DE29703041U1 - Highly accurate electronic angle measuring device - Google Patents
Highly accurate electronic angle measuring deviceInfo
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Description
BeschreibungDescription
Hochgenaues elektronisches WinkelmessgerätHigh-precision electronic angle measuring device
Winkelmessgeräte ähnlicher Bauart weisen ein Potentiometer oder eine Stroboskop - Scheibe als Messgeber auf. Die Patentanmeldung 11 29/90 beim Österreichischen Patentamt arbeitet mit der gleichen Genauigkeit, für die Herstellung der elektronischen Schaltung ist jedoch der Einbau von zwei Rechnern notwendig. Dieses Winkelmessgerät ist mit einen Binärzähler ausgestattet, und kann zusammen mit einem Taschenrechner benützt werden.Angle measuring devices of a similar design have a potentiometer or a stroboscope disk as a measuring sensor. Patent application 11 29/90 at the Austrian Patent Office works with the same precision, but two computers must be installed to produce the electronic circuit. This angle measuring device is equipped with a binary counter and can be used together with a pocket calculator.
Der im Schützanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Winkelmessgerät zu schaffen, das zwei binär ausgezählte Frequenzwerte anzeigt. Einmal für den Vollkreis, und einmal für den Teilausschnitt des zu messenden Winkels. Die Binären Zahlenwerte werden durch die Berührung der Sensortasten abgerufen, auf einer Liste notiert, und in Dezimalzahlen umgerechnet.The invention specified in claim 1 is based on the problem of creating an angle measuring device that displays two binary frequency values. One for the full circle and one for the partial section of the angle to be measured. The binary numerical values are called up by touching the sensor buttons, noted on a list and converted into decimal numbers.
Die kleinere Zahl wird durch die große Zahl dividiert, und ergibt eine Zahl, gleich oder kleiner als Eins. Diese Zahl wird mit der Zahl 400 multipliziert, und ergibt den Wert des zu messenden Winkels in Gom (Neugrad).The smaller number is divided by the larger number, resulting in a number equal to or less than one. This number is multiplied by the number 400, resulting in the value of the angle to be measured in Gom (gradients).
Mit der Erfindung wird erreicht, daß ein Winkel hochgenau, bis zu sieben Stellen nach dem Komma, in Verbindung mit einem Taschenrechner ermittelt werden kann.The invention makes it possible to determine an angle with high precision, up to seven decimal places, in conjunction with a pocket calculator.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, wird mit der Verwendung eines Schrittmotors zum Antrieb von Getriebe und Meßscheiben erreicht. Die Umdrehungszahl der Meßscheiben wird damit stabilisiert.An advantageous embodiment of the invention is achieved by using a stepper motor to drive the gear and measuring discs. The rotational speed of the measuring discs is thus stabilized.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur 1 bis 7 erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained using Figures 1 to 7. They show:
Figur 1, das Gerät in Position bei einer Winkelmessung, mit dem Gehäuse 1 und dem Gehäuse 2, welche drehbar gelagert, um die Vertikaiachse 4 verbunden sind. Beide Gehäuse sind bei der Winkelmessung parallel zu den Schenkeln des Winkels zurichten. Die Sensortasten 3 sind auf dem Gehäuse 1 angebracht. Bei der Berührung der rechten und mittleren Taste, wird der Wert für den zu messenden Winkel angezeigt.Figure 1, the device in position for an angle measurement, with the housing 1 and the housing 2, which are connected so that they can rotate around the vertical axis 4. Both housings are aligned parallel to the sides of the angle when measuring the angle. The sensor buttons 3 are attached to the housing 1. When the right and middle buttons are touched, the value for the angle to be measured is displayed.
Bei der Berührung der linken und mittleren Taste, wird der Wert für den Vollkreis an den Leuchtdioden 5 angezeigt.When you touch the left and middle buttons, the value for the full circle is displayed on the LEDs 5.
Mit 6 sind durchsichtige Zeichendreiecke in die beiden Gehäuse 1 und 2 an deren Unterflächen angebracht.With 6, transparent set squares are attached to the bottom surfaces of the two housings 1 and 2.
Im Gehäuse 1 sind der Getriebemotor 7, die Schaltung 8 und der Binärzähler 9 mit der Auslese 5 untergebracht. Im Hohlraum 10 werden die Batterien für die Schaltung 8 und den Getriebemotor 7 eingebaut.The gear motor 7, the circuit 8 and the binary counter 9 with the readout 5 are housed in the housing 1. The batteries for the circuit 8 and the gear motor 7 are installed in the cavity 10.
Im Gehäuse 2 ist die Schaltung 10 mit der dazugehörenden Batterie untergebracht.The circuit 10 with the associated battery is housed in the housing 2.
Die Figur 2 zeigt die Montage des Motors und Getriebe 7 im Gehäuse 1.Figure 2 shows the assembly of the motor and gearbox 7 in the housing 1.
Die Figur 3 zeigt das Gehäuse 2 von unten mit der Verbindung zum Gehäuse 1, mit den Leuchtdioden 19 und dem Gabeliichtschranken 20 aus der Schaltung 10, aus Fig. 6.Figure 3 shows the housing 2 from below with the connection to the housing 1, with the light-emitting diodes 19 and the fork light barrier 20 from the circuit 10 from Fig. 6.
Die Weile 12 vom Getriebe und Motor 7 tragen die Scheiben 13 und 14. Mit 11 ist eine zusätzliche Abdeckung eingebracht.The shaft 12 of the gearbox and motor 7 carry the discs 13 and 14. An additional cover is inserted with 11.
Die Figur 4 zeigt die Gleitfläche von Gehäuse 1 in der Ansicht von unten.
Die Schraffierten Kreisflächen 15 und 16 zeigen die Öffnungen in der Platte.
Durch die Öffnungen 16 läuft die Welle 12. In die Öffnungen 15 werden die
Schrauben 17 aus der Fig. 5 eingedreht.Figure 4 shows the sliding surface of housing 1 viewed from below.
The hatched circular areas 15 and 16 show the openings in the plate.
The shaft 12 runs through the openings 16. The screws 17 from Fig. 5 are screwed into the openings 15.
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Die Fototransistoren 18 und die Leuchtdioden 19 aus der Schaltung 10 arbeiten als Optokoppler. Wenn die Scheibe 13, das Licht im Gabellichtschranken 20 unterbricht, gibt die Schaltung 10 über die Leuchtdioden 19 ein Signa! an die Fototransistoren 18 weiter.The phototransistors 18 and the light-emitting diodes 19 from the circuit 10 work as optocouplers. When the disk 13 interrupts the light in the fork light barrier 20, the circuit 10 passes a signal to the phototransistors 18 via the light-emitting diodes 19.
Die Figur 5 zeigt die Befestigung der oberen Platte von Gehäuse 2 an der unteren Platte von Gehäuse 1.Figure 5 shows the attachment of the upper plate of housing 2 to the lower plate of housing 1.
Der Stahlring 21 schützt vor Abrieb. Die Schrauben 17 mit den Kugellagern 22 und den Beilagscheiben 23, über Stahlring 21 in die Öffnungen 15 eingedreht, ergibt eine gelagerte, drehbare Verbindung von Gehäuse 1 und Gehäuse 2.The steel ring 21 protects against abrasion. The screws 17 with the ball bearings 22 and the washers 23, screwed into the openings 15 via the steel ring 21, create a bearing-mounted, rotatable connection between housing 1 and housing 2.
In Figur 6, der Gabelkoppler24 gibt ein Signal, wenn die Scheibe das Licht auf den Fototransistor unterbricht und wiederbeleuchtet wird.In Figure 6, the fork coupler24 gives a signal when the disk interrupts the light on the phototransistor and is re-illuminated.
Die fallende Flanke setzt über das Nand Gatter 25, das Differenzierglied 26 und den Transistor 27, das R-S Flippflop 28 und das Dualflipflop 29. Wenn die Welle 12 weiterdreht, und die Scheibe 13 das Licht im Gabelkoppier 20 auf den Fototransistor freigibt, sperren die Fototransistoren 18. Dieses Positive Signal am Eingang von Und - Gatter 30, über das Differenziergüed 31 und den Transistor 32, setzt das R-S Fiippfiop 28 zurück. Die Leuchtdiode 33 leuchtet für die Zeit, die die Welle 12 für die Winkeldrehung von Gabelkoppier 24 zu Gabelkoppier 20 braucht.The falling edge sets the R-S flip-flop 28 and the dual flip-flop 29 via the NAND gate 25, the differentiating element 26 and the transistor 27. When the shaft 12 continues to rotate and the disk 13 releases the light in the fork coupler 20 onto the phototransistor, the phototransistors 18 are blocked. This positive signal at the input of the AND gate 30, via the differentiating gate 31 and the transistor 32, resets the R-S flip-flop 28. The LED 33 lights up for the time that the shaft 12 needs for the angular rotation from the fork coupler 24 to the fork coupler 20.
Die Welle 12 dreht weiter, und die Scheibe 14 passiert den Gabelkoppier 24 nochmals.The shaft 12 continues to rotate and the disk 14 passes the fork coupler 24 again.
Dadurch wird das Duaiflipfiop 29 zurückgesetzt. Die Leuchtdiode 34 leuchtet für die Zeit, die die Welle für eine Drehung im Vollkreis benötigt.This resets the dual flip-flop 29. The LED 34 lights up for the time it takes for the shaft to rotate in a full circle.
Wenn die Sensortaste 3 unter und in der Mitte berührt wird, werden die Ausgänge von den Nandgattern 37 und 38 positiv.When the sensor button 3 is touched below and in the middle, the outputs of the NAND gates 37 and 38 become positive.
Dadurch kann das Signal aus dem Flip - Flop 29 über das Und - Gatter 41, und das Oder - Gatter 44 an den Eingang von Nand - Gatter 46 gelangen. Der Ausgang von Oder - Gatter 4o ist auch positiv, und deshalb wird der Nand - Gatter Ausgang 50 auch positiv. Das Differenzierglied 52 erzeugt einenThis allows the signal from the flip-flop 29 to reach the input of the Nand gate 46 via the AND gate 41 and the OR gate 44. The output of the OR gate 40 is also positive, and therefore the Nand gate output 50 is also positive. The differentiator 52 generates a
positiven Nadelimpuls, und der Transistor 53 invertiert die Resetleitung für den Zähler 9 in Fig. 7. Der Zähler setzt zurück. Der Ausgang von Nand - Gatter 58 wird positiv, und die Frequenz aus Gatter 47 und 48 wird an den Ausgang von Und - Gatter 49 durchgeschaltet. Der Zähler 9 zählt von vorne.positive needle pulse, and transistor 53 inverts the reset line for counter 9 in Fig. 7. The counter resets. The output of NAND gate 58 becomes positive, and the frequency from gates 47 and 48 is passed through to the output of AND gate 49. Counter 9 counts from the beginning.
Wenn der Ausgang von R-S Flipflop 28 negativ wird, entsteht über das Und - Gatter 41, das Oder - Gatter 43 am Ausgang des Nand - Gatters 45 ein positiver Zustand. Über das Differenzierglied 54 wird der Transistor 55 für einen Nadelimpuis durchgeschaltet.If the output of R-S flip-flop 28 becomes negative, a positive state is created via the AND gate 41 and the OR gate 43 at the output of the NAND gate 45. The transistor 55 is switched through for a needle pulse via the differentiator 54.
Der Impuls wird über das Und - Gatter 51 an die Speicherbausteine 56 weitergeschaltet. Der zweite Eingang von Und - Gatter 51 liegt über den Ausgang vom Oder - Gatter 39 auch auf positiven Potential. Die Speicherbausteine 56 geben die Daten aus den Zählerbausteinen 57 an die binären Ausgänge A bis X weiter. Die Leuchtdiodenanzeige 5 zeigt die binäre Frequenzauszählung für den Impuls aus FF 28 an.The pulse is passed on to the memory modules 56 via the AND gate 51. The second input of the AND gate 51 is also at positive potential via the output of the OR gate 39. The memory modules 56 pass the data from the counter modules 57 on to the binary outputs A to X. The LED display 5 shows the binary frequency count for the pulse from FF 28.
Wenn die Sensortaste 3 oben und in der Mitte berührt wird, werden die Ausgänge der Nand - Gatter 35 und 36 positiv. Über die Oder - Gatter 39 und 40 wird je ein Eingang der Gatter 42, 46 und 51 positiv.When the sensor button 3 is touched at the top and in the middle, the outputs of the NAND gates 35 and 36 become positive. Via the OR gates 39 and 40, one input each of the gates 42, 46 and 51 becomes positive.
Das positive Signal aus dem Dual - Flipflop 29, setzt anfangs den Zähler 57 zurück, und wenn die Flanke abfällt, erhält der Speicher 56 das Signal, daß die Daten an die Leuchtdiodenanzeige 5 durchschaltet.The positive signal from the dual flip-flop 29 initially resets the counter 57, and when the edge falls, the memory 56 receives the signal that passes the data to the LED display 5.
Mit der Sensortaste 3 wird der Weg einmal für das Signal aus 28, und einmal für das Signal aus 29 wahlweise durchgeschaltet.Using sensor button 3, the path is switched through once for the signal from 28 and once for the signal from 29.
Die Eingänge der Nandgatter 35 und 37 haben einen größeren Vorwiderstand nach Plus, als die Eingänge der Nand Gatter 36 und 38. Dadurch ergibt sich eine kleine Verzögerung.The inputs of NAND gates 35 and 37 have a larger series resistance to plus than the inputs of NAND gates 36 and 38. This results in a small delay.
Diese kleine Zeitverschiebung sperrt die Gatter 51 und 46 gegen Störsignale.This small time shift blocks gates 51 and 46 against interference signals.
Die Frequenz am Ausgang von Gatter 49, wird wie die ausgewählten Signale durchgeschaltet.The frequency at the output of gate 49 is switched through like the selected signals.
Damit der Zähler auch bei einem sehr kleinen Winkel null oder eine kleine Zahl anzeigt, wird mit dem Potentiometer im Differenzierglied 58 über das Nandgatter 59 der Transistor 60 solange durchgeschaltet, bis dasIn order for the counter to display zero or a small number even at a very small angle, the potentiometer in the differentiator 58 is used to switch the transistor 60 through via the NAND gate 59 until the
Rücksetzsignal erfolgt. Der Transistor 60 invertiert die Frequenz solange, bis der Transistor 53 durchschaltet und invertiert. Die Verzögerung über Gatter 41, 44, 46 und 50 wird damit kompensiert.Reset signal occurs. Transistor 60 inverts the frequency until transistor 53 switches through and inverts. The delay via gates 41, 44, 46 and 50 is thus compensated.
Der Positive Batterieanschluß der Schaltung 8, erfolgt über einen 5 Watt Widerstand 61 mit o,5 Ohm mit einem parallel geschaitenen Potentiometer 62.The positive battery connection of circuit 8 is made via a 5 watt resistor 61 with 0.5 ohms with a potentiometer 62 connected in parallel.
Die Spannung ist 12 Volt bis 15 Volt.The voltage is 12 volts to 15 volts.
Die Schaltung 10 in Fig. 6 im Gehäuse 2 läßt die Leuchtdioden 19 aufleuchten, wenn der Fototransistor im Gabellichtschranken 20 nicht beleuchtet wird, dadurch gelangt auf die Basis von Transistor 61 Spannung, und die Eingänge der Gatter 62 bis 65 werden negativ.The circuit 10 in Fig. 6 in the housing 2 causes the LEDs 19 to light up when the phototransistor in the fork light barrier 20 is not illuminated, thereby applying voltage to the base of transistor 61 and the inputs of the gates 62 to 65 become negative.
Die Ausgänge sind positiv, und die Leuchtdioden 19 leuchteten auf, für die Zeit, wo der Fototransistor in 20 nicht beleuchtet ist. Die Spannung für diese Schaltung ist 9 Volt.The outputs are positive, and the LEDs 19 are lit for the time when the phototransistor in 20 is not illuminated. The voltage for this circuit is 9 volts.
Der Getriebemotor 7 ist an eine 4,5 Volt Batterie angeschlossen, welche im Gehäuse 1 untergebracht ist. Mit den am Getriebemotor vorgeschaltenen Spulen und Kondensatoren wird dieser entstört.The gear motor 7 is connected to a 4.5 volt battery, which is housed in the housing 1. The gear motor is suppressed by the coils and capacitors connected upstream of the gear motor.
In Figur 7 werden die CMOS Bausteine 40 161 als Zählerbausteine 57 verwendet.In Figure 7, the CMOS components 40 161 are used as counter components 57.
Zur Signalweiterschaltung von Co nach CLK wird das Signal über die Nandgatter 66 bis 70 invertiert. Die Eingänge CEP, CET und PE sind positiv angeschlossen. Die Parallel In puts sind negativ angeschlossen. Die Ausgänge QO bis Q3 werden an die Eingänge der Speicherbausteine 56 gelegt.To forward the signal from Co to CLK, the signal is inverted via the NAND gates 66 to 70. The inputs CEP, CET and PE are connected positively. The parallel inputs are connected negatively. The outputs QO to Q3 are connected to the inputs of the memory modules 56.
E1 liegt über einen hochohmigen Widerstand an Plus. EO wird an den Ausgang von Gatter 51 in Fig. 6 gelegt. Als Speicherbaustein wird der IC CMOS 4042 verwendet.E1 is connected to plus via a high-value resistor. EO is connected to the output of gate 51 in Fig. 6. The IC CMOS 4042 is used as the memory module.
Die Ausgänge DO bis D3 im rechten Speicher IC werden an die Leuchtdioden A bis D in der Auslese 5 gelegt. Die Zusammenschaltung des rechten Zählerbaustein 57 mit dem rechten Speicherbaustein 56 und den Leuchtdioden A bis D gilt sinngemäß für alle übrigen Bausteine und Leuchtdioden in Fig. 7.The outputs DO to D3 in the right memory IC are connected to the LEDs A to D in the readout 5. The connection of the right counter module 57 with the right memory module 56 and the LEDs A to D applies analogously to all other modules and LEDs in Fig. 7.
Die Rücksetzleitung der Zählerbausteine 57 wird an den Transistor 53 in Fig. 6 angeschlossen.The reset line of the counter modules 57 is connected to the transistor 53 in Fig. 6.
Mit einer Liste mit den Buchstaben A bis X können die Daten notiert werden.The data can be written down using a list with the letters A to X.
Die Justierung erfolgt durch das Verdrehen der Scheiben 13 und 14 zueinander auf der Welle 12. Wenn die Gehäuse zueinander parallel sind, -das Gehäuse 2 unter dem Gehäuse 1 liegt, muß die Auslese 5 mit jedem Signal die gleiche Zahl anzeigen.The adjustment is carried out by turning the discs 13 and 14 relative to each other on the shaft 12. If the housings are parallel to each other - the housing 2 is located under the housing 1, the readout 5 must show the same number with each signal.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29703041U DE29703041U1 (en) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Highly accurate electronic angle measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29703041U DE29703041U1 (en) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Highly accurate electronic angle measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29703041U1 true DE29703041U1 (en) | 1997-04-17 |
Family
ID=8036282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29703041U Expired - Lifetime DE29703041U1 (en) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Highly accurate electronic angle measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29703041U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6104480A (en) * | 1997-10-02 | 2000-08-15 | Robert Bosch Gmbh | Angle measuring device |
| CN119935056A (en) * | 2025-04-08 | 2025-05-06 | 四川威斯卡特工业有限公司 | Turbine casing rocker arm welding angle gauge that converts height into angle |
-
1997
- 1997-02-20 DE DE29703041U patent/DE29703041U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6104480A (en) * | 1997-10-02 | 2000-08-15 | Robert Bosch Gmbh | Angle measuring device |
| EP0907066A3 (en) * | 1997-10-02 | 2000-10-18 | Robert Bosch Gmbh | Angle measuring device |
| CN119935056A (en) * | 2025-04-08 | 2025-05-06 | 四川威斯卡特工业有限公司 | Turbine casing rocker arm welding angle gauge that converts height into angle |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970528 |
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| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20010301 |