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Vorrichtung zum Messen von linearen Strecken oder Verschiebungen Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher lineare Strekken oder Verschiebungen mit sehr grosser Genauigkeit gemessen werden können. Solche Vorrichtun-
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einem stets im selben Sinne rotierenden Aibtast- ) körper entsprechend der zu messenden Länge in seiner Längsrichtung relativ verschiebbar ist, wo- bei der Messkörper mindestens ein Muster von ge- gen seine Längsrichtung geneigt -und nebel11einan- der in, gleichem Abstand verlaufenden flussdurch- ilässigen oder flussautssendienden Streifen trägt, zwischen denen flussundurchlässige Streifen liegen,
und der Abtastkörper als modulierendes Muster nebeneinander verlaufende Schrauben-oder spi- raJtformige Streifen von konstantem Windungsab- stand trägt, die abwechselnd für den aus den
Streifen des Messkörpers austretenden Fluss durch- lässig und undurchlässig sind, welche Streifen sich zufolge der Rotation des Abtastkörpers stets wie- derkehrend quer zu den Streifen des Messkörpers i verschieben, wodurch der Fluss einer zyklischen
Modulation unterworfen ist, welche zufolge dem geneigten Verlauf der Streifen auf dem Messkör- per bei dessen relativer Längsverschiebung eine dem Betrag dieser Verschiebung proportionale
Phasenverschiebung erfährt, und dass Mittel zur
Messung dieser Phasenverschiebung vorgesehen sind, die die entprechende Längsverschiebung in
Längeneinheit anzeigen.
Das auf dem Messkörper vorgesehene Muster kann erfindungsgemäss aus durchsichtigen Streifen bestehen und der Abtastkörper eine Scheibe sein, die als modulierendes Muster eine durchsichtige und eine undurchsichtige Spirale trägt. In diesem
Falle ist wenigstens eine Lichtquelle als Quelle eines zu modulierenden Lichtflusses vorgesehen.
Auf dem Messkörper sind dann vorzugsweise meh- rere Muster von parallelen, durchsichtigen Strei- fen vorgesehen, welche die gleiche Teilung, aber verschiedene Neigungen gegen die Längsrichtung des Messkörpers haben, und es haben aufeinanderfolgende Windungen der auf der Scheibe vorgesehenen Spiralen einen Abstand voneinander, der dieser Teilung entspricht. Dabei weist die relativ zum Messkörper bewegbare Abtasteinrichtung für jedes der Muster je eine Lichtquelle und für jede
Lichtquelle einen Schlitz auf, durch welchen der
Lichtfluss hindurchgeht, nachdem er durch den
Messkörper und die Scheibe hindurchgegangen ist.
Dieser Lichtfluss fällt dann auf eine zugeord- nete photoelektrische Zelle, und mindestens einige der von diesen Zellen gelieferten Wechselströme dienen zur blitzartigen Erregung von Lichtquel- len, welche synchron mit der Scheibe rotierende
Skalen stroboskopisch beleuchten. Es ist unter
Umständen vorteilhaft, den von einer dieser Zel- len gelieferten Wechselstrom nach entsprechender
Verstärkung zur Speisung eines Synchronmotors zu verwenden, der eine rotierende Skala antreibt. Itadlesem Falle kajm man nämlich für den An- trieb der Scheibe einen Gleichstrommotorr an
Stelle eines Synchronmotors verwenden.
Es sei in diesem Zusammenhange erwähnt, dass
Messvorrichtungen, die Photozellen und strobo- skopisch beleuchtete Skalen verwenden, aus der
USA-Patentschrift Nr. 2, 510, 093 bekannt sind.
Die betreffenden Messvorrichtungen arbeiten im übrigen aber mit ganz andern Mitteln als die er- findungsgemässe Vorrichtung und sind insbeson- dere für die Fernmessung von Flüssigkeitsmengen, z. B. in Benzintankanlagen vorgesehen. Für die genaue Messung von linearen Strecken oder Ver- schiebungen, wie sie insbesondere bei Werkzeugmaschinen erforderlich ist, eignen sich diese bekannten Messvorrichtungen nicht, da die in ihnen angewendeten Spiegel im Gegensatz zu der erfindungsgemäss angewendeten Phasenverschiebungsmessung eines modulierten Flusses keine ge- nügeade Genauigkeit gewährleisten.
Bei der erfindungsgemässen Messvorrichtung kann auch ein magnetischer Fluss angewendet werden. Die Streifen des Messkörpers weichen dann durch ihren Magnetisierungszustand von einander ab, während die Abtasteinrichtung mindestens eine Schraube aus magnetisierbarem Material aufweist. Je zwei aufeinander folgende Schraubenwindungen haben dann einen Abstand voneinander, welcher der Teilung des Streifenmusters gleich ist, und die Schraube rotiert derart nahe am Messkörper, dass ein magnetischer Wechselfluss in einem der Schraube zugeordneten magnetischen Kreis erzeugt wird.
Die Phasenverschie-
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bung dieses Wechselflusses wil1d dann. gemessen und die entsprechende Längsversohldbung in
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ist in wirtschaftlicher Hinsicht vorteilhafter als 5 diejenige mit der rotierenden Scheibe und den
Photozellen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Erfin- dungs-, egenistandes sind aus der nachfolgenden
Beschreibung, die auf die Zeichnungen Bezug t nimmt, ersichtlich.
Es zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht einer Aus- führungsifonm der Erfindung, Fig. 2 eine weitere
Seitenansicht der Ausfahrungsform gemäss Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ausführungsform 5 gemäss Fig. 1 und 2, Fig. 4 ein Prinzipschaltbild der für die Ausführungsform gemäss Fig. 1-3 verwendeten Anzeigevorrichtung, Fig. 5 eine Teil- ansicht einer Anzeigevorrichtung gemäss Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine zweite Ausfüh- rungsform der Erfindung, Fig. 7 eine Teilansicht einer.
Einzelheit der Fig. 6, Fig. 8 eine schematische
Darstellung der Anordnung gemäss Fig. 6 und 7,
Fig. 9 eine Teilansicht von Einzelheiten aus den
Fig. 6,7 und 8, Fig. 10 eine Anzeigevorrichtung für die Anordnung gemäss Fig. 6-9, Fig. 11 eine
Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der
Erfindung, Fig. 12 ein Prinzipschaltbild einer
Messanordnung unter Verwendung der Anord- nung gemäss Fig. 11, Fig. 13 eine schematische
Ansicht zur Erläuterung einer Anwendung der
Ausführungsbeispiele gemäss den vorstehenden
Figuren, Fig. 14 eine Draufsicht auf die in Fig. 13 dargestellte Anordnung, Fig. 15 ein typisches An-
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Erfindung, Fig. 17 eine Draufsicht auf Einzelheiten der Fig. 16 und Fig. 18 eine Teilansicht eines einzelnen Bauelementes, welches bei den Anordnungen gemäss Fig. 16 und 17 verwendet wird.
Nachfolgend soll nun auf die Zeichnungen, u. zw. zunächst auf Fig. 1 eingegangen werden.
Das erste Messorgan 1 hat die Gestalt eines läng-
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zweite Messorgan wird von einer Abtastscheibe
2 gebildet, die in kleinem Abstand über der Ober- fläche der länglichen Messplatte 1 angeordnet ist, wie es Fig. 1 und 2 zeigen. Die Messplatte 1 ist mit einer ersten Reihe von länglichen und parallel zueinander verlaufenden, flussdurchleiten- den, d. h. in diesem speziellen Ausführungsbei- spiel lichtundurchlässigen Flchenteilen versehen, die allgemein mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet sind. Des weiteren sind auf der Messplatte noch eine zweite Reihe von flussdurchleitenden Flächenteilen 4 und eine dritte Reihe von flussdurchleitenden Flächenteilen 5 angeordnet.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die erste Reihe von fluss- 'durchleitenden Flächenteilen 3 eine geringe Nèigung gegenüber dem Rand der Messplatte 1 hat, während die zweite Reihe 4 unter einer noch grösseren Neigung als die erste verläuft. Die dritte
Reihe 5 besteht aus sich quer erstreckenden Flä- chenelementen, die über die Länge der Messplatte verteilt sind.
Nach dem Grundgedanken der Erfindung wechseln diese lichtdurchlässigen Flächenteile der
Ausführungsform gemäss Fig. 1 bis 3 mit un- durchsichtigen Flächenteilen der Messplatte ab.
Das Licht kann nur durch die transparenten Flä- chen hindurchprojiziert werden. Bei dieser Aus- führungsform der Erfindung ist die Teilung zwi- schen diesen Flächen oder der Abstand von der Mittellinie der einen Fläche zur Mittellinie der benachbarten, gleichartigen Fläche innerhalb je- der der drei Reihen 3, 4 und 5 untereinander gleich, wobei jede Fläche eine Breite hat, die der Hälfte der Teilung P entspricht. Die Teilung kann entsprechend einer vorbestimmten Einheits- messlänge, beispielsweise gleich 1 mm gewählt werden, so dass in der Reihe 5 zehn gleichartige Flächen je Zentimeter vorgesehen sind.
Gemäss dem Grundgedanken der Erfindung weist die Abtastscheibe 2 abwechselnd undurchsichtige und transparente Abschnitte auf, die durch eine undurchsichtige, um die Scheibenachse des Abtastorgans herum angeordnete Spirale gebildet wsr- den. Die transparenten Spiralwindungen bilden eine weitere Reihe von lichtdurchlässigen Flächen, die den entsprechenden Reihen der Messplatte ge-s genüberstehen. Die Teilung P der spiraligen Windungen ist gleich der Teilung P der undurchsichtigen Flächen der Messplatte und die Breite dieser Flächen ist ebenso wie die Breite der Flächen auf der Messlatte gleich P/2.
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Unterhalb der Reihe 5 ist eine Lichtquelle 7a angeordnet, deren Licht durch eine Linse 7 und durch eine Mehrzahl von transparenten Flächen- teilen 5a der Reihe 5 hindurchstrahlt. Dieses Licht
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dungen der Abtastscheibe und eine Blende 8 mit dem'Schlitz 9 hindurch, welcher sich in Richtung der Reihe 5 über eine Mehrzahl der lichtdurchlässigen Flächenteile der Reihe erstreckt. Das Licht, welches durch die Reihe 5 und durch die transparenten Flächen der Abtastscheibe 2 und
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ten Photozelle 11 zuführt. Hiedurch ergibt sich, dass die Menge des von der Photozelle empfangenen Lichtes und der von der Photozelle erzeugte resultierende Strom von der Relativlage der spiraligen Windungen der Abtastscheibe 2 und den Flächen, der Reihe 5 abhängt.
Erfindungsgemäss wird die Abtastscheibe 2 von einem Synchronmotor 12 mit vorgegebener Drehzahl, beispielsweise mit 60 Umdrehungen pro Sekunde, angetrieben. Wenn die Abtastscheibe 2 der Fig. 3 in dem Sinne des Uhrzeigers entgegengesetzter Richtung gedreht wird, bewegen sich die spiraligen Windungen innerhalb des Schlitzes 9 mit 60 Teilungen pro Sekunde von rechts nach links. Dies hat zur Folge, dass sich die durch die
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Flächen der Spiralwindungen hindurchtretenden hat eine Lichtöffnung in Form eines Schlitzes
Lichtmengen abwechselnd entsprechend der Ab- tastfrequenz oder 60 mal pro Sekunde erhöhen und vermindern. Auf diese Weise überträgt die ; Photozelle ein Signal mit einer Frequenz, die der
Abtastfrequenz gleich ist und 60 Hz beträgt.
Wenn die Messplatte 1 und die Aibtastvorrich- tung 2 relativ zueinander in Richtung der Längs- erstreckung der Platte 1 bewegt werden und dabei eine Abtastung durchgeführt wird, entsteht in dem erzeugten Signal eine Phasenverschiebung.
Wird beispielsweise die Platte 1 innerhalb einer
Sekunde um einen Abstand, der einer Teilung entspricht, nach links bewegt, ergibt sich. eine re- 'sultierende Frequenz von 59 Hz. Wird die Platte
1 nach rechts bewegt, entsteht eine resultierende
Frequenz von 61 Hz. Durch eine Relativver- schiebung um eine Teilung oder 1 mm entsteht
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bestimmten Zeitdauer erfolgen muss ; vielmehr kann die Bewegung stetig oder auch unstetig S durchgeführt werden. Die Angabe, dass. die Re- lativbewegung innerhalb einer Zeitdauer von ei- ner Sekunde durchgeführt wird, diente lediglich zur Erläuterung.
Des weiteren bewirkt jede Re- lativverschiebung, die kleiner ist als die vorste- hend genannte Grösse, d. h. kleiner als 1 mm, eine proportionale, entsprechend kleinere Pha- senverschiebung des erzeugten Signales. Das von der Photozelle 11 erzeugte Signal wird im Ver- stärker 13 verstärkt und einer stroboskopischen
Lichtquelle 14 zugeführt. Die Lichtquelle 14 dient dazu, über eine Blende 15 einen Teil 15a einer
Anzeigescheibe 16 zu beleuchten, welche mit ei- nem Synchronmotor 17 in Umdrehung versetzt wird. Der Synchronmotor 17 wird mit einem
Strom gespeist, der aus der gleichen Quelle kommt wie der des Motors 12, so dass. die Scheibe
16 mit gleicher Drehzahl angetrieben wird wie die Abtastscheibe 2.
Die Lichtquelle 14 beleuch- tet einen Teil der Scheibe 16, welcher in Hun- dertsteln derjenigen Längenmasseinheit geeicht sein kann, die dem gegenseitigen Abstand der lichtdurchlässigen Flächenteile 5a entspricht. Da das Signal, welches der stroboskopischen Licht- quelle 14 zugeführt wird, solange die Abtastvor- richtung und der Messstreifen nicht relativ zueinander bewegt werden, eine Frequenz aufweist, die der Abtastfrequenz entspricht, bringt die Lichtquelle die Scheibe optisch zum Stillstand, so dass stets der gleiche Teil der Scheibe entsprechend der erzeugten Frequenz beleuchtet wird.
Wenn jedoch die stroboskopische Lichtquelle 14 infolge der Phasenverschiebung zu einem andern Zeitpunkt zündet, beleuchtet sie einen andern Teil der Anzeigescheibe. Hiedurch ergibt sich eine unterschiedliche Anzeige.
Eine zweite Lichtblende 19 ist oberhalb der Reihe 3 und 4 angeordnet. Die Lichtblende 19
20, der quer zur Messplatte 1 gerichtet ist und sich über die Reihe 3 erstreckt, und einen zweiten
Schlitz 21, der über der Reihe 4 angeordnet ist.
Die Lichtquellen 22 und 23 werfen ihr Licht durch die unterhalb dieser Schlitze angeordneten
Linsen 24 und 25 und durch die transparenten Windungen der Spirale, so dass das Licht von den Photozellen 26 bzw. 27 empfangen wird.
Zwischen der Blende 19 und den Photozellen 26 und 27'können noch zusätzliche Linsen 28 und 29 angeordnet werden, um das Licht an den Photozellen 26 und 27 zu fokussieren. Die Windungen der Spirale der Abtastvorrichtung dienen dazu, den durch die Reihen 3 und 4 hindurchtretenden Lichtfluss in ähnlicher Weise wie beim Abtasten der Reihe 5 zu modulieren. Die Abta- stung geschieht in diesem Fall jedoch quer zur Platte 1. Wenn die Abtastscheibe 2 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn rotiert, erfolgt die Abtastung wie aus Fig. 3 ersichtlich, in radialer Richtung von aussen nach innen und quer zu der in Fig. 3 dargestellten Messlatte.
Die Reihe der flussleitenden bzw. lichtdurchlässigen Flächenteile 3 hat gegenüber der Längsachse der Platte 1 eine stetige Steigung. Vorzugs- weise ,beträgt die Steigung der Reihe 3 für einen in Längsrichtung der Platte 1 gemessenen Ab- ! stand von 100 mm in der Querrichtung eine Teilungseinheit. Anderseits beträgt die Steigung für die Reihe 4 für einen in Längsrichtung der Platte
1 gemessenen Abstand von 10 mm eine Teilung- einheit. Somit entspricht der Abstand zwischen den Mittellinien der Flächenteile in den Reihen
3 und 4, in Längsrichtung der Platte 1 gemessen, bestimmten Vielfachen der Grundmasseinheit, die für die Reihe 5 verwendet wird.
Wenn die Abtastscheibe 2 mit der vorgegebe- nen Drehzahl von 60 Umdrehungen pro Sekunde gedreht wird, erhalten die von den Photozellen
26 und 27 erzeugten Signale eine Frequenz von
60 Hz. Werden nunmehr die Abtastscheibe 2 und die Platte 1 relativ zueinander in bezug auf die J
Fig. 3 von links nach rechts oder von rechts nach links bewegt, scheinen sich die Flächenteile der Reihe 3 und die Flächenteile der Reihe 4 unter den Schlitzen 20 und 21 in Querrichtung zu bewegen, obwohl sie sich tatsächlich in Richtung der Relativbewegung verschieben. Für die Reihe 3 ist eine räumliche Relativbewegung von 100 mm erforderlich, damit eine Verschiebung der Flächenteile um eine Teilung parallel zur Abtastrichtung erfolgt.
Diese Verschiebung bedeutet 1 für das von der Photozelle 26 übertragene Signal eine Phasenverschiebung um 3600. Bei der Reihe 4 muss die Abtastscheibe 2 gegenüber der Platte 1 um 10 mm räumlich bewegt werden, damit eine Verschiebung der Flächenteile der Reihe i : um eine Teilung erfolgt ; diese Verschiebung entspricht einer Phasenverschiebung um 3600 für das von der Photozelle 27 erzeugte Signal. Für ge- ringere Verschiebungen entstehen an den Photo-
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zellen 26 und 27 in entsprechendem Verhältnis kleinere Phasenverschiebungen.
Das von der Photozelle 27 erzeugte und übertragene Signal wird mit, dem Verstärker 30 ver- stärkt und einer strob09kopischen Lichtquelle 31 zugeführt, mit der ein Abschnitt 32 der Anzeigescheibe 16 beleuchtet wird. Das von der Photozelle 26 erzeugte und übertragene Signal wird vom Verstärker 33 verstärkt und einer dritten stroboskopischen Lichtquelle 34 zugeführt, die dazu dient, einen dritten Abschnitt 35 der An- zeigescheibe 16 zu'beleuchten.
In jedem der Abschnitte 15a, 32 und 35 sind geeichte Skalen angebracht, die auf Kreisen um die Achse der Scheibe 16 herum verlaufen. Die sich über 3600 erstreckenden Skalen der Abschnitte 15a, 32 und 35 entsprechen Längen von 1 mm,
10 mm und 100 mm.
Da für die Reihe 3 eine Längsverschiebung um 100 mm erforderlich ist, um eine Phasenverschiebung von 360 zu bewirken, ist. der Abschnitt 35 in Einheiten von 10 mm und 1 mm unterteilt.
Da für die Reihe 4 eine Längsverschiebung von 10 mm erforderlich ist, um eine Phasenverschiebung von 3600 hervorzurufen, kann der Abschnitt 32 in Einheiten von 1 mm und 1/10 mm unterteilt sein.
Auf diese Weise arbeiten die Abtastscheibe 2 und die Platte 1 als Signalerzeuger zusammen und liefern ein zyklisches. Signal, dessen Phasenlage genau proportional der Verschiebung der Platte 1 gegenüber der Abtastscheibe 2 ist. In gewissen Fällen kann es wünschenswert sein, die Platte 1 stationär anzuordnen. In diesem Falle wird die Phasenverschiebung dadurch bewirkt, dass man die Abtastvorrichtung mit der Abtastscheibe 2 und dem Motor 12 räumlich bewegt.
Eine zuvor festgelegte Phasenverschiebung von beispielsweise 3600 in jedem zyklischen Signal entspricht einer zuvor festgelegten Messlänge oder einem zuvor festgelegten Vielfachen oder auch Bruchteil der zuvor festgelegten Einheitsmesslänge.
In den Fig. 6 bis 10 ist ein weiteres Ausfüh- rung9beispiel, dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird an Stelle des im Ausführungsbeipiel gemäss Fig. 1-5 verwendeten Lichtflusses ein magnetischer Fluss verwendet. Gemäss diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein länglicher, magnetischer Speicherkörper 40 oder ein Messband vorgesehen, welches eine Mehrzahl von in Reihen angeordneten, magnetischen Flächenteilen aufweist. Die erste Reihe ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 41, die zweite Reihe mit dem Bezugszeichen 42 und die dritte Reihe mit dem Be- zugszei, c, h, en 43 versehen. jeder dieser Reihen ist ein durch eine Schraube 44, 45 bzw. 46 gebildeter Abtaster zugeordnet, welche unmittelbar über dem Messband 40 angeordnet sind.
Die Abtaster 44, 45 und 46 werden von Schraubenkörpern gebildet (Fig. 7), die alle auf einer gemeinsamen Welle 48 angeordnet sind und von einem Motor 49 angetrieben werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist in jeder Reihe des Messbandes eine Mehrzahl von Flächenteilen angeordnet, von denen abwechselnd jeweils eines magnetisch ist und eines nicht. Die magnetischen Flächenteile sind in Längsrichtung magnetisiert, d. h., die theoretischen Nord- und Südpole sind in Längsrichtung über das Messband 40 verteilt.
Die Teilung P zwischen den einzelnen Gängen der Abtastschrauben entspricht der Teilung der magnetisierten Flächen, genau so wie die Teilung P zwischen den Spiralwindungen des in Fig. 3 dargestellten Abtasters der Teilung der Flächenteile entspricht. Die Abtastschraubenkör- per 44, 45 und 46 können aus Mu-Metall oder einem ähnlichen Material mit relativ hoher An-
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Wie insbesondere aus Fig. 8 ersichtlich, sind unterhalb des Messbandes 40 Abnehmerspulenanordnungen 50, 51 und 52 vorgesehen. Jede dieser Abnehmerspulen, die untereinander gleichartig ausgebildet sind, Mt jeweils einem der Abtaster 44, 45 und 46 zugeordnet. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, besteht jede Abnehmerspule aus einem aus Mu-Metall bestehenden, schleifenartig ausgebildeten Magnetkern 53, welcher durch eine Induktionsspule 54 hindurchgeführt ist. Die Schenkel des Kernes liegen in Längsrichtung des Messbandes 40 auseinander, wobei der eine Schenkel 54a unterhalb der Achse der Abtastschraube, im vorliegenden Falle der Schraube 44, angeordnet ist.
Der andere, nicht bezeichnete Schenkel ist etwas vom Schenkel 54a entfernt, befindet sich jedoch ebenfalls noch unterhalb der Abtastvorrichtung.
Auf diese Weise ist ein Pfad für den magnetischen Fluss geschaffen, der über die magnetisierten Flächenteile, den Abtaster, den Magnetkern und die Induktionsspule führt. Wenn die Abtastschraube mit zuvor festgelegter Drehzahl, beispielsweise mit 60 Umdrehungen pro Sekunde, gedreht wird, bewegen sich die Gänge der Schraube mit einer Frequenz von 60 Flächenteilen je Sekunde über die magnetisierten Flächenteile hinweg.
Die Gewindegänge der Abtastvorrichtung 44, die gleichmässig verteilte, magnetflussübertragende Elemente bilden, schaffen eine überbrük- kung bzw. einen Nebenschluss für den von den magnetisierten Flächen des Messbandes 40 ausgehenden Magnetfluss. Eine maximale magnetische Nebenschlusswirkung wird immer dann erreicht, wenn sich die Gewindegänge 58'des Abtasters unmittelbar über den magnetisierten Flächenteilen befinden, während die geringste magnetische Nebenschlusswirkung auftritt, wenn sich die Gewindegänge zwischen zwei benachbarten, magnetischen Fluss übertragenden Flächen befinden. Durch eine Bewegung der Gewindegänge gegen- über den Flächenteilen entsteht eine Änderung des magnetischen Flusses in der Magnojkernschlei- fe 53.
Auf diese Weise bewirkt eine Rotation des Abtaster 44, dass dieser den Magnetfluss moduliert und in der Spule 54 ein Signal von verän-
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derlicher Amplitude induziert. Wenn der Abtaster mit einer Frequenz von 60 Umdrehungen pro Sekunde gedreht wird, wird der Fluss 60mal je Sekunde moduliert, so dass in der Spule 54 ein Signal mit 60 Hz induziert wird.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Reihe 43 parallel zur Längsachse des Messbandes 40. Hiedurch erhält das in der Spule 52 erzeugte Signal eine Frequenz, die der Drehzahl des Motors 49 entspricht, ohne dass eine Phasenverschiebung auftreten könnte. Dieses Signal wird im Verstärker 56 verstärkt und einem Syn, chronmotor 57 z-ugeführt. Der Synchronmotor 57 versetzt eine Anzeigescheibe 58 in Umdrehungen, die der Anzeigenscheibe 16 der Fig. 4 ähnlich ist. Durch diese Anordnung kann als Motor 49 ein Gleichstrommotor mit veränderlicher Drehzahl verwendet werden, da sich die Anzeigenscheibe 58 bezüglich ihrer Drehzahl der Drehzahl des Motors 49 und der Abtastfrequenz anpasst.
Die zwei einen Magnetfluss aussendende Rei- hen 41 und 42 haben gegenüber der Längsachse des Messbandes 40 in ähnlicher Weise wie die
Reihen 3 und 4 der Fig. 3 eine zuvor festgelegte
Steigung. Beispielsweise steigt die Reihe 42 je
Längeneinheit von 1 mm um eine Teilung P an.
Die Reihe 41 steigt dagegen je Längeneinheit von
10 mm um eine Teilung P an. Eine räumliche Re- lativbewegung zwischen den Abtastern und dem
Messband 40 mit den darauf befindlichen Flä- chenteilen in einer Richtung parallel zur Längs- erstreckung des Messbandes 40 hat in gleicher
Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 eine zuvor festgelegte Phasenänderung des er- zeugten Signales zur Folge.
Das Signal, welches mit der Spulenanordnung 50 erzeugt wird, kann mit einem Verstärker 59 verstärkt und zum Zün- den einer stroboskopischen Lichtquelle 60 ver- wendet werden. Das Signal, welches von der
Spulenanordnung 51 erzeugt wird, kann mit ei- nem Verstärker 61 verstärkt und damit eine stro- boskopische Lichtquelle 62 gespeist werden. Das
Licht dieser zwei Lichtquellen 60 und 62 be- leuchtet durch eine Blende 63 hindurch die An- zeigeskalen 64 und 65 der Scheibe 58. Beispiels- weise kann die Skala 64 in Einheiten von 1 mm und 1/10 mm und die Skala 65 in Einheiten von 1/10 mm und V/o mm geeicht sein.
Es soll noch darauf hingewiesen werden, dass durch den Antrieb des Synchronmotors 57 in Abhängigkeit vom Abtastvorgang des Tasters 46 sichergestellt wird, dass der Motor 57 mit der gleichen Drehzahl umläuft wie die Abtastvorrichtungen. Die Wirkung Ist die gleiche, wie wenn der Gleich- strommotor 4. 9 und der Synchronmotor 57 auf der gleichen Achse angeordnet wären. Des weiteren kann auch in gewissen Fällen auf die Reihe von gleichmässig verteilten magnetflussaussendenden Flächen 43 verzichtet werden und die Anzei- gesdbeibe mit dem Gleichstrommotor an Stelle des Motors 57 angetrieben werden. Im übrigen ist für die beschriebene Anordnung eine genaue und konstante Drehzahl nicht erforderlich.
Um die
Abtastvorrichtungen und die Anzeigenscheibe in Rotation zu versetzen, könnte auch, wenn es sich um gleiche Drehzahlen handelt, ein durch Luftströmung betätigter Motor verwendet wer- den. Bei Verwendung eines sokhm Luftmotors würde die Drehzahl beachtlich schwanken, doch könnte die Anordnung trotzdem arbeiten, da die von den Abtastvorrichtungen 44 und 45 erzeugte Grundfrequenz der Drehzahl entsprechen wür- de. Das gleiche Antriebsverfahren für die Anzeigescheibe 58 könnte auch bei der Ausführung- form gemäss Fig. 3 angewendet werden, indem man flussübertragende Flächen anordnet, die sich parallel zur Längsachse der Messplatte erstrecken.
Die Fig. 11 und 12 erläutern ein weiteres Aus- führungstbeispiel der Erfindung. Bei dieser Aus- führungsform der Erfindung sind die mit Abstand angeordneten magnetisierten Flächen 71 über die Länge eines Messban'des 70 in ähnlicher Weise verteilt wie die lichtdurchlässigen Flächen 5a der Fig. 3. Diese magnetisierten Flächen sind jeweils i um eine Teilung P voneinander getrennt, entspre- chend einer zuvor festgelegten, linearen Messgrösse von beispielsweise 1 mm.
Bei dieser Aus- führungsform der Erfindung komen die einzelnen magnetisierten Flächen 71 so angeordnet werden, dass ihre theoretischen Nord- und Südpole in Abstand voneinander und quer zur Ebene des Messbandes 70 angeordnet sind, wobei die Flächen zwischen den vorgenannten magnetisierten Flächen entweder keine Polarität oder entgegengesetzte Polarität aufweisen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die durch Schrauben 72 und 73 gebildeten Abtaster von einem Synchronmotor 74 angetrieben. Der Motor 74 erhält seine elektrische Antriebsenergie von der einen Phase einer dreiphasigen Stromquelle 75. Unterhalb der Abtaster 72 und 73 sind magnetische Abnehmeranordnungen 76 bzw. 77 angeordnet. Zu jeder dieser Abnehmeranordnungen gehört eine Induktionsspule 78 bzw. 79.
Bei : dieser Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der eine Schenkel des Abnehmermagnetkernes in der Längsrichtung des Messstreifens 70, während bei der Ausführungsform gemäss Fig. 6-9
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tet ist. Die Modulation des magnetischen Flusses mittels der Abtaster 72 und 73 erfolgt jedoch in ähnlicher Weise wie bei den Abtastern 44, 45 und 46. Die Abtaster 72 und 73 dienen dazu, den magnetischen Fluss mit einer Frequenz zu modul lieren, die'der Abtastfrequenz entspricht, wobei in den Spulen 78 und 79 ein zyklisches Signal induziert wird.
In gleicher Weise wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen bewirkt eine räumliche Relativverschiebung zwischen den 1 Messstreifen und den Abtastern eine Phasenlagen- änderung, die der Grösse der Relativverschiebung proportional ist.
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Der Abtaster 73 ist mit Gewindegängen versehen, deren Teilung (Ganghöhe) gleich der Teilung zwischen den magnetisierten Flächen 71 ist.
Der Abtaster 72 dagegen ist eine zehngängige Schraube, deren einzelne Gewindegänge eine dem Zehnfachen der Teilung zwischen den mafgnetisijr- ten Flächen 71 entsprechende Ganghöhe besitzen, so dass bei einer Umdrehung des Abtasters 72 zehnmal so viel Gewindegänge die magnetisierten Flächen 71 abtasten als dies beim Abtaster 73 der Fall ist. Auf diese Weise moduliert der Abtaster 73, wenn die beiden Abtaster 72 und 73 - mit gleicher Drehzahl bewegt werden, den magnetischen Fluss mit einer Frequenz, die der Rotationsfrequenz entspricht, während der Abtaster 72 ein Signal erzeugt, dessen Frequenz zehnmal so gross ist.
Das Signal vom Abtaster 73 wird mit dem Verstärker 79a verstärkt und in die Rotorwicklungen eines Drehfeldnehmers 80 eingespeist. Die Statorwicklungen des Drehfeldnehmers 80 werden aus der dreiphasigen Stromquelle 75 gespeist. Der Rotor 81 des Drehfeldnehmers trägt eine Anzeigetrommel 82, die in Einheiten von 1/10 mm und i Vioo mm geeicht ist. Solange das vom Abtaster 73 erzeugte und in die Rotorwicklungen eingespeiste Signal die gleiche Frequenz hat wie das aus der dreiphasigen Stromquelle 75 kommende Signal, bleibt der Rotor 81 unbewegt. Sobald jedoch zwischen dem Abtaster und dem Messstreifen 70 eine räumliche Relativbewegung erzeugt wird, so dass eine Phasenlagenänderung auftritt, verdreht sich der Rotor 81 um einen der Phasenverschiebung entsprechenden Winkel.
Wenn beispielsweise die relative Verschiebung 0, 5 mm oder einer halben Teilung entspricht, erleidet das vom Abtaster 73 erzeugte Signal eine Phasenverschiebung von 1800, wodurch der Drehfeldnehmer seinen Rotor 81 um. 1800 verdreht und auf der Trommel die Anzeige 0, 50 zur Schau stellt, womit die beiden Signale wieder phasengleich sind.
Das vom Abtaster 72 gelieferte Signal hat eine zehnmal so grosse Frequenz wie das Signal vom Abtaster 73. Mit Hilfe eines elektronischen Frequenzteilerkreises 83 wird die Frequenz durch 10 geteilt. Das resultierende Signal wird im Verstärker 84 verstärkt und einem Phasenwinkelsummierungskreis 85 zugeführt. Ein zweites Drehfeldsystem dessen Statorwicklungen ebenfalls aus einer dreiphasigen Stromquelle 75 gespeist werden, ist mit seinem Rotor an eine Anzeigetrommel 87 angekoppelt, auf der die vollen MilHmeterbeträge abgelesen werden können. Die einphasigen Rotorwicklungen schicken das durch die StatorwicMungen iriduzierte Signal in den Summieruügskreis 85. Der Summierungskreis dient dazu, die Phasenbeziehungen der Signale zu vergleichen, die vom Verstärker 84 und von'den Rotocwicklungen des Drehfeldsystems 86, dort eingespeist werden.
Dieser Phasenvergleich kann in bekannter Weise mit Gasentladungsröhren so erfol- gen, dass ein Gleichspannungsausgangssignal ent- steht, das dem Gleichstrommotor M zugeführt wird. Der Gleichstrommotor 88 ist mit einem Ge- triebe an die Rotorwelle 89 angekoppelt. Wenn die dem Summierungskreis zugeführten Signale phasengleich sind, entsteht kein Gleichspannungs- ausgangssignal. Besteht jedoch zwischen ihnen ei- ne Plhasen. verschiebung, so wird ein Gleichspan- nungsausgangssignal erzengt, welches den Motor
88 erregt und eine Verdrehung des Rotors des Drehfeldsystems 86 und der Anzeigetrommel 87 bewirkt. Wenn die beiden Signale untereinander eine Phasenverschiebung von 180"anweisen, wird auch der Rotor des Drehfeldsystems 86 um 1800 verdreht.
Tritt eine geringere oder grössere Phasenverschiebung auf, wird der Rotor entsprechend um einen geringeren oder grösseren Betrag ver- dreht.
Das mechanische Zählwerk 90 ist mit einem Fenster 91 versehen, in, dem, die Anzahl der Um- drehungen des Rotors 89 his 1000. abgelesen wer- den kann. Da eine Umdrehung des Rotors 89 und der Trommel 87 einem Zentimeter entspricht, lässt sich die Verschiebung in Zentimeter-Einhei- < ten ablesen.
Es ist noch darauf hinzuweisen, dass das Zusammenwirken der zehngängigen Abtastschraube 72 und des Frequenzteilerkreises 83 dazu dient, den Phasenvenschiebungsbetrag durch 10 zu teilen.
Beispieqsweise erzeugt, wenn mit 60 Umdrehungen in der Sekunde abgetastet-wird, der Abtaster 73 ein Signal von 60 Hz, während das Signal vom Abtaster 72 eine Frequenz von 600 Hz hat.
Eine lineare Verschiebung des Messbandes 70 um ! einen Betrag, der einer Teilung oder 1 mm ent- spricht, bewirkt in dem vom Abtaster 73 erzeugten Signal eine Momentanf. requenz von entweder 59 oder 61 Hz, je nach der Richtung : der A5- tastung und der Bewegungsrichtung des Messban- des 70. Diese gleiche Bewegung bewirkt für das vom Abtaster 72 erzeugte Signal eine Momentanfrequenz von entweder 599 oder 601 Hz.
Nach der Teilung durch den elektronischen Frequenzteilerkreis 83 hat dieses Signal entweder eine
EMI6.1
te Signal die gleiche Grundfrequenz, die auch an der dreiphasigen Stromquelle und an den Rotorwicklungen des Drehfeldsystems M anliegt, wobei jedoch eine vorgegebene Verschiebung'des Messbandes 70 bezüglich : des vom Verstärker 84 zugeführten Signales eine Phasenverschiebung erzengt, die einem Bruchteil der entsprechenden Phasenverschiebung des vom Verstänker 79a zu-1 geführtenSignalesentspricht.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform verwendet also zwei Abtaster und eine einzige Reihe von mit Abstand angeordneten, magnetflussaussendenden Flächen, wobei jeder Abtaster 1 eine Reihe von magnetflussleitenden oder magnetflussübertragenden Flächen aufweist, die mit glei-
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45chem Abstand angeordnet sind wie die magne- tischen Flächen auf dem Messband 70. Hiebei be- trägt jedoch die Teilung der in Reihen angeordne- ten Flächen an der einen Abtastverrichtung ein
Mehrfaches der Teilung ; der Flächen an der an- der, n Abtastvorrichtung. Auf diese Weise ist eine
Ablesung der Verschiebung in Vielfachen und in
Bruchteilen der Einheitsmesslänge möglich.
Die Fig. 13 und 14 zeigen, in welcher Weise die Messbänder oder Messplatten und die Abtast- vorrichtungen gelagert werden können. Die Mess- platte ist bei diesem Beispiel aJs flexibles, magne- tisches Speicherlband 110 aus rostfreiem Stahl ausgebildet und ähnelt den bei den Ausführungs- beispielen gemäss Fig. 6 und 11 verwendeten. Das Messband 110 ist einer Vorspannung ausgesetzt und wird von einer aus Stahl bestehenden, star- ren Unterstützung 111 in einer Ebene ausgerichtet. Ein Gehäuse 112 enthält die Abtastvorrich- tungen, die von einem Motor 113 angetrieben werden, und wird von einem geeigneten (nicht dargestellten) Schlitten so unterstützt und ge- führt, dass sich die Abtaster und das Messband
110 körperlich nicht berühren können.
Auf die- se Weise kann das Gehäuse mit den Abtastern von einem Ende des Supportes 111, wie in Fig. 14 gestrichelt eingezeichnet, zum andern bewegt wer- den, um dabei die Bewegungsgrösse an jeder Stel- le entlang dieses Pfades in einer Messgrösse za messen, die der Phasenlagenänderung des erzeug- ten Signales proportional ist.
Fig. 15 zeigt das Gehäuse für die in Fig. 12 dargestellte Anzeigevorrichtung. Am Fenster 91 lässt sich die Verschiebung in Zentimetern als Einer, Zehner und Hunderter ablesen. Ein Zählwerkrückstellknopf 115 dient zur Nulleinstellung der Anzeigevorrichtung an einer beliebigen Stel- le der gesamten Länge des Messbandes 110. Die nebeneinander angeordneten Trommeln 81 und
82 befinden sich unter einem Fenster 116, ülber welchem sich ein Ablesestrich 117 erstreckt, um die angezeigte Verschiebung genau ablesen zu können. Auf der Trommel 81 kann die Verschiebung in Millimetern und auf der Trommel 82 in Zehntel und Hundertstel Millimetern abgelesen werden. Bei der in Fig. 15 dargestellten Anzeige sind aso 9533, 33 mm abzulesen.
Die Fig. 16,17 und 18 zeigen eine Ausführungsform, die mit Lichtstrahlen arbeitet und als Abtaster eine archimedische Spirale 120 verwendet, die der Abtastvorrichtung 2 der Fig. 1 ähnlich ist. Das Messband 121 besteht bei dieser Ausfülhrungsform jedoch aus undurchsichtigen und transparenten Flächen, die abwechselnd angeordnet sind und deren gegenseitiger Abstand einer Teilung von 0, 1 mm entspricht, wie es sohematisch in Fig. 18 dargestellt ist. Eine Lichtquelle 122 wirft ihr Licht durch eine Kollimatorlinse 123, ein Prisma 124 und das Messband 121. Das Licht fällt durch die lichtdurchlässigen Flächenteile des Messbandes 121 und durch eine Licht- : blende 125 mit einem Schlitz 126 (Fig. 18) und überträgt somit das Lichtbild.
Eine Vengrösse- rungslinse 129, die in d) er Lage Ist, das empfan- gene Bild auf einen zehnfachen Durchmesser zu vergrössern, projiziert dieses Bild durch die Ab- tasst : Scheibe 120. Das durch die Scheibe hindurch projizierte Bild Ist dem in Fig. 18 dargestellten
Bild ähnlich mit Ausnahme der Tatsache, dass es in Durchmesserrichtung auf'das Zehnfache vergrössert ist. Auf diese'Weise besteht das Bild aus einer Reihe von abwechselnd hellen und dunk- len Flächen mit einer Teilung, die der Teilung der Spirale entspricht. Das durch die Abtastscheibe 120 hindurchtretende Licht wird mit einer
Linse 127 auf eine, Photozelle 128 gerichtet.
Die Bewegung der lichtdurchlässigen Flächen der Spi- rale gegenüber dem auf die Spirale projizierten
Bild hat zur Folge, dass der zur Photozelle 128 übertragene Lichtfluss in ähnlicher Weise modu- liert wird wie bei der Ausführungsform gemäss
Fig. 1, 2 und 3. Bei diesem in den Fig. 16, 17 und 18 dargestellten System wird eine Phasen- verschiebung des Signales um 3600 ibereits bei einerVerschiebungdesMessbandes121gegenüber der Abtastvorrichtung um 0, 1 mm erzielt. Auf diese Weise kann die Ablesung der Verschiebung genau in Einheiten von 1/10 mm erfolgen, wenn man die zuvor beschriebene Anzeigevorrichtung verwendet.
Es können auch noch andersartig ausgebildete Anzeigevorrichtungen verwendet werden. Beispielsweise lassen sich Phasenverschiebungsanzeiger, die entprechend einer linearen Messgrösse geeicht sind, verwenden, die dazu dienen, die Phasenlagen von zwei Signalen miteinander zu vergleichen, wobei die Frequenz des einen Signales der Abtastfrequenz entspricht und das andere Signal durch die Abtastwirkung der Vielzahl von flussübertragenden Flächen auf dem Messband erzeugt wird.
Bei jeder Ausführungsform der Erfindung werden eine Mehrzahl von flussleitenden Flächen geradlinig mit Abstand angeordnet und ein zyklisches Signal dadurch erzeugt, dass man eine Mehr-] zahl dieser Flächen mit einer im wesentlichen konstanten Frequenz abtastet. Neben seiner üb- lichen Bedeutung soll unter dem in der vorste- henden Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen verwendeten Ausdruck #Fluss" auch der Lichtfluss, d. h. die von einer Lichtquelle kommende Lichtstrahlung verstanden werden. Bei jeder Ausführungsform der Erfindugn entspricht der Abstand der Flächenteile einer zuvor festgelegten Phasenverschiebung in einem zyklischen Si- 1 gnal.
Eine Relativverschiebung zwischen den Albtastvorrichtungen und den Flächenteilen hat eine entsprechende Phasenlagenänderung des erzeugten Signales zur Folge, die dazu verwendet wird, eine in Einzelheiten einer linearen Messgrösse ge- 1 eichte Anzeigevorrichtung zu betätigen. Infolge der Tatsache, dass stets eine Mehrzahl von Flä-
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chen abgetastet wird, ergibt sich eine Mittelwert- bildung, und die zu messende Verschiebungsgrösse ist allein. durch die Länge der Messplatte oder des
Messbandes begrenzt. Die Relativverschiebung zwischen Messband und Abtastanordnung kann entweder schnell oder langsam erfolgen; hört die Relativbewegung auf, gibt die Anzeigevor- richtung stets eine genaue Anzeige der Verschie- buingsgrösse.
Wenn auch vorstehend lediglich einige Ausführungsformen der Enfindung dargestellt und beschrieben wurden, soll noch darauf hingewiesen werden, dass es sich hiebei nur um schematische und erläuternde Angaben handelt und dass die Erfindung innerhalb ihres Rahmens vom Fachmann noch in vielfältiger Beziehung abgewandelt werden kann. Austelle der beispielsweise angegebenen Einheitsmessgrösse, bzw. Einheitstellung vom l mm können ebenso andere Längeneinheiten, wie Zentimeter, Zoll oder auch beliebige Bruchteile dieser Masse verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Messen von linearen Strek ken oder Verschiebungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein streifen-oder bandförmiger Messkörper gegenüber mindestens einem stets im selben Sinne rotierenden Abtastkörper entsprechend der zu messenden Länge in seiner Längsrichtung relativ verschiebbar ist, wobei der Messkörper mindestens ein Muster von gegen seine Längsrichtung geneigt und nebeneinander in gleichem Abstand verlaufenden flussdurchlässigen oder fl.
ussaussen-
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Streifen trägt,durchlässige Streifen liegen, und der Abtastkörper als modulierendes Muster nebeneinander verlau- fende schrauben-oder spiralförmige Streifen von konstantem Windungsabstand trägt, die abwech- selnd für den aus den Streifen des Messkörpers austretenden Fluss durchlässig und undurchlässig sind, welche Streifen sich zufolge der Rotation des Abtastkörpers stets wiederkehrend quer zu den Streifen des Messkörpers verschieben, wo- durch der Fluss einer zyklischen Modulation un- terworfen ist, welche zufolge dem geneigten Ver- lauf der Streifen auf dem Messkörper bei dessen relativer Längsverschiebung eine dem Betrag die- ser Verschiebung proportionale Phasenverschie- bung erfährt,
und dass Mittel zur Messung dieser
Phasenverschiebung vorgesehen sind, die die ent- sprechende Langsve. rschie. bung In Längeneinheiten anzeigen.
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Device for measuring linear distances or displacements The present invention aims to create a device with which linear distances or displacements can be measured with very high accuracy. Such devices
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a probe body rotating always in the same direction is relatively displaceable in its longitudinal direction according to the length to be measured, with the measuring body at least one pattern of flow-permeable flow-permeable bodies that are inclined towards its longitudinal direction and are misty one another at the same distance or carries river-emitting strips between which there are river-impermeable strips,
and the scanning body carries, as a modulating pattern, side-by-side screw-shaped or spiral-shaped strips of constant pitch, which alternate for the from the
The flux exiting from the strips of the measuring body is permeable and impermeable, which strips, as a result of the rotation of the scanning body, are always repetitively displaced transversely to the strips of the measuring body i, whereby the flow becomes cyclical
Is subject to modulation, which, due to the inclined course of the strips on the measuring body, is proportional to the amount of this displacement during its relative longitudinal displacement
Phase shift experiences, and that means to
Measurement of this phase shift are provided, which the corresponding longitudinal shift in
Show unit of length.
According to the invention, the pattern provided on the measuring body can consist of transparent strips and the scanning body can be a disk which has a transparent and an opaque spiral as a modulating pattern. In this
Trap, at least one light source is provided as the source of a light flux to be modulated.
Several patterns of parallel, transparent stripes are then preferably provided on the measuring body, which have the same pitch but different inclinations against the longitudinal direction of the measuring body, and successive turns of the spirals provided on the disk are spaced apart from one another by corresponds to this division. The scanning device, which can be moved relative to the measuring body, has a light source for each of the patterns and for each
Light source has a slot through which the
Light flux passes after passing through the
The measuring prism and the disc went through.
This light flux then falls on an assigned photoelectric cell, and at least some of the alternating currents supplied by these cells are used for lightning-like excitation of light sources that rotate synchronously with the disk
Illuminate scales stroboscopically. It's under
Advantageously, the alternating current supplied by one of these cells according to
To use amplification to feed a synchronous motor that drives a rotating scale. In this case a direct current motor can be used to drive the disk
Use place of a synchronous motor.
It should be mentioned in this context that
Measuring devices using photocells and strobo- scopically illuminated scales from the
U.S. Patent No. 2,510,093 are known.
The relevant measuring devices otherwise work with completely different means than the device according to the invention and are in particular for the remote measurement of quantities of liquids, e.g. B. provided in petrol tank systems. These known measuring devices are not suitable for the exact measurement of linear distances or displacements, as is particularly necessary in machine tools, since the mirrors used in them do not guarantee sufficient accuracy, in contrast to the phase shift measurement of a modulated flow used according to the invention.
A magnetic flux can also be used in the measuring device according to the invention. The strips of the measuring body then differ from one another due to their state of magnetization, while the scanning device has at least one screw made of magnetizable material. Two consecutive screw turns are then at a distance from one another which is equal to the division of the stripe pattern, and the screw rotates so close to the measuring body that an alternating magnetic flux is generated in a magnetic circuit assigned to the screw.
The phase shift
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This alternating flow will then be exercised. measured and the corresponding longitudinal bracing in
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is economically more advantageous than 5 that with the rotating disk and the
Photocells.
Further advantageous developments of the invention are from the following
Description, which refers to the drawings, apparent.
There are shown: FIG. 1 a side view of an embodiment form of the invention, FIG. 2 another
Side view of the embodiment according to FIG. 1,
3 shows a plan view of embodiment 5 according to FIGS. 1 and 2, FIG. 4 shows a basic circuit diagram of the display device used for the embodiment according to FIGS. 1-3, FIG. 5 shows a partial view of a display device according to FIG.
6 shows a plan view of a second embodiment of the invention, FIG. 7 shows a partial view of a.
Detail of Fig. 6, Fig. 8 is a schematic
Representation of the arrangement according to FIGS. 6 and 7,
FIG. 9 is a partial view of details from FIGS
6, 7 and 8, FIG. 10 a display device for the arrangement according to FIGS. 6-9, FIG. 11 a
Top view of a third embodiment of the
Invention, FIG. 12 is a schematic diagram of a
Measuring arrangement using the arrangement according to FIG. 11, FIG. 13 a schematic
View explaining an application of the
Embodiments according to the above
Figures, Fig. 14 a plan view of the arrangement shown in Fig. 13, Fig. 15 a typical arrangement
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Invention, FIG. 17 shows a plan view of details of FIG. 16 and FIG. 18 shows a partial view of an individual component which is used in the arrangements according to FIGS. 16 and 17.
The following should now refer to the drawings, u. between FIG. 1 will be discussed first.
The first measuring element 1 has the shape of a longitudinal
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second measuring element is from a scanning disc
2, which is arranged at a small distance above the surface of the elongated measuring plate 1, as shown in FIGS. 1 and 2. The measuring plate 1 is provided with a first row of elongate and parallel to one another, flow-through, ie. H. In this special exemplary embodiment, they are provided with opaque surface parts, which are generally designated by the reference symbol 3. In addition, a second row of flow-through surface parts 4 and a third row of flow-through surface parts 5 are arranged on the measuring plate.
It should be pointed out that the first row of flow-through surface parts 3 has a slight inclination with respect to the edge of the measuring plate 1, while the second row 4 runs at an even greater inclination than the first. The third
Row 5 consists of transversely extending surface elements which are distributed over the length of the measuring plate.
According to the basic idea of the invention, these translucent surface parts change
Embodiment according to FIGS. 1 to 3 with opaque surface parts of the measuring plate.
The light can only be projected through the transparent surfaces. In this embodiment of the invention, the division between these surfaces or the distance from the center line of one surface to the center line of the adjacent, similar surface within each of the three rows 3, 4 and 5 is equal to one another, each surface being one Has a width equal to half the pitch P. The division can be selected according to a predetermined unit measuring length, for example equal to 1 mm, so that ten similar areas per centimeter are provided in row 5.
According to the basic idea of the invention, the scanning disc 2 has alternating opaque and transparent sections, which are formed by an opaque spiral arranged around the disc axis of the scanning element. The transparent spiral windings form another row of translucent surfaces that face the corresponding rows of the measuring plate. The pitch P of the spiral turns is equal to the pitch P of the opaque surfaces of the measuring plate and the width of these surfaces, like the width of the surfaces on the measuring rod, is equal to P / 2.
s
A light source 7a is arranged below row 5, the light of which shines through a lens 7 and through a plurality of transparent surface parts 5a of row 5. This light
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Applications of the scanning disc and a diaphragm 8 with the slot 9 through it, which extends in the direction of the row 5 over a plurality of the translucent surface parts of the row. The light that passes through the row 5 and through the transparent surfaces of the scanning disc 2 and
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th photocell 11 feeds. This means that the amount of light received by the photocell and the resulting current generated by the photocell depend on the relative position of the spiral turns of the scanning disc 2 and the surfaces of row 5.
According to the invention, the scanning disc 2 is driven by a synchronous motor 12 at a predetermined speed, for example at 60 revolutions per second. When the scanning disc 2 of FIG. 3 is rotated in the counterclockwise direction, the spiral turns within the slot 9 move from right to left at 60 divisions per second. As a result, the
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Areas of the spiral turns passing through has a light opening in the form of a slot
Increase and decrease the amount of light alternately according to the sampling frequency or 60 times per second. In this way the; Photocell a signal with a frequency that the
Sampling frequency is the same and is 60 Hz.
If the measuring plate 1 and the scanning device 2 are moved relative to one another in the direction of the longitudinal extension of the plate 1 and scanning is carried out, a phase shift occurs in the signal generated.
For example, if the plate 1 is within a
Second by a distance corresponding to one division to the left, results. a resulting frequency of 59 Hz. Will the plate
1 moved to the right creates a resulting
Frequency of 61 Hz. A relative shift of one division or 1 mm creates
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must take place for a certain period of time rather, the movement can be carried out continuously or also discontinuously. The indication that the relative movement is carried out within a period of one second was only used for explanation.
Furthermore, any relative displacement which is smaller than the above-mentioned quantity, i.e. H. less than 1 mm, a proportional, correspondingly smaller phase shift of the signal generated. The signal generated by the photocell 11 is amplified in the amplifier 13 and a stroboscopic one
Light source 14 supplied. The light source 14 is used to a part 15a via a diaphragm 15
To illuminate display disc 16, which is set in rotation with a synchronous motor 17. The synchronous motor 17 is with a
Current supplied from the same source as that of the motor 12, so that. The disc
16 is driven at the same speed as the scanning disc 2.
The light source 14 illuminates a part of the pane 16, which can be calibrated in hundredths of the unit of length which corresponds to the mutual spacing of the transparent surface parts 5a. Since the signal which is fed to the stroboscopic light source 14 as long as the scanning device and the measuring strip are not moved relative to one another, has a frequency that corresponds to the scanning frequency, the light source brings the pane to a standstill optically so that the the same part of the disc is illuminated according to the generated frequency.
If, however, the stroboscopic light source 14 ignites at a different point in time as a result of the phase shift, it illuminates a different part of the display panel. This results in a different display.
A second light screen 19 is arranged above rows 3 and 4. The light shield 19
20, which is directed transversely to the measuring plate 1 and extends over the row 3, and a second
Slot 21, which is arranged above the row 4.
The light sources 22 and 23 cast their light through the slots arranged below these slots
Lenses 24 and 25 and through the transparent turns of the spiral so that the light is received by the photocells 26 and 27 respectively.
Additional lenses 28 and 29 can be arranged between the diaphragm 19 and the photocells 26 and 27 ′ in order to focus the light on the photocells 26 and 27. The turns of the spiral of the scanning device serve to modulate the light flux passing through rows 3 and 4 in a manner similar to when scanning row 5. In this case, however, the scanning takes place transversely to the plate 1. When the scanning disc 2 rotates counterclockwise, the scanning takes place, as can be seen from FIG. 3, in the radial direction from the outside inwards and transversely to the measuring rod shown in FIG .
The row of the flow-guiding or translucent surface parts 3 has a steady slope relative to the longitudinal axis of the plate 1. Preferably, the slope of row 3 for a length measured in the longitudinal direction of plate 1 is! there was a unit of division of 100 mm in the transverse direction. On the other hand, the slope for the row is 4 for one in the longitudinal direction of the plate
1 measured distance of 10 mm one pitch unit. Thus the distance between the center lines corresponds to the surface parts in the rows
3 and 4, measured in the longitudinal direction of the plate 1, determined multiples of the basic unit of measurement used for row 5.
If the scanning disc 2 is rotated at the specified speed of 60 revolutions per second, the photocells receive
26 and 27 generated signals having a frequency of
60 Hz. If the scanning disc 2 and the plate 1 are now relative to one another with respect to the J
3 moved from left to right or from right to left, the surface portions of row 3 and the surface portions of row 4 under the slots 20 and 21 appear to move in the transverse direction, although they actually move in the direction of relative movement. For row 3, a relative spatial movement of 100 mm is required so that the surface parts are shifted by one division parallel to the scanning direction.
This shift means 1 for the signal transmitted by the photocell 26 a phase shift of 3600. In the case of row 4, the scanning disk 2 must be moved spatially by 10 mm relative to the plate 1 so that the surface parts of row i: are shifted by one pitch; this shift corresponds to a phase shift of 3600 for the signal generated by the photocell 27. For smaller shifts, the photo
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cells 26 and 27 in a corresponding ratio smaller phase shifts.
The signal generated and transmitted by the photocell 27 is amplified by the amplifier 30 and fed to a strobe light source 31 with which a section 32 of the display plate 16 is illuminated. The signal generated and transmitted by the photocell 26 is amplified by the amplifier 33 and fed to a third stroboscopic light source 34 which is used to illuminate a third section 35 of the display disk 16.
In each of the sections 15a, 32 and 35, calibrated scales are attached, which run in circles around the axis of the disk 16. The scales of sections 15a, 32 and 35, which extend over 3600, correspond to lengths of 1 mm,
10 mm and 100 mm.
Since row 3 requires a longitudinal shift of 100 mm in order to effect a phase shift of 360 is. the section 35 divided into units of 10 mm and 1 mm.
Since row 4 requires a longitudinal displacement of 10 mm to produce a phase shift of 3600, section 32 can be divided into units of 1 mm and 1/10 mm.
In this way, the scanning disc 2 and the plate 1 work together as signal generators and provide a cyclical one. Signal whose phase position is exactly proportional to the displacement of the plate 1 with respect to the scanning disc 2. In certain cases it may be desirable to arrange the plate 1 in a stationary manner. In this case, the phase shift is brought about by moving the scanning device with the scanning disk 2 and the motor 12 spatially.
A previously specified phase shift of, for example, 3600 in each cyclic signal corresponds to a previously specified measuring length or a previously specified multiple or also a fraction of the previously specified unit measuring length.
Another embodiment is shown in FIGS. 6 to 10. In this embodiment, a magnetic flux is used instead of the light flux used in the embodiment according to FIGS. 1-5. According to this exemplary embodiment of the invention, an elongated, magnetic storage body 40 or a measuring tape is provided which has a plurality of magnetic surface parts arranged in rows. The first row is provided with the general reference number 41, the second row with the reference number 42 and the third row with the reference number c, h, en 43. Each of these rows is assigned a scanner formed by a screw 44, 45 or 46, which is arranged directly above the measuring tape 40.
The scanners 44, 45 and 46 are formed by screw bodies (FIG. 7) which are all arranged on a common shaft 48 and are driven by a motor 49. In this embodiment of the invention, a plurality of surface parts is arranged in each row of the measuring tape, one of which is alternately magnetic and one is not. The magnetic surface parts are magnetized in the longitudinal direction, i. That is, the theoretical north and south poles are distributed in the longitudinal direction over the measuring tape 40.
The pitch P between the individual turns of the scanning screws corresponds to the pitch of the magnetized surfaces, just as the pitch P between the spiral turns of the scanner shown in FIG. 3 corresponds to the pitch of the surface parts. The scanning screw bodies 44, 45 and 46 can be made of mu-metal or a similar material with a relatively high angle
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As can be seen in particular from FIG. 8, pick-up coil arrangements 50, 51 and 52 are provided below the measuring tape 40. Each of these pick-up coils, which are designed to be identical to one another, are assigned to one of the scanners 44, 45 and 46, respectively. As can be seen from FIG. 9, each pickup coil consists of a loop-like magnetic core 53 made of mu-metal, which is passed through an induction coil 54. The legs of the core lie apart in the longitudinal direction of the measuring tape 40, one leg 54a being arranged below the axis of the scanning screw, in the present case the screw 44.
The other leg, not designated, is somewhat removed from leg 54a, but is also still below the scanning device.
In this way a path is created for the magnetic flux, which leads over the magnetized surface parts, the scanner, the magnetic core and the induction coil. If the scanning screw is rotated at a predetermined speed, for example at 60 revolutions per second, the turns of the screw move at a frequency of 60 surface parts per second over the magnetized surface parts.
The threads of the scanning device 44, which form evenly distributed, magnetic flux-transmitting elements, create a bridging or shunt for the magnetic flux emanating from the magnetized surfaces of the measuring tape 40. A maximum magnetic shunt effect is always achieved when the threads 58 'of the scanner are located directly above the magnetized surface parts, while the lowest magnetic shunt effect occurs when the threads are located between two adjacent, magnetic flux-transmitting surfaces. A movement of the thread turns in relation to the surface parts results in a change in the magnetic flux in the magnetic core loop 53.
In this way, a rotation of the scanner 44 has the effect that it modulates the magnetic flux and generates a signal in the coil 54 of changing
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such amplitude induced. When the scanner is rotated at a frequency of 60 revolutions per second, the flux is modulated 60 times per second so that a signal at 60 Hz is induced in the coil 54.
In this embodiment of the invention, the row 43 extends parallel to the longitudinal axis of the measuring tape 40. This gives the signal generated in the coil 52 a frequency which corresponds to the speed of the motor 49 without a phase shift being able to occur. This signal is amplified in the amplifier 56 and fed to a synchronous motor 57. The synchronous motor 57 rotates an indicator disc 58 which is similar to the indicator disc 16 of FIG. With this arrangement, a direct current motor with variable speed can be used as the motor 49, since the speed of the display disk 58 adapts to the speed of the motor 49 and the scanning frequency.
The two rows 41 and 42 which emit a magnetic flux have a similar way to the longitudinal axis of the measuring tape 40
Rows 3 and 4 of Fig. 3 have a predetermined one
Pitch. For example, the number 42 increases each time
Unit of length of 1 mm by a division P.
The number 41, however, increases per unit length of
10 mm by a pitch P. A spatial relative movement between the scanners and the
Measuring tape 40 with the surface parts located thereon in a direction parallel to the longitudinal extension of measuring tape 40 has the same
As in the exemplary embodiment according to FIG. 3, this results in a previously defined phase change in the generated signal.
The signal which is generated with the coil arrangement 50 can be amplified with an amplifier 59 and used to ignite a stroboscopic light source 60. The signal sent by the
Coil arrangement 51 is generated, can be amplified with an amplifier 61 and thus a stroboscopic light source 62 can be fed. The
Light from these two light sources 60 and 62 illuminates the display dials 64 and 65 of the disk 58 through a screen 63. For example, the scale 64 can be in units of 1 mm and 1/10 mm and the scale 65 in units of 1/10 mm and V / o mm must be calibrated.
It should also be pointed out that the drive of the synchronous motor 57, depending on the scanning process of the probe 46, ensures that the motor 57 rotates at the same speed as the scanning devices. The effect is the same as if the DC motor 4, 9 and the synchronous motor 57 were arranged on the same axis. Furthermore, in certain cases the row of evenly distributed magnetic flux-emitting surfaces 43 can be dispensed with and the display disc can be driven by the direct current motor instead of the motor 57. In addition, an exact and constant speed is not required for the arrangement described.
To the
To set scanning devices and the display disc in rotation, an air-operated motor could also be used, if the speeds are equal. When using an air motor of this type, the speed would fluctuate considerably, but the arrangement could still work, since the fundamental frequency generated by the scanning devices 44 and 45 would correspond to the speed. The same drive method for the display disc 58 could also be used in the embodiment according to FIG. 3, by arranging flux-transmitting surfaces which extend parallel to the longitudinal axis of the measuring plate.
FIGS. 11 and 12 explain a further exemplary embodiment of the invention. In this embodiment of the invention, the magnetized surfaces 71 arranged at a distance are distributed over the length of a measuring band 70 in a similar way to the transparent surfaces 5a of FIG. 3. These magnetized surfaces are each separated from one another by a pitch P, corresponding to a previously defined, linear measured variable of, for example, 1 mm.
In this embodiment of the invention, the individual magnetized surfaces 71 can be arranged in such a way that their theoretical north and south poles are spaced apart and transversely to the plane of the measuring tape 70, the surfaces between the aforementioned magnetized surfaces either having no polarity or opposite Have polarity. In this embodiment of the invention, the scanners formed by screws 72 and 73 are driven by a synchronous motor 74. The motor 74 receives its electrical drive energy from one phase of a three-phase power source 75. Magnetic pick-up arrangements 76 and 77 are arranged below the scanners 72 and 73. An induction coil 78 or 79 belongs to each of these pickup arrangements.
In this embodiment of the invention, one leg of the magnetic pick-up core extends in the longitudinal direction of the measuring strip 70, while in the embodiment according to FIGS. 6-9
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is tet. The modulation of the magnetic flux by means of the samplers 72 and 73 is carried out in a similar manner to the samplers 44, 45 and 46. The samplers 72 and 73 serve to modulate the magnetic flux with a frequency that corresponds to the sampling frequency, a cyclic signal being induced in coils 78 and 79.
In the same way as in the previously described embodiments, a spatial relative displacement between the measuring strips and the scanners results in a phase position change which is proportional to the size of the relative displacement.
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The scanner 73 is provided with threads, the pitch (pitch) of which is equal to the pitch between the magnetized surfaces 71.
The scanner 72, on the other hand, is a ten-thread screw, the individual threads of which have a pitch corresponding to ten times the pitch between the magnetized surfaces 71, so that ten times as many threads scan the magnetized surfaces 71 with one rotation of the scanner 72 than does the scanner 73 the case is. In this way, when the two scanners 72 and 73 - are moved at the same speed, the scanner 73 modulates the magnetic flux with a frequency that corresponds to the rotation frequency, while the scanner 72 generates a signal whose frequency is ten times as high.
The signal from the scanner 73 is amplified by the amplifier 79a and fed into the rotor windings of a rotary field sensor 80. The stator windings of the rotating field sensor 80 are fed from the three-phase current source 75. The rotor 81 of the rotary field sensor carries a display drum 82 which is calibrated in units of 1/10 mm and 1 Vioo mm. As long as the signal generated by the scanner 73 and fed into the rotor windings has the same frequency as the signal coming from the three-phase power source 75, the rotor 81 remains stationary. However, as soon as a spatial relative movement is generated between the scanner and the measuring strip 70, so that a change in phase position occurs, the rotor 81 rotates by an angle corresponding to the phase shift.
If, for example, the relative displacement corresponds to 0.5 mm or half a division, the signal generated by the scanner 73 suffers a phase shift of 1800, as a result of which the rotary field sensor turns its rotor 81. 1800 and shows the display 0, 50 on the drum, which means that the two signals are again in phase.
The signal supplied by the scanner 72 has a frequency ten times as high as the signal from the scanner 73. The frequency is divided by ten with the aid of an electronic frequency divider circuit 83. The resulting signal is amplified in amplifier 84 and fed to a phase angle summing circuit 85. A second rotating field system, the stator windings of which are also fed from a three-phase power source 75, is coupled with its rotor to a display drum 87, on which the full mileage can be read. The single-phase rotor windings send the signal iriduced by the stator windings into the summing circuit 85. The summing circuit serves to compare the phase relationships of the signals that are fed in from the amplifier 84 and from the roto windings of the rotating field system 86.
This phase comparison can take place in a known manner with gas discharge tubes in such a way that a direct voltage output signal is produced which is fed to the direct current motor M. The direct current motor 88 is coupled to the rotor shaft 89 with a gear. If the signals fed to the summing circuit are in phase, there is no DC output signal. However, there is a phase between them. shift, a DC output signal is generated, which the motor
88 excited and causes a rotation of the rotor of the rotating field system 86 and the display drum 87. If the two signals command a phase shift of 180 ″ with respect to one another, the rotor of the rotating field system 86 is also rotated by 1800.
If a smaller or larger phase shift occurs, the rotor is rotated accordingly by a smaller or larger amount.
The mechanical counter 90 is provided with a window 91 in which the number of rotations of the rotor 89 to 1000 can be read. Since one revolution of the rotor 89 and the drum 87 corresponds to one centimeter, the displacement can be read off in centimeter units.
It should also be pointed out that the interaction of the ten-start scanning screw 72 and the frequency divider circuit 83 serves to divide the phase shift amount by 10.
For example, if scanning is carried out at 60 revolutions per second, the scanner 73 generates a signal of 60 Hz, while the signal from the scanner 72 has a frequency of 600 Hz.
A linear displacement of the measuring tape 70 um! an amount which corresponds to a division or 1 mm causes an instantaneous in the signal generated by the scanner 73. frequency of either 59 or 61 Hz, depending on the direction: the A5 scanning and the direction of movement of the measuring tape 70. This same movement causes an instantaneous frequency of either 599 or 601 Hz for the signal generated by the scanner 72.
After division by the electronic frequency divider circuit 83, this signal has either one
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th signal has the same fundamental frequency that is also applied to the three-phase power source and to the rotor windings of the rotating field system M, but a predetermined shift of the measuring tape 70 with respect to the signal supplied by the amplifier 84 produces a phase shift that is a fraction of the corresponding phase shift of the Amplifier 79a corresponds to signals carried to -1.
The embodiment described above thus uses two scanners and a single row of spaced-apart magnetic flux emitting surfaces, each scanner 1 having a row of magnetic flux-conducting or magnetic flux-transmitting surfaces which, with the same
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45 are arranged at a distance like the magnetic surfaces on the measuring tape 70. In this case, however, the division of the surfaces arranged in rows on the one scanning device is entered
Multiple of the division; of the surfaces on the other, n scanning device. This way is one
Read the displacement in multiples and in
Fractions of the standard measuring length possible.
13 and 14 show the manner in which the measuring tapes or measuring plates and the scanning devices can be stored. In this example, the measuring plate is designed as a flexible, magnetic storage belt 110 made of stainless steel and is similar to that used in the exemplary embodiments according to FIGS. 6 and 11. The measuring tape 110 is subjected to a pretensioning and is aligned in a plane by a rigid support 111 made of steel. A housing 112 contains the scanning devices, which are driven by a motor 113, and is supported and guided by a suitable carriage (not shown) in such a way that the scanner and the measuring tape are located
110 physically unable to touch.
In this way, the housing with the scanners can be moved from one end of the support 111, as shown in dashed lines in FIG. 14, to the other, in order to measure the movement quantity at each point along this path in a measured quantity za , which is proportional to the change in phase position of the generated signal.
FIG. 15 shows the housing for the display device shown in FIG. The shift in centimeters can be read off as units, tens and hundreds on window 91. A counter reset button 115 is used to set the display device to zero at any point along the entire length of the measuring tape 110. The drums 81 and
82 are located under a window 116, over which a reading line 117 extends in order to be able to read off the displayed shift precisely. The displacement in millimeters can be read on the drum 81 and in tenths and hundredths of a millimeter on the drum 82. In the display shown in Fig. 15, aso 9533, 33 mm can be read.
16, 17 and 18 show an embodiment which operates with light beams and uses an Archimedean spiral 120 as a scanner, which is similar to the scanning device 2 of FIG. In this embodiment, however, the measuring tape 121 consists of opaque and transparent surfaces which are arranged alternately and the mutual spacing of which corresponds to a division of 0.1 mm, as is shown in FIG. A light source 122 throws its light through a collimator lens 123, a prism 124 and the measuring tape 121. The light falls through the translucent surface parts of the measuring tape 121 and through a light shutter 125 with a slot 126 (Fig. 18) and thus transmits that Photograph.
A magnifying lens 129, which is able to enlarge the received image to ten times its diameter, projects this image through the cup: disk 120. The image projected through the disk is the same as in FIG. 18 shown
Image similar except for the fact that it is enlarged ten times in the diameter direction. In this way the picture consists of a series of alternating light and dark areas with a division that corresponds to the division of the spiral. The light passing through the scanning disc 120 is with a
Lens 127 directed at a photocell 128.
The movement of the translucent surfaces of the spiral in relation to that projected onto the spiral
The result of the image is that the light flux transmitted to the photocell 128 is modulated in a manner similar to that in the embodiment according to FIG
1, 2 and 3. In this system shown in FIGS. 16, 17 and 18, a phase shift of the signal by 3600 is already achieved with a shift of the measuring tape 121 relative to the scanning device by 0.1 mm. In this way, the reading of the displacement can be made accurately in units of 1/10 mm when using the display device described above.
Display devices of different design can also be used. For example, phase shift indicators that are calibrated according to a linear measured variable can be used, which serve to compare the phase positions of two signals with one another, the frequency of one signal corresponding to the sampling frequency and the other signal due to the sampling effect of the large number of flow-transmitting surfaces the measuring tape is generated.
In each embodiment of the invention, a plurality of flux-guiding surfaces are arranged in a straight line with a spacing and a cyclic signal is generated by scanning a plurality of these surfaces at an essentially constant frequency. In addition to its usual meaning, the expression "flow" used in the above description and in the following claims should also be understood to mean the flow of light, ie the light radiation coming from a light source. In each embodiment of the invention, the distance between the surface parts corresponds to one previously defined phase shift in a cyclic signal.
A relative shift between the scanning devices and the surface parts results in a corresponding change in the phase position of the generated signal, which is used to actuate a display device which is calibrated in details of a linear measured variable. As a result of the fact that a plurality of areas
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is scanned, the result is a mean value formation, and the displacement to be measured is the only thing. by the length of the measuring plate or the
Measuring tape limited. The relative displacement between the measuring tape and the scanning arrangement can take place either quickly or slowly; if the relative movement stops, the display device always gives an exact display of the displacement size.
Even if only a few embodiments of the invention have been shown and described above, it should be pointed out that these are only schematic and explanatory information and that the invention can still be modified in various ways within its scope by the person skilled in the art. Instead of the unit measurement quantity specified for example, or unit position of 1 mm, other units of length such as centimeters, inches or any fraction of this mass can also be used.
PATENT CLAIMS:
1. Device for measuring linear Strek ken or displacements, characterized in that a strip-shaped or band-shaped measuring body is relatively displaceable in its longitudinal direction in relation to at least one scanning body, which always rotates in the same direction, according to the length to be measured, the measuring body having at least one pattern of inclined against its longitudinal direction and side by side at the same distance running flow-permeable or fl.
outside
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Strips, permeable stripes lie, and the scanning body carries as a modulating pattern side by side helical or spiral stripes with constant winding spacing, which are alternately permeable and impermeable to the flow emerging from the strips of the measuring body, which stripes are according to the The rotation of the scanning body is always repetitively displaced transversely to the strips of the measuring body, whereby the flow is subjected to a cyclical modulation which, due to the inclined course of the strips on the measuring body, is proportional to the amount of this displacement when the relative longitudinal displacement is carried out Experiences phase shift,
and that means of measuring this
Phase shifts are provided which the corresponding Langsve. screamed. Exercise Display in units of length.