DE3937572A1 - Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale - Google Patents

Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale

Info

Publication number
DE3937572A1
DE3937572A1 DE19893937572 DE3937572A DE3937572A1 DE 3937572 A1 DE3937572 A1 DE 3937572A1 DE 19893937572 DE19893937572 DE 19893937572 DE 3937572 A DE3937572 A DE 3937572A DE 3937572 A1 DE3937572 A1 DE 3937572A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pulse
pulses
stage
measured variable
change
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.)
Granted
Application number
DE19893937572
Other languages
English (en)
Other versions
DE3937572C2 (de
Inventor
Horst Bendrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hartmann & Laemmle Elektronisc
Original Assignee
Hartmann & Laemmle Elektronisc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hartmann & Laemmle Elektronisc filed Critical Hartmann & Laemmle Elektronisc
Priority to DE19893937572 priority Critical patent/DE3937572A1/de
Publication of DE3937572A1 publication Critical patent/DE3937572A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3937572C2 publication Critical patent/DE3937572C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/36Forming the light into pulses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24404Interpolation using high frequency signals
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/06Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung minde­ stens zweier als Impulsfolgen erzeugter Informationssignale, die in einer definierten phasenrelation zueinander stehen und hinsichtlich der Anzahl der erzeugten Impulse die Information über inkrementale Änderungen einer Meßgröße sowie - in der Summe der Impulse - den Absolutbetrag der Meßgröße und hinsicht­ lich der Phasenlage die Informationen über den Änderungssinn der Meßgröße enthalten, und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.
Derartige Übertragungseinrichtungen sind aus der Technik der CNC(Computer Numeric Control) -gesteuerten Werkzeug- und Bearbei­ tungsmaschinen allgemein bekannt, wo sie zu dem Zweck benötigt werden, mit - dem Betrage nach kleinen, durch die benötigte Genauigkeit der Bearbeitung bestimmten - inkrementalen Posi­ tionsänderungen eines zur Bearbeitung eines Werkstückes vor­ gesehenen Werkzeuges verknüpfte - elektrische - Ausgangsimpulse einer Positions-Sensor-Einrichtung zu einer Auswertungsstufe eines zentralen Rechners zu übertragen, die durch eine ver­ gleichende und logisch verknüpfende Verarbeitung sowohl der Signalpegel als auch der Phasenlage solcher Impulsfolgen gegen­ einander die Richtung der Positionsänderung, allgemeiner den Änderungssinn der Meßgröße, erkennt und aus einer abzählenden, den Änderungssinn jeweils berücksichtigenden - algebraischen - Summierung der Impulszahlen die absolute Position des Werk­ zeuges ermittelt und auf diese Weise die für die weitere Bewe­ gungssteuerung des Werkzeuges erforderliche Kenntnis seiner jeweiligen Ist-Position vermittelt. Im Rahmen diesbezüglich geeigneter Sensor-Einrichtungen sind zwei Detektoren vorgesehen, deren Impuls-Ausgangssignale eine Phasenverschiebung von 90° gegeneinander haben, was sich durch eine versetzte Anordnung der beiden Detektoren gegenüber einer mit äquidistanten Markie­ rungen, in deren Abstände voneinander der Betrag der inkremen­ talen Änderung kodiert ist, versehenen Geberscheibe erreichen läßt, die mit translatorischen oder rotatorischen Bewegungen des Werkzeuges korrelierte Drehungen ausführt, wobei, wann immer eine der Markierungen an einem der beiden Detektoren vorbeitritt, ein die Ausführung einer inkrementalen Positions­ änderung anzeigender Ausgangsimpuls ausgelöst wird. Die Über­ tragungsstrecke von der Sensoreinrichtung zur Verarbeitungsstufe ist dabei in aller Regel durch elektrisch leitende draht- oder litzenförmige Signalleitungen realisiert, wobei jedem der beiden Detektoren je eine Signalleitung zugeordnet ist, und, falls im Rahmen der Sensor-Einrichtung auch noch ein Referenzsignalgeber vorgesehen ist, der für eine oder mehrere ausgezeichnete Posi­ tionen der Geberscheibe charakteristische Ausgangssignale erzeugt, auch zur Übertragung der Ausgangssignale dieses Detek­ tors eine eigene Signalleitung vorgesehen ist.
Nachteilig an solchen konventionellen Übertragungseinrichtungen mit elektrisch leitenden Übertragungsstrecken ist vor allem deren Empfindlichkeit gegen elektrische Störimpulse, die beim Ein- und Ausschalten, aber auch im Betrieb in der Nähe befind­ licher elektrischer Antriebselemente auftreten können und ein in der Frequenzskala weit gefächertes Störspektrum erzeugen, das in die Signalleitungen, ungeachtet aufwendiger Abschirmungs­ maßnahmen eingekoppelt werden kann. Es kommt hinzu, daß aufgrund einer kaPazitiven Wechselwirkung der zwangsläufig in unmittel­ barer Nähe zueinander verlegten Signalleitungen ein insbesondere bei hohen Impulsfrequenzen störendes "Verschleifen" der Impuls­ flanken der verschiedenen Impulsfolgen auftreten kann, was deren Auswertung erschwert bzw. die ausnutzbaren Übertragungs­ frequenzen begrenzt.
Zwar kann zumindest der Nachteil der Störanfälligkeit der Über­ tragungsstrecke dadurch vermieden werden, daß diese durch optische Fasern realisiert wird, über die den Ausgangssignalen der verschiedenen Detektoren entsprechende, gepulste Lichtströme der Auswertungsstufe zugeleitet und dort mittels fotoelektri­ scher Detektoren wieder in elektrische Impulsfolgen umgewandelt werden, die von der zentralen Auswertungsstufe verarbeitet werden können, was aber mit einem nicht unerheblichen techni­ schen Aufwand verknüpft ist, da nicht nur die zur Realisierung der Übertragungsstrecke benötigten optischen Fasern, die teurer als elektrische Signalleitungen sind, sondern auch die zur Erzeugung der gepulsten Lichtströme wie auch zu deren Empfang erforderlichen elektro-optischen Wandler und fotoelektrischen Detektoren in der der Zahl der Detektoren der Sensoreinrichtung erforderlichen Multiplizität vorgesehen werden müssen.
