DE3816322C2

DE3816322C2 -

Info

Publication number: DE3816322C2
Application number: DE19883816322
Authority: DE
Inventors: Udo Dr.-Ing. 3000 Hannover De Tutschke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1990-11-29
Also published as: DE3816322A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Außenabmessungen eines Meßobjektes.The invention relates to a device for non-contact Measurement of the external dimensions of a test object.

Meßvorrichtungen dieser Art sind bekannt, beispielsweise zum Messen des Außendurchmessers von Arteriensegmenten (Bergel D. H.: The static elastic properties of the arterial wall. J. Physiol. 156, Seiten 445-457, 1961; Munch P. A., Iwazumi T. Brown A. M.: Photoelektric caliper for noncontact measurement of vascular dynamic strain in vitro. J. Appl Physiolo. 58 (6), Seiten 2075-2081, 1985; Sakaguchi M., Ohhashi T.: A photoelektric diameter gauge utilizing the image sensor. Pflügers Archiv 378, Seiten 263-268, 1979; Schabert A., Bauer R. D., Busse R.: Photoelectric device for the recording of diameter changes of opaque and transparent blood vessel in vitro. Pflügers Archiv 385, Seiten 239-242, 1980 und Wetterer E., Busse R., Bauer R. D., Schabert A., Summa Y.: Photoelektric device for contact-free recording of the diameters of exposed arteries in situ. Pflügers Archiv 368, Seiten 149-152, 1977). All diese Verfahren arbeiten fotoelektrisch. Die zu messenden Gegenstände werden beleuchtet, und die Schattenfläche der Gegenstände wird auf einem fotoelektrischen Wandler abgebildet. Die Schattenfläche bestimmt die Signalamplitude. Dabei wird die Messung genauer, je größer die Schattenlänge ist. Die Auflösung wird begrenzt durch die Inhomogenität der Lichtempfindlichkeit der Fotoelementfläche bzw. der Anordnungsdichte von Fotodioden. Schwankungen der Lichtintensität, Abweichungen von der Parallelität des einfallenden Lichts, Verlagerungen des Meßobjektes während der Messung und thermische Einflüsse können die Meßgenauigkeit beeinträchtigen. Probleme bereiten insbesondere durchscheinende Meßobjekte, weil das fotoelektrische Signal zusätzlich von der Transmission des Objektes abhängig ist.Measuring devices of this type are known, for example for measuring the outer diameter of arterial segments (Bergel D.H .: The static elastic properties of the arterial wall. J. Physiol. 156, pp. 445-457, 1961; Munch P.A., Iwazumi T. Brown A.M .: Photoelectric caliper for noncontact measurement of vascular dynamic strain in vitro. J. Appl Physiolo. 58 (6), pages 2075-2081, 1985; Sakaguchi M., Ohhashi T .: A photoelectric diameter gauge utilizing the image sensor. Pflügers Archiv 378, pages 263-268, 1979; Schabert A., Bauer R.D., Busse R .: Photoelectric device for the recording of diameter changes of opaque and transparent blood vessel in vitro. Pflügers Archiv 385, Pages 239-242, 1980 and Wetterer E., Busse R., Bauer R. D., Schabert A., Summa Y .: Photoelectric device for contact-free recording of the diameters of exposed arteries in situ. Pflügers Archiv 368, pages 149-152, 1977). Alles These methods work photoelectrically. The to be measured Objects are illuminated, and the shadow area of the Objects are imaged on a photoelectric converter. The shadow area determines the signal amplitude. there the measurement becomes more accurate, the larger the shadow length is. The resolution is limited by the inhomogeneity of the Photosensitivity of the photoelement surface or the arrangement density of photodiodes. Fluctuations in light intensity, Deviations from the parallelism of the incident Light, displacements of the object to be measured during the measurement and thermal influences can affect the accuracy of measurement. Problems are particularly problematic DUTs, because the photoelectric signal in addition of the transmission of the object is dependent.

