DE2735325A1

DE2735325A1 - Interpretation of phase encoded angular displacement signals - uses coarse pitch counter which squares sinusoidal input and fine phase detection network connected in parallel

Info

Publication number: DE2735325A1
Application number: DE19772735325
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Klemme; Richard Dipl Ing Schneider
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DD128338A1

Abstract

The method of obtaining an accurate interpretation of the phase encoded output signals of a photoelectric, capacitive or inductive linear or angular displacement measurement transducer, uses a coarse pitch counter network which operates in parallel with a fine phase detection network. Two phase shifted, typically sinusoidal signals produced by the transducer concerned are fed to a coarse null point detector network (1) and also to a fine phase detection network (2). The coarse detector squares the incoming signals (3, 4) and uses the edges of these to produce an impulse chain which is counted (6) to give the coarse position. The fine phase detection network contains a phase evaluation circuit (7) which feeds pulses to another counter (8) in which the fine position is stored. A final evaluation network (10) combines the coarse and fine data to give the total accurately defined position.

Description

Titel: Verfahren zur Meßwertermittlung bei inkrementalenTitle: Procedure for determining measured values for incremental

Weg- und Winkelmeßsystemen Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Meßwertermittlung bei Weg- und Winkelmeßsystemen mit fester Maßverkörperung und darauf aufgebrachter mechanischer Teilung, bei denen die Information über die mechanische Verschiebung oder Verdrehung in der Anzahl der erfolgten Nulldurchgänge von mindestens zwei um einen Winkel von 900 zueinander phaeenversetzten quasi sinusförmigen elektrischen Signalen enthalten ist. Der Momentanwert der Ausgangsspannung dieser quasi sinusförmigen elektrischen Signale liefert dabei zusätzliche Informationen über die Größe der Verschiebung oder Verdrehung zwischen zwei Nulldurchgängen der elektrischen Signale. Die Erfindung ist bei allen inkrementalen Meßsystemen mit fotoelektrischen, kapazitiven oder induktiven Abtasteinrichtungen anwendbar, die für die weitere Auswertung mindestens zwei dieser phasenversetzten quasi sinusförmigen Signale zur Verfügung stellen. Distance and angle measuring systems Field of application of the invention The invention relates to a method for determining measured values in position and angle measuring systems fixed material measure and mechanical graduation applied to it, in which the information about the mechanical displacement or twist in the number of the zero crossings that have taken place of at least two at an angle of 900 to one another phase-shifted quasi sinusoidal electrical signals is included. The instantaneous value supplies the output voltage of these quasi-sinusoidal electrical signals additional information about the amount of displacement or rotation between two zero crossings of the electrical signals. The invention is with all incremental Measuring systems with photoelectric, capacitive or inductive scanning devices applicable, the at least two of these phase-shifted for further evaluation provide quasi sinusoidal signals.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Es ist seit langem bekannt, bei einer mechanischen Verschiebung oder Verdrehung einer mechanischen Teilung und eines Tastkopfes gegeneinander die Teilungsiarken in elektrische Signale umzuwandeln und die dabei entstehenden Signale in Impulse umzuwandeln und auszuzählen.Characteristic of the known technical solutions: It has been for a long time known, with a mechanical displacement or rotation of a mechanical Division and a probe head against each other the division marks in electrical signals to convert and to convert the resulting signals into impulses and count them.

Vielfach ist man auch dazu übergegangen, die Auswertung dieser zunächst sinusförmigen Signale noch zu verbessern, indem eine Anzahl gleichartiger aber zueinander phasenverschobener Signale erzeugt werden und indem diese Signale miteinander oder mit daraus abgeleiteten amplitudenverminderten Signalen in unterschiedlicher Kombination verglichen werden. Die Stellen mit gleicher Amplitude werden anschließend weiter ausgewertet. Diese Schnittstellen sind zeitlich zueinander versetzt und bilden die Grundlage für die Erzeugung von Rechtecksignalen mit zeitlich zueinander versetzten Impulsflanken. In logischen Schaltungen werden daraus dann Impulsreihen mit wesentlich kürzerer Periodendauer gewonnen. Auf diese Weise werden die ursprünglichen etwa sinusförmigen Signale interpoliert. Eine solche Interpolationseinrichtung ist beispielsweise in der Erfindungsbeschreibung DT-AS 1 945 206 dargestellt. Der maximal mögliche Interpolationsfaktor wird durch unzureichende Amplitudenstabilität, durch Abweichungen von der idealen Sinusform und durch Temperatur- und Bauelementeeinfltisse begrenzt und erreicht Werte bis etwa 40. Der Aufwand an elektronischen Bauelementen steigt dabei etwa linear mit dem Interpolationsfaktor an.In many cases one has also switched to the evaluation of this first Sinusoidal signals can still be improved by adding a number similar but to one another phase-shifted signals are generated and by connecting these signals to each other or with amplitude-reduced signals derived therefrom in different combinations be compared. The places with the same amplitude will then continue evaluated. These interfaces are staggered in time and form the Basis for the generation of square wave signals that are offset in time Pulse edges. In logic circuits, this then results in pulse series with essential shorter period. This way the original ones will be around sinusoidal signals interpolated. Such an interpolation device is, for example in the description of the invention DT-AS 1 945 206 shown. The maximum possible Interpolation factor is caused by insufficient amplitude stability, by deviations limited by the ideal sinusoidal shape and by temperature and component influences and reaches values up to around 40. The cost of electronic components is increasing approximately linearly with the interpolation factor.

Aus der Erfindungsbeschreibung DT-AS 1 291 776 ist eine Meßeinrichtung bekannt, die eine hochfrequente Trägerschwingung verwendet und die die bei einer Verschiebung oder Verdrehung entstehende Phasenverschiebung gegenüber einer gleichfrequenten Bezugswechselspannung auswertet. Dabei wird die Phasendifferenz zunächst in ein Zeitintervall umgewandelt und ein Impuls zähler wird für eben diese Zeit mit einem Taktimpulsgeber verbunden. Das Zählergebnis entspricht dann der momentanen Weg- oder Winkelstellung des Meßwertgebers. Meßsysteme dieser Art werden vorwiegend bei induktiven oder kapazitiven Abtaatsystemen verwendet. Die Trägerschwingung wird dabei direkt in die Maßverkörperung eingespeist. From the description of the invention DT-AS 1 291 776 is a measuring device known, which uses a high-frequency carrier oscillation and which at a Shifting or twisting resulting phase shift compared to a same frequency Evaluates reference AC voltage. The phase difference is initially converted into a Time interval converted and a pulse counter is for this same time with a Clock pulse generator connected. The counting result then corresponds to the current distance or angular position of the transducer. Measurement systems of this type are predominantly used in inductive or capacitive defrosting systems are used. The carrier oscillation becomes fed directly into the measuring standard.

Ein Nachteil dieser Meßsysteme sind Unlinearitäten zwischen dem Drehwinkel bzw. der Verschiebung und dem auszuwertenden Phasenwinkel. Die Ursache hierfür ist in Fehlausbildungen des Rotors und des Stators, aber auch in den unvermeidlichen Streukapazitäten oder Streuinduktivitäten zu suchen. Durch eine obere Begrenzung der Trägerfrequenz kann der Fehler in vertretbaren Grenzen gehalten werden. Es treten aber weitere Nachteile auf, die sich nur schwer kompensieren lassen. Einer davon ist die Verdrehmöglichkeit des Tastkopfes gegenüber der mechanischen Teilung und ein weiterer besteht darin, daß bei großer Fahrgeschwindigkeit die Frequenz des Ausgangssignals proportional zu dieser Geschwindigkeit verfälscht wird und daß in den Zähler weniger Impulse eingezählt werden als das der tatsächlichen Stellung des Meßsystems entsprechen würde. A disadvantage of these measuring systems are non-linearities between the angle of rotation or the shift and the phase angle to be evaluated. The reason for this is in incorrect design of the rotor and stator, but also in the inevitable To look for stray capacitances or stray inductances. By an upper limit the carrier frequency, the error can be kept within acceptable limits. Kick it however, there are other disadvantages that are difficult to compensate for. One of them is the ability to rotate the probe head in relation to the mechanical division and Another is that at high driving speed the frequency of the Output signal is corrupted proportional to this speed and that in the counter counts fewer pulses than that of the actual position of the measuring system would correspond.

Bei induktiven und kapazitiven Meßsystemen ist aus mehreren Gründen, die ihre Ursachen im verwendeten Meßprinzip haben, der Abstand zwischen zwei Teilungsmarken auf der Teilung wesentlich größer als bei fotoelektrischen Abtastsystemen. In the case of inductive and capacitive measuring systems, there are several reasons why which are caused by the measuring principle used, the distance between two graduation marks on the division much larger than with photoelectric scanning systems.

