koinzidenz ist der Detektorkreis 70 durch einen Ausgangszustand "erste Umdrehung" definiert. Dieser Ausgang besitzt eine Verbindung, die an die UND-Gatter 710 und 810 gelegt ist, die gleichfalls die Ausgangsimpulse des Lesekreises 71 vom festen Kopf IF 0 und des Lesekreises 81 vom beweglichen Kopf TMO erhalten. Zwischen der zweiten und der dritten Koinzidenz, gesehen vom festen Kopf T 1, kommt der Detektorkreis 70 in einen Ausgangszustand "zweite Umdrehung¹¹, der an den UND-Gattern 720 und 820 wirksam wird, die mit ihrem zweiten Eingang an den Ausgang des Lesegliedes 72 (fester Kopf !EF 180) und an den Lesekreis 82 (beweglicher Kopf IM 180) angeschlossen sind.

Die Ausgänge der UND-Gatter 710 und 720 sind an die Eingänge eines ODES-Gatters 73 angeschlossen, ebenso wie die Ausgänge der UND-Gatter 810 und 820 gemeinsam an die Eingänge eines ODER-Gatters 83 geführt sind. Der Detektorkreis 70 bildet dann eine Art von Mehrkanalausnutzung (Multiplexverhalten): Die Köpfe TF 0 und ΪΜ0 sind während einer ersten Umdrehung gebraucht, die Köpfe

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TP 80 und TM 180 sind während der zweiten Umdrehung gebraucht. Die Punktion ist daher auf zwei Umdrehungen begrenzt und der Mittelwert der Phasenverschiebung und damit das Winkelmaß zwischen Koinzidenzen ist während zweier Umdrehungen hervorgebracht, wie man später sehen wird. Ein solcher Vorgang könnte gleichfalls wiederholt sein, um nacheinander mehrere Mittelwerte zu erhalten. Man kann daher die Vorrichtung so gestalten, daß sie auf zwei η Umdrehungen funktioniert, indem man den Mittelwert über je 2 η Umdrehungen bildet.

Wenn man jetzt den Ausgang des ODEB-Gatters 73 betrachtet, kommt es zum Vorschein, daß dieser die Koinzidenzen umfaßt, die eine getreue Darstellung der Rotation der Scheibe 50 sind. Die Koinzidenzen sind bald von dem Lesekopf TP 0 und bald von dem Lesekopf TP erhalten.

Diese Koinzidenzen sind benutzt, um einen gesteuerten Generator 80 zu steuern (vom Typ VCO, d. h. ein durch eine Spannung gesteuerter Oszillator), ausgestattet mit einem Verschluß einer Steuervorrichtung in Phase. Daher, und das ist eine besonders interessante Eigenschaft , ist die für die Messung der Abweichung zwischen den Koinzidenzen benutzte Uhr nicht eine Uhr, die extrem präzise in der Zeit ist, sondern eine Uhr, die einer Steuerung durch die Rotation der Scheibe 50 unterworfen ist. Die Drehung der Scheibe 50 hält man selbstverständlich empfindlich genau auf einer konstanten Geschwindigkeit, z. B. mit Hilfe eines Gleichstrommotors. Die Unregelmäßigkeiten oder Abweichungen,

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die sich bei der Bewegung der Scheibe 50 einstellen können, sind auf die Uhr 80 zurückgekoppelt, die dann an ihrem Ausgang Zeitimpulse gibt, die spezial in Beziehung auf die Eotation der scheibe 50 definiert sind. Diese Anordnung trägt in großartiger Weise zur Verbesserung der Genauigkeit bei.

Wenn man jetzt zurückkommt auf die Eingangskreise 61 und 62, die τon dem beweglichen Kopf T 1 und dem beweglichen Kopf T 2 beeinflußt und gesteuert sind, sind die Ausgänge dieser Eingangskreise an einen Kreis 63 angeschlossen, der einen Impuls der Grobmessung bestimmt. Dafür umfaßt der Kreis 63 z.B. eine bistabile Kippschaltung, die in den einen Zustand durch das Ausgangssignal des Eingangskreises 61 und in den anderen Zustand durch das Ausgangssignal des Eingangskreises 62 gestellt ist.

Der eine der zustandsausgänge dieser Kippschaltung gibt wie der Ausgang des Kreises 63 einen Impuls zur Grobmessung, der an ein UND-Gatter 64 angelegt ist, welches eine Frequenz von 10 KHz empfängt, die aus dem Generator 80 abgeleitet ist ebenso wie dieses UND-Gatter 64 das Ausgangssignal eines Kreises 65 der Bewertung der Winkelmessung empfängt.

für diesen Verwendungszweck, der noch eingehender beschrieben werden wird, ist das Ausgangssignal des Kreises 63 gleichfalls an ein UUD-Gatter 66 angelegt, das eine Frequenz τon 100 KHz aus dem Generator 80 empfängt, ebenso wie das Gatter das Ausgangssignal des

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Bewertungskreises 67 empfängt. Lediglich, das eine der UND-Gatter 64 und 66 ist mit einem Male bewertet.

In der Funktion in der präzisen Winkelmessung betätigt der Kreis 65 das UND-Gatter 64» dessen Ausgangssignal über ein ODEE-Gatter 69 an einen Zähler 90 geführt ist, der die Grobmessung aufnimmt. Während des Signales der Grobmessung, das von dem Kreis 63 abgegeben ist, empfängt der zähler 90 über das UND-Gatter 64 Impulse von 10 KHz. Die Zählung dieser Impulse bestimmt die Grobmessung.

Andererseits empfängt ein Kreis 75 die Ausgangssignale von den ODEB-Gattern 73 und 83, um das Signal der Peinmessung zu bestimmen. Diese Signale betreffen den Zwischenraum zwischen den Koinzidenzen, die von einem der festen Köpfe TF 0 und TF 180 gelesen sind, und denjenigen Koinzidenzen, die durch einen der beweglichen Köpfe TM 0 und SH 180. gelesen sind.

Diese Signale erscheinen an einem Ausgang ++, an einem Ausgang + oder an einem Ausgang - des Kreises 75, folgend einer Wahl des vorher bestimmten Vorzeichens. Die Wahl des Vorzeichens entspricht dem Umstand, daß die Koinzidenzen der festen Köpfe (erster Indikator) sich vor den Koinzidenzen der beweglichen Köpfe (zweiter Indikator) bilden, oder umgekehrt. Selbstverständlich ist die Wahl des Vorzeichens willkürlich, aber durch die Konstruktion festgelegt. Der Ausgang ++ entspricht einer Überdeckung der Signale (einer Zweideutigkeit).

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Die Ausgänge ++, + und - des Kreises 75 sind an die UHD-Gatter 80, 76 und 77 angeschaltet, die jeder ron ihnen das gleiche 10 MHz-Signal empfangen, das aus dem Generator 80 kommt.

Die Ausgänge der Torschaltungen 800, 76 und 77 sind an Divisionsschaltungen 78, 79 mit zähler für eine Division durch 4000 angeschaltet. Der Ausgang des UHD-Gatters ist an den Eingang des zweiten bistabilen Kreises der Divisionsflchaltung 78 gelegt (Eingang χ 2). Wie es bei 2000 Harken pro Umdrehung ist, bildet man mit diesen Zählern den Hittelwert der Abweichung zwischen den aneinander anliegenden Koinzidenzen, auf einer ersten Umdrehung zwischen den Köpfen SfO und !EMO und auf einer zweiten Umdrehung zwischen den Köpfen TP 180 und TH 180.

