DE4409530C2 - Berührungslos arbeitende Meßeinrichtung und deren Verwendung zur Bestimmung des zweideimensional definierten Ortes eines Meßkörpers - Google Patents
Berührungslos arbeitende Meßeinrichtung und deren Verwendung zur Bestimmung des zweideimensional definierten Ortes eines MeßkörpersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine berührungslos arbeitende Meßeinrichtung zur
Ermittlung der Lage eines Meßkörpers relativ zu einem Referenzkörper aus Meßsignalen und
deren Verwendung zur Bestimmung des zweidimensional definierten Ortes eines Meßkörpers.
In vielen technischen und wissenschaftlichen Bereichen muß die Position eines Körpers
relativ zu einem Bezugssystem in sechs Freiheitsgraden erfaßt werden. Dies ist bei mehrachsi
gen NC-Maschinen und Robotern genauso der Fall wie bei der Vermessung von Bauteilen
oder beim Steuern. In einem Teil dieser Anwendungen muß die Lageinformation nur in einem
kleinen Teilgebiet vorliegen, z. B. bei einer Abtastnadel oder einem Steuergriff, der für eine
3D-Steuerung in sechs Freiheitsgraden auslenkbar sein soll.
Zwar wird bei einer bekannten optoelektronischen, orthogonalen Meßanordnung nach
der DE 33 14 089 C2 (1) ebenfalls eine Dreibeinstruktur zur räumlichen Messung verwendet,
es wird dabei jedoch die räumliche Position zwischen Meßkörper und Referenzkörper mit
Hilfe dreier axial nach außen gerichteter Laserstrahlen bestimmt, deren Auftreffpunkte mit
Hilfe spezieller, positionsempfindlicher Dioden gemessen werden.
Das Positionskontroll-System nach US 44 09 736 (2) stellt eine Einrichtung dar, wel
che die Auslenkung eines Steuermittels aus einer Ruhelage mißt und mit Hilfe einer Schwel
lenbildung überwacht. Das optische Meßverfahren beruht auf der Messung der Verschiebung
eines Lichtfleckes über 4 einzelnen Detektoren, ähnlich der in (1) beschriebenen Meßmethode,
allerdings mit einem diffusen Lichtsender. Die Meßwerte werden nur in einfacher Weise aus
gewertet, indem Schwellwerte gebildet werden, die die Annäherung der Lichtquelle zu einem
Detektor widerspiegeln. Eine genaue analoge Auswertung ist nur eingeschränkt als Korrek
turwert möglich.
Die weiterhin bekannte Joystickanordnung nach WO 88/05942 (3) arbeitet gemäß
Ausführungsbeispiel nicht berührungslos, sondern benutzt Potentiometer als Sensoren. Opti
sche Sensoren sind zwar erwähnt, jedoch nicht beschrieben. Durch Kombination von mehreren
einfachen Joysticks wird ein Joystick für sechs Freiheitsgrade gebildet. Dabei ist indessen zu
beachten, daß die in Fig. 1 und 2 beschriebenen Systeme nicht ausreichen, alle nötigen Meß
werte zu erhalten, die für eine Messung in sechs Freiheitsgraden erforderlich sind. Beide Sy
steme erhalten auf Grund ihrer ebenen Anordnung Meßwerte, die ein Gleichungssystem erge
ben, welches linear abhängig und somit nicht eindeutig lösbar ist. Deshalb ist es nicht möglich,
aus den gemessenen Auslenkungen der Joysticks die Auslenkung des Griffs eindeutig zu be
rechnen. In den Ansprüchen wird zwar auf eine Anordnung verwiesen, die mit drei Meßein
richtungen arbeitet, dieser Aufbau wird jedoch nicht beschrieben. Es erscheint zweifelhaft, ob
mit den mechanisch sehr aufwendigen und komplizierten Aufbauten wirklich ein serientaugli
cher Joystick für sechs Freiheitsgrade zu bauen ist, da die mechanische Lagerung und die er
forderlichen Bewegungen sich gegenseitig begrenzen und behindern.
Schließlich ist noch auf die bekannte optoelektronische Meßanordnung zur Ermittlung
der relativen Lage zweier Körper nach der DE 38 27 719 A1 (4) zu verweisen, welche eine
Weiterentwicklung der oben bereits diskutierten Meßanordnung nach (1) darstellt. Statt der
bei (1) beschriebenen drei Empfänger wird in (4) nur noch ein Empfänger verwendet, der mit
Hilfe zeitlichen Multiplexens die Auftreffpunkte der nach wie vor verwendeten drei Lichtstrah
len ermittelt. Durch eine aufwendige, nicht unkritische mathematische Bearbeitung der Meß
werte kann dann die Position der Körper zueinander ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine berührungslos arbeitende Meßeinrich
tung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher auf einfache und zuverlässige Weise
eine Lagemessung in sechs Freiheitsgraden ermöglicht wird. Die neue Meßeinrichtung soll die
Durchführung eines dreidimensionalen wie eines zweidimensionalen Meßverfahrens implizie
ren.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst, nämlich dadurch, daß drei jeweils zweidimensional messende
Meßschenkel zur Ableitung der Meßsignale vorgesehen sind, daß die Meßschenkel von einem
ein Achsendreibein aufweisenden Meßkörper und einem das Achsendreibein des Meßkörpers
umgebenden Rohrdreibein eines Referenzkörpers gebildet sind, daß dem Achsendreibein eine
berührungslos arbeitende Entfernungsmeßeinrichtung zugeordnet ist, mittels welcher für jeden
Meßschenkel der zweidimensionale bzw. 2D-Abstand zwischen den inneren Achsen und den
umgebenden Rohren in einer zu den Achsen orthogonalen Ebene meßbar ist, wobei die Ebene
sich in einem bestimmten Abstand zum Schnittpunkt der Achsen befindet, und daß durch die
Entfernungsmeßeinrichtung aus den drei 2D-Meßergebnissen eine Lageinformation des Meß
körpers bezüglich des Referenzkörpers in sechs Freiheitsgraden bestimmt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der berührungslos arbeitenden
Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Bestimmung des zweidimensional definierten
Ortes eines Meßkörpers, wie im Anspruch 4 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des
Gegenstandes des Anspruchs 4 sind in den Ansprüchen 5 bis 11 enthalten. Die Erfindung be
ruht auf der zweidimensionalen Lagemessung der Durchstoßpunkte dreier Achsen durch drei
Meßebenen. Dazu wird aus drei Achsen, die im Idealfall zueinander orthogonal im Raum an
geordnet sind, ein Dreibein gebildet. Die Lage dieses Dreibeins in einem kartesischen Koordi
natensystem (Bezugssystem) kann exakt bestimmt werden, wenn die Durchstoßpunkte der
Achsen durch drei in einem bekannten Abstand zum Kreuzungspunkt befindliche und zu den
Achsen orthogonale Ebenen bestimmt werden, wobei die Ebenen im Bezugssystem vollständig
definiert sind und die Durchstoßpunkte in den jeweiligen Ebenenkoordinaten bestimmt wer
den.
Gegenüber (1) wird beim Erfindungsgegenstand mit einem festen Dreibein gearbeitet,
von dem aus mit Entfernungssensoren radial in einer zum jeweiligen Meßschenkel senkrechten
Ebene die Entfernung zum Referenzkörper gemessen wird. Dabei werden weder ein teurer
Laser noch eine andere kohärente Lichtquelle benötigt, insbesondere werden auch die sehr
teuren, in ihrer Fläche eingeschränkten Positionsdioden vermieden. Daraus resultieren insbe
sondere die folgenden Vorteile: Verschiedene Sensoren verwendbar (nicht nur optisch), grö
ßerer Meßbereich erreichbar, erheblich preiswertere Bauteile und einfachere Fertigung, redun
dantes, fehlertolerantes Meßsignal durch doppelte Entfernungsmessung.
Bei dem Positionskontroll-System nach (2) handelt es sich um einen axialen Aufbau,
bei dem eine radiale Entfernungsmessung wie beim Erfindungsgegenstand nicht vorhanden ist
und bezüglich des möglichen Meßbereichs (Erzeugung eines homogenen, breiten Lichtstrahls)
und der Genauigkeit (räumliche, homogene Verteilung des Lichtes) erhebliche Einschränkun
gen in Kauf genommen werden müssen. Insbesondere in der Kombination zu einem in 6 Frei
heitsgraden messenden Aufbau wirkt sich die eingeschränkte Genauigkeit nachteilig aus, da
hier die Kombination aus allen Meßwerten gebildet werden muß, und sich daher Meßungenau
igkeiten überproportional auswirken, so daß sich hier nur noch die Ruhelagenüberwachung
sinnvoll einsetzen läßt. Der Erfindungsgegenstand geht über diesen Anwendungsfall weit hin
aus; er liefert auch im mehrdimensionalen Meßfall genaue Meßwerte und erlaubt einen weitaus
größeren Meßbereich. Für Messungen, die nicht nur einen Schwellwert betrachten, läßt der
Aufbau bei dem bekannten System nach (2) auch Justageprobleme erwarten, die beim Gegen
stand der Erfindung auf Grund der doppelten Entfernungsmessung nicht auftreten können.
Die Ebenen werden erfindungsgemäß durch ein zweites Dreibein, welches aus die Achsen um
gebenden Rohren besteht, gebildet, indem ein orthogonaler Querschnitt durch die Rohre einen
Ausschnitt der Meßebenen markiert. Die Lage des Achsendreibeins wird relativ zu dem Rohr
dreibein gemessen, indem bei allen drei Schenkeln der zweidimensionale Abstand der Achsen
zu den Rohren in den zu den Achsen orthogonalen Ebenen berührungslos gemessen wird. Die
Ebene befindet sich in einem geeigneten Abstand vom Kreuzpunkt der drei Achsen. Die Ent
fernungsmessung erfolgt dabei mit Hilfe einer berührungslosen, zweidimensionalen Meß
anordnung, die zum Beispiel aus vier in einer radialen Ebene angeordneten, jeweils um 90°
versetzten, radial nach außen messenden Reflexlichtschranken besteht. Wenn der umgebene
Körper aus einem diffus reflektierenden Material besteht, ist die reflektierte, gemessene
Lichtmenge abhängig vom Abstand des Reflektors zur Lichtschranke. Die Meßergebnisse
zweier gegenüberliegender Lichtschranken werden zur gegenseitigen Korrektur und Emp
fangsbereichserweiterung verwendet. Es kommen aber auch andere berührungslose Verfahren
(induktive Messung, kapazitive Messung) in Frage. Die Form des Rohres muß bei der Aus
wertung berücksichtigt werden. Dies kann über eine Eichmessung oder eine einfache rechneri
sche Korrektur erfolgen. Die Größe der Anordnung ist frei skalierbar und nur vom gewünsch
ten Meßbereich oder der Reichweite der berührungslosen Verfahren abhängig. Aus den drei .
zweidimensionalen Meßwerten kann mit einer einfachen Transformationsmatrix die Lage des
Achsendreibeins relativ zum Rohrdreibein in sechs Freiheitsgraden errechnet werden. Im Re
gelfall wird man also eines der Dreibeine als Bezugssystem ortsfest lassen, während das andere
dazu beweglich zur Erfassung der Lage dient.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand bevorzugter, in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsformen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in vereinfachter, z. T. sche
matischer Darstellung:
Fig. 1 eine Meßeinrichtung nach der Erfindung in perspektivischer Prinzip
darstellung,
Fig. 2 eine praktische Ausführung der Meßeinrichtung nach Fig. 1 mit z. T.
weggebrochenem Referenzkörper, als Bestandteil eines Steuergriffs,
ebenfalls perspektivisch
Fig. 3 eine Axialansicht auf eine zweidimensional messende Anordnung aus
Meßkörper und Referenzkörper, zugleich Detaildarstellung eines Teil
meßkörpers nach Fig. 1,
Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 3 in perspektivischer Darstellung.
In der Prinzipanordnung der Fig. 1 wird aus drei feststehenden Achsen 1, 2, 3 der
Meßkörper gebildet. In einem bestimmten Abstand befinden sich auf jeder Achse die berüh
rungslosen Entfernungsmesseinrichtungen 4, 5, 6, die den Abstand zu drei die Achsen umge
benden, miteinander verbundenen Röhren 7, 8, 9 messen. In einer realisierten Meßanordnung,
Fig. 2, wird im Schnitt die Funktion deutlich. Die drei miteinander verbundenen Röhren 7, 8, 9
sind mittels Federelementen 10.1-10.6 mit den Achsen verbunden. Wenn sich die Lage des
Röhrenkörpers zu dem Achsenkörper verändert, ändert sich der Abstand der drei Achsen zu
den Röhren in den Meßebenen. Diese Lage wird durch die berührungslosen Meßanordnungen
4, 5, 6 gemessen. Aus den drei 2D-Meßkoordinaten der Arme wird in einem Mikroprozessor
ein sechsdimensionaler Vektor berechnet, der die translatorische und rotatorische Lageände
rung der zwei Körper zueinander widerspiegelt.
In Fig. 1 bedeuten noch: I, II, III die drei Meßebenen, S der Ursprung des Achsendrei
beins 1, 2, 3 bzw. der Schnittpunkt seiner drei Schenkel, RK der Referenzkörper, der durch
ein das Achsendreibein 1, 2, 3 umgebendes Rohrdreibein 7, 8, 9 gebildet wird, MK den Meß
körper insgesamt, bestehend aus den je einer Koordinatenrichtung x, y, z zugeordneten Teil
meßkörpern mk1, mk2, mk3. - a1, a2, a3 sind die Abstände der Meßebenen I, II, III vom Ur
sprung S. Eine der Entfernungsmeßeinrichtungen 4, 5, 6 wird weiter unten noch erläutert.
Achsendreibein 1, 2, 3 und Rohrdreibein 7, 8, 9 bilden zusammen die Meßschenkel 1-7, 2-8,
3-9. Die Entfernungsmeßeinrichtung ist als Ganzes mit EM bezeichnet, im einzelnen mit 4, 5,
6. Der Meßkörper MK, mk1-mk3 umfaßt das Achsendreibein 1, 2, 3 und die zugeordnete
Entfernungsmeßeinrichtung EM, 4, 5, 6. - In der Darstellung nach Fig. 2 kann die Meßeinrich
tung z. B. Bestandteil eines Steuergriffs sein, mit welchem z. B. nach dem Master-Slave-Prinzip
ein Roboter gesteuert wird.
In Fig. 3 und 4 ist die Verwendung der geschilderten Meßeinrichtung zur Bestimmung
des zweidimensional definierten Ortes eines Meßkörpers dargestellt, und zwar in Fig. 3 in ei
ner Axialansicht, in Fig. 4 in perspektivischer Darstellung.
Bevor auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4, welches zugleich eine Detail-
Darstellung zu den Entfernungsmeßeinrichtungen 4, 5, 6 nach Fig. 1 und 2 bildet, näher ein
gegangen wird, zunächst einige allgemeinere Ausführungen und Erläuterungen.
Bei vielen technischen Geräten muß die Position einer Achse oder eines Teiles in einer
Ebene bestimmt werden. Beispiele für solche Aufgaben sind die Messung der Auslenkung ei
nes Steuergriffs, die Auslenkung einer gefederten Achse, oder eines anderen Teiles. Bisherige
Meßverfahren greifen dabei in der Regel auf berührende Meßelemente zurück, zum Beispiel
Potentiometer, oder auf teure berührungslose Verfahren. Die hier beschriebene Erfindung
stellt eine einfache, variable, preiswerte Meßeinrichtung zur Messung des zweidimensionalen Or
tes eines Körpers zur Verfügung. Dazu werden vier einfache Entfernungssensoren, zum Bei
spiel Reflexlichtschranken, so auf einem Sensorträger (= Achse) angebracht, daß sie jeweils um
90° versetzt auf einer gedachten Kreislinie um den Sensorträger radial nach außen messen.
Diesem Meßkörper wird ein Referenzkörper in Form mehrerer zusammengeschlossener Meß
flächen, idealerweise in Form eines Ringes mit größerem Durchmesser, entgegengestellt, zu
denen die Entfernungssensoren die Entfernung messen. Man erhält also zwei Meßergebnisse je
Koordinate aus gegenüberliegenden Sensoren. Diese Ergebnisse werden zu einer Korrektur
und Normierung verwendet. Dadurch können auch mit einfachen und ungenauen Entfernungs
sensoren gute Meßergebnisse erzielt werden, insbesondere können damit die nichtlinearen
Kennlinien vieler einfacher Entfernungssensoren ausgeglichen werden, indem der eine Sensor
eine kurze Entfernung mißt, wenn der andere eine weite Entfernung mißt, d. h. ein Sensor be
findet sich immer in einem steilen Kennlinienbereich mit guter Auflösung. Bei einer anderen
Anzahl von Entfernungssensoren, insbesondere bei einer ungeradzahligen Anzahl (z. B. 3) sind
diese Korrekturen ebenfalls möglich, erfordern jedoch eine komplexere Berechnung. Bei nur
zwei im 90 Grad Winkel angeordneten Entfernungssensoren ist immer noch eine vollständige
Messung möglich, bei schlechteren Genauigkeitsergebnissen. Als Entfernungssensoren kommt
eine Vielzahl einfacher, preiswerter Elemente in Frage, wobei sich einzelne technische Details
dann unterscheiden. Besonders geeignet sind Entfernungsreflexlichtsensoren. Diese senden
einen infraroten Lichtstrahl aus und messen die Intensität des diffus von einer Oberfläche zu
rückgestreuten Lichts. Die Intensität des gemessenen Lichtes hängt von der Entfernung der
Oberfläche ab (1/r hoch 2). Als Material für den Referenzring, zu dem die Entfernung gemes
sen wird, empfiehlt sich ein gut diffus reflektierender Kunststoff. Die Kreisform ist für viele
Anwendungen optimal, es können aber auch Vielecke verwendet werden. Die Rückwirkung
der einzelnen Meßsensoren zueinander ist gering. Kapazitive Entfernungssensoren können in
ähnlicher Weise eingesetzt werden. Selbstverständlich ist auch eine Umkehrung des Aufbaus
möglich, indem die Sensoren am äußeren Ring, nach innen messend, angebracht werden, und
der Referenzring sich innen befindet. Aus Störungsunterdrückungsgründen ist es in der Regel
jedoch günstiger, von innen nach außen zu messen. Eine Ausnahme bilden induktive Entfer
nungssensoren, mit denen sehr gute Meßergebnisse erzielt werden können, wenn vier Senso
ren von außen zu einer metallischen Achse messen.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 bedeutet mk einen Meßkörper, wie er in Fig.
1 und 2 im Prinzip dargestellt ist, bestehend aus einem Meßarm 1', bestückt an seinem äuße
ren Umfang mit vier, paarweise diametral gegenüberliegenden Entfernungssensoren 11.1-11.2,
11.3-11.4, welche im Beispiel Infrarotsender und -empfänger sind, welche die Lichtkegel 12.1
bis 12.4 senden bzw. - nach einer Laufzeitdifferenz, die proportional der Entfernung ist -
empfangen. Der vorzugsweise ringförmige Referenzkörper 7' weist im Strahlenkegel der Sen
soren 11.1-11.4 liegende Meßflächen F1-F4 auf. Als Sensoren 11.1-11.4 können u. U. auch
Ultraschallsender und -empfänger bzw. entsprechende Sensorköpfe verwendet werden. Die
zweidimensionale Messung wird in Fig. 3 durch die x, y-Koordinaten verdeutlicht.
Gemäß Fig. 1 und 2 werden mehrere solcher zweidimensionalen Messungen zu einer
3D-Messung verarbeitet.
Die Federelemente 10.1-10.4 nach Fig. 2 können beim Beispiel nach Fig. 3 und 4 sinn
gemäß Anwendung finden. Sie dienen hauptsächlich zur Rückstellung auf den Nullpunkt,
wenn keine äußeren Kräfte angreifen. Sie können mit Dämpfungseinrichtungen kombiniert
werden, um die Meßeinrichtung resistenter gegenüber Erschütterungen zu machen.
Claims (11)
1. Berührungslos arbeitende Meßeinrichtung zur Ermittlung der Lage eines Meßkörpers rela
tiv zu einem Referenzkörper aus Meßsignalen, dadurch gekennzeichnet,
daß drei jeweils zweidimensional messende Meßschenkel (1-7, 2-8, 3-9) zur Ableitung der Meßsignale vorgesehen sind,
daß die Meßschenkel (1-7, 2-8, 3-9) von einem ein Achsendreibein (1, 2, 3) aufweisenden Meßkörper (MK) und einem das Achsendreibein (1, 2, 3) des Meßkörpers (MK) umgebenden Rohrdreibein (7, 8, 9) eines Referenzkörpers (RK) gebildet sind,
daß dem Achsendreibein (1, 2, 3) eine berührungslos arbeitende Entfernungsmeßeinrichtung (EM; 4, 5, 6) zugeordnet ist, mittels welcher für jeden Meßschenkel (1-7, 2-8, 3-9) der zwei dimensionale 2D-Abstand zwischen den inneren Achsen (1, 2, 3) und den umgebenden Rohren (7, 8, 9) in einer zu den Achsen (1, 2, 3) orthogonalen Ebene (I, II, III) meßbar ist, wobei die Ebene (I, II, III) sich in einem bestimmten Abstand (a1, a2, a3) zum Schnittpunkt (S) der Achsen (1, 2, 3) befindet,
und daß durch die Entfernungsmeßeinrichtung (EM; 4, 5, 6) aus den drei 2D-Meßergebnissen eine Lageinformation des Meßkörpers (MK) bezüglich des Referenzkörpers (RK) in sechs Freiheitsgraden bestimmt wird.