Um trotzdem eine gute Meßauflösung zu erreichen, muß eine Interpolationseinrichtung mit höherem Interpolationsfaktor verwendet werden. Da ohnehin zur Kopplung von mechanischer Teilung und Tastkopf eine hochfrequente Trägerschwingung erforderlich ist, bietet sich dafür die beschriebene Interpolationseinrichtung an. Allerdings sind aus den obengenannten Grenzen dem Interpolationsfaktor dieser Einrichtung Grenzen gesetzt, so daß keine höhere Aufslösung erreicht wird, als sie von foto elektrisch arbeitenden Meßsystemen her bekannt ist. In order to still achieve a good measurement resolution, an interpolation device must be used can be used with a higher interpolation factor. As for the coupling of mechanical ones anyway Graduation and probe a high-frequency carrier oscillation is required provides the described interpolation device is used for this. However, from the the above-mentioned limits set limits to the interpolation factor of this device, so that no higher resolution is achieved than that of photo-electric working Measuring systems is known ago.

In der DT-OS 2 113 705 wird eine Meßeinrichtung dargestellt, bei der die modulierten Meßsignale zunächst demoduliert werden, so daß wie bei einem fotoelektrischen Meßsystem die Verdreh- oder Verschiebeinformationen in zueinander phasenversetzten Sinussignalen enthalten sind. In DT-OS 2 113 705 a measuring device is shown at which the modulated measurement signals are first demodulated, so that as with a photoelectric measuring system the rotation or displacement information in each other phase-shifted sinusoidal signals are included.

Eine zweite Trägerschwingung wird dann mit diesen Sinussignalen phasenmoduliert und die Auswertung der Phasenversetzung der Meßsignale zu einer Bezugsspannung erfolgt wie oben beschrieben durch periodisches Auszählen der Phasendifferenz mittels Taktimpulsen.A second carrier wave is then phase-modulated with these sinusoidal signals and the phase shift of the measurement signals to a reference voltage is evaluated as described above by periodically counting the phase difference by means of clock pulses.

Diese und auch die Meßeinrichtungen der weiter oben beschriebenen Art eignen sich besonders gut für die Winkelmeßsysteme mit Resolvern oder Drehmeldegebern, weil die volle Umdrehung von 3600 ohne weiteren Aufwand im Phasenraum von 0 bis 2 T der Meßsignale untergebracht werden kann. These and also the measuring devices described above Art are particularly suitable for angle measurement systems with resolvers or rotary encoders, because the full revolution of 3600 without any further effort in the phase space from 0 to 2 T of the measurement signals can be accommodated.

Kann dagegen der volle Meßbereich nicht direkt in eine feste Beziehung zum Phasenwinkel 2HU gebracht werden, sondern erst nach einer Unterteilung des Meßbereiches in Teilstrecken, dann ist eine gesonderte Auswertung eben dieser Teilschritte erforderlich. Bei bekannten Meßeinrichtungen werden dazu zwei völlig separate Meßsysteme mit eigenen Meßwertaufnehmern und eigenen Auswertekanälen verwendet. Dargestellt wird dieser Sachverhalt in der Patentbeschreibung DT-AS 1 273 573. On the other hand, the full measuring range cannot be directly related to a fixed relationship be brought to the phase angle 2HU, but only after a subdivision of the measuring range in sections, then a separate evaluation of these sub-steps is necessary. In known measuring devices, two completely separate measuring systems with their own are used for this purpose Used transducers and own evaluation channels. This is shown Facts in the patent description DT-AS 1 273 573.

Der hohe Aufwand iür die Meßwert ermittlung, insbesondere die Verwendung eines zweiten Abtastsystems oder eines zusätzlichen Meßwertaufnehmers muß jedoch als Nachteil gewertet werden. The high cost of determining the measured value, especially the use a second scanning system or an additional transducer must, however can be seen as a disadvantage.

Ziel der Erfindung: Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß bei einem inkrementalen Meßsystem mit möglichst geringem Aufwand hochgenaue Informationen über die absolute Größe der mechanischen Verschiebung oder Verdrehung eines Werkstückes gegenüber einem Bezugspunkt zur Verfügung stehen.Objective of the invention: The invention is intended to achieve that in the case of an incremental measuring system, highly accurate information with as little effort as possible on the absolute size of the mechanical displacement or rotation of a workpiece are available with respect to a reference point.