Durch die DE-OS 36 23 318, DE-OS 32 19 389 und DE-OS 31 11 356 sind Vorrichtungen zum berührungslosen Vermessen eines Meßobjektes bekannt, bei denen ein parallel zu sich verschobener Meßstrahl mittels eines mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedrehten Strahlablenkkörpers erzeugt wird. Dieser Strahlablenkkörper ist bei der Vorrichtung nach der DE-OS 36 23 318 ein Polarisationsprisma, bei der DE-OS 32 19 389 ein rotierender Planspiegel und bei der DE-OS 31 11 356 ein Polygonspiegel. Nachteilig ist, daß die parallele Strahlverschiebung bei diesen bekannten Vorrichtungen nicht linear ist, d. h. daß die Geschwindigkeit der Abtastung nicht konstant ist. Daher ist keine hohe Meßgenauigkeit erzielbar, und die Einsatzbereiche sind beschränkt. Zur Vergrößerung des Meßfeldes ist bei der Vorrichtung nach der DE-OS 36 23 318 eine Aufweitungsoptik vorgesehen, durch die Abbildungsfehler entstehen. Die Vorrichtung nach dieser Druckschrift ist mit Totphasen behaftet, in denen keine Meßstrahlen erzeugt werden. Bei der Vorrichtung nach der DE-OS 31 11 356 besteht der Strahlablenkkörper, wie oben schon erwähnt, aus einem Polygonspiegel, was den weiteren Nachteil hat, daß der Lichtstrahl auf dem Spiegel wandert. Der dadurch bedingte Meßfehler muß elektronisch korrigiert werden.By DE-OS 36 23 318, DE-OS 32 19 389 and DE-OS 31 11 356 are devices for non-contact Measuring a measurement object known in which a parallel shifted measuring beam by means of a constant Angular velocity rotated Strahlablenkkörpers generated becomes. This Strahlablenkkörper is in the device after DE-OS 36 23 318 a polarization prism, wherein DE-OS 32 19 389 a rotating plane mirror and in the DE-OS 31 11 356 a polygon mirror. The disadvantage is that the parallel beam shift in these known devices is not linear, d. H. that the speed of Sampling is not constant. Therefore, no high measurement accuracy achievable, and the areas of application are limited. To enlarge the measuring field is according to the device DE-OS 36 23 318 an expansion optics provided by the aberrations arise. The device after this Document is afflicted with dead phases, in which no Measuring beams are generated. In the device according to the DE-OS 31 11 356 consists of Strahlablenkkörper, as above already mentioned, from a polygon mirror, what the other The disadvantage is that the light beam travels on the mirror. The resulting measurement error must be corrected electronically become.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Strecken, z. B. Außenabmessungen von Meßobjekten, auch von durchscheinenden Meßobjekten, genauer gemessen werden können.The object of the present invention is It is to form a device of the type mentioned above, that stretching, z. B. external dimensions of DUTs, also of translucent objects to be measured, more precisely can be.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the invention according to claim 1 solved.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient developments of Task solution according to the invention are in the subclaims characterized.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Bestimmung des Durchmessers des Meßobjektes auf eine Zeitmessung zurückgeführt. Es wird die Zeit gemessen, die ein Lichtpunkt benötigt, um eine bestimmte durch zwei Kanten begrenzte Strecke zu durchlaufen. Diese Strecke ist z. B. der Außendurchmesser eines Meßobjektes, kann aber auch der Abstand zweier Gegenstände sein. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein parallel zu sich verschiebbarer Strahl mittels einer Spaltblende und einer dahinter angeordneten drehbaren Scheibe erzeugt, die spiralig geschlitzt ist. Die Position des zu sich selbst verschobenen parallelen Strahls folgt dem Gesetz s = c × ϕ, wobei ϕ der Drehwinkel der Scheibe und c eine Konstante ist. Das Verschiebungsgesetz ist linear; Linearitätsfehler treten nicht auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch absolute Linearität der parallelen Strahlverschiebung und ununterbrochene Verfügbarkeit des Meßlichtstrahles aus, da Totphasen nicht auftreten. Die parallele Verschiebung des Meßstrahles erfolgt mit konstanter Geschwindigkeit. Es ist eine Auflösung von ca. 0,5 µm und besser erreichbar. Höhere Drehgeschwindigkeiten der Spiralschlitzscheibe und eine digitale Auswertung der Meßsignale der fotoelektrischen Einrichtung verbessern die zeitliche und räumliche Auflösung. Das Meßsignal wird durch Drifteffekte nicht beeinflußt. Die Messung ist unempfindlich gegen Lageveränderungen des Meßobjektes beim Meßvorgang, da der Abtaststrahl im Bereich des Bewegungshubes des Lichtpunktes senkrecht die Ebene des Spaltes durchdringt. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung zeichnet sich durch einfachen, kompakten Aufbau aus. Die Handhabung und Bedienung der Meßvorrichtung ist sehr einfach; eine einzige Justierung vor Beginn der ersten Messung ist ausreichend. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ist vorzüglich zur Messung des Außendurchmessers, beispielsweise von Blutgefäßen oder Schläuchen geeignet. Die Meßobjekte können bis zu einer bestimmten Grenztransmission durchscheinend sein, ohne daß die Messung hierdurch beeinflußt wird. Die Grenztransmission, bis zu der Messungen an durchscheinenden Objekten durchgeführt werden können, sind durch Maßnahmen zur Verbesserung der Homogenität des vor der Lochblende erzeugten Lichtfeldes noch erhöhbar.In the device according to the invention, the determination of the diameter of the measurement object is attributed to a time measurement. It measures the time taken for a point of light to traverse a particular distance bounded by two edges. This route is z. B. the outer diameter of a measurement object, but can also be the distance between two objects. In the apparatus according to the invention, a beam which can be displaced parallel to one another is produced by means of a slit diaphragm and a rotatable disk arranged behind it, which is spirally slotted. The position of the parallel beam shifted to itself follows the law s = c × φ , where φ is the rotation angle of the disk and c is a constant. The law of displacement is linear; Linearity errors do not occur. The device according to the invention is characterized by absolute linearity of the parallel beam displacement and uninterrupted availability of the measuring light beam, since dead phases do not occur. The parallel displacement of the measuring beam is carried out at a constant speed. It is a resolution of about 0.5 microns and better accessible. Higher rotational speeds of the spiral slot disk and a digital evaluation of the measurement signals of the photoelectric device improve the temporal and spatial resolution. The measuring signal is not affected by drift effects. The measurement is insensitive to changes in position of the object to be measured during the measuring process, since the scanning beam in the region of the movement stroke of the light spot penetrates vertically the plane of the gap. The measuring device according to the invention is characterized by simple, compact construction. The handling and operation of the measuring device is very simple; a single adjustment before starting the first measurement is sufficient. The measuring device according to the invention is particularly suitable for measuring the outer diameter, for example of blood vessels or hoses. The measured objects can be translucent up to a certain limit transmission, without the measurement being influenced thereby. The limit transmission to which measurements on translucent objects can be made can be increased by measures to improve the homogeneity of the light field generated in front of the perforated diaphragm.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be described below with reference to an in the embodiment shown in the accompanying drawings be explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Außenabmessungen eines biologischen Meßobjektes in einer mit Nährlösung gefüllten Meßwanne in der Draufsicht, Fig. 1 is a schematic representation of a device for contactless measurement of the external dimensions of a biological object to be measured in a filled with nutrient solution Meßwanne in plan view,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 in der Seitenansicht, Fig. 2 is a schematic representation of the apparatus according to Fig. 1 in side view,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Scheibe mit Spiralschlitz, Fig. 3 is a plan view of a disc with spiral slot,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Scheibe nach Fig. 3, Fig. 4 is a side view of the disc of FIG. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläute rung der Wirkungsweise der Vorrichtung, Fig. 5 is a schematic diagram for Erläute tion of the operation of the apparatus,