Auch könnte, um wenigstens im Bereich der faseroptischen Über­ tragungsstrecke eine gewisse Vereinfachung zu erzielen, daran gedacht werden, nur eine einzige optische Faser vorzusehen und für die Übertragung der von verschiedenen Detektoren der Sensor­ einrichtung erzeugten Impulsfolgen gepulste Lichtströme mit unterschiedlichen Wellenlängen auszunutzen. Bei einer derartigen Realisierung der Übertragungseinrichtung ergäbe sich jedoch ein erheblicher Mehraufwand sowohl hinsichtlich der Einkopplung der von den bei unterschiedlichen Wellenlängen arbeitenden elektro-optischen Wandlern erzeugten Ausgangslichtströme als auch hinsichtlich der Auskopplung von Ausgangs-Teillichtströmen aus der die Übertragungsstrecke bildenden optischen Faser auf die für die unterschiedlichen Wellenlängen empfindlichen Detek­ toren, so daß eine Wellenlängen-selektive Übertragung von Sensor-Ausgangssignalen auf eine zentrale Auswertungsstufe allenfalls dann sinnvoll sein könnte, wenn diese Auswertungs­ stufe "sehr weit" von der Sensoreinrichtung entfernt wäre, was aber in praxi nicht der Fall ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der ein­ gangs genannten Art anzugeben, deren Übertragungsstrecke bei gleichwohl einfachem Gesamtaufbau der Übertragungseinrichtung mittels einer einzigen optischen Faser realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die hiernach für jeden Flankenimpuls, dessen Auslösung eine Änderung der Meßgröße um ein vorgegebenes Inkrement anzeigt, vorgesehene Kodierung des Änderungsinnes der Meßgröße ist es möglich, sämtliche Flankenimpulse über einen einzigen - faseroptischen - Übertragungskanal der Auswertungsstufe zuzuleiten, wenn diese, wie weiter erfindungsgemäß vorgesehen, mit einer Dekodierstufe als Eingangsstufe vorgesehen ist, die aus einer Analyse der Impulsform der übertragenen Impulse erkennt, ob es sich bei diesen, für sich oder zu mehreren betrachtet, um Änderungsimpulse in "Vorwärts"- oder "Rückwärts"- Richtung handelt, wobei auch im Rahmen der Auswertungsstufe zum Nachweis der Lichtimpulse nur ein einziger fotoelektrischer Detektor erforderlich ist. Bei der erfindungsgemäßen Übertra­ gungseinrichtung ist somit bei gleichwohl einfachem Aufbau derselben die für faseroptische Übertragungsstrecken generell charakteristische Sicherheit gegen elektrische Störungen aus­ nutzbar. Die für die aus den Lichtimpulsen abgeleiteten elek­ trischen Impulse erforderliche Analysierstufe ist mit ver­ gleichsweise einfachen elektronisch-schaltungstechnischen Maßnahmen, zumindest mit wesentlich geringerem technischen Aufwand durchführbar als eine optische Ein- und Auskopplung der Wellenlänge nach verschiedener optischer Signale in eine optische Faser und der Wellenlänge nach separierter Auskopplung solcher Signale aus der optischen Faser.
Dies gilt insbesondere dann, wenn, wie gemäß Anspruch 2 vorge­ sehen, der Änderungssinn der Meßgröße in die Impulsdauern der für inkrementale Änderungen der Meßgröße erzeugten Impulse kodiert ist, wobei durch den Anspruch 2 auch ein für die sichere Unterscheidbarkeit der Impulsdauern günstiges Verhältnis derselben angegeben ist.
Bei Beachtung der durch den Anspruch 3 angegebenen Relation zwischen der Länge der als aus Kunststoff bestehend vorausge­ setzten optischen Faser und den Dauern von Flankenimpulsen sowie Impuls-Pausen zwischen solchen Flankenimpulsen gegebenen­ falls verschiedener Dauer ist die Übertragungsstrecke ohne weiteres noch mit einer Impuls-Übertragungsrate von 1 MHz betreibbar, ohne daß sich ein "Verschleifen" der Impulsflanken störend bemerkbar machen kann, das aufgrund der nicht idealen Monochromasie der zur Verfügung stehenden Lichtimpulssender, in der Regel lichtemittierende Dioden, sowie aufgrund der Materialdispersion des Fasermaterials - Wellenlängenabhängigkeit des Brechungsindex - zumindest in einem begrenzten Maß auftritt.
Mittels einer durch die Merkmale des Anspruchs 4 anhand ihrer funktionellen Eigenschaften umrissenen, in vorteilhaft einfacher Weise gemäß Anspruch 5 realisierbaren und für eine Dimensio­ nierung der faseroptischen Übertragungsstrecke wie durch den Anspruch 3 angegeben, gemäß Anspruch 6 ausgelegten Prüfschaltung wird auf einfache Weise vermieden, daß in einem Betriebszustand der Übertragungseinrichtung, in der sich die Meßgröße nicht ändert und daher eine Situation gegeben ist, in der mit über­ höhter Frequenz alternierend "Vorwärts"- und "Rückwärts"-Impulse erzeugt werden können, ein zu großer Datenfluß über die Über­ tragungsstrecke geleitet wird, der in der Auswertungsstufe nicht mehr verarbeitet werden und im Vorwärts-/Rückwärts-Zähl­ werk zu Fehlerbedingungen führen könnte.
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 ist eine einfache Art der Kodierung von Referenzimpulsen angegeben, die bei einem als Winkelgeber ausgebildeten Gebersystem von einem dritten Detektor pro Umdrehung der Geberscheibe des Sensor-Systems erzeugt werden.
Wenn, wie gemäß Anspruch 8 vorgesehen, der faseroptischen Über­ tragungsstrecke eine Synthesizer-Stufe nachgeschaltet ist, die aus den wieder in elektrische Impulse gewandelten Ausgangssig­ nalen des empfangsseitigen Detektors wieder die Impulsformen der von den gebersystemseitigen Detektoren ausgesandten elek­ trischen Impulse regeneriert, so kann diese Synthesizer-Stufe an die Eingangs-Schnittstelle konventioneller, für die Rück­ meldung von Positions-Signalen vorgesehener Auswertungsstufen von CNC-Steuerungen angeschlossen werden, wodurch die erfin­ dungsgemäße Einrichtung gleichsam mit konventionellen Verarbei­ tungsstufen "kompatibel" wird.
Eine solche Synthesizer-Stufe ist mit der durch den Anspruch 9 angegebenen Ausbildung auf einfache Weise realisierbar.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungs­ beispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Übertra­ gungseinrichtung für ein Winkel-Gebersystem,
Fig. 2a und 2b Impulsdiagramme zur Erläuterung der Einrichtung gemäß Fig. 1, und
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktion einer im Rahmen der Auswertungsstufe der Einrichtung gemäß Fig. 1 vorgesehenen Prüfschaltung zur Begrenzung der Impuls-Übertragungsrate bei konstanter oder quasi­ konstanter Meßgröße.
Zweck der in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten zunächst ver­ wiesen sei, dargestellten, insgesamt mit 10 bezeichneten, erfin­ dungsgemäßen Einrichtung zur Übertragung von - primär elektri­ schen - Impulsfolgen von einem insgesamt mit 11 bezeichneten Gebersystem zu einer von diesem entfernt angeordneten Auswer­ tungs- und Verarbeitungseinheit 12 ist es, eine möglichst störungsfreie Übertragung dieser Impulsfolgen zu gewährleisten.
