DE2739877A1 - Digital position measuring system - has pick=up with two sensors near signal generator with teeth - Google Patents

Digital position measuring system - has pick=up with two sensors near signal generator with teeth

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Abstract

The pickup has two magnetic field sensitive sensors. There is a signal generator with teeth and gaps between them, and an electronic evaluation device connected to the sensors, and provided with a power pack, a counter and a digital display unit. Two similar sensors (1, 2) are provided, one behind the other in the direction of movement. They have a permanent magnet (6) with two pole pieces (7, 8). A semiconductor element (10) changing its resistance with magnetic field is mounted in one of the pole pieces (7). Pole pieces (7, 8) of one sensor (1) are opposite to the centres (14) of teeth (12) on a ferromagnetic signal generator (3) when the pole pieces (7, 8) of the other sensor (2) are exactly opposite the centres (15) of teeth flanks (16).

Description

Geberanordnung für ein inkrementales. digitales Weg-,Encoder arrangement for an incremental. digital path,

Lage- oder Winkelmeßsystem Es handelt sich um eine Geberanordnung für ein inkrementales, digitales Weg-, Lage- oder Winkelmeßsystem, mit zwei magnetfeldempfindlichen Meßfühlern, einem Signalgeber mit abwechselnd aufeinanderfolgend angeordneten Zähnen und Lücken, sowie einem an die Meßfühler angeschlossenen elektronischen Auswerter, der einen Stromversorgungsteil, eine Zählschaltung und eine digitale Anzeigeeinrichtung enthält.Position or angle measuring system It is an encoder arrangement for an incremental, digital distance, position or angle measuring system, with two magnetic field sensitive Sensors, a signal transmitter with teeth arranged alternately one behind the other and gaps, as well as an electronic evaluator connected to the sensors, the one power supply part, a counting circuit and a digital display device contains.

Die vorgeschlagene Geberanordnung findet insbesondere Anwendung für die Winkelanzeige bei Zeichenköpfen von Zeichenmaschinen.The proposed encoder arrangement is used in particular for the angle display on drawing heads of drawing machines.

Geberanordnungen für inkrementale, digitale Weg-, Lage-oder Winkelmeßsysteme sind in verschiedenen Ausführungsformen seit einigen Jahren bekannt. So wird in der deutschen Offenlegungsschrift 25 41 890 eine Geberanordnung beschrieben, bei welcher zwei magnetfeldempfindliche, induktive Sonden eine Zahnscheibe mit einer Anzahl gleichmäßig aufeinander folgender magnetisch wirksamer Zähne und Lücken abtasten. Die beiden Sonden sind in Fortbewegungsrichtung hintereinander sowie um 180 Grad elektrisch versetzt angeordnet und an eine Brückenschaltung angeschlossen, um aufgrund von Veränderungen des Luftspaltes hervorgerufene Verfälschungen des Meßergebnisses zu vermeiden. Jedoch ist bei vorgegebener Zahngröße bzw. Zähnezahl das Auflösungsvermögen dieser Anordnung begrenzt, außerdem ist der Stromverbrauch der beiden induktiven Sonden nicht unbeträchtlich.Encoder arrangements for incremental, digital path, position or angle measuring systems have been known in various embodiments for a number of years. This is how in the German Offenlegungsschrift 25 41 890 describes a transmitter arrangement in which two magnetic field sensitive, inductive probes a tooth lock washer with a Number of evenly consecutive magnetically effective teeth and gaps scan. The two probes are one behind the other in the direction of travel and 180 degrees arranged electrically offset and connected to a bridge circuit to due falsifications of the measurement result caused by changes in the air gap to avoid. However, for a given tooth size or number of teeth, the resolution is lower this arrangement is limited, moreover, the power consumption of the two inductive Probes not inconsiderable.

Zur Erhöhung des Auflösungsvermögens ist bei einem Zeichenkopf für Zeichenmaschinen mit digitaler Winkelanzeige schon vorgeschlagen worden, zwei Meßfühler mit verschiedenem Auflösungsvermögen zur Erfassung des Winkels des Zeichenkopfes zu verwenden. Hierbei steht der Meßfühler mit dem hohen Auflösungsvermögen einer auf einer Schneckenwelle sitzenden, gezahnten Impulsscheibe gegenüber, während der Meßfühler mit dem geringen Auflösungsvermögen mit dem von der Schnecke angetriebenen Zahnrad zusammenarbeitet; die angestrebte Erhöhung des Auflösungsvermögens wird somit auf mechanische Weise erzielt. Die Winkelanzeige ist ausschließlich zur Verwendung bei einem mittels eines Elektromotors verstellbaren Zeichenkopf geeignet, sie bedarf wegen ihres dadurch bedingten, hohen Stromverbrauches eines Netzanschlusses. Auf einen von Hand verdrehbaren Zeichenkopf läßt sie sich wegen des Schneckengetriebes nicht übertragen. (Deutsche Offenlegungsschriften 25 46 649 und 25 46 690.) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Geberanordnung zu konzipieren, bei welcher mit einfachen Mitteln ein hohes Auflösungsvermögen erzielt wird und die gleichzeitig nur einen geringen Stromverbrauch besitzt.To increase the resolving power of a character head for Drafting machines with digital angle indicators have already been proposed, two sensors with different resolution to capture the angle of the drawing head to use. Here is the sensor with the high resolution toothed impulse disk seated on a worm shaft opposite, during the Sensor with the low resolution with the one driven by the screw Gear cooperates; the desired increase in resolving power is thus achieved in a mechanical manner. The angle display is for use only suitable for a drawing head adjustable by means of an electric motor, it needs because of the resulting high power consumption of a network connection. on A drawing head that can be rotated by hand is possible because of the worm gear not transferred. (German Offenlegungsschriften 25 46 649 and 25 46 690.) Der The invention is based on the object of conceiving a transmitter arrangement in which a high resolution is achieved with simple means and at the same time only has a low power consumption.

Diese Aufgabe wird bei einer Geberanordnung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß zwei gleich ausgebildete, in Fortbewegungsrichtung hintereinander liegende Meßfühler vorgesehen sind, welche einen mit zwei Polschuhen versehenen Permanentmagneten aufweisen, wobei in einen der Pol schuhe ein seinen elektrischen Widerstand magnetfeldabhängig ändernden Halbleiter eingebaut ist, und daß die Pol schuhe des einen Meßfühlers den Mitten der sägezahnförmig ausgebildeten Zähne des aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Signalgebers gegenüber stehen, sobald die Polschuhe des anderen Meßfühlers gerade den Mitten der Zahnflanken gegenüber stehen. Diese Anordnung bedeutet, daß die beiden Meßfühler um 90 Grad gegenüber versetzt stehen und dies ist die konstruktive Voraussetzung dafür, daß pro Zahn des Signalgebers der Zählschaltung des elektronischen Auswerters insgesamt vier verwertbare Zählimpulse zugeführt werden können. Gegenüber bekannten Geberanordnungen ist dadurch bei gleicher Zähnezahl des Signalgebers das Auflösevermögen vervierfacht, ohne daß es hierzu eines besonderen Aufwandes bedarf. Die Verwendung von ihren elektrischen Widerstand magnetfeldabhängig ändernder Halbleiter ist die Voraussetzung für einen extrem niedrigen Stromverbrauch der Geberanordnung, sodaß sie sich mit Knopfzellen als Stromquellen und damit netzunabhängig betreiben läßt.In the case of a transmitter arrangement, this task is described at the outset Type solved by the fact that two identically trained, in the direction of travel one behind the other measuring sensors are provided, which one with two pole pieces have provided permanent magnets, with one of the pole shoes his electrical resistance is built-in semiconductor changing depending on the magnetic field, and that the pole shoes of a probe the centers of the sawtooth-shaped Teeth of the signal transmitter made of a ferromagnetic material opposite stand as soon as the pole pieces of the other probe just touch the center of the tooth flanks face. This arrangement means that the two probes are turned 90 degrees are offset opposite and this is the constructive prerequisite that per tooth of the signal generator of the counting circuit of the electronic evaluator in total four usable counting pulses can be supplied. Compared to known encoder arrangements the resolving power is quadrupled with the same number of teeth on the signal generator, without the need for any special effort. The use of their electric Resistance of semiconductors that change depending on the magnetic field is a prerequisite for one extremely low power consumption of the encoder arrangement, so that it works with button cells can be operated as power sources and thus independent of the mains.

Sofern als Signalgeber eine Kreisscheibe benutzt wird, welche an ihrem Umfang neunhundert Zähne aufweist, kann bei Verwendung der vorgeschlagenen Geberanordnung für ein Winkelmeßsystem ein Auflösungsvermögen von 1/10 Winkelgrad bei sehr kleinen Abmessungen erreicht werden.If a circular disk is used as a signal transmitter, which is attached to your Has circumference nine hundred teeth, when using the proposed encoder arrangement for an angle measuring system a resolution of 1/10 angular degrees with very small ones Dimensions can be achieved.

Zweckmäßig sind die beiden Meßfühler auf einer Montageplatte justierbar befestigt. Diese Maßnahme erleichtert die Montage der Meßfühler sowie deren genaue Justierung relativ zu den Mitten der Zähne bzw. der Lücken.The two sensors are expediently adjustable on a mounting plate attached. This measure facilitates the installation of the sensors and their precise installation Adjustment relative to the centers of the teeth or the gaps.

Vorteilhaft wird den Halbleitern der Meßfühler ein Betriebsstrom in Form einer Folge von äquidistanten Rechteckimpulsen gleicher Stromstärke zugeführt, wobei die Folgefrequenz der Rechteckimpulse wenigstens fünfzig Kilohertz beträgt. Wird außerdem ein Tastverhältnis von Impuls zu Pause von 1 :20 gewählt, so kann dadurch der Strombedarf der gesamten Geberanordnung auf etwa ein Zehntel gesenkt werden, sodaß zur Stromversorgung Knopfzellen verwendet werden können.An operating current in the semiconductors of the sensors is advantageous In the form of a sequence of equidistant square pulses of the same current intensity, wherein the repetition frequency of the square-wave pulses is at least fifty kilohertz. If a pulse-to-pause pulse-to-pause ratio of 1:20 is also selected, then as a result, the power consumption of the entire encoder arrangement is reduced to about a tenth so that button cells can be used for power supply.

Für jeden Meßfühler sind vorteilhaft dem elektronischen Auswerter ein Schwellwertschalter und eine diesem nachfolgende monostabile Kippschaltung mit Rückstellverzögerung vorgeschaltet.Mit Hilfe dieser und weiteren einfachen Schaltelemente können die beiden um 90 Grad elektrisch gegeneinander versetzten Meßfühler dem elektronischen Auswerter pro Zahn jeweils vier verwertbare Zählimpulse zuführen, woraus das hohe Auflösungsvermögen resultiert.For each sensor it is advantageous to use the electronic evaluator a threshold switch and a monostable trigger circuit following this With the help of this and other simple switching elements the two sensors, which are electrically offset by 90 degrees, can be compared to the electronic Feed the evaluator four usable counting pulses per tooth, from which the high one Resolving power results.

Die vorgeschlagene Geberanordnung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The proposed encoder arrangement is shown below with reference to the attached Drawings explained in more detail.

Es zeigen: Figur 1 zwei Meßfühler einer Geberanordnung, die einem Zähne und Liicken aufweisenden, geraden Signalgeber gegenüber stehen, in einer Draufsicht; Figur 2 zwei Meßfühler, die auf einer Montageplatte justierbar angeordnet sind und die einem Signalgeber in Gestalt einer gezahnten, sich drehenden Kreis scheibe gegenüber stehen; Figur 3 ein Blockschaltbild des an die Meßfühler angeschlossenen Auswerters; Figur 4 verschiedene Stromverläufe innerhalb des Auswerters.Shown are: Figure 1, two sensors of a transmitter arrangement, which one Straight signal transducers having teeth and gaps are opposite, in a plan view; FIG. 2 shows two measuring sensors which are adjustably arranged on a mounting plate and a signal transmitter in the form of a toothed, rotating circular disc opposite stand; Figure 3 is a block diagram of the connected to the sensors Evaluator; Figure 4 different current courses within the evaluator.

Eine vorschlaggemäße Geberanordnung für ein inkrementales, digitales Weg-, Lage- oder Winkelmeßsystem besteht (Figur 1) aus zwei magnetfeldempfindlichen Meßfühlern 1 und 2, welche einem bewegten Signalgeber 3 gegenüberstehen. An die beiden Meßfühler 1 und 2 ist ein elektronischer Auswerter 4 (Figur 3) angeschlossen.A proposed encoder arrangement for an incremental, digital one Distance, position or angle measuring system consists (Figure 1) of two magnetic field sensitive Sensors 1 and 2, which face a moving signal transmitter 3. To the An electronic evaluator 4 (FIG. 3) is connected to both sensors 1 and 2.

Die zwei feststehenden Meßfühler 1 und 2 liegen in Forbewegungsrichtung - durch den Pfeil 5 angedeutet - des Signalgebers 3 hintereinander. Jeder Meßfühler 1, 2 besteht aus einem Permamentmagneten 6, welcher zwei parallele Polschuhe 7 und 8 aufweist. Die freien Enden der Pol schuhe 7, 8 gehen in eine Schneide 9 über. In den einen der beiden Polschuhe 7 jedes Meßfühlers 1, 2 ist ein seinen elektrischen Widerstand magnetfeldabhängig ändernder Halbleiter 10, eine sogenannte "Eisen-Feldplatte" eingebaut, deren beide Anschlußdrähte 11 zum Auswerter 4 führen.The two fixed sensors 1 and 2 are in the direction of travel - indicated by the arrow 5 - the signal generator 3 in a row. Any probe 1, 2 consists of a permanent magnet 6, which has two parallel pole pieces 7 and 8 has. The free ends of the pole shoes 7, 8 merge into a cutting edge 9. In one of the two pole shoes 7 of each sensor 1, 2 is its electrical Resistance of semiconductor 10 that changes depending on the magnetic field, a so-called "iron field plate" installed, the two connecting wires 11 of which lead to the evaluator 4.

Der Signalgeber 3 besteht (Figur 1) aus einem ferromagnetischen Material und weist abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnete Zähne 12 und Lücken 13 auf.The signal transmitter 3 consists (Figure 1) of a ferromagnetic material and has teeth 12 and gaps 13 arranged alternately one behind the other.

Der Abstand der beiden Meßfühler 1 und 2 ist so gewählt, dan, wenn z.B. die Pol schuhe 7, 8 des einen Meßfühlers 1 mit ihren Schneiden 9 gerade den Mitten 14 zweier benachbarter Zähne 12 des Signalgebers 3 gegenüber stehen, die Polschuhe 7, 8 des zweiten Meßfühlers 2 mit ihren Schneiden 9 den Mitten 15 zweier gleichgerichteter Zahnflanken 16 gegenüberliegen. Demzufolge sind die beiden Meßfühler 1 und 2 elektrisch um 90 Grad gegeneinander versetzt.The distance between the two sensors 1 and 2 is chosen so if E.g. the pole shoes 7, 8 of a sensor 1 with their cutting edges 9 just the Center 14 of two adjacent teeth 12 of the signal generator 3 are opposite, which Pole shoes 7, 8 of the second sensor 2 with their cutting edges 9 the centers 15 of two aligned tooth flanks 16 opposite. Hence are the two sensors 1 and 2 are electrically offset by 90 degrees from one another.

In Figur 2 sind die beiden um 90 Grad elektrisch versetzten Meßfühler 1 und 2 auf einer Montageplatte 17, die eine konkav gekrümmte Vorderseite 18 aufweist, befestigt. Hierbei sitzt jeder Meßfühler 1, 2 auf einem Bodenteil 19, welches mit Hilfe einer Justier- und Befestigungsschraube 20 an der Montageplatte 17 angeschraubt ist. Den beiden Meßfühlern 1, 2 steht eine sich drehende Kreisscheibe als Signalgeber 3 gegenüber, welche an ihrem Umfang Zähne 12 und Lükken 13 aufweist.In Figure 2, the two sensors are electrically offset by 90 degrees 1 and 2 on a mounting plate 17 which has a concave curved front side 18, attached. Here, each sensor 1, 2 sits on a bottom part 19, which with Screwed onto the mounting plate 17 with the aid of an adjusting and fastening screw 20 is. The two sensors 1, 2 have a rotating circular disk as a signal transmitter 3 opposite, which has teeth 12 and gaps 13 on its circumference.

Der mittels der Anschlußdrähte 11 an die beiden Meßfühler 1 und 2 angeschlossene elektronische Auswerter 4 besteht (siehe Figur 3) aus einer Zählschaltung 21, zwei Stromversorgungsteilen 22 und einer digitalen Anzeigeeinrichtung 23. Vorgeschaltet sind für jeden Meßfühler 1, 2 jeweils ein Schwellwertschalter 24 und eine diesem nachfolgende, monostabile Kippschaltung 25.The by means of the connecting wires 11 to the two sensors 1 and 2 connected electronic evaluator 4 consists (see Figure 3) of a counting circuit 21, two power supply parts 22 and a digital display device 23. Upstream are for each sensor 1, 2 in each case a threshold switch 24 and one of these subsequent monostable multivibrator 25.

Bei der Zählschaltung 21 handelt es sich um einen allgemein bekannten Vorwärts- Rückwärts-Zähler, dessen Beschreibung sich hier erübrigt.The counting circuit 21 is a well-known one Up / down counter, the description of which is superfluous here.

Als digitale Anzeigeeinrichtung 93 findet eine L C D ( Liquid - Crystal - Display ) Ziffern - Anzeige verwendung , die sich durch einen sehr geringen Stromverbrauch auszeichnet. Da solche Anzeigeeinrichtungen bekannt sind, braucht auf sie ebenfalls nicht eingegangen zu werden.The digital display device 93 is an L C D (Liquid-Crystal - Display) digits - display use, which is characterized by a very low power consumption excels. Since such display devices are known, you also need to use them not to be entered.

In den beiden Stromversorgungsteilen 22 wird der Betriebsstrom für die beiden Meßfühler 1, 2 erzeugt. Der Betriebsstrom durchfließt die Meßfühler 1 und 2. Sobald der den Halbleiter 10 durchsetzende magnetische Fluß zunimmt, ändert sich der Widerstand der Halbleiter 10, wodurch der eingeprägte Strom eine Spannungsänderung an diesem hervorruft.In the two power supply parts 22, the operating current for the two sensors 1, 2 generated. The operating current flows through the sensors 1 and 2. As soon as the magnetic flux penetrating the semiconductor 10 increases, changes the resistance of the semiconductor 10, whereby the impressed current causes a voltage change on this.

Jeder Meßfühler 1, 2 bildet zusammen mit dem ferromagnetischen Signalgeber 3 einen geschlossenen magnetischen Kreis.Each sensor 1, 2 forms together with the ferromagnetic signal transmitter 3 a closed magnetic circuit.

Der vom Permamenteagneten 6 erzeugte magnetische Fluß gelangt (vgl. Figur 1) in den ersten Polschuh 7, durchsetzt den Halbleiter 10 und die Schneide 9, fließt durch die beiden den Polschuhen 7, 8 gegenüberstehenden Zähne 12 des Signalgebers 3 und gelangt über den zweiten Pol schuh 8 zurück. Bewegt sich der Signalgeber 3 - in Richtung des Pfeiles 5 oder in Gegenrichtung - dann gelangen die beiden z.B.The magnetic flux generated by the permanent magnet 6 arrives (cf. Figure 1) in the first pole piece 7, penetrates the semiconductor 10 and the cutting edge 9, flows through the two teeth 12 of the signal transmitter which are opposite the pole pieces 7, 8 3 and comes back via the second pole shoe 8. If the signaling device 3 moves - in the direction of arrow 5 or in the opposite direction - then the two get e.g.

zunächst in den Mitten 14 von zwei Zähnen 13 stehenden Schneiden 9 der Polschuhe 7, 8 zunehmend in eine Stellung, in welcher sie genau in den Lücken 13 des Signalgebers 3 stehen; in dieser Stellung ist der magnetische Fluß am kleinsten, weil die Luftspalte zwischen den Schneiden 9 und dem Signalgeber 3 am gröBten sind; und sodann stellen sich die Schneiden 9 wiederum zwei Zähnen 12 gegenüber. Aufgrund der sägezahnförmigen Gestalt der Zähne 12 geschieht diese Änderung des magnetischen Flusses annähernd entsprechend einer positiven Sinushalbwelle, sodaß sich demzufolge auch die Amplitude der an den Halbleitern 10 entstehenden, rechteckförmigen Spannungen sinushalbwellenförmig ändert.Cutting edges 9 initially located in the centers 14 of two teeth 13 the pole shoes 7, 8 increasingly in a position in which they are exactly in the gaps 13 of the signal generator 3 are; in this position the magnetic flux is smallest, because the air gaps between the cutting edges 9 and the signal transmitter 3 are greatest; and then the cutting edges 9 again face two teeth 12. Because of the sawtooth shape of the teeth 12 happens this change of the magnetic Flux approximately corresponding to a positive half sine wave, so that accordingly also the amplitude of the square-wave voltages occurring at the semiconductors 10 sine half-wave changes.

Bewegt sich der Signalgeber 3 weiter, wird eine weitere solche Sinushalbwelle erzeugt, und eine solche Sinushalbwelle stellt eine Periode (3600) des Betriebsstromes dar.If the signal generator 3 continues to move, another such half sine wave becomes generated, and such a sine half-wave represents a period (3600) of the operating current represent.

Die Verhältnisse werden nachfolgend anhand der in Figur 4 dargestellten Stromverläufe erläutert. Dabei besteht der Betriebsstrom aus einer Folge von äquidistanten Rechteckimpulsen gleicher Stromstärkq.The relationships are shown below with reference to that shown in FIG Current curves explained. The operating current consists of a sequence of equidistant ones Square pulses of the same current strength q.

Bei bewegtem Signalgeber 3 ändert sich die Signal - Spannung des ersten Meßfühlers 1 entsprechend der Kurve A. Der Schwellwertschalter 24 bewirkt, daß zur monostabilen Kippschaltung 25 (einem sogenannten retriggerbaren Monoflop") nur (schmale) Rechteckimpulse einer bestimmten Ampitude durchgeschaltet werden , siehe Kurve B. Beim Eintreffen des ersten dieser Rechteckimpulse 27 schaltet die mit Rückstellverzögerung arbeitende Kippschaltung 25, und die nachfolgenden Rechteckimpulse halten die Kippschaltung 25 in ihren Zustand. Polgen sodann keine weiteren Rechteckimpulse nach, kippt die Kippschaltung 25 nach Ablauf einer kurzen Rückstellzeit in ihre ursprüngliche Ruhestellung zurück. In der von der monostabilen Kippschaltung 25 zur Zählschaltung 21 führenden Leitung 28 fließen somit (breite) Rechteckimpulse entsprechend dem Kurvenverlauf C, welche die Zählschaltung steuern.When the signal transmitter 3 is moved, the signal voltage of the first changes Sensor 1 according to curve A. The threshold switch 24 causes the monostable flip-flop 25 (a so-called retriggerable monoflop ") only (narrow) Square pulses of a certain ampitude can be switched through, see curve B. When the first of these square-wave pulses 27 arrives, the switches with a reset delay working flip-flop 25, and the subsequent square-wave pulses hold the flip-flop 25 in their condition. If there are then no further square-wave pulses, the will flip Toggle switch 25 into its original rest position after a short reset time return. In the leading from the monostable multivibrator 25 to the counting circuit 21 Line 28 thus flow (wide) square-wave pulses in accordance with the curve shape C, which control the counting circuit.

Die entsprechenden Stromverläufe in den an den zweiten Meßfühler 2 angeschlossenen Bauteilen des elektronischen Auswerters sind im unteren Teil der Figur 4 wiedergegeben.The corresponding current curves in the second sensor 2 connected components of the electronic evaluator are in the lower part of the Figure 4 reproduced.

Diese Stromverläufe sind wegen der versetzten Anordnung dieses Meßfühlers 2 gegenüber dem ersten Meßfühler 1 elektrisch um 900 phasenverschoben. Diese 90-Grad-Phasenverschiebung bewirkt, daß innerhalb einer ganzen 360-Grad-Phase (entsprechend einer positiven Sinushalbwelle) die Zählschaltung 21 zwei (breite) Rechteckimpulse mit vier als Zählimpulse verwertbaren Planken pro Zahn 12 erhält, und daß die Zählschaltung 21 außerdem in bekannter Weise eine Richtungserkennung durchführen kann.These current waveforms are due to the staggered arrangement of this sensor 2 electrically out of phase by 900 with respect to the first sensor 1. That 90 degree phase shift causes that within a whole 360-degree phase (corresponding to a positive Half-sine wave) the counting circuit 21 has two (wide) square-wave pulses with four as Counting pulses usable planks per tooth 12 receives, and that the counting circuit 21 can also perform direction detection in a known manner.

Soll die vorgeschlagene Geberanordnung bei einem Winkeleßsystem - beispielsweise bei einem Zeichenkopf einer Zeichensaschine - Verwendung finden und ist dabei eine Winkelauflösung von einem Zehntel Grad gefordert, so werden für den Vollkreis 3 600 verwertbare Zählimpulse benötigt. Hierzu genügt angesichts der Tatsache, daß die Zh.hlschaltung 21 pro Zahn 12 des Signalgebers 3 vier verwertbare Zählimpulse erhält, eine Kreisscheibe, welche an ihrem Umfang 900 Zähne 12 aufweist. Kann angenommen werden, daß der Zeichenkopf maximal etwa 10 Umdrehungen je Sekunde machen kann, so beträgt die höchste Impulsfrequenz (vor der Vervierfachung) etwa 10 Kilohertz. Die Folgefrequenz der den Halbleitern 10 zugeführten Rechteckimpulse wird als das Fünffache der höchsten Zählfrequenz gewählt, sie ist damit 50 Kilohertz. Das Tastverhältnis (Impuls -Pausen - Verhältnis) kann mit 1 : 20 festgelegt werden, womit sich eine Pulsdauer für den einzelnen Rechteckimpuls des Betriebsstromes von 1 Mikrosekunde ergibt.If the proposed encoder arrangement is to be used in an angle measuring system - for example in a drawing head of a drawing machine - find use and is one of them Angular resolution of one tenth of a degree required, thus 3 600 usable counting pulses are required for the full circle. Suffice it to do this in view of the fact that the counting circuit 21 per tooth 12 of the signal generator 3 receives four usable counting pulses, a circular disk, which on its circumference 900 teeth 12 has. It can be assumed that the character head is a maximum of about 10 revolutions per second, the highest pulse frequency (before the quadrupling) about 10 kilohertz. The repetition frequency of the semiconductors 10 supplied square-wave pulses is selected as five times the highest counting frequency, it is thus 50 kilohertz. The duty cycle (pulse-pause ratio) can can be set at 1:20, which results in a pulse duration for the individual square pulse of the operating current of 1 microsecond.

Claims (6)

Ansprüche Geberanordnung für ein inkrementales, digitales Weg-, Lage- oder Winkelmensystem, mit zwei magnetfeldempfindlichen Meßfühlern, einem Signalgeber mit abwechselnd aufeinanderfolgend angeordneten Zähnen und Lücken, sowie einem an die Meßfühler angeschlossenen elektronischen Auswerter, der einen Stromversorgunqsteil, eine Zählschaltung und eine digitale Anzeigeeinrichtung enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei gleich ausgebildete, in Fortbewegungsrichtung hintereinander liegende Meßfühler (1 und 2) vorgesehen sind, welche einen mit zwei Polschuhen (7,8) versehenen Permanentmagneten (6) aufweisen, wobei in einen der Polschuhe (7) ein seinen elektrischen Widerstand magnetfeldabhängig ändernder Halbleiter (10) eingebaut ist, und daß die Polschuhe (7,8) des einen Meßfühlers (1) den Mitten (14) der sägezahnförmig ausgebildeten Zähne (12) des aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Signalgebers(3) gegenüber stehen, sobald die Polschuhe (7,8) des anderen Meßfühlers (2) gerade den Mitten (15) der Zahnflanken (16) gegenüber stehen. Requirements Encoder arrangement for an incremental, digital path, position or Winkelmensystem, with two magnetic field sensitive sensors, one signal transmitter with teeth and gaps arranged alternately one after the other, as well as one on the sensors connected to the electronic evaluator, which has a power supply, includes a counting circuit and a digital display device, d a d u r c h g e k e n n n n z e i c h n e t that two identically trained, in the direction of movement one behind the other measuring sensors (1 and 2) are provided, which one with two Pole shoes (7,8) provided permanent magnets (6), wherein in one of the Pole shoes (7) a semiconductor which changes its electrical resistance as a function of the magnetic field (10) is installed, and that the pole pieces (7, 8) of a measuring sensor (1) are in the middle (14) of the sawtooth-shaped teeth (12) of the ferromagnetic Material of the existing signal transmitter (3) are opposite as soon as the pole shoes (7,8) of the other sensor (2) just opposite the centers (15) of the tooth flanks (16) stand. 2. Geberanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e ich ne t , daß als Signalgeber (3) eine Kreisscheibe dient, welche an ihrem Umfang neunhundert Zähne (12) aufweist. 2. Encoder arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e I ne t that a circular disk serves as a signal transmitter (3), which is on its circumference has nine hundred teeth (12). 3. Geberanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dan die beiden Meßfühler (1 und 2) auf einer Montageplatte (17) justierbar befestigt sind.3. encoder arrangement according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i n e t, then the two sensors (1 and 2) on a mounting plate (17) are adjustable. 4. Geberanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß den Halbleitern (10) der Meßfühler (1 und 2) ein Betriebsstrom in Form einer Folge von äquidistanten Rechteckimpulsen gleicher Amplitude zugeführt wird.4. encoder arrangement according to one of claims 1 to 3, d a -d u r c h g e k e n n n n z e i c h n e t that the semiconductors (10) of the sensors (1 and 2) a Operating current in the form of a sequence of equidistant square pulses of the same amplitude is fed. 5. Geberanordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Folgefrequenz der Rechteckimpulse wenigstens fünfzig Kilohertz beträgt.5. Encoder arrangement according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the repetition frequency of the square-wave pulses is at least fifty kilohertz amounts to. 6. Geberanordnung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für jeden Meßfühler (1, 2) dem elektronischen Auswerter (4) ein Schwellwertschalter (24) und eine diesem nachfolgende monostabile Kippschaltung (25) mit Rückstellverzögerung vorgeschaltet sind.6. encoder arrangement according to claim 4 or 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that for each sensor (1, 2) the electronic evaluator (4) a threshold switch (24) and a monostable trigger circuit following this (25) are connected upstream with a reset delay.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0093232A2 (en) * 1982-04-21 1983-11-09 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Magnetic length or angle measurement apparatus
EP0192812A2 (en) * 1985-01-28 1986-09-03 International Business Machines Corporation Position sensing system
EP0266585A1 (en) * 1986-10-14 1988-05-11 NAVSAT GmbH Rotation speed measuring apparatus with a magnetoresistive sensor, especially for anti-skid systems for vehicles
EP0491621A1 (en) * 1990-12-19 1992-06-24 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Angle position sensor with magnetoresistors
WO2008019988A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Electric motor with measuring system for positions or movements

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0276646B1 (en) * 1987-01-29 1990-04-11 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft m.b.H. Installation for taking-up or laying as well as transporting lengths of assembled track
JP4175868B2 (en) 2002-11-13 2008-11-05 株式会社ニフコ Hole plug

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0093232A2 (en) * 1982-04-21 1983-11-09 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Magnetic length or angle measurement apparatus
EP0093232A3 (en) * 1982-04-21 1986-12-30 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Magnetic length or angle measurement apparatus
EP0192812A2 (en) * 1985-01-28 1986-09-03 International Business Machines Corporation Position sensing system
EP0192812A3 (en) * 1985-01-28 1988-07-20 International Business Machines Corporation Position sensing system
EP0266585A1 (en) * 1986-10-14 1988-05-11 NAVSAT GmbH Rotation speed measuring apparatus with a magnetoresistive sensor, especially for anti-skid systems for vehicles
EP0491621A1 (en) * 1990-12-19 1992-06-24 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Angle position sensor with magnetoresistors
FR2670888A1 (en) * 1990-12-19 1992-06-26 Aerospatiale ANGULAR POSITION SENSOR WITH MAGNETORESISTANCES.
US5243279A (en) * 1990-12-19 1993-09-07 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Angular position detector employing magnetoresistors positioned in pairs at an electrical angle of one hundred and eighty degrees
WO2008019988A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Electric motor with measuring system for positions or movements
US7928611B2 (en) 2006-08-16 2011-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Electric motor with a measurement system for position or movement

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