DE2617797A1

DE2617797A1 - Position and movement measuring device - uses light reflected from object to photodiodes in detector via slotted diaphragm

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Publication number: DE2617797A1
Application number: DE19762617797
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Phys Dr I Schulz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-23
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1977-11-03

Abstract

Object position and movement are measured w.r.t. a measurement system. The device has a light source and a detector consisting of two adjacent photodiodes. Light source (3) irradiates as evenly as possible a constant width slot in a diaphragm (5), rigidly connected either with the object (2) or with the measurement system (1). In the latter case light is reflected from the object (2) or from a mirror (7) mounted on it. Light is then focussed by lenses (8) on the detector (4), and the objects position is derived from the ratio between the sum and difference of photocurrents delivered by the detector (4) photodiodes.

Description

Vorrichtung zur optischen Messung der Position und derDevice for the optical measurement of the position and the

Bewegung eines Objektes.Movement of an object.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur opti -schen Messung der Position und der Bewegung eines Objektes in bezug auf ein Meßsystem, Die genaue Bestimmung der Position undXoder der Bewegung eines Objektes ist bei vielen meßtechnischen Aufgabenstellungen gefordert, z.B. bei Abtastsystemen, bei der Messung von Bewegungen und Schuingungen von Maschinenanlagen, bei der MessfoEung eines Körpers, bei der Entfernungsmessung zwischen einem Meßsystem und einem Objekt oder bei der Bestimmung der Abmessungen eines Objektes durch Entfernungsiessung von zwei bezüglich des Objektes gegenüberliegenden Seiten. Neben der Erfassung von translatorischen Bewegungen in verschieddne Richtungen ist auch die Messung von Dreh- oder Winkelbewegungen uon Bedeutung.The invention relates to a device for optical measurement the position and movement of an object in relation to a measuring system, the exact Determination of the position and X or the movement of an object is in many cases metrological Tasks required, e.g. with scanning systems, when measuring movements and training of machine systems, when measuring a body, when Distance measurement between a measuring system and an object or during determination the dimensions of an object by measuring the distance of two with respect to the object opposite sides. In addition to the acquisition of translational movements in The measurement of rotary or angular movements is also possible in different directions Meaning.

Entsprechend der Vielgestaltigkeit dieser Aufgabenstellungen gibt es eine große Anzahl verschiedenartiger Lösungsvorschläge für einzelne dieser Aufgaben. Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, mittels einer sehr einfachen teßanordnung die o.a.According to the diversity of these tasks there there is a large number of different proposed solutions for some of these tasks. The purpose of the present invention is to use a very simple teß arrangement the o.a.

verschiedenartigen Meßaufgaben zu lösen, wobei zur Anpassung an die jeweilige Aufgabe nur eine Modifikation der optischen Anordnung erforderlich ist.to solve various measurement tasks, with adaptation to the respective task only a modification of the optical arrangement is required.

Genaue optische Messungen zur Bestimmung der Position eines Reflektors, der mit eine Objekt verbunden ist, erfolgen überwiegend rit einer Anordnung, die als Michel ion - Interferometer bezeichnet wird (Kohlrausch, Praktische Physik, Band 1, Kap. 5.334 1, Seite 527 - 529, B.G. Teubner Verlags-GmbH Stuttqart, 1955). Insbesondere seit der Erfindung des Lasers hat diese allerdings aufwendige mo0nethode eine weite Verbreitung erfahren.Accurate optical measurements to determine the position of a reflector, that is connected to an object are predominantly carried out with an arrangement that called Michel ion interferometer (Kohlrausch, Practical Physics, Volume 1, chap. 5.334 1, pages 527 - 529, B.G. Teubner Verlags-GmbH Stuttqart, 1955). However, especially since the invention of the laser, it has had a complex mono method experience widespread use.

Mittels Laser wurde es auch möglich* die Entfernung zu eine. beliebig gestalteten Objekt nach dem Prinzip der Triangulation zu messen, wobei die Position des Laserstrahls auf dem Objekt mit einer Fernsehkamera erfaßt wurde (R.Pirlet: La mesure des dimensions des produkts laminés, Internationale Eisenhüttentagung 1970, Vorlag Stahl und Eisen, Düsseldorf)* Dieses Verfahren Ist zu Bestimmung relativ großer Abmessungen (10 .. 300 mm) geeignet, jedoch nicht z.B. für Schwingungsmessungen Es ist ferner bekannt (R.Müller: Die Differential-Photodiode BPX 48, Elektrotechnik 23/1974, 6.33-35, Vogel-Verlag,Würzburg), die Bewegung eines Objektes dadurch zu erfassen, daß es mit einer Seite einer Schlitzblende verbunden wird, so daß sich bei Bewegung des Objektes die Oeffnung der Schlitzblende verändert, wobei das durch die Schlitzblende fallende Licht von eier Doppeldiode erfaßt und die Differenz der Photoströme als Maß für die Beugung verwertet wird. Für derartige Messung gon wird eine Schaltgenauigkeit von einigen 10 mm angegeben.With the help of a laser it was also possible to * the distance to one. any designed object to measure according to the principle of triangulation, with the position of the laser beam on the object was detected with a television camera (R.Pirlet: La mesure des dimensions des product laminés, International Ironworks Conference 1970, template Stahl und Eisen, Düsseldorf) * This method is relative to determination large dimensions (10 .. 300 mm), but not e.g. for vibration measurements It is also known (R. Müller: The differential photodiode BPX 48, electrical engineering 23/1974, 6.33-35, Vogel-Verlag, Würzburg), the movement of an object thereby detect that it is connected to one side of a slit diaphragm, so that when the object is moved, the opening of the slit diaphragm changes, whereby the through the slit diaphragm detects falling light from a double diode and the difference of the Photocurrents are used as a measure of diffraction. For such a measurement gon a switching accuracy of a few 10 mm is indicated.

Nachteilig ist, daß die Differenz der Photoströme außer von der Öffnung der Schlitzblende auch von der jeweiligen Intensität der Bestrahlung sowie von den mit der Temperatur variierenden Eigenschaften des Detektors (Doppeldiode) abhängig ist. Die Nachteile dieser Meßanordnung können gemäß der DPA P 26 06 434.6, in der die Anwendung eines solchen Meßprinzips für Kratt- und Dehnungsmessungen beschrieben wird, dadurch beseitigt werden, daß die Beleuchtung der Doppeldiode mit einer Lumineszenzdiode über eine Schlitzblende konstanter Breite erfolgt, wobei der Strom für die Lumineszenzdiode so geregelt wird, daß die Summe der don den beiden Dioden der Doppeldiode abgegebenen Photoströme konstant bleibt. Diese dort beschriebene Vorrichtung dient der Dehnungs- und Kraftmessung bei einem einzelnen Körper in einer Richtung.The disadvantage is that the difference in the photocurrents apart from the opening the slit diaphragm also on the respective intensity of the irradiation as well as on the with the temperature varying properties of the detector (double diode) dependent is. The disadvantages of this measuring arrangement can according to DPA P 26 06 434.6, in the the application of such a measuring principle for Kratt and strain measurements is described is eliminated by illuminating the double diode with a light emitting diode takes place via a slit diaphragm of constant width, the current for the luminescent diode is regulated so that the sum of the don the two diodes of the double diode emitted Photocurrent remains constant. This device described there is used for expansion and force measurement on a single body in one direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Position. und die Bewegung eines Objektes in bezug auf ein mit dem Objekt nicht starr verbundenes meßsystem zu erfassen, wobei durch Modifikation der optischen Anordnung Bewegungen in verschiedene Richtungen sowie Drehbewegungen gemessen werden können.The invention is based on the object of the position. and the movement of an object in relation to a measuring system that is not rigidly connected to the object to detect, whereby by modification of the optical arrangement movements in different Directions and rotational movements can be measured.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Position und die Bewegung eines Objektes bezüglich eines aus Lichtsender und zwei nebeneinanderliegenden Photodioden gebildeten Meßsystems dadurch zu messen, daß die von dem Lichtsender ausgesandte Strahlung durch eine mit dem Objekt verbundene Schlitzblende konstanter Breite fällt, wobei die Bewegung des Objektes durch eine Führung parallel zur Oberfläche der Photodioden erfolgt und wobei Position und Bewegung des Objektes aus dem Verhältnis von Differenz zu Summe der von den Photodioden abgegebenen Photoströme bestimmt wird. Dabei wird die Summe der Ströme, wie bekannt, durch Regelung des den Lichtsender speisenden Stroms konstant gehalten.According to the invention it is proposed the position and the movement of an object with respect to a light transmitter and two adjacent photodiodes to measure formed measuring system in that the emitted by the light transmitter Radiation falls through a slit diaphragm of constant width connected to the object, the movement of the object through a guide parallel to the surface of the photodiodes takes place and where position and movement of the object from the ratio of difference to the sum of the photocurrents emitted by the photodiodes is determined. It will the sum of the currents, as is known, by regulating the one that feeds the light transmitter Current kept constant.

Weiter wird srfindungsqemäß vorgeschlagen, daß die von dem aus Lichtsender mit vorgesetzter Schlitzblende konstanter Breite sowie zwei nebeneinanderliegenden Photodioden gebildeten Meßsystem ausgesandte Strahlung auf das Objekt bzw. einen an dem Objekt angebrachten Reflektor gerichtet und von diesem auf die beiden Photodioden reflektiert wird, wobei mittels Linsen eine Abbildung der Schlitzblende auf die Photodioden erfolgt und wobei die Position und die Bewegung des Objektes wieder aus dem Uerhältnis von Differenz zu Summe der von den beiden Photodioden abgegebenen Photoströme bestimmt werden.It is also proposed according to the invention that the light transmitter from the with slit diaphragm in front of constant width as well as two adjacent ones Photodiodes formed measuring system emitted radiation on the object or a Attached to the object reflector directed and from this on the two photodiodes is reflected, with an image of the slit diaphragm on the lens by means of lenses Photodiodes are made and the position and movement of the object is restored from the ratio of the difference to the sum of the two photodiodes emitted Photocurrents are determined.

Die Erfindung soll anhand einiger Ausführungsformen näher erläutert werden. Die einfachste Anordnung ist in Figur 1 dargestellt. An einem z.B. rohrförmig gestalteten Meßsystem 1 sind der Lichtsender3,vorzugsueise eine Lumineszenz- oder Laserdiode, sowis der aus zwei nebeneinanderliegenden Photodioden mit möglichst gleicher Empfindlichkeit, vorzugsweise einer Doppeldiode, gebildete Photodetektor 4 angebracht.The invention is to be explained in more detail on the basis of a few embodiments will. The simplest arrangement is shown in FIG. On one e.g. tubular designed measuring system 1 are the light transmitter3, preferably a luminescence or Laser diode, as well as the one from two adjacent photodiodes with if possible same sensitivity, preferably a double diode, formed photodetector 4 attached.

An dem stabförmigen Objekt 2, das durch die geometrische Ausgestaltung des Meßsystems 1 und des Objektes 2 parallel zu der Oberfläche der Photodioden gaführt wird, ist eine Schlitzblende5angebracht, deren jeweils günstigste Breite von der Größe der Photodioden, dem gewünschten Meßbereich und der angestrebeten Meßgenauigkeit abhängt, Bei Bewegung des Objektes 2 bewegt sich die Schlitzblende 5 an dem Lichtsender 3 und Photodetekt~o 4 enthaltenden Meßsystem 1 vorbei. Aus den von den beiden Photodioden abgegebenen Photoströmen kann auf die Position des Objektes 2 geschlossen werden. Durch die Regelung des Stroms für den Lichtsender 3 ist, wie bebannt, ein stabiler Zusammenhang zwischen Stromdifferenz und Weg gegeben, so daß eine absolute Positionsmessung möglich ist. Der Weg dx berechnet sich aus dem Verhältnis der Differenz 1D der Photoströme zu deren Summe bei einer Breite mg B der Schlitzblende 5 und einem Abstand xd zwischen den Photodioden zu dx = 2 in( XB xd).On the rod-shaped object 2, which is due to the geometric configuration of the measuring system 1 and the object 2 parallel to the surface of the photodiodes a slit diaphragm 5 is attached, the most favorable width of which differs from the Size of the photodiodes, the desired measuring range and the desired measuring accuracy When the object 2 moves, the slit diaphragm 5 moves on the light transmitter 3 and photodetect ~ o 4 containing Measuring system 1 over. From the by The photocurrents emitted by the two photodiodes can affect the position of the object 2 to be closed. By regulating the current for the light transmitter 3 is how banned, given a stable relationship between current difference and path, so that an absolute position measurement is possible. The distance dx is calculated from the ratio the difference 1D of the photocurrents to their sum at a width mg B of the slit diaphragm 5 and a distance xd between the photodiodes to dx = 2 in (XB xd).

Da IS bekannt ist und durch die Regelung auch bei Temperaturänderungen konstant gehalten wird und da auch die Breite x8 der Schlitzblende 5 bekannt und konstant ist, kann mit der uorgeschlagenen Anordnung eine Absolutmessung ohne spezielle Eichung durchgeführt werden. Bei Verwendung starker Lichtsender 3 ist eine Positionsauflösung von 10 6mm erreichbar, die damit wesentlich besser ist als bei dem sehr aufwendigen Interferometersystem oder bei dem bisher bekannten System mit veränderlicher Schlitzbreite.Because IS is known and, thanks to the control, also in the event of temperature changes is kept constant and since the width x8 of the slit diaphragm 5 is also known and is constant, an absolute measurement can be carried out with the proposed arrangement without special Calibration can be carried out. When using strong light transmitters 3 is a position resolution of 10 6mm achievable, which is much better than the very expensive one Interferometer system or in the previously known system with variable slot width.

Eine zLteite Vorrichtung zur Messung der Position und der Bewegung eines Objektes 2 ist in Figur 2 dargestellt. Hiarbei beleuchtet der Lichtsender 3 die Schlitzblende 5, die beide Bestandteile des Meßsystems 1 sind. An dem Objekt 2 ist eine Linse 6 angebracht, die vorzugsweise plankonvex ausgebildet ist und die einseitig eine reflektierende Schicht 7 trägt.A second device for measuring position and movement of an object 2 is shown in FIG. The light transmitter illuminates at the same time 3 the slit diaphragm 5, which are both components of the measuring system 1. At the object 2, a lens 6 is attached, which is preferably designed plano-convex and the a reflective layer 7 on one side.

Durch die Linse 6 wird die Schlitzblende 5 auf den zum MeB-system 1 gehörenden Photodetektor 4 abgebildet. Auch hier ergibt eine Bewegung des Objektes 2 eine Verschiebung der auf den aus zwei Photodioden zusammengesetzten Photodetektor 4 fallenden Strahlung und ermöglicht durch Messung der Photoströme eine Bestimmung von Position und Bewegung des Objektes 2.Through the lens 6, the slit diaphragm 5 becomes the MeB system 1 belonging photodetector 4 shown. Here, too, there is a movement of the object 2 a shift of the photodetector composed of two photodiodes 4 falling radiation and enables a determination by measuring the photocurrents of the position and movement of the object 2.

Gegenüber der in Figur 1 dargestellten Anordnung wird die in Figur 2 wiedergegebene Ausführung dann eingesetzt, wenn größere Bewegungen des Objektes 2 erfaßt werden sollen, da bei der in Figur 1 dargestellten Anordnung die maximal meßbare Verschiebung durch die Abmessungen des Photodetektors 4 begrenzt ist. Durch Wahl der Geometrie der Ausführung in Figur 2 läßt sich der Meßbereich in weiten Grenzen variiern.Compared to the arrangement shown in FIG. 1, the arrangement shown in FIG 2 reproduced version used when larger movements of the object 2 should be detected, since in the arrangement shown in Figure 1, the maximum measurable displacement due to the dimensions of the photodetector 4 limited is. By choosing the geometry of the embodiment in Figure 2, the measuring range vary within wide limits.

Wenn es nicht möglich ist, an dem Objekt 2 eine verspiegelte Linse oder auch einen Hohlspiegel anzubringen, kann die in Figur 3 dargestelle Ausführung eingesetzt werden. Hierbei wird das Meßsystem 1 um die beiden Linsen 8 und 9 erweitert, wobei die Linse 8 die Schlitzblende 5 auf die Oberfläche des Objektes 2 abbildet und Linse 9 eine Abbildung der bestrahlten Objektstelle auf den Photodetektor 4 bewirkt. Mit dieser Ausführung ist eine berührungslose Entfernungsmessung zu einem beliebig gestalteten Objekt 2 möglich, wobei an dessen Oberfläche nur die Forderung gestellt werden muß, daß sie möglichst homogen reflektiert. Allerdings ergeben z.B. eine verspiegelte Oberfläche oder ein angebrachter Reflektor eine höhere empfangene Lichtleistung und damit eine bessere Meßgenauigkeit.If it is not possible, a mirrored lens on the object 2 or to attach a concave mirror, the embodiment shown in Figure 3 can can be used. Here, the measuring system 1 is expanded to include the two lenses 8 and 9, wherein the lens 8 images the slit diaphragm 5 onto the surface of the object 2 and lens 9 an image of the irradiated object location on the photodetector 4 causes. With this design, a non-contact distance measurement is possible to one arbitrarily designed object 2 possible, with only the requirement on its surface must be made so that it reflects as homogeneously as possible. However, e.g. a mirrored surface or an attached reflector a higher received Light output and thus a better measurement accuracy.

Der Einsatz eines solchen Meßsystems ist von Bedeutung bei der berührungslosen Messung von Schwingungen oder Verformungen von Maschinenanlagen, Bauwerken etc. Ferner ermöglicht die Verwendung zweier derartiger Meßsysteme , die auf gegenüberliegenden Seiten des Objektes angeordnet sind, die Dicke des Objektes 2 berührungslos zu messen. Gegenüber der bekannten Vorrichtung mit Laser und Fernsehkamera ist die beschriebene eBworrichtung wesentlich einfacher und ermöglicht wegen ihrer sehr hohen Auflösung die Messung sehr kleiner Dicken.The use of such a measuring system is important for the non-contact Measurement of vibrations or deformations of machine systems, structures, etc. Furthermore, the use of two such measuring systems, which are located on opposite sides Sides of the object are arranged to measure the thickness of the object 2 without contact. Compared to the known device with laser and television camera is the one described eBworrichtung is much simpler and allows because of its very high resolution the measurement of very small thicknesses.

Eine Schwierigkeit bei der Messung der Entfernung zum Objekt 2 oder bei der Messung der Dicke von Objekt 2 ergibt sich- daraus, daß eine nicht homogene Oberflächenstruktur, wie sie insbesondere bei Metalloberflächen auftritt, bei der Abbildung des auffallenden Lichtes auf die beiden Photodioden zu einer ungleichmäßigen Intensitätsverteilung führen kann, wodurch eine falsche Position vorgetäuscht wird. Dieser Störeinfluß läßt sich durch Verwendung einer Ausführung gemäß Figur 4 weitgehend beseitigen. Bei dieser Ausführung werden zwei Empfangssysteme mit Linse 9 und Photodetektor 4 eingesetzt, die symmetrisch zu der senkrecht zur Objektoberfläche liegenden Einstrahlrichtung angeordnet sind. Wenn die von den beiden Detektoren 4 abgegebenen Photoströme addiert werden, so addieren sich die entfernungsabhängigen Anteile der Ströme, uährend die durch die Oberflächenstruktur bedingte Intensitäts- und Stromverteilung mit unterschiedlichen Vorzeichen in die beiden Meßsignale eingehen und bei der Addition unterdrückt werden.A difficulty in measuring the distance to the object 2 or when measuring the thickness of object 2, it follows that a non-homogeneous Surface structure, as it occurs in particular on metal surfaces in the Imaging of the incident light on the two photodiodes in a non-uniform manner Intensity distribution can lead, whereby a wrong position is simulated. This interference can be largely eliminated by using an embodiment according to FIG remove. In this embodiment, there are two receiving systems with lens 9 and photodetector 4 is used, which is symmetrical to the direction of irradiation perpendicular to the object surface are arranged. If the photocurrents emitted by the two detectors 4 are added so add up the distance-dependent proportions of the Currents, including the intensity and current distribution caused by the surface structure enter with different signs in the two measurement signals and in the addition be suppressed.

Bei schlecht reflektierenden Oberflächen ist es möglich, daß die empfangene Lichtintensität so schwach ist, daß Fremdlicht aus der Umgebung des Meßsystems auf die Photodioden fällt und das Meßergebnis verfälscht. Durch Modulation der ausgesandten Strahlung mit einer bestimmten Frequenz, was bei Lumineszenzdioden sehr leicht durchgeführt werden kann, und selektive Verarbeitung des Meßsignals kann eine Störung durch Fremdlicht vermieden werden.In the case of poorly reflective surfaces, it is possible that the received Light intensity is so weak that extraneous light from the area around the measuring system appears the photodiode falls and the measurement result is falsified. By modulating the sent Radiation with a certain frequency, which is carried out very easily with light-emitting diodes can be, and selective processing of the measurement signal can be interference from extraneous light be avoided.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 5 dargestellt. Hiermit werden Bewegungen des Objektes 2 quer zum meßsystem 1 erfaßt. Dazu ist auf dem Objekt 2 ein Umlenkprisma 10 befestigt. Die von dem Lichtsender 3 beleuchtete Schlitzblende 5 wird von den Linsen 8 und 9 auf den Photodetektor 4 abgebildet, wobei über das Umlenkprisma 10 eine Strahlumlenkung erfolgt. Bei Bewegungen des Objektes 2 verschiebt sich die Abbildung der Schlitzblende 5 auf dem Detektor 4. Aus der Differenz der von den beiden Photodioden des Detektors 4 abgegebenen Photo ströme kann wieder die Position des Objektes 2 bestimmt werden, wenn die Summe der Photoströme in bekannter Weise konstant gehalten wird.Another embodiment of the invention is shown in FIG. With this, movements of the object 2 transversely to the measuring system 1 are detected. This is on A deflecting prism 10 is attached to the object 2. The illuminated by the light transmitter 3 Slit diaphragm 5 is imaged by lenses 8 and 9 on photodetector 4, a beam deflection taking place via the deflecting prism 10. When the Object 2 shifts the image of the slit diaphragm 5 on the detector 4. From the difference between the photos emitted by the two photodiodes of the detector 4 the position of the object 2 can be determined again when the sum of the Photocurrents is kept constant in a known manner.

Figur 6 zeigt eine Ausführung des Meßsystems, mit dem Drehbewegungen eines Objektes 2, an dem ein Reflektor 7 angebracht ist, gemessen werden können. Sie eignet sich besonders zur Erfassung extrem kleiner Drehwinkel, wie sie z.B.Figure 6 shows an embodiment of the measuring system, with the rotary movements an object 2 to which a reflector 7 is attached can be measured. It is particularly suitable for recording extremely small angles of rotation, such as those used e.g.

an Maschinenanlagen, an Bauwerken oder auch bei Spiegelgalvanometern auftreten. Hierbei wird die Schlitzblende 5, die von dem Lichtsender 3 möglichst gleichmäßig bestrahlt wird, mittels einer Linse 8, die zwischen Lichtsender 3 und Reflektor 7 angebracht wird, auf den Detektor 4 abgebildet. Wenn Lichtsender 3 und Photodetektor 4, wie in Figur 6 dargestellt, bezüglich der vertikal stehenden Drehachse des Reflektors 7 übereinander angeordnet sind, haben Entfernungsänderungen des Reflektors 7 keinen Einfluß auf den vom Photodetektor 4 abgegebenen Differenzstrom. ~ Mit einem gemäß Figur 6 ausgeführten Nleßsystem können Drehungen dpq Reflektors 7 um einen Winkel von lo nachgewiesen werden.on machine systems, on buildings or on mirror galvanometers appear. Here, the slit diaphragm 5, which is from the light transmitter 3 as possible is uniformly irradiated, by means of a lens 8 between the light transmitter 3 and Reflector 7 is attached, imaged on the detector 4. If light transmitter 3 and Photodetector 4, as shown in Figure 6, with respect to the vertical axis of rotation of the reflector 7 are arranged one above the other, have changes in distance of the reflector 7 has no influence on the differential current emitted by the photodetector 4. ~ With a measuring system implemented according to FIG. 6, rotations of the reflector 7 can be achieved an angle of lo can be detected.

Allen Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, daß aus wenigen einfachen und kleinen Bauelementen ein sehr genau arbeitendes Meßsystem aufgebaut werden kann, das eine absolute Messung ermöglicht und ein elsktrisches Meßsignal liefert, das sehr einfach weiterverarbeitst (für Regeleinrichtungen) und dargestellt werden kann. Durch elektronische Regelung des Stroms für den Lichtsender 3 wird eine Fehlmessung infolge der mit der Temperatur schwankenden Eigenschaften der Halbleiterelemente ausgeschlossen, so daß auch eine gute Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse erreicht wird.All embodiments of the invention have in common that from a few simple and small components built a very accurate measuring system which enables an absolute measurement and an electrical measuring signal supplies that are very easy to process further (for control systems) and are shown can be. By electronic regulation of the current for the light transmitter 3 is an incorrect measurement as a result of the properties of the semiconductor elements that fluctuate with temperature excluded, so that a good reproducibility of the measurement results is achieved will.

Bei allen Ausführungen kann als Detektor 4 statt der beiden nebeneinanderliegenden Photodioden auch ein positionsempfindlicher Detektor eingesetzt werden, wie das auch aus der DPA 26 06 434.6 bekannt ist.In all versions, the detector 4 can be used instead of the two adjacent ones Photodiodes can also be used as a position sensitive detector like that is also known from DPA 26 06 434.6.

Claims

Claims 1. Device for optical measurement of the position and the movement of an object in relation to a measuring system with a light emitter and a detector composed of two adjacent photodiodes, d a d u r G h g e -k e n n n z e i c h n e t that the light transmitter (3) has a slit diaphragm (5) constant width irradiated as evenly as possible, either with the itself moving object (2) or rigidly connected to the measuring system (i), in the latter If the radiation is reflected by the object (2) or a reflector (7) attached to it and is imaged onto the detector (4) by means of Linssn (6,8,9), and that the position of the object (2) in a manner known per se from the ratio of the difference to The sum of the photocurrents emitted by the two photodiodes of the detector (4) is determined will.

2. Uorrichtung according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the light transmitter (3) is a luminescence or a laser diode and iodine a double diode can be used as a detector (4).

3. Device according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the current for the light transmitter (3) in a known manner is regulated so that the sum of the currents emitted by the detector (4) is constant remain.

4. Device according to claims 1, 2 and 3, d a d u r c h g e -k e It is not stated that a rod-shaped object (2) is in a tubular shape executed measuring system (1) is performed so that the with d.em object (2) connected Slit diaphragm (5) is guided parallel to the surface of the detector (4).

5. Device according to claims 1, 2 and 3, d a d u r c h g e -k e It is noted that the object (2) has a preferably plano-convex lens (6) with a reflective layer (7) attached so that the from the light transmitter (3) the emitted radiation is reflected and the irradiated slit diaphragm (5) is mapped onto the detector.

6. Device according to claims 1, 2 and 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the slit diaphragm (5) irradiated by the light transmitter (3) by means of a lens (8) on the surface of the object (2) or one on the object (2) attached reflector (7) shown and that the irradiated zone on the object (2) is imaged onto the detector (4) by means of a further lens (9).

7 * Device according to claims 1, 2, 3 and 6, d a d u r c h g e k It is indicated that the radiation emitted by the light transmitter (3) is modulated and that the electronics connected downstream of the detector (4) selectively to the modulation frequency is matched.

8. Device according to claims 1, 2, 3, 6 and 7, d a d u r c h g e it is not possible to state that two receiving systems, consisting of lens (9) and Detector (4), symmetrical to that perpendicular to the surface of the object (2) Arranged irradiation direction and that the output from the two detectors (4) Signals are added so that the distance-dependent components add up and subtract the proportions caused by the surface structure.

9. Device according to claims 1, 2, 3, 6, 7 and 8, d a d u r c h it is not indicated that the positions are from two opposite sides the surface of the object (2) and thereby the thickness of the object (2) is measured.

10. Device according to claims 1, 2 and 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a deflecting prism (10) is attached to the object (2), so that movements of the object (2) transversely to the measuring system (1) can be detected.

11. Device according to claims 1, 2 and 3, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t that rotary movements of a reflector attached to the object (2) (7) can be detected by means of an irradiated slit diaphragm between (5) and reflector (7) arranged lens (8) the slit diaphragm (5) on the detector (4) is shown, whereby the light transmitter (3) with a slit diaphragm (5) in front of it and the detector (4), preferably parallel to the axis of rotation of the reflector (7), one above the other are arranged.