Beim dargestellten, zur Erläuterung gewählten, speziellen Aus­ führungsbeispiel ist das Gebersystem 11 als ein - für sich bekanntes - fotoelektrisches Winkelstellungs-Meßsystem ausge­ bildet, mittels dessen die Anzahl der Umdrehungen einer Welle 13 und innerhalb jeder Umdrehung dieser Welle deren auf eine Referenzebene bezogene Winkelstellung mit einer bestimmten inkrementalen Auflösung von z. B. 1° erfaßbar ist und dadurch bei einer zur Bearbeitung eines nicht dargestellten Werkstückes vorgesehenen CNC-gesteuerten, der Einfachheit halber ebenfalls nicht dargestellten Werkzeugmaschine die Position des Bearbei­ tungs-Werkzeuges überwachbar ist, die innerhalb enger Tole­ ranzen, die kleiner sind als ein durch die Winkelauflösung des Meßsystems 11 repräsentierter Positions-Änderungsschritt mit den von der Welle 13 ausgeführten Umdrehungen korreliert ist.
Zum Zweck eines besseren Verständnisses nachfolgender, die Gestaltung der Übertragungseinrichtung 10 betreffender Erläute­ rungen, seien vorab Aufbau und Funktion des Gebersystems 11 kurz erläutert, das nach dem Prinzip arbeitet, Änderungen einer Meßgröße - hier der Winkelstellung der Welle 13 - auf eine damit korrelierte Intensitäts-Modulation eines oder mehrerer Lichtströme abzubilden, dessen bzw. deren Intensität mittels einer fotoelektrischen Detektoranordnung erfaßt wird.
Das Winkel-Meßsystem 11 umfaßt als Modulationselement eine sich mit der Welle 13 drehende Geberscheibe 14, die beim darge­ stellten, speziellen Ausführungsbeispiel als drehfest mit der Welle 13 verbunden vorausgesetzt ist, die aber auch über ein formschlüssig arbeitendes Getriebe, gegebenenfalls mit hoher Übersetzung von der Welle 13 angetrieben sein könnte.
Diese Geberscheibe hat einen kreisringförmigen Umfangs­ bereich 16, innerhalb dessen die Geberscheibe mit einem Radial­ strichgitter 17 versehen ist, durch dessen Radialstriche 18 alternierend transparente und Licht-undurchlässige Zonen gleicher Winkelbreite Δϕ markiert sind, der eine ganzzahlige Teilung des Scheibenumfanges entspricht, deren Teilungsperiode z. B. 1° ist, je nach Ausbildung des Radialstrichgitters, aber auch erheblich kleiner sein kann und so weit verfeinert sein kann, daß eine Winkelauflösung von 0,01° möglich ist (vergl. "Elektronik" 14/7.7.1989, S.72-75).
Weiter ist eine - nicht dargestellte - Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, die als Beleuchtungs-Lichtstrom für einen Sektor- Bereich der Winkelbreite Σ⌀ ein Parallel-Lichtbündel aussendet, dessen zentrale optische Achse senkrecht zu der Geberscheibe 14, d. h. parallel zu der zentralen Achse 19 der Welle 13 verläuft.
In Ausbreitungsrichtung dieses Parallel-Lichtbündels gesehen, das in der Darstellung der Fig. 1 durch den gestrichelt einge­ zeichneten kreisförmigen Rand 21 seines Bündelquerschnittes repräsentiert ist, sind "jenseits" der Geberscheibe 14 zwei fotoelektrische Detektoren 22 und 23 angeordnet, deren Empfängerflächen, in der genannten Ausbreitungsrichtung gesehen, innerhalb des von dem Radialstrichgitter 17 eingenommenen kreis­ ringförmigen Umfangsbereiches 16 der Geberscheibe 14 liegen.
Zwischen der Lichtquelle und den beiden fotoelektrischen Detek­ toren 22 und 23 sind, entweder zwischen der Lichtquelle und der Geberscheibe 14 oder zwischen dieser und den Detektoren 22 und 23, vorzugsweise in der letztgenannten Anordnung, zwei den beiden Detektoren 22 und 23 je einzeln zugeordnete, lediglich schematisch angedeutete Abtastgitter 24 und 26 angeordnet, die ebenfalls als Radialstrichgitter mit derselben Gitterkonstanten wie das Radialstrichgitter 17 der Geberscheibe 14 ausgebildet sind und in azimutaler wie radialer Richtung die Empfänger­ flächen der beiden Detektoren 22 und 23 vollständig überdecken. Diese Abtastgitter 24 und 26 bewirken, daß die Empfängerflächen der fotoelektrischen Detektoren 22 und 23 vollständig abge­ schattet sind, wenn die lichtundurchlässigen "Striche" der Abtastgitter die Lücken zwischen den Strichen des Radialstrich­ gitters 17 "abschatten" und die Detektoren 22 und 23 einen Lichtstrom maximaler Intensität "sehen", wenn die Radial­ striche 18 des Radialstrichgitters 17 der Geberscheibe 14 eine deckungsgleiche Anordnung mit den Radialstrichen der Abtast­ gitter 24 und 26 einnehmen.
Aufgrund des sich bei rotierender Geberscheibe 14 zwischen deren Radialstrichgitter 17 und den Abtastgittern 24 und 26 ergebenden Moir´-Effektes wird, wenn sich die Winkelposition der Geberscheibe 14 relativ zu dem Abtastgitter 24 bzw. dem Abtastgitter 26 um eine Teilungsperiode 2 Δϕ ändert, jeweils eine Variation des Ausgangs-Signalpegels der Detektoren 22 und 23 erreicht, die dem Signalpegel-Unterschied zwischen völliger Abschattung der Detektorfläche und maximal möglicher Ausrichtung derselben entspricht.
Die beiden Abtastgitter 24 und 26, die z. B. als Eingangsfenster der beiden fotoelektrischen Detektoren 22 und 23 ausgebildet sein können, sind im Rahmen des Gebersystems 11 in einem solchen Winkelabstand voneinander angeordnet, daß sich zwischen den - elektrischen - Ausgangssignalen der beiden fotoelektrischen Detektoren 22 und 23 ein Phasenunterschied von 90° ergibt.
Bei einer solchen Anordnung der beiden fotoelektrischen Detek­ toren 22 und 23 sind deren Ausgangssignale nach, für sich bekannten, gängigen Auswertungsmethoden, sowohl in Einheiten der - inkrementalen - Änderung der Meßgröße als auch hinsicht­ lich des Änderungssinnes derselben auswertbar.
Vorausgesetzt, daß die Schwärzung der Radialstriche 18 der Geberscheibe 14 sowie der Abtastgitter 24 und 26 jeweils gleich­ mäßig ist, ergibt sich bei einer kontinuierlichen Rotation der Geberscheibe 14 ein Dreieckwellen-förmiger Verlauf der Ausgangs­ signale 27 und 28 der beiden Detektoren 22 und 23, welche diese Ausgangssignale 27 und 28 mit einer Phasenverschiebung von 90° gegeneinander erzeugen. Durch eine über die Winkelbreite Δϕ der Radialstriche 18 variierende, im Zentrum kräftigere Schwär­ zung derselben als an ihren Rändern, kann auch ein sinusoidaler Verlauf dieser Ausgangssignale 27 und 28 der beiden Detek­ toren 22 und 23 erzielt werden, ein Verlauf, dem auch in praxi die Wellenformen der von den Detektoren 22 und 23 erzeugten Ausgangssignale 27 und 28 eher entsprechen als dem Ideal-Drei­ eckwellen-förmigen Verlauf. Zum Zweck der weiteren Erläuterung sei daher angenommen, daß die Ausgangssignale 27 und 28 einen wenigstens angenähert sinusoidalen Verlauf haben sollen, wie auch in den Fig. 2a und 2b dargestellt, auf deren Einzelheiten nunmehr ebenfalls verwiesen sei.
