DE2943439A1 - Anordnung zur bestimmung einer position auf der oberflaeche eines koerpers - Google Patents

Anordnung zur bestimmung einer position auf der oberflaeche eines koerpers

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DE2943439A1
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Jacques R Chamuel
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Description

- 7 Patentanwälte 2 9 4 3 A 3
Dipl-Ing Dipl.-Chem. Dipl-Ing.
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
Frnr. bergeistrasse 19
8 München 60
Unser Zeichen; C 3257 30.Oktober 1979
THE CHARLES :; i'ARK DRAPER LABORATORY, Inc. Cambridge, Massachusetts, V.St.A.
Anordnung zur Bestimmung einer Position auf der Oberfläche eines Körpers
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Anordnung zur Bestimmung einer Position in einem zweidimensionalen Koordinatensystem und insbesondere zur Bestimmung einer Position auf einer Oberfläche unter Verwendung elektromagnetischer Felder von sich ausbreitenden elastischen Wellen in einem Verzögerungsmedium.
Es ist oft erwünscht,eine Position auf einer Oberfläche bezüglich eines darauf befindlichen Bezugspunkts festzustellen, wobei die Position häufig in zwei Koordinaten angegeben wird. Beispielsweise soll oft die Position auf einer ebenen Oberfläche bezüglich eines Ursprungsbezugspunkts angegeben werden, so daß die Position in zwei Koordinaten, beispielsweise einer X-Koordinate und einer Y-Koordinate, angegeben werden kann. Solche Positionsbestimmungen werden in graphischen Datenverarbeitungsgeräten benötigt, in denen die Position eines Schreib-Schw/Ba
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— σ —
Stifts bezüglich einer festen Gruppe von Bezugskoordinaten bestimmt wird, wenn der Schreibstift über die Bezugsoberfläche bewegt wird. Solche Geräte, die auch als Schreibtafeln bekannt sind, ermöglichen dem Benutzer, graphische Punkte in digitaler Form auszudrücken und ihren Dateninhalt direkt für die Wiedergabe auf dem Bildschirm eines Datenverarbeitung:, terminals abzuspeichern.
Ein Beispiel eines solchen Geräts zur Digitalisierung von Koordinaten ist in der US-PS 3 648 277 beschrieben; bei diesem Gerät wird eine örtliche Magnetenergiequelle benutzt, die in Bezug auf eine Drahtmatrix angeordnet ist, wobei jeder der Drähte der Matrix in einer gemeinsamen Verzögerungsleitung endet. Solche Drahtmatrizen werden auch in weiteren ähnlichen Systemen benutzt, wie sie in den US-PSei 3 767 858, 3 851 097 und 3 886 311 beschrieben sind. In allen diesen Systemen wird eine Gittermatrix aus getrennten Drähten benutzt, die dicht bei der Oberfläche oder in der Oberfläche angebracht sind, auf der eine Position bestimmt werden soll. Das Auflösungsvermögen und die Genauigkeit einer solchen Positionsbestimmung ist dabei durch deiAbstand der Drähte begrenzt. Die Verwendung einzelner Drähte in einer Matrixanordnung erfordert außerdea ein äußerst genaues Anbringen der Drohte, was die Schwierigkeiten und die Kosten der Herstellung vergrößert; die auftretenden Probleme treten besonders bei der Herstellung kleiner zweidimensionaler Positionsbestimmungsanordnungen in Erscheinung, die ein sehr hohes Auflösungsvermögen erfordern.
RIn weiteres derzeit verfügbares GerMt, wird von der Firma Tectronics, Inc.
als Zeichentafel Modell-Nr. 59 43/54 hergestellt und vertrieben; bei dieser Zeichentafel wird eine Matrix aus Drähten in der oben erörterten Weise
verwendet.
