DE2143236B2

DE2143236B2 - DEVICE FOR MEASURING LINEAR OR ROTARY TRAVEL CHANGES

Info

Publication number: DE2143236B2
Application number: DE19712143236
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. GOIb 7-06 Antrag
Original assignee: Jago Werkzeugmaschinen GmbH & Co KG, 4072 Wickrath
Priority date: 1971-08-28
Filing date: 1971-08-28
Publication date: 1972-09-21
Also published as: DE2143236A1

Description

Als analoge Meßverfahren sind Widerstands-Induktions- oder Kapazitätsmeßverfahren bekannt geworden, die mit Hilfe einer Trägerfrequenz arbeiten. Die Meßwegänderung wird mechanisch auf einen Resistance induction or capacitance measuring methods are used as analog measuring methods become known that work with the help of a carrier frequency. The change in measuring path is mechanical on one

Kondensator oder eine Spule geleitet. Dies ruft eine Amplitudenänderung der an der Spule oder am Kondensator liegenden Spannung hervor, die ein Signal für die Wegänderung ist. Es ist auch bekannt, Widerstände, beispielsweise Dehnungsmeßstreifen, mit Gleichspannung zu speisen. Infolge einer Wegänderung ändert sich der Widerstand und damit die Spannung bzw. der Strom in einer bestimmbaren Relation zur Wegänderung, so daß diese Größen als elektrisches Meßsignal verwendet werden können.Condenser or a coil. This calls for an amplitude change the voltage across the coil or the capacitor, which is a signal for the path change is. It is also known to use resistors, such as strain gauges, to be fed with direct voltage. As a result of a change in the path, the resistance changes and thus the voltage or the current in a determinable relation to the path change, so that these quantities can be used as an electrical measurement signal.

Alle analogen Meßverfahren sind lageabhängig, d. h., sie besitzen einen absoluten Zusammenhang zur geometrischen Maßveränderung. Durch Kompensation mit Spannungen entgegengesetzter Polarität läßt sich der Nullpunkt innerhalb des Gesamtmeßbereiches beliebig verschieben. Durch Veränderung der elektrischen Spannung kann auch der Meßmaßstab vergrößert oder verkleinert werden, was bei digitalen Meßverfahren nicht möglich ist. All analog measuring methods are position-dependent, i. i.e., they own an absolute relationship to the geometric change in dimension. Through compensation with voltages of opposite polarity, the zero point can be within the Move the total measuring range as desired. By changing the electrical voltage the measuring scale can also be increased or decreased, which is the case with digital measuring methods not possible.

Die Anzeige erfolgt bei nach dem Analogverfahren arbeitenden Meßeinrichtungen mit einem Voltmeter oder einem digitalen Voltmeter. The display occurs with measuring devices working according to the analog method with a voltmeter or a digital voltmeter.

Es ist auch bereits ein optisches Meßgerät bekanntgeworden, bei dem ein Lichtstrahl vorgesehen ist, der über ein von einer Meßpinole betätigtes Spiegelumlenksystem auf eine Skala projiziert wird, die in Maßeinheiten geteilt ist. Mit Hilfe dieses Gerätes sind optische Längenmessungen möglich. Bei diesem Gerät sind weiterhin entlang der Skala verstellbar angeordnete Fotozellen vorgesehen. Diese geben ein elektrisches Signal ab, das zu Falt- oder Steuerzwecken gebraucht werden kann. Abgesehen von den durch die Fotozellen einstellbaren »Grenzwerten« erfolgt die Maßablesung visuell. Diese Vorrichtung ist nur für einige Anwendungszwecke verwendbar, beispielsweise für das Aussortieren von Gut-Schlecht-Produkten. Weiterhin ist keine kontinuierlich elektrische Weiterverarbeitung der Meßergebnisse möglich. It has also become known an optical measuring device in which a light beam is provided, which is actuated by a measuring quill mirror deflection system is projected onto a scale that is divided into units of measurement. With the help of this Optical length measurements are possible with the device. With this device are still along photocells arranged to be adjustable on the scale are provided. These give an electric Signal that can be used for folding or control purposes. Apart from The "limit values" that can be set by the photocells are read visually. This device can only be used for some purposes, for example for sorting out good-bad products. Furthermore, none is continuous further electrical processing of the measurement results possible.

Es ist auch ein Meßgerät bekanntgeworden, welches rein optisch arbeitet. Das Gerät dient zur Durchführung von Vergleichsmessungen zwischen einem sogenannten Mutterprüfling und einem zu prüfenden Gegenstand. Es wird festgestellt, ob und welche Differenzen der zu messende Gegenstand von dem Mutterprüfling hat. Es ist lediglich eine visuelle Ablesung möglich. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Vorrichtung sind ebenfalls sehr begrenzt, da keine Änderung des Meßbereiches möglich ist. A measuring device has also become known which works purely optically. The device is used to carry out comparative measurements between a so-called Mother to be tested and an item to be tested. It is determined whether and which There are differences between the object to be measured and the parent device under test. It is just a visual reading is possible. The possible uses of this device are also very limited, as it is not possible to change the measuring range.

Ferner ist ein Verfahren bekanntgeworden, mit dem eine inkrementale Meßanordnung interpoliert werden kann. Dazu ist eine Spirale vorgesehen, deren Wert bei einer Drehung um 3600 kontinuierlich von dem Wert einer Meßstufe auf den Wert der nachfolgenden Meßstufe übergeht. Die Spirale gibt somit über ihre Winkelstellung die zwischen zwei Grobmaßintervallen liegenden Feinmaße an. Diese Anordnung ermöglicht beispielsweise keine Meßwertdehnung, keine Maßstabänderung; es ist lediglich eine digitale, nicht aber eine analoge elektrische Weiterverarbeitung der Meßsignale möglich. Außerdem ist der technische Aufwand sehr hoch, da es sich bei der aus dieser Vorveröffentlichung bekannten Anordnung um ein aus zwei Meßsystemen kombiniertes Gerät handelt. Furthermore, a method has become known with which an incremental Measurement arrangement can be interpolated. For this purpose a spiral is provided whose value with a rotation by 3600 continuously from the value of one measuring step to the value the subsequent measuring stage passes. The spiral therefore gives its angular position the fine dimensions between two coarse dimension intervals. This arrangement enables for example no measured value expansion, no change in scale; it's just one digital, but not analog electrical processing of the measurement signals possible. In addition, the technical effort is very high, since it is the result of this Prior publication known arrangement to a combined of two measuring systems Device acts.

Weiterhin ist eine Meßanordnung bekannt, bei der eine mit gleichmäßig großen Hell- und Dunkelfeldern versehene Rotationsscheibe vorgesehen ist. Die Felder dienen zur Erzeugung von Zählimpulsen über Fotozellen. Mit dieser Anordnung können meßtechnisch Winkel erfaßt werden, die über eine mechanische Wandlung (Zahnstange, Spindel od. dgl.) in Längen umgesetzt werden können. Weiterhin ist aus dieser Veröffentlichung eine Kodierung der Hell-und Dunkelfelder bekanntgeworden, die sich über mehrere Radien erstreckt. Da es sich bei dieser Anordnung um eine rein digital arbeitende Meßanordnung handelt, ist keine Maßstabs änderung und keine Maßstabsdehnung möglich. Eine analoge elektrische Weiterverarbeitung der Meßsignale ist ebenfalls nicht möglich. Furthermore, a measuring arrangement is known in which one with uniformly large light and dark fields provided rotating disk is provided. the fields are used to generate counting pulses via photocells. With this arrangement you can angles can be measured using a mechanical conversion (toothed rack, Spindle or the like) can be implemented in lengths. Furthermore from this publication a coding of the light and dark fields has become known, which extends over several Radii extends. Since this arrangement is a purely digital one Measuring arrangement acts, no change in scale and no scale expansion is possible. Analog electrical processing of the measurement signals is also not possible.

Weiterhin ist eine Meßanordnung bekanntgeworden, bei der ein Lichtbündel durch eine in einem Schirm angebrachte Öffnung geleitet wird. Hinter dieser Öffnung ist verschiebbar ein zweiter Schirm angebracht, der gerade die Öffnung verdeckt. Dahinter ist ein Lichtempfänger angeordnet. Bei Verschiebung des zweiten Schirmes trifft ja ein Teil des Lichtes auf den Lichtempfänger auf. Dieses Licht wird in Abhängigkeit von der Größe der beleuchteten Fläche in einen elektrischen Strom umgewandelt. Furthermore, a measuring arrangement has become known in which a light beam is passed through an opening made in a screen. Behind this opening a second screen is slidably attached, which just covers the opening. A light receiver is arranged behind it. When moving the second screen yes, part of the light hits the light receiver. This light is in Converted into an electric current depending on the size of the illuminated area.

Diese Anordnung eignet sich speziell für Vergleichsmessungen kleiner Größen und entspricht ansonsten vom Prinzip her dem erwähnten rein optisch arbeitenden Meßgrät. Daher sind prinzipiell auch ähnliche Nachteile vorhanden.This arrangement is particularly suitable for comparative measurements smaller Sizes and otherwise corresponds in principle to the mentioned purely optical working Measuring device. Therefore, there are in principle also similar disadvantages.

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, die zur Ermittlung der Winkelstellung einer Welle dient. Dazu ist auf der Welle eine Scheibe angeordnet, deren Außendurchmesser über den Bereich von 3600 kontinuierlich abnimmt. Ein feststehend angeordneter Lichtstrahl tastet den jeweiligen Außendurchmesser dieser Scheibe ab. Dadurch wird, je nach Stellung der Scheibe, ein Lichtempfänger mehr oder weniger beleuchtet. Die in diesem Lichtempfänger herbeigeführte Spannungsänderung stellt ein Maßkriterium für die Winkelstellung der Welle dar. Diese Vorrichtung, die ausschließlich auf Winkelmessungen beschränkt ist, erlaubt keine sogenannten Mehrquadrantenmessungen. Ein entscheidender Nachteil ist weiterhin, daß bei dieser Meßanordnung keine Nullpunktverschiebung möglich ist. Furthermore, a device has become known which is used to determine the angular position of a shaft is used. For this purpose, a disc is arranged on the shaft, the outside diameter of which decreases continuously over the range of 3600. A fixed arranged light beam scans the respective outer diameter of this disk. As a result, depending on the position of the pane, one light receiver becomes more or less illuminated. The voltage change brought about in this light receiver represents a measure criterion for the angular position of the shaft. This device, which exclusively is limited to angle measurements, does not allow so-called multi-quadrant measurements. A further decisive disadvantage is that with this measuring arrangement there is no zero point shift is possible.

Eine Nullpunktverschiebung ist beispielsweise dann von großem Interesse, wenn die Nullbezugslinie eines Meßobjektes nicht mit dem Nullpunkt eines Teilkopfes identisch ist.A zero point shift is of great interest, for example, if the zero reference line of a measurement object does not match the zero point of a dividing head is identical.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Messen von linearen oder rotatorischen Wegänderungen zu schaffen, die eine kontinuierliche elektrische Weiterverarbeitung der Meßergebnisse, eine Maßstabänderung, eine Maßstabsdehnung, eine Mehrquadrantenmessung und eine Nullpunktverschiebung ermöglicht. Weiterhin sollen keine Einflüsse durch temperaturbedingte Längenänderungen auf das Meßsignal vorhanden sein. The invention is based on the object of providing a device of type mentioned at the beginning for measuring linear or rotational changes in path to create a continuous electrical processing of the measurement results, a scale change, a scale expansion, a multi-quadrant measurement and a Allows zero point shift. Furthermore, there should be no influences from temperature-related Changes in length may be present on the measurement signal.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Längsrichtung hintereinander zwei gleichlange, von der Lichtquelle gespeiste Lichtbänder und gegenüberliegend dazu zwei Fotozellen vorgesehen sind und die eine Fotozelle an einer positiven Speisespannung und die andere Fotozelle an einer negativen Speisespannung gleicher absoluter Größe liegen und das Ausgangssignal der Fotozellen einem Summenverstärker zugeführt ist, der die positiven und die negativen Spannungen der Fotozellen addiert, und quer zur Lichtebene eine mechanisch mit einem Meßfühler verbundene Blende bewegbar angeordnet ist, derart, daß in jeder Stellung der Blende ein Bereich der Lichtbänder abgedeckt ist, der der Länge eines Lichtbandes entspricht. This object is achieved in that in the longitudinal direction one behind the other two light strips of the same length fed by the light source and opposite one another two photocells are provided for this purpose and one photocell is connected to a positive supply voltage and the other photocell at a negative supply voltage of the same absolute size and the output signal of the photocells is fed to a summing amplifier, which adds the positive and negative voltages of the photocells, and across a diaphragm mechanically connected to a sensor is arranged movably to the light plane is such that in each position of the diaphragm a region of the light strips is covered which corresponds to the length of a light band.

Für die Messung linearer Wegänderungen besteht diese Blende zweckmäßig aus einer Platte in Gestalt eines Rllombus, nachfolgend als Doppelmeßkeil bezeichnet. Fiir die Erfassung rotatorischer Wegänderungen besteht die Blende zweckmäßig aus einer drehbar angeordneten Platte in Gestalt einer Doppelspirale. This diaphragm is useful for measuring linear changes in path from a plate in the form of a Rllombus, hereinafter referred to as a double measuring wedge. The diaphragm is expediently made of for the detection of rotational changes in path a rotatably arranged plate in the form of a double spiral.

Bei einer Wegänderung und damit einer linearen Verschiebung des Doppelmeßkeils quer zur Lichtebene bzw. einer Drehung der Doppelspirale, wird der auf die Fotozelle auftreffende Lichtstrom größer, während der auf die andere Fotozelle auftreffende Lichtstrom in gleichem Maße kleiner wird. Da die Polarität der an den beiden Fotozellen anliegenden Spannung unterschiedlich ist und die Spannungen in dem Summenverstärker summiert werden, ist die Summe der beiden Fotozellenspannungen bzw. In the event of a change in path and thus a linear displacement of the double measuring wedge across the light plane or a rotation of the double spiral, the is on the photocell incident luminous flux is greater, while that incident on the other photocell Luminous flux becomes smaller to the same extent. Because the polarity of the two photocells applied voltage is different and the voltages in the summing amplifier are summed up, the sum of the two photocell voltages or

Ströme proportional der zu messenden Wegänderung.Currents proportional to the path change to be measured.

Wenn beispielsweise die an einer negativen Spannungsquelle liegende Fotozelle zu 30 ",'o abgedeckt ist.For example, if the one connected to a negative voltage source Photocell to 30 ", 'o is covered.

ist die Fotozelle mit positiver Spannungsquelle zu 70 (, abgedeckt. Die Spannungen verhalten sich somit wie 30 : 70, und der Summenverstärker bringt an seinem Ausgang ein diesem Verhältnis entsprechendes Signal hervor. Wenn die beiden Lichtbänder vor der Blende jeweils zu gleichen Teilen abgedeckt werden, wird dem Summenverstärker eine positive und eine negative Spannung gleicher absoluter Größe zugeführt. was zur Folge hat, daß das Meßsignal Null ist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß damit große Stromänderungen in den Fotozellenkreisen herbeigeführt werden können, damit ein starkes elektrisches Meßsignal erzeugt werden kann. was wiederum eine hohe Auflösung zuläßt.the photocell with positive voltage source is 70 (, covered. The voltages behave like 30:70, and the summing amplifier brings a signal corresponding to this ratio emerges at its output. When the two Light strips in front of the screen are covered in equal parts, the Summing amplifier a positive and a negative voltage of the same absolute size fed. which has the consequence that the measurement signal is zero. The advantage of this arrangement consists in the fact that it brings about large changes in current in the photocell circuits can be so that a strong electrical measurement signal can be generated. What again allows a high resolution.

Das Lichtband bzw. die Lichtbänder bestehen in weiterer Ausbildung der Erfindung aus von einer elektrischen Lichtquelle gespeisten optischen Querschnittswandlern. Diese können beispielsweise als Glasfaserpakete ausgebildet sein. deren Lichtaustrittsöffnungen in Form eines länglichen Rechteckes angeordnet sind. The light band or light bands exist in further training of the invention from optical cross-section converters fed by an electrical light source. These can be designed, for example, as glass fiber packages. their light exit openings are arranged in the form of an elongated rectangle.

Zur Konstanthaltung des Lichtstromes und der Farbtemperatur des aus den Lichtbändern austretenden Lichtes ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Regeleinrichtung vorgesehen. Diese Regelein richtung kann beispielsweise aus einem zusätzlichen Lichtleiter bestehen, dem ein Lichtempfänger nachgeschaltet ist. Das in diesem Lichtempfänger erzeugte elektrische Signal wird auf eine optoelektronische Regelsehaltung gegeben. die dafür sorgt, daß bei Abweicllung des im Lichtempfänger gemessenen Lichtes von einem bestimmten Sollwert die Lichtquelle entsprechend nachgeregelt wird. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß äußere Einfijisse, wie beispielsweise Spannungsschwankungen, Alterungserscheinungen der Lichtquelle u. dgl. keinen Einfluß auf das mit der Vorrichtung erzeugte Meßsignal haben. To keep the luminous flux and the color temperature of the off The light emerging from the light bands is in the device according to the invention a control device is provided. This Regelein direction can, for example, from consist of an additional light guide, which is followed by a light receiver. The electrical signal generated in this light receiver is transmitted to an optoelectronic Rule attitude given. which ensures that when the in the light receiver deviates measured light from a certain target value, the light source readjusted accordingly will. With this arrangement it is achieved that external influences, such as Voltage fluctuations, signs of aging of the light source and the like have no effect have on the measurement signal generated with the device.

Die Fotozellen arbeiten zweckmäßigerweise in einem solchen Arbeitsbereich, daß bei einer linearen Anderung des Lichteinfalls eine lineare Änderung der Fotospannung erfolgt. The photocells expediently work in such a work area, that with a linear change in the incidence of light there is a linear change in the photovoltage he follows.

Nach einem weiteren zweckmäßigen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verstärker, dem das elektrische Meßsignal zugeführt wird, ein Kompensationsverstärker ist und dem Verstärkereingang neben dem Meßsignal eine variable Kompensationsspannung von einer dem Meßsignal entgegengesetzten Polarität zuführbar ist. Mit dieser Maßnahme kann bei gleichbleibender Verstärkung eine Verschiebung des Meßbereiches erfolgen. Dadurch besteht die Möglichkeit, eine Meßwegdehnung und eine Verschiebung des Nullpunktes des Meßwertes zu erreichen. Dies ist wesentlich günstiger als eine Maßstabsänderung durch eine Veränderung der Verstärkung herbeizuführen, beispielsweise über hochohmige Potentiometer, da diese temperaturmäßig sehr empfindlich sind. According to another useful feature of the Invention is provided that the amplifier to which the electrical measurement signal is fed is a compensation amplifier is and the amplifier input, in addition to the measurement signal, a variable compensation voltage can be supplied from a polarity opposite to the measurement signal. With this measure the measuring range can be shifted while the gain remains the same. Thereby there is the possibility of an extension of the measuring path and a shift of the zero point of the measured value. This is much cheaper than changing the scale by changing the gain, for example via high-resistance Potentiometer, as these are very sensitive to temperature.

Zur Erzeugung der variablen Kompensationsspannung ist eine Referenzspannungsquelle mit mehreren dekadisch abgestuften Spannungsausgängen vorgesehen. Die dekadisch abgestuften Ausgangsspannungen sind über Schalter in beliebiger Kombination dem Eingang eines summieren den Verstärkers für die Kompensationsspannung zuführbar, dessen Ausgangsspannung die Kompensationsspannung ist. A reference voltage source is used to generate the variable compensation voltage provided with several decadic voltage outputs. The decadal graduated output voltages are via switches in any combination Input of a summing amplifier for the compensation voltage can be supplied, whose output voltage is the compensation voltage.

Zusätzlich dazu kann natürlich auch vorgesehen sein, daß die Verstärkung des Verstärkers verstellbar ist und eine Veränderung der Verstärkung eine analoge Maßstabsiinderung bewirkt. In addition, it can of course also be provided that the reinforcement of the amplifier is adjustable and a change in gain is analog Reduction in scale causes.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Doppelmeßkeiles sowie zweier Lichtbänder, wobei die zugehörigen Fotozellen nicht dargestellt sind, F i g. 2 die schematische Darstellung einer Doppelmeßspirale und zweier Lichtbänder, wobei die zugehörigen Fotozellen nicht dargestellt sind, Fig.3 eine schematische Darstellung der Regeleinrichtung für den Lichtstrom und der Farbtemperatur. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. 1 shows a schematic representation of a double measuring wedge and two Light bands, the associated photocells not being shown, FIG. 2 the schematic representation of a double measuring spiral and two light bands, the associated photocells are not shown, Figure 3 is a schematic representation the control device for the luminous flux and the color temperature.

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Schaltanordnung zur Erzeugung der Kompensationsspannung, F i g. 5 ein Blockschaltbild der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Verstärkeranordnung. Fig. 4 is a block diagram of the circuitry for generating the Compensation voltage, F i g. 5 is a block diagram of the in accordance with the invention Device provided amplifier arrangement.

Das Prinzip der Umwandlung der Wegänderungen in optische Signale sei zunächst an Hand der F i g. 1 und 2 erläutert. The principle of converting the path changes into optical signals let us first refer to FIG. 1 and 2 explained.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung sind in Längsrichtung hintereinander zwei gleichlange, von einer Lichtquelle gespeiste Lichtbänder 5 und 6 vorgesehen. Den Lichtbändern 5 und 6 liegen Fotozellen gegenüber (nicht dargestellt). Die eine Fotozelle liegt an einer positiven Speisespannung und die andere Fotozelle liegt an einer negativen Speisespannung gleicher absoluter Größe. Zwischen den Licht bändern 5 und 6 und den Fotozellen ist quer zur Lichtebene eine lichtundurchlässige Platte in Gestalt eines Rhombus angeordnet, die nachfolgend als Doppelmeßkeil 7 bezeichnet wird. Der Doppelmeßkeil 7 ist wiederum mit einem Meßfühler verbunden und in Richtung der Pfeile X und Y linear hin- und herbewegbar. Die Breite des Doppelmeßkeils 7 entspricht der Länge eines der beiden Lichtbänder 5 oder 6. Bei Bewegung des Doppelmeßkeils 7 in Richtung des Pfeiles X wird das untere Lichtband 6 abgedunkelt, während das obere Lichtband 5 eine entsprechend größere Lichtmenge auf die gegenüberliegende Fotozelle abgeben kann. Die von den beiden Lichtbändern 5 und 6 insgesamt abgegebene Lichtmenge ist stets gleich. Da jedoch an der einen Fotozelle, beispielsweise der, die dem Lichtband 5 gegenüberliegt, eine positive Spannungsquelle und an der anderen Fotozelle eine negative Spannungsquelle angelegt ist, wird dementsprechend das positive Ausgangssignal der einen Fotozelle größer und das negative Ausgangssignal der anderen Fotozelle kleiner. Diese beiden Signale werden auf einen summierenden Verstärker (nicht dargestellt) gegeben, dessen Ausgangssignal jeweils die Summe der beiden Eingangssignale darstellt. Das Ausgangssignal des summierenden Verstärkers ist Null, wenn die beiden Lichtbänder 5 und 6 jeweils zu 50 50°/o abgedeckt sind, da dann die von den Fotozellen herrührenden Signale jeweils die gleiche absolute Größe aufweisen. In the case of the in FIG. 1 are shown in the longitudinal direction one behind the other two light strips 5 and 5 of the same length fed by a light source 6 provided. The light strips 5 and 6 are located opposite photocells (not shown). One photocell is connected to a positive supply voltage and the other photocell is due to a negative supply voltage of the same absolute size. Between the lights ribbons 5 and 6 and the photocells is opaque across the light plane Plate arranged in the shape of a rhombus, which is subsequently used as a double measuring wedge 7 referred to as. The double measuring wedge 7 is in turn connected to a measuring sensor and linearly reciprocable in the direction of the arrows X and Y. The width of the double measuring wedge 7 corresponds to the length of one of the two light strips 5 or 6. When the double measuring wedge is moved 7 in the direction of arrow X, the lower light band 6 is darkened, while the upper light band 5 a correspondingly larger amount of light on the opposite Can emit photocell. The ones from the both light strips 5 and 6 the total amount of light emitted is always the same. However, since one photocell for example the one opposite the light band 5, a positive voltage source and a negative voltage source is applied to the other photocell, is accordingly the positive output signal of one photocell is larger and the negative output signal the other photocell smaller. These two signals are summed to one Amplifier (not shown) given, the output signal of which is the sum of the two input signals. The output of the summing amplifier is zero if the two light strips 5 and 6 are each covered by 50 50%, since then the signals originating from the photocells are always the same absolute Size.

Bei der in Fig.2 gezeigten Anordnung ist eine Vorrichtung schematisch dargestellt, die dem Prinzip nach der in F i g. 1 gezeigten Anordnung entspricht. In the arrangement shown in Figure 2, a device is schematic shown, the principle according to the in F i g. 1 corresponds to the arrangement shown.

Während die in F i g. 1 gezeigte Anordnung jedoch zum Messen von linearen Wegänderungen dient, dient die in F i g. 2 prinzipiell gezeigte Anordnung zur Messung rotatorischer Wegänderungen. Die Anordnung der Lichtbänder 5 und 6 sowie die (nicht dargestellte) gegenüberliegende Anordnung von Fotozellen entspricht der Anordnung gemäß F i g. 1. Statt des Doppelmeßkeils 7 ist quer zur Lichtebene entsprechend den Pfeilen drehbar eine Doppelspirale 8 vorgesehen, deren Achse mit einem Meßfühler verbunden ist. Wie ersichtlich, wird bei Drehung der Doppelspirale 8 in gleicher Weise das von dem Lichtband 6 stammende Licht abgedunkelt und das von dem Lichtband 5 stammende Licht aufgestellt, und umgekehrt, so daß bei einer Drehbewegung des Dopelmeßkeils 8 an den Fotozellen wiederum positive bzw negative Meßsignale entstehen, die wiederum einem summierenden Verstärker zugeführt werden.While the in F i g. 1 shown arrangement for measuring linear Is used for changes in the path, the function shown in FIG. 2 in principle shown arrangement for measurement rotational path changes. The arrangement of the light strips 5 and 6 as well as the (not The opposite arrangement of photocells (shown) corresponds to the arrangement according to FIG. 1. Instead of the Doppelmeßkeils 7 is transverse to the light plane accordingly the arrows rotatably provided a double spiral 8, the axis of which with a sensor connected is. As can be seen, when the double spiral 8 is rotated, the same Way darkened the light coming from the light band 6 and that from the light band 5 originating light set up, and vice versa, so that when the Dopelmeßkeils 8 on the photocells in turn positive or negative measurement signals arise, which in turn are fed to a summing amplifier.

In F i g. 3 sind Einzelheiten der Lichtbandanordnung gemäß Fig.1 dargestellt. Die beiden Lichtbänder 5 und 6 (gegenüber F i g. 1 in Seitenansicht) bestehen aus Glasfaserpaketen, deren Lichtaustrittsöffnungen 15 bzw. 16 in Form eines länglichen Rechtecks angeordnet sind. Beide Lichtbänder werden von einer gemeinsamen elektrischen Lichtquelle 17 gespeist. Zwischen der Lichtquelle 17 und den Lichtbändern 5 und 6 ist in bekannter Art ein Kondensator 18 vorgesehen. In Fig. 3 are details of the light band arrangement according to FIG shown. The two light strips 5 and 6 (opposite Fig. 1 in side view) consist of glass fiber packages, the light exit openings 15 and 16 in the form an elongated rectangle are arranged. Both light strips are shared by one electric light source 17 fed. Between the light source 17 and the light strips 5 and 6, a capacitor 18 is provided in a known manner.

Um den Lichtstrom und die Farbtemperatur des aus den Lichtbändern 5 und 6 austretenden Lichtes stets konstant zu halten, ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die einen zwischen den beiden Lichtbändern angeordneten Kontroll-Lichtleiter 19 mit einem nachgeschalteten Lichtempfänger 20 aufweist, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 22 auf eine in Form eines Schaltblockes dargestellte optoelektronische Regelschaltung gegeben wird. Mit dieser Anordnung können durch Einwirkung auf die Stromzufuhr der Lichtquelle Abweichungen im Lichtstrom und der Farbtemperatur des aus den Lichtbändern 5 und 6 austretenden Lichtes korrigiert werden. About the luminous flux and the color temperature of the light strips Keeping the light emitted from 5 and 6 constant is a control device provided that a control light guide arranged between the two light strips 19 having a downstream light receiver 20, the output signal of which via a line 22 to an optoelectronic shown in the form of a switching block Control circuit is given. With this arrangement, by acting on the Power supply of the light source Deviations in the luminous flux and the color temperature of the from the light strips 5 and 6 exiting light can be corrected.

Nachfolgend wird die Verstärkeranordnung an Hand der in Fig. 4 und 5 gezeigten Blockschaltbilder erläutert. Bei der Anordnung gemaß F i g. 5 ist ein Summenverstärker 23 vorgesehen, dem Ausgangssignale der beiden Fotozellen zugeführt werden, die entsprechend den Vorrichtungen entsprechend Fig. 1 und 2 vorgesehen sind. Das mit Um bezeichnete Ausgangssignal des Verstärkers 23 wird einem weiteren Verstärker 24 zugeführt, dessen Ausgangssignal <> m einem (nicht dargestellten) analogen oder digitalen Anzeigegerät zugeführt wird. Der Verstärker 24 ist ein Kompensations- und Gleitspannungsverstärker, dem neben dem Meßsignal Um auch noch eineKompensationsgröße Uko zugeführt wird.Außerdem ist über eine Anordnung 25 die Verstärkung des Verstärkers 24 verstellbar. Zur Erzeugung der Kompensationsspannung U*o ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, eine Referenzspannungsquelle 26 vorgesehen, die mehrere dekadisch abgestufte Spannungsausgänge 27, 28 und 29 aufweist. Die Spannungen der dekadisch abgestuften Spannungsausgänge sind mit U*, Um bis Ukn gekennzeichnet. Diese Größen können in beliebiger Kombination einem summierenden Verstärker 30 zugeführt werden, dessen Ausgangssignal die Kompensationsspannung Uo ist Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung dient dazu, eine möglichst konstante, variable Kompensationsspannung zu erzeugen. Die Kompensationsspannung UR O ist gegenüber der Spannung Um negativ, so daß das Meßsignal Uom die Differenz zwischen diesen Größen darstellt. Je nach der Größe der aufgegebenen Kompensationsspannung kann eine Meßwegdehnung ohne Anderung der Verstärkung des Verstärkers 24 erzielt werden. The amplifier arrangement is described below with reference to that shown in FIGS 5 explained block diagrams. In the arrangement according to F i g. 5 is a Sum amplifier 23 is provided, fed to the output signals of the two photocells which are provided in accordance with the devices according to FIGS are. The designated by Um output signal of the amplifier 23 is a further Amplifier 24 is supplied, the output signal <> m of a (not shown) analog or digital display device is supplied. The amplifier 24 is a compensation and floating voltage amplifier, which in addition to the measurement signal Um also has a compensation variable Uko is fed. In addition, the gain of the amplifier is via an arrangement 25 24 adjustable. To generate the compensation voltage U * o, as shown in FIG. 4 can be seen, a reference voltage source 26 is provided, the several decadic graded Has voltage outputs 27, 28 and 29. The tensions of the decadal graduated Voltage outputs are marked with U *, Um to Ukn. These sizes can be in any combination are fed to a summing amplifier 30, the The output signal is the compensation voltage Uo. The arrangement shown in FIG serves to generate a variable compensation voltage that is as constant as possible. The compensation voltage UR O is negative compared to the voltage Um, so that Measurement signal Uom represents the difference between these quantities. Depending on the size the applied compensation voltage can be a measuring path extension without changing the Gain of the amplifier 24 can be achieved.

Claims

Claims: 1. Device for measuring linear or rotary Path changes, with a ribbon-shaped light source and an opposite one in the measuring housing Photocell arrangement is provided and between the light band and the photocell arrangement and an opaque one mechanically connected to the sensor at right angles to the light plane Aperture is movably arranged, the photocell arrangement preferably over an amplifier arrangement is connected to an electrical display device, d a d u r c h marked that in the longitudinal direction two equally long, light strips (5, 6) fed by the light source (17) and two opposite thereto Photocells are provided and the one photocell at a positive supply voltage and the other photocell at a negative supply voltage of the same absolute size and the output signal of the photocells is fed to a summing amplifier (23) which adds the positive and negative voltages of the photocells, and a diaphragm (7) mechanically connected to the sensor (13) at right angles to the light plane 8) is movably arranged in such a way that in every position of the diaphragm (7, 8) a Area of the light strips (5, 6) is covered, which is the length of a light strip (5 or 6).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the diaphragm (7) consists of a plate in the shape of a rhombus (double measuring wedge).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the diaphragm (8) consists of a rotatably arranged plate in the form of a double spiral.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the light strips (5, 6) fed from an electrical light source (17) optical cross-section converters exist.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the optical Cross-section converters are glass fiber packages whose light exit openings (15, 16) are arranged in the form of an elongated rectangle.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that a control device (19, 20, 21, 22) to keep the luminous flux constant and the color temperature of the light emerging from the light strips (5, 6) is.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the control device a light receiver (20) and a control circuit connected to the light receiver (21) which influences the voltage supplied to the electric light source (17).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the photocells (5, 6) work in such a work area that at a linear change in the incidence of light a lincare change in the photo voltage takes place.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the amplifier arrangement is a compensation amplifier (24) and the amplifier input of the compensation amplifier (24) in addition to the measurement signal (Un) a variable compensation voltage (Uk o) can be supplied from a polarity opposite to the measurement signal.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the Gain of the amplifier (24) is adjustable and a change in gain causes an analog scale change in the display signal of the measuring device.

The invention relates to a device for measuring linear or rotational path changes, with a ribbon-shaped light source and in the measuring housing an opposite photocell arrangement is provided and between the Light band and the photocell arrangement and a mechanical one transversely to the light plane the sensor connected to the opaque diaphragm is movably arranged, wherein the photocell arrangement preferably via an amplifier arrangement with an electrical Display device is connected.

There are already some methods for the electrical detection of path changes or angle changes are known, both digital and analog Procedure.

When using digital measuring methods, the measuring outputs always very difficult and just as costly to produce fine divisions required.

In addition, the drives must have a very high mechanical precision exhibit. The evaluation is carried out in digital counting devices that use the pulse rulers or rotating disks add and subtract the pulses emitted. The known digital processes can be divided into pulse counting processes and position code processes will. While there is no absolute path or angle recorded by pulse counters There is a connection with the geometric dimensions, these methods have the Advantage that they allow a very simple zero point shift. This possibility does not exist in the facilities working according to the location code method, because the signals generated with this method are directly related to the one to be measured geometric dimension. However, there is a shift in the measuring zero point with this method only possible with the aid of expensive computing devices. Because of the high level of effort involved, digital measurement methods have been used until now when relatively large changes in path are to be measured precisely.

Even with digital measuring methods, a high level of precision is essential for the Implementation of the measuring process required facilities.

For capturing smaller dimensions, around the order of magnitude up to 1 mm, analog measuring methods are known. The resolving power of analog Measurement method is very high and can be smaller than 0.001 mm.