NL7908706A - Inrichting voor het draagfrequent aftasten en inter- poleren. - Google Patents
Inrichting voor het draagfrequent aftasten en inter- poleren. Download PDFInfo
- Publication number
- NL7908706A NL7908706A NL7908706A NL7908706A NL7908706A NL 7908706 A NL7908706 A NL 7908706A NL 7908706 A NL7908706 A NL 7908706A NL 7908706 A NL7908706 A NL 7908706A NL 7908706 A NL7908706 A NL 7908706A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- frequency
- sin
- measure
- cos
- phase
- Prior art date
Links
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 26
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 10
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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
- G01D5/26—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—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 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
- G01D5/36—Forming the light into pulses
-
- 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
- G01D5/24404—Interpolation using high frequency signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
- r T Tj/Se/34 Jenoptik
Inrichting voor het draagfrequent aftasten en interpoleren.
De uitvinding betreft een inrichting voor het draagfrequent aftasten en interpoleren van weg- en hoek-informatie voor volgens de methode van doorvallend of opvallend licht werkende foto-elektrische meetsystemen,, in het 5 bijzonder voor meettoestellen en gereedschapsmachines.
.Ter verhoging van het oplossend vermogen bij foto-elektrische weg- en hoekmeetwerkwijzen en -inrichtingen worden bijvoorbeeld interpolatoren toegepast, die op de amplitude aansnijding van de door de foto-elektrische meet-10 kop van de meetsystemen afgegeven primaire signalen berusten. De onderverdeling van de signaalperiode van de primaire signalen wordt ofwel door precisietriggers of door zeer nauwkeurige spanningsdelers met een daaraan aansluitende superpositie van de betreffende funkties uitgevoerd.. Derge-15 lijke interpolatoren brengen met hun toenemende interpola-tiefaktor hogere kosten van de elektronische componenten met zich mee. Verder wordt slechts een interpolatiefaktor met inbegrip van een digitale verviervoudiging van ongeveer 40-80 bereikt. Met een toenemende interpolatiefaktor wordt de 20 schakeltechnische complexiteit van de interpolator groter, en de eisen die gesteld worden aan de primaire signalen van de meetkop met betrekking tot de signaalvorm, amplitude-stabiliteit , fasehoek en gelijkspanningssignaal nemen toe.
Ben fasecyclische, draagfrequente interpolatie 25 werkwijze en een inrichting voor de meetwaardebepaling bij foto-elektrische weg- en hoekmeetsystemen is beschreven in het DD-PS 128.338.
Hierbij worden de quasi sinusvormige signalen aan een eerste verwerkingskanaal voor het bepalen van de 30 nuldoorgangen van het signaal en aan een tweede verwerkingskanaal voor het bepalen van de momentane fasetoestand van het signaal tussen twee nuldoorgangen toegevoerd. De grove informatiewaarden van het .eerste verwerkingskanaal en de fijne informatiewaarden van het tweede verwerkingskanaal 35 worden gemeenschappelijk in een informatieverwerkingstrap verder verwerkt. De voorwaarden voor een modulatie van het 7908706 .4 ' ν' -2- draagsignaal met het betreffende primaire signaal van de meetkop worden dus niet in de meetkop gesteld, maar in een speciale volgschakeling.
Deze inrichting is geschikt voor foto-elektri-5 sche meetsystemen, waarbij bijvoorbeeld dè weg- en hoekfunk-ties bepaald worden door middel van een afbeeldend tussen-optiek voor het vormen van moiréepatronen, en bij alle daarna geschakelde foto-ontvangers een niet-gemoduleerde gemeenschappelijke lichtbron behoort.
10 De uitvinding beoogt de nadelen van de stand van de techniek op te heffen en de technische complexiteit van nauwkeurige foto-elektrische meetsystemen te verminderen.
Het doel van de uitvinding is een inrichting voor ijf draagfrequente aftasting en interpolatie voor meet-15 systemen te verschaffen, waarbij een hoge interpolatiefaktor bereikt moet worden.
Overeenkomstig de uitvinding wordt dit doel bij een inrichting voor het draagfrequent aftasten en inter- ! poleren van weg- en hoekinformatie, bestaande uit een be- 20 lichtingsinrichting, een rastermaatstaf, een foto-elektri- sche tastkop en een daarna geschakelde signaalverwerkings- eenheid daardoor bereikt, dat een van een hoog frequente impulsgenerator afgeleide draagfunktie dè signalen sin6^,t resp. cosGD^t voor het uitsturen van de de rastermaatstaf 25 direkt belichtende belichtingsinrichting omvat, dat achter
een vier over telkens een kwart van de roosterkonstante K
van de rastermaatstaf ten opzichte van elkaar verschoven aftastplaten met streepvelden vier, niet-lineaire U-I-ken- lijnen omvattende foto-ontvangers zijn aangebracht, waar- 30 achter verschil vormende versterkers en selektieve filters voor het vormen van amplitude-gemoduleerde signalen sin CO^t .cosCO t en sin CO t.cos CO t zijn geschakeld, da.t een somma- tieversterker voor het vormen van de somfunktie sin(tD„, + CO )t X s is aangebracht, dat het bepalen van de absoluut fase-even-35 redige weg- en hoekinformatie uit de vergelijking van de gedigitaliseerde somfunktie sin (oO, + tojt met de draagfunktie volgens sinCApt in een digitale fase-verwerkingseenheid t die na de sommeerversterker is aangebracht wordt verkregen 7908706 ( -3- λ en dat een , de faseruimte volgens de gekozen interpolatie faktor voor het bepalen van nauwkeurige waarden uittellende hoogfrequent impulsgenerator met de frequentie f is aangek bracht, waarbij de frequentie van de draagfunktie en 5 t/O de frequentie van de weg- en hoekinformatie is. Daarbij is het gunstig, dat de belichtingsinrichting tenminste twee door een hoogfrequente impulsgenerator afgeleide draag-funkties sin(X?Tt en cos C^t gemoduleerde luminescentie-dioden omvat.
10 Volgens een gunstige uitvoering van de uitvin ding kunnen voor het verkrijgen van vier over 90° in fase verschoven signalen, in plaats van· de streepvelden met een raster met de rasterkonstante K voorziene foto-ontvangers zelf over telkens K /4 verschoven in de tastkop worden aan-15 gebracht, waarbij K de rasterkonstante van de rastermaat-staf 2 is.
Verdere uitvoeringsvormen voor de signaalverwerking tonen de bekende werkwijze («voor het verkrijgen van moiréepatronen.
20 De uitvinding maakt het mogelijk door een hoge interpolatiefaktor (groter dan.100) een hoog oplossend vermogen en daarmee onderverdeling van een grof interval te bereiken. Door het wegvallen van een tussenoptiek tussen de rastermaatstaf en de meetkop en door een kleinere schakel-25 technische complexiteit in de signaalverwerkingseenheid wordt een eenvoudige opbouw en een miniaturisatie van de gehele inrichting bereikt.
Door de toepassing van luminescentiedioden als lichtbron worden mogelijkheden voor de modulatie daarvan 30 gevormd en de thermische belasting van de inrichting verminderd. De inrichting maakt metingen mogelijk b’ij een hoge verplaatsingssnelheid van de rastermaatstaf en daardoor een hoge meetdynamiek.
Uitvoeringsvoorbeeld 35 De uitvinding zal hierna aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden verklaard.
De inrichting voor het draagfrequent aftasten 7908706 -4-.
-0 <r en interpoleren omvat een foto-elektrisch meetsysteem met een groot oplossend·vermogen en bestaat uit een belichtings-inrichting 1, een rastermaatstaf 2 en een foto-elektrische tastkop, waarbij de rastermaatstaf 2 ten opzichte van de 5 belichtingsinrichting 1 en de tastkop kan bewegen. Achter de tastkop is een signaalverwerkingseenheid geschakeld.
De belichtingsinrichting 1 omvat twee lumines-. centiedioden (LED’s) 3 en 4 voor het belichten van de ras termaatstaf 2, die uitgestuurd worden volgens van een hoog 10 frequent generator 5 afgeleide draagfunkties sin U^t en cos CoTt. Hierin zijn C*3T de frequentie van de draagfunktie en s de frequentie van de weg- of hoek in forma tie.
Achter vier , telkens een kwart van de rooster-konstante K van de rastermaatstaf 2 ten opzichte van elkaar 15 verschoven aangebrachte streekvelden van een aftastplaat 6 zijn.vier foto-ontvangers 7,8,9 en 10 aangebracht, waarachter verschil vormende versterkers 11,12' en selektieve fil-ters 13,14 voor het vormen van amplitude gemoduleerde signa.-len sinOO^t.cos 1*51 en sinC^t.cos LOTt zijn geschakeld.
[ 20 Een sommatieversterker 15 dient voor het vormen van de som- funktie sin (+ 05 )t.\ Voor het verkrijgen van de absolu-te fase-evenredige weg- en hoekinformatie uit de vergelijking van de gedigitaliseerde somfunktie sin (05 _+ CP j-t met de draagfunktie sin O^t zijn na de sommatieversterker 15 25 een analoog-digitaal omzetter 16 en een digitale fasebepa-lingseenheid 17 geschakeld.
De werkingswijze van de inrichting wordt hierna beschreven. De vier foto-ontvangers 7,8,9,10 ontvangen telkens achter de vier telkens over K/4 van de rastermaatstaf 30 2 ten opzichte van elkaar verschoven aangebrachte streekvel den van de aftastplaat 6 de elektrische weg- en hoekinformatie. Daarbij, worden de foto-ontvangers 7 en 8 door de lumines-centiediode 3 en de foto-ontvangers 9 en 10 door de lumines-centie-diode 4 belicht. Door de hoogfrequentgenerator 5, waar 35 van de frequentie f overeenkomstig' de gevoeligheid van kanaal 1 wordt gekozen, worden door digitale frequentiedelers 18 en 19 en door identieke filters 20 en 21 de draagfunkties · :: sinü^t en cos 03 Tt gevormd, waarmee de luminescentiediode 3 en 4 worden aangestuurd.
7908706 -5- « m
De foto-ontvangers 7,8,9 en 10 ontvangen wisselende foto-stromen, die door superponering van hoogfrequent licht van de belichtingsinrichting 1 volgens de frequentie f^ en een laag frequent aandeel met de frequentie fg, die 5 uit de beweging van de rastermaatstaf 2 ten opzichte van de aftastplaat 6 resulteert, worden gekenmerkt.
Tussen de streekvelden van de foto-ontvangers 7 en 8 en die van de foto-ontvangers 9 en 10 bestaat een geometrische relatie in de rasterdeling van K/2. Dienover-10 eenkomstig bedraagt deze relatie tussen de foto-ontvangers 7 en 9 en 8 en 10 K/4. Bij deze foto-ontvangers 7,8,9 en 10 ontstaat telkens een niet-lineair gevormde uitgangsfunktie, die samengesteld is uit een gelijkspanningsdeel, een draag-frequent en een laagfrequent deel zowel als de harmonischen 15 daarvan en het produkt sinuo t.coscot resp. sin^D t.cosiOmt. Na een vereffening vande signalen van de foto-ontvangers en het gelijkspanningsdeel daarvan worden door een daaropvolgende verschilvorming van de foto-ontvangerparen 7/8 resp. 9/10 in de operationele versterkers 11 en 12· en een selektieve 20 filtering in de selektieve filters 13 en 14 de amplitude gemodulëerde funkties sin 6C>Tt.cos COgt resp. sin GD t.cos üü^t gewonnen.
Deze beide amplitude gemoduleerde signalen worden aan de sommatieversterker 15 toegevoerd, waarin de som-25 funkties sin (0^,+GO ) t / wordt gevormd.
De tem tOgt is evenredig met de door de rastermaatstaf 2 afgelegde weg. In de analoog/digitaal-omzetter 16 wordt de somfunktie gedigitaliseerd en in de fase bepalingseenheid 17 met de gedigitaliseerde funktie sinG^t 30 vergeleken en in een teller 22 overeenkomstig de gewenste nauwkeurigheid digitaal uitgeteld.
De bepaling van de fijne waarden binnen een in- terpolatieperiode van de rastermaatstaf 2 geschiedt in ka - naai 1 door een digitale fasemeting in absolute zin. Bij 35 elke’momentele waarde van de wegfunktie sin COgt resp.
cos CO t behoort slechts één bepaalde fasewaarde, die onaf-s hankelijk van storingen in de interpolatieperiode reproduceerbaar is. » 79 0 87 0 6 °e met ^rove (interpolatieperiode) ' -6- overeenkomende sin Co t resp. cos CO t worden uit het gesuper— S 3 poneerd frequentiemengsel door filtering resp. demodulatie in de eenheid 23 gewonnen en staan na verwerking en digitalisering in het kanaal 2 ter beschikking voor combinatie 5 met de fijne waarde in de teller 22.
Volgens een verdere;,niet weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding is het mogelijk, in de belichting sinrichting 1 vier gemoduleerde luminescentiedioden aan. te brengen, waarbij telkens twee van deze dioden met de-10 zelfde draagfrequentie sin CO ^t resp. cos Co^t worden gemoduleerd. Verder ia.het mogelijk de foto-ontvangers 7,8,9 en 10 zelf van een raster met de rasterkonstante K te voorzien en over K/4 ten opzichte van elkaar verschoven tegenover de rastermaatstaf 2 aan te brengen voor het verkrijgen 15 van de over 90° in fase verschoven signalen, in de tastkop, waarbij K de rasterkonstante van de rastermaatstaf 2 is.
7908706
Claims (3)
1. Inrichting voor het draagfrequent aftasten en interpoleren van weg- en hoekinformatie, bestaande uit een belichtingsinrichting, een rastermaatstaf en een foto-5 elektrische tastkop, waarbij de rastermaatstaf ten opzichte van de tastkop en de belichtingsinrichting beweegbaar is en achter de foto-elektrische tastkop een signaalverwerkings-eenheid is geschakeld, met het kenmerk, dat een door een hoogfrequent generator (5), voor het vormen van draagfunkties 10 sin CO^t en cos0^,t gestuurde, direkt een rastermaatstaf (2) belichtende belichtingsinrichting (1) is aangebracht, dat. achter een, vier over telkens een kwart van de roosterkon-stante K van de rastermaatstaf (2) ten opzichte van elkaar verschoven streekvelden omvattende aftastplaat (6> vier 15 foto-ontvangers (7,8,9,10) met niet-lineaire U-I-karakteristieken zijn aangebracht, waarna verschil vormende operationele versterkers(11,12 ) en selektieve filters (13,14) voor het vormen van amplitude gemoduleerde signalen sin CO^t.cos Co t en sin .0^ t.cos t zijn geschakeld, dat een sommatie-20 versterker (15) voor het vormen van de somfunktie sin(CAp + CO ) t is aangebracht, dat voor het verkrijgen van absoluut s fase-evenredige weg- en hoekinformatie door vergelijking van de gedigitaliseerde somfunktie sin(COm + CO jt met de draagfunktie sin CO^t een analoog-digitaalomzetter (16) en 25 een digitale fasebepalingseenheid (17) na ·: de sommatie-versterker (16) zijn aangebracht, en dat voor de digitale bepaling van de faseruimte voor het verkrijgen van fijne waarden overeenkomstig de gekozen interpolatiefaktor een hoog frequente impulsgenerator (5) is aangebracht, waarbij 30 CO ^ de frequentie van de draagfunktie, cOsde frequentie van de weg- en hoekinformatie en f de hoogfrequentie van de impulsgenerator zijn.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de belichtingsinrichting (1) tenminste twee door 35 een hoogfrequentgenerator (5) met draagfunkties sinC^t en cos{0Tt gemoduleerde luminescentie-dioden 3,4 omvat.
3. Inrichting volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk, dat voor het verkrijgen van vier over 90° in 7908706 -8- *3 * fase verschoven signalen met een raster van de rasterkon-stante K voorziene foto-ontvangers telkens over K/4 verschoven in de tastkop worden aangebracht, waarbij K de raster-konstante van de rastermaatstaf is. f 7908706 o.a. 7908706 j9 ' -a ' ! Kanall _ ?3 Γ7 I I "—---, ,3 MU I m—IÜL ΓΎί3 # i7 1 m ?l«U>èÜtj PF p I^VLn-Tu- Vj1—t 4. ιΚΓν^ 22 i_^_JÏ__KanalΊ_ J 24 - } U3 1—-1 20 *Γ Γ > 79087 06
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD20942578A DD139897B1 (de) | 1978-11-30 | 1978-11-30 | Einrichtung zur traegerfrequenten abtastung und interpolation |
DD20942578 | 1978-11-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL7908706A true NL7908706A (nl) | 1980-06-03 |
Family
ID=5515573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL7908706A NL7908706A (nl) | 1978-11-30 | 1979-11-30 | Inrichting voor het draagfrequent aftasten en inter- poleren. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD139897B1 (nl) |
DE (1) | DE2940847A1 (nl) |
NL (1) | NL7908706A (nl) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE37091T1 (de) * | 1983-10-03 | 1988-09-15 | Rsf Elektronik Gmbh | Verfahren zum messen von laengen und winkeln auf optoelektronischem wege und messeinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. |
DE3823314A1 (de) * | 1988-07-09 | 1990-01-11 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische positionsmesseinrichtung |
DE10020575A1 (de) * | 2000-04-28 | 2001-10-31 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung |
-
1978
- 1978-11-30 DD DD20942578A patent/DD139897B1/de not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-10-09 DE DE19792940847 patent/DE2940847A1/de not_active Withdrawn
- 1979-11-30 NL NL7908706A patent/NL7908706A/nl not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD139897A1 (de) | 1980-01-23 |
DE2940847A1 (de) | 1980-06-12 |
DD139897B1 (de) | 1981-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4595991A (en) | Position measuring method and apparatus | |
EP0042917B1 (de) | Digitales Längen- oder Winkelmesssystem | |
US5644514A (en) | Interpolation circuit for measuring device | |
US5098190A (en) | Meterology using interferometric measurement technology for measuring scale displacement with three output signals | |
US9810554B2 (en) | Position measuring instrument | |
NL7908706A (nl) | Inrichting voor het draagfrequent aftasten en inter- poleren. | |
US4037161A (en) | Ratio detector | |
US3951548A (en) | Electro-optical fourier vernier device | |
US6285023B1 (en) | Apparatus for generating origin signal of optical linear scale | |
US3755682A (en) | Machine position detection and control devices | |
US4583856A (en) | Resolution system for interferometer | |
JP2004309366A (ja) | 位置検出装置 | |
US4636079A (en) | Optoelectronic method of measuring the extent of a movement and optoelectronic measuring instrument for carrying out the method | |
US4176961A (en) | Methods and apparatus for improving the resolution of measured parameters | |
GB2061523A (en) | Measuring an Incrementally Subdivided Path or Angle Digitally | |
JPH047450B2 (nl) | ||
Davies et al. | A high-resolution measuring system using coarse optical gratings | |
JPH0626817A (ja) | 光学式変位検出装置 | |
JPH0143243B2 (nl) | ||
JPH11271026A (ja) | 光学スケールを用いた寸法測定装置 | |
JP2764722B2 (ja) | エンコーダの読取信号の内挿方法 | |
JP3913026B2 (ja) | リニアスケールの信号処理装置及び方法 | |
SU1065687A1 (ru) | Устройство дл выборки и интерпол ции на несущей частоте | |
JPH0581842B2 (nl) | ||
JPH11101614A (ja) | 光学スケールを用いた寸法測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BV | The patent application has lapsed |