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Im Hinblick auf die Grenzen des Auflösungsvermögens und die Genauigkeit solcher Geräte ist es erwünscht, ein Gerät zu schaffen, bei dem eine kontinuierliche Positionsbestimmung mit einem wesentlich höheren Auflösungsvermögen erzielt werden kann, wobei ein Aufbau verwendet wird, bei dem keine komplizierte Matrix aus einzelnen Drähten erforderlich ist, die genau in den X- und Y-Koordinatenrichtungen unter Aufwendung hoher Herstellung \osten ausgerichtet werden müssen.
Eine weitere Lösung ist in der US-PS 3 838 212 beschrieben. Bei dem in dieser Patentschrift beschriebenen Gerät wird ein Schreibstift verwendet, der einen Funken erzeugt, der an seinem Ort eine Schallenergie-Schockwelle mit kurzer Anstiegszeit hervorruft. Die Schockwelle breitet sich durch die Luft aus, und längs der X- und Y-Koordinaten angebrachte Empfänger sprechen auf die Vorderflanke der sich durch die Luft fortpflanzenden Schockwelle an, so daß ein Anzeigewert für die verstrichene Zeit zur Bestimmung der X- und Y-Koordinaten erzeugt wird.
In der US-PS 3 156 766 ist ein Sonar-Fernschreiber erläutert, bei dem von einer Glasplatte Gebrauch gemacht wird und der einen Schreibstiftwandler erfordert, der an einer zu bestimmenden Position mit der Glasplattenoberfläche in Kontakt steht. Mit den Rändern der Glasplatte in Kontakt stehende Gruppen piezoelektrischer Kristalle stellen die Ankunft eines mechanischen Impulssignals fest, das
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am Schreibstift erzeugt wird, damit die Schreibstiftposition aus den Laufzeiten des mechanischen Impulssignals zu jeder Gruppe bestimmt wird. In der US-PS 3 134 899 ist ein ähnliches System beschrieben, bei dem Gruppen piezoelektrischer Kristalle jeweils mit einem impulsförmigen Signal erregt werden und bei dem die Ankunft der mechanischen Impulssignale festgestellt wird, die in der Platte bei einem an der zu bestimmenden Position mit der Plattenoberfläche in Kontakt stehenden DeteJi'-orwandler induziert werden. Die Laufzeiten der mechanischen Impulssignale gestatten dann die Bestimmung der Position des Detektorwandlers.
Die Systeme, die in den US-PSen3 156 766 und 3 134 899 beschrieben sind, erfordern die Anwendung mechanisch induzierter Impulssignale, die das Auflösungsvermögen und die Genauigkeit der Positionsbestimmungen auf Grund mechanischer Einschränkungen der Geometrie des Schreibstifts und auf Grund von Unregelmässlgkeiten der Plattenoberfläche beeinflussen. Außerdem besteht auf Grund des Kontaktdrucks des Schreibstiftwandlers die Neigung, mehrere Schwingungstypen der mechanisch induzierten Impulssignale in der Platte 2u induzieren, deren Feststellung bei kurzen Laufzeiten schwierig ist. Außerdem ist es nicht möglich, ein einzelnes kontinuierliches Schwingungssignal des Längsschwingungstyps in den Systemen gemäß den beiden zuvor genannten USA-Patentschriften zu erzeugen, was die Fähigkeit solcher Systeme, Impulse mit geringer Streuung zu erzeugen, stark beeinträchtigt. Der ständige Kontakt zwischen dem sich bewegenden Schreibstift und der Plattenoberfläche führt zu einer Abnützung dieser Oberfläche und beeinflußt die Fähigkeit, saubere mechanische Impulssignale in dem Material
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zu induzieren. Die Kosten solcher Systeme scheinen relativ hoch zu sein, da in ihnen eine große Anzahl piezoelektrischer Wandler benötigt wird; solche Wandler erfordern auch einen Betrieb mit der gleichen elektrischen Phase, was zu einem schwierigen Problem bei der Herstellung und beim Zusammenbau führt.