Wesen der Erfindung: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Weg iür eine hochgenaue Meßwert ermittlung bei inkrementalen Meßsystemen einzuschlagen und einen hohen Auf lösungsfaktor bei Verwendung nur eines einzigen Meßkopfes zu erreichen.Essence of the invention: The invention is based on the object of a to take a new path for high-precision measurement in incremental measuring systems and a high resolution factor when using only a single measuring head reach.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Meßwertermittlung bei inkrementalen Weg- und Winkelmeßsystemen, bei dem eine mechanische Teilung relativ zu einem Tastkopf verschoben oder verdreht wird und bei dem die Teilungsmarken dieser Teilung durch ein Abtastsystem in mindestens zwei um einen Winkel von 900 zueinander phasenversetzte quasi sinusförmige Signale umgewandelt werden, dadurch gelöst, daß sie um den Winkel von 900 zueinander phasenversetzten und die Verschiebe- bzw. Verdrehinformation enthaltenden Signale zugleich in einem ersten Auswertekanal zur Auswertung der Rulldurchgänge der Signale und in einem zweiten Auswertekanal zur Auswertung des momentanen Phasenzustandes der Signale herangezogen werden und daß die Grobinformationswerte des ersten Auswertekanals und die Feininformationswerte des zweiten Auswertekanals in einer Informationsverwertungsstufe gemeinsam ausgewertet und weiterverarbeitet werden. The task is in a method for determining measured values in incremental Distance and angle measuring systems, in which a mechanical division relative to a probe head is shifted or rotated and in which the division marks of this division by a scanning system in at least two phase-shifted by an angle of 900 to each other quasi sinusoidal signals are converted, solved by turning them around the angle of 900 phase-shifted to one another and the shift or rotation information containing signals at the same time in a first evaluation channel for evaluating the rulling passes of the signals and in a second evaluation channel for evaluating the current phase status of the signals are used and that the coarse information values of the first evaluation channel and the fine information values of the second evaluation channel in an information processing stage jointly evaluated and processed.

Es ist dabei von Vorteil, wenn im ersten Auswertekanal aus den Signalen sowohl Zählimpulse für eine Vor-BUckwärtszählung als auch eine Richtungsinformation für die Steuerung des Zählers gebildet werden und wenn im zweiten Auswertekanal der Absolutwert des Phasenzustandes der Signale zwischen zwei Zählimpulsen linear umgewandelt wird in den Wert einer Phasenverschiebung eines periodischen Maßsignals gegenüber einem Bezugssignal im Wertebereich von O bis 2 Ti Um den geforderten hohen Interpolationsfaktor zu erreichen, ist es günstig, die Phasenverschiebung des Meßsignals gegenüber dem Bezugs signal durch eine elektronische Zeitmeßeinrichtung auszuwerten. Zweckmäßigerweise wird dabei die Phasenverschiebung periodisch durch Taktimpulse ausgezählt. It is advantageous if the signals are used in the first evaluation channel both counting pulses for pre-B-down counting and direction information for controlling the counter and if in the second evaluation channel the absolute value of the phase state of the signals between two counting pulses linear is converted into the value of a phase shift of a periodic measurement signal compared to a reference signal in the value range from 0 to 2 Ti Um the required high To achieve interpolation factor, it is beneficial to adjust the phase shift of the measurement signal to evaluate the reference signal by an electronic timing device. The phase shift is expediently periodic by means of clock pulses counted out.

