DE3619923A1 - Feinverschiebungsaufnehmer und verfahren zur erfassung von feinverschiebungen - Google Patents
Feinverschiebungsaufnehmer und verfahren zur erfassung von feinverschiebungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Aufnehmer und ein Verfahren
zur Erfassung von Feinverschiebungen eines Reflektors
mittels reflektierter Strahlen und insbesondere ein solches
Verfahren und einen solchen Feinverschiebungsaufnehmer,
bei dem die Feinverschiebung des Reflektors mittels Lichtleitfasern
durch die Intensität des reflektierten Lichts
erfaßt wird.
Aus R. O. Cook und C. W. Hamm "Fiber Optic Lever Displacement
Transducer" ist ein Gerät bekannt, das Lichtleitfasern
verwendet, die eine berührungslose Erfassung von Feinverschiebungen
im Bereich weniger Mikrometer gestatten. Nachfolgend
wird anhand der Fig. 10 das bekannte Meßverfahren
erläutert. In Fig. 10 sind zwei Lichtleitfasern vorgesehen,
deren Enden nebeneinander angeordnet sind. Dabei trifft
das Licht von einer Lichtquelle 2 auf das eine Ende einer
Belichtungsfaser 1, von dem ein kegelförmiger Lichtstrahl 3
auf den Reflektor 5 einstrahlt. Wenn sich der Reflektor 5
in einer gewissen Entfernung von der Belichtungsebene 4
der Faser 1 befindet, wird der einfallende Lichtstrahl 3
reflektiert, und ein Teil des Lichts trifft auf die
Endfläche der Lichtempfangsfaser 6. Die Zone 7, die von
der lichtemittierenden Endfläche 4 belichtet wird und
die Zone 8, von der die Lichtempfangsfaser 6 das vom Ziel 5
reflektierte Licht aufnehmen kann, überdecken sich in
einer Zone 9, die in Fig. 10 schraffiert dargestellt ist.
Weil sich die Belichtungsintensität und die Größe des
schraffiert dargestellten Bereichs 9 mit dem Abstand d
ändern, läßt sich der Wert des Abstandes d durch Erfassen
der in die Lichtempfangsfaser 6 eintretenden Lichtmenge
durch einen Fotodetektor 10, der am anderen Ende der
Lichtempfangsfaser 6 angeordnet ist, bestimmen.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen diesem
Abstand d und der Intensität Ip des die empfangene
Lichtmenge darstellenden Signals. Darin wächst die Lichtintensität Ip
im wesentlichen linear mit wachsendem Abstand d, gerät
an einem bestimmten Punkt in die Sättigung und nimmt danach
invers ab. Derjenige Abstand dm, bei dem die Lichtintensität Ip
am größten ist, hängt vom Radius und der numerischen
Apertur der Lichtleitfaser ab und ist etwa 1,5 mal so
groß wie der Radius der Lichtleitfaser. Wenn der Radius
der Lichtleitfaser etwa 50 µm beträgt, kann demnach eine
Feinverschiebung von etwa 0 bis 30 µm mit einer Auflösung
von etwa 0,1 µm in im wesentlichen linearer Abhängigkeit
von der Lichtintensität Ip erfaßt werden.
Nachteilig ist, daß sich wie Fig. 11 durch eine gestrichelte
Kurve zeigt, die Abhängigkeit der empfangenen Lichtintensität Ip
vom Abstand d mit der Intensität des von der Lichtquelle 2
in die Lichtleitfaser 1 eingestrahlten Lichts und dem
Reflexionsgrad des Reflektors 5 ändert. Deshalb muß die
Erfassungsempfindlichkeit bezüglich der Verschiebungsgröße d
bei jeder Messung korrigiert werden. Deshalb ist bei
herkömmlichen Meßgeräten dieser Art eine Korrektur der
Lichtintensität der Lichtquelle 2 und des Reflexionsgrads
des Reflektors 5 unmittelbar vor der Messung unbedingt
nötig. Dadurch wird der Betrieb sehr kompliziert.
Außerdem mußte bei herkömmlichen Meßgeräten, falls der
Reflexionsgrad des Reflektors 5 unbekannt ist, zuvor die
Beziehung zwischen dem Abstand d und der Lichtintensität Ip
aufgenommen und zuvor der Reflexionsgrad bestimmt werden,
um die oben genannten Schritte des Meßverfahrens
durchzuführen.
Herkömmliche Meßgeräte hatten weiterhin den Nachteil,
daß der erfaßte Wert, falls der Reflektor in einer anderen
Richtung als die Meßrichtung bewegt wird und der Reflexionsgrad
der gemessenen reflektierenden Ebene nach und nach
veränderlich ist, zwei gegenläufige Faktoren enthalten
kann, nämlich die Verschiebung und den sich ändernden
Reflexionsgrad, wodurch Meßfehler, falls die Verschiebung
direkt vom erfaßten Wert abgeleitet wird, unvermeidlich
sind.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die oben genannten
im Stand der Technik auftretenden Nachteile zu vermeiden
und ein Verfahren zur Erfassung von Feinverschiebungen
und einen Feinverschiebungsaufnehmer anzugeben, bei dem
die zu erfassende Verschiebung die durch den sich ändernden
Reflexionsgrad des Reflektors oder durch Fluktuation
der Lichtintensität der Lichtquelle verursachten widrigen
Effekte nicht aufweist.
Zur Lösung der obigen Aufgabe werden bei einem Verfahren
zur Erfassung von Feinverschiebungen mittels optischer
Fasern, die dicht nebeneinander angeordnet sind und deren
eine Endflächen miteinander ausgerichtet und gegenüber
einem Reflektor angeordnet sind, Licht von einer Lichtquelle,
das auf die andere Endfläche einer ersten Lichtleitfaser
eingestrahlt und von letzterer geleitet wird, von der einen
Endfläche dieser Lichtleitfaser auf den Reflektor eingestrahlt
und der davon reflektierte Lichtstrahl von der
Endfläche einer zweiten Lichtleitfaser empfangen,
die das so empfangene und vom Reflektor reflektierte Licht
zu ihrem anderen Ende leitet, an dem die Intensität des
Lichts zur Erfassung der Verschiebung des Reflektors relativ
zu den miteinander ausgerichteten einen Endflächen erfaßt
wird erfindungsgemäß durch folgende Schritte ausgeführt:
- Erfassen eines Lichtmengenanteils des auf den Reflektor mittels der ersten Lichtleitfaser eingestrahlten Lichts,
das entweder
durch die erste Lichtleitfaser selbst an ihrem einen Ende aufgenommen und zu ihrem anderen Ende geleitet und dort mittels eines weiteren Lichtdetektors erfaßt wird,
oder
durch eine weitere Lichtleitfaser erfaßt, die das von der ersten Lichtleitfaser auf den Reflektor eingestrahlte und von diesem reflektierte Licht aufnimmt und zu ihrem anderen ende leitet,
an dem ein weiterer Lichtdetektor angeordnet ist,
und
- Berechnen der Feinverschiebung aufgrund der vom ersten Lichtdetektor und vom zweiten Lichtdetektor erfaßten Lichtintensität, um die Einflüsse eines sich ändernden Reflexionsgrades und einer Fluktuation der Intensität der Lichtquelle zu eliminieren.
- Erfassen eines Lichtmengenanteils des auf den Reflektor mittels der ersten Lichtleitfaser eingestrahlten Lichts,
das entweder
durch die erste Lichtleitfaser selbst an ihrem einen Ende aufgenommen und zu ihrem anderen Ende geleitet und dort mittels eines weiteren Lichtdetektors erfaßt wird,
oder
durch eine weitere Lichtleitfaser erfaßt, die das von der ersten Lichtleitfaser auf den Reflektor eingestrahlte und von diesem reflektierte Licht aufnimmt und zu ihrem anderen ende leitet,
an dem ein weiterer Lichtdetektor angeordnet ist,
und
- Berechnen der Feinverschiebung aufgrund der vom ersten Lichtdetektor und vom zweiten Lichtdetektor erfaßten Lichtintensität, um die Einflüsse eines sich ändernden Reflexionsgrades und einer Fluktuation der Intensität der Lichtquelle zu eliminieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein
Feinverschiebungsaufnehmer, der die obige Aufgabe löst, bei dem
der erste Lichtdetektor ein Signal S des von dem Reflektor
reflektierten und von der zweiten Lichtleitfaser aufgenommenen
Lichts nach der Beziehung
S 1 = C 1·I·r·d
erfaßt, worin C 1 eine Konstante,
I die Intensität des von der Lichtquelle eingestrahlten Lichts,
r der Reflexionsgrad des Reflektors, und
d der Abstand zwischen dem Reflektor und den einen Endflächen der ersten und zweiten Lichtleitfaser bezeichnen,
wobei der Abstand d nach Maßgabe des Signals S 1 des reflektierten Lichts bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Reflektor reflektierte Licht auf die eine Endfläche der ersten Lichtleitfaser auftrifft, von letzterer zu ihrer anderen Endfläche geleitet und auf einen zweiten Lichtdetektor eingestrahlt wird, der ein Signal S 2 gemäß folgender Beziehung abgibt:
I die Intensität des von der Lichtquelle eingestrahlten Lichts,
r der Reflexionsgrad des Reflektors, und
d der Abstand zwischen dem Reflektor und den einen Endflächen der ersten und zweiten Lichtleitfaser bezeichnen,
wobei der Abstand d nach Maßgabe des Signals S 1 des reflektierten Lichts bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Reflektor reflektierte Licht auf die eine Endfläche der ersten Lichtleitfaser auftrifft, von letzterer zu ihrer anderen Endfläche geleitet und auf einen zweiten Lichtdetektor eingestrahlt wird, der ein Signal S 2 gemäß folgender Beziehung abgibt:
S 2 = C 2·I·r(d 2′ - d) + C 2′·I ,
worin C 2, C 2′ Konstanten und
C 2·I·r·d 2′ Komponenten der Intensität des Signals S 2 wenn d = 0 ist, bezeichnen,
ein dritter Lichtdetektor die Intensität des von der Lichtquelle auf die andere Endfläche der ersten Lichtleitfaser eingestrahlten Lichts in Form eines Signals S 3 gemäß S 3 = C 3·I, erfaßt, worin C 3 eine Konstante und S 3 das Signal des von der anderen Endfläche des ersten Lichtleiters reflektierten Lichts bezeichnen,
und
eine Recheneinrichtung vorgesehen ist, die den Abstand zwischen dem Reflektor und den einen Endflächen des ersten und zweiten Lichtleiters berechnet.
C 2·I·r·d 2′ Komponenten der Intensität des Signals S 2 wenn d = 0 ist, bezeichnen,
ein dritter Lichtdetektor die Intensität des von der Lichtquelle auf die andere Endfläche der ersten Lichtleitfaser eingestrahlten Lichts in Form eines Signals S 3 gemäß S 3 = C 3·I, erfaßt, worin C 3 eine Konstante und S 3 das Signal des von der anderen Endfläche des ersten Lichtleiters reflektierten Lichts bezeichnen,
und
eine Recheneinrichtung vorgesehen ist, die den Abstand zwischen dem Reflektor und den einen Endflächen des ersten und zweiten Lichtleiters berechnet.
Eine weitere bevorzugte Ausführung des Feinverschiebungsaufnehmers
enthält einen ersten Lichtdetektor, der von
nahe benachbarten und gegenüber einem Reflektor angeordneten
ersten und zweiten Lichtleitfasern eingestrahltes
Licht, das vom Reflektor reflektiert wird und von der
einen Endfläche der zweiten Lichtleitfaser aufgenommen
wird und durch die zweite Lichtleitfaser geleitet zur
anderen Endfläche der letzteren geführt wird, empfängt,
um die Intensität Ip 1 des eingestrahlten Lichts und in
Übereinstimmung mit dieser Intensität Ip 1 den Abstand dx
zwischen dem Reflektor und den einen Endflächen der ersten
und zweiten Lichtleitfaser zu erfassen, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß eine dritte Lichtleitfaser neben der ersten
und der zweiten Lichtleitfaser vorgesehen ist, deren
eine Endfläche bezüglich den Endflächen der ersten und
zweiten Lichtleitfaser einen vorgegebenen Abstand d 0 hat,
ein zweiter Fotodetektor vorgesehen ist, der das vom Reflektor reflektierte, auf die
eine Endfläche der dritten Lichtleitfaser auftreffende,
und von der dritten Lichtleitfaser
zu deren anderen Endfläche geleitete Licht empfängt,
um die Intensität Ip 2 des eingestrahlten Lichts zu erfassen,
sowie eine Recheneinrichtung, die aus der Beziehung
die zu messende Distanz dx berechnet.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des durch
eine erfindungsgemäße Ausführung des
Feinverschiebungsaufnehmers durchgeführten
Verfahrens;
Fig. 2 graphisch Kennlinien, die die Beziehung
der drei erfaßten Signale S 1, S 2 und S 3
in Abhängigkeit von der Meßgröße d darstellen;
Fig. 3 graphisch Kennlinien des dem Reflexionsgrad
entsprechenden Signals gemäß der in Fig. 1
dargestellten Ausführung;
Fig. 4 und 5 Schaltpläne einer bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 verwendeten automatischen
Korrekturschaltung für den Reflexionsgrad;
Fig. 6 eine erläuternde Darstellung des Meßverfahrens
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 7 graphisch Kennlinien der Erfassungscharakteristik
des zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 8, 9 und 12 jeweils einen Schaltplan, der ein Beispiel
der im Ausführungsbeispiel 2 eingesetzten
Signalverarbeitungsschaltung darstellt;
Fig. 10 schematisch eine Darstellung des Prinzips
des bereits erläuterten bekannten Meßverfahrens;
und
Fig. 11 graphisch eine Verschiebungskennlinie des
bekannten Feinverschiebungsaufnehmers.
Im folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel anhand
der Fig. 1 bis 5 näher erläutert.
In Fig. 1 fällt das Licht einer Lichtquelle 2 schräg auf
die lichtempfangende Endfläche 12 der Lichtleitfaser 1.
Der Auftreffwinkel dieses auf die Endfläche 12 auftreffenden
Lichts muß kleiner eingestellt werden als der Aperturwinkel
der emissionsseitigen Lichtleitfaser 1. Der Lichtstrahl von
der Lichtquelle 2 wird parallel geführt und von der
Endfläche 12 der Lichtleitfaser 1 aufgenommen, von letzterer
geleitet und durch die Endfläche 4 gegenüber dem Reflektor 5
auf diesen als Lichtstrahl 3 eingestrahlt. Der Reflektor 5
reflektiert den Lichtstrahl 3,und ein Teil des reflektierten
Lichts wird wie bei dem anhand Fig. 10 erläuterten
Stand der Technik von der zweiten Lichtleitfaser 6 aufgenommen,
von dieser geleitet, darauf vom Lichtdetektor 10
erfaßt und in das Signal S 1 entsprechend dem Abstand d
umgesetzt.
Außerdem tritt ein Teil des Vom Reflektor 5 reflektierten
Lichts wieder in die Lichtleitfaser 1 an deren dem Reflektor 5
gegenüberliegenden Endfläche 4 ein, wird von der
Lichtleitfaser 1 zu der Endfläche 12 geleitet
und dann von einem zweiten Lichtdetektor 11 erfaßt und
in das Signal S 2 umgesetzt.
Außerdem wird der von der Lichtquelle 2 ausgesendete und
parallel geführte Lichtstrahl, da er von der Endfläche 12
reflektiert wird, von einem dritten Lichtdetektor 13
empfangen und in das Signal S 3 umgesetzt. Das Signal S 3
ist der Intensität des von der Lichtquelle 2 emittierten
Lichts proportional.
Fig. 2 zeigt graphisch Beziehungen zwischen dem Abstand d
und der Intensität Ip dieser Signale S 1, S 2 und S 3.
Bei dem anhand der Fig. 10 und 11 erläuterten bekannten
Meßverfahren war bei dem Signal S, das der Lichtdetektor 10
liefert, die Intensität Ip so lange proportional dem
zu messenden Abstand d, wie dieser Abstand d klein war.
Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nimmt das
Signal S 2 ein Maximum an, wenn die erfaßte Distanz d Null
ist und nimmt im wesentlichen linear mit wachsender Distanz d
ab. Das Signal S 2 wird jedoch mit unendlich groß werdender
Distanz d nicht ganz zu Null, sondern verharrt auf einem
Wert, der dem an der Endfläche 12 der Lichtleitfaser reflektierten
Intensitätswert enspricht.
Das Signal S 3 hängt nur von der Intensität der Lichtquelle 2
ab und hat einen konstanten Wert unabhängig von der
zu erfassenden Distanz d, solange die Intensität der
Lichtquelle 2 konstant bleibt.
Falls die Intensität der Lichtquelle 2 und der Reflexionsgrad
des Reflektors 5 jeweils mit I und r bezeichnet werden,
können die drei Signale S 1, S 2 und S 3 wie folgt innerhalb
des Bereichs,in dem die zu erfassende Distanz d genügend
klein ist, ausgedrückt werden:
worin C 1, C 2, C 2′ und C 3 jeweils Konstanten sind. Der Term
C 2·I·r·d 2′ in der Gleichung (2) bezeichnet die Intensität
wenn die zu erfassende Distanz d Null ist.
Das Signal S 2 enthält gemäß der obigen Gleichung (2) eine
Restsignalkomponente C′·I, jedoch kann das folgende Signal,
das dem Reflexionsgrad proportional ist, durch Subtraktion
des durch Multiplikation des Signals S 3 mit dem Koeffizienten
k 3 = C 3′/C 3 erhaltenen Werts ausgerechnet werden:
Falls das so erhaltene Signal S 2′ mit dem Koeffizienten
k 2 = C 1/C 2 multipliziert wird und das Signal S r durch
Addition des Signals S 1 zu diesem Wert erzeugt wird,
ergibt sich
was, wie Fig. 3 zeigt, nicht mehr von der zu erfassenden
Distanz d, sondern lediglich von der Intensität der
Lichtquelle 2 und dem Reflexionsgrad r abhängt. Daraus läßt
sich der Reflexionsgrad r ermitteln, da sich die Intensität I
der Lichtquelle 2 aus dem SignalS 3 ableiten läßt, falls
man das Signal S r durch das SignalS 3 dividiert oder die
Lichtintensität I der Lichtquelle 2 bekannt ist.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel läßt
sich der Reflexionsgrad des Reflektors unabhängig von
der zu erfassenden Distanz d durch die zur Distanzerfassung
verwendeten Lichtleitfasern erfassen. Dies ist vorteilhaft
im Vergleich mit dem herkömmlichen Meßverfahren, bei dem
eine separate Bestimmung des Reflexionsgrads nötig war.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel ermöglicht demnach
eine leichte Korrektur der Erfassungsempfindlichkeit.
Außerdem wird durch eine automatische Korrekturschaltung
eine Variation des Reflexionsgrads automatisch korrigiert,
so daß sich leicht eine konstante Empfindlichkeit des
Feinverschiebungsaufnehmers erreichen läßt.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der genannten automatischen
Korrekturschaltung. Diese Schaltung ist so ausgebildet,
daß das Signal S r , das dem Reflexionsgrad
proportional ist, gemäß dem oben beschriebenen Verfahren
aus den drei Signalen S 1, S 2 und S 3 erzeugt und dann mit
einem Bezugssignal S ref verglichen wird. Das Verarbeitungsergebnis
wird in einem Integrierglied 14 integriert, und
die Intensität der Lichtquelle 2 nach Maßgabe des integrierten
Wertes gesteuert.
Gegebenenfalls können Treiber zur Ansteuerung der
Lichtquelle 2 zwischen dem Imtegrator 14 und der Lichtquelle 2
vorgesehen sein. Da der beschriebene Schaltungsaufbau
eine geschlossene Schleife bildet, ist deren Funktion
so, daß der Wert des Signals S r konstant mit dem Wert
des Signals S ref übereinstimmt. Die Intensität der Lichtquelle
wird nämlich abhängig von der Änderung des
Reflexionsgrads des Reflektors variiert, so daß man eine konstante
Intensität des vom Reflektor reflektierten Lichts
erhält. Als Ergebnis hat das der zu erfassenden Distanz d
entsprechende Signal S 1 eine konstante Empfindlichkeit.
Statt die Intensität der Lichtquelle zu regeln, kann auch, wie
die automatische Korrekturschaltung gemäß Fig. 5 zeigt,
die Verstärkung der Erfassungsschaltung mittels zweier
Multiplizierglieder geregelt werden. Wie bei dem in Fig. 4
gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Signal S r mit dem
Bezugssignal S ref verglichen und die Differenz zwischen
beiden Signalen vom Integrierglied 14 integriert. Der integrierte
Wert kc wird zwei Multipliziergliedern 15 und 16
zugeführt. Das Integrierglied 14 führt eine Integration
so durch, daß der Ausgang kc·S r des Multiplizierglieds 15
mit dem Bezugssignal S ref übereinstimmt. Der obige
Integrationswert kc ist ein für den Reflexionsgrad relevanter
Wert und kc·r bleibt immer konstant. Auf diese Weise wird
das Signal S 0, das man durch Multiplikation des Signals S 1
mit ck am Ausgang des Multiplizierglieds 16 erhält,zu
einem die zu erfassende Distanz d angebenden Signal, das
bezüglich des veränderlichen Reflexionsgrads korrigiert ist.
Statt der Berechnung des Reflexionssignals S r aus den
Signalen S 1, S 2 und S 3, wenn die Intensität der Lichtquelle 2
als veränderlich angenommen ist, kann man auch
das Signal S 3, wenn die Intensität der Lichtquelle 2 stabil
ist, auf einen geeigneten festen Wert legen.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Feinverschiebungsaufnehmers, das nun anhand der Fig. 6
bis 9 beschrieben wird, ist zusätzlich zu den im Stand
der Technik enthaltenen zwei Lichtleitfasern (Fig. 10)
eine zweite empfangsseitige Lichtleitfaser vorgesehen,
die das vom Reflektor 5 reflektierte Licht
empfängt.
Wie Fig. 6 zeigt, ist die Endfläche 22 der zweiten
Lichtleitfaser 21 um eine Distanz d 0 nach oben oder unten von
der Endfläche 4 der Lichtleitfaser 6, die wie zuvor
ausgeführt das reflektierte Licht vom Reflektor 5 empfängt,
versetzt. Folglich zeigt ein von einem Lichtdetektor 23,
der an der anderen Endfläche der zusätzlichen Lichtleitfaser 21
angebracht ist, erzeugtes Signal S 4 eine in Fig. 7
dargestellte Charakteristik in Abhängigkeit von der Distanz d.
In Fig. 7 bezeichnet S 1 ein vom Lichtdetektor 10 am
anderen Ende der Lichtleitfaser 6 erfaßtes Signal. Fig. 7
zeigt, daß die Kennlinie des Signals S 4 um die Distanz d 0
parallel verschoben ist.
In dem Erfassungsbereich, in dem die empfangene
Lichtintensität Ip linear mit der Distanz d verläuft, d. h.
im Bereich d viel kleiner dm, wobei dm diejenige Distanz
ist, bei der die Lichtintensität Ip des Signals S 1 maximal
ist, kann man folgende Beziehung angeben:
worin dx eine unbekannte Distanz ist. Aus der Gleichung (6)
läßt sich dx wie folgt errechnen:
Die Stärke der Signale S 1 und S 2 ändert
sich im selben Maß, wie sich die Intensität der
Lichtquelle 2 und wie sich der Reflexionsgrad des Reflektors 5
ändern, weshalb die durch Gleichung (7) ausgedrückte Beziehung
unabhängig von der Stärke der Signale S 1 und S 4
gilt.
Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Signalsverarbeitungsschaltung,
die zur Erfassung der Distanz dx nach Maßgabe
der obigen Beziehung aufgebaut ist. Zunächst wird ein Differenzsignal
Ip 2 - Ip 1 mittels eines Subtrahierglieds 24
und daraus ein Operationsergebnis Ip 1/(Ip 2 - Ip 1)
mittels eines Dividierglieds 25 erzeugt. Wenn man dieses
Signal mit dem Koeffizienten kd multipliziert, der einen
Signalpegel entsprechend der festen Distanz d 0 angibt,
erhält man das Erfassungssignal 26, das dem unbekannten
Signal dx entspricht.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Signalverarbeitungsschaltung. Ein Subtrahierglied 27 erzeugt
eine dem festen Abstand d 0 entsprechende Differenz Ip 2 - Ip 1,
deren Wert mit einem Referenzwert Id 0 verglichen wird.
Das Vergleichsergebnis wird in einem Integrierglied 28 integriert,
dessen Ausgangssignal als Koeffizient k
Multipliziergliedern 38 und 39 eingegeben wird, die die Stärke
der erfaßten Signale Ip 1 und Ip 2 jeweils mit dem Faktor k
multiplizieren. Da diese Schaltung als offene Schleife
ausgebildet ist, erreicht sie, nachdem das Signal 29, das
ist k·(Ip 2 - Ip 1),betätigt wird, bis Koinzidenz mit Id 0
vorliegt, den Ruhezustand. Das bedeutet, daß die Detektorempfindlichkeit
automatisch durch Korrektur der Änderung
der Intensität der Lichtquelle 2 und der Änderung des
Reflexionsgrads des Reflektors 5 geregelt wird, so daß die
der konstanten Distanz d 0 entsprechende Signalintensität
konstant bleiben kann. Somit kann der richtige Wert, falls
das der unbekannten Distanz dx entsprechende Signal 30,
das ist k·Ip 1,abgenommen wird, konstant ohne durch
Fluktuation der Intensität der Lichtquelle oder durch Änderung
desReflexionsgrads des Reflektors beeinflußt zu sein,
erfaßt werden.
Bei dem in Fig. 9 dargestellten Korrekturverfahren kann
anstatt die Empfindlichkeit des Erfassungssystems durch
die Multiplizierglieder 38 und 39 zu regeln, auch die
Lichtintensität der Lichtquelle geregelt werden, womit
sich dieselbe Wirkung erreichen läßt. Der dafür geeignete
Schaltungsaufbau ist in Fig. 12 dargestellt.
Bei den oben anhand der Fig. 1 und 6 beschriebenen
Ausführungsbeispielen dienen für die emissionsseitigen und
empfangsseitigen Lichtleitfasern einzelne Stränge oder
Fasern. Jedoch können auch ohne daß die Wirkungen und
Vorteile der Erfindung beeinträchtigt werden, jeweils
Faserbündel verwendet werden.
Die Erfindung, die oben anhand von Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde, ermöglicht die Erfassung einer
Feinverschiebung mit hoher Genauigkeit, ohne daß sich ungünstige
Einflüsse, wie die Veränderung der Lichtintensität der
Lichtquelle und die Variation des Reflexionsgrads des
Reflektors nachteilig auf die Genauigkeit auswirken. Außerdem
kann die Feinverschiebung, weil der erfindungsgemäß
Feinverschiebungsaufnehmer vom Reflexionsgrad des Reflektors
unbeeinflußt bleibt, durch eine einfache Operation und
mit hoher Zuverlässigkeit auch dann erfaßt werden, wenn
der Reflexionsgrad des Reflektors unbekannt ist und falls
die bezüglich ihrer Distanz zu messende Reflexionsebene sich
in einer anderen Richtung als in der Erfassungsrichtung
verschiebt und auch falls sich der Reflexionsgrad des
Reflektors allmählich verändert.
Claims (11)
1. Verfahren zur Erfassung von Feinverschiebungen mittels
eines Feinverschiebungsaufnehmers, der eine erste
emissionsseitige Lichtleitfaser, die Licht von einer
Lichtquelle leitet und auf einen Reflektor einstrahlt,
der gegenüber der einen Endfläche der Lichtleitfaser
und von dieser um die zu erfassende Distanz entfernt
angeordnet ist,
und
eine zweite empfangsseitige Lichtleitfaser aufweist, die dicht neben der ersten Lichtleitfaser angeordnet, deren eine Endfläche mit der einen Endfläche der ersten Lichtleitfaser bündig ist und an deren anderer Endfläche ein Lichtdetektor angeordnet ist, der einen Teil des von der ersten Lichtleitfaser auf den Reflektor eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts empfängt und in ein Signal entsprechend der erfaßten Lichtintensität umsetzt,
mit folgendem Schritt:
Ermitteln der zu messenden Distanz zwischen den einen Endflächen der ersten und zweiten Lichtleitfaser und dem Reflektor aus dem Signal, das der Lichtdetektor angibt,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Erfassen eines anderen Teils des von der ersten Lichtleitfaser auf den Reflektor eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts unabhängig von der Erfassung durch den ersten Lichtdetektor,
Erfassen der Intensität des Lichts der Lichtquelle, und
Ermitteln des Werts der zu messenden Distanz zwischen der einen Endfläche der ersten und zweiten Lichtleitfaser und dem Reflektor so, daß eine Fehlerkomponente in dem Wert der erfaßten Distanz, die zumindest durch die Intensitätsänderung der Lichtquelle und/oder die Variation des Reflexionsgrads des Reflektors hervorgerufen wird, in Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus den Erfassungsschritten eliminiert ist.
und
eine zweite empfangsseitige Lichtleitfaser aufweist, die dicht neben der ersten Lichtleitfaser angeordnet, deren eine Endfläche mit der einen Endfläche der ersten Lichtleitfaser bündig ist und an deren anderer Endfläche ein Lichtdetektor angeordnet ist, der einen Teil des von der ersten Lichtleitfaser auf den Reflektor eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts empfängt und in ein Signal entsprechend der erfaßten Lichtintensität umsetzt,
mit folgendem Schritt:
Ermitteln der zu messenden Distanz zwischen den einen Endflächen der ersten und zweiten Lichtleitfaser und dem Reflektor aus dem Signal, das der Lichtdetektor angibt,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Erfassen eines anderen Teils des von der ersten Lichtleitfaser auf den Reflektor eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts unabhängig von der Erfassung durch den ersten Lichtdetektor,
Erfassen der Intensität des Lichts der Lichtquelle, und
Ermitteln des Werts der zu messenden Distanz zwischen der einen Endfläche der ersten und zweiten Lichtleitfaser und dem Reflektor so, daß eine Fehlerkomponente in dem Wert der erfaßten Distanz, die zumindest durch die Intensitätsänderung der Lichtquelle und/oder die Variation des Reflexionsgrads des Reflektors hervorgerufen wird, in Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus den Erfassungsschritten eliminiert ist.
2. Feinverschiebungsaufnehmer zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1, mit
einem ersten Fotodetektor (10), der am anderen Ende der zweiten Lichtleitfaser angeordnet ist und die Intensität des von dieser aufgenommenen, vom Reflektor reflektierten Lichts erfaßt und in ein elektrisches Signal (S 1) umsetzt und
eine Recheneinrichtung, die aus dem elektrischen Signal die Distanz (d) zwischen den Endflächen (4) des einen und des anderen Lichtleiters (1, 6) und dem Reflektor (5) nach Maßgabe des Signals (S 1) vom ersten Lichtdetektor (10) berechnet,
gekennzeichnet durch
einen zweiten Lichtdetektor (13), der das an der anderen Endfläche (12) der ersten Lichtleitfaser (1) reflektierte Licht, das von der Lichtquelle (2) eingestrahlt wird, empfängt und aus dessen Intensität ein die Intensität des von der Lichtquelle emittierten Lichts angebendes Signal (S 3) erzeugt,
einen dritten Lichtdetektor (11), der ein der Intensität eines Teils des von der ersten Lichtleitfaser (1) auf den Reflektor (5) eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts, das von der einen Endfläche (4) der ersten Lichtleitfaser aufgenommen, von dieser geleitet und von der anderen Endfläche (12) der ersten Lichtleitfaser (1) auf den dritten Lichtdetektor (11) gerichtet wird, entsprechendes Signal (S 2) erzeugt und
eine Einrichtung, die eine in der Meßgröße (d) enthaltene Fehlerkomponente, die durch die Fluktuation der Intensität des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts und durch die Änderung des Reflexionsgrads des Reflektors bewirkt wird, durch Verarbeiten der Signale(S 1, S 3, S 2) vom ersten, zweiten und dritten Lichtdetektor (10, 13, 11) korrigiert.
einem ersten Fotodetektor (10), der am anderen Ende der zweiten Lichtleitfaser angeordnet ist und die Intensität des von dieser aufgenommenen, vom Reflektor reflektierten Lichts erfaßt und in ein elektrisches Signal (S 1) umsetzt und
eine Recheneinrichtung, die aus dem elektrischen Signal die Distanz (d) zwischen den Endflächen (4) des einen und des anderen Lichtleiters (1, 6) und dem Reflektor (5) nach Maßgabe des Signals (S 1) vom ersten Lichtdetektor (10) berechnet,
gekennzeichnet durch
einen zweiten Lichtdetektor (13), der das an der anderen Endfläche (12) der ersten Lichtleitfaser (1) reflektierte Licht, das von der Lichtquelle (2) eingestrahlt wird, empfängt und aus dessen Intensität ein die Intensität des von der Lichtquelle emittierten Lichts angebendes Signal (S 3) erzeugt,
einen dritten Lichtdetektor (11), der ein der Intensität eines Teils des von der ersten Lichtleitfaser (1) auf den Reflektor (5) eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts, das von der einen Endfläche (4) der ersten Lichtleitfaser aufgenommen, von dieser geleitet und von der anderen Endfläche (12) der ersten Lichtleitfaser (1) auf den dritten Lichtdetektor (11) gerichtet wird, entsprechendes Signal (S 2) erzeugt und
eine Einrichtung, die eine in der Meßgröße (d) enthaltene Fehlerkomponente, die durch die Fluktuation der Intensität des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts und durch die Änderung des Reflexionsgrads des Reflektors bewirkt wird, durch Verarbeiten der Signale(S 1, S 3, S 2) vom ersten, zweiten und dritten Lichtdetektor (10, 13, 11) korrigiert.
3. Feinverschiebungsaufnehmer zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1, mit
einem ersten Lichtdetektor (10), der einen Teil des von der ersten Lichtleitfaser auf den Reflektor (5) eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts, das von der einen Endfläche (4) der zweiten Lichtleitfaser aufgenommen, von letzterer geleitet und von ihrer anderen Endfläche auf den ersten Lichtdetektor (10) gerichtet wird,empfängt und daraus ein erstes Signal (S 1) bildet, und
einer Recheneinrichtung, die eine erste Distanz zwischen der einen Endfläche (4) der ersten oder zweiten Lichtleitfaser nach Maßgabe des Signals (S 1) des ersten Lichtdetektors (10) berechnet,
gekennzeichnet durch
eine dritte Lichtleitfaser (21), deren eine Endfläche (22) ebenfalls gegenüber dem Reflektor (5) angebracht, jedoch um eine vorgegebene zweite Distanz (d 0) von der einen Endfläche (4) der ersten oder zweiten Lichtleitfaser vertikal relativ zum Reflektor (5) versetzt ist,
einen zweiten Lichtdetektor (23), der einen anderen Teil des von der ersten Lichtleitfaser (1) auf den Reflektor (5) eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts, das in die eine Endfläche (22) der dritten Lichtleitfaser (21) eintritt, von dieser geleitet und von ihrer anderen Endfläche auf den zweiten Lichtdetektor (23) gerichtet wird, empfängt und daraus ein zweites Signal (S 4) entsprechend der empfangenen Lichtintensität bildet,
und
eine Einrichtung, die eine in der zu messenden Distanz (d) enthaltene, durch die Intensitätsfluktuation des von der Lichtquelle (2) ausgesendeten Lichts oder die Änderung des Reflexionsgrads des Reflektors (5) bewirkte Fehlerkomponente nach Maßgabe des ersten und zweiten Signals (S 1, S 4) vom ersten und zweiten Lichtdetektor (10,23) eliminiert.
einem ersten Lichtdetektor (10), der einen Teil des von der ersten Lichtleitfaser auf den Reflektor (5) eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts, das von der einen Endfläche (4) der zweiten Lichtleitfaser aufgenommen, von letzterer geleitet und von ihrer anderen Endfläche auf den ersten Lichtdetektor (10) gerichtet wird,empfängt und daraus ein erstes Signal (S 1) bildet, und
einer Recheneinrichtung, die eine erste Distanz zwischen der einen Endfläche (4) der ersten oder zweiten Lichtleitfaser nach Maßgabe des Signals (S 1) des ersten Lichtdetektors (10) berechnet,
gekennzeichnet durch
eine dritte Lichtleitfaser (21), deren eine Endfläche (22) ebenfalls gegenüber dem Reflektor (5) angebracht, jedoch um eine vorgegebene zweite Distanz (d 0) von der einen Endfläche (4) der ersten oder zweiten Lichtleitfaser vertikal relativ zum Reflektor (5) versetzt ist,
einen zweiten Lichtdetektor (23), der einen anderen Teil des von der ersten Lichtleitfaser (1) auf den Reflektor (5) eingestrahlten und von diesem reflektierten Lichts, das in die eine Endfläche (22) der dritten Lichtleitfaser (21) eintritt, von dieser geleitet und von ihrer anderen Endfläche auf den zweiten Lichtdetektor (23) gerichtet wird, empfängt und daraus ein zweites Signal (S 4) entsprechend der empfangenen Lichtintensität bildet,
und
eine Einrichtung, die eine in der zu messenden Distanz (d) enthaltene, durch die Intensitätsfluktuation des von der Lichtquelle (2) ausgesendeten Lichts oder die Änderung des Reflexionsgrads des Reflektors (5) bewirkte Fehlerkomponente nach Maßgabe des ersten und zweiten Signals (S 1, S 4) vom ersten und zweiten Lichtdetektor (10,23) eliminiert.
4. Feinverschiebungsaufnehmer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Signal (S 1) vom ersten Lichtdetektor (10) der Beziehung (A): S 1 = C 1 · I · r · d genügt,worin C 1 eine Konstante,
I die Intensität des von der Lichtquelle (2) ausgesendeten Lichts,
r der Reflexionsgrad des Reflektors (5), und
d die zu messende Distanz zwischen dem Reflektor und der einen Endfläche (4) der ersten oder zweiten Lichtleitfaser (1, 6) sind,
das Signal (S 2) vom dritten Lichtdetektor (11) der Beziehung(B): S 2 = C 2 · I · r(d 2′ - d) + C 2′ -· I, genügt,worin C 2, C 2′ Konstanten und der Term
C 2 · I · r · d′ eine Komponente der Lichtintensität im Signal (S 2), wenn d = 0 ist, darstellt,
das Signal (S 3) vom zweiten Lichtdetektor (13) der Beziehung(C): S 3 = C 3 · i genügt,worin C 3 eine Konstante ist,
und
die Recheneinrichtung die zu messende Distanz (d) aufgrund der Gleichungen (A), (B) und (C) berechnet.
daß das Signal (S 1) vom ersten Lichtdetektor (10) der Beziehung (A): S 1 = C 1 · I · r · d genügt,worin C 1 eine Konstante,
I die Intensität des von der Lichtquelle (2) ausgesendeten Lichts,
r der Reflexionsgrad des Reflektors (5), und
d die zu messende Distanz zwischen dem Reflektor und der einen Endfläche (4) der ersten oder zweiten Lichtleitfaser (1, 6) sind,
das Signal (S 2) vom dritten Lichtdetektor (11) der Beziehung(B): S 2 = C 2 · I · r(d 2′ - d) + C 2′ -· I, genügt,worin C 2, C 2′ Konstanten und der Term
C 2 · I · r · d′ eine Komponente der Lichtintensität im Signal (S 2), wenn d = 0 ist, darstellt,
das Signal (S 3) vom zweiten Lichtdetektor (13) der Beziehung(C): S 3 = C 3 · i genügt,worin C 3 eine Konstante ist,
und
die Recheneinrichtung die zu messende Distanz (d) aufgrund der Gleichungen (A), (B) und (C) berechnet.
5. Feinverschiebungsaufnehmer nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung ein Signal (S 2′) berechnet, das durch Multiplikation des Signals (S 3) gemäß der Gleichung (C) mit dem Koeffizienten k 3 = C 2′/C 3und durch Subtraktion des so erhaltenen Werts von S 2 gemäß Gleichung (B) erhalten wird, wodurch sich die Beziehung S 2′ = C 2·I·r(d 2′ - d) ergibt,und
ein Signal (S r ) berechnet, das durch Multiplikation des Signals (S 2′) mit einem Koeffizienten k 2 = C 1/C 2 und durch Addition des Signals(S 1) zu dem so erhaltenen Wert erhalten wird, wodurch die BeziehungS r = C 1·I·r·d 2′ entsteht,und
die Meßdistanz (d) nach Maßgabe des Signals (S r ) berechnet.
daß die Recheneinrichtung ein Signal (S 2′) berechnet, das durch Multiplikation des Signals (S 3) gemäß der Gleichung (C) mit dem Koeffizienten k 3 = C 2′/C 3und durch Subtraktion des so erhaltenen Werts von S 2 gemäß Gleichung (B) erhalten wird, wodurch sich die Beziehung S 2′ = C 2·I·r(d 2′ - d) ergibt,und
ein Signal (S r ) berechnet, das durch Multiplikation des Signals (S 2′) mit einem Koeffizienten k 2 = C 1/C 2 und durch Addition des Signals(S 1) zu dem so erhaltenen Wert erhalten wird, wodurch die BeziehungS r = C 1·I·r·d 2′ entsteht,und
die Meßdistanz (d) nach Maßgabe des Signals (S r ) berechnet.
6. Feinverschiebungsaufnehmer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die die Intensität des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts nach Maßgabe des Signals (S r ) mittels einer Subtraktion des Signals (S r ) von einem Bezugssignal (S ref), das auf einem vorgegebenen Signalpegel gehalten wird, steuert und
das Resultat der Subtraktion einem Integrator (14) eingegeben wird, der mit seinem Ausgangssignal die Intensität der Lichtquelle (2) steuert.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die die Intensität des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichts nach Maßgabe des Signals (S r ) mittels einer Subtraktion des Signals (S r ) von einem Bezugssignal (S ref), das auf einem vorgegebenen Signalpegel gehalten wird, steuert und
das Resultat der Subtraktion einem Integrator (14) eingegeben wird, der mit seinem Ausgangssignal die Intensität der Lichtquelle (2) steuert.
7. Feinverschiebungsaufnehmer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Signal (S r ) einem Eingangsanschluß eines ersten Multiplizierglieds (15) eingegeben wird, dessen Ausgang von einem Bezugssignal (S ref), dessen Signalpegel konstant bleibt, subtrahiert wird und einem Integrator (14) eingegeben wird,
das Ausgangssignal (k c ) des Integrators (14) dem anderen Eingangsanschluß des ersten Mulitplizierglieds (15) eingegeben wird, und
das Signal (S 1) einem Eingangsanschluß eines zweiten Multiplizierglieds (16) eingegeben wird, dessen anderer Eingangsanschluß das Ausgangssignal (k c ) des Integrierglieds (14) erhält.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Signal (S r ) einem Eingangsanschluß eines ersten Multiplizierglieds (15) eingegeben wird, dessen Ausgang von einem Bezugssignal (S ref), dessen Signalpegel konstant bleibt, subtrahiert wird und einem Integrator (14) eingegeben wird,
das Ausgangssignal (k c ) des Integrators (14) dem anderen Eingangsanschluß des ersten Mulitplizierglieds (15) eingegeben wird, und
das Signal (S 1) einem Eingangsanschluß eines zweiten Multiplizierglieds (16) eingegeben wird, dessen anderer Eingangsanschluß das Ausgangssignal (k c ) des Integrierglieds (14) erhält.
8. Feinverschiebungsaufnehmer nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch
eine Recheinrichtung, die aus der vom ersten Lichtdetektor (10) erfaßten Intensität (Ip 1), der vom zweiten Lichtdetektor (23) am anderen Ende der dritten Lichtleitfaser (21) erfaßten Lichtintensität (Ip 2) und der konstanten Versetzung (d 0) des einen Endes (22) der dritten Lichtleitfaser (21) die zu messende Distanz (dx) zwischen der einen Endfläche (4) der ersten oder zweiten Lichtleitfaser und dem Reflektor nach folgender Gleichung berechnet
gekennzeichnet durch
eine Recheinrichtung, die aus der vom ersten Lichtdetektor (10) erfaßten Intensität (Ip 1), der vom zweiten Lichtdetektor (23) am anderen Ende der dritten Lichtleitfaser (21) erfaßten Lichtintensität (Ip 2) und der konstanten Versetzung (d 0) des einen Endes (22) der dritten Lichtleitfaser (21) die zu messende Distanz (dx) zwischen der einen Endfläche (4) der ersten oder zweiten Lichtleitfaser und dem Reflektor nach folgender Gleichung berechnet
9. Feinverschiebungsaufnehmer nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung ein erstes Glied (24), das das Intensitätssignal (ip 1) vom Intensitätssignal (ip 2) subtrahiert,
ein Dividierglied (25), das das Intensitätssignal (Ip 1) durch das Ausgangssignal (ip 2 - Ip 1) des ersten Glieds (24) dividiert,
und
ein Multiplizierglied aufweist, das den Ausgang Ip 1/ (Ip 2-Ip 1) des Dividierglieds (25) mit einem Koeffizienten (k d ) multipliziert, der einen Signalpegel entsprechend der konstanten Versetzung (d 0) darstellt.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung ein erstes Glied (24), das das Intensitätssignal (ip 1) vom Intensitätssignal (ip 2) subtrahiert,
ein Dividierglied (25), das das Intensitätssignal (Ip 1) durch das Ausgangssignal (ip 2 - Ip 1) des ersten Glieds (24) dividiert,
und
ein Multiplizierglied aufweist, das den Ausgang Ip 1/ (Ip 2-Ip 1) des Dividierglieds (25) mit einem Koeffizienten (k d ) multipliziert, der einen Signalpegel entsprechend der konstanten Versetzung (d 0) darstellt.
10. Feinverschiebungsaufnehmer nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung aufweist:
ein erstes Multiplizierglied (38), das an einem ersten Eingangsanschluß das erste Intensitätssignal (ip 1) empfängt,
ein zweites Multiplizierglied (39), das an seinem ersten Eingangsanschluß das zweite Intensitätssignal (Ip 2) empfängt,
ein Subtrahierglied (27), das das Ausgangssignal des ersten Multiplizierglieds (38) vom Ausgangssignal des zweiten Multiplizierglieds (39)subtrahiert,
ein zweites Subtrahierglied (29) das das Ausgangssignal des ersten Subtahierglieds (27) von einem konstanten Intensitätssignal (Id 0) entsprechend der konstanten Versetzung (d 0) subtrahiert,
ein Integrierglied (28), das an seinem Eingang das vom zweiten Subtrahierglied (29) abgegebene Differenzsignal empfängt und dessen Ausgangssignal jeweils zweiten Eingängen des ersten Multiplizierglieds (38) und des zweiten Multiplizierglieds (39) zugeführt wird,
wobei
das Ausgangssignal (k·Ip 1) des ersten Multiplizierglieds (38) der zu messenden Distanz (dx) entspricht.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung aufweist:
ein erstes Multiplizierglied (38), das an einem ersten Eingangsanschluß das erste Intensitätssignal (ip 1) empfängt,
ein zweites Multiplizierglied (39), das an seinem ersten Eingangsanschluß das zweite Intensitätssignal (Ip 2) empfängt,
ein Subtrahierglied (27), das das Ausgangssignal des ersten Multiplizierglieds (38) vom Ausgangssignal des zweiten Multiplizierglieds (39)subtrahiert,
ein zweites Subtrahierglied (29) das das Ausgangssignal des ersten Subtahierglieds (27) von einem konstanten Intensitätssignal (Id 0) entsprechend der konstanten Versetzung (d 0) subtrahiert,
ein Integrierglied (28), das an seinem Eingang das vom zweiten Subtrahierglied (29) abgegebene Differenzsignal empfängt und dessen Ausgangssignal jeweils zweiten Eingängen des ersten Multiplizierglieds (38) und des zweiten Multiplizierglieds (39) zugeführt wird,
wobei
das Ausgangssignal (k·Ip 1) des ersten Multiplizierglieds (38) der zu messenden Distanz (dx) entspricht.
11. Feinverschiebungsaufnehmer nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung aufweist:
ein erstes Subtrahierglied, das das Intensitätssignal (Ip 1) vom Intensitätssignal (Ip 2) subtrahiert,
ein zweites Subtrahierglied, das das vom ersten Subtrahierglied abgegebene Differenzsignal von einem konstanten Intensitätssignal (Id 0) entsprechend der konstanten Versetzung (d 0) der einen Endfläche (22) der dritten Lichtleitfaser (21) subtrahiert,
ein Integrierglied, das das Ausgangssignal des zweiten Subtrahierglieds empfängt,
und
ein Treiberglied, das die Lichtquelle (2) aufgrund des Ausgangssignals des Integrierglieds steuert.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung aufweist:
ein erstes Subtrahierglied, das das Intensitätssignal (Ip 1) vom Intensitätssignal (Ip 2) subtrahiert,
ein zweites Subtrahierglied, das das vom ersten Subtrahierglied abgegebene Differenzsignal von einem konstanten Intensitätssignal (Id 0) entsprechend der konstanten Versetzung (d 0) der einen Endfläche (22) der dritten Lichtleitfaser (21) subtrahiert,
ein Integrierglied, das das Ausgangssignal des zweiten Subtrahierglieds empfängt,
und
ein Treiberglied, das die Lichtquelle (2) aufgrund des Ausgangssignals des Integrierglieds steuert.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP60127158A JPH0726806B2 (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 距離測定装置 |
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| DE3619923C2 DE3619923C2 (de) | 1992-04-30 |
Family
ID=14953069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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