Die als Wechselspannungen erzeugten Ausgangssignale 27 und 28 der beiden fotoelektrischen Detektoren 22 und 23 werden an separaten Eingängen 29 und 31 einer ersten Impulsformerstufe 32 zugeleitet, die für jedes der beiden Ausgangssignale eine Impulsfolge 33 und 34 von Rechteck-Impulsen 36 bzw. 37, deren Periodendauer bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungs­ beispiel gleich der Periodendauer der sinusoidalen Ausgangs­ signale 27 und 28 der Detektoren 22 und 23 entspricht, dieser jedoch auch in einem anderen, ganzzahligen, insbesondere größeren Verhältnis stehen kann. Die von der Impulsformer­ stufe 32 wiederum an separaten Ausgängen 38 und 39 abgegebenen Folgen 33 und 34 von Rechteckimpulsen 36 bzw. 37 werden einer zweiten, phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 an separaten Eingängen 42 und 43 derselben zugeleitet, die aus einer kombi­ nierten Auswertung der Signalpegel der Impulsfolgen 33 und 34 sowie der Phasenlage der Impulse 36 und 37 zueinander den Änderungssinn der durch die Impulsfolgen 33 und 34 repräsen­ tierten Änderungen der Meßgröße erkennt; für den Fall, daß sich die Meßgröße in dem einen, - z. B. vergrößerndem - Sinne ändert, für den der in der Fig. 2a dargestellte Zeitverlauf der Ausgangssignale 27 und 28 der Detektoren 14 und 16 sowie der Rechteck-Impulsfolgen 33 und 34 der von der ersten Impulsformer­ stufe 32 an deren Ausgängen 35 und 39 abgegeben werden, gelten möge, erzeugt die zweite, phasenerkennende Impulsformerstufe 41 für jede ansteigende Flanke 44 und jede abfallende Flanke 46 der Rechteck-Impulsfolge 33, die von der ersten Impulsformer­ stufe 32 in Korrelation mit dem Wechselspannungs-Ausgangs­ signal 27 des einen Detektors 23 erzeugt wird, sowie für jede ansteigende Flanke 47 und jede abfallende Flanke 48 der Folge 34 von Rechteck-Impulsen 37, die von der ersten Impulsformer­ stufe 32 an deren zweitem Ausgangs 39 in Korrelation mit dem Wechselspannungs-Ausgangssignal 28 des anderen Detektors 23 abgegeben werden, je einen Flankenimpuls 49 definierter - kurzer - Dauer T₁ von z. B. 250 ns; für den Fall, daß sich die Meßgröße in dem zu dem erstgenannten alternativen - demgemäß verkleinernden - Sinne ändert, für den, vorausgesetzt, daß die Meßgrößenänderung aus derselben Position heraus erfolgt, von der aus die - vergrößernde - Änderung der Meßgröße mit dem aus der Fig. 2a ersichtlichen Zeitverlauf erfolgte, der sich dann ergebende Zeitverlauf der Wechselspannungs-Ausgangssignale 27′ und 28′ der Detektoren 22 und 23 sowie der Zeitverlauf der Rechteck-Impuls-förmigen Ausgangssignale 33′ und 34′ der ersten Impulsformerstufe 32 in der Fig. 2b dargestellt ist, erzeugt die zweite, phasenerkennende Impulsformerstufe 41 für jede anstei­ gende Flanke 44′ und jede abfallende Flanke 46′ der Rechteck­ impulse 36′ der Impulsfolge 33′, die von der ersten Impulsfor­ merstufe 32 in Korrelation mit dem Wechselspannungs-Ausgangs­ signal 27′ des einen Detektors 22 erzeugt wird, sowie für jede ansteigende Flanke 47′ und jede abfallende Flanke 48′ der Folge 34′ von Rechteckimpulsen 37′, die von der ersten Impuls­ formerstufe 32 an deren zweiten Ausgang 39 in Korrelation mit dem Wechselspannungs-Ausgangssignal 28′ des anderen Detektors 23 abgegeben werden, je einen Flankenimpuls 51 definierter Dauer T2, die von der Impulsdauer T1 der erstgenannten Flanken­ impulse 49 verschieden ist und z. B. den doppelten Betrag 2 T1 hat.
Durch diese Art der durch die phasenerkennende, zweite Impuls­ formerstufe 41 erzielten Impulsformung wird durch die Anzahl der Impulse 49 bzw. 51 die Anzahl der inkrementalen Änderungen der Meßgröße und durch die Dauern T1 und T2 dieser Impulse 49 bzw. 51 der Änderungssinn der Meßgröße kodiert.
Mit den solchermaßen erzeugten Ausgangsimpulsen 49 bzw. 51 der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41, die an einem einzigen "gemeinsamen" Ausgang 52 dieser Impulsformerstufe 41 abgegeben werden, wird ein Lichtsender 53 angesteuert, dessen Ausgangs­ lichtstrom "im Takt" der von der phasenerkennenden Impulsformer­ stufe 41 als Ansteuersignale erzeugten Flankenimpulse 49 bzw. 51 pulsiert.
Als Lichtsender ist z. B. eine Licht-Emittierende-Diode (LED) geeignet, die hinreichend kurze Anstiegs- und Abfallzeiten der Lichtimpulse gewährleistet. Für den als Erläuterungsbeispiel gewählten Anwendungsfall ist eine handelsübliche LED geeignet, deren Emissions-Wellenlänge ca. 650 nm beträgt, und die mit einem Steuersignalpegel um 1,2 V bei einer Steuerstromstärke von 20 mA betrieben werden kann. Die Anstiegs- und Abfallzeiten solcher LED′s haben typische Werte von 50 ns.
Der - pulsierende - Ausgangslichtstrom des Lichtsenders 53 wird in eine optische Faser 54 eingekoppelt und über diese zu einem entfernt angeordneten fotoelektrischen Empfänger 56 geleitet, dessen Ausgangssignal demgemäß ein "im Takt" des Lichtstromes pulsierendes elektrisches Ausgangssignal ist.
Dieses Ausgangssignal des fotoelektrischen Detektors 56, dessen Zeitverlauf demjenigen der Folgen von Flankenimpulsen 49 bzw. 51 entspricht, wird einer im Rahmen der Auswertungs- und Verar­ beitungseinheit 12 als Eingangsstufe vorgesehenen Dekodier­ stufe 57 zugeleitet, die aus der Verschiedenheit der für die alternativen Änderungssinne der Meßgröße charakteristischen Impulsdauern T1 und T2 der Ausgangsimpulse des fotoelektrischen Empfängers 56 die "Richtung" der Änderung der Meßgröße "erkennt" und demgemäß die der Anzahl nach für die - inkrementalen - Änderungsbeträge der Meßgröße charakteristischen Impulse "rich­ tungsgerecht" an einen im Rahmen der Auswertungs- und Verarbei­ tungseinheit 12 weiter vorgesehenen Vorwärts-/Rückwärts- Zähler 58 weiterleitet, dessen Inhalt bzw. Ausgabe somit jeweils ein direktes Maß für den absoluten Momentanbetrag der Meßgröße selbst ist.
