DE3231701A1 - Verfahren und vorrichtung zum eichen eines laengenmessgeraetes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum eichen eines laengenmessgeraetes

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Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Eichen eines Längenmeßgerätes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Eichen eines Längenmeßgerätes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und auf eine Eichvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Um berührungsfrei,■etwa nach der Laser-Doppler-Methode, aber auch mechanisch, z.B. mit Hilfe eines Meßrades arbeitende Längenmeßgeräte mit hoher Genauigkeit eichen oder auf etwa durch Verschleiß oder durch eine Änderung des Prüflingsmaterials bedingte Meßfehler hin überprüfen und ggf. nachkorrigieren zu können, muß eine möglichst große, exakt vorvermessene Kalibrierlänge des Prüflingsmaterials durch das Meßgerät hindurchgeführt werden, so daß sich aus einem Vergleich der vorher bestimmten Kalibrierlänge mit der Längenanzeige des Meßgerätes ein entsprechender Eich-oder Korrekturfaktor ergibt. Die Darstellung großer Kalibrierlängen des Prüflingsmaterials, die bis zu einigen km betragen können, ist jedoch sehr aufwendig und nur äußerst schwierig ohne Vermessungsfehler, die sich dann ihrerseits verfälschend auf den ermittelten Eich-oder Korrekturfaktor des Meßgerätes auswirken, durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der beanspruchten Art zu schaffen, durch die sich eine zum exakten Eichen des Meßgerätes ausreichend große Kalibrierlänge des Prüflingsmaterials in einfacher Weise und mit hoher Genauigkeit darstellen läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Ansprach 1 ge-5 kennzeichnete Verfahren bzw. die im Anspruch 5 gekennzeichnete Eichvorrichtung gelöst.
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Eine besonders "bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 gekennzeichnet, weitere, zweckmäßige Verfahrens-und Vorrichtungsmerkmale sind in den Ansprüchen 3 und 4 "bzw. 6 bis 9 "beinhaltet.
Erfindungsgemäß wird nur eine sehr kleine, das Meßnormal in Form einer End"Vosschleife bildende Basislänge des Prüflingsmaterials benötigt, die in zyklischer Folge wiederholt durch das zu eichende Meßgerät hindurchgeführt wird, und um eine um ein beliebiges Vielfaches größere Kalibrierlänge mit hoher Genauigkeit darzustellen, genügt es, die Anzahl der Umläufe und die Eigenlänge dieses Meßnormals genau zu ermitteln, was "durch einfache Zählung der Durchgänge einer auf dem Meßnormal angebrachten Markierung und eine wegen der geringen Länge unproblematischen Vermessung der Endlosschleife keinerlei Schwierigkeiten bereitet.
Um die Endlosschleife möglichst unter den gleichen Bedingungen wie (später) den Prüfling durch das Meßgerät hindurch zufuhren und dadurch die Genauigkeit des Eichvorgangs weiter zu erhöhen, ist gemäß~den Ansprüchen 3» 4 und 6 bis 8 vorzugsweise eine variable Einstellung des Neigungs-bzw. Umschlingungswinkels der Endlosschleife bezüglich des Meßgerätes, sowie eine Zugspannungs- und/oder Geschwindigkeitsregelung vorgesehen. Eine in dieser Hinsicht verfeinerte Einstellmöglichkeit, die es gestattet, beliebig vorgegebene Zugspannungs- und/oder Geschwindigkeitsänderungen, die bei der späteren, tatsächlichen Vermessung des Prüflings im Meßgerät eingehalten werden, etwa wenn eine sehr große Drahtlänge auf eine hinter dem Meßgerät angeordnete, intermittierend oder mit konstanter Drehzahl angetriebene Spule aufgewickelt wird, bei der Ermittlung des Eich-oder Korrekturfaktors zu berücksichtigen, ist im Anspruch 9 angegeben.
Die Erfindung wird nunmehr beispielsweise in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, die in schematischer Darstellung eine Eichvorrichtung mit einem an dieser positionierten, mechanischen Längenmeßgerät zeigt.
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Die Eichvorrichtung 2 enthält, montiert auf einer Bodenplatte 4, eine Umlenkrollenanordnung 6, deren Rollen 8 bis 16 auf fest mit der Platte 4 verbundenen Drehachsen gelagert sind, wobei die Rolle 16 eine Antriebsrolle mit zugeordnetem Antriebsmotor 18 bildet, während die Rollen 20, 22 jeweils in Längsführungen 24 bzw. 26 einstellbar an der Platte 4 angeordnet sind, die Rolle 2X zur Messung der Zugspannung dient und ihr Lagerbock 30 zu diesem Zweck als entgegen der Kraft von Druckfedern 32 begrenzt verschieblich und mit einem zugeordneten, zugspannungssignalerzeugenden Weggeber 34 dargestellt ist, und die mit ihrem Lagerbock/längsverschieblich an der Platte 4 geführte Rolle 38 als von einem pneumatischen Stellmotor 40 her mit einer regelbaren Federkraft beaufschlagbare Spannrolle ausgebildet ist.
Zwischen den Rollen 20 und 22 befindet sich eine Halterung 42, üurch die das zu eichende Längenmeßgerät 44, das als mechanisches Meßgerät mit einem Meßrad 46 und einer Längenmeßanzeige 48 dargestellt ist, auf der Bodenplatte 4 fixiert wird.
Um die Umlenkrollenanordnung 6 und das Meßrad 46 ist in der gezeigten Weise zickzack-förmig eine Endlosschleife 50 geschlungen, die aus dem gleichen, flexiblen, z.B. drahtförmigen Prüflingsmaterial hergestellt ist, für das auch das Meßgerät 46 Verwendung finden soll. Die Endlosschleife 50 hat eine exakt ermittelte Eigenlänge, die entweder vorvermessen ist, aber auch während des Eichvorgangs insbesondere für den Pail, daß die Endlosschleife 50 unter Zugspannungs-und/oder Temperatureinwirkungen Längenänderungen erfährt, laufend bestimmt werden kann, etwa mit Hilfe von (nichtgezeigten) Koordinaten-Meßwertgebern, mit denen die Lage der Drehachsen der Umlenkrollen und aus'' diesen in einem Rechner (ebenfalls nicht dargestellt) unter Berücksichtigung des Durchmessers der einzelnen Rollen die Geometrie der Umlenkrollenanordnung und daraus die effektive Länge der um diese gespannten Endlosschleife 50 genau zu errechnen ist.
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Die Endlosschleife 50 bildet also für die Eichvorrichtung 2 ein Meßnormal genau ermittelter Basis länge und ist mit einer Markierung 52 versehen, die bei jedem Durchgang an einem Lesekopf 54, etwa einer Reflexlichtschranke, einen Signalimpuls erzeugt, der unmittelbar einem Digitalzähler 56 zugeführt wird.
Zum Eichen des Meßgerätes 44 wird zunächst der Umschlingungswinkel der Endlosschleife 50 ,am Meßrad 46 mit Hilfe der Rollen 20 und 22 gleich wie bei der (späteren) tatsächlichen Längenmessung des Prüflingsmaterials im Meßgerät 44 eingestellt, und dann die Rolle 38 unter Zugspannung gesetzt und der Motor 18 eingeschaltet, so daß die Endlosschleife 50 umläuft und bei jedem Umlauf den Digitalzähler 56 um einen Zählimpuls weiterschaltet und gleichzeitig die Längenmeßanzeige 48 des Meßgerätes 44 mitläuft. Die auf diese Weise mit hoher Genauigkeit darstellbare Drahtlänge, die sich als Produkt von Basislänge des Meßnormals und Anzahl der Zählimpulse ergibt, ist praktisch unbegrenzt und kann mehrere km betragen. Das Auflösungsvermögen ist allein durch die Länge der Endlosschleife 50 oder, falls mehrere Markierungen 52 angebracht werden, durch den Abstand der Markierungen begrenzt. Bei Erreichen einer ausreichend hohen Zählimpulsmenge und dadurch realisierten Materiallänge wird diese mit der Längenmeßanzeige 48 verglichen und daraus ein entsprechender Eich-oder Korrekturfaktor für das Meßgerät ermittelt.
Schlupfeffekte etwa zwischen Antriebsrolle 16 und Endlosschleife 5.0 haben keine negative Auswirkung auf die Genauigkeit der durch Umlauf der Endlosschleife 50 am Leser 54, 56 dargestellten Materiallänge, und auch ZugspannungsSchwankungen sind an sich ohne Einfluß, solange ein Durchhängen der Endlosschleife 50 vermieden wird. Um jedoch Zugspannungs-und/oder Geschwindigkeitsänderungen,, die später bei der tatsächlichen Benutzung des Meßgerätes 44 am Prüflingsmaterial auftreten und das Meßergebnis des Meßgerätes verfälschen, bei :.er Eichung zu berücksichtigen, bietet die Eichvorrichtung zusätzlich die Möglichkeit, einen irgenderwünsch« ten, den Meßbedingungen bei der späteren Verwendung des Meßgerätes 44 entsprechenden Zugspannungs-und Geschwindigkeitsverlauf
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einzustellen. Zu diesem Zweck werden die Drehzahl des Antriebmotors 18 einerseits und der Luftdruck des Stellmotors 40 über ein elektrisch betätigtes Steuerventil 58 andererseits durch eine Steuereinheit 60 reguliert, in der die entsprechende:
Sollwerte in Abhängigkeit von der jeweils dargestellten Materia länge bzw. Zählimpulsmenge gespeichert sind. Die Steuereinheit 60 wirkt also als Sollwertgeber, der den jeweils zutreffenden Sollwert in Abhängigkeit von der Zählimpulsmenge des Digitalzählers 56 ermittelt und diesen einerseits mit der tatsächliehen Umlaufgeschwindigkeit der Endlosschleife 50 vergleicht und den Antriebsmotor 18 entsprechend nachreguliert und andererseits das Steuerventil 58 entsprechend der Abweichung der Soll-Zugspannung von dem vom Meßwertgeber 34 her gemeldeten Zugspannungs-Istwert betätigt. Somit lassen sich die tatsächlichen Meßbedingungen des Meßgerätes 44, etwa ein allmählich abnehmender Zugspannungsverlauf und ein wiederholtes Stillsetzen und erneutes Anfahren des zu vermessenden Prüflings, realistisch in der Eichvorrichtung 2 simulieren und bei der Ermittlung des Eich-oder Korrekturfaktors berücksichtigen.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE
1.J Verfahren zum Eichen eines Längenmeßgerätes für ein flexibles, draht-,faden-oder bandförmiges Prüflingsmaterial, dadurch gekennzeichnet , daß von dem Prüflingsmaterial ein Meßnormal in Form einer Endlosschleife hergestellt, das Meßgerät im Zuge der Endlosschleife angeordnet, diese kontinuierlich umlaufend angetrieben und die dabei das Meßgerät passierende Materiallänge unabhängig von der Meßgerätanzeige ermittelt wird, bis nach wiederholtem Umlauf der Endlosschleife eine erwünscht hohe Materiallänge dargestellt ist, und anschließend durch Vergleich der so dargestellten Materiallänge mit der Längenanzeige des Meßgerätes ein Eich-oder Korrekturfaktor gewonnen wird.
2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hnet, daß die Endlosschleife mit mindestens einer Markierung versehen und hinsichtlich ihrer Eigenlänge genau vermessen wird und für jeden Umlauf der Endlosschleife ein Impuls der Markierung gezählt wird, bis bei Erreichen einer bestimmten Zählimpulsmenge durch die entsprechende Anzahl der Umläufe und die Eigenlänge des Meßnormals die erwünscht hohe Materiallänge dargestellt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkwinkel der Endlosschleife im Meßgerät auf den gleichen Wert wie bei der tatsächlichen Längenmessung des Prüflings eingestellt wird.
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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Zugspannung, Geschwindigkeit und/oder Temperatur der Endlosschleife beim Umlauf im wesentlichen gleich hoch wie bei der tatsächlichen Längemessung des Prüflings im Meßgerät gehalten wird.
5. Eichvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, für ein Meßgerät zur Längenmessung eines flexiblen, draht-,faden-oder bandförmigen Prüflings, gekennzeichnet durch eine Umlenkrollenanordnung (6) zur Aufnahme einer mit mindestens einer Markierung (52) versehenen Endlosschleife (50) bestimmter Eigenlänge aus dem im Meßgerät (44) zu vermessenden Prüflingsmaterial, einen im Bereich der Streckenführung der Umlenkrollenanordnung angebrachten, bei jedem Durchgang der Markierung um eine: Zählimpuls weiterschaltenden Lesekopf (54,56) und eine das Meßgerät im Zuge der Endlosschleife fixierende Halterung (42)
6. Eichvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeic net, daß der Neigungs-oder Umschlingungswinkel der Endlosschleife (50)bezüglich des Meßgerätes (44) auf einen bei der tatsächlichen Längenmessung des Prüflings vorhandenen Wert ei] stellbar ist.
7... Eichvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollenanordnung (6) mit einem Zugspannungsregler (38, 40, 58) für die Endlosschleife (50) versehen ist.
8. Eichvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, g e k e η ή· zeichnet durch einen geschwindigkeitsgeregelten Antrieb für die Endlosschleife (50).
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9. Eichvorrichtung nach Anspruch. 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zugspannungsregler bzw. dem Antrieb ein vorprogrammierter, in Abhängigkeit von der am Lesekopf (54, 56) gezählten Impulsmenge arbeitender Sollwertgeber (60) zugeordnet ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE729673C (de) * 1940-05-19 1942-12-21 Allg Elek Citaets Gesellscahft Einrichtung zum Feststellen der relativen Lage der Bilder oder Druckmarken von Papier- oder Stoffbahnen
DE2927751A1 (de) * 1979-07-10 1981-01-29 Gustav Roelle Vorrichtung zur laengemessung von gegenstaenden

Patent Citations (2)

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