JPH0246087B2 - - Google Patents
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- JPH0246087B2 JPH0246087B2 JP58145812A JP14581283A JPH0246087B2 JP H0246087 B2 JPH0246087 B2 JP H0246087B2 JP 58145812 A JP58145812 A JP 58145812A JP 14581283 A JP14581283 A JP 14581283A JP H0246087 B2 JPH0246087 B2 JP H0246087B2
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 2
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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
- G01D5/244—Mechanical 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
- G01D5/247—Mechanical 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 using time shifts of pulses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は特許請求の範囲第1項の上位概念によ
る長さ又は角度測定装置に関する。
る長さ又は角度測定装置に関する。
(従来の技術)
公知の長さ又は角度測定装置では走査ユニツト
によつて相互に位相のずれた2つのアナログ信号
が発生しそのうちアナログ信号の相互位相の調整
のために1つのアナログ信号が増幅混合段の第1
入力部に入り、その第2入力部に調整電圧が供給
され調整電圧は他のアナログ信号から導き出され
かつ電気的調整部材を介して調整可能である。
によつて相互に位相のずれた2つのアナログ信号
が発生しそのうちアナログ信号の相互位相の調整
のために1つのアナログ信号が増幅混合段の第1
入力部に入り、その第2入力部に調整電圧が供給
され調整電圧は他のアナログ信号から導き出され
かつ電気的調整部材を介して調整可能である。
この構成は必要な電気的要素のためにコスト高
でありかつ故障があり、そのためにこの電気的要
素を含む評価装置の交換の際に交換前の調整値は
失われる。
でありかつ故障があり、そのためにこの電気的要
素を含む評価装置の交換の際に交換前の調整値は
失われる。
更にアナログ走査信号の振幅の調整のための光
電的位置測定装置では走査ユニツトの走査フイー
ルドを通つて入射する光量をねじによつて調整す
ることが公知である。
電的位置測定装置では走査ユニツトの走査フイー
ルドを通つて入射する光量をねじによつて調整す
ることが公知である。
(発明の課題)
本発明はそのような位置測定装置で簡単な手段
によつて評価装置と無関係に予め与えられた位相
角の調整を可能にすることを課題とする。
によつて評価装置と無関係に予め与えられた位相
角の調整を可能にすることを課題とする。
(課題の解決のための手段)
この課題は特許請求の範囲第1項の特徴部によ
つて解決される。
つて解決される。
(発明の効果)
本発明によつて得られる利益は提案された手段
が評価装置の交換の際でも保持されるような位相
角の支障のない調整を可能にすることにある。
が評価装置の交換の際でも保持されるような位相
角の支障のない調整を可能にすることにある。
本発明の有利な他の構成は特許請求の範囲の他
の項から得られる。
の項から得られる。
(実施例)
第1a図、第1b図は測定尺1を備えた公知の
長さ測定装置を示し、測定尺1のインクリメント
目盛2は走査ユニツトによつて走査され、走査ユ
ニツトはランプ3、コンデンサ4、走査板5及び
光電要素6a,6bを有する。走査板5はインク
リメント目盛7a,7bを備えた2つの走査フイ
ールド(走査格子又は検出格子の光透過スリツト
をいう)A,Bを有し、インクリメント目盛は測
定尺1の目盛2と等しい格子定数cになるように
交互に繰り返す透明及び不透明のしまから成り、
目盛7aは目盛7bに対して測定方向Xに(n+
1/4)cだけずらされている。ランプ3から出
る光はコンデンサ4、走査板5の走査フイールド
A,Bの目盛7a,7b、測定尺1の目盛2を通
り、それぞれ走査フイールドA,Bに所属する光
電要素6a,6b上に来る。
長さ測定装置を示し、測定尺1のインクリメント
目盛2は走査ユニツトによつて走査され、走査ユ
ニツトはランプ3、コンデンサ4、走査板5及び
光電要素6a,6bを有する。走査板5はインク
リメント目盛7a,7bを備えた2つの走査フイ
ールド(走査格子又は検出格子の光透過スリツト
をいう)A,Bを有し、インクリメント目盛は測
定尺1の目盛2と等しい格子定数cになるように
交互に繰り返す透明及び不透明のしまから成り、
目盛7aは目盛7bに対して測定方向Xに(n+
1/4)cだけずらされている。ランプ3から出
る光はコンデンサ4、走査板5の走査フイールド
A,Bの目盛7a,7b、測定尺1の目盛2を通
り、それぞれ走査フイールドA,Bに所属する光
電要素6a,6b上に来る。
走査ユニツトと測定尺1との間の測定方向Xに
おける相対運動の際に光は目盛2,7a,7bで
変調され、その結果光電要素6a,6bは2つの
アナログ信号SA,SBを発生し、これらのアナロ
グ信号は測定運動の向きの識別及び格子ピツチの
細分割のために目盛7a,7bを相互にc/4だ
けずらすことによつてアナログ信号SA,SBの間
に位相角φ=90゜を得る。測定尺1の目盛2と走
査板5の目盛7a,7bは相互に僅かな間隔に配
置されており、その間隔は機械的な不完全に基づ
いて幾分の偏差をもたらす。この偏差が両アナロ
グ信号SA,SBの間に位相角φ=90゜に誤差を生じ
させないために、ランプ3はコンデンサ4に対し
て光ができる限りコンデンサ4から平行に出るよ
うに調整される。しかし回避できない加工公差の
ためにアナログ信号SA,SB間の位相角誤差が生
じ得、その誤差は測定装置の電気的運転の際には
じめて認められるので、この誤差は電気的運転に
おける装置の調整によつて補償される。
おける相対運動の際に光は目盛2,7a,7bで
変調され、その結果光電要素6a,6bは2つの
アナログ信号SA,SBを発生し、これらのアナロ
グ信号は測定運動の向きの識別及び格子ピツチの
細分割のために目盛7a,7bを相互にc/4だ
けずらすことによつてアナログ信号SA,SBの間
に位相角φ=90゜を得る。測定尺1の目盛2と走
査板5の目盛7a,7bは相互に僅かな間隔に配
置されており、その間隔は機械的な不完全に基づ
いて幾分の偏差をもたらす。この偏差が両アナロ
グ信号SA,SBの間に位相角φ=90゜に誤差を生じ
させないために、ランプ3はコンデンサ4に対し
て光ができる限りコンデンサ4から平行に出るよ
うに調整される。しかし回避できない加工公差の
ためにアナログ信号SA,SB間の位相角誤差が生
じ得、その誤差は測定装置の電気的運転の際には
じめて認められるので、この誤差は電気的運転に
おける装置の調整によつて補償される。
格子ピッチの正確な細分割のために必要な位相
角φを所定の光の平行性の下で調整するために第
2図によれば走査板5′上に走査フイールドBと
走査フイールドAとが設けられており、走査フイ
ールドAは2つの部分フイールド(走査フイール
ドを分割したものをいう)A1,A2から成る。走
査フイールドBに対して、部分フイールドA1は
部分フイールドA1から得られたアナログ部分信
号SA1が走査フイールドBから得られたアナログ
信号SBに対して位相角(φ+α)だけずらされる
ようにされており(第3a図)、これに対して走
査フイールドBに対して部分フイールドA2は部
分フイールドA2から得られたアナログ部分信号
SA2が走査フイールドBから得られたアナログ信
号SBに対して位相角(φ−α)だけずらされてい
るようにされる。
角φを所定の光の平行性の下で調整するために第
2図によれば走査板5′上に走査フイールドBと
走査フイールドAとが設けられており、走査フイ
ールドAは2つの部分フイールド(走査フイール
ドを分割したものをいう)A1,A2から成る。走
査フイールドBに対して、部分フイールドA1は
部分フイールドA1から得られたアナログ部分信
号SA1が走査フイールドBから得られたアナログ
信号SBに対して位相角(φ+α)だけずらされる
ようにされており(第3a図)、これに対して走
査フイールドBに対して部分フイールドA2は部
分フイールドA2から得られたアナログ部分信号
SA2が走査フイールドBから得られたアナログ信
号SBに対して位相角(φ−α)だけずらされてい
るようにされる。
走査フイールドBには光電要素PBが、そして
部分フイールドA1,A2には周期的アナログ信号
SA,SBを得るための共通の光電要素PAが付設さ
れている(第2図、第3a図〜第3c図)。アナ
ログ信号SAは部分フイールドA1,A2によつて得
られるアナログ信号SA1,SA2から合成される。前
記のようにアナログ信号SBに対してアナログ部分
信号SA1は位相角(φ+α)だけ(第3a図)、そ
してアナログ部分信号SA2は位相角(φ−α)だ
けずらされている。
部分フイールドA1,A2には周期的アナログ信号
SA,SBを得るための共通の光電要素PAが付設さ
れている(第2図、第3a図〜第3c図)。アナ
ログ信号SAは部分フイールドA1,A2によつて得
られるアナログ信号SA1,SA2から合成される。前
記のようにアナログ信号SBに対してアナログ部分
信号SA1は位相角(φ+α)だけ(第3a図)、そ
してアナログ部分信号SA2は位相角(φ−α)だ
けずらされている。
第2図によれば部分フイールドA1,A2を透過
する光量を変えることにより、従つて光電要素上
で発生されるアナログ信号の振幅を変えることに
よつて走査板5′における必要な位相角の調整の
ために部分フイールドA1,A2に光量の調整のた
めのねじTA1,TA2が設けられている。ねじのね
じ込みによつて透過光量が減少されることは周知
であり、またアナログ部分信号の振幅の変化によ
つてベクトル和の位相が変わることは以下に述べ
る第3a図〜第3c図の記載から明らかにされ
る。アナログ信号SA2の振幅の減少によつて部分
信号SA2′が得られ、部分信号SA2′と部分信号SA1
とのベクトル和が求められ、これはアナログ信号
SBに対して位相角φ′だけずらされているアナログ
信号SA′を生ずる(第3b図)。アナログ部分信
号SA1の振幅の減少によつて部分信号SA1″が得ら
れ、部分信号SA1″は部分信号SA2と共にアナログ
信号SBに対して位相角φ″だけずらされたアナロ
グ信号SA″を生ずる(第3c図)。走査フイール
ドBのためのねじTBによつてアナログ信号SBの
振幅が調整される。
する光量を変えることにより、従つて光電要素上
で発生されるアナログ信号の振幅を変えることに
よつて走査板5′における必要な位相角の調整の
ために部分フイールドA1,A2に光量の調整のた
めのねじTA1,TA2が設けられている。ねじのね
じ込みによつて透過光量が減少されることは周知
であり、またアナログ部分信号の振幅の変化によ
つてベクトル和の位相が変わることは以下に述べ
る第3a図〜第3c図の記載から明らかにされ
る。アナログ信号SA2の振幅の減少によつて部分
信号SA2′が得られ、部分信号SA2′と部分信号SA1
とのベクトル和が求められ、これはアナログ信号
SBに対して位相角φ′だけずらされているアナログ
信号SA′を生ずる(第3b図)。アナログ部分信
号SA1の振幅の減少によつて部分信号SA1″が得ら
れ、部分信号SA1″は部分信号SA2と共にアナログ
信号SBに対して位相角φ″だけずらされたアナロ
グ信号SA″を生ずる(第3c図)。走査フイール
ドBのためのねじTBによつてアナログ信号SBの
振幅が調整される。
走査信号A1,A2に対して1つの光電要素PAだ
け設けられればよいことは有利である。図示しな
い方法で部分フイールドA1,A2に別々の光電要
素を付設されることができ、それらのアナログ信
号は合成される。両部分信号の合成によつて、 SA1=SA10+SA11・Sin(ωt+α)(第7図)、 SA2=SA20+SA21・Sin(ωt−α)から 合成アナログ信号SAが生じ、合成アナログ信
号は最も簡単な場合 SA10=S20=SA0/2、SA11=SA21=SA3/2、SA
=SA0+SA3/2(Sinωt・Cosα+Cosωt・Sinα+
Sinωt・Cosα−Cosωt・Sinα)、 SA=SA0+SA3・Sinωt・Cosαとなる。
け設けられればよいことは有利である。図示しな
い方法で部分フイールドA1,A2に別々の光電要
素を付設されることができ、それらのアナログ信
号は合成される。両部分信号の合成によつて、 SA1=SA10+SA11・Sin(ωt+α)(第7図)、 SA2=SA20+SA21・Sin(ωt−α)から 合成アナログ信号SAが生じ、合成アナログ信
号は最も簡単な場合 SA10=S20=SA0/2、SA11=SA21=SA3/2、SA
=SA0+SA3/2(Sinωt・Cosα+Cosωt・Sinα+
Sinωt・Cosα−Cosωt・Sinα)、 SA=SA0+SA3・Sinωt・Cosαとなる。
合成アナログ信号SAのコントラストKは、K
=SA1Cosα/SA0(=変調/平行光)であつて、
Cosαに従つて減少する。実際上α=15゜でありそ
の結果コントラストKは最大1−Cos15゜=3.4%
しか減少しない。
=SA1Cosα/SA0(=変調/平行光)であつて、
Cosαに従つて減少する。実際上α=15゜でありそ
の結果コントラストKは最大1−Cos15゜=3.4%
しか減少しない。
第4図には4個の走査フイールドA,B,C,
Dを備えた走査板5″が示されており、走査フイ
ールドはそれによつて測定方向にc/4だけずら
されている。走査フイールドAは2つの部分フイ
ールドA1,A2から成り、走査フイールドBは2
つの部分フイールドB1,B2から成る。走査フイ
ールドDに対して、部分フイールドA1は、部分
フイールドA1から得られたアナログ部分信号SA1
は走査フイールドDから得られたアナログ信号SD
に対して位相角(φ+α)だけずらされ、これに
対して走査フイールドDに対して部分フイールド
A2は、部分フイールドA2から得られたアナログ
部分信号SA2が走査フイールドDから得られたア
ナログ信号SDに対して位相角(φ−α)だけずら
されているようされる(第5図)。走査フイール
ドCに対して部分フイールドB1は部分フイール
ドB1から得られたアナログ部分信号SB1が走査フ
イールドCから得られたアナログ信号Scに対して
位相角(φ+α)だけずらされるようにされる。
これに対して部分フイールドB1は走査フイール
ドCに対して部分フイールドB2から得られたア
ナログ部分信号SB2が走査フイールドCから得ら
れたアナログ部分信号SCに対して位相角(φ+
α)だけずらされるようにされる(第5図)。
Dを備えた走査板5″が示されており、走査フイ
ールドはそれによつて測定方向にc/4だけずら
されている。走査フイールドAは2つの部分フイ
ールドA1,A2から成り、走査フイールドBは2
つの部分フイールドB1,B2から成る。走査フイ
ールドDに対して、部分フイールドA1は、部分
フイールドA1から得られたアナログ部分信号SA1
は走査フイールドDから得られたアナログ信号SD
に対して位相角(φ+α)だけずらされ、これに
対して走査フイールドDに対して部分フイールド
A2は、部分フイールドA2から得られたアナログ
部分信号SA2が走査フイールドDから得られたア
ナログ信号SDに対して位相角(φ−α)だけずら
されているようされる(第5図)。走査フイール
ドCに対して部分フイールドB1は部分フイール
ドB1から得られたアナログ部分信号SB1が走査フ
イールドCから得られたアナログ信号Scに対して
位相角(φ+α)だけずらされるようにされる。
これに対して部分フイールドB1は走査フイール
ドCに対して部分フイールドB2から得られたア
ナログ部分信号SB2が走査フイールドCから得ら
れたアナログ部分信号SCに対して位相角(φ+
α)だけずらされるようにされる(第5図)。
部分フイールドA1,A2には共通して光電要素
PAが部分フイールドB1,B2には共通して光電要
素PBが、走査フイールドCには光電要素PCがそ
して走査フイールドDには光電要素PDが周期的
にアナログ信号SA,SB,SC,SDの取得のために
付設されている。アナログ信号SAはアナログ部
分信号SA1,SA1から合成され、そしてアナログ部
分信号SBはアナログ信号SB1,SB2から合成され
る。
PAが部分フイールドB1,B2には共通して光電要
素PBが、走査フイールドCには光電要素PCがそ
して走査フイールドDには光電要素PDが周期的
にアナログ信号SA,SB,SC,SDの取得のために
付設されている。アナログ信号SAはアナログ部
分信号SA1,SA1から合成され、そしてアナログ部
分信号SBはアナログ信号SB1,SB2から合成され
る。
第4図によれば部分フイールドA1,A2,B1,
B2を透過する光量を変えることにより、従つて
この光量の変化によつて生じるアナログ部分信号
の振幅の変化によつて走査板5″における必要な
位相角φの調整のために、同時に部分フイールド
A1,A2,B1,B2を通る光量の調節のためのねじ
TA1,TA2,TB1TB2が設けられている。ねじをね
じ込む程透過光量が絞られることは周知のことで
ある。ねじTC,TDによつてアナログ信号SC,SD
の振幅が調整される。増幅器V1,V2の出力にア
ナログ信号S1,S2が生じ、そのゼロ点(対称)及
び反対位相はねじTA1,TA2,TB1,TB2,TC,TD
の回動によつて調整されることができ、その結果
位相は信号ピツチの正確な細分に好適である。
B2を透過する光量を変えることにより、従つて
この光量の変化によつて生じるアナログ部分信号
の振幅の変化によつて走査板5″における必要な
位相角φの調整のために、同時に部分フイールド
A1,A2,B1,B2を通る光量の調節のためのねじ
TA1,TA2,TB1TB2が設けられている。ねじをね
じ込む程透過光量が絞られることは周知のことで
ある。ねじTC,TDによつてアナログ信号SC,SD
の振幅が調整される。増幅器V1,V2の出力にア
ナログ信号S1,S2が生じ、そのゼロ点(対称)及
び反対位相はねじTA1,TA2,TB1,TB2,TC,TD
の回動によつて調整されることができ、その結果
位相は信号ピツチの正確な細分に好適である。
部分信号SA1,SA2はアナログ信号SBに対して位
相角(φ+α1)、(φ−α2)だけずらされることも
できる。
相角(φ+α1)、(φ−α2)だけずらされることも
できる。
部分フイールド及び走査フイールドの部分的遮
断は図示しない方法で、絞りによつても行われる
ことができる。
断は図示しない方法で、絞りによつても行われる
ことができる。
第1a図、第1b図は公知の長さ測定装置の図
式図、第2図は本発明による特徴を備えた走査
板、第3a図、第3b図、第3c図は走査ユニツ
トのアナログ信号のベクトル図、第4図は本発明
の特徴を備えた他の走査板、第5図は走査ユニツ
トのアナログ信号の他のベクトル図、第6図は光
電要素の回路図、そして第7図はアナログ信号波
形を示すグラフである。 図中符号、A,B……走査フイールド、A1,
A2,B1,B2……部分フイールド、SA,SB……ア
ナログ信号、SA1,SB1,SA2,SB2……アナログ部
分信号、α1……角、α2……角、φ……位相角。
式図、第2図は本発明による特徴を備えた走査
板、第3a図、第3b図、第3c図は走査ユニツ
トのアナログ信号のベクトル図、第4図は本発明
の特徴を備えた他の走査板、第5図は走査ユニツ
トのアナログ信号の他のベクトル図、第6図は光
電要素の回路図、そして第7図はアナログ信号波
形を示すグラフである。 図中符号、A,B……走査フイールド、A1,
A2,B1,B2……部分フイールド、SA,SB……ア
ナログ信号、SA1,SB1,SA2,SB2……アナログ部
分信号、α1……角、α2……角、φ……位相角。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 相互に移動可能な2つの対象物に取付けられ
た測定目盛とこの測定目盛を走査する光学的走査
ユニツトとを備えた長さ又は角度測定装置にし
て、光学的走査ユニツトは相互に位相のずれたア
ナログ信号を得るための相互にずらされた複数の
走査フイールドを有し、そのアナログ信号が評価
装置に供給される長さ又は角度測定装置におい
て、 複数の走査フイールドA,Bの少なくとも1つ
が少なくとも2つの部分フイールドA1,A2,
B1,B2から成り、第1の部分フイールドA1,B1
から得られたアナログ部分信号SA1,SB1が予め設
定された位相角φに対して正の角度+α1だけそし
て第2の部分フイールドA2,B2から得られたア
ナログ部分信号SA2,SB2が予め設定された位相角
φに対して負の角度−α2だけ位相がずれるよう
に、部分フイールドA1,A2,B1,B2が相互にず
らされて配列されており、部分フイールドA1,
A2,B1,B2は位相角φの調整のためにその光透
過スリツトを部分的に遮蔽するための遮蔽手段を
備え、そして走査フイールドA,Bに属するアナ
ログ信号SA,SBを得るために、部分フイールド
A1,A2,B1,B2に光電変換手段が付設されてお
りかつ光電変換手段で得られたアナログ部分信号
SA1,SB1,SA2,SB2から前記アナログ信号SA,SB
を合成するための合成手段が前記光電変換手段に
付設されていることを特徴とする長さ又は角度測
定装置。 2 部分フイールドA1,A2,B1,B2の部分的遮
蔽のための遮蔽手段がねじTA1,TA2,TB1,TB2
である、特許請求の範囲第1項記載の長さ又は角
度測定装置。 3 部分フイールドの部分的遮蔽のための遮蔽手
段が絞りである、特許請求の範囲第1項記載の長
さ又は角度測定装置。 4 複数の走査フイールドA,Bの部分フイール
ドA1,A2,B1,B2にそれぞれ共通に光電変換手
段及び合成手段としての光電要素PA,PBが付設
されている、特許請求の範囲第1項記載の長さ又
は角度測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3229846.3 | 1982-08-11 | ||
DE3229846A DE3229846C2 (de) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5948603A JPS5948603A (ja) | 1984-03-19 |
JPH0246087B2 true JPH0246087B2 (ja) | 1990-10-12 |
Family
ID=6170585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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