Ein wesentlicher Vorteil des Meßverfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß es jetzt möglich wird, den Vorteil des geringen Abstandes zwischen zwei Teilung marken eines fotoelektrischen Abtastßystems und den Vorteil des hohen Interpolationsfaktors einer Interpolationseinrichtung, die die Phasendifferenz eines hochfrequenten Meßsignals gegenuber einem gleichfrequenten Bezugssignal auswertet, miteinander zu kombinieren. Die Auflösung fotoelektrisch arbeitender Meßsysteme wird dadurch vergrößert. Gegenüber bekannten Einrichtungen benötigt das Verfahren gemäß der Erfindung zur Ermittlung der Grobinformationswerte und der Feininformationswerte im Intervall dieser Grobinformation nur einen einzigen Meßwertgeber. Im Vergleich mit einem Amplitudenvergleichsverfahren erhöht sich der Interpolationsfaktor bei etwa gleichem Aufwand an elektronischen Baugruppen und Bauelementen um fast zwei Dezimalstellen. There is a significant advantage of the measuring method according to the invention in that it is now possible, the advantage of the small distance between two division brands of a photoelectric scanning system and the advantage the high interpolation factor of an interpolation device, which the phase difference evaluates a high-frequency measurement signal against a reference signal of the same frequency, to combine with each other. The resolution of photoelectrically working measuring systems is thereby enlarged. Compared to known facilities, the process requires according to the invention for determining the coarse information values and the fine information values only a single transducer in the interval of this coarse information. In comparison with an amplitude comparison method, the interpolation factor increases at roughly the same amount of work in terms of electronic assemblies and components by almost two Decimal places.

Die Kopplung von mechanischer Teilung und Meßkopf erfolgt mit fotoelektrischen Mitteln. Damit werden von vornherein alle Nachteile vermieden, die bei der Verwendung von hochfrequenten Trägerschwingungen zur Kopplung von Teilung und Meßkopf auftreten. Die maximale Fahrgeschwindigkeit des Meßsystems kann größer gewählt werden, als das bei kapazitiven oder induktiven Meßsystemen möglich ist. Der Vorteil dieser Systeme, nämlich der hohe Interpolationsfaktor einer phasenauswertenden Interpolationseinrichtung wird aber beibehalten, weil die quasi einusförmigen Signale, die die Verschiebe- bzw. Verdrehinformation enthalten, erst am Ausgang des Meßkopfes oder danach mit der hochfrequenten Trägerschwingung moduliert werden. Die Trägerfrequenz wird also nicht zur Kopplung von mechanischer Teilung und Meßkopf, sondern ausschließlich für die Interpolationseinrichtung verwendet. Es sind damit die Voraussetzungen gegeben, um die Trägerfrequens erhöhen zu können und die dynamischen Parameter des Meßsystems zu verbessern. The coupling of the mechanical graduation and the measuring head takes place with photoelectric ones Means. This avoids from the outset all the disadvantages that come with the use of high-frequency carrier vibrations for coupling the graduation and the measuring head. The maximum travel speed of the measuring system can be selected to be greater than which is possible with capacitive or inductive measuring systems. The advantage of this Systems, namely the high interpolation factor of a phase evaluating interpolation device but is retained because the quasi monotonous signals that the displacement or rotation information, first at the output of the measuring head or afterwards with the high-frequency carrier oscillation can be modulated. So the carrier frequency becomes not for coupling mechanical graduation and measuring head, but exclusively used for the interpolation device. There are thus the prerequisites in order to be able to increase the carrier frequency and the dynamic parameters of the measuring system to improve.

Die Feininformationewerte können durch Auswertung der Phasendifferenz mittels Taktimpulsen gewonnen werden. The fine information values can be obtained by evaluating the phase difference can be obtained by means of clock pulses.

Es ist aber auch möglich, anstelle der digitalen Zählimpulse iür die weitere Auswertung ein analoges Spannungs-oder Stromsignal zur Verfügung zu stellen. Erforderliche Meßwertkorrekturen können dann im analogen Bereich relativ einfach durchgeführt werden.But it is also possible instead of the digital counting pulses for the to provide an analog voltage or current signal for further evaluation. The required measurement value corrections can then be made relatively easily in the analog area be performed.

Das erfindungagemäße Meßverfahren kann besonders vorteilhaft bei fotoelektrischen Abtaßtsystemen eingesetzt werden. Es ist aber auch für alle anderen Abtastsysteme anwendbar, wenn sin-cos-Signale vorliegen, deren Phasenzustand unmittelbar in einer festen Beziehung zur momentanen Stellung des Meßsystems steht. Das Meßverfahren ist dann kompatibel einsetzbar. The measuring method according to the invention can be particularly advantageous in photoelectric Abtaßtsystemen are used. But it is also for everyone else Sampling systems can be used when sin-cos signals are present, the phase state of which is immediate is in a fixed relationship to the current position of the measuring system. The measuring method can then be used in a compatible manner.