Außerdem erfordemdie mechanisch induzierten Signale einen direkten Kontakt zwischen dem Schreibstift und der Platte. In AnwendungsfiU"1 -^n, in denen es erwünscht ist, ein auf einem Material mit niedriger Schalleitfähigkeit, beispielsweise auf einer Gummiplatte oder einem Teppich, vorhandenes Muster zu digitalisieren, ist es nicht möglich, mechanische Wellen zu induzieren, wenn beispielsweise die Gummiplatte auf der Glasplatte zwischen dem Schreibstift und der Glasplattenoberfläche angebracht wird.
Nach der Erfindung wird in einer beispielsweise für die Verwendung mit einer ebenen Oberfläche angepaßten X-Y-PositionsbeStimmungsanordnung eine Platte aus einem Material angewendet, in der elektromagnetische Felder aufrechterhalten werden können, die sich ausbreitenden elastischen Wellen zugeordnet sind; ferner wird ein Wandler verwendet, der dicht bei der Oberfläche bewegt werden kann und dessen Position bestimmt werden soll. Zwei Vorrichtungen zur Erzeugung ebener Wellen sind längs der Xr- und Y--Koordinaten angeordnet und überschneiden sich an einem Ursprungs-Bezugspunkt. Durch Anregen dieser Vorrichtungen werden ebene elastische Wellen erzeugt, denen in der Platte sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung elektromagnetische Felder zugeordnet sind. Der bewegliche Empfangswandler, der als effektive Punktquelle wirkt, stellt die Anwesenheit der elektromagnetischen Felder fest,
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die jeder der ebenen Wellen zugeordnet sind, wenn diese am Ort des Empfangswandlers vorbeilaufen. Wenn die elastischen Wellen in Form von Impulsen vorliegen, ergeben die Laufzeiten der ebenen Wellen von der Erzeugung zu ihrer Feststellung am Empfangswandler einen Meßwert für die Abstände zwischen dem Empfangswandler und jeder der Koordinatenachsen. Vienn die elastischen Wellen in Form von kontinuierlichen WeLlen vorliegen, ergibt die relative Phase zwischen den empfangenen und den erzeugten elektromagnetischen Feldern einen Meßwert für diese Abstände.
Die Ränder der Platte sind entsprechend abgeschlossen, damit Reflexionen der elastischen Wellen an diesen Rändern im wesentlichen eliminiert werden.
Die Anordnung zur Positionsfeststellung in einem X-Y-Koordinatensystea ermöglicht praktisch ein unbegrenztes Auflösungsvermögen, und sie kann unter Aufwendung vernünftiger Kosten hergestellt werden. Der Empfangswandler kann so ausgebildet werden, daß er ohne Berührung der Oberfläche der Platte arbeitet*
Die Erfindung -wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert* Es zeigen:
eine teils perspektivische teils als Blockschaltbild ausgeführte bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindungf
Fig.2 eine teils als Draufsicht teils als Blockschaltbild ausgeführte weitere Ausführungsforis der Erfindung xmd
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Fig.3 eine AlternativausfUhrung eines Teils der in Fig.1 dargestellten Anordnung, die zur Kompensation von Temperaturänderungen geeignet ist.