daß drei jeweils zweidimensional messende Meßschenkel (1-7, 2-8, 3-9) zur Ableitung der Meßsignale vorgesehen sind,
daß die Meßschenkel (1-7, 2-8, 3-9) von einem ein Achsendreibein (1, 2, 3) aufweisenden Meßkörper (MK) und einem das Achsendreibein (1, 2, 3) des Meßkörpers (MK) umgebenden Rohrdreibein (7, 8, 9) eines Referenzkörpers (RK) gebildet sind,
daß dem Achsendreibein (1, 2, 3) eine berührungslos arbeitende Entfernungsmeßeinrichtung (EM; 4, 5, 6) zugeordnet ist, mittels welcher für jeden Meßschenkel (1-7, 2-8, 3-9) der zwei dimensionale 2D-Abstand zwischen den inneren Achsen (1, 2, 3) und den umgebenden Rohren (7, 8, 9) in einer zu den Achsen (1, 2, 3) orthogonalen Ebene (I, II, III) meßbar ist, wobei die Ebene (I, II, III) sich in einem bestimmten Abstand (a1, a2, a3) zum Schnittpunkt (S) der Achsen (1, 2, 3) befindet,
und daß durch die Entfernungsmeßeinrichtung (EM; 4, 5, 6) aus den drei 2D-Meßergebnissen eine Lageinformation des Meßkörpers (MK) bezüglich des Referenzkörpers (RK) in sechs Freiheitsgraden bestimmt wird.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsendreibein
(1, 2, 3) und das Rohrdreibein (7, 8, 9) durch elastische Elemente (10.1-10.6) miteinander
verbunden sind.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Zwecke
der Verwendung der Meßsignale zur 3D-Steuerung in einem zur manuellen Bedienung ge
eigneten Griff untergebracht ist.
4. Verwendung der berührungslos arbeitenden Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 3 zur Bestimmung des zweidimensional definierten Ortes eines Meßkörpers (mk) innerhalb
eines Referenzkörpers (7'), indem der Meßkörper (mk) einen Meßschenkel (1) als Sensorträ
ger aufweist, auf dessen Oberfläche vier in einer radialen Ebene (x-y) angeordnete, jeweils um
90° versetzte, berührungslos arbeitende, eindimensionale Entfernungssensoren (11.1-11.4) so
angebracht sind, daß sie radial nach außen messen, und zwar in Bezug auf einen außen liegen
den, insbesondere ringförmigen Referenzkörper (7), der aus vier fest miteinander verbunde
nen Meßflächen (F1-F4) gebildet wird, wobei die Meßergebnisse der zwei paarweise einander
gegenüberliegenden Entfernungssensoren (11.1-11.2 bzw. 11.3-11, 4) zu einer gegenseitigen
Korrektur verwendet werden.
5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper (mk) und der
Referenzkörper (7) in der Weise vertauscht werden, daß der Sensorträger (1') sich außen
befindet und der Referenzkörper (7') innen, wobei die Entfernungssensoren (11.1-11.4) von
außen nach innen messen.
6. Verwendung nach Anspruch 4 oder S. dadurch gekennzeichnet, daß Meßkörper (mk)
und/oder der Referenzkörper (7') durch Ringe oder Vielecke gebildet werden.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als
zwei Entfernungssensorpaare (11.1-11.2, 11.3-11.4) oder eine ungerade Anzahl von mehr als
einem Entfernungssensor verwendet werden bzw. wird, wobei die Korrektur durch vektorielle
Berechnung erfolgt.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfer
nungssensoren durch Reflexlichtschranken gebildet werden und der Referenzkörper (7') aus
einem geeigneten, diffus reflektierenden Material besteht.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfer
nungssensoren (11.1-11.4) durch kapazitive Entfernungssensoren gebildet werden und der
Referenzkörper (7') aus einem für die kapazitive Messung geeigneten Material besteht.
10. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfer
nungssensoren (11.1-11.4) induktive Sensoren sind und der Referenzkörper (7') aus Metall
besteht.
11. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Meßkör
per (mk) und Referenzkörper (7') durch elastische Elemente, insbesondere Federelemente,
miteinander verbunden sind.
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