Die Dekodierstufe 57 ist beim dargestellten, speziellen Ausfüh­ rungsbeispiel in der Weise realisiert, daß sie die Impulse, die mit einer Änderung der Meßgröße im "positiven" Sinne ver­ knüpft sind, beim gewählten Erläuterungsbeispiel die Impulse der Dauer T1, an einem ersten Ausgang 59 und diejenigen Impulse, die mit Änderungen der Meßgröße im entgegengesetzten Änderungs­ sinne verknüpft sind, demgemäß die Impulse der Dauer T2, an einem zweiten Ausgang 61 abgibt.
Die an den beiden Ausgängen 59 und 61 - für alternativen Ände­ rungssinn der Meßgröße - abgegebenen Ausgangsimpulse der Deko­ dierstufe 57 werden in spezieller Gestaltung der Einrichtung 10 einem Vorwärts-Zähleingang 62 bzw. einen Rückwärts-Zählein­ gang 63 des Vorwärts-/Rückwärtszählers 58 zugeleitet, als welcher z. B. der IC 74193 geeignet ist.
Im Rahmen des Gebersystems 11 ist weiter ein Referenzsignalgeber 64 vorgesehen, der auf eine zu den durch je einen der Detektoren 22 und 23 repräsentierten Winkelstellungsgebern analoge Weise realisiert sein kann. Dieser Referenzsignalgeber 64 gibt pro Umdrehung der Geberscheibe 14 lediglich einen Ausgangsimpuls ab, und zeichnet somit durch sein Ausgangssignal, das in der Fig. 1 durch einen an einem dritten Ausgang 66 der ersten Impulsformerstufe 32 abgegebenen Rechteckimpuls 67 veranschau­ licht ist, eine bestimmte Position der Geberscheibe 14 aus. Mit Hilfe dieses Referenzimpulses 67 kann z. B. die "Entfernung" der Ist-Position der Geberscheibe 14 von einer definierten Bezugslage erfaßt werden. Es ist auch möglich, mit Hilfe der Ausgangssignale des Referenzsignalgebers 64 zu überprüfen, ob "innerhalb" einer Umdrehung der Geberscheibe, die diese in einem bestimmten Drehsinn ausführt, die durch die Gestaltung der Geberscheibe 14 vorgegebene Anzahl von Detektor-Ausgangs­ impulsen erzeugt wird oder nicht.
Auch die Ausgangssignale des Referenzsignalgebers 64 werden nach Formung durch die erste Impulsformerstufe 32 in Rechteck­ impulse 67 der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 an einem dritten Eingang 68 derselben zugeleitet.
Die mit den Referenzimpulsen 67 korrelierten Ausgangssignale der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 erfahren durch diese eine Formung dahingehend, daß diese Ausgangssignale von den für die inkrementalen Änderungen der Meßgröße charakteristischen Ausgangsimpulsen 49 bzw. 51 der phasenerkennenden Impulsformer­ stufe 41 auf einfache Weise unterschieden werden können.
Bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erzielt, daß pro Referenzsignalimpuls 67, der von dem Referenzsignalgeber 64 bzw. der ersten Impulsformerstufe 32 abgegeben wird, von der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 zwei Impulse definierter Dauer ausgesandt werden, wobei der erste dieser Impulse jeweils dieselbe Form und Dauer T1 oder T2 hat wie der für die inkrementalen Änderungen der Meßgröße charakteristische Impuls 49 und 51 und der zweite Impuls nach einer Pause der Länge T1 als Satellitenimpuls, der auch die Impulsdauer T1 hat, "angehängt" wird. Dadurch wird auch bezüg­ lich der Referenzsignalimpulse 67 auf einfache Weise erkennbar, in welcher Richtung die Meßgröße sich ändert.
Zur Erläuterung weiterer, durch die phasenerkennende Impuls­ formerstufe 41 vermittelter Funktionen, bei deren Kenntnis ein mit der elektronischen Schaltungstechnik vertrauter Fachmann, diese Impulsformerstufe 31 ohne weiteres realisieren kann, sei nunmehr auf das in der Fig. 3 dargestellte Flußdiagramm ver­ wiesen, dessen wesentliche Einzelheiten nachfolgend erläutert werden:
Mit dem Einschalten der Einrichtung 10, veranschaulicht in der Fig. 3 durch das Startsymbol 71 wird, angedeutet durch ein erstes Entscheidungssymbol 72, zunächst geprüft, ob ein Referenzsignalgeber-Ausgangssignal 67 vorliegt, d. h. ob sich die Geberscheibe 14 in der für eine bestimmte Winkelstellung der Welle charakteristischen Ausgangsposition befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird, angedeutet durch das zweite Entscheidungssymbol 73, überprüft, ob sich die Meßgröße in "Vorwärtsrichtung" ändert. Ist auch dies nicht der Fall, so wird, angedeutet durch das dritte Entscheidungssymbol 74 überprüft, ob sich die Meßgröße in der - dann noch möglichen - "Rückwärtsrichtung" ändert. Ist auch dies nicht der Fall, so führt dies zu einer "Rückkehr" der Entscheidungsprozesse zu dem Knotenpunkt 76.
Diese Entscheidungsfolge kann durch einen festen Takt gesteuert sein oder aber durch die "Ereignisfolge" selbst, d. h. durch das Auftreten von Flankenwechseln an den Eingängen 42, 43 bzw. 68 der zweiten Impulsformerstufe 41.
Steht nach dem Durchlaufen des Knotenpunktes 76 des Flußdia­ gramms gemäß Fig. 3, entweder beim Einschalten der Einrich­ tung 10 oder im weiteren Verlauf ihres Betriebes, ein Ausgangs­ signal 67 des Referenzsignalgebers 64 an, so wird, nunmehr angedeutet durch ein viertes Entscheidungssymbol 77 der Fig. 3, wieder überprüft, ob sich die Meßgröße in Vorwärtsrichtung ändert. Ist dies nicht der Fall, so wird weiter, veranschaulicht durch ein fünftes Entscheidungssymbol 78 der Fig. 3, überprüft, ob dann allenfalls noch mögliche Zählimpulse 51 für die "Rück­ wärtsrichtung" der Änderung der Meßgröße auftreten. Ist auch dies nicht der Fall, so führt die Prüfschleife zurück zum Knotenpunkt 76. Die Meßgröße ändert sich in diesem Falle nicht.
Zur weiteren Erläuterung sei nunmehr angenommen, daß sich die Meßgröße in Vorwärtsrichtung ändere und die Geberscheibe 14 eine Position einnimmt, in welcher der Referenzsignalgeber 64 kein Ausgangssignal erzeugt.