Eine bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung für die Verwendung bei einer ebenen Oberfläche ist in Fig.1 dargestellt. Wie in dieser Figur zu erkennen ist, ist die ebene Oberfläche von einer Platte 10 aus magnetostriktivem Material, beispielsweise ferromagnetischem Material, gebildet, die an ihren Rändern mit einem geeigneten Schwingungsdämpfungsmaterial 11, beispielsweise mit Dämpfungsgummi, versehen ist, damit Reflexionen einer elastischen Welle an den von den Rändern gebildeten Unstetigkeitsstellen verhindert werden. Längs rechtwinklig zueinander verlaufenden Rändern der Platte erstrecken sich Vorrichtungen zur Erzeugung ebener Wellen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einfache Drahtschleifen sein können, die ohne Berührung der Oberfläche 10 dicht bei dieser so verlaufen, daß sie sich an einem Uberkreuzungsbereich überschneiden, der als Ursprungsbeaugspunkt 11O" angegeben ist. Ein Empfangswandler 14, der eine dicht bei der Oberfläche 10 ohne Berührung angebrachte Spule sein kann, ist in Bezug auf die Plattenoberfläche 10 beweglich angeordnet; die Position dieses Empfangswandlers soll bestimmt werden. Wenn die Ausrichtung der eine elastische ebene Welle erzeugenden Vorrichtung 12 der Y-Achse und die Ausrichtung der eine elastische ebene Welle erzeugenden Vorrichtung 12 der Y-Achse und die Ausrichtung der eine elastische ebene Welle erzeugenden Vorrichtung 13 der X-Achse entspricht, kann die Position des tfmpfangswandlers 14 in X- und Y-Koordinaten-
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abständen in Bezug auf den Ursprungspunkt "O" ausgedrückt werden. Eine mittels eines Startschalters 20 aktivierte elektrische Signalquelle 15 wird dazu benutzt, Signale zur Anregung der Drahtschleifen 12 und 13 in einer durch den Multiplexer 16 multiplexierten Weise zu liefern, so daß durch diese Anregung ebene elastische Wellen erzeugt werden, denen elektromagnetische Felder zugeordnet sind; die ebenen Wellen wandern auf Grund der Magnetostriktion in der ferromagnetischen Platte. Die den die ebenen Wellen erzeugenden Drahtschleifen 12 und 13 zugeführten Signale können Impulse oder kontinuierliche Schwingungssignale sein; aus Gründen der Klarheit wird bei der vorliegenden Beschreibung davon ausgegangen* dafl die Quelle 15 impulsförmige Signale liefert. Eine Vormagnetisierung kann dadurch geschaffen werden, daß dem impulsförmigen Signal ein Gleichstromsignal überlagert wird, oder daß längs der Drahtschleifen lange Pennanentniagnetstreifen verwendet werden.
Auf Grund der Erregung der Drahtschleifen 12 und 13 werden ebene elastische Wellen erzeugt* die in der X-Richtung bzw. in der Y-Richtung wandern, wie Fig.1 zeigt. Beim Vorbeilaufen Jeder ebenen Welle am Empfangswandler 14 stellt dieser Empfangswandler die Anwesenheit der den Wellen zugeordneten elektromagnetischen Felder fest und liefert an seinem Ausgang ein elektrisches Signal.
Die Laufzeit der ebenen Wellen von den Brahtschleifen 12 und 13 zum Empfangswandler 14 ist ein Maß für die dazwischenliegenden X-und Tf-KoordinatenabstMnde., Diese Abstände können beispielsweise mit Hilie von zwei Zeit* interval!zählern 17 und 18 bestimmt werden. Das zur Anregung der Drahtschieife 12 verwendete Iispulssignal aus Quelle 13 wird dem Starteingang des ZMhlers 17
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während das zum Anregen der Drahtschleife 13 verwendete Signal dem Starteingang desZählers 18 zugeführt wird. Die multiplexierten Ausgangssignale des Empfangswandlers 14 werden den Stoppeingängen der Zähler 17 und 18 zugeführt, damit deren Zählvorgänge angehalten werden. Die Zählerausgangssignale repräsentieren dadurch die von den elastischen ebenen Wellen durchlaufenen X-und Y-Strecken, so daß dadurch die X-und Y-Positionen in Bezug auf den Ursprungspunkt "0" bestimmt werden. Die Zähler 17 und 18 können daraufhin in bekannter Weise wieder zurückgestellt werden, wie symbolisch durch RUckstellschalter 21 und 22 angegeben ist; dieser RUckstellvorgang kann auf Wunsch entweder manuell oder automatisch durchgeführt werden.
