DE2741515A1 - Vorrichtung zum genauen messen von laengen - Google Patents
Vorrichtung zum genauen messen von laengenInfo
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- 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
- G01D5/12—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 using electric or magnetic means
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- G01D5/2006—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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
PATENTANWALT
DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIWS 3 Hannover
WOLFSTRASSE 24 ■ TELEFON(05tl)834530 <fc ' H IO '
13. September 1977
Dr. J/K
Meine Akte: 2418
Vorrichtung zum genauen Messen von Längen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum genauen Messen von Längen.
Die einzelnen Verfaiiren zum genauen Messen von Längen,
d.h. zum Messen mit einer Genauigkeit von ca. 1 /im, können
am besten nach ihrem Meßbereich geteilt werden. Die Erfindung betrifft das genaue Messen von Längen in einem mittleren
Meßbereich, d.h. bis zu ca. 200 mm.
Für den niedrigen Meßbereich (bis zu ca. 10 mm) wird eine Reihe von mechanischen, optischen und elektronischen Meßvorricütungen
benutzt. Als mechanische Meßvorrichtungen
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sind mechanische Tastgeräte, als optische Heßvorrichtungen verschiedene Sorten von Mikroskopen, als elektronische
Meßvorrichtungen verschiedene Sorten von Induktions-, Kapazitäts- und YJiderstandsabnehmern bekannt.
Für den mittleren und großen Meßbereich (von ca. einigen Metern) wird ebenfalls eine Reihe von mecnaniscuen, optischen
und elektronischen Vorrichtungen benutzt. Als mechanische Meßvorrichtungen sind Vorricntungen mit einem Meßpaar
Schraube-Mutter oder Zahnkamm-Hitze1, als optische Meßvorrichtungen Strichmaßstäbe, als elektronische Meßvorrichtungen
hauptsächlich Induktosyne und Laserinterferrometer bekannt. Trotz einer Vielzahl einsetzbarer Meßvorricutungen
verschiedener Systeme bleibt das genaue Messen von Längen in einem großen Meßbereich ein bedeutendes Problem
der Meßtechnik. Die angeführten mechanischen Vorrichtungen erreichen nicht die gewünschte Genauigkeit, die
optischen Vorrichtungen verursachen Schwierigkeiten hauptsächlich bei numerischer Verarbeitung der Meßdaten, die
Induktosyne weisen Probleme sowohl hinsichtlich der gewünschten Genauigkeit als auch hinsicntlich ihrer Kompliziertheit
auf, und die Laserinterferrometer sind so kompliziert,
daß sie für eine praktische Anwendung bisher nicht geeignet sind.
Die Erfindung beseitigt diese Mangel und schafft mit sehr einfachen Mitteln eine Möglichkeit des genauen Messens von
Längen in dem mittleren Meßbereich, die zur Auswertung der Meßdaten bereits bei Induktosynen vielfältig benutzte elektronische
Vorrichtungen heranziehen kann.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in der Nähe des Gewindes einer rotierenden Schraube aus einem ferromagnetischen
Material zwei Abtastköpfe befestigt sind, die in der Richtung der Schraubenachse verschiebbar sind, in denen
zwei Wechselspannungen mit einer Frequenz induziert werden, die durch das Vielfache der Dreh- und Gangzahl
der Schraube gegeben ist, wobei sich die Phase dieser Spannungen um 360° ändert, wenn die Abtastköpfe gegeneinander
um diejenige Entfernung versetzt werden, die durch die axiale Teilung des Schraubengewindes gegeben ist.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
Die Meßschraube 1 aus ferromagnetischem Material rotiert in Lagern 2 mit Hilfe eines Elektromotors 3· In der Nähe
des Gewindes der Schraube 1 sind die Abtastköpfe 4-, 5
befestigt, die mit Gliedern 6, 7 verbunden sind, die in der Richtung der Achse der Schraube 1 verschiebbar sind.
Die Abtastköpfe 4-, 5 sind mit Permanentmagneten 8, 9 für
die Vormagnetisierung versehen.
Durch Drehen der Schraube 1 werden in Wicklungen der Abtastköpfe
4, 5 cLie Wechselspannungen mit der Frequenz
f = η . ζ
induziert, wo
η - Drehzahl der Schraube 1 (Drehung/sec) ζ - Gangzahl der Schraube 1
bedeutet.
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So werden zum Beispiel bei einer Drehzahl der Schraube 1 η = 50 Umdr./sec und der Gangzahl der Scnraube ζ = 20 in
den Abtastköpfen 4, 5 Wechselspannungen mit der Frequenz
f = η . ζ= 1000 Hz
induziert.
induziert.
Diese Spannungen werden im Verstärker 10 verstärkt und ihre Phase wird durch einen Phasenmesser 11 gemessen. Den
Wert der Phase/ zeigt ein Anzeiger 12 an.
Bei einer relativen Verschiebung der beiden Köpfe 4, 5
um den Wert ^X , die dem wert der axialen Teilung s der
Schraube 1 gleicht, also für/\\ = s, ändert sich die Phase
der induzierten Spannungen um ^ ^f = 360°.
Bei einer relativen Verschiebung der beiden Köpfe 4, 5
um den Wert Δ* , die kleiner als der Wert der axialen
Teilung s ist, entsteht auch eine Phasenänderungzlψ ,
die kleiner ist als 360°. Allgemein kann das Verhältnis zwischen der relativen Verschiebung^.X der Köpfe 4, 5
und der Änderung der Phase Δ Ψ der induzierten Spannungen
durch den Ausdruck
ausgedrückt werden,
wobei die Konstante k = j-rn ist.
Daraus ist ersichtlich, daß das Wesen der Erfindung in einer Vorrichtung zum genauen Messen der Längen besteht,
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bei der die Größe der zu messenden Länge durch die Größe der Phase der zwei Wechselspannungen gegeben ist.
Es handelt sich also um eine Phasenraeßmethode mit einem Austritt, der dem Austritt des Induktosyns ähnlich ist.
Das ist ein großer Vorteil, denn zur Verarbeitung der Angaben können ohne größere Zurichtungen die für Induktosyne
entwickelten Vorrichtungen benutzt v/erden. Es ist also in manchen Fällen möglich, einen Induktosyn durch
die Vorrichtung nach der Erfindung ohne eine größere Rekonstruktion des elektronischen Teiles bei einer gleichzeitigen
wesentlichen Erhöhung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu ersetzen.
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Claims (1)
- Patentanspruch :Vorrichtung zum genauen Messen von Längen, dadurch gekennzeichnet,daß in der Nähe des Gewindes der rotierenden Schraube (1) aus einem ferroraagnetischen Material zwei Abtastköpfe (4,5) befestigt sind, in denen zv/ei '.Vecnselspannungen mit einer Frequenz induziert worden, die durch das Vielfache der Dreh- und Gangzanl der Scnraube (1) gegeben ist, wobei die Phase dieser Spannungen sicn um 3öO ändert, wenn die Abtastköpfe (4,5) einander um die Entfernung versetzt v/erden, die durch die axiale Teilung des Gewindes der Schraube (1) gegeben ist.809812/0840ORIGINAL INSPECTEt
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS603276A CS189245B1 (en) | 1976-09-17 | 1976-09-17 | Device for exact measuring the lenght |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2741515A1 true DE2741515A1 (de) | 1978-03-23 |
Family
ID=5406449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772741515 Withdrawn DE2741515A1 (de) | 1976-09-17 | 1977-09-15 | Vorrichtung zum genauen messen von laengen |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS189245B1 (de) |
| DE (1) | DE2741515A1 (de) |
| FR (1) | FR2365100A1 (de) |
| IT (1) | IT1084768B (de) |
-
1976
- 1976-09-17 CS CS603276A patent/CS189245B1/cs unknown
-
1977
- 1977-09-15 DE DE19772741515 patent/DE2741515A1/de not_active Withdrawn
- 1977-09-16 IT IT2765177A patent/IT1084768B/it active
- 1977-09-16 FR FR7728062A patent/FR2365100A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS189245B1 (en) | 1979-04-30 |
| IT1084768B (it) | 1985-05-28 |
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| FR2365100A1 (fr) | 1978-04-14 |
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