DE3608384A1

DE3608384A1 - Method for measuring displacements, in particular for the absolute measurement of short displacements, via the propagation time of pulses in a material support medium, and associated device for carrying out the method

Info

Publication number: DE3608384A1
Application number: DE19863608384
Authority: DE
Inventors: Guenther Obstfelder; Gerhard Kreutze; Winfried Luettig
Original assignee: F&O Electronic Systems GmbH and Co
Current assignee: F&O Electronic Systems GmbH and Co
Priority date: 1986-03-13
Filing date: 1986-03-13
Publication date: 1987-09-17
Also published as: DE3608384C2

Abstract

The invention relates to a method for measuring displacements by means of the propagation time of pulses in a support medium by means of a calibration section and a measurement section, which are traversed by a pulse which, upon reception, is converted in each case into an electric signal. The sections are each assigned an electronic pulse count store (integrated-demand memory) which are started at the beginning of the propagation time of the pulse, are subjected during the propagation time to a high counting frequency, which they store, and are stopped at the end of the propagation time. The summing results of the pulse count stores are used to determine the relative measurement section length with respect to the calibration section length. For the purpose of absolute length measurement, the counting frequency is selected as a function of the rate of propagation of the pulse in accordance with the incremental measurement accuracy in such a way that the calibration section is subdivided by the counting frequency into the maximum number of increments, and the difference is formed from the contents of the pulse count stores. In the case of a support medium which is not constant, the counting frequency is selected in such a way that at the highest occurring rate of propagation of the pulse a number of counting pulses is still stored which is larger than required by the measurement accuracy. The quotient is formed from the incremental number of the measurement accuracy and the pulses counted in the pulse count store for the calibration section, and the pulse number in the measurement section pulse count store is applied to it. The result is equal to the absolute displacement in increments. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von Wegen, insbesondere zur absoluten Messung von kleinen Wegen, über die Laufzeit von Impulsen in einem materiellen Trägermedium mittels einer Eichstrecke und einer Meßstrecke, die beide von einem erzeugten Impuls eines Impulssenders durchlaufen werden; ebenso betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for measuring paths, especially for the absolute measurement of small paths over the running time of impulses in a material carrier medium by means of a Calibration section and a measuring section, both generated by a pulse be run through a pulse transmitter; the invention also relates a device for performing the method.

Durch die DE-OS 32 06 396 ist eine Ultraschallmeßeinrichtung zur Bestimmung der relativen Höhe eines Lastaufnahmemittels an einem ausfahrbaren Mast eines Gabelstaplers bekannt geworden. Die Meßeinrichtung umfaßt dabei eine längenmäßig bekannte Eichstrecke, an deren Enden ein Ultraschallsender und Schallwandler angeordnet sind, die den von dem Ultraschallsender ausgesendeten Ultraschall aufzufangen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln imstande sind. Des weiteren umfaßt die Meßeinrichtung eine veränderbare Meßstrecke, wobei hierzu ein Ultraschallempfänger am beweglichen Lastaufnahmemittel angeordnet ist und sich innerhalb des Ortungsbereiches des Schallsenders befindet. Des weiteren umfaßt die Meßeinrichtung eine Steuereinrichtung, die die zeitliche Abfolge von Senden und Empfangen steuert, ebenso wie eine Zeitmeßeinrichtung, die die Zeitdauer der Laufzeiten des Schalls auf der Eich- und Meßstrecke mißt, die zeitliche Differenz bildet und diese speichert. Des weiteren umfaßt die Meßeinrichtung eine Rechenvorrichtung, die aus der bekannten Länge der Eichstrecke und der aus der Schallaufzeit ermittelten Distanz ein Verhältnis bildet, das als Korrekturgröße dem Einfluß der Lufttemperatur auf die Schallgeschwindigkeit proportional entspricht. Des weiteren wird mittels der Meßvorrichtung aus der bekannten Länge der Eichstrecke und der ermittelten Korrekturzahl die Distanz zwischen dem Ultraschallsender und dem tatsächlichen Abstand des beweglichen Ultraschallempfängers am Lastaufnahmemittel errechnet.DE-OS 32 06 396 is an ultrasonic measuring device for Determination of the relative height of a load handler on a extendable mast of a forklift became known. The The measuring device comprises a calibration section known in terms of length the ends of which are arranged an ultrasound transmitter and sound transducer, the ultrasound emitted by the ultrasound transmitter are able to collect and convert into an electrical signal. Furthermore, the measuring device comprises a variable measuring section, an ultrasound receiver on the movable one Load suspension device is arranged and located within the Location range of the sound transmitter is located. Furthermore, the Measuring device a control device that the time sequence of Sending and receiving controls, as well as a time measuring device, which the duration of the running times of the sound on the calibration and measuring section measures, forms the time difference and stores it. Furthermore the measuring device comprises a computing device which consists of the Known length of the calibration distance and that from the sound propagation time determined distance forms a ratio that as the correction quantity Influence of air temperature on the speed of sound proportional corresponds. Furthermore, by means of the measuring device known length of the calibration distance and the determined correction number Distance between the ultrasound transmitter and the actual distance of the movable ultrasound receiver on the load handler calculated.

Dieses Verfahren ist wohl theoretisch geeignet, rechenmäßig die Länge der Meßstrecke des beweglichen Ultraschallempfängers von dem Ultraschallsender zu errechnen, jedoch praktisch nur bedingt anwendbar, insbesondere ist es nicht zur Messung von kurzen Wegen oder Längen bei hoher Meßgenauigkeit geeignet. Bei den hier auftretenden zu messenden Längen müßten hohe Energien des Ultraschallsenders aufgebracht werden, um tatsächlich unter jedem Betrieb, insbesondere jeder Höhenstellung des Lastaufnahmemittels, eine Messung zu gewährleisten. Der entscheidende Nachteil dieser Anordnung ist jedoch die Abhängigkeit der Meßgenauigkeit von Parametern der Luft verändert. Zur Geringhaltung dieses Fehlers will deshalb die bekannte Vorrichtung einen Korrekturfaktor errechnen, um den Einfluß der Lufttemperatur auf die Schallgeschwindigkeit proportional zu korrigieren.This method is theoretically suitable, mathematically the length the measuring distance of the movable ultrasonic receiver from the To calculate ultrasound transmitters, but practically only of limited use, in particular it is not for measuring short distances or lengths high measuring accuracy. With those to be measured occurring here Long energies of the ultrasonic transmitter would have to be applied to actually be under any farm, especially everyone Height of the load handler to ensure a measurement. The main disadvantage of this arrangement is dependency the measurement accuracy of parameters of the air changed. To The known device therefore wants to minimize this error calculate a correction factor based on the influence of air temperature correct the speed of sound proportionally.

