DE3803853A1 - Verfahren und vorrichtung zur rollwinkelmessung an beweglichen maschinenteilen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur rollwinkelmessung an beweglichen maschinenteilenInfo
- Publication number
- DE3803853A1 DE3803853A1 DE19883803853 DE3803853A DE3803853A1 DE 3803853 A1 DE3803853 A1 DE 3803853A1 DE 19883803853 DE19883803853 DE 19883803853 DE 3803853 A DE3803853 A DE 3803853A DE 3803853 A1 DE3803853 A1 DE 3803853A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- beam paths
- partial beam
- analyzer
- polarization
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
Zur Rollwinkelmessung an beweglichen Maschinenteilen wie z.B.
den entlang der drei Raumrichtungen verfahrbaren Schlitten von
Mehrkoordinatenmeßgeräten sind polarisationsoptische Meßver
fahren besonders geeignet. Denn im Gegensatz zu anderen, ein
facheren Meßverfahren unter Ausnutzung der Gravitation
(Neigungsmesser, elektronische Libellen) ist die polarisations
optische Rollwinkelmessung auch für vertikal verschiebliche
Maschinenteile geeignet, wo andere Meßverfahren versagen.
Bekannte polarisationsoptische Verfahren zur Rollwinkelmessung
sind beispielsweise in der DE-PS 23 29 483, in der
DE-PS 33 22 713 sowie in der DE-PS 34 05 886 beschrieben.
Insbesondere die in den beiden letztgenannten Patentschriften
beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen basieren auf polari
metrischen Winkelmeßmethoden, die auch bereits seit langem zu
Konzentrationsmessungen an optisch aktiven Lösungen eingesetzt
wurden.
Entsprechende Verfahren und Geräte sind beispielsweise in dem
Buch "Grundlagen der Polarimetrie" von Dr. J. Flügge, Berlin
1979 sowie in der Zeitschrift "Elektronik" Heft 1, 1972, Seite
9-12 beschrieben. Die Verfahren beruhen darauf, daß ein polari
sierter Lichtstrahl hinsichtlich seiner Polarisationsrichtung
moduliert wird und die Intensität des durch einen Analysator
am Ende der Meßstrecke hindurchgegangenen Lichtstrahles mit
Hilfe eines photoelektrischen Empfängers auf der Modulations
frequenz nachgewiesen wird.
Bei den meisten der eingangs genannten Verfahren und Vor
richtungen wird zur Modulation der Polarisationsrichtung ein
sogenannter Faraday-Modulator verwendet. Dieser besteht aus
einem Glaskörper, auf den eine Spule aufgewickelt ist. Betreibt
man diese Spule mit Wechselstrom, dann sorgt der Faradayeffekt
für eine zyklische Drehung der Polarisationsrichtung ent
sprechend dem in der Spule entstehenden magnetischen Wechsel
feld. Diese Lösung hat jedoch mehrere Nachteile. Denn zum
Betrieb der Faradayzelle ist eine Hochstromversorgung erforder
lich. Außerdem besitzt der Glaskörper unvermeidliche Rest
spannungen im Material, die eine örtlich veränderliche Doppel
brechung über den Querschnitt des hindurchgehenden Lichtstrahls
verursachen. Entsprechend ist der Polarisationszustand des aus
dem Glaskörper austretenden Lichtes nicht ausreichend homogen
und kann sich außerdem durch thermische Effekte zeitlich
ändern.
Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, die Modulation
der Polarisationsrichtung dadurch vorzunehmen, daß der
Lichtstrahl in zwei Teilstrahlengänge mit unterschiedlicher
Polarisationsrichtung aufgespalten wird und beide Teilstrahlen
gänge periodisch unterbrochen und wieder zusammengeführt
werden. Bei diesem, in der DE-PS 34 05 886 sowie dem Artikel
von Hans H. Schüssler in "Feinwerktechnik und Meßtechnik" 92
(1984) Heft 8, Seite 408-410 bekannten Verfahren ist die
Trennung und Zusammenfügung der beiden Teilstrahlenbündel durch
polarisationsoptische Strahlteiler bewirkt. Diese Strahlteiler
zerlegen den Lichtstrahl in zwei orthogonal zueinander
polarisierte Komponenten, d.h. die Polarisationsrichtungen in
den beiden Teilstrahlengängen unterscheiden sich um 90°. In den
beiden genannten Schriften wird geltend gemacht, daß bei dieser
Meßanordnung die höchste Meßempfindlichkeit und beste
Linearität erreicht werden kann, da ein im Winkel von 45°
zwischen den beiden Polarisatoren eingestellter Analysator im
Bereich der größten Steigung der einer COS2 -Abhängigkeit
folgenden Kennlinie liegt. Nachteilig ist jedoch, daß das Licht
bei der Aufteilung und Wiedervereinigung Glasmaterial
durchlaufen muß und hier das bereits genannte Problem der
Materialspannungen auftritt. Außerdem ist der Wirkungsgrad der
polarisationsoptischen Strahlteiler nicht so gut, daß eine
vollständige Trennung in zwei orthogonal polarisierte
Komponenten stattfindet. Es bleibt ein Restanteil un
polarisierten bzw. elliptisch polarisierten Lichtes, der die
Meßgenauigkeit beeinträchtigt.
Außerdem hat die Verwendung eines relativ hohen Modulations
hubes von 90° zur Folge, daß der photoelektrische Empfänger
dauernd bei hoher Leistung betrieben wird und ein entsprechend
schlechtes Signal/Rauschverhältnis besitzt. Da das
eigentliche Meßsignal die Differenz zweier Signale mit sehr
hohem Pegel darstellt, wird die Empfindlichkeit der Winkel
messung hierdurch stark eingeschränkt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur polarisationsoptischen Rollwinkel
messung zu schaffen, mit der eine möglichst hohe Meßgenauigkeit
bei gleichzeitig geringem baulichen Aufwand erzielt werden
kann.
Ausgehend von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung nach
dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 5 wird diese Aufgabe durch
die im Kennzeichen dieser Ansprüche angegebenen Merkmale
gelöst.
Da die Aufspaltung bzw. Zusammenführung der beiden Teil
strahlengänge erfindungsgemäß allein durch Spiegeloptik er
folgt, vorzugsweise durch den für die Modulations- bzw.
periodischen Unterbrechnung der beiden Teilstrahlengänge ohne
hin vorgesehenen Schwenkspiegel oder ein Spiegelrad, sind
Durchgänge des polarisierten Lichtes durch Glasmaterial und die
damit verbundene depolarisierende Wirkung von Material
spannungen vollständig ausgeschlossen. Außerdem läßt sich mit
der erfindungsgemäßen Lösung eine relativ hohe Genauigkeit der
Winkelmessung erzielen, da die einstellbaren Polarisatoren nur
wenige Winkelgrade gegeneinander verdreht sind, der
Modulationshub deshalb klein ist und der photoelektrische
Empfänger nicht übersteuert sondern in einem Bereich betrieben
wird, in dem das Signal/Rauschverhältnis des Meßsignales optimal
ist. Der optimale Bereich kann einfach dadurch gefunden werden,
daß bei vorgegebener Lichtleistung und je nach verwendetem
Empfängertyp der Modulationshub durch Verdrehen der beiden
Polarisatoren zueinander auf optimales Signal/Rauschver
hältnis des Meßsignals eingestellt wird.
Im Hinblick auf eine möglichst hohe Meßgenauigkeit des
Verfahrens ist es zweckmäßig, wenn zur Detektion der Polari
sationsrichtung ein drehbarer Analysator verwendet wird und die
Messung nach der Kompensationsmethode vorgenommen wird, indem
der Analysator solange verdreht wird, bis das auf der
Modulationsfrequenz nachgewiesene Detektorsignal verschwindet.
Die Kompensationsmethode bedeutet nicht notwendigerweise eine
Verringerung der Meßgeschwindigkeit, denn es können vorzugsweise
piezoelektrische Stellglieder zum Nachdrehen des Analysators
eingesetzt werden, die äußerst schnell reagieren.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Fig. 1-7 der beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1a ist eine Prinzipskizze des Strahlenganges in einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 1b zeigt das Spiegelrad (8) aus Fig. 1a in Aufsicht
in verändertem Maßstab;
Fig. 2a-c sind Diagramme, in denen der zeitliche Verlauf der
Modulation des polarisierten Lichtes (Fig. 2a),
die Intensität des vom Detektor (23) aus Figur
abgegebenen Signales bei exakter Mittelstellung des
Analysators (21) (Fig. 2b) sowie die Intensität
des vom Detektor (23) abgegebenen Signales bei
einer Verdrehung um den Winkel ε aus der Mittel
stellung heraus (Fig. 2c) dargestellt ist;
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der bei der Vorrichtung
gemäß Fig. 1a verwendeten Elektronik;
Fig. 4 ist eine Prinzipskizze, die den Strahlenverlauf in
einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt;
Fig. 5 ist eine detaillierte Ansicht der Drehvorrichtung
(22) für den Analysator (21) aus Fig. 1a entlang
der optischen Achse;
Fig. 6 ist eine Ansicht des Teils (22) entlang der Pfeile
IV-IV in Fig. 5;
Fig. 7 zeigt das Teil (22) aus Fig. 5 in Aufsicht.
Die in Fig. 1a dargestellte polarisationsoptische Vorrichtung
zur Rollwinkelmessung besteht aus einem feststehenden Gehäuse
(1), in dem sich unter anderem die Strahlquelle (2) und die
noch zu beschreibende Optik zur Modulation zur Polarisations
richtung des aus einer Öffnung (10) austretenden Lichtstrahls
befindet, sowie der am beweglichen Maschinenteil befestigten
Nachweiseinrichtung (20). Wie durch die Pfeile (a) und (b)
angedeutet, ist das bewegliche Maschinenteil entlang der Achse
des Meßlichtstrahls (c) verschiebbar und führt Rollbewegungen
(b) um die Verschiebeachse aus, bedingt beispielsweise durch
Herstellungsfehler der Führungen der Maschine.
Als Strahlquelle im Gehäuse (1) dient beispielsweise ein Laser
generator (2). Der von diesem ausgesandte Lichtstrahl wird von
einem dahinter angeordneten Strahlteiler (3) in zwei Teil
strahlengänge aufgespalten. In jedem der beiden Teilstrahlen
gänge ist ein Spiegel (4) bzw. (5) angeordnet, von denen die
beiden Teilstrahlen in Richtung auf einen Punkt (d) reflektiert
werden, an dem sie wieder zusammengeführt werden. Hierzu ist
ein rotierendes Spiegelrad (8) vorgesehen, das, wie aus Fig. 1b
hervorgeht, zwei sich über einen Sektor von 90° erstreckende
spiegelnde Flügel besitzt. Das Spiegelrad (8) ist zur Richtung
des aus der Öffnung (10) austretenden Lichtstrahl geneigt ange
ordnet, so daß bei Rotation des Spiegelrades abwechselnd der
vom Reflektor (5) reflektierte Teilstrahl und der vom Reflektor
(4) kommende Teilstrahl in Richtung der Meßachse (c) re
flektiert werden.
Zwischen den Reflektoren (4) bzw. (5) und dem die beiden Teil
strahlengänge wieder zusammenführenden Spiegelrad (8) sind je
ein Polarisator (6) und (7) in die beiden Teilstrahlengänge
eingefügt. Die Polarisatoren (6) und (7) sind hinsichtlich
ihrer Polarisationsrichtung so eingestellt, da sich eine
Winkeldifferenz 2 δ von wenigen Grad, vorzugsweise 0,5°-3°
zwischen ihnen ergibt. Demgemäß ist der Meßstrahl (c) hin
sichtlich seiner Polarisationsrichtung mit der Amplitude δ und
der doppelten Rotationsfrequenz des Spiegelrades (8) moduliert.
Die Richtung dieses aus der Öffnung (10) austretenden Laser
strahls soll dabei möglichst gut mit der Verfahrrichtung (a)
des beweglichen Maschinenteils übereinstimmen.
Im Gehäuse (20) am beweglichen Maschinenteil ist ein von einer
Drehvorrichtung (22) um kleine Winkel um die Meßachse (c)
verdrehbarer Analysator (21) und in Lichtrichtung gesehen da
hinter ein photoelektrischer Detektor (23) angeordnet. Wie aus
Fig. 3 ersichtlich ist, wird das Signal des Detektors (23)
einem Lock-In-Verstärker (24) zugeführt, an dessen Referenzein
gang die Motorsteuerung (25) für das Spiegelrad (8) ange
schlossen ist. Der Lock-In-Verstärker (24) weist das Signal des
Detektors (23) auf der Modulationsfrequenz (f) nach, mit dem
die Polarisationsrichtung des Meßstrahles (c) abwechselnd hin
und hergeschaltet wird. Der Ausgang des Lock-In-Verstärkers
(24) ist mit einer Regelelektronik (26) verbunden. Diese Regel
elektronik dreht den Polarisator (21) aus Fig. 1a, bzw. die
elektromechanische Drehvorrichtung (22), auf der er montiert
ist, solange nach, bis das Detektorsignal (23) auf der
Modulationsfrequenz verschwindet. Das winkelproportionale Aus
gangssignal der Regelelektronik (26) ist außerdem einer An
zeigeeinheit (27) zugeführt, auf der dann der Rollwinkel als
eigentliche Meßgröße dargestellt wird.
In Fig. 2a ist der zeitliche Verlauf der Polarisationsrichtung
des Meßstrahles (c) dargestellt. Wenn die Polaristoren (6) und
(7) aus Fig. 1a gegeneinander um einen Winkel von 2 δ verdreht
sind, dann oszilliert die Polarisation des Meßstrahles (c) um
den Mittelwert Φ 0 mit der Amplitude δ.
Der Analysator (21) ist senkrecht in Bezug auf den Mittelwert
Φ 0 der Polarisationsrichtung eingestellt. Aufgrund der
symmetrischen Rechteckmodulation sperrt der Analysator das auf
ihn auffallende Licht jedoch nicht vollständig, sondern läßt
einen Teil des Lichtes hindurch, dessen Intensität von der
Modulationsamplitude abhängig ist. Der funktionelle Zusammen
hang wird durch folgende Gleichung beschrieben:
I = I₀ sin²δ (1)
Ein entsprechendes elektrisches Gleichstromsignal liefert der
Detektor (23) an seinem Ausgang.
Ist jedoch der Analysator (21) infolge einer Rollbewegung beim
Verfahren des beweglichen Maschinenteils aus der Nullage heraus
um den Winkel ε verdreht, dann wechselt das Meßsignal im Takte
der Modulationsfrequenz zwischen den Werten I 0 sin2 (δ+ε)
und in I 0 sin2 ( -δ+ε). Dieser Verlauf ist in Fig. 2c
dargestellt. Für kleine Rollwinkel ist diese Differenz, d.h.
die Amplitude des Wechselstromsignals, das der Detektor (23)
abgibt, näherungsweise
S = 4ε I₀ sin δ (2)
d.h. das Signal ist direkt proportional zu ε. Aus den Fig.
2b und 2c ist ersichtlich, daß der dem Wechsellichtsignal
überlagerte Gleichsignalpegel durch Einstellen der Winkel
differenz 2 δ der beiden Polarisatoren (6) und (7) unabhängig
vom Wechsel-Lichtsignal eingestellt und an die Charakteristik
des verwendeten Empfängers (23) angepaßt werden kann.
In Fig. 4 ist eine alternative Einrichtung zur Modulation der
Polarisation des Meßstrahles (c) dargestellt:
Auf den Ausgang des Lasergenerators (12) im Gehäuse (11) folgt
hier ebenfalls ein Strahlteiler (13), der den Laserstrahl in
zwei Teilstrahlen aufspaltet. Der Strahlteiler (13) und ein
dahinter angeordneter Reflektor (14) sind bezüglich ihrer
Winkelstellung so justiert, daß sich die beiden reflektierten
Teilstrahlen auf der Oberfläche eines Schwingspiegel (18)
treffen. Zwischen Strahlteiler (13) bzw. Reflektor (14) und dem
Schwingspiegel (18) sind wieder jeweils zwei Polarisatoren (16)
bzw. (17) in die beiden Teilstrahlengänge eingefügt.
Zwischen dem Schwingspiegel (18) und einer Öffnung (15), durch
das der Meßstrahl austritt, ist eine Blende (19) angeordnet.
Die Abmessung der Blendenöffnung ist dabei an den
Bündelquerschnitt des Meßstrahles angepaßt.
Der Schwingspiegel (18) oszilliert nun periodisch zwischen zwei
Stellungen, in denen er jeweils einen der beiden Teilstrahlen
durch die Blendenöffnung hindurch reflektiert.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel befinden sich zwischen den
Polarisatoren (16) und (17) und den Analysator am beweglichen
Maschinenteil keine weiteren Strahlteiler, von denen die
Polarisation des Meßstrahles gestört werden könnte. Die
Strahlvereinigung der beiden unterschiedlich polarisierten
Teilstrahlengänge erfolgt vielmehr allein durch spiegelnde
Flächen.
In Fig. 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der
Drehvorrichtung beschrieben, mit der der Analysator (21) zur
Kompensation der Rollbewegung des beweglichen Maschinenteils
während des Meßvorganges nachgeführt wird. Hierzu ist der
Träger (34) des Halters (31) für den Polarisator (21) auf einer
Platte (33) befestigt, die ihrerseits mittelbar über eine
Blattfeder (32) an einer zweiten Platte (30) angeschraubt ist.
Die Platte (30) ist mit dem verschieblichen Maschinenteil
verbunden, dessen Rollbewegung gemessen werden soll.
Das freie Ende der Biegeplatte (33) ist mit einem
portalförmigen Halter (37) verbunden. In die Öffnung des
Halters (37) ist eine piezoelektrische Antriebsvorrichtung (35)
eingesetzt, die sich einerseits an der Grundplatte (30) und
andererseits über den Halter (37) an der Biegeplatte (33)
abstützt. Solche piezoelektrischen Antriebsvorrichtungen oder
Piezotranslatoren werden beispielsweise unter der Bezeichnung
"P-172" von der Firma "Physik-Instrumente (PI) GmbH" ver
trieben und sind mit einem integrierten Ortssensor
(Bezeichnung: P-177) lieferbar, der einen hysteresefreien
Betrieb des Piezotranslators erlaubt. Mit (36) und (38) sind
die Anschlußbuchsen des Piezotranslators und des Ortssensors
bezeichnet.
Die beschriebene Drehvorrichtung arbeitet spielfrei und schnell
und ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn nur kleine
Winkelbewegungen herbeigeführt werden sollen. Dies ist jedoch
bei Rollwinkelmessungen an Maschinenteilen stets der Fall. Die
zu messenden Winkelabweichungen betragen nur Bruchteile eines
Grades.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das für kleine Winkel
der Verdrehung proportionale Steuersignal des Piezotranslators
direkt zur Anzeige des gemessenen Rollwinkels verwendet. Dies
ist zulässig, wenn die Nichtlinearitäten der Kennlinie des
Piezotranslators durch geeignete Maßnahmen in der
Steuerelektronik (26) für den Piezotranslator kompensiert sind,
beispielsweise, indem der oben angesprochene Ortssensor in den
Regelkreis der Steuerelektronik für den Piezotranslator
eingebunden wird. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere wenn
für andere Anwendungszwecke relativ große Drehwinkel gemessen
werden sollen, der Drehvorrichtung (22) einen eigenen Winkel
geber zuzuordnen und dessen Signal als Maß für den Rollwinkel
anzuzeigen.
Außerdem ist aus Fig. 1a ersichtlich, daß der Aufbau der
Meßvorrichtung bezüglich Strahlquelle (2) und Detektor (23)
symmetrisch ist, d.h. die beiden Bauelemente können
gegeneinander ausgetauscht werden. Ebenso ist es nicht nötig,
daß sich die Nachweiseinrichtung (20) am verschiebbaren
Maschinenteil befindet. Erfaßt werden relative Winkelbewegungen
zwischen den Teilen (1) und (20) der Vorrichtung. Hingegen ist
es wichtig, daß zwischen den Polarisatoren (6) und (7) sowie
dem Analysator (21) keine Glaswege vom Lichtstrahl (10) zu
durchlaufen sind.
Zwar tritt auch bei der Reflexion des durch den Polarisator (6)
hindurchgehenden Teilstrahles an der Oberfläche des Spiegel
rades (8) eine Phasenverschiebung zwischen S- und P-
Polarisation auf, wenn die Polarisationsrichtung des ein
fallenden, linear polarisierten Lichtes nicht senkrecht oder
parallel zur Einfallsebene des Spiegels ausgerichtet ist. Die
Folge hiervon, eine teilweise Depolarisierung bzw. der ent
stehende elliptische Polarisationszustand läßt sich jedoch ohne
weiteres vermeiden, da die beiden Polarisatoren (6) und (7)
gemeinsam verdreht werden können und der Polarisator (6) damit
so gegenüber der Spiegelfläche orientiert werden kann, daß die
genannte Bedingung für diesen Teilstrahlengang erfüllt ist.
Entsprechend kann auch in der Anordnung nach Fig. 4 verfahren
werden, da die Winkeldifferenz zwischen den dort mit (16) und
(17) bezeichneten Polarisatoren nur gering ist.
Infolge der Kompensationstechnik, bei der der Analysator (21)
dem zu messenden Rollwinkel nachgedreht wird, sind außerdem
Einflüsse einer schwankenden Lichtleistung auf die
Meßgenauigkeit eliminiert. Ferner hängt die Empfindlichkeit
der Winkelmessung nicht von der Einhaltung des genauen
Intensitätsverhältnisses zwischen den beiden Teilstrahlen bzw.
vom Einhalten eines exakten Steg- Lückeverhältnis von 1 zu 1
des Spiegelrades (8) oder des "Tastverhältnisses" des
Klappspiegels (18) in Fig. 4 und auch nicht von der
Modulationsamplitude 2 δ für die Polarisationsrichtung ab,
solange diese Parameter fest vorgegeben sind und sich zeitlich
nicht ändern.
Claims (10)
1. Verfahren zur Rollwinkelmessung an beweglichen Maschinen
teilen, bei dem ein polarisierter Lichtstrahl hinsichtlich
seiner Polarisationsrichtung moduliert wird, indem der
Lichtstrahl in zwei Teilstrahlengänge mit unterschiedlicher
Polarisationsrichtung aufgespalten, beide Teilstrahlengänge
periodisch unterbrochen und wieder zusammengeführt werden,
und bei dem der Rollwinkel durch Messung der Polarisations
richtung relativ zum beweglichen Maschinenteil ermittelt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- - in die beiden Teilstrahlengänge Polarisatoren (6, 7; 16, 17) eingefügt und auf eine Differenz der Polarisations richtung von bis zu wenigen Winkelgraden eingestellt werden,
- - die Aufspaltung bzw. Zusammenführung der beiden Teil strahlengänge zumindest an einer Stelle allein durch Spiegeloptik vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Unterbrechung und Wiedervereinigung der beiden Teil
strahlengänge mit einem beweglichen Reflektor (8; 18) vorge
nommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Detektion der Polarisationsrichtung ein drehbarer
Analysator (21) verwendet wird, hinter dem ein Empfänger
(23) angeordnet ist, und die Messung nach der
Kompensationsmethode vorgenommen wird, indem der Analysator
solange gedreht wird, bis das auf der Modulationsfrequenz
nachgewiesene Detektorsignal verschwindet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Polarisatoren (6, 7; 16, 17) das Licht linear polarisieren und
bezüglich ihren Polarisationsrichtungen so gegenüber der
Spiegelfläche (8; 18) der Spiegeloptik ausgerichtet werden,
daß der nach Spiegelung enthaltene Anteil elliptisch
polarisierten Lichtes minimiert ist.
5. Vorrichtung zur Rollwinkelmessung mit einer Lichtquelle,
einer Optik zur Teilung des von der Lichtquelle ausgehenden
Strahlenbündels in zwei unterschiedlich polarisierte Teil
strahlengänge, einer Einrichtung zur periodischen
Modulation der beiden Teilstrahlengänge und Mitteln zur
Wiedervereinigung der beiden Teilstrahlengänge sowie einer
Detektoreinheit am beweglichen Maschinenteil, die bezüglich
der Polarisationsrichtung des empfangenen Lichtstrahl
empfindlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- - in beiden Teilstrahlengängen einstellbare Polarisatoren (6, 7; 16, 17) angeordnet sind, die bezüglich der Polari sationsrichtung um wenige Winkelgrade gegeneinander ver dreht sind,
- - die Modulationseinrichtung ein an der Stelle des Auf teilens bzw. Zusammenfügens der beiden Teilstrahlengänge angeordnetes, bewegliches Spiegelelement (8; 18) umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiegeloptik ein mit gleichförmiger Geschwindigkeit
rotierendes Spiegelrad (8) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiegeloptik ein vor einer Blende angeordneter Schwenk
spiegel (18) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Detektoreinheit aus einem um kleine Winkel motorisch
verstellbaren Analysator (21) und einem dahinter ange
ordneten photoelektrischen Empfänger (23) sowie einer
elektronischen Anordnung (24, 26) besteht, die den
Analysator (21) abhängig vom Signal des Detektors (23)
verdreht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Analysator auf einer piezoelektrisch auslenkbaren
Biegeplatte (33) montiert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Detektoreinheit eine Anzeigevorrichtung (27) zugeordnet
ist, der ein von der Winkelstellung des Analysators (21)
abgeleitetes Signal zugeführt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883803853 DE3803853A1 (de) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Verfahren und vorrichtung zur rollwinkelmessung an beweglichen maschinenteilen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883803853 DE3803853A1 (de) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Verfahren und vorrichtung zur rollwinkelmessung an beweglichen maschinenteilen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3803853A1 true DE3803853A1 (de) | 1989-08-17 |
Family
ID=6346948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883803853 Withdrawn DE3803853A1 (de) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Verfahren und vorrichtung zur rollwinkelmessung an beweglichen maschinenteilen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3803853A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5596403A (en) * | 1994-12-02 | 1997-01-21 | Tma Technologies, Inc. | System and method for measuring angular position |
DE19942323A1 (de) * | 1999-09-06 | 2001-03-08 | Pwb Ruhlatec Ind Prod Gmbh | Verfahren zur Mehrfacherfassung optoelektronischer Signale und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
WO2008122808A2 (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-16 | Renishaw Plc | Rotation detection kit with intensity sensors receiving optical beams with discretely varying polarisation orientation |
DE102015005165A1 (de) | 2015-04-23 | 2016-10-27 | Olaf Schnabel | Vorrichtung und Verfahren zur Rollwinkelbestimmung an beweglichen Maschinenteilen |
US10209101B2 (en) | 2013-08-01 | 2019-02-19 | Renishaw Plc | Rotation detection apparatus |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3405886C2 (de) * | 1984-02-18 | 1987-02-05 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Verfahren und Vorrichtung zum polarimetrischen Messen des Rollwinkels eines beweglichen Maschinenteiles |
-
1988
- 1988-02-09 DE DE19883803853 patent/DE3803853A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3405886C2 (de) * | 1984-02-18 | 1987-02-05 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Verfahren und Vorrichtung zum polarimetrischen Messen des Rollwinkels eines beweglichen Maschinenteiles |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5596403A (en) * | 1994-12-02 | 1997-01-21 | Tma Technologies, Inc. | System and method for measuring angular position |
DE19942323A1 (de) * | 1999-09-06 | 2001-03-08 | Pwb Ruhlatec Ind Prod Gmbh | Verfahren zur Mehrfacherfassung optoelektronischer Signale und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
FR2798193A1 (fr) * | 1999-09-06 | 2001-03-09 | Pwb Ruhlatec Ind Prod Gmbh | Procede d'acquisition multiple de signaux optoelectroniques et dispositif pour la mise en oeuvre du procede |
US6534762B1 (en) | 1999-09-06 | 2003-03-18 | Jurgen Kieselbach | Method and device for detecting position of a rotating control member |
DE19942323B4 (de) * | 1999-09-06 | 2007-03-01 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Drehwinkelsensor |
WO2008122808A2 (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-16 | Renishaw Plc | Rotation detection kit with intensity sensors receiving optical beams with discretely varying polarisation orientation |
WO2008122808A3 (en) * | 2007-04-10 | 2009-02-26 | Renishaw Plc | Rotation detection kit with intensity sensors receiving optical beams with discretely varying polarisation orientation |
US8345240B2 (en) | 2007-04-10 | 2013-01-01 | Renishaw Plc | Rotation detection kit |
US8368887B2 (en) | 2007-04-10 | 2013-02-05 | Renishaw Plc | Rotation detection kit |
US10209101B2 (en) | 2013-08-01 | 2019-02-19 | Renishaw Plc | Rotation detection apparatus |
DE102015005165A1 (de) | 2015-04-23 | 2016-10-27 | Olaf Schnabel | Vorrichtung und Verfahren zur Rollwinkelbestimmung an beweglichen Maschinenteilen |
DE102015005165B4 (de) | 2015-04-23 | 2017-03-02 | Olaf Schnabel | Vorrichtung und Verfahren zur Rollwinkelbestimmung an beweglichen Maschinenteilen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2329483C2 (de) | Optische Vorrichtung zur Ermittlung von Abweichungen einer Fläche von einer vorbestimmten Form | |
EP0011708B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Ebenheit, der Rauhigkeit oder des Krümmungsradius einer Messfläche | |
DE3486178T2 (de) | Optisches Instrument zur Messung einer Verschiebung. | |
EP0314709B1 (de) | Zwei-wellenlängen-interferometrie mit optischem heterodynverfahren | |
DE4201511B4 (de) | Positionsdetektor und Verfahren zur Positionsmessung | |
DE3049033C2 (de) | ||
DE69106067T2 (de) | Verfahren, Vorrichtung und Zelle zum Detektieren des Winkels der optischen Drehung in einer Lösung mit zeitabhängiger Konzentration. | |
DE2901388C2 (de) | ||
DE1798143A1 (de) | Verfahren zur optischen Ellipsometric von Materialproben | |
DE172568T1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur echtzeitmessung des polarisationszustandes eines quasimonochromatischen lichtbuendels. | |
DE10308016A1 (de) | Verschiebungsmessgerät mit Interferenzgitter | |
DE69317874T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur differentiellen messung von brechungsindizes und deren anwendung | |
DE3803853A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur rollwinkelmessung an beweglichen maschinenteilen | |
DE69216038T2 (de) | Polarimeter | |
DE69126918T2 (de) | Messverfahren des Einfallwinkels eines Lichtstrahls, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie deren Verwendung zur Entfernungsmessung | |
DE69000564T2 (de) | Optisches system zum messen von linear- oder winkelaenderungen. | |
EP0002659B1 (de) | Verfahren zur magnetooptischen Strommessung | |
EP0358258A2 (de) | Optische Sensoranordnung | |
DE3906119C2 (de) | Anordnung zum Messen polarisationsoptischer Gangunterschiede | |
DE69213102T2 (de) | Faseroptische Strommessvorrichtung | |
DE3929713C2 (de) | Verfahren zur Messung eines optischen Gangunterschiedes an anisotropen transparenten Objekten | |
DE1497539C3 (de) | ||
DE1497539B2 (de) | ||
DE3802335C1 (en) | Device for determining the speed of an object | |
DE3322713A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur laufenden messung des rollwinkels eines beweglichen maschinenteiles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |