DE853657C - Vorrichtung zur Berichtigung der aus dem Geraet sich ergebenden Mess-fehler von mit optischen Messeinrichtungen versehenen Maschinen und Instrumenten - Google Patents

Vorrichtung zur Berichtigung der aus dem Geraet sich ergebenden Mess-fehler von mit optischen Messeinrichtungen versehenen Maschinen und Instrumenten

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DE853657C
DE853657C DEL771D DEL0000771D DE853657C DE 853657 C DE853657 C DE 853657C DE L771 D DEL771 D DE L771D DE L0000771 D DEL0000771 D DE L0000771D DE 853657 C DE853657 C DE 853657C
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Helmut Becker
Gustav Weissenberg
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Description

  • Vorrichtung zur Berichtigung der aus dem Gerät sich ergebenden Meßfehler von mit optischen Meßeinrichtungen versehenen Maschinen und Instrumenten Die Erfindung geht von der bekannten Vorrichtung zur Berichtigung von Teilungsfehlern von Maßstäben aus, bei der die Ablesemarke mittels einer an Hand der gemessenen Fehler hergestellten Steuerkurve in eine den Fehler ausgleichende Stellung gebracht wird. Diese Vorrichtung läßt sich nicht ohne weiteres auf optische Meßgeräte anwenden und berücksichtigt außerdem nicht die Ungenauigkeiten, die von dem Tisch des Gerätes selbst herrühren. Außerdem ist ein Berichtigen der Kurve in gewissen Zeitabständen nur durch Nacharbeiten möglich.
  • Nach vorliegender Erfindung wird nun ein Berichtigen der Meßfehler, worunter sowohl nur der Teilungsfehler des Maßstabes wie der Gerätefehler als auch beide zusammen verstanden werden sollen, optischer Meßgeräte mit ausreichender Genauigkeit dadurch ermöglicht, daß eine Schablone entsprechend ihrer Maßeinheit von einem Intervall der Teilung zum anderen nach den vorhandenen Fehlern gearbeitet wird und daß ferner Steuerglieder die Schablone abtasten und den jeweiligen Werten entsprechend eine Versetzung des Strahlenganges der optischen Ableseeinrichtung relativ zu einer Ablesemarke bewirken. Diese Versetzung kann nun entweder durch eine optische Mikrometereinrichtung, wie schwenkbare Planparallelplatte, Schiebelinse,Linsenkeil, erfolgen oder durch eine Bewegung der vorzugsweise im Okular des Ablesemikroskops befindlichen Ablesemarke.
  • Die Schablone kann zunächst mechanisch hergestellt sein und von einem Fühlhebel od. dgl. abgetastet werden. Die Schablone kann aber auch sich aus so viel Einzelwiderständen zusammensetzen, wie der Maßstab Intervalle hat. Diese Widerstände werden nach den Intervallfehlern geeicht, so daß man mittels eines Schleifkontaktes die Fehler direkt abgreifen und über ein Galvanometer zur Berichtigung der Ablesung auswerten kann. Hierbei kann man mit dem Drehteil den Galvanometer die strahlenversetzende Planglasplatte direkt verbinden. Es kann aber auch die Spitze des Galvanometerzeigers die Ablesemarke im Okular bilden, was bei entsprechender Objektivvergrößerung durchaus möglich ist.
  • Die Widerständemessung kann man auch so ausbilden, daß man zwei Widerstandsreihen, deren Einzelwiderstände je hintereinandergeschaltet sind, anordnet, deren eine den Ist-Werten und deren andere den Soll-Werten des Maßstabes entspricht.
  • Werden diese Werte mittels eines Schleifbügels abgegriffen, so entspricht die Differenz zwischen der jeweiligen Widerstandssumme der Ist-Reihe und der Soll-Reihe des Fehlers der Meßvorrichtung für das betreffende Intervall.
  • Eine weitere Möglichkeit ergibt sich durch Änderung einer elektrischen Kapazität entsprechend der einzelnen Intervallfehler. Hierzu wird man von zwei stromführenden Leisten, zwischen denen Wechselstrom herrscht, eine mit veränderbaren Kondensatoren ausstatten, die im einfachsten Falle bereits durch Schrauben dargestellt werden können.
  • Zwischen beiden Leisten läuft der Abgriff, der je nach der Größe des Spaltes unterschiedliche Spannungen erfaßt, die ihrerseits wieder zur Steuerung der Ableseberichtigung dienen.
  • Man kann ferner die Fehler der Meßeinrichtung als unterschiedliche Grauwerte auf einem durchsichtigen Band, wie die Tonspur beim Tonfilm, auftragen. Die Umwandlung in elektrische Energie erfolgt dann ebenfalls wie beim Tonfilm durch eine aus Lampen, Beleuchtungsoptik, Objektiv und Photozelle bestehende Abtasteinrichtung. Statt der Intensitätsaufzeichnung kann man auch wie beim Tonfilm zur Darstellung der Fehler die Zackenschrift wählen, die z. B. durch Lichtspalte, die durch Schrauben unterschiedlich groß gehalten werden, gebildet wird.
  • Füt gewöhnlich wird man die Schablone in einer der vorstehend beschriebenen Ausführung genau so lang wie den Maßstab wählen. Um jedoch eine größere Genauigkeit bei der Herstellung zu erhalten, kann man auch dieselbe länger als den Maßstab ausbilden und zur Platzersparnis beispielsweise kreis- oder spiralförmig aufwickeln.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung in drei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. I ein Meßmikroskop in Verbindung mit einer mechanischen Steuerschablone, Fig. 2 ein Meßmikroskop mit einer elektrischen Steuereinrichtung mittels Widerstände, Fig. 3 eine lichtelektrische Steuereinrichtung.
  • In dem Beispiel der Fig. I wird der mit dem nicht dargestellten Meßgerät verbundene Maßstab I durch das in seinem optischen Teil aus Objektiv 2 und Meßokular 3 bestehende Mikroskop beobachtet. In den Strahlengang desselben ist die um die Achse 5 schwenkbare planparallele Glasplatte 4 eingeschaltet.
  • Mit der Achse 5 ist der Tasthebel 6 starr verbunden, der einerseits unter einem möglichst gleichbleibenden Druck auf der Kurve 7 der Schablone 8 gleitet und so die Fehler von Instrument und Maßstab auf die Glasplatte 4 überträgt.
  • Man kann auch eine mechanisch-elektrische Steuerung vornehmen, die dann am Platze ist, wenn durch den Aufbau des Meßgerätes sich eine umständliche mechanische Übertragung ergeben würde.
  • Eine derartige Übersetzung würde beispielsweise darin bestehen, daß der Tasthebel 6 einen kleinen Drehwiderstand regelt. Bei konstanter Betriebsspannung ist dann der Strom proportional dem vorhandenen Fehler. Man kuppelt mechanisch die planparallele Platte 4 mit einem stromanzeigenden Meßinstrument, so daß die Drehung der Platte wieder proportional dem Fehler wird.
  • Im Beispiel der Fig. 2 ist jedem Teilungsintervall ein einstellbarer (Ist-)Widerstand 1 1 und ein fester (Soll-)Widerstand I2 zugeordnet, und zu jedem gehört eine Kollektorlamelle I3 bzw. I4, über denen die Abne'hmerbürsten 15 und I6 gleiten. Letztere sind über den Bügel 17 mit dem Ablesemikroskop I8 verbunden. Als Stromquelle dient der Akkumulator I9, der mit dem Potentiometer 20 überbrückt wird, mit Hilfe dessen die Spannung in beiden Stromzweigen gleichgehalten wird. 2I und 22 sind Kondensatoren. Die Stromanzeige erfolgt durch das Galvahometer 23, mit dessen Drehachse die planparallele Glasplatte 24 direkt verbunden ist. Sind zusammengehöriger Soll- und Ist-Widerstand I2 bzw. II gleich, so fließt kein Strom, das Galvanometer 23 steht auf Null und somit die Glasplatte 24 horizontal. Es erfolgt dann keine Versetzung des Strahlenganges im Mikroskop I8. Bei unterschiedlichen Widerständen wird auf gleiche Weise eine Versetzung des Strahlenganges und damit der Ausgleich des Geräte- bzw. Maßstabfehlers bewirkt.
  • Diese Einrichtung kann man auch als Zusatzeinrichtung ausbilden oder nur mittelbar mit dem Ablesemikroskop zusammen wirken lassen. Hierbei ist es auch möglich, die Schablone länger als den Maßstab zu halten. Man benutzt dann kreisförmige Kollektoren, deren Abnehmer von einem Drehknopf bedient werden. Letzterer spielt über einer Skala mit gleicherTeilung wie der Maßstab. DieFehleranzeige erfolgt durch ein Galvanometer, das entsprechende Teilung trägt. Nach der Messung wird der angezeigte Fehler von dem Wert auf den Einstellknopf subtrahiert oder dazuaddiert.
  • In der Fig. 3 ist nur der lichtelektrische Teil der Einrichtung dargestellt. Auf dem Band 25 sind die Fehlerwerte von Instrument und Maßstab in den unterschiedlichen Gradstufen 26 dargestellt. Unterhalb dieses Bandes befindet sich die Lichtquelle 27 mit Opalglasscheibe 28 und unmittelbar unter dem Band der Spalt 29. Über dem Band steht die Photo- zelle 30. Beim Meßvorgang wird das Band 25 an der Abtasteinrichtung vorbeigezogen, oder umgekehrt.
  • Der Grauwert erzeugt hierbei in der Photozelle 30 einen unterschiedlichen Strom, der wie im Beispiel der Fig. 2 auf ein Galvanometer und damit auf die Glasplatte im Ablesemikroskop einwirkt.

Claims (17)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Vorrichtung zur Berichtigung der aus dem Gerät sich ergebenden Meßfehler von mit optischen Meßeinrichtungen versehenen Maschinen und Instrumenten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schablone verwendet ist, die entsprechend ihrer Maßeinheit so gestaltet ist, daß sie die Meßfehler darstellt, und daß ferner Steuerglieder diese Schablone abgreifen und dem jeweiligen Fehlerwert entsprechend eine Relativverletzung von Maßstabbild zur Ablesemarke in der optischen Ableseeinrichtung bewirken.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Schablone in ihrer Höhenlinie den Meßfehlern entspricht und von einem Fühlhebel unter gleichbleibendem lruck abgetastet wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zahl der Maßstabintervalle entsprechende Anzahl von regelbaren elektrischen Widerständen angeordnet ist, die entsprechend den Meßfehlern geeicht sind, und daß der an den Viderständen abgegriffene Strom ein elektrisches Steuergerät betätigt, das seinerseits die Berichtigung der Ablesung bewirkt.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit den regelbaren Widerständen, die jeweils auf die Ist-Werte des Intervalls eingestellt sind die gleiche Zahl Soll-Widerstände in einer Brückenschaltung derart zusammengeschaltet sind, daß eine Abweichung zwischen zusammengehörigen Soll-und Ist-Werten an einem Meßinstrument im Querglied der Brücke einen Ausschlag proportional dem Fehler bewirkt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Intervall des Maßstabes entsprechend dem Fehler eine elektrische Kapazität zugeordnet ist, die über einen beim Meßvorgang wandernden Abgriff die Steuerung der Ableseeinrichtung bewirkt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei stromführenden Leisten, zwischen denen Wechselstrom herrscht, eine mit veränderbaren Kondensatoren ausgestattet ist, und daß zwischen den Leisten der Abgriff läuft.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur unterschiedlichen Darstellung der Kapazitäten in der einen stromführenden Leiste verstellbare Schrauben angeordnet sind, die eine unterschiedliche Breite des zwischen den beiden Leisten bestehenden Spaltes, in dem der Abgriff läuft, hervorrufen.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen eine Lichtquelle und eine Photozelle Helligkeit beeinflussende Mittel geschaltet sind, die den Lichtstrom entsprechend dem Meßfehler eines jeden Maßstabintervalls schwächen, und daß der so erzeugte Photostrom die Ablesung steuert.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem lichtdurchlässigen Streifen, der beim Meßvorgang zur Lichtquelle und Photozelle relativ bewegt wird, die Meßfehler als unterschiedliche Grauwerte aufgetragen sind Io.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Lichtstromes ein Spalt verwendet ist, der entsprechend den Meßfehlern bei den einzelnen Intervallen unterschiedlich breit gehalten ist.
  11. II. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtspalt je Intervall durch entsprechend den Meßfehlern einstellbare Glieder, z. B. Schrauben, die erforderliche Breite erhält.
  12. I2. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I l>is 1 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schahlone dem Maßstab proportional vergrößert ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis I2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone kreis- oder spiralförmig aufgerollt ist.
  14. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 8 bis I0, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger der helligkeitsbeeinflussenden Mittel ein Band verwendet ist, das ein Vielfaches der Maßstablänge beträgt und in einer vom Meßgerät gesonderten Abtasteinrichtung aufgerollt untergebracht ist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativversetzung des Maßstabbildes zur Ablesemarke durch eine in den optischen Strahlengang eingeschaltete Mikrometereinrichtung, wie schwenkbare Planparallelplatte, Schiebelinse, Linsenkeil od. dgl., bewirkt wird.
  16. I6. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Steuergerät ein Galvanometer ist.
  17. 17. Vorrichtung nach den Ansprüchen I5 und I6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Drehteil des Galvanometers die Planparallelplatte starr verbunden ist.
    I8. Vorrichtung nach Anspruch I6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Galvanometernadel als Ablesemarke im Okular der Beobachtungseinrichtung dient.
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