Ausfuhrungsbeis piel: Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Meßwertermittlung bei inkrementalen Weg- und Winkelmeßsystemen, Fig. 2a bis d ein Impulsdiagramm der Einrichtung nach Fig. 1.Ausungsbeis piel: The invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail. The accompanying drawings show: FIG. 1 a device to carry out the method for determining measured values for incremental distance and Angle measuring systems, Fig. 2a to d a pulse diagram of the device according to Fig. 1.

In Fig. 1 werden ein erster Auswertekanal 1 und ein zweiter Auswertekanal 2 dargestellt. Der erste Auswertekanal 1 enthält einen Impulsformer 2, einen weiteren Impulsformer 4, eine Impulsauswertung 5 und einen Impulszähler 6. Der zweite Auswertekanal 2 besteht aus einer Phasenauswertung 7, einem Impulszähler 8 und einer Steuerschaltung 9. In Fig. 1, a first evaluation channel 1 and a second evaluation channel 2 shown. The first evaluation channel 1 contains a pulse shaper 2 and another Pulse shaper 4, a pulse evaluation 5 and a pulse counter 6. The second evaluation channel 2 consists of a phase evaluation 7, a pulse counter 8 and a control circuit 9.

Dem ersten Auswertekanal 1 und zugleich auch dem zweiten Auswertekanal 2 werden die um 900 zueinander phasenversetzten und die Verschiebe- bzw. Verdrehinformation enthaltenden Signale sin<£at und coew t t zugeführt. Im ersten Auswertekanal 1 wird das Signal sinw t dem Impulsformer 3 und das Signal cosw t dem Impulsformer 4 zugeführt. Die Ausgangssignale dieser Impulsformer 3 und 4 sind in Fig. 2 als Rechtecksignale a und b dargestellt. The first evaluation channel 1 and at the same time also the second evaluation channel 2 are the shift or rotation information, which are phase-shifted by 900 to one another containing signals sin <£ at and coew t t supplied. In the first evaluation channel 1 the signal sinw t is sent to the pulse shaper 3 and the signal cosw t is sent to the pulse shaper 4th fed. The output signals of these pulse shapers 3 and 4 are shown in Fig. 2 as square wave signals a and b.

In der Impuls auswertung 5 werden aus den Flanken dieser Rechtecksignale a und b Zählimpulse c gebildet. Zusätzlich wird dort eine Richtungsinformation gewonnen, damit entschieden werden kann, ob die Zählimpulse dem mit + gekennzeichneten vorwärtszählenden oder dem mit - gekennzeichneten rückwärtszählenden Eingang des Impulszählers 6 zugeschaltet werden. Der Impuls zähler 6 enthält dadurch die Grobinformation über die momentane Stellung des Meßsystems.In the pulse evaluation 5, the edges of these square-wave signals a and b counts c formed. In addition, direction information is obtained there, This allows a decision to be made whether the counting impulses are the up counting one marked with + or the down-counting input of the pulse counter 6 marked with - is switched on will. The pulse counter 6 contains the rough information about the current Position of the measuring system.

Im zweiten Auswertekanal 2 wird in der Phasenauswertung 7 der momentane Phasenzustand der beiden Eingangssignale ausgewertet. Dazu wird in der Phasenauswertung 7 ein hochfrequentes Meßsignal erzeugt. Dieses Meßsignal ist gegenüber einem gleichfrequenten Bezugssignal phasenverschoben. Die Größe der Phasenverschiebung ist linear abhängig vom Absolutwert des Phasenzustandes der Signale sincj t und com cm t. Der Proportionalitätsfaktor kann willkürlich gewählt werden. Im beschriebenen Beispiel wird er so bemessen, daß bei einer Änderung der Phasenlage der Signale sinW t und com cm t sich die Phase des hochfrequenten Meßsignals gegenüber dem gleichfrequenten Bezugssignal um den Phasenwinkel 2 j7 ändert. Der Verlauf der Phasenumwandlung wird in Fig. 2d dargestellt. Auf der Abszisse wird der Phasenzustand der Signale sin S t und cos M t aufgetragen, während die Ordinate die Phasenverschiebung der hochfrequenten Meßsignale zeigt. In the second evaluation channel 2, the phase evaluation 7 is the current one Phase status of the two input signals evaluated. This is done in the phase evaluation 7 generates a high-frequency measurement signal. This measurement signal is of the same frequency as compared to one Reference signal out of phase. The size of the phase shift is linearly dependent on the absolute value of the phase state of the signals sincj t and com cm t. The proportionality factor can be chosen arbitrarily. In the example described, it is dimensioned in such a way that that with a change in the phase position of the signals sinW t and com cm t the phase of the high-frequency measurement signal compared to the reference signal of the same frequency by the Phase angle 2 j7 changes. The course of the phase transition is shown in FIG. 2d. The phase state of the signals sin S t and cos M t is plotted on the abscissa, while the ordinate shows the phase shift of the high-frequency measurement signals.

Die Phasenauswertung 7 enthält auch eine elektronische Zeitmeßeinrichtung zur Auswertung der Phasenverschiebung der phasenmodulierten Meßsignale gegenüber den gleichfrequenten Bezugs signalen. Im dargestellten Ausfahrungsbeispiel wird die Phasendifferenz zwischen beiden Trägerschwingungen periodisch durch Taktimpulse ausgezählt. Es wäre auch möglich, die in der Phasendi4ferenz enthaltene Information über die momentane Stellung des Meßwertgebers in Form eines analogen Spannungs- oder Stromsignales auszuwerten. Die in der Phasenauswertung 7 gebildeten und periodisch auagegebenen Taktimpulse werden dem Impulazähler 8 zur Gewinnung der Feininformation übergeben, Dieser Impuiszähler 8 wird jeweils vor dem Einzählen der Taktimpulse durch die Steuerschaltung 9 gelöscht. Das dazu erforderliche Steuersignal wird in der Phasenauswertung 7 aus der Vergleichsschwingung gebildet. In einer Informationsverwertung 10 wird die Feininformation des Impulszählers 8 periodisch abgerufen und mit der Grobinformation des Impuls zählers 6 zu einer kompletten und fein unterteilten Information über die momentane Stellung der Maßverkörperung eines Weg- oder Winkelmeßsystems vereinigt. Die weitere Verarbeitung dieser Information erfolgt dann gegebenenfalls noch in der Informationsverwertung 10 oder in weiteren nicht dargestellten Verarbeitungsstufen. The phase evaluation 7 also contains an electronic timing device for evaluating the phase shift of the phase-modulated measurement signals the reference signals of the same frequency. In the example shown, the phase difference between the two carrier waves periodically through clock pulses counted out. It would also be possible to use the information contained in the phase diference via the current position of the transducer in the form of an analog voltage or to evaluate the current signal. Those formed in the phase evaluation 7 and periodically Output clock pulses are used by the pulse counter 8 for extraction the Transferring fine information, this pulse counter 8 is in each case before the counting the clock pulses are deleted by the control circuit 9. The control signal required for this is formed in the phase evaluation 7 from the comparison oscillation. In an information utilization 10, the fine information of the pulse counter 8 is periodically retrieved and with the Coarse information of the pulse counter 6 to a complete and finely divided information about the current position of the measuring standard of a position or angle measuring system united. The further processing of this information then takes place if necessary nor in the information utilization 10 or in further processing stages not shown.

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Claims

Invention claim: 1. TIs method for determining measured values in the case of incremental ones W and angle measuring systems, in which a mechanical division relative to a probe head is shifted or rotated and in which the division marks of this division by a scanning system in at least two phase-shifted by an angle of 900 to each other Sinusoidal signals are converted, characterized in that the around the Angle of 90 ° phase-shifted to each other and the displacement or rotation information containing signals at the same time in a first evaluation channel for evaluating the zero crossings of the signals and in a second evaluation channel for evaluating the current phase status of the signals are used and that the coarse information values of the first evaluation channel and the fine information values of the second evaluation channel in an information processing stage jointly evaluated and processed.

2. Method for determining measured values according to point 1, characterized in that that in the first evaluation channel from the signals both coarse information values for a Pre-down counting as well as direction information for controlling the counter are formed.

3. Method for determining measured values according to points 1 and 2, marked in that the absolute value of the phase state of the signals in the second evaluation channel is converted linearly into the value of a phase shift of a periodic Measurement signal compared to a reference signal and that the phase change of the signals in the Interval of two coarse information values a phase shift of the measurement signal with respect to corresponds to the reference signal from 0 to 2.

4. Method for determining measured values according to point 3, characterized in that that the phase shift of the measurement signal relative to the reference signal by a electronic timing device is evaluated.

5. Method for determining measured values according to point 4, characterized in that that the phase shift is periodically counted by clock pulses.