Fig. 6 ein Blockschaltbild der elektrischen Signalverarbeitung, Fig. 6 is a block diagram of electrical signal processing,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Überein stimmung zwischen Meßwerten und berech neten Werten und Fig. 7 is a graphical representation of the Convention humor between measured values and calculation values and Neten

Fig. 8 eine graphische Darstellung von Durchmesser änderungen bei Auseinanderbewegung zweier hintereinander liegender Eichobjekte in Spaltrichtung. Fig. 8 is a graphical representation of changes in diameter when moving apart of two consecutive calibration objects in the gap direction.

Die Zeichnung (Fig. 1, Fig. 2) zeigt eine Meßvorrichtung mit einer Projektionseinrichtung, die eine Lampe L und ein Linsensystem L 1 umfaßt und ein paralleles Lichtbündel er zeugt, das auf einen senkrechten Spalt D fällt. Der Spalt kann beispielsweise in einer Membran ausgebildet sein und Ab messungen von 0,8 mm×25 mm haben. Die Spaltbreite ist so einstellbar, daß über die gesamte Spaltfläche eine konstante Lichtintensität herrscht. Inhomogenitäten der Lichtfelder lassen sich auch dadurch kompensieren, daß ein Diodenarrey eingesetzt wird, bei dem die Signale der einzelnen Diodenar raysegmente mit den Inhomogenitäten angepaßten Verstärkungen beaufschlagt werden. Hinter dem Spalt D ist eine Scheibe DS drehbar angeordnet, die einen Spiralschlitz SS aufweist. Die Scheibe DS sitzt auf einer in einem Lagerblock B gelagerten Achse und wird von einem Motor M mit konstanter Drehzahl angetrieben. Durch Drehen der Scheibe DS wird der Spiral schlitz am senkrechten Spalt vorbeibewegt.The drawing ( Fig. 1, Fig. 2) shows a measuring device with a projection device comprising a lamp L and a lens system L 1 and a parallel light beam he testifies that falls on a vertical gap D. The gap may for example be formed in a membrane and from measurements of 0.8 mm × 25 mm. The gap width is adjustable so that over the entire gap surface, a constant light intensity prevails. Inhomogeneities of the light fields can also be compensated by the fact that a diode arrey is used, in which the signals of the individual Diodenar raysegmente be acted upon by the inhomogeneities matched gains. Behind the gap D , a disk DS is rotatably arranged, which has a spiral slot SS . The disc DS sits on an axle mounted in a bearing block B and is driven by a motor M at a constant speed. By turning the disc DS , the spiral slot is moved past the vertical gap.

Der Spiralschlitz blendet aus dem den Spalt D durchset zenden Parallellichtbündel einen engen Lichtstrahl aus, der praktisch als Lichtpunkt erscheint. Durch Drehung der Scheibe DS verschiebt sich der eine Lochblende LB darstellende Schnittpunkt des Spiralschlitzes mit dem Spalt entlang dem Spalt. Dadurch bewegt sich der Lichtstrahl bzw. Lichtpunkt LP je nach Drehrichtung der Scheibe DS periodisch mit konstanter Geschwindigkeit von unten nach oben oder umgekehrt.The spiral slot fades out of the gap D durchset zenden parallel light beam from a narrow beam of light, which appears practically as a point of light. By rotation of the disc DS , the intersection of the spiral slot representing a pinhole LB with the gap shifts along the gap. As a result, depending on the direction of rotation of the disk DS , the light beam or light point LP moves periodically at constant speed from bottom to top or vice versa.

Der Spiralschlitz SS, der beispielsweise eine Breite von 0,3 mm haben kann, kann in einer Metallscheibe im Drahtero dierverfahren hergestellt werden (Fig. 3, Fig. 4). Die Spi rale gehorcht der Gleichung für eine Archimedische Spirale mit dem Radius r=c×ϕ, mit c=v _L/ω , worin v _L die Ge schwindigkeit der Lichtstrahl- bzw. Lichtpunktverschiebung, ω die Winkelgeschwindigkeit der sich drehenden Scheibe und ϕ der Drehwinkel der Scheibe ist. Bei einer Drehgeschwindigkeit von beispielsweise 250 Umdrehungen pro Minute und einem Lichtstrahl- bzw. Lichtpunkthub bzw. Weg des Schnittpunktes (Lochblende LB) zwischen Spalt und Spiralschlitz von bei spielsweise f=20 mm wird dieser Weg von 20 mm in 240 msec zurückgelegt, was einer Frequenz von 4,17 Hz entspricht. Mit steigender Drehzahl wächst die Abtastfrequenz.Be of the spiral slot SS, which may for example have a width of 0.3 mm can decoding method in a metal disc in Drahtero prepared (Fig. 3, Fig. 4). The spiral obeys the equation for an Archimedean spiral with the radius r = c × φ , where c = v _L / ω , where v _{L is} the velocity of the light beam shift, ω the angular velocity of the rotating disk, and φ the Rotation angle of the disc is. At a rotational speed of, for example, 250 revolutions per minute and a light beam or Lichtpunkthub or path of the intersection (pinhole LB) between gap and spiral slot of example f = 20 mm, this path is covered by 20 mm in 240 msec, which is a frequency of 4.17 Hz. As the speed increases, the sampling frequency increases.

Dicht hinter der Spiralschlitzscheibe steht auf dem La gerblock B eine Probenkammer SC, die im Bereich des Licht strahleintritts und Lichtstrahlaustritts mit optischen Fen stern versehen ist.Close behind the spiral slot disc is on the La gerblock B a sample chamber SC , which is provided in the area of the light beam entrance and light beam exit with optical Fen star.

Auf die Probenkammer, die vorzugsweise der Aufnahme von lebenden biologischen Objekten dient, kann verzichtet werden.On the sample chamber, preferably the inclusion of living biological objects, can be dispensed with.

Die Lichtstrahlen, die oberhalb und unterhalb das Meß objekt VS passieren, werden mittels einer Sammellinse L ₂ fo kussiert und treffen dann auf eine Fotodiode Ph.The light rays passing above and below the measuring object VS are kissed by means of a converging lens L ₂ fo and then hit a photodiode Ph .

Die Fig. 5 zeigt schematisch die Entstehung der Signal spannung. Der Lichtstrahl bzw. der Lichtpunkt bewegt sich mit der Geschwindigkeit v _L parallel zum Spalt D. Er startet am unteren Ende des Spaltes, belichtet die Fotodiode, trifft auf das Meßobjekt, das die Fotodiode verdeckt und belichtet die Fotodiode erneut nach Überqueren des Meßobjektes. Das Dioden signal ist ein Rechteckimpuls mit der Anstiegzeit t _s=b/v _L, wobei b die Lichtpunkthöhe bedeutet. Die Impulsbreite ist gleich der Laufzeit des Lichtpunktes bzw. des Lichtstrahles über das Meßobjekt hinweg. Die Laufzeit beträgt t=(d+b)/ v _L und ist proportional dem Durchmesser d des Meßobjektes VS. Fig. 5 shows schematically the formation of the signal voltage. The light beam or the light point moves at the speed v _L parallel to the gap D. It starts at the lower end of the gap, exposes the photodiode, strikes the target, which covers the photodiode and exposes the photodiode again after crossing the target. The diode signal is a square pulse with the rise time t _s = b / v _L , where b is the light spot height. The pulse width is equal to the transit time of the light spot or the light beam across the measurement object. The transit time is t = (d + b) / v _L and is proportional to the diameter d of the object to be measured VS.

Die Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild A der elektroni schen Schaltung für die Signalverarbeitung. Das von der Foto diode Ph abgegebene Signal wird einer Verstärkerstufe 2 zuge führt. Der positive Teil des Ausgangssignals der Verstärker stufe wird einem Integrator 4 sowie einem digitalen Ansteue rungskreis 6 zugeführt, über den dem Integrator die Integra tionszeit vorgegeben wird. Mit Hilfe einer einstellbaren Gleichspannungsquelle 3 kann die Nullinie des Ausgangssignals der Verstärkerstufe 2 verschoben werden, beispielsweise auf die Linie B in Fig. 5, um den Fußpunkt des Integratorein gangssignals einzustellen. Das Gleichspannungsausgangssignal des Integrators wird einem Spitzenwertmeß- und Spitzenwert speicherkreis und dessen Ausgangssignal einem Differenzver stärker 10 zugeführt. Am Differenzverstärker ist eine Kompen sationsspannung U _o zuschaltbar, mit der der Meßbereich inner halb des Lichtpunkthubes bei gleichbleibender Auflösung ein stellbar ist. Das Ausgangssignal ist Fig. 6 shows a block diagram A of the electronic circuit for signal processing. The output from the photo diode Ph signal is an amplifier stage 2 leads supplied. The positive part of the output signal of the amplifier stage is supplied to an integrator 4 and a digital drive circuit 6 , via which the integration time is predetermined to the integrator. With the aid of an adjustable DC voltage source 3 , the zero line of the output signal of the amplifier stage 2 can be moved, for example to the line B in Fig. 5, to set the base of the Integratorein input signal. The DC output signal of the integrator is a Spitzenwertmeß- and peak value memory circuit and its output signal to a Differenzver stronger 10 supplied. At the differential amplifier is a compen sationsspannung U _o switchable, with the measuring range within half of the Lichtpunkthubes at a constant resolution is adjustable. The output signal is