Zur Bestimmung dieses Korrekturfaktors wurde in der DE-OS 31 08 756 ein Verfahren und ein Apparat zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Gasen zum Zwecke der Ermittlung der Temperatur bekannter Gase bzw. der Zusammensetzung mehrerer Gasgemische bei bekannter Temperatur vorgeschlagen, wobei das Meßsystem aus einem Schallsender und einem Schallempfänger besteht und die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit störungsunempfindlich innerhalb einem gasförmigen Medium durch Korrelation von Laufzeit und Intensitätsabnahme des Pegels durchgeführt werden soll. Auf diese Weise wird die Schallgeschwindigkeit in einem Gas bekannter Zusammensetzung ermittelt und mit geeigneter digitaler oder analoger Rechenschaltung daraus die Gastemperatur errechnet. Umgekehrt kann dieses Verfahren angewendet werden, um bei bekannten Gaszusammensetzungen und bekannter Intensitätsabnahme des Pegels den Einfluß der Gastemperatur zu eliminieren.DE-OS 31 08 756 was used to determine this correction factor a method and an apparatus for determining the Speed of sound in gases for the purpose of determining the Temperature of known gases or the composition of several Gas mixtures proposed at a known temperature, the Measuring system consists of a sound transmitter and a sound receiver and the determination of the speed of sound insensitive to interference within a gaseous medium by correlating runtime and Intensity decrease of the level should be carried out. To this The speed of sound in a gas is becoming known Composition determined and with suitable digital or analog Calculation circuit calculates the gas temperature. Conversely, can this method can be applied to known ones Gas compositions and known decrease in intensity of the level to eliminate the influence of the gas temperature.

Jedoch auch unter Zuhilfenahme dieses Verfahrens ist die praktische Anwendung des Verfahrens der DE-OS 32 06 396 nur bedingt gewährleistet, weil im praktischen Betrieb die Messung der Intensitätsabnahme eines Schallpegels auf einer Eichstrecke zu kompliziert, zu störanfällig und zu ungenau ist. Alle bis heute bekannten Ultraschall-Längenmeßverfahren kranken daran, daß die Verfälschungen des Meßergebnisses bei sich ändernden Umgebungsparametern der Luft zu groß sind. Deshalb können heute noch keine befriedigenden Meßsensoren hoher Meßgenauigkeit mittels Ultraschall aufgebaut werden, wie sie beispielsweise in Werkzeugmaschinen-Steuerungen, in der Navigation oder allgemein in der Längen- und Winkel-Meß- und Regeltechnik benötigt werden.However, even with the help of this procedure, the practical one Use of the method of DE-OS 32 06 396 only conditionally guaranteed because in practice the measurement of Decrease in intensity of a sound level on a calibration track complicated, too prone to failure and too imprecise. All known to date Ultrasonic length measuring methods suffer from the falsifications of the measurement result with changing ambient parameters of the air are too big. Therefore, no satisfactory today Measuring sensors of high measuring accuracy constructed using ultrasound are used, for example, in machine tool controls the navigation or in general in the length and angle measuring and Control technology are needed.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung von Wegen, insbesondere zur absoluten Messung von kleinen Wegen, über die Laufzeit von Impulsen in einem materiellen Trägermedium, mittels einer Eichstrecke und einer Meßstrecke gemäß der genannten Gattung zu schaffen, mit dem mit hoher Genauigkeit relative Längenunterschiede und insbesondere absolut Längen oder Wege oder Winkel gemessen werden sollen, ohne daß sich ändernde Parameter oder Grenzbestimmungen des Trägermediums einen verfälschenden Einfluß auf das Meßergebnis haben. Ebenso liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, das mit hoher Genauigkeit relativ Längenunterschiede mißt und insbesondere zur absoluten Messung von Längen oder Wegen geeignet ist.The invention is therefore based on the object of a method for Measurement of paths, especially for the absolute measurement of small ones Because of the duration of impulses in a material Carrier medium, by means of a calibration section and a measuring section according to to create the type mentioned, with high accuracy relative differences in length and in particular absolute lengths or paths or angles are to be measured without changing parameters or limit determinations of the carrier medium have a falsifying influence on the measurement result. The invention is also based on the object based on an apparatus for performing this method create that measures relative length differences with high accuracy and particularly suitable for the absolute measurement of lengths or paths is.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zur absoluten Messung von Längen oder Wegen ist durch den Unteranspruch 3 gekennzeichnet. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zur absoluten Messung von Geschwindigkeiten von strömenden Medien ist durch den Unteranspruch 14 gekennzeichnet.According to the invention, this object is achieved in the features of claim 1. An advantageous embodiment of the method for absolute measurement of lengths or paths is by subclaim 3 featured. Another advantageous embodiment of the method for absolute measurement of velocities of flowing media characterized by subclaim 14.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt eine Reihe von hervorstechenden Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik. Es ermöglicht eine relative und absolute Messung von Längen oder Wegen oder Winkeln bei hoher vorgebbarer Meßgenauigkeit.The method according to the invention has a number of outstanding advantages over the prior art. It enables a relative and absolute measurement of lengths or paths or angles with high predeterminable measurement accuracy.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat zum Kern die meßtechnische Überlagerung zweier physikalischer Vorgänge, nämlich einer Welle als Ausbreitung einmaliger oder periodisch sich wiederholender Störungen der Masseteilchen eines bestimmten materiellen Trägermediums, welches nicht konstant zu sein braucht, mit einer elektrischen Schwingung einer schwingungsfähigen Schaltung hoher Frequenz. Während der Laufzeit eines derartigen Impulses, definiert als Masse× Geschwindigkeit, werden, sowohl auf der Eichstrecke, als auch synchron hierzu auf der zu bestimmenden Länge der Meßstrecke, auf zwei jeweils den Strecken zugeordnete elektronische Zählspeicher die elektrische Schwingung hoher Frequenz, die Zählfrequenz genannt wird, gegeben und die Impulse derselben gezählt. Die Zählspeicher werden dabei mit Beginn der Laufzeit des Impulses oder der Impulse innerhalb des Trägermediums gestartet und zu den normalerweise unterschiedlichen Endzeiten der Laufzeiten auf der Eichstrecke und auf der Meßstrecke gestoppt. Über den Vergleich der Anzahl der Impulse innerhalb der Zählspeicher ist eine relative Aussage über die Länge der Meßstrecke bezogen auf die Länge der Eichstrecke möglich, wenn die Länge der Eichstrecke nicht vorgegeben ist oder zu sein braucht. Die Meßgenauigkeit ist dabei mit hoher Genauigkeit wählbar. Dieselbe entspricht proportional der Frequenz der elektrischen Schwingung. Je höher somit die Zählfrequenz gewählt wird, umso größer wird die Meßgenauigkeit.The core of the method according to the invention is metrological Superposition of two physical processes, namely a wave as Spread of one-time or periodically repeating disorders the mass particles of a certain material carrier medium, which need not be constant with an electrical one Vibration of a high frequency oscillatory circuit. During the running time of such a pulse, defined as mass × Speed, both on the calibration track and synchronously for this on the length of the measuring section to be determined, on two each electronic counter memories assigned to the routes the electrical High frequency vibration, called the counting frequency, is given and the impulses counted. The counting memories will start at the beginning the duration of the pulse or the pulses within the carrier medium started and at the normally different end times of the Running times on the calibration track and on the measuring track stopped. over the comparison of the number of pulses within the counter memory is one Relative statement about the length of the measuring section in relation to the length of the calibration route possible if the length of the calibration route is not is predetermined or needs to be. The measuring accuracy is with selectable with high accuracy. The same corresponds proportionally to the Frequency of electrical vibration. The higher the counting frequency is selected, the greater the measuring accuracy.

In vorteilhafter Weise gestattet das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere die absolute Messung von Wegen oder Längen, indem die Zählfrequenz in Abhängigkeit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses durch das Trägermedium entsprechend der gewünschten inkrementalen Meßgenauigkeit der Länge der Meßstrecke zur Eichstrecke gewählt wird, wobei die Länge der Eichstrecke vorgegeben und somit bekannt ist und die Eichstrecke durch die Zählfrequenz in die maximale Anzahl von inkrementen entsprechend der vorgegebenen Meßgenauigkeit unterteilt wird. Aus den Inhalten der beiden Zählspeicher kann dann die Differenz gebildet werden, die ein absolutes Maß für die Länge der Meßstrecke darstellt. Die Eichstrecke dient hier somit als Frequenz- oder Meßnormal.The method according to the invention advantageously allows especially the absolute measurement of paths or lengths by the Count frequency depending on the reproductive speed of the Impulse through the carrier medium according to the desired incremental measuring accuracy of the length of the measuring section to the calibration section is selected, the length of the calibration path being predetermined and thus is known and the calibration distance by the counting frequency in the maximum Number of increments according to the given measuring accuracy is divided. From the contents of the two count memories, the Difference is formed, which is an absolute measure of the length of the Represents measuring section. The calibration distance is used here as a frequency or measurement standard.

Der Begriff "Inkremente" bezieht sich dabei immer auf einen Weg, eine Länge oder einen Winkel; der Begriff "Impulse" bezieht sich auf die entsprechende Anzahl oder Zahl der Impulse in den Zählspeichern. Als Zählfrequenz wird hier die vom Oszillator erzeugte elektromagnetische Schwingung bezeichnet.The term "increments" always refers to one way, one Length or angle; the term "impulses" refers to the corresponding number or number of pulses in the counter memories. As The counting frequency here is the electromagnetic one generated by the oscillator Called vibration.

Somit wird eine Anzahl von beispielsweise n Inkrementen als Meßgenauigkeit vorgegeben und die vorgegebene Länge der Eichstrecke durch entsprechende Wahl der Zählfrequenz in n Inkremente unterteilt. In Abhängigkeit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses durch das Trägermedium wird die Zählfrequenz derart gewählt, daß beispielsweise während der einfachen Laufzeit eines Impulses auf der Eichstrecke die Zählfrequenz einmal entsprechend der Meßgenauigkeit in den Eichstreckenzählspeicher gezählt und eingespeichert wird. Natürlich kann als Laufzeit des Impulses auf der Eichstrecke und auf der Meßstrecke auch ein Vielfaches der einfachen Laufzeit gewählt werden, so daß damit die Laufzeit des Impulses vom Zeitpunkt des Starts der Zählspeicher bis zum Zeitpunkt des Endes der Zählvorgänge der Zählspeicher ein Vielfaches der einfachen Laufzeit des Impulses zwischen Impulssender und Impulsempfänger beträgt. Auf diese Weise kann vorteilhaft die Laufzeit des Impulses vom Beginn der Zählvorgänge bis zur Auslösung der elektrischen Stopsignale für die Zählspeicher, insbesondere für solche Trägermedien verlängert werden, die physikalisch eine hohe Fortplanzungsgeschwindigkeit des Energietransports der angeregten Masseteilchen des Trägermediums aufweisen, aus Anwendungsgründen aber ein solches Trägermedium mit hoher Fortpflanzungsgeschwindigkeit gewählt werden muß. Der Einsatz eines festen Stoffes als Trägermedium kann anwendungstechnisch wünschenswert sein, so daß hier zur Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit bei gegebener Zählfrequenz eine Vervielfachung der Laufzeiten des Impulses auf der Eichstrecke und auf der Meßstrecke, beispielsweise durch Reflexion des Impulses oder der Impulse, vorteilhaft sein kann.A number of, for example, n increments is thus specified as the measuring accuracy and the specified length of the calibration distance is divided into n increments by appropriate selection of the counting frequency. Depending on the propagation speed of the pulse through the carrier medium, the counting frequency is selected such that, for example, during the simple running time of a pulse on the calibration path, the counting frequency is counted and stored once in the calibration path counter memory according to the measurement accuracy. Of course, a multiple of the simple transit time can also be selected as the transit time of the pulse on the calibration section and on the measurement section, so that the transit time of the pulse from the time the counting memory starts to the end of the counting processes of the counting memory is a multiple of the simple transit time Pulse between the pulse transmitter and pulse receiver is. In this way, the transit time of the pulse can advantageously be extended from the start of the counting processes to the triggering of the electrical stop signals for the counting memories, in particular for those carrier media which physically have a high propagation speed of the energy transport of the excited mass particles of the carrier medium, but such a carrier medium for application reasons must be chosen with high reproductive speed. The use of a solid substance as the carrier medium may be desirable from an application point of view, so that multiplying the transit times of the pulse on the calibration path and on the measuring path, for example by reflection of the pulse or pulses, can be advantageous here in order to achieve high measuring accuracy.

Ebenso könnte bei hoher Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses durch das Trägermedium die Zählfrequenz statt entsprechend der einfachen Meßgenauigkeit einfach auch mehrfach in die Zählspeicher eingezählt werden, was u. U. nur einen höheren elektronischen Aufwand bedingen würde.Likewise, the pulse could propagate at a high rate through the carrier medium the counting frequency instead of according to the simple measuring accuracy simply multiple times in the counting memory be counted in what u. U. just a higher electronic effort would require.

In höchst vorteilhafter Weise können nun desweiteren Änderungen von Parametern des Trägermediums oder sich ändernde Grenzbedingungen des Verfahrens eliminiert werden, beispielsweise die Abhängigkeit der Laufzeit des Impulses durch das Trägermedium von der Temperatur desselben oder Längenveränderungen der Eich- und Meßstrecke. Dazu werden zuerst die auftretenden Grenzbedingungen bestimmt, beispielsweise ein Arbeitsbereich des Verfahrens bezüglich der Temperatur zwischen 230 Grad K und 360 Grad K festgelegt. Daraus errechnet sich eine größte Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses innerhalb des gewählten Trägermediums, bezogen auf das Temperaturintervall und damit eine kleinste Laufzeit des Impulses auf der Eichstrecke.Furthermore, changes of Parameters of the carrier medium or changing boundary conditions of the Processes are eliminated, for example the dependency of the Running time of the pulse through the carrier medium from the temperature the same or changes in length of the calibration and measuring section. To the boundary conditions that occur are first determined, for example, a working area of the process related to the Temperature set between 230 degrees K and 360 degrees K. Out of it the greatest propagation speed of the impulse is calculated within the selected carrier medium, based on the Temperature interval and thus a minimum duration of the pulse the calibration track.

Die Zählfrequenz wird nun dergestalt gewählt, d. h. die inkrementale Meßgenauigkeit derart festgelegt, daß noch bei der größten auftretenden Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses während dessen Laufzeit auf der Eichstrecke in den Eichstreckenzähler eine höhere Anzahl von Impulse der Zählfrequenz eingespeichert werden, als eben der festgelegten Anzahl von Inkrementen bezüglich der vorgegebenen Meßgenauigkeit entspricht. Dadurch kann innerhalb der Grenzbedingungen die vorgegebene Meßgenauigkeit nie unterschritten werden. The counting frequency is now chosen in such a way that H. the incremental Measuring accuracy set such that the largest occurring Propagation speed of the impulse during its running time on the calibration track in the calibration track counter a higher number of Pulses of the counting frequency can be stored as the specified number of increments with respect to the specified one Accuracy of measurement corresponds. This allows within the Limit conditions never fell below the specified measuring accuracy will.

Zur Eliminierung der wechselnden Anzahl der tatsächlich in den Eichstreckenzählspeicher eingespeicherten Impulse, beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen, wird jeweils aus der entsprechenden vorgegebenen Anzahl von Inkrementen gemäß der Meßgenauigkeit und der in den Eichstreckenzählspeicher eingespeicherten Anzahl von Impulsen ein Korrekturparameter errechnet und mit diesem der Inhalt des Meßstreckenzählspeichers beaufschlagt. Beispielsweise wird bei Division der Meßgenauigkeit durch den tatsächlichen Inhalt des Eichstreckenzählspeichers immer ein Wert k: 0<k<1, erhalten, mit dem der Inhalt des Meßstreckenzählspeichers multipliziert wird. Ebenso kann die im Eichstreckenzählspeicher gezählte Anzahl von Impulsen durch die Anzahl der Inkremente der vorgegebenen Meßgenauigkeit dividiert werden, wodurch sich immer ein Wert 1<k ergibt, durch den der Inhalt des Meßstreckenzählspeichers dividiert wird. Da die Festlegung der Grenzwertbedingungen und Änderungen von Parametern des Trägermediums gleichermaßen die Eich- wie die Meßstrecke betreffen, sind somit derartige, das Meßergebnis verfälschende Umwelteinflüsse eliminiert.In order to eliminate the changing number of pulses actually stored in the gauge section memory, for example due to temperature fluctuations, a correction parameter is calculated from the corresponding predetermined number of increments in accordance with the measurement accuracy and the number of pulses stored in the gauge section memory and the content of the measurement section memory is applied to it . For example, when dividing the measurement accuracy by the actual content of the calibration track memory, a value k : 0 < k <1 is always obtained, by which the content of the measurement track memory is multiplied. Likewise, the number of pulses counted in the calibration track counter memory can be divided by the number of increments of the predetermined measurement accuracy, which always results in a value 1 < k by which the content of the measurement track counter memory is divided. Since the determination of the limit value conditions and changes in parameters of the carrier medium relate equally to the calibration and the measurement section, environmental influences of this type which falsify the measurement result are thus eliminated.

In höchst vorteilhafter Weise kann des weiteren mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Meßgenauigkeit erreicht werden, die heute bekannte Meßverfahren und die dazu verwendeten Sensoren an Auflösungsvermögen weit übertrifft. Denn die Meßgenauigkeit hängt in erster Linie von der Zählfrequenz und erst in zweiter Linie von der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses durch das Trägermedium ab, wobei heute Zählfrequenzen und deren Zählung und Verarbeitung von 100 MHz und mehr ohne weiteres zu erzielen sind. Demgemäß sind Meßgenauigkeiten von weit weniger als 1/1000tel mm ohne weiteres mit dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch erzielbar.In a highly advantageous manner, the Method according to the invention a measurement accuracy can be achieved measuring methods known today and the sensors used for this purpose Resolving power far exceeds. Because the measuring accuracy depends in primarily from the counting frequency and only secondly from the Propagation speed of the impulse through the carrier medium ab, whereby today counting frequencies and their counting and processing of 100 MHz and more can be easily achieved. Accordingly Measuring accuracies of far less than 1 / 1000th mm without further ado practically achievable with the method according to the invention.

Des weiteren ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren möglich, durch geometrische Anordnung der Meßstrecke zur Eichstrecke einen relativen Nullpunkt zu legen, so daß direkt positive und negative Strecken durch Angabe der Richtung, bezogen auf den Nullpunkt, erfaßt werden können.Furthermore, in the method according to the invention it is possible to geometric arrangement of the measuring section relative to the calibration section Zero point so that positive and negative stretches go straight through Specification of the direction, based on the zero point, can be recorded.

Des weiteren ist in vorteilhafter Weise eine bestimmte geometrische Zuordnung der Meßstrecke zur Eichstrecke möglich. Sind beispielsweise beide Strecken direkt hintereinander angeordnet, so braucht nur das Ergebnis des Eichstreckenzählspeichers vom Ergebnis des Meßstreckenzählspeichers subtrahiert werden, um die Länge der Meßstrecke anzugeben. Bei derartigen geometrischen unterschiedlichen Anordnungen bzw. Verschiebungen der Meßstrecke zur Eichstrecke ist es notwendig, die sich ergebenden Zählerergebnisse der Zählspeicher zu korrigieren.Furthermore, a certain geometric is advantageous Assignment of the measuring section to the calibration section possible. For example both routes arranged directly one behind the other, so only that Result of the calibration distance counter memory from the result of the Range counter memory are subtracted by the length of the Specify measuring section. With such geometrical differences It is arrangements or shifts of the measuring section to the calibration section necessary, the resulting counter results of the counter memory correct.

In vorteilhafter Weise werden Meßwerte fortlaufend durch zyklische Wiederholung des Verfahrens periodisch neu gebildet, insbesondere zur fortlaufenden Messung der Länge einer sich bewegenden Meßstrecke, um deren augenblickliche Stellung periodisch zu ermitteln.In an advantageous manner, measured values are continuously cyclical Repetition of the procedure periodically newly formed, in particular for continuous measurement of the length of a moving measuring section in order to determine their current position periodically.

Des weiteren kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bei entsprechender Auswertung der Zählspeicher auch die Änderung einer Winkelgeschwindigkeit gemessen werden, wobei hierfür die Zeitrahmen sehr klein vorgegeben werden kann, um eine hohe Auflösung der Änderung der Winkelgeschwindigkeit pro Zeiteinheit zu erzielen.Furthermore, by means of the method according to the invention appropriate evaluation of the counter memory also the change of a Angular velocity can be measured, using the time frame can be specified very small to a high resolution of the change to achieve the angular velocity per unit of time.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt ein Meßverfahren für Längen, Wege oder Winkel zur Verfügung, welches bei extrem hoher Auflösung in einer Vielzahl von Anwendungszwecken einsetzbar ist, beispielsweise im Automobil- oder Flugzeugbau oder bei der Steuerung von Werkzeugmaschinen und anderes mehr. Das Verfahren ist überall dort einsetzbar, wo kleine und insbesondere kleinste Abweichungen von Längenänderungen erfaßt und insbesondere längenmäßig absolut gemessen werden sollen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich höchst vorteilhaft dadurch aus, daß praktisch sämtliche Umwelteinflüsse des Trägermediums, die den Meßwert verfälschen könnten, eliminiert sind und daß entsprechend den vorgegebenen Grenzbedingungen die Meßgenauigkeit dergestalt gewählt werden kann, daß diese von den Grenzbedingungen unabhängig ist.The method according to the invention represents a measuring method for lengths, Paths or angles are available, which in extremely high resolution a variety of applications, for example in automobile or aircraft construction or in the control of Machine tools and more. The process is everywhere can be used where small and in particular the smallest deviations from Changes in length recorded and in particular absolute length should be measured. The method according to the invention stands out highly advantageous in that practically all Environmental influences of the carrier medium, which falsify the measured value could be eliminated and that according to the given Limit conditions the measuring accuracy can be selected in such a way that this is independent of the boundary conditions.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mit diesem auch Winkel und Winkelabweichungen, insbesondere kleine Winkel und Winkelabweichungen, absolut gemessen werden können, in dem die rotatorische Bewegung einer Achse in die translatorische Bewegung der Meßstrecke umgeformt wird.Another advantage of the method according to the invention is that that with this also angles and angular deviations, in particular small angles and angular deviations can be measured absolutely can, in which the rotational movement of an axis in the translatory movement of the measuring section is formed.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mit diesem auch Geschwindigkeiten von strömenden Medien, insbesondere solche mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten, als Trägermedium für Impulse gemessen werden können. In diesem Fall wird die Meßstrecke vom strömenden Medium durchströmt, wohingegen das Medium auf der Eichstrecke unbewegt ist und beide Strecken vorzugsweise gleich lang sind. Vorteilhaft sind in diesem Fall auch zwei getrennte Impulssender und Impulsempfänger für die Strömungsmäßig geeignet voneinander getrennte Meßstrecke und Eichstrecke vorhanden. Der prinzipielle Meßvorgang geschieht hier dergestalt, daß der Strömungsgeschwindigkeit des strömenden Mediums die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses auf der Meßstrecke überlagert wird, so daß bei einer von Null verschiedenen Strömungsgeschwindigkeit die Laufzeit des Impulses auf der Meßstrecke unterschiedlich von der Laufzeit des Impulses auf der Eichstrecke ist, auf der das Medium in Ruhe sich befindet.Another advantage of the method according to the invention is that that with this also speeds of flowing media, especially those with high flow rates, as Carrier medium for impulses can be measured. In this case flowing medium flows through the measuring section, whereas Medium is unmoved on the calibration track and both tracks are preferably the same length. In this case, two are also advantageous separate pulse transmitter and pulse receiver for the flow suitably separate measuring section and calibration section available. The basic measuring process takes place here in such a way that the Flow velocity of the flowing medium Propagation speed of the pulse on the measuring section is superimposed so that at a non-zero Flow velocity the transit time of the pulse on the measuring section is different from the transit time of the pulse on the calibration path, on which the medium is at rest.

Ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben; zwei Beispiele eines Sensors zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ebenfalls in der Zeichnung abgebildet und anschließend beschrieben. Dabei zeigtAn example of the method according to the invention is in the drawing shown and then described; two examples of a sensor for carrying out the method according to the invention are also in shown in the drawing and then described. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des Verfahrens mit schaltungsmäßiger Darstellung der Eichstrecke, der Meßstrecke sowie des Impulssenders und der Impulsempfänger Fig. 1 is a block diagram for performing the method with circuit representation of the calibration path, the measuring section and the pulse transmitter and the pulse receiver

Fig. 2 einen Sensor in perspektivischer Darstellung zur Messung von Wegen und Fig. 2 shows a sensor in perspective for measuring paths and

Fig. 3 einen ähnlichen Sensor in perspektivischer Darstellung zur Messung von Winkeln. Fig. 3 shows a similar sensor in perspective for measuring angles.

Gemäß dem Blockschaltbild der Fig. 1 erzeugt ein Oszillator 1 eine elektrische Schwingung hoher Frequenz, beispielsweise 45 MHz, wobei diese elektromagnetische Schwingung nachfolgend die Zählfrequenz genannt ist. Diese Zählfrequenz wird über Dividierer 2, 3 soweit herabgeteilt, daß eine Schwingung niedriger Frequenz, beispielsweise einigen 10 Hz, erreicht wird. Dieses Signal steht somit am Ausgang des Dividierers 3 auf der Leitung 4 an. Das Signal wird nun auf den Setzeingang eines Flop-Flops 5 gegeben, welches beispielsweise ein D-Flip-Flop mit Preset ist. Gleichzeitig wird dieses Signal über eine Leitung 6 auf den Setzeingang eines zweiten Flip-Flops 7 gegeben, welches ebenfalls ein D-Flip-Flop mit Preset sein kann. According to the block diagram of Fig. 1, an oscillator 1 generates an electrical oscillation of high frequency, for example 45 MHz, with this electromagnetic vibration is hereinafter referred to as the counting frequency. This counting frequency is divided down by dividers 2, 3 to such an extent that an oscillation of low frequency, for example a few 10 Hz, is achieved. This signal is thus present at the output of divider 3 on line 4 . The signal is now given to the set input of a flop flop 5 , which is, for example, a D flip flop with a preset. At the same time, this signal is sent via line 6 to the set input of a second flip-flop 7 , which can also be a D flip-flop with a preset.

Das niederfrequente Signal dient gleichzeitig zur zyklischen, elektrischen Ansteuerung eines Impulssenders 10, wobei das Signal über die Leitung 6 und einen Analog-Verstärker 8 über einen Transformator 9 transformatorisch auf den Impulssender 10 gekoppelt wird. Somit dient das niederfrequente Signal von einigen 10 Hz, hergeleitet aus dem Oszillator 1, zum periodischen Setzen der Flip-Flops 5, 7 und zum periodischen Ansteuern des Impulssenders 10, der beispielsweise ein Ultraschallsender sein kann. Demgemäß können die Impulsempfänger Ultraschallwandler sein.The low-frequency signal is simultaneously used for cyclic, electrical control of a pulse transmitter 10, the signal on the line 6 and an analog amplifier is coupled via a transformer 8 9 transformer to the pulse transmitter 10 degrees. Thus, the low-frequency signal of a few 10 Hz, derived from the oscillator 1 , is used to periodically set the flip-flops 5, 7 and to periodically control the pulse transmitter 10 , which can be an ultrasonic transmitter, for example. Accordingly, the pulse receivers can be ultrasonic transducers.

Mittels des Impulssenders 10 und eines ersten, feststehenden Impulsempfängers 11 wird eine Eichstrecke a gebildet, die bei absoluter Längenmessung eine vorgegebene und bekannte Länge besitzt. Das Trägermedium für die vom Impulssender 10 erzeugten Impulse kann gasförmig, flüssig oder fest sein; der Aggregatzustand des Trägermediums richtet sich nach den Erfordernissen und Grenzbedingungen bei der spezifischen Meßanwendung des Verfahrens.By means of the pulse transmitter 10 and a first, fixed pulse receiver 11 , a calibration path a is formed, which has a predetermined and known length in absolute length measurement. The carrier medium for the pulses generated by the pulse transmitter 10 can be gaseous, liquid or solid; the physical state of the carrier medium depends on the requirements and boundary conditions for the specific measurement application of the method.

Desweiteren befindet sich im Ortungsbereich des Impulssenders 10 ein weiterer Impulsempfänger 15, der in Richtung zum Impulssender 10 beweglich angeordnet ist, was durch den Bewegungs-Doppelpfeil 42 angedeutet ist, wobei der jeweilige Abstand des beweglichen Impulsempfängers 15 vom Impulssender 10 die zu messende Meßstrecke S angibt.Furthermore, in the location area of the pulse transmitter 10 there is a further pulse receiver 15 , which is arranged to be movable in the direction of the pulse transmitter 10 , which is indicated by the double arrow 42 , the respective distance of the movable pulse receiver 15 from the pulse transmitter 10 indicating the measuring path S to be measured .

Der ortsfeste Impulsempfänger 11 ist über einen Analog-Verstärker 13 und eine Leitung 12 mit dem Reset-Eingang des Flip-Flops 7 verbunden. Der bewegliche Impulsempfänger 15 ist gleichermaßen über einen Analog-Verstärker 16 und eine Leitung 14 mit dem Reset-Eingang des Flip-Flops 5 verbunden. Die aus den Impulsempfängern 11, 15 herrührenden elektrischen Signale dienen somit zur Rücksetzung der Flip-Flops 5, 7.The fixed pulse receiver 11 is connected to the reset input of the flip-flop 7 via an analog amplifier 13 and a line 12 . The movable pulse receiver 15 is likewise connected to the reset input of the flip-flop 5 via an analog amplifier 16 and a line 14 . The electrical signals originating from the pulse receivers 11, 15 thus serve to reset the flip-flops 5, 7 .

Die Zählfrequenz wird über die Leitung 17 jeweils auf einen Eingang zweier UND-Glieder 18, 22 gegeben, wobei der zweite Eingang des UND-Gliedes 18 mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 5, der zweite Eingang des UND-Gliedes 22 mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 7 verbunden sind. Die Ausgänge 19, 24 der UND-Glieder 18, 22 sind je auf einen Zählspeicher 21, 25 gelegt, wobei der Zählspeicher 21 den Meßstreckenzählspeicher, der Zählspeicher 25 den Eichstreckenzählspeicher darstellt. Der Zählspeicher 21 ist somit der Meßstrecke s, der Zählspeicher 25 der Eichstrecke a zugeordnet. Die Ausgänge der Zählspeicher 21, 25 sind auf ein Rechenwerk 26 gelegt, mit dem sämtliche arithmetischen Operationen und Verknüpfungen, die Inhalt des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, vorgenommen werden können. Der Ausgang des Rechenwerks 26 ist auf einen Parallel-Seriel-Wandler 27 gegeben, der über eine Clock-Leitung 28 aus dem Dividierer 2 getaktet wird. Am Ausgang 29 des Parallel-Seriel-Wandlers 27 steht dann ein serielles Ausgangssignal als absolutes Maß für den Abstand des Impulssenders vom beweglichen Impulsempfänger zur Verfügung.The counting frequency is given via line 17 to an input of two AND gates 18, 22 , the second input of the AND gate 18 with the Q output of the flip-flop 5 , the second input of the AND gate 22 with the Q output of the flip-flop 7 are connected. The outputs 19, 24 of the AND gates 18, 22 are each placed on a counting memory 21, 25 , the counting memory 21 representing the measuring range counter, the counting memory 25 representing the calibration range counter. The counting memory 21 is thus assigned to the measuring section s , the counting memory 25 to the calibration section a . The outputs of the counting memories 21, 25 are placed on an arithmetic unit 26 , by means of which all arithmetic operations and combinations which are the content of the method according to the invention can be carried out. The output of the arithmetic unit 26 is given to a parallel-serial converter 27 , which is clocked from the divider 2 via a clock line 28 . A serial output signal is then available at the output 29 of the parallel-serial converter 27 as an absolute measure of the distance of the pulse transmitter from the movable pulse receiver.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende:
Der Oszillator 1 erzeugt die Zählfrequenz, die direkt an je einem der Eingänge der beiden UND-Glieder 18, 22 anliegt. Gleichzeitig wird die Zählfrequenz zu dem genannten Signal von einigen 10 Hz herabgeteilt und startet zum einen den Impulssender 10. Zum anderen setzt dieses Signal beide Flip-Flops 5, 7, so daß jeweils beim Q-Ausgang der Flip-Flops ein hoher Ausgangspegel erscheint, der jeweils auf den zweiten Eingang der UND-Glieder 18, 22 gelegt ist und diese durchschaltet. Mit Beginn der Laufzeit der beiden Impulse auf beiden Strecken a und s wird nunmehr die Zählfrequenz in die Zählspeicher 21, 25 eingegeben.The circuit works as follows:
The oscillator 1 generates the counting frequency, which is directly applied to one of the inputs of the two AND gates 18, 22 . At the same time, the counting frequency for the signal mentioned is divided down by a few 10 Hz and, on the one hand, starts the pulse transmitter 10 . On the other hand, this signal sets both flip-flops 5, 7 , so that a high output level appears at the Q output of the flip-flops, which is connected to the second input of the AND gates 18, 22 and switches them through. With the beginning of the running time of the two pulses on both sections a and s , the counting frequency is now entered into the counting memories 21, 25 .

Sobald nun der auf der Meßstrecke s laufende Impuls den Impulsempfänger 15 erreicht, gibt dieser ein elektrisches Signal ab, welches das Flip-Flop 5 rücksetzt und dieses sperrt, so daß am Q-Ausgang ein Null-Pegel erscheint und das UND-Glied 18 sperrt. Damit ist der Zählvorgang für die Zählfrequenz betreffend den Meßstreckenzählspeicher 21 abgeschlossen. Sobald der Impuls des Impulssenders 10 die Eichstrecke a durchlaufen hat und den Impulsempfänger 11 erreicht, gibt dieser ebenfalls ein elektrisches Signal ab, welches seinerseits das Flip-Flop 7 rücksetzt, so daß am Q-Ausgang desselben ebenfalls ein Null-Pegel erscheint und das UND-Glied 22 gesperrt wird, womit der Zählvorgang für die Zählfrequenz betreffend den Eichstreckenzählspeicher 25 ebenfalls abgeschlossen ist. Die Inhalte der Zählspeicher 21, 25 werden nun über das Rechenwerk 26 ausgewertet und entsprechend den beschriebenen Verfahren miteinander verknüpft und parallel dem Parallel-Seriel-Wandler 27 zugeführt, der das Meßergebnis seriel umwandelt und ausgibt. As soon as the pulse running on the measuring section s reaches the pulse receiver 15 , it emits an electrical signal which resets the flip-flop 5 and blocks it, so that a zero level appears at the Q output and the AND gate 18 blocks . The counting process for the counting frequency relating to the measuring section counter memory 21 is thus completed. As soon as the pulse of the pulse transmitter 10 has passed the calibration path a and reaches the pulse receiver 11 , this also emits an electrical signal, which in turn resets the flip-flop 7 , so that a zero level also appears at the Q output thereof and the AND Member 22 is blocked, which also completes the counting process for the counting frequency relating to the calibration range counter memory 25 . The contents of the counting memories 21, 25 are now evaluated by the arithmetic unit 26 and linked to one another in accordance with the methods described and are fed in parallel to the parallel-serial converter 27 , which converts and outputs the measurement result.

Fig. 2 zeigt einen Sensor zum Aufbau der Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Innerhalb eines Gehäuses 30 befindet sich ortsfest ein Impulssenderbaustein 31, der beispielsweise als doppelter Impulssender 32, 33 ausgebildet ist, wobei die Impulssender vorzugsweise Ultraschallsender sind. Der Impulssenderbaustein 31 ist geeignet innerhalb des Gehäuses 30 gehaltert, beispielsweise auf einer Stange 36 befestigt, die längs innerhalb des Gehäuses 30 angeordnet und an ihren Enden in den Seitenwänden des Gehäuses 30 gehaltert ist. Der Impulssenderbaustein 31 wird von einer Achse 34 durchstoßen, die gleichermaßen die Seitenwände des Gehäuses 30 durchsetzt und innerhalb derselben verschieblich gehaltert ist, wobei die Enden der Achse 34 das Gehäuse 30 durchragen. Das vordere Ende 35 der Achse 34 trägt eine Kupplung zum Ankuppeln an ein bewegliches Teil. Die Achse 34 ist innerhalb des Gehäuses 30 und des Impulssenders 31 translatorisch verschiebbar, was durch den geraden Bewegungsdoppelpfeil 40 angedeutet ist. Fig. 2 shows a sensor for the construction of the measuring device for performing the method. A pulse transmitter module 31 , which is designed, for example, as a double pulse transmitter 32, 33 , is located within a housing 30 , the pulse transmitter preferably being an ultrasonic transmitter. The pulse transmitter module 31 is suitably held within the housing 30 , for example fastened on a rod 36 , which is arranged longitudinally within the housing 30 and is held at its ends in the side walls of the housing 30 . The pulse transmitter module 31 is pierced by an axis 34 , which likewise passes through the side walls of the housing 30 and is slidably supported within it, the ends of the axis 34 projecting through the housing 30 . The front end 35 of the axle 34 carries a coupling for coupling to a moving part. The axis 34 is translationally displaceable within the housing 30 and the pulse transmitter 31 , which is indicated by the straight movement double arrow 40 .

Unter einem vorgegebenen Abstand vom Impulssender 33 ist ein erster Impulsempfänger 37 ortsfest angeordnet, der zwischen sich und dem Impulssender 33 abstandsmäßig die Eichstrecke a festlegt, wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist. Auf der Achse 34 ist fest ein zweiter Impulsempfänger 38 montiert, der dem Impulssender 32 gegenübersteht und der zwischen sich und dem Impulssender 32 abstandsmäßig die zu messende Meßstrecke s festlegt und der somit bei translatorischer Verschiebung der Achse 34 hin- und herverschoben wird. Der Impulsempfänger 38 ist zu seiner Führung auf der Stange 36 abgestützt. Dabei ist die Meßstrecke s gemäß Fig. 2 beispielsweise bezüglich der Eichstrecke a derart gelegt, daß die Mitte der Meßstrecke s auf der Höhe des Endes der Eichstrecke a liegt, so daß die erste Hälfte der Meßstrecke auf der Eichstrecke liegt oder mit dieser zusammenfällt und die zweite Hälfte der Meßstrecke nach der Eichstrecke oder in Verlängerung derselben liegt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die Impulsempfänger 37, 38 können dabei Ultraschallwandler sein, das Trägermedium kann Luft sein.At a predetermined distance from the pulse transmitter 33 , a first pulse receiver 37 is arranged in a fixed position, which defines the calibration distance a at a distance between itself and the pulse transmitter 33 , as can be seen from FIG. 2. On the axis 34, a second pulse receiver 38 is fixedly mounted, which is opposed to the pulser 32 and between itself and the pulse transmitter 32 distance moderately to be measured measuring section sets s, and is reciprocated thus for translatory displacement of the axis 34 and forth many times. The pulse receiver 38 is supported for its guidance on the rod 36 . The measuring section s according to FIG. 2 is placed, for example, with respect to the calibration section a in such a way that the center of the measuring section s lies at the level of the end of the calibration section a , so that the first half of the measuring section lies on the calibration section or coincides with it and the second half of the measuring section after the calibration section or in an extension thereof, as shown in Fig. 2. The pulse receivers 37, 38 can be ultrasonic transducers, the carrier medium can be air.

Fig. 3 zeigt einen weiteren Sensor, der zur Messung von Winkeln geeignet, und der ähnlich dem Sensor der Fig. 2 aufgebaut ist. FIG. 3 shows a further sensor which is suitable for measuring angles and which is constructed similarly to the sensor of FIG. 2.

Innerhalb eines Gehäuses 41 ist ein Impulssenderbaustein 39 ortsfest gehaltert, der wiederum ein doppelter Impulssender 44, 45 sein kann. Der Impulssenderbaustein 39 wird von einer Gewindespindel 42 durchsetzt, die geeignet in den Seitenwänden des Gehäuses 41 drehbar gelagert ist. Am nach außen ragenden Ende der Gewindespindel 42 greift ein Hebelarm 43 zur Drehung der Gewindespindel 42 an. Unter einem vorgegebenen Abstand vom Impulssender 44 ist wiederum ein erster, ortsfester Impulsempfänger 47 angeordnet, der zwischen sich und dem Impulssender 44 abstandsmäßig die Eichstrecke a festlegt. Auf der Gewindespindel 42 sitzt ein Impulsempfänger 46, der eine Gewindedurchgangsbohrung besitzt und der zusammen mit dem Impulssender 45 die Meßstrecke s festlegt. Bei Drehen der Spindel 42 über den Hebelarm 43 wandert der bewegliche Impulsempfänger 46 längs der Spindel 42 hin und her. Eine parallel zur Gewindespindel 42 verlaufende Stange 48 dient zur Drehsicherung des beweglichen Impulsempfängers 46. Mit der Bezugsziffer 50 ist ein gekrümmter Bewegungsdoppelpfeil gekennzeichnet zur Andeutung der Rotation der Gewindespindel 42. Der übrige Aufbau des Sensors, insbesondere die Anordnung der Meßstrecke s zur Eichstrecke a, entspricht dem Aufbau der Fig. 2, weshalb auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. A pulse transmitter module 39 is fixedly mounted within a housing 41 , which in turn can be a double pulse transmitter 44, 45 . The pulse transmitter module 39 is penetrated by a threaded spindle 42 which is suitably rotatably mounted in the side walls of the housing 41 . At the outwardly projecting end of the threaded spindle 42 , a lever arm 43 engages to rotate the threaded spindle 42 . At a predetermined distance from the pulse transmitter 44 , in turn, a first, fixed pulse receiver 47 is arranged, which defines the calibration distance a between it and the pulse transmitter 44 . On the threaded spindle 42 sits a pulse receiver 46 , which has a threaded through hole and which defines the measuring distance s together with the pulse transmitter 45 . When the spindle 42 is rotated via the lever arm 43 , the movable pulse receiver 46 moves back and forth along the spindle 42 . A rod 48 running parallel to the threaded spindle 42 serves to secure the movable pulse receiver 46 against rotation. The reference number 50 denotes a curved double movement arrow to indicate the rotation of the threaded spindle 42 . The remaining structure of the sensor, in particular the arrangement of the measuring section s to the calibration section a , corresponds to the structure of FIG. 2, which is why reference is made to the description there.

List of reference numerals: 1 oscillator 2, 3 divider 4 line 5, 7 flip-flops 6 line 8 analog amplifier 9 transformer 10 pulse transmitter 11 fixed pulse receiver 12 line 13 analog amplifier 14 line 15 movable pulse receiver 16 analog amplifier 17 line 18 AND gate 19, 20 lines 21 measuring distance counter memory 22 AND element 23, 24 lines 25 calibration distance counter memory 26 arithmetic unit 27 parallel-serial converter 28 clock line 29 serial output of the parallel-serial converter 30 housing 31 pulse transmitter module 32, 33 pulse transmitter 34 axis 35 front end of the axis 36 rod 37 , 38 pulse receiver 39 pulse transmitter module 40, 50 movement double arrows 41 housing 42 threaded spindle 43 lever arm 44, 45 pulse transmitter 46, 47 pulse receiver 48 rod

Claims

1. A method for measuring paths, in particular small paths, over the transit time of pulses in a material carrier medium, by means of a calibration path and a measuring path, both of which are traversed by a pulse generated by a pulse transmitter which, after traversing the paths, is received in each case an electrical signal is converted and the physical speed of propagation of the pulse through the carrier medium within the calibration and measurement section is used to determine the length of the measurement section, characterized in that the calibration section and the measurement section are each assigned an electronic counting memory ( 21, 25 ) which a high counting frequency is applied to the beginning of the duration of the pulse by the carrier medium and stores this counting frequency and stopped at the end of the duration of the pulse and its conversion into an electrical signal and the total results of the two counting memories for comparison of the length of the measuring section (s) can be used for the calibration distance (a) .

2. A method for the absolute measurement of paths with a predetermined length of the calibration path according to claim 1, characterized in that the counting frequency is chosen as a function of the propagation speed of the pulse through the carrier medium and the desired incremental measurement accuracy of the method so that the calibration path (measurement standard) by the counting frequency is divided into the predetermined number of increments according to the measuring accuracy and the difference between the pulses of the two counting memories ( 21, 25 ) corresponds to the absolute path in increments of the measuring section (s) .

3. The method according to claim 2 with a non-constant carrier medium, characterized in that

a) that the counting frequency for the two counting memories ( 21, 25 ) is selected in such a way that the maximum propagation speed of the pulse resulting from the limiting conditions during the running time of the same through the calibration and measuring section is greater, given the predetermined limit conditions for the method of counting pulses is stored as the predetermined incremental measurement accuracy requires.
b) that the ouotient is formed from the number of increments determined by the required measurement accuracy and the actual number of pulses stored in the calibration track counter memory ( 25 ) and the number of stored pulses in the measurement track counter memory ( 21 ) is applied and the result is equal to the absolute path in Increments.

4. The method according to claim 3, characterized in that the quotient of the required measurement accuracy and the counting result of the calibration zone counter memory ( 25 ) ( Q <1) is multiplied by the number of counting pulses of the measuring zone counter memory ( 21 ) or the quotient from the counting pulses of the calibration zone counter memory ( 25 ) and the required measuring accuracy (1 < Q) is divided by the number of counting pulses of the measuring section counter memory ( 21 ).

5. The method according to any one of claims 1, 3 or 4, characterized, that to generate the pulses for the measurement and calibration common or separate pulse transmitters are used, which are started at the same time.

6. The method according to claim 6, characterized, that with separate pulse transmitters, the measuring section and the calibration section of the impulses at the same time, offset or run through one after the other will.

7. The method according to any one of claims 1, 2, 3 or 4, characterized, that a measurement by cyclic repetition of the procedure is formed periodically.

8. The method according to claim 7, characterized in that for the absolute continuous measurement of the length of a moving measuring section (s) cyclically continuously measured values are formed periodically.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that with geometrically offset arrangements the calibration to the measuring section the resulting counting results Counter memory can be corrected summarily.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that by geometrical displacement of the measuring section to the calibration section relative zero point is formed, to the positive and negative Deviations can be obtained as direct measured values.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the carrier medium for the impulses is gaseous, liquid or solid.

12. The method according to claim 1, characterized, that the impulses are sound impulses and the carrier medium is a gas, especially air.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the result of the distance counter in parallel or serially individually or in the rhythm of the cyclical acquisition of measured values via a suitable one Interface is transmitted.

14. Method for measuring velocities of flowing Media, preferably those with high flow velocities, over the duration of impulses within the medium according to the Method according to claims 1 or 3 or the combinations of Claims 1 and 6 or 3 and 6, characterized, that the measuring section is flowed through by the flowing medium in the calibration path, however, the medium is still.

15. The method according to claim 14, characterized, that to increase the transit time of the pulse on the measuring section the same opposite to the direction of flow of the medium spreads.

16. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that to measure angles, a rotational movement of an axis in the translational movement of the measuring section is translated.

17. An apparatus for carrying out the method according to one of claims 1, 2, 3 or 4 with a fixed pulse transmitter, a first fixed pulse receiver (calibration path receiver) and a second, in the location of the pulse transmitter movable pulse receiver (measuring path receiver) and a measuring device for determining the difference the transit times of the pulse receivers, characterized by

a) an oscillator ( 1 ) which generates a high-frequency electromagnetic oscillation, the counting frequency, which is used as the start signal of the pulse transmitter and
b) at least two counter memories ( 21, 25 ) (calibration zone counter memory 25 and measuring zone counter memory 21 ), to which the counting frequency is given and the pulses of which are counted, the start signal for the pulse transmitter forming the synchronous start pulse for the counter memory and
c) wherein the counting processes of the two counting memories are stopped at the end of the runtimes of the pulses by the output signals of the two pulse receivers originating from the same and the difference is formed from the contents of the two counting memories, which is a relative measure of the length of the movable pulse receiver from the pulse transmitter , based on the length of the calibration path.

18. Device for the absolute measurement of paths according to claims 3 or 4 and 17, characterized by a divider ( 26 ) in which the predetermined number of increments forming the measuring accuracy is divided by the actual number of the counting frequency within the calibration distance counter memory ( 25 ) and by a multiplier ( 26 ) which multiplies the counting frequency counted within the measuring section counter memory ( 21 ) by the result or vice versa.

19. Device according to one of the preceding claims 17 or 18, characterized, that a separate pulse transmitter is assigned to each pulse receiver.