In dieser Situation verzweigt das Flußdiagramm von dem zweiten Entscheidungssymbol 73 aus zu dem Knotenpunkt 79 hin, nach dessen Durchlaufen, veranschaulicht durch ein erstes Entschei­ dungssymbol 81 der nunmehr beginnenden, insgesamt mit 82 bezeichneten Prüfschleife, überprüft wird, ob seit dem Auftreten des zuletzt erzeugten Impulses 36 oder 37 der in der Fig. 2a dargestellten Impulsfolgen 33 bzw. 34 eine Prüfzeitspanne Δ t1 definierter kurzer Dauer von z. B. 1 µs abgelaufen ist oder nicht. Ist diese Zeitspanne Δt1 abgelaufen, so erzeugt die phasenerkennende Impulsformerstufe 41 an ihrem Ausgang 52 einen den Lichtsender 53 ansteuernden "Vorwärts"-Impuls 49 der Dauer T1, wie in Fig. 2a dargestellt und durch das Steuer­ symbol 83 des Flußdiagramms veranschaulicht. Gemäß der Darstel­ lung des Flußdiagramms bedeutet dies auch die "Rückkehr" zu dem Knotenpunkt 76 des Flußdiagrammes, wodurch die Wiederholung der Abfrage eingeleitet wird.
Ist die Prüfzeitspanne Δt1 nach dem Auftreten des Vorwärts­ impulses noch nicht abgelaufen, so wird, veranschaulicht nunmehr durch das zweite Entscheidungssymbol 84 der Prüfschleife 82 des Flußdiagramms, überprüft, ob ein weiterer Vorwärtsimpuls vorliegt oder nicht. Ist dies der Fall, so wird, veranschaulicht durch das zweite Steuersymbol 86 der Prüfschleife 82 ein Vor­ wärtsimpuls 49 zur Ansteuerung des Lichtsenders 53 gesendet und im Flußdiagramm zu dem Knotenpunkt 79 der Prüfschleife 82 zurückgekehrt.
Liegt andererseits ein weiterer Vorwärtsimpuls nicht vor, so wird, veranschaulicht durch das dritte Entscheidungssymbol 87 der Prüfschleife 82, überprüft, ob ein Rückwärtsimpuls der Impulsfolgen 33′ bzw. 34′ gemäß Fig. 2b vorliegt oder nicht. Liegt ein solcher Rückwärtsimpuls vor, so bedeutet dies, daß innerhalb der Prüfzeitspanne δDt1 sowohl ein Vorwärts- als auch ein Rückwärtsimpuls 49 und 51 aufgetreten sind, was wiederum bedeutet, daß die Geberscheibe 14 auf einer Impuls­ flanke "zittert". Dies hätte zur Folge, daß an der Schnittstelle zwischen der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 und dem Lichtimpulssender 53 mit hoher Frequenz abwechselnd Vorwärts­ und Rückwärts-Impulse 49 und 51 erzeugt würden, mit der ungün­ stigen Folge, daß eine zweckgerechte Verarbeitung dieser Impulse nicht mehr gewährleistet wäre.
Durch die relativ große Dauer Δt1 der Prüfzeitspanne von 1 µs wird ein solches "Zittern" dadurch unterdrückt, daß in der geschilderten Situation keine Ansteuerimpulse von der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 gesendet werden.
Ist innerhalb der Prüfzeitspanne Δt1 jedoch kein Rückwärts­ impuls 51 erzeugt worden, so bedeutet dies für die Prüf­ schleife 82 des Flußdiagramms der Fig. 3 wiederum die Rückkehr zum Knotenpunkt 79 und damit die Wiederholung des Prüfzyklus.
Durch völlig analog ablaufende Prüfschleifen 82′, 82′′ und 82′′′. Weise erfolgt die Unterdrückung eines Zitterns bzw. die Rückkehr zu den Wiederholungs-Knotenpunkten 79′, 79′′ oder 79′′′, im Falle der Prüfschleife 82′ für den Fall, daß ein Rückwärtsimpuls 51 erzeugt worden ist, im Falle der Prüfschleife 82′′ für den Fall, daß das Referenzsignalgeber-Ausgangssignal ansteht und ein Zittern unterdrückt werden muß bzw. für den Fall, daß das Referenzgeber-Ausgangssignal ansteht und ein Impuls in Vorwärts­ richtung erzeugt worden ist und damit die Rückkehr zum Knoten­ punkt 79′′ erfolgen kann und im Falle der Prüfschleife 82′′′ ebenfalls für die Situation, daß das Referenzsignalgeber-Aus­ gangssignal ansteht und ein Zittern unterdrückt werden muß bzw. bei einem Anstehen des Referenzsignalgeber-Ausgangssignals ein Rückwärtsimpuls 51 erzeugt worden ist und zu dem Knoten­ punkt 79′′′ des Flußdiagramms zurückgekehrt werden kann.
Die gemäß den anhand der Fig. 3 geschilderten "Entscheidungs­ prozesse" gesendeten, durch den fotoelektrischen Empfänger 56 wieder in elektrische Signale transformierten Vorwärts- und/oder Rückwärts-Impulse 49 und 51 werden anhand ihrer Impulsdauern T1 und T2 von der Dekodierstufe 57 als dem jeweiligen Änderungssinn zugehörig erkannt und demgemäß dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler entweder über den Dekodiertstufenausgang 59 dem Eingang 62 des Zählers 58 oder den Ausgang 61 der Dekodierstufe 57 dem Ein­ gang 63 des Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 58 zugeleitet.
Die Kodierung der Referenzsignalimpulse und deren Erkennung durch die Dekodierstufe 57 erfolgen zweckmäßigerweise dadurch, daß jeweils mit der abfallenden Flanke 88 bzw. 89 (vergl. Fig. 2a und 2b) eines Impulses 49 bzw. 51 insgesamt mit 91 bzw. 92 bezeichneten Folgen von Flankenimpulsen 49 bzw. 51 eine weitere Prüfzeitspanne Δt2 gestartet wird, deren Dauer T₁×3/2 ist, so daß nach Ablauf dieser Prüfzeitspanne Δt2 aus dem Signalpegel erkennbar ist, ob ein Referenzsignalgeber- Impuls vorlag. Es versteht sich selbstverständlich, daß die Wahl der Dauer der prüfzeitspanne Δt2 nicht exakt dem Wert T₁×3/2 entsprechen muß, sondern lediglich so zu bemessen ist, daß die Prüfzeitspanne innerhalb des für den Referenz­ signalgeberimpuls erzeugten "Satellitenimpulses" endet.