U = (U₁-U₀)×V _D (1) U = ( U ₁- U ₀) × V _D (1)

worin U ₁ die Integratorausgangsspannung und V _D die Verstär kung des Differenzverstärkers 10 ist. Das Ausgangssignal wird mittels Registriergeräten aufgezeichnet.wherein U _{1 is} the integrator output voltage and V _{D is} the ampli effect of the differential amplifier 10 . The output signal is recorded by means of recording devices.

Die Integratorausgangsspannung U ₁ ist eine lineare Funk tion des Durchmessers d des Meßobjektes, so daß mit der Glei chung (1) geschrieben werden kannThe integrator output voltage U ₁ is a linear radio tion of the diameter d of the object to be measured, so that with the Equilibrium ( 1 ) can be written

d = 1/M′ (U + U₀ V _D) + K (2) d = 1 / M ' ( U + U ₀ V _D ) + K (2)

worin M′ das Produkt aus der Steilheit der Integratorkennli nie und dem Verstärkungsfaktor der folgenden Verstärkerschal tung und K eine Konstante ist. Die Integratorausgangsspannung verringert sich mit abnehmender vertikaler Ausdehnung b des Lichtpunktes. Dieser Spannungsverlust wird durch die Kon stante K ausgeglichen. Mit einer Abnahme der Divergenz der Lichtstrahlen, die auf das Meßobjekt fallen, verringert sich die Konstante K, so daß sie bei einer Divergenz, die gegen Null strebt, allein durch die Spiralschlitzbreite bestimmt und vernachlässigbar klein wird.where M 'is the product of the steepness of the integrator characteristic and the gain of the following amplifier circuit and K is a constant. The integrator output voltage decreases with decreasing vertical extent b of the light spot. This voltage loss is compensated by the constant K. With a decrease in the divergence of the light rays falling on the object of measurement, the constant K decreases, so that it only determines by the spiral slot width at a divergence which tends towards zero and becomes negligibly small.

Zur Eichung der Meßvorrichtung wurden Metallzylinder mit verschiedenen Durchmessern von 1,5 bis 7 mm nacheinander in der Mitte der Probenkammer angeordnet und optisch vermessen. Die Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen den gemessenen Durch messern der Metallzylinder und den nach der Gleichung (2) be rechneten Durchmesserwerten. Man erkennt die gute Überein stimmung.To calibrate the measuring device metal cylinders were arranged with different diameters of 1.5 to 7 mm successively in the middle of the sample chamber and optically measured. Fig. 7 shows the relationship between the measured diameters of the metal cylinder and the according to the equation ( 2 ) be calculated diameter values. One recognizes the good agreement.

Es ist ohne weiteres eine Auflösung von etwa 0,5 µm er reichbar, und zwar unabhängig vom Durchmesser des Meßobjek tes. Prinzipiell beträgt der maximale meßbare Durchmesser d _max=f-2b. Die Fig. 8 zeigt Durchmesseränderungen bei Auseinanderbewegung zweier hintereinander liegender Eichob jekte in jeweils 10 µ-Schritten in Spaltrichtung, wobei Me tallzylinder (Durchmesser 1,5 mm) als Eichobjekte dienten. Die Schrittkontrolle erfolgte mit Hilfe einer Wegmeßuhr (Mi tutoyo No. 2119; max. Abweichung in einer Richtung 1,25 µm auf 10 µm Hub).It is readily achievable a resolution of about 0.5 microns he, regardless of the diameter of the Meßobjek tes. In principle, the maximum measurable diameter d _max = f -2b. Fig. 8 shows changes in diameter when apart of two successive Eichob projects projects in each case 10 μ-steps in the cleavage direction, Me tallzylinder (diameter 1.5 mm) served as calibration objects. The step control was carried out with the aid of a distance measuring watch (Mi tutoyo No. 2119, maximum deviation in one direction 1.25 μm to 10 μm stroke).

Von großem Interesse ist die Frage, ob die Transparenz von Meßobjekten einen Einfluß auf das Meßergebnis hat. Um dies zu prüfen, wurden dünnwandige Glasrohre mit Evans-Blau- Lösung mit bekanntem Transmissionskoeffizienten durchströmt. Die nachfolgende Tabelle zeigt die relativen Transmissionen gegenüber der Transmission von destilliertem Wasser.
Of great interest is the question of whether the transparency of DUTs has an influence on the measurement result. To test this, thin-walled glass tubes were perfused with Evans blue solution with known transmission coefficient. The table below shows the relative transmissions versus the transmission of distilled water.

Außendurchmesserouter diameter Grenztransmissionborder transmission 3,4|25%3.4 | 25% 4,6|38%4.6 | 38%

Aus der Tabelle ergibt sich, daß die Grenztransmission 38% bei einem Glasröhrchendurchmesser von 4,6 mm beträgt. Um kleinere Durchmesser messen zu können, müssen die Lösungen in den Glasröhrchen optisch dichter sein. Wenn die relative Transmission der Lösung gleich oder kleiner als die Grenz transmission ist, hat dies keinen Einfluß auf das Meßsignal.From the table it follows that the limit transmission 38% with a glass tube diameter of 4.6 mm. Around To be able to measure smaller diameters, the solutions must be in visually denser the glass tube. If the relative Transmission of the solution equal to or less than the limit transmission, this has no influence on the measuring signal.

Die Netzfrequenz beträgt im Normalfall 50 Hz+/-2%. Die Netzfrequenzschwankungen verursachen Abweichungen der Lichtpunktlaufzeit von maximal +/-0,2%.The mains frequency is normally 50 Hz +/- 2%. The mains frequency fluctuations cause deviations of the Light point running time of a maximum of +/- 0.2%.

Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrich tung sind bei Meßobjekten aus beliebigen Werkstoffen einsetz bar und sind z. B. anwendbar bei biologischen Meßobjekten, wie Blut- und Lymphgefäßen.The method described and the Vorrich described tion are used for DUTs made of any materials bar and are z. B. applicable to biological DUTs, like blood and lymph vessels.

Claims

1. Apparatus for non-contact measurement of the external dimensions of a test object (VS)
with a light source (L) and a lens system (L ₁) for generating parallel light,
with a slit diaphragm (D) on which the parallel light is directed and in front of or behind which is arranged a rotatable drivable disc (DS) equipped with a slit aperture slit spiral slit (SS) in the shape of an Archimedean spiral has that obeys the equation r = c × φ, where r is the radius of the spiral, c the quotient from the Lichtstrahlabtastgeschwindigkeit or the light spot speed VL and the angular velocity ω of the rotating disc (c = VL / ω) and φ the rotation angle of Disk is, whereby by the interaction of gap and spiral slot a pinhole (LB) arises, which is moved with constant rotation of the disk along the gap with constant speed,
with a photoelectric device (Ph) , on which the light aperture generating, a light spot generating light beam is directed, wherein the measuring object is located between the pinhole and the photoelectric device, and
with an evaluation device (A) , which is connected downstream of the photoelectric device and measures the time in which the light beam sweeps over the object to be measured, as well as from the measured time determines the time proportional to this external dimension of the measurement object.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the beam path between the measuring object (VS) and photoelectric device (Ph) a converging lens ( L ₂ ) is arranged, which focuses the light beam on a photoelectric device forming the photodiode.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the photoelectric device (Ph) is a diode array, in which the signals of the individual diode array segments are subjected to gains, the inhomogeneities of the light field are adapted to compensate for these inhomogeneities.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the output signal of the photoelectric device (Ph) is approximately a rectangular pulse whose pulse width is equal to the life of the light spot on the Messob ject away, which is proportional to the outer dimension of the measurement object ,

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that for receiving the measurement object (VS) a measuring chamber (SC) is provided.