Da die von den Drahtschleifen 12 und 13 erzeugten ebenen Wellen kontinuierlich vom Ursprungspunkt längs der entsprechenden Ränder der Platte 10 entsprechend ihrer Koordinate ausgehen, ist das Auflösungsvermögen des Systems praktisch unbegrenzt, und die Feststellung kontinuierlicher Positionsänderungen des Empfangswandlers 14 in Bezug auf die Oberfläche ist möglich.
Die in Fig.1 dargestellte AusfUhrungsform wird zwar im Zusammenhang mit der Verwendung eines mit Impulsen arbeitenden Systems beschrieben, doch ist es auch möglich, mit kontinuierlichen Schwingungssignalen zum Anregen der Drahtschleifen 12 und 13 zu arbeiten, damit kontinuierliche elastische ebene Wellen erzeugt werden. Die Abstände können darin dadurch bestimmt werden, daß die Phasen der empfangenen Signale im wesentlichen so miteinander verglichen werden, wie in der US-PS 3 035 762 beschrieben ist.
Der radiale Abstand vom Ursprungspunkt zum Empfangswandler, der in Fig.1 als Abstand ρ angegeben ist, kann
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daraufhin unter Anwendung bekannter Rechenverfahren durch Berechnen des Werts VX + Y bestimmt werden. Außerdem kann der in Fig.1 angegebene Winkel θ aus den Meßwerten an den X und Y-Koordinaten durch eine entsprechende Berechnung des Werts tan" X/Y berechnet werden.
Der radiale Ab;:. Land ρ kann auch direkt bestimmt werden, ohne daß es nüxxr: ist, die obige Quadratwurzelberechnung durchzuführen, indem am Ursprungspunkt 11O" nach Fig.2 ein Sendewandler 23 des gleichen Typs wie der Empfangswandler 14 angebracht wird, und indem dieser Sendewandler 23 mit einem entsprechenden Inipulssignal oder einem kontinuierlichen Schwingungssignal mit geeigneter Multiplexierung mit den Signalen zur Erzeugung ebener Wellen angeregt wird. Das Anregen eines solchen Sendewandlers führt zu einer sich in allen Richtungen ausbreitenden elastischen Welle, der in der ferromagnetischen Platte elektromagnetische Felder zugeordnet sind; die Anwesenheit dieser Felder kann ύόιβ Empfangswandler 14 festgestellt werden, wenn sie sich an dieses vorbe!bewegen. Dieser Betrieb ermöglicht eine direkte Bestimmung des Abstandes zwischen den Wandlern 23 und 14. Der Abstand repräsentiert dann direkt den gewünschten radialen Abstand ρ ohne daß die oben erläuterte Quadratwurzelberechnung durchgeführt werden muß· Die zuletzt genannten Positionen müssen trotzdem noch festgestellt werden, damit der Winkel β gemäß den cb igen Erläuterungen bestimmt werden kann, falls dies erwünscht ist. Die Position des Empfangswandlers 14 kann also entweder in kartesischen Koordinaten (X, Y) oder in Polarkoordinaten ( P ,θ) bestimmt werden.
In Fig.3 ist eine modifizierte Anordnung dargestellt, die eine Kompensation von Teraperaturänderunge-n ergibt, dir* die Positions bestimmung auf Grund von Schwankungen
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der Ausbreitungsgeschwindigkeit der ebenen Wellen in der Anordnung beeinflussen. Wie in Fig.3 zu erkennen ist, sind an den den Treiberwandlern 12 und 13 gegenüberliegenden Rändern der Fläche 10 zusätzliche Empfangswandler 24 und 25 für ebene Wellen angebracht. Die Positionsbestimmung unter Verwendung der ebenen Wellen, die von den Treiberwandlern Λ? und 13 erzeugt werden, kann an Hand ihrer Laufzeiten von den Wandlern 12 und 13 zum Wandler 14 und zu den Wandlern 24 und 25 erfolp ■. Nach Fig.3 kann die X-Koordinatenposition beispielsweise aus dem Verhältnis der Laufzeit t. vom Wandler 12 zum Wandler 14 zur Gesamtlaufzeit t. + tp vom Wandler 12 zum Wandler 24, d.h. aus dem Verhältnis t^/Ct. + tp), bestimmt werden. Ein ähnliches Verhältnis besteht für die Messung der Y-Koordinate. Wenn sich die Temperatur ändert, nind die prozentualen Änderungen der Laufzeit t,. und der Gesamtlaufzeit t + tp gleich, so daß das Verhältnis dieser Größen auch bei Vorliegen solcher Temperaturänderungen konstant bleibt. Eine ähnliche Berechnung mit einor Kompensation von Änderungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit (beispielsweise auf Grund von Temperaturänderungen) ist in der US-PS 4 028 619 beschrieben.
Es sind hier zwar verschiedene Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden, doch können ohne weiteres im Rahmen der Erfindung Abänderungen vorgenommen werden. Beispielsweise können die Treiber- und Empfangswandler einen periodischen Aufbau haben. Das Verzögerungselement ist zwar als ein magnetostriktives Material unter Anwendung der elektromagnetischen Kopplung beschrieben worden, doch soll dies keine Einschränkung auf ein solches Material oder auf ein solches Kopplungsverfahren darstellen. Beispielsweise können auch leitende Materialien verwendet werden, in denen der Umsetzungsvorgnng auf Lorentzkräf ten beruht. Außerdem kann eine
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elektrostatische Umsetzung zur Erzeugung elektrostatischer ebener Wellen in piezoelektrischen Materialien oder zur Erzeugung magnetostatischer ebener Wellen in magnetischen Materialien angewendet werden, wie in der Technik bekannt ist. In allen Fällen sind den sich ausbreitenden Signalen elektromagnetische Wellen zugeordnet, wobei der Ausdruck "elektromagnetisches Feld" sowohl elektrostatische als auch magnetostatische Felder umfassen soll.
Die Oberfläche des ebenen Körpers kann unter Anwendung verschiedener Verfahren, beispielsweise durch Plattieren, durch Anwendung galvanoplastischer oder pudermetallurgischer Verfahren, durch Abscheidungsverfahreji oder weitere dem Fachmann bekannte Verfahren hergestellt werden.
Zur Vermeidung der Zeitmultiplexierung können an die Treiberwandler auch Signale mit zwei verschiedenen Frequenzen gleichzf?iti£, angelegt werden; die Signale von den Empfangswandlern können dann in geeigneter Weise gefiltert und im wesentlichen gleichzeitig getrennten Äsitionsbestimmungsvorrichtungen zugeführt werden. Auch eine Temperaturkompensation kann unter Anwendung einer Phasenregelschleife bezüglich der Bestimmung der X-Koordinate und der Y-Koordinate im wesentlichen in der gleichen Weise eingesetzt werden, wie in der US-PS h 035 762 beschrieben ist.
Die Erfindung ist hier unter Bezugnahme auf spezielle Ausfuhrungsbeispiele beschrieben wrden, doch ist für den Fachmann ohne weiteres erkennbar, daß im Hahmen der Erfindung auch Abwandlungen dieser Äusführungsbeispieie möglich sind.
Ö30021/OSSS
Leerseite

Claims (1)

  1. Patentanwälte O Q / ο / ο q
    "1O1 -'"f|. Dipl -Chem. Uipl lug.
    E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
    Ernsbergerstrasse 19
    8 München 60
    Unser Zeichen: C 3257 30.Oktober 1979
    THE CHARLES .'.VAtIK DRAPER LABORATORY, Inc. Cambridge, Massachusetts, V.St.A.
    Patentansprüche,
    1y Anordnung zur Bestimmung einer Position auf der Oberfläche eines Körpers, in dem sich elastische Oberflächenwellen ausbreiten können, denen elektromagnetische Felder zugeordnet sind, gekennzeichnet durch eine erste Vorrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals, das eine in dem Körper in einer ersten Richtung wandernde elastische ebene Welle hervorruft, wobei dem Signal ein elektromagnetisches Feld zugeordnet ist, eine zweite Vorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Signals, das eine in dem Körper in einer zweiten Richtung unter einem vorbestimmten Winkel bezüglich der ersten Richtung wandernde elastische ebene Welle hervorruft, wobei dem Signal ein elektromagnetisches Feld zugeordnet ist, eine Detektorvorrichtung zur Feststellung der Anwesenheit der den beiden Signalen zugeordneten elektromagnetischen Felder, wenn sich die von den Signalen hervorgerufenen ebenen Wellen an der Detektorvorrichtung vorbeibewegen, wobei die Detektorvorrichtung an einer festzustellenden Position angeordnet ist, und eine Vorrichtung, die abhängig von der Detektorvorrichtung und den beiden Signalerzeugungsvorrichtungen die Jeweiligen Abstände zwischen den beiden Signalerzeugungsvorrichtungen und der Detektorvorrichtung bestimmt.
    Schw/Tia 030021/0665
    2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus magnetostriktivem Material besteht.
    3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus piezoelektrischem Material besteht.
    A. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper euis elektrisch leitendem Material besteht.
    5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetf daß der ausgewählte Winkel so bemessen ist, daß die beiden Richtungen senkrecht zueinander verlaufen.
    6„ Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Signalerzeugungsvorrichtung und die zweite Signalerzeugungsvorrichtung verteilte Vorrichtungen sind und sich längs Richtungen erstrecken, die zwei senkrecht zueinander verlaufende, sich an einem Ursprungsbezugspunkt schneidende Koordinaten bilden, und daß die Jeweiligen Abstände die Abstände von dem Ursprungsbezugspunkt in Jeder der Koordinatenrichtungen sind,
    7. Anordnung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signalerzeugungsvorrichtungen Jeweils einen verteilten Wandler enthalten» der sich in der Jeweils zugehörigen Koordlnatanrichtung erstreckt, vnd UbQ sie äußerem eine Signalanregungselnrichtung enthalten, sit deren Hilfe an die beiden verteilten Wandler Jeweils ein elektrisches Signal zur Erzeugung der beiden die elastischen etoeaen Wellen hervorrufenden Signale angelegt wird.
    8« Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verteilten Wandler Jeweils aus einer Drahtschleife bestehen, die nahe der Oberfläche des Körpers
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    angebracht ist und sich in jeweils einer der beiden Richtungen erntreckt.
    9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung einen Detektorwandler zur Erzeugunr elektrischer Empfangssignale in Abhängigkeit von der bestst» llung der Anwesenheit der elektromagnetischen Felder enthäli , die den die ebenen Wellen hervorrufenden Signalen zugeordnet sind, und daß die Vorrichtung zur A bstandsbestimniung für die Abstandsbestimmung in Abhäigigkeit von den den beiden verteilten Wandlern zugeführten elektrischen Signalen und von den vom Detektorwandler erzeugten elektrischen Empfangssignalen arbeitet.
    10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen ersten Zeitraultiplexer zum Anlegen der elektrischen Signale an die beiden verteilten Wandler in multiplexierter Weise und einen zweiten Zeitmultiplexer zur Abgabe der elektrischen Empfangssignale von dem Detektorwandler in multiplexierter Weise.
    11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalanregungsvorrichtung an die beiden verteilten Wandler impulsförmige Signale anlegt, und daß der Detektorwandler ebenfalls impulsförmige Signale erzeugt.
    12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsbestimmungsvorrichtung eine Zählvorrichtung enthält, die abhängig von den angelegten Impulssignalen und von den empfangenen Impulssignalen die jeweiligen Abstände bestimmt.
    13. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalanregungsvorrichtung an die beiden verteilten Wandler kontinuierliche Schwingungssignale anlegt und daß
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    der Detektorwandler kontinuierliche Schwingungssignale erzeugt.
    V-t. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ursprungsbezugspunkt ein weiterer Wandler angebracht ist, der ein Signal erzeugt, das eine sich in dem Körper nach allen Richtungen ausbreitende elastische Welle erzeugt, daß die Detf .-k tor vorrichtung in Anwesenheit dieser sich nach allen dichtungen ausbreitenden elastischen Welle feststellt, wenn s i-e sie], an der Detektorvorrichtung vorbeibewegt, und daß die Abstandsbestimmungsvorrichtung eine Einrichtung enthält, die in Abhängigkeit von dem zusätzlichen Wandler und von der Detektorvorrichtung den Abstand zwischen dem Urερrungsbezugspunkt und der Detektorvc-rrichtung bestimmt.
    15. Anordnung zur Bestimmung einer Position auf einer ebenen Oberfläche eines Korpers, in dem sich elastische Wanderwellen ausbreiten könne»,gekennzeichnet durch einen ersten verteilten Wandler, der sich längs einer X-Koordinatenricfttung erstreckt und ein erstes, eine elastische ebene Welle hervorrufendes Signal erzeugt, dem ein e3ektromagnetisehes Feld zugeordnet ist, wobei sich diese Welle in dem Körper in einer ersten Richtung im wesentlichen senkrecht zu der X-Koordinatenrichtung ausbreitet, einen zweiten verteilten Wandlerf der sich längs einer Y-Koordinatenrichtung erstreckt und ein zweites, eine elastische ebene Welle hervorrufendes Signal erzeugt, dem ein elektromagnetisches Feld zugeordnet ist, wobei sich die Welle in dem Körper in einer zweiten Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Y-Koordinatenrichtung ausbreitet und wobei die X-und Y-Koordinatenrichtungen im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und sich in einem
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    Ursprungsbezugspunkt schneiden, eine Signalanregungsvorrichtung zum Anlegen eines ersten und eines zweiten elektrischen Signals an den ersten bzw. den zweiten verteilten Wandler zur Erzeugung der beiden die ebenen Wellen hervorrufenden Signale, einen Empfangswandler, der an einer festzustellenden Position angebracht ist, und die Anwesenheit der den beiden, die ebenen Wellen hervorrufenden Signalen zugeordneten Felder feststellt, wenn sich die Wellen an dem Empfangswandler vorbeibewegen, wobei der Empfangswandler in Abhängigkeit von der Feststellung elektrische Empfangssignale erzeugt, und eine auf die beiden angelegten elektrischen Signale und auf die elektrischen Empfangssignale ansprechende Vorrichtung zum Bestimmen der Position des Empfangswandlers an Hand der Abstände längs der X-und Y-Koordinatenrichtungen.
    16. Anordnung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die auf die X-und Y-Koordinatenabstände anspricht und den Abstand zwischen dem Ursprungsbezugspunkt und dem Empfangswandler berechnet.
    17. Anordnung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die abhängig von den X-und Y-Koordinatenabständen in Bezug auf eine der Koordinatenrichtungen den Winkel einer Linie berechnet, die den Abstand zwischen dem Ursprungsbezugspunkt und dem Empfangswandler sowie der Position des Empfangswandlers berechnet.
    18. Anordnung nach Anspruch 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Ursprungsbezugspunkt ein zusätzlicher Wandler angebracht ist, der ein Signal erzeugt, das eine sich in dem Körper nach allen Richtungen ausbreitende
    030021 /0665
    elastische Wanderwelle hervorruft, daß der Empfangswandler die Anwesenheit der sich nach allen Richtungen ausbreitenden Wanderwelle festeteilt, wenn sie an ihm vorbeiläuft, und daß eine abhängig von dem zusätzlichen Wandler und von dem Empfangswandler arbeitende Vorrichtung den Abstand zwischen dem Ursprungsbezugspunkt und dem EmpfangswancUer bestimmt.
    030021 /06€S
DE19792943439 1978-11-02 1979-10-26 Anordnung zur bestimmung einer position auf der oberflaeche eines koerpers Withdrawn DE2943439A1 (de)

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