Die Ausgangssignale der Divisionsschaltungen 78 und 79 sind an die Eingänge der Vor- und Zurückzählung eines Zählers 91 angelegt· In der Zeit der zwei von dem Detektionekreis 70 bestimmten Umdrehungen definiert die Zählung des Zählers 91 dann die Feinmessung im Hittelwert, wie es noch zu sagen sein wird.

Der Kreis 75 mit den Torsohaltungen 800, 76 und 77 und den dividierenden Zählern 78 und 79 ist realisiert wie der K^eis 2311 mit dem Gatter 2312 und dem Divisionszählerkreis 2313, die vorhergehend bei der Pig. 5 beschrieben sind. Die von den ODEE-Gattern 73 und 83 herrührenden Eingänge korrespondieren mit den Eingängen UP

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und DOWN des Kreises 2311. Die Ausgangssignale der Zähler 79 und 78 korrespondieren mit den Ausgangssignalen SDA 2592 und SDS 2592 des Kreises 2513- In der Tat, wenn die Antikoinzidenzkreise nicht komplizierter als vorhergehend sind, werden die Hilfsindikatoren eine absolute Referenz bestimmen. Der "Pegel der Zweideutigkeit" ist immer bewirkt.

lie vorhergehend auch ist ein Korrekturkreis 92 zwischen den Zähler 91 des Feinmeßkreises und den Zähler der Grobmessung 90 geschaltet, um um diese letzte eine Einheit zu korrigieren, wenn die Zählung der Feinmessung einen Fehler enthüllt, der durch die Grobmessung produziert ist.

Schließlich sind die Ausgänge der Zähler 90 und 91 angeschlossen an einen Kreis der Entkodierung und der numerischen Anzeige 95* Die Entkodierung kann dauernd durchgeführt werden, aber die Anzeige ist multiplex durch ein UHD-Gatter 94 bei einer Frequenz von 1 KHz durchgeführt, die aus dem Generator 80 nach Untersetzung abgeleitet ist, und unter der Kontrolle eines Kreises der Bewertung der Anzeige 93, die betätigt sein kann entweder durch den Kreis der Bewertung der Winkelmessung 65 oder durch den Kreis der Bewertung der Winkelstellung 67.

Die Funktion, die anhand der Fig. 7 beschrieben wird, entspricht einer präzise bewirkten Winkelmessung

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über zwei Umdrehungen der Scheibe. Der Kreis 65 bewirkt die notwendigen Bewertungen und Steuerungen, wenn die verschiedenen Bückstellungen in den NuIl-Zustand notwendig sind, im besonderen die Zurückstellung auf Hull des Detektorkreises 70 für die Feststellung der Tollständigen Umdrehung und der Zähler 78, 79» 90 und 91· Nach den zwei Umdrehungen ist die Messung des Winkels angezeigt durch den Kreis 95»

Die elektronischen Kreise können dann in Bereitschaft für ein neues manuelles Kommando zum Winkelmessen oder aber in Gang sein für die gleiche Winkelmessung unter der Kontrolle des Kreises 65 z. B.

Eine andere Anwendung dieser Winkelmessung kann interessant sein: Man stellt in präzise Winkelstellung ein. Man benutzt vorteilhafterweise für die Kreise 66, 67 und 68 diese andere Anwendung. In der Tat erfordert die Feinmessung eine gewisse Zeit. Ss kann langweilig sein, mehrere Feinmessungen nacheinander zu machen, bevor man exakt die gesuchte Winkelstellung erreicht. Für diesen Fall gestatten die Kreise 67» 66 und 68 eine Messung "weniger grob", die ein gröberes Instellungbringen erlaubt. Diese gröbere Messung ist dann ohne Unterbrechung bewirkt. Der Kreis der Bewertung 67 blockiert den Detektorkreis 70 in seiner Stellung ^Herste Umdrehung¹¹ und der Komplex der Feinmeßkreise ist an einer Tätigkeit gehindert, der Generator 80 ist von dem festen Kopf !EFO gesteuert. Während des Signales der Grobmessung 63 ist eine Frequenz von 100 KHz aus dem Generator 80 an einen Vorwärts-Bückwärts-Zähler

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vom Modul 10 gelegt, der über das ODEE-Gatter 69 den Zähler zur Grobmessung 90 speist. Sa die Frequenz des Generators 80 an dem betreffenden Ausgang 100 KHz ist, ist die dann erhaltene Messung präziser. Schließlich wirkt der Kreis der Bewertung der Positionierung 67 auf den Kreis der Bewertung der Anzeige 93, um die Sichtbarmachung der Grobmessung durch den Kreis 95 zu gestatten. Man begreift leicht, daß diese schnelle Punktion (400 Meter/Sekunde) und vor allen Dingen die kontinuierliche Wiederholung sehr vorteilhaft ist, wenn es sich darum handelt, eine präzise gewünschte Winkelstellung möglichst weit vor dem exakten Erreichen anzunähern, unter anschließender Durchführung einer oder mehrerer kompletter Feinmessungen für das exakte Erreichen, von denen jede eine Sekunde ungefähr dauert.

Während die in den Fig. 1 bis 5 beschriebene Winkelmeßvorrichtung von dem reinen lyp für eine doppelsinnige Feinmessung aber eine Relativmessung ist, das heißt für die Messung einer Winkelabweichung, ist für die Grobmessung nach der Art der Ausführung, die in den Fig. und T beschrieben ist, ein reiner Winkelkodierer trefflich geeignet: Er kann den Winkel ohne Zweideutigkeit angeben, dabei ist irgendeine bestimmte Stellung nicht wichtig, bei einer Genauigkeit, die effektiv 0,01 Zentigrade beträgt.

Selbstverständlich kann man diese absolute Verstellung in eine relative Verstellung transformieren, in dem man einen Anfangswert einführt, durch kodierende Bäder auf parallelen Eingängen des Zählers der Grobmessung 90

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und auf denen des Zählers der Peinmessung 91· Iu seiner bevorzugten Ausführungsform wendet man diese Vorrichtung insbesondere bei Theodoliten an in der gleichen Art, wie vorhergehend angegeben ist bei der Vorrichtung der pig. 1 bis 5.

Zum Schluß darf noch angemerkt werden:

Das Wort Indikator bekleidet im Text einen besonders allgemeinen Sinn, da es einen Hagnetkopf, eine aufgezeichnete Harke ebenso wie einen optischen Lesekopf, eine eingravierte Harke usw. überdecken kann. Es handelt sich daher um ein physikalisches Element, welches fähig ist, eine Stellung anzuzeigen. Zum Beispiel bestimmt ein Spalt des Hagnetkopfes die Stellung des Hagnetkopfes insoweit als Indikator, die aufgezeichnete Harke definiert gleichfalls eine Stellung jeder Harke. Das Gritter mit dem Bezugszeichen 421 des optischen Lesekopfes TPO der Fig. 6 ist auch ein Indikator, ebenso wie die eingravierte Harke 51 oder 52 in der gleichen Figur.

Dae Wort Koinzidenz. Diesee !ort ist gleichfalls sehr umfassend, denn jedes Hai, wenn zwei "Indikatoren" aneinander vorbeilaufen, einer am anderen, ist dieses eine Koinzidenz. Zum Beispiel produziert das Vorbeilaufen eines Hagnetkopfes an einer magnetischen Harke eine Koinzidenz. Das gleiche gilt für Fig. 6: das Vorbeilaufen der Harken 51 eng am Gitter 4-21 produziert eine Koinzidenz.

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Die Steuervorrichtung weist ein Arbeitsmittel zur Steuerung auf, welches den Zeitabschnitt der Messung bestimmt, der gleich mit der Zeit für eine oder mehrere komplette Umdrehungen der sich drehenden Scheibe ist. Dieses Arbeitsmittel der Steuerung bildet somit ein "zeitliches Fenster" - wie man es bezeichnen könnte - welches von großer Wichtigkeit für die Exaktheit der Messung ist. Dieses zeitliche Fenster wird durch die exakten Zeitirnpulse in seinen zeitlichen Abmessungen festgestellt, was - wie vorher beschrieben - durch Zählung sämtlicher auf der Scheibe aufgezeichneter Impulse einer Aufzeichnungsreihe erfolgen kann.

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   Verfahren zur Kodierung und Umwandlung eines Winkelwertes in einen numerischen Wert, bei dem der Winkelwert durch die Winkelverschiebung zwischen einem ersten und einem zweiten Indikator um eine erste Rotationsachse herum bestimmt ist, bei dem eine Relativrdation um eine zweite Achse der Rotation erzeugt wird, die empfindlich mit der ersten zusammenhängt, bei dem zwischen dem ersten und dem zweiten Indikator wenigstens ein dritter Indikator angeordnet wird, der geeignet ist, mit dem ersten und dem zweiten Indikator derart zusammenzuarbeiten, dass bei jeder Umdrehung zwei Reihen von Koinzidenzen erzeugt werden, die selektiv aufdeckbar sind und wovon die Verschiebung gelesen ist mit der Winkelverschiebung, wobei die Reihen der Koinzidenzen durch den Umstand hervorgerufen sind, dass jeder Indikator, der zu einer ersten Gruppe, die der ersten Rotationsachse zugeordnet ist und den ersten und den zweiten Indikator umfasst, oder zu einer zweiten Gruppe zugehörig ist, die der zweiten Rotationsachse zugeordnet ist und wenigstens den dritten Indikator umfasst, eine Reihe von regelmäßig um die Achse der Rotation herum angeordneten Zeichen aufweist, um Unterteilungen auf einer kompletten Umdrehung der Rotation zu bestimmen und um die Phasenabweichung zwischen Koinzidenzen der einen Reihe und den angrenzenden Koinzidenzen der anderen Reiae zu messen,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass diese Messung der Phasenabweichung und damit des

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   numerischen Winkelmaßes eine Anhäufung und Speicherung von allen Phasenabweichungen umfasst, die zwischen den Koinzidenzen der einen Reihe und den angrenzenden Koinzidenzen der anderen Reihe erhalten ist, auf einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der Rotation.

   2. Vorrichtung zur Kodierung und zur Umwandlung eines Winkelmaßes in einen numerischen Wert, welche einerseits einen ersten und einen zweiten Indikator, die relativ zur Winkelverschiebung um eine erste Achse der Rotation beweglich sind, und andererseits eine Vorrichtung aufweist, die eine relative Rotation um eine zweite Achse der Rotation hervorruft, die empfind lieh mit der ersten koinzidiert, welche zwischen dem ersten und dem zweiten Indikator wenigstens einen dritten Indikator aufweist, der geeignet ist, mit dem ersten und dem zweiten Indikator derart zusammenzuarbeiten, dass bei jeder Umdrehung zwei Reihen von Koinzidenzen gebildet werden, die selektiv aufdeckbar sein sollen und deren Verstellung als Winkelverschiebung gelesen ist, wobei die Reihen der Koinzidenzen dadurch produziert sind, dass jeder Indikator, sei er zu einer ersten Gruppe zugehörig, die der ersten Rotationsachse zugeordnet ist und den ersten und den zweiten Indikator umfasst, sei er zugehörig zu der zweiten Gruppe, die der zweiten Achse der Rotation zugeordnet ist und wenigstens den dritten Indikator umfasst, eine Reihe von regelmäßig verteilten Zeichen um die Achse der Rotation aufweist, die dieser zugeordnet ist, um die Unterteilungen einer vollständigen Umdrehung

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   zu bestimmen, sowie auch ein Arbeitsmittel zur Aufdeckung des Winkels aufweist, welches die Verschiebung zwischen den Koinzidenzen der einen Reihe und den benachbarten Koinzidenzen der anderen Reihe ausnutzt,

   dadurch gekennzeichnet,

   dass die Arbeitsmittel der WinkelbeStimmung ein Mittel der Bestimmung der mittleren Phasenabweichung umfassen, welches aufweist!

   - ein Arbeitsmittel zur Steuerung, welches einen festen für die Messung "vorgesehenen Zeitraum bestimmt, welcher gleich einer oder mehreren kompletten Umdrehungen der relativen Rotation ist

   und

   - ein Arbeitsmittel für das Ansammeln und Speichern aller erhaltenen Phasenabweichungen zwischen den Koinzidenzen der einen Reihe und den benachbarten Koinzidenzen der anderen Reihe während einer oder mehrerer vollständiger Umdrehungen der Rotation, wie sie bestimmt sind&urch das Arbeitsmittel der Steuerung·

   3· Vorrichtung nach Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet,

   dass die gewählte Gruppe, deren Indikatoren von einer Reihe von Zeichen aufgebaut sind, die zweite ist·

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3»
   dadurch gekennzeichnet,

   dass das Arbeitsmittel der Steuerung, das den festen, für die Messung bestimmten Zeitraum bestimmt, welches

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   gleich, einer oder mehreren kompletten Umdrehungen der relativen Rotation ist, aus einem Zähler der Koinzidenzen der einen der Reihen aufgebaut ist, der zählt, bis die Zahl erhalten ist, die einer oder mehreren kompletten Umdrehungen entspricht.

   5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,

   dass sie ein Arbeitsmittel aufweist, das eine Grobmessung ohne Zweideutigkeit durchführt und das ein Arbeitsmittel der Zählung umfasst, welches während der relativen Winkelverschiebung des ersten und zweiten Indikators die Differenz zwischen der Zahl der in der einen der zwei Reihen von Koinzidenzen beobachteten Koinzidenzen und der Zahl der in der anderen Reihe von Koinzidenzen beobachteten Koinzidenzen feststellt.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche h bis 5» dadurch gekennzeichnet,

   dass sie eine Scheibe aufweist, die den oder die Indikatoren der gewählten Gruppe trägt, dass jede Reihe von Zeichen einen solchen Indikator bildet, der eine Reihe von regelmäßig um diese Scheibe verteilten Marken umfasst,

   und dass jeder Indikator der nichtgewählten Gruppe wenigstens ein Leseorgan umfasst, wobei jede Reihe von Marken gelesen sein kann durch ein zusammenarbeitendes Leseorgan.

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   OO

   7. Vorrichtung nach Anspruch 3»
   dadurch gekennzeichnet,

   dass sie zusätzlich in der ersten Gruppe zwei Hilfsindikatoren aufweist, die einem ersten und einem zveiten Indikator beigeordnet sind und dass in der zweiten Gruppe wenigstens ein weiterer Hilfsindikator angeordnet ist, der dem dritten Indikator zugeordnet ist, wobei jeder Hilfsindikator der ersten Gruppe zusammenarbeitet mit einem Hilfsindikator der zweiten Gruppe, um eine Koinzidenz bei einer Umdrehung zu erzeugen·

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7»
   dadurch gekennzeichnet,

   dass das Arbeitsmittel zur Steuerung einen festen Zeitraum zur Messung festlegt, welcher gleich dem Zeitraum einer oder mehreren kompletten Umdrehungen der relativen Rotation ist, und wenigstens eine Kippschaltung aufweist, die mit dem einen der Hilfeindikatoren gekoppelt ist, um seinen Zustand bei jeder Umdrehung zu wechseln.

   Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,

   dass das Arbeitsmittel zur Bestimmung des Winkels außerdem ein Arbeitsmittel der Grobmessung aufweist, welches empfindlich gegenüber einer Verschiebung zwischen den Koinzidenzen, bei jeder Umdrehung, von den zwei Hilfsindikatoren der ersten Gruppe bzw. mit einem Hilfsindikator der zweiten Gruppe ist.

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   10· Vorrichtung nach Anspruch. 9»
   dadurch gekennzeichnet,

   dass sie einen Zeitimpulsgenerator für üie Zählung bei der Feinmessung aufweist und dass das Arbeitsmittel der Grobmessung ein Zählmittel von Impulsen einer untersetzten Frequenz dieses Zeitimpulsgenerators während des Zeitraumes zwischen denjenigen Koinzidenzen umfasst, die bei jeder Umdrehung mit den Hilfsindikatoren erzeugt werden«

   11. Vorrichtung nach einem der Anspruch. 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

   dass die eine der Gruppen der Indikatoren eine Scheibe aufweist, die jede Reihe von Zeichen in der Form von als Reihe regelmäßig um diese Scheibe aufgetragener Marken trägt und die eine Marke pro Umdrehung für jeden Hilfsindikator trägt, und dass die andere Gruppe von Indikatoren wenigstens ein Leseorgan, das geeignet ist, jede Reihe von Marken zu j£sen, und wenigstens ein Hilfsleseorgan 'tunfasst, das geeignet ist, die besagte Marke pro Umdrehung zu lesen»

   12.Vorrichtung nach Anspruch 11,
   dadurch, gekennzeichnet,

   dass in der ersten Gruppe von Indikatoren der erste Indikator zwei Leseorgane (TFO, FR I8o) umfasst, die genau symmetrisch bezüglich der ersten Achse der Rotation montiert sind und einem Hilfeleeeorgan T zugeordnet sind,

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   dass der zweite Indikator gleichfalls zwei Leseorgane (TMO, TM 18O) umfasst, die genau symmetrisch bezüglich der ersten Achse der Rotation montiert sind und denen ein Hilfsleseorgan T2 zugeordnet ist, dass die ¥inkelabweichung zwischen dem ersten Indikator und dem zweiten Indikator den zu messenden Winkel bestimmt,

   dass die zweite Gruppe von Indikatoren getragen ist durch die Scheibe, die sich um die zweite Achse der Rotation dreht,

   dass sie eine erste Reihe von Marken umfasst, die regelmäßig auf dieser Scheibe genau um die Achse der Rotation verteilt sind und geeignet sind, durch die Leseorgane (TMO, TF 180) des ersten Indikators gelesen zu werden,

   dass eine zweite Reihe von Marken, die in ihrer Anzahl gleich der der ersten Reihe ist, regelmäßig über die Scheibe genau um die Achse der Rotation verteilt ist und geeignet ist, von den zvei Leseorganen (TMO, TM 180) des zweiten Indikators gelesen zu werden, dass eine erste Hilfsmarke vorgesehen ist, die geeignet ist, durch das Hilfeleseorgan T 1 des ersten Indikators gelesen zu werden, und dass eine zweite Hilfsmarke vorgesehen ist, die geeignet ist, gelesen zu werden von dem Hilfsleseorgan T 2 des zweiten Indikators.

   13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 11, dadurch gekennzeichnet,

   dass wenigstens ein Indikator der nichtgewählten Gruppe mehrere Leseorgane umfasst, die um die

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   Achse der Rotation herum verteilt sind, die dieser Gruppe zugeordnet ist, und die mit der gleichen Reihe von Marken zusammenarbeiten»

   l4, Vorz-ichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

   dass in der nichtgewählten Gruppe von Indikatoren der erste Indikator und der zweite Indikator jeder zwei in der Gestalt zweigeteilte Leseorgane umfassen, die genau symmetrisch in Bezug sur ersten Rotationsachse angeordnet sind,

   und dass die zweite Gruppe von Indikatoren aus zwei Reihen von regelmäßig verteilten und in der Zahl gleichen Marken besteht, wobei eine erste von diesen zwei Reihen von Marken durch zwei Leseorgane des ersten Indikators gelesen ist, während die zweite Reihe von Marken durch zwei Leseorgane des zweiten Indikators gelesen ist.

   15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis Ik, dadurch gekennzeichnet,

   dass sie einen Zeitaxkengenerator umfasst, der eine vorher bestimmte Frequenz liefert, und dass das Arbeitsmittel zur Anhäufung der Phasenabweichungen ein Arbeitsmittel zum Zählen der Impulse des Zeitmarkengebers während der zeitlichen Abweichung zwischen benachbarten Koinzidenzen der einen und der anderen Reihe umfasst, während die relative Rotation eine genau konstante Geschwindigkeit aufweist.

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   16. Vorrichtung nach Anspruch I5,
   dadurch gekennzeichnet,

   dass die die relative Rotation erzeugende Vorrichtung einen Synchronmotor aufweist, der durch eine Frequenz gespeist ist, die von dem Zeitmarken— generator derart gegeben ist, dass eine ungeteilte Zahl von Perioden des Zeitmarkengebers während einer Umdrehung dieser relativen Rotation erscheint.

   17· Vorrichtung nach Anspruch 15»
   dadurch gekennzeichnet,

   dass die die relative Rotation wenigstens des dritten Indikators in Be^ug auf den ersten und zweiten Indikator erzeugende Vorrichtung einen Motor aufweist und dass die Arbeitsmittel, die benötigt werden, um diesen Motor mit einer bestimmten Rotationsgeschwin— digkeit zu drehen, mit der Frequenz des Zeitmarkengebers gespeist sind.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Vorrichtung, die die relative Rotation mittels venigstens des dritten Indikators in Bezug auf den ersten und zveiten Indikator erzeugt, einen gesteuerten Motor und ein Arbeitsmittel zur Steuerung des Motors derart aufweist, dass die zeitliche Regelmäßigkeit der Koinzidenzen der einen der genannten Reihen aufrecht erhalten bleibt.

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   19· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis lA, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zeitmarkengeber und ein Arbeitsmittel enthält, das an einen der Indikatoren gedoppelt ist, um den Zeitmarkengenerator dem Ehythmus der relativen Rotation zu unterwerfen, und dass das Arbeitsmittel der Anhäufung der Phasenabweichungen ein Arbeitsmittel zur Zählung der Impulse des Zeitmarkengenerators während des zeitlichen Intervalls zwischen den angrenzenden Koinzidenzen der einen Reihe und der anderen Reihe umfasst, während die relative Rotation in ihrer Geschwindigkeit empfindlich genau konstant ist.

   20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leseorgan ein Magnetkopf ist, dass die Scheibe eine Scheibe mit Magnetspuren ist

   und dass die magnetischen Marken einer jeden Reihe periodisch aufgetragene Aufzeichnungen auf einer magnetischen Spur sind.

   21· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 19» dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Indikator der nichtgewählten Gruppe mehrere photoelektrische Elemente umfasst, die mit einer Reihe von sichtbaren Zeichen zusammenarbeiten.

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   22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 19» dadurch gekennzeichnet,

   dass die gewählte Gruppe von Indikatoren eine Scheibe aus einem wenig reflektierenden Material umfasst, welche jede Reihe von Zeichen in der Form einer Reihe von reflektierenden Marken trägt, die regelmäßig um diese Scheibe angeordnet sind, und dass die andere nichtgewählte Gruppe von Indikatoren einen oder mehrere optische Leseorgane umfasst, die jeder aus einem Gitter bestehen, welches den zu lesenden Marken entspricht, ebenso wie aus einer photoemitierenden Zelle und einer lichtaufnehmenden Zelle, die montiert sind, um die Koinzidenz des Gitters und der Marken aufzudecken.