DE1266001B - Device for increasing the measuring accuracy in optical-electrical measuring devices - Google Patents
Device for increasing the measuring accuracy in optical-electrical measuring devicesInfo
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Deutsche Kl.: 42 d-1/15 German class: 42 d- 1/15
C34150IXb/42d
20. Oktober 1964
11. April 1968 C34150IXb / 42d
October 20 , 1964
April 11, 1968
Es sind optisch-elektrische Meßeinrichtungen zum Ermitteln von Größe und Richtung eines relativen Bewegungsweges zweier zueinander beweglicher Bauteile bekannt, wobei das eine Bauteil mit einem optischen Strichmaßstab und das andere mit einer optischen Abtastvorrichtung verbunden ist. Bei den bekannten Meßeinrichtungen dieser Art umfaßt der Strichmaßstab parallele, lichtundurchlässige Striche je gleicher Breite, die voneinander durch gleich breite, lichtdurchlässige Fensterstreifen getrennt sind. Die Abtastvorrichtung umfaßt eine Durchleuchtungsvorrichtung, einen Ausschnitt eines Strichmaßstabes und eine Gruppe von mehreren Fotozellen. Der Strichmaßstabausschnitt der Abtastvorrichtung unterscheidet sich bezüglich der Strichteilung und/oder der örtlichen Orientierung der Striche geringfügig vom beweglichen Strichmaßstab. Bei der Durchleuchtung der sich überdeckenden Strichmaßstababschnitte entsteht ein Hell-Dunkel-Streifen-Moireebild, welches bei der Bewegung des Strichmaßstabes wandert und damit in jeder Fotozelle einen Fotozellenstrom entstehen läßt, dessen Stärke annähernd sinusförmig schwankt. Während sich der Strichmaßstab relativ zur Abtastvorrichtung um eine volle Strichmaßstabeinheit E, d.h. um eine volle Strichbreite und eine volle Fensterbreite, verschiebt, schwankt der Fotozellenstrom jeder Fotozelle um eine volle Sinusperiode. Die Abstände der Fotozellen sind dabei so gewählt, daß die Phasendifferenzen der Fotozellenströme benachbarter Fotozellen einander gleich sind. Es sind Meßvorrichtungen dieser Art mit drei und auch solche mit vier Fotozellen bekannt,There are known optical-electrical measuring devices for determining the size and direction of a relative movement path of two mutually movable components, one component being connected to an optical line scale and the other being connected to an optical scanning device. In the known measuring devices of this type, the line scale comprises parallel, opaque lines each of the same width, which are separated from one another by transparent window strips of the same width. The scanning device comprises a transillumination device, a section of a line scale and a group of several photocells. The line scale section of the scanning device differs slightly from the movable line scale with regard to the line division and / or the local orientation of the lines. When scanning the overlapping line scale sections, a light-dark-stripe-moiré image is created, which moves with the movement of the line scale and thus creates a photocell current in each photocell, the strength of which fluctuates approximately sinusoidally. While the line scale shifts relative to the scanning device by a full line scale unit E, ie by a full line width and a full window width, the photocell current of each photocell fluctuates by a full sine period. The distances between the photocells are chosen so that the phase differences of the photocell currents of neighboring photocells are equal to each other. There are measuring devices of this type with three and also those with four photocells known,
so daß also Fotostromsysteme mit 90° = -j- undso that photocurrent systems with 90 ° = -j- and
solche mit 120° = y Phasendifferenz entstehen. Es ist auch bekannt, aus nach der erläuterten Art gewonnenen Systemen von schwankenden Fotozellenströmen Drehstromsysteme oder Drehspannungssysteme mit je vier bzw. drei reinen Wechselströmen oder Wechselspannungen gleicher Amplituden zu erzeugen, die je gegeneinander gleiche Phasendifferenzen von 90 bzw. 120° haben. Dies geschieht mit Hilfe von Differenzschaltungen, die je eine der Zahl der Fotozellen entsprechende Zahl von Eingängen und Ausgängen aufweisen und dazu bestimmt sind, die gemeinsamen Anteile der Fotozellenströme zu unterdrücken .und die differentiellen Anteile zu verstärken. Bei Verschiebungen des Strichgittermaßstabes in der einen Richtung folgen sich dabei die an den Ausgängen der Differenzschaltung erzeugten Wechselströme bzw. Wechselspannungen in einer bestimmten Reihenfolge Vorrichtung zur Erhöhung der Meßgenauigkeit bei optisch-elektrischen Meßeinrichtungenthose with 120 ° = y phase difference arise. It is also known from systems of fluctuating photocell currents obtained in the manner explained Three-phase systems or three-phase voltage systems, each with four or three pure alternating currents or alternating voltages generate equal amplitudes, each of which has equal phase differences of 90 resp. Have 120 °. This is done with the help of differential circuits, each one of the number of photo cells have a corresponding number of inputs and outputs and are intended to be the common To suppress components of the photocell currents and to amplify the differential components. When there are shifts of the grating scale in one direction are followed by those at the outputs the differential circuit generated alternating currents or alternating voltages in a specific sequence Device for increasing the measuring accuracy in optical-electrical measuring devices
Anmelder:Applicant:
Contraves A. G., Zürich (Schweiz)Contraves A. G., Zurich (Switzerland)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. E. RathmannDipl.-Ing. E. Rathmann
und Dipl.-Ing. R. Mertens, Patentanwälte,
6000 Frankfurt, Neue Mainzer Str. 40-42and Dipl.-Ing. R. Mertens, patent attorneys,
6000 Frankfurt, Neue Mainzer Str. 40-42
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Elektro-Ing. Dr. Theo Stutz,
Zollikerberg (Schweiz)Named as inventor:
Dipl.-Elektro-Ing. Dr. Theo Stutz,
Zollikerberg (Switzerland)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Schweiz vom 4. Dezember 1963 (14 895),
vom 22. September 1964 (12 285)Switzerland of December 4, 1963 (14 895),
dated September 22, 1964 (12 285)
und bei Umkehrung der Bewegungsrichtung des Strichgittermaßstabes in der umgekehrten Reihenfolge. Bei bekannten Meßvorrichtungen zur Messung von Winkelverschiebungen zwischen relativ zueinander verdrehbaren Bauteilen wird z. B. eine runde Glasscheibe verwendet, die am Umfang einen regelmäßig geteilten Strichgitterring mit 50000 Strichen aufweist, so daß die den Fotozellenströmen der Fotozellen überlagerten Wechselströme pro 26 Bogensekunden eine volle Sinusschwankung ausführen.and when reversing the direction of movement of the grating scale in the reverse order. In known measuring devices for measuring angular displacements between relative to one another rotatable components is z. B. used a round pane of glass, which is a regular on the circumference split grid ring with 50,000 lines, so that the photocell currents of the Alternating currents superimposed on photocells execute a full sine fluctuation per 26 arc seconds.
Die Strichgitterperiode E wäre bei einem gestreckten Strichmaßstab gleicher Feinheit der Teilung 13,2 μ. Wesentlich feinere Unterteilungen von Strichmaßstäben bzw. Strichgitterringen sind nur mit sehr großem Mehraufwand realisierbar.The line grating period E would be 13.2 μ with an extended line scale of the same fineness of the graduation. Much finer subdivisions of line scales or line grating rings can only be implemented with a great deal of extra effort.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erhöhung der Meßgenauigkeit bei optisch-elektrischen Meßeinrichtungen zum Ermitteln der Größe und Richtung zweier zueinander beweglicher Bauteile, von denen das eine mit einem optischen Strichmaßstab und das andere mit einer optischen Abtasteinrichtung verbunden ist und worin an die mehrere Fotozellen aufweisende, optische Abtasteinrichtung eine Differenzschaltung mit einer der Anzahl der Fotozellen entsprechenden Anzahl von Eingängen und Ausgängen angeschlossen ist.The present invention relates to a device for increasing the measurement accuracy optical-electrical measuring devices for determining the size and direction of two to one another movable components, one with an optical line scale and the other with a optical scanning device is connected and wherein to the multiple photocells having optical Scanning device is a differential circuit with a number corresponding to the number of photocells of inputs and outputs is connected.
Das Ziel der Erfindung liegt darin, aus dem in bekannter Weise am Ausgang der DifferenzschaltungThe aim of the invention is to get out of the known manner at the output of the differential circuit
809 538.221809 538.221
geeigneter Vorwärts- und Rückwärtszählwerke die ermittelten Inkrementwerte vorzeichengerecht addieren, gegebenenfalls unter vorangehender Umwandlung in ein System mit zwei Binärsignalen mit Hilfe einer geeigneten logischen Zwischenschaltung.suitable up and down counters add the determined increment values with the correct sign, possibly with previous conversion into a system with two binary signals with the help a suitable logical interconnection.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erhöhung der Meßgenauigkeit von optisch-elektrischen Meßeinrichtungen schematisch dargestellt.In the drawing is an embodiment of a device according to the invention for increasing the Measurement accuracy of optical-electrical measuring devices shown schematically.
Die Stufe M zeigt in vereinfachter Darstellungsweise eine bekannte optisch-elektrische Meßvorrichtung, bestehend aus einem in Richtung des Pfeiles X verschiebbaren Strichmaßstab 1 und aus einer feststehenden optisch-elektrischen Abtasteinrichtung be-The stage M shows in a simplified representation a known opto-electrical measuring device, consisting of a scale 1 that can be moved in the direction of the arrow X and a fixed opto-electrical scanning device.
erzeugbaren drei- oder vierphasigen Wechselstromoder Wechselspannungssystem von Analoggrößen ein System von z. B. 5 oder 10 Binärsignalen abzuleiten, welches die Möglichkeit schafft, pro Einheitsperiode E jeder Wechselstrom- bzw. Wechselspannungskomponente an den Ausgängen der Differenzschaltung statt nur drei oder vier Zwischenwerte deren zehn oder zwanzig apparativ eindeutig unterscheidbar zu machen. An sich wäre es möglich, ein drei- oder vierphasiges System von Wechselströmen oder Wechselspannungen direkt in ein drei- oder vierphasiges Binärsignalsystem umzuwandeln, um darin sechs oder acht Zwischenwerte apparativ unterscheidbar zu machen. Die Erfindung strebt aberthree- or four-phase alternating current or alternating voltage system of analog quantities that can be generated, a system of e.g. B. derive 5 or 10 binary signals, which creates the possibility of each AC or AC voltage component per unit period E at the outputs of the differential circuit instead of just three or four intermediate values, the ten or twenty of which are clearly distinguishable in terms of apparatus. As such, it would be possible to convert a three- or four-phase system of alternating currents or alternating voltages directly into a three- or four-phase binary signal system in order to make it possible to distinguish six or eight intermediate values in this apparatus. But the invention strives
eine feinere Unterteilung der Ableseperioden an, 15 kannter Art. Letztere umfaßt einen Abschnitt 2 eines ohne die Zahl der Fotozellen entsprechend vergrößern weiteren Strichmaßstabes, dessen Teilung entweder zu müssen. geringfügig verschieden ist von derjenigen des Strich-a finer subdivision of the reading periods to 15 known type. The latter comprises a section 2 of a without the number of photocells, increase the line scale accordingly, either its division to have to. is slightly different from that of the line
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß von den maßstabes 1 oder dessen Striche etwas schräg zu Ausgängen der Differenzschaltung zu einer vor- denjenigen des Strichmaßstabes 1 orientiert sind. Zur bestimmten Anzahl von Polaritätsdiskriminatoren, 20 Beleuchtung der übereinanderliegenden Strichmaldie eine gewünschte, zur Unterteilung des Meßsignals stäbe 1 und 2 dient eine Beleuchtungsvorrichtung mit geeignete Anzahl von Binärsignalen mit gleichen einer Lampe 30 und einer Kondensorlinse 31. Ia gegenseitigen Phasenverschiebungen erzeugen, Wider- praktisch allen Fällen wird .man die Beleuehtungsstände in der Weise geschaltet sind, daß jeweils zwi- einrichtung unter statt über den beiden Strichmaß* sehen zwei Ausgängen der Differenzschaltung zur 25 stäben 1, 2 anordnen, um diese zu durchleuchten. In Bildung einer linearen Kombination von zwei Aus- beiden Fällen entsteht ein Moireebild mit Hellgangsgrößen der Differenzschaltung zwei in Reihe Dunkel-Streifen, die wandern, wenn der Strichmaßgeschaltete Widerstände liegen, die mit ihrem ge- stab 1 in Richtung des Pfeiles X verschoben wird. Zur meinsamen Verbindungspunkt am Eingang des be- Umwandlung der daraus resultierenden örtlichen treffenden, zugeordneten Polaritätsdiskriminators an- 30 Helligkeitsschwankungen dienen nach der Zeichnung geschlossen sind und daß dabei an jedem Polaritäts- drei Fotozellen 41,42,43, die in gleichen zum Moireediskriminator eine Wechselspannungsgröße der FormAccording to the invention it is provided that the scale 1 or its lines are oriented somewhat obliquely to the outputs of the differential circuit to a preceding one of the line scale 1. For a certain number of polarity discriminators, 20 illumination of the superimposed line marks a desired, to subdivide the measuring signal rods 1 and 2 is used a lighting device with a suitable number of binary signals with the same a lamp 30 and a condenser lens 31. Ia generate mutual phase shifts, contrary to practically all cases The lighting stands are switched in such a way that two outputs of the differential circuit for 25 bars 1, 2 are arranged between each device below instead of above the two line dimensions, in order to illuminate them. In the formation of a linear combination of two of the two cases, a moiré image is created with light output values of the differential circuit of two dark stripes in a row, which move when the line-dimensioned resistors are located, which is shifted in the direction of the arrow X with their bar 1. For the common connection point at the input of the conversion of the resulting local matching, assigned polarity discriminator, fluctuations in brightness are used according to the drawing and that three photocells 41, 42, 43, which are equal to the moiré discriminator, have an alternating voltage value of the shape
0 = P1- Ubl + P2-U1 0 = P 1 - U bl + P 2 -U 1
6262
bild passenden Abständen so angeordnet sind, daß die Wechselstromanteile der erzeugten Fotozellenströme bzw. -spannungen υΛ, U112, U03 zueinander um gleiche Phasenwinkel von je 120° bzw. um ein Drittel von Strichmaßstabperioden E phasenverschoben sind. Diese drei Fotozellenströme bzw. -spannungen L·?^, Ua2, Ua3 werden an die drei Eingänge einer Differenzschaltung D Kder Stufe JV angelegt, welche in bekannterspacing matching the picture are arranged so that the alternating current components of the generated photocell currents or voltages υ Λ , U 112 , U 03 are phase-shifted to one another by the same phase angle of 120 ° or by a third of line-scale periods E. These three photocell currents or voltages L ·? ^, U a2 , U a3 are applied to the three inputs of a differential circuit D K of the stage JV, which in known
(P1, P2 = Koeffizienten) mit vorbestimmter Phasenlage zwischen den Phasen der beiden Komponenten (Ubl, Ub2) auftritt.(P 1 , P 2 = coefficients) occurs with a predetermined phase position between the phases of the two components (U bl , U b2 ) .
Die Erfindung nutzt dabei in der Stufe der Erzeugung von Wechselspannungsgrößen mit wählbaren 40 Weise dazu bestimmt und ausgebildet ist, die gemein-Phasenlagen
zwischen zwei verfügbaren Wechsel- samen Gleichstromanteile der Fotozellenströme zu
Spannungsgrößen mit gleichen Amplituden durch unterdrücken und die differentiellen Wechselstrom-Addition
wählbarer Anteile dieser verfügbaren Wech- komponenten zu verstärken, derart, daß ein reines,
selspannungsgrößen ein Prinzip aus, das an sich dreiphasiges Drehspannungssystem mit drei Wechselbekannt ist. Ebenso ist es an sich bekannt, mit Polari- 45 Spannungssignalen t/M, IZ62* Ub3 mit gleichen Amplitätsdiskriminatoren,
z. B. mit bekannten Schmitt- tuden entsteht, deren gegenseitige Phasenverschie-Triggern,
Wechselspannungsgrößen in Binärsignale , . 1Ληο, E , . ... A .- j ■ u ■
umzuformen, deren Polaritäten in den Momenten bunS Je 12° bzw· T *****&■ Aus diesem dreiphasigen
der Nulldurchgänge der den Polaritätsdiskriminatoren Wechselspannungssystem wird nun durch Scottsdie
zugeführten Wechselspannungsgrößen wechseln. Hin- 50 Schaltungen in der Stufe 0 ein System von fünf
gegen ist eine gemäß der Erfindungskennzeichnung Wechselspannungen Ua, Uc2, Uc3, U^, Uc5 gleicher
vorgeschlagene Umwandlung der bei optisch-elek- Amplituden und vorbestimmter, gegenseitiger Phatrischen
Meßeinrichtungen bekannten, erläuterten senverschiebungen abgeleitet. Zu diesem Zweck sind
Systeme von mehrphasigen Wechselstrommeßsignalen je zwischen zwei Ausgängen der Differenzschaltung
an den Ausgängen der Differenzschaltung in ein 55 D V zwei in Reihe geschaltete Widerstände geschaltet,
System mit einer Mehrzahl von Binärsignalen nicht an deren gemeinsamen Verbindungspunkt je eine
bekannt. Es wird dadurch der große Vorteil erreicht, Spannung Uc entsteht, deren Phasenlage von den
daß im erzeugten System von Binärsignalen eine Widerstandswerten und den Phasenlagen der Wechselder
doppelten Anzahl von Binärsignalen entsprechende spannungen Ub an den beiden betreffenden Ausgängen
Anzahl von Zwischenwerten einer Strichmaßstab- 60 der Differenzschaltung D V abhängen, an welchen die
teilung E in einfacher Weise apparativ sicher unter- betreffenden Widerstände angeschlossen sind,
scheidbar werden, ohne daß Schwankungen der
Beleuchtungsstärke, örtliche Verunreinigungen des
Strichmaßstabes und die Alterung der Fotozellen
oder anderer Schaltungsbauelemente die Genauigkeit 65
der Periodenunterteilung beeinträchtigen. 6 E The invention uses in the generation of alternating voltage variables with a selectable 40 way is intended and designed to suppress the common phase positions between two available alternating direct current components of the photocell currents to voltage variables with the same amplitudes and the differential alternating current addition of selectable components of these to amplify the available alternating components in such a way that a pure, self-voltage variable is based on a principle that is known as a three-phase three-phase voltage system with three alternations. It is also known per se to use polar 45 voltage signals t / M , IZ 62 * U b3 with the same amplitude discriminators, e.g. B. with known Schmitt- tuden arises whose mutual phase shift triggers, alternating voltage values in binary signals,. 1Ληο , E,. ... A .- j ■ u ■
to transform whose polarities in the moments bun SJ e 12 ° or · T ***** & ■ From this three-phase zero crossings of the polarity discriminators AC voltage system will now change by Scotts the AC voltage quantities supplied. Outward 50 circuits in stage 0 a system of five against is a proposed conversion of the same proposed conversion of the known optical-electrical amplitudes and predetermined, mutual phatrical measuring devices according to the invention designation alternating voltages U a , U c2 , U c3 , U ^, U c5 , explained senverschiebungen derived. For this purpose, systems of multiphase alternating current measurement signals are connected between two outputs of the differential circuit at the outputs of the differential circuit in a 55 DV two series-connected resistors; systems with a plurality of binary signals are not known at their common connection point. Thereby the great advantage is achieved, voltage U c arises, the phase position of which depends on the voltage U b corresponding to the voltage U b in the generated system of binary signals a resistance value and the phase position of the alternation of double the number of binary signals at the two relevant outputs number of intermediate values of a line scale 60 depend on the differential circuit DV , to which the division E is connected in a simple manner in terms of apparatus, safely under the relevant resistors,
divisible without fluctuations in the
Illuminance, local contamination of the
Line scale and the aging of the photocells
or other circuit components the accuracy 6 5
the breakdown of periods. 6 E.
Aus dem erfindungsgemäß erzeugten System von mehreren Binärsignalen lassen sich durch VerwendungFrom the system of several binary signals generated according to the invention, it is possible to use
Die in Stufe 0 eingetragenen Widerstandswerte sichern die Bildung von WechselstromkomponentenThe resistance values entered in level 0 ensure the formation of alternating current components
Uc mit den Phasenlagen 0,^ = 108°, ^ = 144°, -J-Q- — ^..u , -jQ- = 252°, vorausgesetzt, daß die U c with the phase positions 0, ^ = 108 °, ^ = 144 °, -JQ- - ^ .. u , -jQ- = 252 °, provided that the
Phasenlagen der verwendeten WechselspannungenPhases of the alternating voltages used
U* + Ub3 die Werte 0, f = 120°, ~ = 240°, haben und die Eingangswiderstände der nachgeschalteten Schmitt-Trigger, auf welchen die Verbindungspunkte der Widerstände der Scottschen Schaltung liegen, in ihren Widerstandswerten sehr klein sind. Die genannten Scottschen Schaltungen addieren dabei einstellbare Anteile von je zwei verfügbaren Wechselspannungen U61, Ub2, Ub3 mit gleichen Amplituden, gleicher Fre- U * + U b3 have the values 0, f = 120 °, ~ = 240 °, and the resistance values of the input resistances of the downstream Schmitt triggers, on which the connection points of the resistors of Scott's circuit are located, are very small. The Scott circuits mentioned add adjustable components of two available alternating voltages U 61 , U b2 , U b3 with the same amplitudes, the same frequency
quenz und definierten Phasenlagen 0,120° = y, 240°frequency and defined phase positions 0.120 ° = y, 240 °
nach folgender Additionsgleichung:according to the following addition equation:
= P1- Ub = P 1 - U b
P2 ■ UP 2 ■ U
b2b2
wobei mit P1, P2 bestimmte Koeffizienten bezeichnet sind, welche grundsätzlich proportional zu den Kehrwerten der in der Scott-Schaltung verwendeten Widerstände sind. Da die Spannung Uc die Phase 0 haben soll, reduziert sich die entsprechende Scott-Schaltung auf nur einen Widerstand, dem die Spannung U61 (0) zugeführt wird und der an die Eingangsklemme des Schmitt-Triggers ST1 angeschlossen ist, d. h. der Wert des zweiten Widerstandes, dem z. B. die Spannung Ub2 zugeführt wird, hat den Wert oo, so daß der Wert des zweiten Koeffizienten 0 ist.where P 1 , P 2 denote certain coefficients which are fundamentally proportional to the reciprocal values of the resistors used in the Scott circuit. Since the voltage U c should have phase 0, the corresponding Scott circuit is reduced to just one resistor to which the voltage U 61 (0) is fed and which is connected to the input terminal of the Schmitt trigger ST 1 , ie the value of the second resistor, the z. B. the voltage U b2 is supplied, has the value oo, so that the value of the second coefficient is zero.
In der folgenden Stufe P des gezeichneten Schemas sind fünf Polaritätsdiskriminatoren, z. B. in Form bekannter Schmitt-Trigger, angeordnet, die je dazu bestimmt und ausgebildet sind, an ihren Ausgangsklemmen Binärsignale zu erzeugen, deren Zustände 0 oder L in den Momenten der Nulldurchgänge, d. h. der Polaritätswechsel je einer am Eingang angelegten Wechselspannung wechseln. Die verwendeten Schmitt-Trigger haben je zwei Ausgänge, an denen zueinander inverse, d. h. gegenphasige Binärsignale entstehen. Dem Schmitt-Trigger ST1 wird die Wechselspannung Ucl mit der Phase 0 zugeführt. An der Ausgangsklemme Plus entsteht ein Binärsignal G, dessen Zustand in der Phase 0 von L auf 0 und in der PhaseIn the following stage P of the drawn scheme, five polarity discriminators, e.g. B. in the form of known Schmitt triggers, which are each intended and designed to generate binary signals at their output terminals, the states of which change 0 or L in the moments of zero crossings, ie the polarity change of an alternating voltage applied to the input. The Schmitt triggers used each have two outputs at which binary signals that are inverse to one another, that is to say in antiphase, are generated. The AC voltage U cl with phase 0 is fed to the Schmitt trigger ST 1. A binary signal G is produced at the output terminal Plus, its state in phase 0 from L to 0 and in phase
180" = ^p von 0 auf L wechselt. An der Klemme180 "= ^ p changes from 0 to L. At the terminal
spannung Uc3 mit der Phase 252voltage U c3 with phase 252
7 £ 5 £ "1E
ein Binärsignal J mit der Phase 723 = tq jq- =^(Γ·7 pounds 5 pounds " 1 E.
a binary signal J with phase 72 3 = tq jq- = ^ (Γ
Die Schmitt-Trigger ST4. bzw. ST5 erzeugen aus den ihnen zugeführten Wechselspannungen Uc4 (108° bzw. UrA 144° = -TK-1 an den Plus-KlemmenThe Schmitt trigger ST 4 . or ST 5 generate U c4 (108 ° or UrA 144 ° = -TK- 1 at the plus terminals) from the alternating voltages supplied to them
. UcS(l44° =. U cS (l44 ° =
Binärsignale K mit der Phase 100° =
4£'Binary signals K with phase 100 ° =
4 £ '
1Ä
10 1Ä
10
der Phase 144= =of phase 144 = =
1010
1Λ E.
1Λ
£
10 IU
£
10
10 E.
10
10£
10
10£
10
10£
10
ToTo
10 E.
10
10£
10
TOTO
Minus entsteht ein Signal G, das nicht benutzt wird. Dem Schmitt-Trigger ST2 wird die Wechselspannung Ur2 mit der Phase 216° = ^ zugeführt. An seiner Ausgangsklemme Minus entsteht Binärsignal H gleicher Form und Periode wie das Binärsignal G, aberA signal G that is not used is generated. The AC voltage U r2 with the phase 216 ° = ^ is fed to the Schmitt trigger ST 2. A binary signal H of the same form and period as the binary signal G, however, arises at its output terminal minus
mit einer Phasenverschiebung 36° = Tn = Ύλ f?f · so with a phase shift of 36 ° = Tn = Ύλ f? f · so
In gleicher Weise wird an der Ausgangsklemme Minus des Schmitt-Triggers ST3, dem die Wechsel-
(N = ganze Zahl).
25 In the same way, at the output terminal minus of the Schmitt trigger ST 3 , to which the alternating (N = whole number).
25th
Durch eine bestimmte Zustandskombination des fünfphasigen Binärsignalsystems am Ausgang der Stufe P wird also eindeutig eine bestimmte Zehntelperiode der ursprünglichen Meßsignale bestimmt.A specific combination of states of the five-phase binary signal system at the output of stage P clearly defines a specific tenth of a period of the original measurement signals.
Falls die durch das Meßsystem M gemessene Verschiebung der Bauteile in entgegengesetztem Sinn, also negativ erfolgt, erfolgen auch die Übergänge von einer Zustandskombination in die andere in umgekehrtem Sinn, d. h. in der Reihenfolge von unten nach oben, statt von oben nach unten. Ein derartiges fünfphasiges Binärsignalsystem läßt sich zur Auswertung mit Hilfe einer relativ einfachen logischen Schaltung z. B. in eine binär codierte Dezimaldarstellung umwandeln oder in anderer Form auswerten. If the displacement of the components measured by the measuring system M takes place in the opposite sense, i.e. negatively, the transitions from one combination of states to the other also take place in the opposite sense, ie in the order from bottom to top instead of from top to bottom. Such a five-phase binary signal system can be used for evaluation with the help of a relatively simple logic circuit z. B. convert it into a binary coded decimal representation or evaluate it in another form.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
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| CH1489563A CH407569A (en) | 1963-12-04 | 1963-12-04 | Digital evaluation device for constantly changing measured variable signals |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2729697A1 (en) * | 1977-07-01 | 1979-01-04 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | METHOD OF INTERPOLATION |
| GB2126336B (en) * | 1982-08-26 | 1986-07-09 | British Aerospace | Detection of movement of a cyclic interference waveform such as in a ring laser gyroscope |
| DD225497A1 (en) * | 1984-04-02 | 1985-07-31 | Zeiss Jena Veb Carl | DEVICE AND METHOD FOR MEASURING AND ADJUSTING LENGTHS |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB818981A (en) * | 1954-11-09 | 1959-08-26 | Emi Ltd | Improvements relating to displacement measuring and position control devices |
| AT207127B (en) * | 1956-11-14 | 1960-01-11 | Leif Eric De Neergaard | Device for measuring linear distances or displacements |
| GB914190A (en) * | 1960-09-01 | 1962-12-28 | Ferranti Ltd | Improvements relating to measuring apparatus |
| DE1177353B (en) * | 1958-06-11 | 1964-09-03 | Ferranti Ltd | Arrangement for determining the changes in position of a moving object, for example the moving part of a machine tool in relation to a reference system |
-
1964
- 1964-10-20 DE DE1964C0034150 patent/DE1266001B/en active Pending
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- 1964-11-24 SE SE1416564A patent/SE329271B/xx unknown
- 1964-11-25 GB GB4793464A patent/GB1092525A/en not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB818981A (en) * | 1954-11-09 | 1959-08-26 | Emi Ltd | Improvements relating to displacement measuring and position control devices |
| AT207127B (en) * | 1956-11-14 | 1960-01-11 | Leif Eric De Neergaard | Device for measuring linear distances or displacements |
| DE1177353B (en) * | 1958-06-11 | 1964-09-03 | Ferranti Ltd | Arrangement for determining the changes in position of a moving object, for example the moving part of a machine tool in relation to a reference system |
| GB914190A (en) * | 1960-09-01 | 1962-12-28 | Ferranti Ltd | Improvements relating to measuring apparatus |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3418798A1 (en) * | 1984-05-19 | 1985-11-21 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | DEVICE FOR THE DIGITAL CONTROL OF A MACHINE OR A DEVICE, IN PARTICULAR A MATRIX PRINTER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| SE329271B (en) | 1970-10-05 |
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