In spezieller Gestaltung der Einrichtung 10 ist, wie nicht eigens dargestellt, der Dekodierstufe 57 der Auswertungs- und Verarbeitungseinheit 12 ein 2-Bit-Gray-Kode-Zähler nachgeschal­ tet, der dann als digitale Ausgabe - an seinen Bit-Ausgängen - eine Signalpegel-Kombination erzeugt, die exakt der den Ein­ gängen 42 und 43 der phasenerkennenden Impulsformerstufe 41 zugeleiteten Signalpegel-Kombination entspricht, die von der ersten Impulsformerstufe 32 in Korrelation mit Ausgangssig­ nalen 27 und 28 bzw. 27′ und 28′ der beiden Detektoren 22 und 23 erzeugt wird. Der Ausgang dieses 2-Bit-Gray-Code-Zählers ist in diesem Falle als Schnittstelle für den Anschluß einer serien­ üblichen CNC-Steuerung ausnutzbar, innerhalb derer bei handels­ üblichen Steuerungen dieser Art eine wie anhand der phasener­ kennenden Impulsformerstufe erläuterte Änderungssinn-Erkennung vorhanden ist.
Der Vollständigkeit halber sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß der Änderungssinn der Meßgröße, wie den Impulsdiagrammen der Fig. 2a und 2b unmittelbar entnehmbar ist, daran erkannt werden kann, daß bei einer Zunahme der Meßgröße (Fig. 2a) die ansteigenden Flanken 44 der für die Ausgangssignale 27 des einen Detektors 22 erzeugten Rechteckimpulse 36 dann auftreten, wenn die für das Ausgangssignal 28 des anderen Detektors 23 erzeugten Rechteckimpulse 37 der ersten Impulsformerstufe 32 auf hohem Signalpegel sind, während für den Fall, daß die Meß­ größe sich in der entgegengesetzten Richtung ändert (Fig. 2b) die ansteigenden Flanken 44′ der für die Ausgangssignale 27′ des einen Detektors 22 erzeugten Rechteck-Ausgangsimpulse 36′ der ersten Impulsformerstufe 32 dann auftreten, wenn die für das Ausgangssignal 28′ des anderen Detektors 23 erzeugte Folge 34′ von Rechteck-Ausgangsimpulsen 37′ der ersten Dekodier­ stufe 32 auf niedrigem Signalpegel ist.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Übertragung mindestens zweier als Impuls­ folgen erzeugter Informationssignale, die in einer defi­ nierten Phasenrelation zueinander stehen und hinsichtlich der Anzahl der erzeugten Impulse die Information über inkrementale Änderungen einer Meßgröße sowie - in der Summe - den Absolutwert der Meßgröße und hinsichtlich der Phasenlage die Information über den Änderungssinn der Meßgröße enthalten, wobei diese Impulsfolgen von einem zur Erfassung der Meßgröße vorgesehenen Gebersystem als elektrische Ausgangssignale erzeugt werden und nach Impuls­ formung und Wandlung in eine für eine Weiterleitung über eine zu einer von dem Gebersystem entfernt angeordneten Auswertungsstufe führende Übertragungsstrecke geeignete Signalform über diese Übertragungsstrecke der Auswer­ tungsstufe zugeleitet werden, die als Ausgabeeinheit einen Vorwärts-/Rückwärts-Zähler umfaßt, dessen Ausgabe die algebraische Summe der Zahl der empfangenen Impulse bein­ haltet, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • a) es ist eine Impulsformerstufe (41) vorgesehen, die durch die ansteigenden und die abfallenden Flanken (44 und 46 sowie 47 und 48 bzw. 44′ und 46′ sowie 47′ und 48′) der Impulse (36 und 37 bzw. 36′ und 37′) der beiden Impulsfolgen (33 und 34 bzw. 33′ und 34,) zur Abgabe je eines Flanken-Impulses (49 bzw. 51) definierter kurzer Dauer (T1 oder T2) getriggert wird, wobei diese Impulsformerstufe (41) diese Flan­ ken-Impulse, deren Auslösung durch eine Änderung der Meßgröße um je ein Inkrement erfolgt, bei Änderungen der Meßgröße in deren einem Änderungssinn mit einer ersten definierten Impulsform und bei Änderungen der Meßgröße in dem dazu alternativen Änderungssinn in einer von der ersten verschiedenen, zweiten defi­ nierten Impulsform erzeugt;
  • b) es ist ein durch die Flankenimpulse angesteuerter, elektro-optischer Wandler (53) vorgesehen, der als Ausgangssignale Lichtimpulse aussendet, deren Ampli­ tudenverlauf der Form der elektrischen Flanken-Impulse entspricht,
  • c) die Übertragungsstrecke, über die die Ausgangs-Licht­ impulse des elektro-optischen Wandlers (53) zu der entfernt angeordneten Auswertungs- und Verarbeitungs­ einheit (12) geleitet werden, ist durch eine optische Faser (54) gebildet,
  • d) als Eingangsstufe der Auswertungs- und Verarbeitungs­ einheit (12) ist ein fotoelektrischer Detektor (56) vorgesehen, der dem Amplitudenverlauf der Lichtimpulse und damit wieder den Flanken-Impulsen (49 oder 51) der Form nach entsprechende elektrische Ausgangsim­ pulse erzeugt,
  • e) die Ausgangsimpulse des fotoelektrischen Detek­ tors (56) sind einem im Rahmen der Auswertungs-und Verarbeitungseinheit (12) vorgesehenen Impulsform- Analysator (57) zugeleitet, der aus der Form der empfangenen Impulse den Änderungssinn der Meßgröße erkennt und entsprechend dem Änderungssinn der Meß­ größe den Zählerstand des im Rahmen der Auswertungs­ und Verarbeitungseinheit (12) vorgesehenen Vorwärts­ /Rückwärts-Zählers (58) steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für Änderungen der Meßgröße in deren einem Änderungssinn erzeugten Flanken- Impulse (49), für die der Vorwärts-/Rückwärts-Zähler (58) im Vorwärtsbetrieb benutzt wird, die Impulsdauer T1 und die für die Änderungen der Meßgröße in deren dazu alter­ nativem Änderungssinn erzeugten Flanken-Impulse (51), bei deren Auftreten der Vorwärts-/Rückwärts-Zähler (58) im Rückwärtsbetrieb benutzt wird, die Dauer T2 haben, wobei das Verhältnis T1/T2 oder das Verhältnis T2/T1 vorzugs­ weise den Wert 2 hat und der Reziprokwert der kürzeren Impulsdauer T1 oder T2 höchstens der maximalen Übertra­ gungsfrequenz entspricht, mit der die Übertragungsstrecke betreibbar ist, vorzugsweise der Hälfte bis 3/4 dieser maximalen Übertragungsfrequenz.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Länge der optischen Faser (54) von höchstens 50 m und einer Ausbildung der­ selben als Kunststoff-Faser die kleinere Impulsdauer (T1 oder T2) mindestens 250 ns beträgt und die Mindestdauer von Impulspausen zwischen zur Kodierung erzeugter Impuls­ paare aus Impulsen der Dauer T1 und/oder der Dauer T1 sowie T2 ebenfalls mindestens 250 ns beträgt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsformerstufe (41) mit einer Prüfschaltung versehen ist, die bei einem perio­ disch-alternierenden Auftreten von für alternativen Ände­ rungssinn der Meßgröße charakteristischen Flankenim­ pulsen (49 und 51) ab einer Mindest-Frequenz dieser alter­ nierenden Impulsfolge den elektro-optischen Wandler (53) sperrt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Erzeugung jedes Flan­ kenimpulses (49 oder 51) das Anlaufen einer Prüfzeitspanne Δt1 ausgelöst wird, für deren Dauer der elektro-optische Wandler (53) gesperrt bleibt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5 in Kombination mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfzeitspanne Δt1 eine Dauer von mindestens 1 µs hat.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das die die Information über Betrag und Änderungssinn der Meßgröße enthaltenden Impulsfolgen erzeugende Gebersystem als Winkel-Meßsystem mit einer rotierenden Geberscheibe ausgebildet ist, die an ihrem Umfangsbereich mit durch ihren Winkelabstand den Betrag der erfaßbaren inkrementalen Änderungen der Meßgröße bestimmenden Markierungen versehen ist, durch deren Vorbeitreten an mindestens zwei auf diese Markierungen ansprechenden Detektoren zwei Impulsfolgen, die um 90° gegeneinander phasenverschoben sind, erzeugt werden, deren Impulsflanken die Auslösung der Flankenim­ pulse triggern, und wobei die Geberscheibe mit mindestens einer weiteren Markierung versehen ist, durch deren Vorbei­ treten an einem weiteren Detektor, der ausschließlich auf diese Markierung anspricht, ein eine definierte Position der Geberscheibe als Referenzpunkt auszeichendes Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die abfallende Flanke des von dem weiteren Detektor (64) ausgelösten Referenz­ signals (67) die Auslösung eines auf den Referenz­ impuls (67) in definiertem Impulsabstand folgenden Satel­ litenimpulses getriggert wird, anhand dessen der Referenz­ impuls mittels der Dekodierstufe (57) der Auswertungs­ und Verarbeitungseinheit (12) erkennbar ist.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekodierstufe (57) eine Synthesizer-Stufe nachgeschaltet ist, welche als elek­ trische Ausgangssignale die der phasenerkennenden Impuls­ formerstufe (41) eingegebenen Ausgangs-Impulsfolgen (33 und 34 bzw. 33′ und 34′) der ersten Impulsformerstufe (32) reproduziert.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Synthesizer-Stufe als 2-Bit-Gray-Kode-Zähler ausgebildet ist.
DE19893937572 1989-11-11 1989-11-11 Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale Granted DE3937572A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893937572 DE3937572A1 (de) 1989-11-11 1989-11-11 Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893937572 DE3937572A1 (de) 1989-11-11 1989-11-11 Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3937572A1 true DE3937572A1 (de) 1991-05-16
DE3937572C2 DE3937572C2 (de) 1992-01-23

Family

ID=6393338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19893937572 Granted DE3937572A1 (de) 1989-11-11 1989-11-11 Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3937572A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2683314A1 (fr) * 1991-11-06 1993-05-07 Barras Provence Dispositif de controle de tubes.
DE19702511C2 (de) * 1996-01-26 1999-10-21 Asahi Optical Co Ltd Codierer zum Erfassen einer Vorwärts- und einer Rückwärtsdrehung
US6897648B2 (en) 2000-07-28 2005-05-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg System for transmitting the position of a control element

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19517437C2 (de) * 1995-05-12 1997-08-07 Lenze Gmbh & Co Kg Aerzen Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen inkrementaler Winkel- oder Weginformationen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3213365A1 (de) * 1982-04-10 1983-10-20 Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk, 7300 Esslingen Verfahren und einrichtung zur optischen uebertragung elektrischer signale mit positiven und negativen spannungswerten
EP0210825A2 (de) * 1985-08-01 1987-02-04 LUCAS INDUSTRIES public limited company Stellungskodierer
DE3603800A1 (de) * 1986-02-07 1987-08-13 Philips Patentverwaltung Verfahren zur uebertragung von mindestens zwei messwerten ueber eine optische uebertragungsstrecke

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3213365A1 (de) * 1982-04-10 1983-10-20 Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk, 7300 Esslingen Verfahren und einrichtung zur optischen uebertragung elektrischer signale mit positiven und negativen spannungswerten
EP0210825A2 (de) * 1985-08-01 1987-02-04 LUCAS INDUSTRIES public limited company Stellungskodierer
DE3603800A1 (de) * 1986-02-07 1987-08-13 Philips Patentverwaltung Verfahren zur uebertragung von mindestens zwei messwerten ueber eine optische uebertragungsstrecke

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIELSKI, Steffen: "Digitale Winkelmeßtechnik in der Praxis" in DE-Z.: "Elektronik" Nr. 14/ 7.7.1989, S. 72-75 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2683314A1 (fr) * 1991-11-06 1993-05-07 Barras Provence Dispositif de controle de tubes.
DE19702511C2 (de) * 1996-01-26 1999-10-21 Asahi Optical Co Ltd Codierer zum Erfassen einer Vorwärts- und einer Rückwärtsdrehung
US6897648B2 (en) 2000-07-28 2005-05-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg System for transmitting the position of a control element
US7123002B2 (en) 2000-07-28 2006-10-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg System for transmitting the position of a control element

Also Published As

Publication number Publication date
DE3937572C2 (de) 1992-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3601516C2 (de)
DE102012202138B4 (de) Drei-Kanal-Encoder, welcher eine einzelne optische Spur benutzt
DE102012101369B4 (de) Lichtvorhang
EP2626722A1 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung und Abstandsbestimmung von Objekten
EP1933174A2 (de) Lichtgitter
DE102007059565A1 (de) Lichtgitter und Verfahren zu dessen Betrieb
DE19504714B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Zustandsgröße eines Leistungsschalters
WO2018224234A1 (de) Betriebsverfahren und steuereinheit für ein lidar-system, lidar-system und arbeitsvorrichtung
DE19649593B4 (de) Verriegelungseinrichtung
DE102018117878B4 (de) Sicherheitslichtgitter
EP2983009B1 (de) Betreiben eines optoelektronischen sensors mittels eines verfahrens zum aussenden von lichtimpulsen
DE3937572A1 (de) Einrichtung zur uebertragung mindestens zweier als impulsfolgen erzeugter informationssignale
EP3244237B1 (de) Optischer sensor und verfahren zum betrieb eines optischen sensors
DE2021512A1 (de) Einrichtung zum Messen von Drehbewegungen
EP2368144B1 (de) Lichtschranke und verfahren zum betrieb einer lichtschranke
DE10227710B4 (de) Lichtgitter
DE102010005012A1 (de) Optoelektronischer Scanner
EP0039799B1 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Bewegungen
DE102004022812B4 (de) Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mittels eines Lichtgitters
DE3200204A1 (de) Optisches messgeraet
EP1391752B1 (de) Lichtgitter
DE202018104258U1 (de) Sicherheitslichtgitter
EP2490045A1 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung von Objekten
DE4300581C2 (de) Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung
DE19938398C2 (de) Verfahren und Anordnung zur Störung eines Messsystems zur Entfernungs- und/oder Geschwindigkeitsmessung eines Objektes mittels Laserreflexion

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee