DE2526110A1 - Geraet zum messen kleiner unterschiede - Google Patents
Geraet zum messen kleiner unterschiedeInfo
- Publication number
- DE2526110A1 DE2526110A1 DE19752526110 DE2526110A DE2526110A1 DE 2526110 A1 DE2526110 A1 DE 2526110A1 DE 19752526110 DE19752526110 DE 19752526110 DE 2526110 A DE2526110 A DE 2526110A DE 2526110 A1 DE2526110 A1 DE 2526110A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- area
- light beam
- path
- lane
- tracks
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 7
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
- G01D5/34792—Absolute encoders with analogue or digital scales with only digital scales or both digital and incremental scales
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/4133—Refractometers, e.g. differential
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Paris (Frankreich)
Gerät zum Messen kleiner Unterschiede
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen kleiner Unterschiede,
wie ein Refraktometer, mit einer Vorrichtung zum Aussenden eines Lichtbündels längs einer optischen Achse, einer Vorrichtung zur
Winkelablenkung des Lichtbündels aus der optischen Achse in Abhängigkeit von dem zu messenden Unterschied, einem auf die optische Achse
zentrierten Bereich zum Empfang des Lichtbündels, der aus einer kodierten Skala mit zahlreichen periodisch gravierten bzw. ausgestochenen Bahnen
mit von einer zur anderen zunehmende Teilung und einem Organ zum Erfassen der Bewegungen des Lichtbündels auf der kodierten Skala besteht.
Um den Unterschied zwischen der Brechzahl eines Körpers und einem Bezugsindex zu messen, benutzt man ein Refraktometer genanntes Gerät,
310-(74/50)-Lp-r (8)
509881/0830
das normalerweise ein Prisma enthält, das man mit einem Lichtstrahl
beleuchtet. Häufig ist der Körper, dessen Brechzahl man bestimmen will, eine Flüssigkeit, und man benutzt dann ein prismatisches Gefäß,
in das die Flüssigkeit eingebracht wird. Man bildet so ein Ablenksystem, das in den Weg des Lichtstrahls eingefügt wird, und man mißt den Unterschied
zwischen einer Referenzlage und der Lage, die nach der Ablenkung durch den zu prüfenden Körper erhalten wird.
Es sind Refraktometer bekannt, bei denen die Messung des Unterschieds
mit Hilfe einer kodierten Skala erfolgt, die eine Mehrzahl von periodisch gravierten oder ausgeschnittenen Bahnen mit von der einen
zur anderen wachsenden Teilung erfolgt. Der Lichtstrahl wird durch einen
Spalt hindurchgeleitet, dessen Abbild in der Ebene der kodierten Skala gebildet wird und sich längs der gravierten oder ausgeschnittenen
Bahnen bewegt. Man versteht, daß die Signale, die von in Strahlrichtung hinter der Empfangsskala angeordneten photosensiblen Elementen abgegeben
werden, von der Lage des Spaltbildes längs der Skala abhängen und ein System zur Analyse der Signale, die von den photosensiblen Elementen
geliefert werden, unmittelbar den Unterschied angeben kann, den man zu messen wünscht.
Die Genauigkeit der Messung hängt so bei den bekannten Geräten von der Breite des Spaltes und der Feinheit der Teilung in der gravierten
bzw. ausgeschnittenen Skala ab, da diese das Messungs-Inkrement bestimmen. Außerdem wird der Unterschied unmittelbar auf der Skala
gemessen; die ausnutzbare Länge dieser Skala ist gleich dem maximalen Unterschied, den man messen kann. Nun ist aber dieser Unterschied
häufig sehr klein. Man muß dann kodierte Skalen geringer Länge be-
509881/0830
-3- 252611 Q
nutzen, auf denen es schwierig ist, eine große Anzahl von Strichen unterzubringen
.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Gerät zum Messen kleiner Unterschiede zu schaffen, das es gestattet, diese Nachteile
zu beheben.
Gemäß der Erfindung hat bei einem Gerät der eingangs geschilderten
Art die Lichtbündel-Aussendevorrichtung eine Lichtquelle und einen Aussendebereich, dessen Abbild mittels der Winkelablenkvorrichtung
auf den Empfangsbereich projizierbar ist und im wesentlichen den gesamten Empfangsbereich überdeckt, wobei die beiden Bereiche auf
die optische Achse zentriert sind und aus je einer kodierten Skala mit einer Mehrzahl von ausgestochenen Teilen von Bahnen bestehen, von
denen jede Bahn des Aussendebereiches auf eine Bahn des Empfangsbereiches projiziert wird, und homologe Bahnen zueinander geometrisch
ähnliche, homothetische Teilungen haben.
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf ein ausgewähltes spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung
veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Gasamtschema des erfindungsgemäßen Gerätes,
Fig. 2 ein Beispiel für den Aussendebereich, wie er gemäß der Erfindung benutzt wird,
Fig. 3 ein Beispiel für einen Empfangsbereich,
509881 /0830
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Wellensignale, wie sie
von den Detektoren erzeugt werden, der umgeformte Signale, welche die Durchführung der Messung ermöglichen
und die Transkodiermatrize des benutzten kodierten Meßsystems .
Nach der Fig. 1 umfaßt die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Gerätes eine Lichtquelle 1, deren licht dank eines Kondensors 2 nach Hindurchgehen durch ein Filter 3 einen Sendebereich
beleuchtet. Das Abbild dieses Bereiches wird auf einen Empfangsbereich
5 mittels zweier Objektive 6 und 7 projiziert, nachdem dieses Bild zwei prismatische nebeneinandergesetzte Gefäße 8 und 9 durchquert hat.
Eines dieser Gefäße bestimmt den Bezugsindex, der Inhalt des anderen Gefäßes hat den Index, dessen Unterschied oder Abweichung relativ zu
dem Bezugsindex gemessen wird; dieser Unterschied bestimmt eine Ablenkung 6 des ausgesendeten Lichtbündels relativ zur optischen Achse
x-x'. Das licht, das die unterschiedlichen Bahnen des Empfangsbereiches
5 beleuchtet, wird durch ein Detektororgan 31 empfangen, das aus einer Mehrzahl von photoempfindlichen Elementen besteht, die in
Streifen angeordnet sind, von denen jeder vor bzw. in Iichtstrahlrichtung hinter einer Bahn des Empfangsbereiches 5 angeordnet ist. Die
von den photoempfindlichen Elementen ausgesandten Signale werden durch ein Analysiersystem empfangen, das aus elektronischen Stromkreisen,
einer Signalform stufe 32 und einer Dekodierstufe 33 bestehen, die den; gemessenen Wert entweder auf einen Sichtschirm 34 oder
auf ein Druckwerk 35 geben.
Bisher hat man bei entsprechenden Anordnungen die Bewegung oder Auslenkung des Bildes eines Spaltes längs jeder Bahn der kodierten Skala
S09881/0830
252611Q
gemessen. Man benutzte also nur eine Bahnlänge, die gleich dem maximalen
Unterschied bzw. der Abweichung des Spaltbildes nach der einen und der anderen Seite der optischen Achse war, jeweils nach den maximalen
Abweichungen des zu messenden Index- Dieser maximale Bereich ist im allgemeinen klein relativ zu dem Meßfeld des Gerätes,
jede Skalenbahn umfaßt also nur einen Teil dieses Feldes.
Außerdem war jede Bahn nur durch einen Schlitz beleuchtet, man benutzte nur einen geringen Teil der von der Lichtquelle 1 ausgesandten
Lichtenergie.
Bei dem erfindungsgemäßen Gerät wird die Messung dagegen durch Verschieben einer aus dem Abbild je einer Skalenbahn eines Sendebereiches
4 längs jeder homologen Skalenbahn des Empfangsbereiches 5 durchgeführt, was infolgedessen eine Verschiebung einer Mehrzahl von
Abbildern von Skalenbahnen entspricht, die jeweils entsprechend einer zugeordneten Skalenbahn des Empfangsbereiches geteilt bzw- ausgeschnitten
sind. Die homologen Skalenbahnen sind zueinander homothetisch und in dem üblichen Fall, in dem der Vergrößerungsfaktor des
Systems gleich 1 ist, haben die homologen Skalenbahnen gleiche Teilungsschritte.
Bei dem einfachsten Ausführ urfgsbeispiel, wie es in der
Fig. 1 veranschaulicht wird, ist der Aussendebereich 4 vollkommen identisch zum Empfangsbereich 5. Die Messung erfolgt indessen ganz
anders als bei den vorangehend beschriebenen bekannten Systemen. Anstatt Wellenmeßsignale durch Bewegen eines Spaltbildes längs einer Skalenbahn
zu erzeugen, erzeugt hier die Relativbewegung zweier identischer Skalenbahnen die Signale. Man versteht auch, wenn man die Fig.
2 betrachtet, daß bei einer Ablenkung Null die beiden Bereiche sich genau
überdecken und jedes Bild einer durchscheinenden oder lichtdurch-
509881/0830
lässigen Fläche des Aussendebereiches eine durchscheinende oder lichtdurchlässige
Fläche des Empfangsbereiches derart deckt, daß die lichtempfindlichen Zellen das Maximum an Licht erhalten und Signale maximaler
Amplitude abgeben. Wenn die dunklen Flächen und die transparenten Flächen derart gegeneinander versetzt sind, daß die Überdeckung
der beiden Bereiche das Licht vollständig verdunkelt, haben die ausgesandten
Signale ihre minimalen Amplitude.
Wenn eine geringe Abweichung des gebrochenen Lichtstrahles erfolgt,
verschiebt sich das Bild des Aussendebereiches in der einen oder der anderen Richtung gegenüber dem Empfangsbereich. Die dunklen
Flächen des Sendebereiches bedecken dann teilweise die durchsichtigen oder durchscheinenden Flächen des Empfangsbereiches und die
Amplitude der Meßsignale verringert sich. Wenn das Bild des Aussendebereiches sich um eine Strecke verschoben hat, die der Hälfte der
Teilung der am feinsten unterteilten Skalenbahn entspricht, sind die durchlässigen Flächen dieser durch dunkle Flächen des Aussendebereiches
abgedeckt und das von dem photoempfindlichen Element, das der Skalenbahn feinster Teilung entspricht, gelieferte Signal hat seine minimale
Amplitude. Der gleiche Vorgang spielt sich für jede Skalenbahn des Empfangsbereiches jedesmal dann ab, wenn das Abbild der homologen
Bahn des Aussendebereiches sich um eine halbe Teilung verschiebt. Man erhält durch Verschiebung des Bildes des einen der beiden Bereiche
vor den anderen Wellensignale mit einer Teilung, die gleich der entsprechenden Bahnteilung ist und deren Kombination es in an sich
bekannter Weise möglich macht, die Messung des Unterschiedes zu erhalten.
Das System, das soeben beschrieben wurde, hat also erhebliche
509881/0830
Vorteile gegenüber den bisher bekannten Systemen. Man erkennt zuerst
, daß anstatt das Abbild eines Spaltes längs jeder Bahn zu verschieben, man dauernd die gesamte Länge der Bahn beleuchtet. Man
erhält so ein wesentlich größeres photoelektrisches Signal, und selbst
für die Bahn mit feinster Teilung nehmen sämtliche Intervalle an der Messung teil, während bei dem bekannten System bei der Bildung des
Signals bzw. der Messung lediglich die von dem Spaltbild beleuchteten
Intervalle einen Beitrag leisten. Man erhält außerdem eine größere
Sicherheit der Messung, da selbst wenn einige Spalte, die sich auf dem Empfangsbereich befinden, beispielsweise durch Verunreinigungen
teilweise abgedeckt sind, die Messung nicht gestört wird.
Aber die erfindungsgemäße Benutzung der Gesamtheit des Empfangsbereichs des Gerätes gestattet eine wesentliche Verbesserung,
die in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist.
Da das nutzbare Feld des Gerätes vollständig durch den Skalen-Bereich
bedeckt ist, ordnet man die Skalenbahnen relativ zueinander in derjenigen Lage an, die in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Bahn A
mit geringstem "Gewicht", beispielsweise 2 , wird in dem zentralen Teil des Bereiches angeordnet. Die Bahn B mit unmittelbar darüberliegendem
"Gewicht", d. h. 2 , wird längs der Bahn A angeordnet
2 und die Bahn C mit einem "Gewicht" von 2 an der anderen Seite
3 der Bahn A. Die Bahn D mit dem "Gewicht" 2 wird längs der Bahn
B und die Bahn E mit einem "Gewicht" 2 längs der Bahn C angeordnet.
Jeweils entsprechend den Exponenten der benutzten Bahnen fährt man fort, von diesen Bahnen die einen seitlich der anderen abwechselnd anzuordnen, wobei man sich von der Mitte des Bereiches
509881/0830
nach der einen und der anderen Seite der Bahn A entfernt. Man legt
so eine so große Anzahl von Bahnen, daß der gewünschte Meßbereich 2 ist. Diese Anordnung, die dadurch möglich wird, daß man das
gesamte Feld ausnutzt, macht es möglich, die Bahnen mit feinster Teilung in der Mitte des Feldes, d. h. an einer Stelle anzuordnen,
an der die Gefahren einer Verzerrung am kleinsten sind. Andererseits findet man an den oberen und unteren Rändern die Bahnen, welche
die größten Teilungen haben und die infolgedessen keine Gefahr des Einführens von Meßfehlern bringen, wenn sie unvollständig oder
verzerrt sind.
Außerdem kann die Länge der Bahnen der kodierten Skala vorzugsweise
mehrfach größer als der zu messende Ablenkweg sein und so die Mittelwertbildung zum Ausgleich von Gravierfehlern im Aussende- und
Empfangsbereich gestatten. Für die oberen und unteren Bahnen mit wesentlich größerem "Gewicht" ist die Genauigkeit nicht so wichtig, und
ihre Länge kann auf dem zu messenden Auslenkweg verringert werden. Das Zentrieren der Bahnen in der optischen Achse macht es so möglich,
die Gesamtheit der Bahnen der kodierten Skala in einem Kreisfeld unterzubringen, wie dies mit gestrichelten Linien in Fig. 2 angedeutet
ist.
Um die Figuren zu vereinfachen, ist natürlich nur der zentrale Teil der kodierten Bereiche dargestellt, und die Anzahl der Bahnen ist
verringert. Deshalb ist die Begrenzung des Feldes durch Anamorphose deformiert schematisch in Form einer elliptischen Kurve dargestellt.
Wie man gesehen h#t, muß der Empfangsbereich 5 aus Bahnen
509881/0830
zusammengesetzt sein, von denen jede in ihrer Lage und in ihren Abmessungen
einer homologen Bahn des Aussendebereiches 4 entspricht. Indessen kann man es auch als vorteilhaft ansehen, die durchsichtigen
Flächen schmaler als die undurchsichtigen Flächen auszuführen, insbesondere bei den Bahnen mit hohem "Gewicht". Das Wesentliche ist,
daß jede Bahn des Bereiches eine Teilung hat, die identisch zu der der homologen Bahn des Aussendebereichs ist. Außerdem weiß man, daß
es notwendig ist, Zweideutigkeiten in der Ablesung zu vermeiden und daß deswegen zweckmäßigerweise zwei gravierte Ablesebahnen je bit
vorgesehen werden, von denen die eine gegenüber den Übergängen in der Bahn von kleinstem "Gewicht" vorversetzt und die andere zurückversetzt
ist. Dies ist in der Fig. 3 veranschaulicht; die Verschiebung
jeder Bahn nach vorn oder nach hinten ist gleich einem Viertel des Teilungsschrittes
der vorhergehenden Bahn.
Die Fig. 3 zeigt ebenfalls eine andere Verbesserung der Erfindung.
Wie man sieht, entsprechen der Bahn A des Aussendebereiches vier Bahnen A1I, A'2, A'3 und A'4 des Empfangsbereiches, die gegeneinander
jeweils um einen Viertelschritt versetzt sind. Die vier Bahnen A1I, A'2, A'3, A'4 haben den gleichen Teilungsschritt wie die Bahn A
in Fig. 2. Vier gleiche photoelektrische Detektoren, die unabhängig voneinander
arbeiten, sind jeweils hinter einer gesamten Bahn angeordnet und liefern daher Wellensignale 11, 12, 13, 14, die gegeneinander um
eine Viertelperiode versetzt sind, wie dies in der Fig. 4a veranschaulicht
ist. Die Signale können durch Vergleich mit einem konstanten Bezugsniveau in klassischer Weise in Vierecksignale umgeformt werden.
Man wird jedoch vorziehen, sie gegeneinander zu vergleichen, entsprechend der FR-PS 2082 594, deren Anmeldung am 20. März 1970 von der
Anmelder in eingereicht wurde.
509881/0830
Es werden also die Signale 11, 12, 13, 14 differentiell miteinander
mit Hilfe eines Differentialverstärkers derart kombiniert, daß man die Vierecksignale a , a , a und a gemäß Fig. 4b erhält, wobei:
B1 = (11) - (13)
a2 = (11) - (14)
a3 = (12) - (14)
a4 = (13) - (14).
Man bemerkt also, daß man bei einem Teilungsschritt in der feinstgeteilten
Skalenbahn erhalten kann:
- zwei Informationen, indem man lediglich das Signal (a ) benutzt,
- vier Informationen, indem man die Signale (^1) und (a ) kombiniert
und benutzt,
- acht Informationen, indem man die Signale (a ), (a ), (a~)
und (a.) kombiniert und benutzt.
4
4
So wird es bei einer bestimmten Ausführung möglich, drei Genauigkeitsklassen
jeweils entsprechend der Anzahl der benutzten Signale zu erzielen. In der Fig. 4c ist die Matrize des Entschlüsseins angegeben,
die es möglich macht, die Signale a , a , a und a in acht Dezimal-
X w «J 1X
zahlen von 0-7 umzuwandeln.
In der Fig. 4d hat man auch die Signale b1 und b dargestellt,
■*■ Lt
die von den Skalenbahnen B · 1 und B' 2 geliefert werden und infolgedessen
nach vorn und nach hinten um einen Viertelschritt gegenüber der Bahn
509881/0830
mit dem Gewicht 2 versetzt sind. Es erscheint nicht notwendig, die
anderen Signale darzustellen, die von den Skalenbahnen mit höherem Gewicht erhalten werden, die Analyse des kodierten Systems erfolgt
in klassischer Weise.
Es erschien unnötig, die photoempfindlichen Elemente darzustellen,
die zur Verwendung kommen. Diese sollten vorzugsweise Zellen sein, die genau die Länge und die Breite der jeweiligen Skalenbahnen '
haben; man könnte jedoch auch Reihen von photoempfindlichen Elementen mit kleiner Empfangsfläche, wie Photodioden, verwenden, die im
Brennpunkt von Lichtsammeiorganen angeordnet werden.
Als Vorteil der Erfindung wurde die Möglichkeit angegeben, daß man Empfangsbereiche mit wesentlich größerer Breite benutzen kann,
als die maximale Auslenkung beträgt, die man messen will. Die Abbildung des Aussendebereiches kann sich nach der einen und der anderen
Seite der optischen Achse verschieben, man gibt dem Aussendebereich die maximale Breite, die mit dem Arbeitsfeld des Gerätes verträglich
ist, und wenn die Vergrößerung 1 ist, hat der Empfangsbereich eine Breite, die gleich der des Aussendebereiches ist, jedoch
an jeder Seite um die maximale zu messende Auslenkung vergrößert. Es ist übrigens nicht notwendig, daß das Abbild des Aussendebereichs
die Gesamtheit des Empfangsbereiches überdeckt, da nach einem erheblichen Vorteil der Erfindung die kodierten Bahnen eine Ausdehnung
haben, die wesentlich größer als die zu messende Abweichung ist.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten des
Ausführungsbeispiels beschränkt, das soeben beschrieben wurde; sie
509881/0830
umfaßt vielmehr sämtliche Varianten, insbesondere diejenigen, die sich nur durch Verwendung äquivalenter Mittel unterscheiden.
So wurde ein Gerät mit dem Vergrößerungsfaktor 1 beschrieben; die Erfindung läßt sich jedoch auch auf andere Fälle anwenden, wobei
die homologen Bahnen des Aussendebereiches und des Empfangsbereiches nur homothetische Teilungsschritte in einem der Vergrößerung
gleichen Verhältnis haben.
Andererseits wurde die Erfindung in ihrer Anwendung auf ein Refraktometer
beschrieben. Das gleiche Prinzip kann jedoch für die Ausbildung anderer Geräte verwendet werden, die zur Messung von Abweichungen
oder Unterschieden geringer Größe verwendet werden. So kann die Verschiebung des Aussendebereiches mechanisch durchgeführt
werden, anstatt sich aus der Ablenkung des Abbildungslichtbündels innerhalb eines Prismas zu ergeben; der Aussendebereich kann
dann in Berührung mit dem Empfangsbereich sein. In gleicher Weise könnte die optische Abweichung des Lichtstrahles durch Drehung eines
Spiegels erhalten werden, wie er sich in zahlreichen bekannten Meßgeräten befindet.
509881 /0830
Claims (10)
- A nsprüche*\ I.) Gerät zum Messen kleiner Unterschiede, mit einer Vorrichtung zum Aussenden eines Lichtbündels längs einer optischen Achse, einer Vorrichtung zur Winkelablenkung des Iichtbündels aus der optischen Achse in Abhängigkeit von dem zu messenden Unterschied, einem auf die optische Achse zentrierten Bereich zum Empfang des Lichtbündels, der aus einer codierten Skala mit zahlreichen periodisch gravierten bzw. ausgestochenen Bahnen mit von einer zur anderen zunehmenden Teilung und einem Organ zum Erfassen der Bewegungen des Lichtbündels auf der codierten Skala besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbündel-Aussendevorrichtung eine Lichtquelle (l) und einen Aussendebereich (4) enthält, dessen Abbild mittels der Winkelablenkvorrichtung (8, 9) auf den Empfangsbereich (5 ) projizierbar ist und im wesentlichen den gesamten Empfangsbereich überdeckt, wobei die beiden Bereiche auf die optische Achse (x-x1) zentriert sind und aus je einer codierten Skala mit einer Mehrzahl von gravierten oder ausgestochenen Bahnen (A, B, C ...; A1, B', C ...) bestehen, von denen jede Bahn (A, B ...) des Sendebereiches auf eine Bahn (A1, B1 —) des Empfängerbereiches projiziert wird, und daß homologe Bahnen zueinander geometrisch ähnliche bzw. homothetische Teilungen haben.
- 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Refraktometer darstellt und die Lichtablenkvorrichtung ein Ablenkprisma (8, 9) zum Ablenken des Iichtbündels in Abhängigkeit von einer zu messenden Brechzahl ist.509881/0830
- 3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektororgan (31) eine Mehrzahl von photoempfindlichen Elementen aufweist, die jeweils vor einer Bahn des Empfangsbereiches angeordnet sind, sowie ein Analysesystem (32, 33) zur Analyse und Umformung der Signale, die von den photoempfindlichen Elementen geliefert werden.
- 4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die codierte Skala (5) sich über die ganze Breite des Arbeitsfeldes des Gerätes erstreckt und ihre Länge gleich dem Ein- oder mehrfachen der entsprechenden Verschiebung bei dem maximalen zu messenden Unterschied ist.
- 5. Meßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die photoempfindlichen Elemente, die den Bahnen (A, A') mit kleinster Teilung entsprechen, langgestreckte Elemente sind, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge der entsprechenden Bahnen feinster Teilung erstrecken.
- 6. Meßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die photoempfindlichen Elemente, die den Bahnen feinster Teilung zugeordnet sind, sich jeweils über eine Länge erstrecken, die gleich der Länge der Bahnen, vermindert um den Wert der Verschiebung ist, die dem größten zu messenden Unterschied entspricht, und daß diese Elemente auf die optische Achse zentriert sind.
- 7. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es509881/0830ein optisches System (6, 7) mit der Vergrößerung 1 zur Bildung eines Abbildes des Aussendebereiches auf den Empfangsbereich durch die Lichtbündel-Ablenkvorrichtung hindurch enthält, und daß der Aussende- und Empfangsbereich homologe Bahnen mit identischen Teilungen haben.
- 8. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die codierten Skalen des Sendebereiches und des Empfangsbereiches sich aus einander zugeordneten Bahnen (A, B, C, C ...) mit ansteigendem "Gewicht" zusammensetzen, wobei die Bahn mit dem kleinsten "Gewicht" (A) im Zentrum des Bereiches angeordnet ist und die Bahnen mit größerem "Gewicht" abwechselnd auf der einen und der anderen Seite der Bahn (A) liegen, die Bahn (B) auf der einen Seite der Bahn (A), die Bahn (C) auf der anderen Seite, die Bahn (D) neben der Bahn (B) und die Bahn (E) an der Seite der Bahn (C) gelegen ist, und so abwechselnd weiter mit zunehmendem Abstand von der Mitte des Bereiches nach der einen und der anderen Seite der Bahn (A ).
- 9. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn mit geringstem "Gewicht" im Empfangsbereich in η-Bahnen (Al, A2 ...) gleichen Teilungsschrittes unterteilt sind, von denen die eine gegenüber der anderen um einen Bruchteil 1 : η der Teilung dieser Bahnen verschoben ist, und daß das Detektororgan (31) je ein photoempfindliches Element für jede versetzte Bahn enthält, wobei die Gesamtheit der gegeneinander verschobenen Bahnen eine gesamte Breite aufweist, die der Vergrößerung entsprechend gleich der Breite der homologen Bahn mit gleicher Teilung im Aussendebereich ist.S09881 /0830
- 10. Meßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das System (32, 33) zur Analyse der periodischen Signale, die von den photoempfindlichen Elementen (31) geliefert werden, eine Einrichtung (32) zur Erzeugung von umgeformten Signalen durch Differenz-Kombination jeweils zweier der periodischen Signale enthält.509881/08301?Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7420285A FR2274894A1 (fr) | 1974-06-12 | 1974-06-12 | Appareil de mesure de faibles ecarts, notamment par refractometrie |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2526110A1 true DE2526110A1 (de) | 1976-01-02 |
DE2526110B2 DE2526110B2 (de) | 1981-07-16 |
DE2526110C3 DE2526110C3 (de) | 1982-04-08 |
Family
ID=9139937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2526110A Expired DE2526110C3 (de) | 1974-06-12 | 1975-06-11 | Vorrichtung zum Messen kleiner Auslenkungen eines Lichtbündels |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3983390A (de) |
BE (1) | BE830188A (de) |
CH (1) | CH592866A5 (de) |
DE (1) | DE2526110C3 (de) |
FR (1) | FR2274894A1 (de) |
GB (1) | GB1514236A (de) |
IT (1) | IT1036122B (de) |
NL (1) | NL7506508A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4462687A (en) * | 1980-12-01 | 1984-07-31 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik | Apparatus for spectral analysis of a broad beam of radiation using a dispersive element interposed between two modulators |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4078173A (en) * | 1976-06-24 | 1978-03-07 | Pertec Computer Corporation | Light amplitude control system for position and motion transducers |
US4668093A (en) * | 1983-06-13 | 1987-05-26 | Mcdonnell Douglas Corporation | Optical grating demodulator and sensor system |
DE3844704C2 (de) * | 1987-09-30 | 1992-06-17 | Kabushiki Kaisha Okuma Tekkosho, Nagoya, Aichi, Jp | |
JP2539269B2 (ja) * | 1989-07-17 | 1996-10-02 | オークマ株式会社 | 光学式エンコ―ダ |
JP4006355B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2007-11-14 | アルプス電気株式会社 | 濃度測定ユニット並びにこの濃度測定ユニットを備えた燃料電池 |
US8852535B2 (en) * | 2003-10-03 | 2014-10-07 | Saudi Arabian Oil Company | Device and method for measuring elemental sulfur in gas in gas lines |
US10151686B2 (en) * | 2011-08-16 | 2018-12-11 | Waters Technologies Corporation | Flow cells for differential refractive index detection |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1966918U (de) * | 1967-06-15 | 1967-08-24 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Differentialrefraktometer. |
US3426211A (en) * | 1965-10-21 | 1969-02-04 | Honeywell Inc | Refractometers |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1208087B (de) * | 1964-04-22 | 1965-12-30 | Wenczler & Heidenhain | Einrichtung zum Messen von Laengen mittels Impulszaehlung |
US3451054A (en) * | 1965-03-18 | 1969-06-17 | Gen Electric | Light optic digital transducer using displaced ronchi rulings |
DE1282988B (de) * | 1965-05-28 | 1968-11-14 | Zeiss Carl Fa | Einrichtung zum Messen von Lageaenderungen zweier zueinander beweglicher Teile unterVerwendung einer inkohaerenten Strahlung |
DE1921507C2 (de) * | 1969-04-26 | 1971-02-11 | Zeiss Carl Fa | Einrichtung zur Erzeugung phasenverschobener elektrischer Signale |
US3728715A (en) * | 1970-04-20 | 1973-04-17 | Bendix Corp | Digital sun sensor having sub-image resolution |
-
1974
- 1974-06-12 FR FR7420285A patent/FR2274894A1/fr active Granted
-
1975
- 1975-05-28 IT IT68383/75A patent/IT1036122B/it active
- 1975-05-30 GB GB23663/75A patent/GB1514236A/en not_active Expired
- 1975-06-02 NL NL7506508A patent/NL7506508A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-06-06 US US05/584,496 patent/US3983390A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-06-11 DE DE2526110A patent/DE2526110C3/de not_active Expired
- 1975-06-11 CH CH756775A patent/CH592866A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-06-12 BE BE157295A patent/BE830188A/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3426211A (en) * | 1965-10-21 | 1969-02-04 | Honeywell Inc | Refractometers |
DE1966918U (de) * | 1967-06-15 | 1967-08-24 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Differentialrefraktometer. |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4462687A (en) * | 1980-12-01 | 1984-07-31 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik | Apparatus for spectral analysis of a broad beam of radiation using a dispersive element interposed between two modulators |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2274894B1 (de) | 1977-12-16 |
IT1036122B (it) | 1979-10-30 |
GB1514236A (en) | 1978-06-14 |
DE2526110B2 (de) | 1981-07-16 |
NL7506508A (nl) | 1975-12-16 |
US3983390A (en) | 1976-09-28 |
CH592866A5 (de) | 1977-11-15 |
DE2526110C3 (de) | 1982-04-08 |
FR2274894A1 (fr) | 1976-01-09 |
BE830188A (fr) | 1975-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3901869C2 (de) | Optischer Codierer | |
EP0160811B1 (de) | Photoelektrische Messeinrichtung | |
DE3689448T2 (de) | Optischer Codierer. | |
DE3727188C2 (de) | Optische Verschiebungserfassungseinrichtung | |
AT395914B (de) | Photoelektrische positionsmesseinrichtung | |
EP0085951B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Messgrössen | |
DE4209149C2 (de) | Verschiebungsdetektoren zum Detektieren zweidimensionaler Verschiebungen | |
DE2238413B2 (de) | Vorrichtung zum Messen der Verschiebung zweier gegeneinander beweglicher Teile | |
CH672185A5 (de) | ||
DE2213171A1 (de) | Vorrichtung zum Ausrichten zweier Gegenstände | |
EP0083689B1 (de) | Lichtelektrische inkrementale Längen- oder Winkelmesseinrichtung | |
DE3116671C2 (de) | ||
DE2521889A1 (de) | Geraet zur untersuchung eines koerpers mittels durchdringender strahlung | |
DE3542514A1 (de) | Wegmesseinrichtung | |
DE2526110A1 (de) | Geraet zum messen kleiner unterschiede | |
DE2059106B2 (de) | Verfahren und Hilfsvorrichtung zum selbsttätigen Messen von Strichbreiten oder Kantenabständen kleiner Objekte | |
DE4304815A1 (de) | Optischer Sensor | |
DE3511757A1 (de) | Vorrichtung zur bestimmung der position eines eine lichtquelle aufweisenden positionsgebers | |
DE1813743A1 (de) | Anordnung zur Abtastung eines Feldes in zwei Richtungen | |
DE2611478A1 (de) | Tomographieanordnung | |
DE2340688C3 (de) | Lesevorrichtung für optisch erfaßbare digitale Codierungen | |
DE3402843A1 (de) | Abtastvorrichtung | |
DE2753782A1 (de) | Vorrichtung zum bestimmen der richtungskoordinaten eines entfernten objekts | |
DE2839880B2 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung der Lageänderung eines Gegenstandes | |
DE2101689A1 (de) | Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zum berühungslosen optischen Prüfen und Messen von Oberflächen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |