DE1905392A1 - Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Signalen mittels eines Skalengitters,das relativ zu einem Indexgitter bewegbar ist - Google Patents

Description

Patentanwalt

Mil

Kabushiki Kaisha lajima Seisakusho Tokyo-ΪΡρ, Japan

Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Signalen mittels eines Skalengitters, das relativ zu einem Indexgitter beweg bar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisphes Meßinstrument und insbesondere auf eine Vorrichtung, welche ein Skalengitter und ein Indexgitter aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind um helle und dunkle Bereiche nach Art des Moire-Musters zu erzeugen, die mit Hilfe eines oder mehrerer fotoelektrischer Elemente abgetastet und zur digitalen Anzeige der Größe der Bewegung des Skalengitters oder zur automatischen Steuerung von Maschinen und/oder Verfahren verwendet werden. .

Unter "Skalengitter¹¹ und "Indexgitter" ist folgendes zu verstehen:

1. Ein Skalengitter ist ein Gitter mit abwechselnd weißen und schwarzen Streifen, die in die Oberfläche eines Bandes oder einer stabförmigen Anordnung parallel und in gleichen Abständen in Längsrichtung und der dazu senkrechten Richtung eingeschrieben sind. Das Gitter wird als Skala verwendet.

Für Winkelmessungen wird ein Skalengitter verwendet, in das radial verlaufende Streifen eingeschrieben sind.

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2. Ein Indexgitter kann die folgenden 3?ormen aufweisen:

a) ein kleines Gebilde mit genau der gleichen Gittersteigung bzw. den gleichen Abständen wie das dazugehörige^Skalengitter.

b) ein kleines Gebilde, das ein ähnliche Geometrie wie das Skalengitter aufweist, dessen Steigung jedoch ein Vielfaches der Steigung des Skalengitters ist.

c) eine Kombination von vier Gittern, die nacheinander um jeweils P/4 in der Phase gegeneinander versetzt sind. Vorrichtung, bei denen ein Skalengitter in Abhängigkeit von der Bewegung eines Meßobjektes bewegt und bei dem das sich ergebende Moire-Muster, das aus hellen und dunklen Bereichen besteht, mit Hilfe von fotoelektrischen Elementen gemessen wird, um die Bewegung des Skalengitters und daher auch die Bewegung des zu messsenden Gegenstandes anzuzeigen, sind an sich bekannt. Die bekannten Vorrichtungen weisen jedoch auch eine Reihe von Nachteilen auf, die später an Hand der Zeichnung ausführlich beschrieben werden und insbesondere darin bestehen, daß die Ablese- und Meßgenauigkeit durch Schmutzpartikel zwischen Index- und Skalengitter sowie durch Lichtverluste empfindlich beeinträchtigt sind. · Diese Nachteile sollen erfindungsgemäß beseitigt werden. " Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welche von einfacher Bauweise ist und mit geringen Verlusten, hoher Ablesegenauigkeit und großer Genauig- ' · keit betrieben und daher für eine Vielzahl von Anwendungszwecken verwendet werden kann.

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Ausgehend von einer Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Signalen mittels eines Skalengitters, das relativ zu einem" Indexgitter "bewegbar ist, '.'wodurch ein Muster von hellen und dunklen Bereichen gebildet wird,das mit Hilfe von mindestens einem fotoelektrischen Element in elektrische Signale umgeformt wird, die für die Größe der Relativbewegung charakteristisch sind, besteht die Erfindung darin, daß das Indexgitter mit inniger Berührung auf die Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Elementes aufgebracht ist.

Die auf diese Weise erhaltenen elektrischen Signale können zum Anzeigen der Bewegung oder zur Regelung von Maschinen oder Anlagen verwendet werden.

Die oben definierten Skalen und Indexgitter weisen somit erfindungsgemäß die folgenden .Eigenschaften auf. Das Skalengitter optisch vergrößert und projiziert, und in seiner Brennebene sind ein oder mehrere fotoelektrische Elemente angeordnet, auf dren Lichtaufnahmeflächen unmittelbar ein Indexgitter ausgebildet ist, welches beispielsweise aufgedruckt oder fotografisch aufgebracht worden ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann auch eine durchsich-· tige Anordnung, die das Indexgitter trägt, innig mit der Lichtaufnahmefläche jedes fotoelektrischen Elementes verklebt sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Glasplatte, auf welche das Muster durch Druck, fotografische Verfahren oder Ätzen aufgebracht ist, oder um einen fotografischen Film oder um ein beispielsweise aus einer Metallfolie hergestelltes Muster handeln.

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Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden' Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen köar.cn und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen werden.

Die Pig. 1 zeigt schematisch ein bekanntes Gerät zum .Messen der Größe der Bewegung eines Skalengitters unter Verwendung eines Moire-Musters.

Die Pig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. ^N *

Die Pig. 3 ist eine Draufsicht auf ein ladexgitter, das er« findugsgemäß beispielsweise auf die Lielataufnabmefläcaen der fotoelektrischen Elemente aufgedruckt ist.

Die Pig 4 ist das Blockschaltbild einer beispielsweisen ZählscL:-.:-/:ning_f mittels der die von dem fotoelektrischen Elementen erzeugten Signale verarbeitet und die Bewegungen eines Skalengitters digital angezeigt werden.

Die Pig. 5 ist eine Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Indexgitter, das dem nach Pig. 3 ähnlich ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst eine bekannte Vorrichtung beschrieben.

Mittels der bekannten, in Pig. 1 dargestellten Vorrichtung werden zum Messen von Längen Moire-Muster erzeugt. Diese Vorrichtung enthält im wesentlichen eine Lichtquelle 1,

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einen Kondensor 2, einen halbdurchlässigen Spiegel 3>(eine halbversilberte Platte) der bezüglich der optischen Achse des aus Lichtquelle 1 und Kondensor 2 bestehenden Systems um einen Winkel von 45° geneigt ist, ferner eine Objektivlinse 4 auf der Reflexionsseite des Spiegels 3, ein Indexgitter 5 auf der vom Spiegel 3 abgewendeten Seite der Objektivlinse 4 j ein Skalengitter 6, das parallel zum Indexgitter 5 auf dessen von der Objektivlinse 4 abgewendeten Seite (d.h. in Pig. 4 unterhalb vom Indexgitter 5) angeordnet ist, sowie ein fotoelektrisches Element 7» welches oberhalb vom Spiegel 3 auf dessen Lichtdurchlaßseite angeordnet ist.

Das von der Lichtquelle 1 ausgesendete Licht wird mit Hilfe des Kondensors 2 in parallele Lichtstrahlen umgewandelt, die vom halbdurchlässigen Spiegel 3 reflektiert, durch die Objektivlinse 4 geworfen und auf dera Indexgitter 5 abgebildet v/erdenc Das durch das Indexgitter 5 tretende Licht wird auf das Ska-leagitter β projiziert, Das vom Skalengitte:.? 6 reflektierte Licht tritt erneut durch das Indexgitter 5 und die Objektivlinse 4 und wird darm nach den halbdurehlässigen Spiegel 3 auf das fotoelektrische Element 7 geworfen.

Das Skalengitter 6 und das Indexgitter 5 sind mit einer geringen Neigung zueinander .angeordnet. Die Anordnung ist außerdem so getroffen, daß, wenn das Skalengitter 6 in Abhängigkeit von der Bewegung eines Meßobjektes bewegt wird, für jeden Bewegungsschritt, der gleich dem Gitterabstand ist, die Lichthelligkeit und -dunkelheit in Richtung der Gitterlinien und der dazu senkrechten Richtung vergrößert werden. Die Lichthelligkeit und -dunkelheit werden durGh das lichtelektrische Element 7 gemessen und in ein aus elektrischen

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Impulsen bestehendes Signal umgeformt. Du.roh das Auszählen der Impulse dieses Signals kann-die Strecke, um die das Skalengitter 6 bewegt worden ist,. Ia Einheiten des Gitter= linienabstandes bestimmt v/erden. Somit ergibt sich auch insgesamt die Strecke, um die das Meßobjekt bewegt worden ist, aus der Größe des Gitterliaienabstaud.es. " "

Bei einer derartigen, mit eineia Moire-Muster arbeitenden Vorrichtung zum Messen von Bewegungen ist ®s üblich;, die lichtquelle j asu Kondensor, den halbdurchlässigen Spiegeln die Obgektivli'ase, das Itidezgittax? und das fotoelektrische Element in einem dunklen Zastea S unterzubringen und das Indesgitter 5 nach anßso hin i'rsis'alegeEo Auf der einen Seite ist es notwendig, aas ladezgitter 5 in dichte Hähe des Skalengittars β zu "briagsa» Baswegen bssteht aber die Möglichkeit;, daß sich Sts;ub- ofiss ©,imere Premdpartikel i,O. -5.Θ21 Baum swiischen deii beidsa Gittern ansaisineln _D wodurch da.i Hoirs-Musisr gsstöut mad als Ksssnngea ungeaan werden = Για "^;:;:t;;Gai3ii 5¹SIlSiI kann, sogar das Indesgittes 5 asrstört

Bisher ist es üblich, das indezgitter dadurch herzustellen, daß man es auf einer Glasoberfläche oder durch Potoätzung auf einer Metallplatte ausbildet. Diese Herstellungsmethoden sind jedoch äußerst kompliziert. Zum räumlichen Trennen von Skalen- und Indexgitter ist bereits vorgeschlagen worden, das Bild des Skalengitters zur Erzeugung eines Moire-Mus te" ra auf dom Indexgitter abzubilden und das Bild des Mustera auf ein fotoelektrisches Element zu projizieren.

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Bei einer Vorrichtung dieser Art ist jedoch eine Vielzahl Ton optischen Elementen notwendig,, so daß sie teuer und kompliziert wird.- Gleichzeitig treten hohe Lichtverluste auf» da das Bild des Moire-Musters durch ein optisches System auf das fotoelektrische Element projiziert wird. Schließlich ist das auf diese Weise gebildete Bild nicht sthr scharf, so daß die Ablesegenauigkeit zu wünschen übrig lädt und infolgedessen die Anzeige fehlerhaft wird.

Die oben beschriebenen Schwierigkeiten sind bei der erfindungs gemäßen Vorrichtung beseitigt. Diese besitzt eine einfache Bauweise* die lichtverluete sind gering« die Ablesegenauigkeit ist £:roß und dl« Messungen sind infolgedessen sehr genau.

Gemäß Fig« 2 enthält βία Levoreugtes Aueführungsbeispiel der Erfindung wie die bekannte Vorrichtung nach Pig. 1 «ine Lichtquelle 11, einen Kondensor 12, einen halbdurchläseigen Spiegel 15 und eine Ob^ektivlinse 14. Me erfindungsgemäße Vorrichtung- unterscheidet sich von der bekannten dadurch, daß zwar einerseits ein Skalengitter 16 unterhalb der Objektivlinse 14 (Fig. 2) angeordnet ist, daß jedoch andererseits ein Indexgitter 15 nicht unmittelbar über dem Skalengitter 16 sondern unmittelbar unterhalb der Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Elementes 17 auf der Lichtdurchlaßseite (oberen Seite) des Spiegels 13 angeordnet ist. Das Indexgitter 15 ist, beispielsweise-auf die Lichtaifnahmeflache des fotoelektrischen Elementes 17 aufgedruckt.

Die von der Lichtquelle 11 ausgehenden Lichtstrahlen werden durch den Kondensor 12 parallelisiert, durch den hälbversilberten Spiegel 15 um 90° abgelenkt und nach dem Durchtritt durch die Objektivlinse 14 auf dem Skalengitter 16 abgebil-

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det, von dc--.3 sie teilweise aflektiert werden. Das reflek- ".. ' tierte Liebt verläuft in en- regengesetzfcer Richtung längs des ursprünglichen Lichtweges, tritt durch die Objektivlinse 14 und durch den halbversilberten Spieget 13 und wird auf. das fotoelektrische Element 17 projiziert. Das Bild des Skalengitters 16 wird auf diese Weise untfer Erzeugung eines aus hellen, und dunklen Bereichen bestehenden Musters auf das In-/, dexgitter 15 projiziert» ' . - . . . - ;

Erfindungsgemäß wird das Indexgitter 15 beispielsweise direkt. auf die ebene Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Elemen- *■ tes 17 aufgedruckt, das im wesentlichen aus einer Silicium-_ Sonnenbatterie besteht. Eine andere Möglichkeit besteht darin,·■

direkt auf. die Lichtaufnahmefläche einen fotografisbhen PiIm zu kleben, auf dem das Indexgitter auf fotografischem Wege aus-, gebildet worden ist. Schließlich könnte das Jadexgitter 15 beispielsweise auch durch andere fotografisch© Verfahren" ausgebildet werden. . ·

Ein Ausführungsbeispiel für ein auf die Eichtaufnahinefläche des fotoeleiztrischen Elementes 17 aufgedrucktes Indexgitter ist in I'ig. 3 aargestellt. Bei diesem Muster ist das Gitter durch Masken in vier Abschnitte geteilt. Der Gitterabstand ist P„ Auf diese Weise erhält man vier Sätze von Indexgittern <, die sit Hilfe von fotoelektrischen Elementen 17? 17a* 17b_s und 17c abgetastet v/erden. Hierdurch werden vier elektrische Signale erzeugt. Durch Auswerten dieser vier Signale ist es möglich; die Richtung und die Länge der Bewegung des Skalengitters zu messen.

Sin wesentliches Merkina,! der in Pig« 2 dargestellten Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Indexgitter_v 15 in inniger Berührung mit der Lichtaufnahmefläche des foto-

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elektrischen Elementes steht und zusammen mit der Lichtquelle 11, dem Kondensor 12, dem halbversilberten Spiegel

13 und der Objektivlinse 14 in einem dunklen Kasten 18 untergebracht ist. Aus diesem Grunde besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit für eine Beschädigung durch äußere Einflüsse. · .

Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Größe des Bildes des Skalengitters 16, da es unter Verwendung einer Objektivlinse

14 auf dem Indexgitter 15 abgebildet wird, frei gewählt wer- · den kann. Daher kann die Vergrößerung dem Einzelfall, d.h. beispielsweise einer speziellen Betriebsweise oder^einer vereinfachten Herstellungsmethode, angepaßt werden.

Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß zur Abbildung bzw. Projektion eines Bildes des Moire-Musters kein optisches System notwendig ist, da das Indexgitter 15 auf die Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Elementes 17 aufgedruckt ist, d.h. auf dieser ein Moire-Muster ausgebildet wird und dieses MoireMuster direkt von dem fotoelektrischen Element 17 genommen wird. Aus diesem Grunde ist die Vorrichtung von einfacher Bauweise und sind trotzdem die Lichtverluste sehr gering, so daß man ein sehr scharfes Moire-Muster erhält. Aus diesem Grunde sind auch die Ablesegenauigkeit und damit die Meßgenauigkeit außerordentlich hoch.

In der Pig. 4 ist eine Schaltungsanordnung zum Verarbeiten der von den fotoelektrischen Elementen gelieferten Signale und zum digitalen Anaeigen der Größe der Bewegung des Meßobjektee dargestellt.

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Bei dieser Schaltungsanordnung sind vier fotoelektrische · Elemente 21, vier mit ihnen in Serie verbundene Verstärker 22, ein Vergleichsschaltkreis 23, dem die Ausgangsignale der Verstärker,22 zugeführt werden, ein Vorwärts/Rückwärts-Zähler 24, der an"den Ausgang des Vergleichsschaltkreises 23 angeschlossen ist,sowie digitale Anzeigeröhren 25, denen die Ausgangssignale des Zählers 24 zugeführt werden. Die Anzeige " röhren, 25 weisen auf der einen Seite einstellbare Schalter 26* auf, die untereinander und zu einem Druckknopf 27 in Serie liegen, während auf der andren Seite ein gemeinsamer ITuIl-.Sina^ellknopf 28 vorgesehen ist.

Die Schaltungsanordnung arbeitet in Verbindung mit der erfindugsgemäßen Vorrichtung auf die folgende Weise. Die von' den fotoelektrischen Elementen 21 abgegebenen Signale werden in den Verstärkern 22 verstärkt und anschließend in dem Ver=.-gleichsschaltkreis 23 miteinander verglichen, in welchem die Zählrichtungen festgestellt werden. Anschließend wird der Zähler 24 in Übereinstimmung mit der jeweiligen Zählrichtung eingestellt und werden die eingestellten Werte mit Hilfe der digitalen Anzeigeröhren 25 sichtbar gemacht.

Nachdem die von den fotoelektrischen Elementen 2T"erzeugten Signale in den Verstärkern 22 verstärkt und dem Vergleichsschal tkr-eis 23 zugeführt worden sind, wird in diesem die Bewegungsrichtung des Skalengitters aus den Wellenformen der Signale abgeleitet . ■,.;. y_om Verlgeichsschaltkreis 23 werden dann dem Vorwärts/Rückwärts-Zähler 24 Stellsignale für eine Addition oder Subtraktion zugeführt. Entsprechend der Anzahl der Eingangssignale wird im Zähler dann eine Addition oder Subtraktion durchgeführt.

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Mit Hilfe der digitalen Anzeigeröhren 25 werden die den vom Zähler 24 kommenden Signalen entsprechenden Ziffern in Leuchtschrift wiedergegeben. Die einstellbaren Schalter 26 zeigen Ziffern mit Hilfe von. Schaltern wie z.B. Drehschaltern an, und beim Niederdrücken des Druckknopfes 27 werden dem Zähler 24 BefehlBsignale zugeführt, woduxch diese Ziffern in den Anzeigeröhren 25 sichtbar werden.

Me erfiudungegemäße Vorrichtung iat nicht auf seine Verwendung als;.Heßgerät, bei-dem die Messung unter Verwendung eines Moire-Musters erfolgt, beschränkt« Die Erfindung läßt sich. Titlaehr auf alia Vorrichtungen anwenden, mit denen Bewegungen gemessen werdenj £.&£ ein Skalengitter relativ zu

einem Indexgitter parallel /erschoben wird, um dadurch helle TMd dunkle Bereiche sa ssseugea» dia sit Hilfe fotoelektrischer Siebente abgetastet werdea« Sas la&exgitter ist hierbei auf alas? Lichtaufaahmeflache <!«:»· fsijasiaietrisßhsß Slenente aufge- >o?y3feit, und swar lielepielswsise aufgedruckt, liae mögliche ^sfübrungsforiB für eiE fissartiges Xiidexgitter ist in Pig. 5 dargestellte, Meses G-ittsi* tssitst iinen Gitterabstand bzw. eine Steigung P= Bas Gitter Ist «tnrch Easkea in vier Abschnitte geteilt. Die dadurch gebileksteia Gittsrreilaen . siad nacheinander ώμ jeweils P/4 gegeneiaaa'der versetzt bsw. verzögert.

gemäß der obigen Bescbreilmag werden in der srfindungsgemäßeη Vorrichtung das Sksü^ngitter unä das Indexgitter, zur Erzeugung ■you Helligkc-it und Dunkelheit relativ sueinander bewegt und vjord©Ei dio hüllen und dunklen Bereiche raittels fotocloictriacher Klcaioiite in c-lektrische- Signale umgeformt. Ia folgenden wird sue vollständigen Verständnis des erfindungsgeiaäiSen Prinzips eine Vorrichtung beschrieben, la der ein Inaexgitter mit der in Mg« 5 dargestelltes G-eoEetr-ie verwendet ist.

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Es sei zunächst angenommen, daß ein projeziertes Bild von weißen (leuchtenden) und schwarzen (dunklen) Bereichen des Slcalengitters auf die weißen (.durchsichtigen) und schwarzen (verdeckten) Streifen der obersten (ersten) Reihe abgebildet wird, so daß weiße auf weißen und sehwarze auf schwarzen Bereichen liegen', und auf die Hälfte der Gesamtfläche des dor ersten Reihe zugeordneten fotoelektrischen Elementes Licht auftrifft (maximale Lichtmenge).

Zu diesem Zeitpunkt ist die lichtdurchlässige Fläche des Gitters in der zweiten Reihe halb:so groß wie die des Gitters in der ersten Reihe, da die zweite Reihe relativ zur ersten ' phasenmäßig um P/4 versetzt ist. Infolgedessen empfängt nur * ein Viertel der gesamten Aufnahmefläche des dieser Reihe zugeordneten fotoelektrischen Elementes Licht.

Da das Gitter in der dritten Reihe wiederum um T/4 relativ zu dem der zweiten Reihe verschoben ist, sind hier weiße und sehwarze Bereiche überlagert, so daß überhaupt kein Licht durchgelassen wird.

• In der vierten Reihe wird dagegen vom Gitter Licht nur in der einen Hälfte durchgelassen, und zwar in der entgegengesetzten Richtung im Vergleich zur zweiten Reihe. Aus diesem Grunde ist die vom zugeordneten fotoelektrischen Element aufgenommene Lichtmenge die gleiche wie in der zweiten Reihe.

Wenn sich die Lage des Skalengitters relativ zum Indexgitter um P/4 im Vergleich zu der obigen La&e ändert, dann wird von den den zweiten oder vierten Reihen zugeordneten fotoelektrischen Elementen maximales oder minimales Licht aufgenommen, während von denen in der ersten und dritten Reihe mittlere Lichtme.ngen aufgenommen werden. Bei einer weiteren Verschiebung um P/4 dreht sich das Ergebnis der ersten Verschiebung .*;-:- 9098U/M UO

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um. d.h.- in der ersten Reihe wird eine minimale Lichtmenge aufgenommen, während in der dritten Reihe eine maximale Lichtmenge durchgeht.

Wenn daher die relativen Lagen der "beiden Gitter nacheinander jeweils um Inkremente von je P/4 verscho ben werden, dann "bewegen sich die Bereiche, in denen eine konstante Lichtmenge aufgenommen wird, von einer oberen Reihe in Richtung einer unteren Reihe oder von einer unteren Reihe zu einer oberen Reihe. Da die von den fotoelektrischen Elementen erzeugten elektromotorischen Kräfte proportional zur aufgenommenen Lichtmenge sind, werden jeweils elektromotorische Kräfte abgegeben, die genau den aufgenommenen Lichtmengeu entsprechen.

Aus der obigen Beschreibung folgt, daß, wenn das Skalengitter 3inen Gitterlinienabstand bzw. eine Steigung P von beispielsweise 4 Mikron oder 40 Mikron hat und das Indexgitter beispielsweise das in Pig. 5 dargestellte Muster aufweist, ein Bereich mit maximaler elektromotorischer Kraft des fotoelektrischen Elementes existiert, der jedem vierten Teil der Steigung des Skalengitters entspricht. Diese maximale elektromotorische Kraft kann ausgenutzt und als elektrisches Signal verwendet werden.

Bei Verwendung eines. Skalengitters mit einer Steigun-g von 4 Mikron kann somit ein elektrisches Signal erhalten werden, das je einem Mikron entspricht. In ähnlicher Weise wird bei Verwendung eines Skalengitters mit einer Steigung von 40 Mikron ein elektrisches Signal für jede 10 Mikron erhalten.

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Die erfindungsgemäße, oben beschriebene Vorrichtung läßt sich in vielen verschiedenen Ausführungsformen für viele Zwecke verwenden. Einige Ausführungsbeispiele sind im folgenden ausgeführt.

1. Mit der beschriebenen Vorrichtung werden unter. Verwendung eines Skalengitters elektrische Signale erzeugt, die durch Schaltungsanordnung wie Verstärker, Vergleichsscaältungen und Zählschaltungen geleitet werden. Die Schwankungen in der Lage des Skalengitters relativ zum Indexgitter werden dann mit Hilfe der digitalen Anzeigeröhren quantitativ angezeigt.

Die Vorrichtung kann daher zur digitalen, quantitativen Anzeige der Bewegung eines Maschinenteils wie beispielsweise eines Fisches oder des Spindelkopfes einer Werkezugmaschine, des. Meßorgans eines Meßinstrumentes (Puller, Tastbolzen, Spinded. usw.) oder eines Schlittens oder dgl. verwendet werden.

2. Die Ausgangsignale der Ausgangsanschlüsse der Vorrichtung können zur programmgesteuerten Lageregelung von Maschinen und Anlagen verwendet werden. Hierbei gibt es zwei Möglichkeiten.

a) Steuerung:

Das Ausgangsignal wird in Impulse umgeformt, die zum Antreiben eines Impulsmotors verwendet werden, der zur Einstellung der erforderlichen Lage automatisch anläuft und anhält.

b.) Regelung:

In .Übereinstimmung mit einem Programm werden einer Zählerschaltung Sollwertsignale zugeführt, die die Länge der Bewegung vorgeben und automatisch einen Motor anlaufen las-?., sen. Die Regelung wird dadurch bewirkt, daß der Istwert

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der Bewegung mit der Zi erschal ig Gemessen und der Sollwert durch Rückkopp ag zum I or erreicht wird.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   M λ Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Signalen mittels eines Skalengitters, das relativ zu einem Indexgitter bewegbar ist, wodurch ein Muster von hellen und dunklen Bereichen gebildet wird, das mit Hilfe von mindestens einem fotoelektrischen Element in elektrische Signale umgeformt wird, die für die Größe der Relativbewegung charakteristisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Indexgitter (15)mit inniger Berührung auf die Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Elementes (17) aufgebracht ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-_p zeichnet, daß das Indexgitter durch ein Druckverfahren oder ein fotografisches Verfahren oder dadurch auf der Lichtaufnahmefläche befestigt ist, daß auf diese ein das Indexgitter tragender fotografischer. Film geklebt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Indexgitter η Reihen aus acihwarnen und weißen Streifen mit konstanter Steigung P aufweist, wobei die Reihen auf die Lichtaufnahmeflächen je eines fotoelektrischen Elementes (1.7, 17a, 17b, 17c) aufgebracht sind, und daß die η Reihen entweder in Phase oder nacheinander um jeweils J?/n. gegeneinander versetzt sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Elemente (21) an eine Auswertstufe (22, 23) angeschlossen sind, in der die von ihnen abgegebenen Ausgangssignale verstärkt miteinander verglichen und zur !Feststellung der Bewegung des Skalengitters ausgewertet werden und in der in Abhang@:eit hiervon Stell · signale erzeugt werden, und daß an die Auswertstufe ein Vorwärts/Rüekwärts-Zähler (24) angeschlossen ist, der auf die Stellsignaie anepricht, und entsprechend der Anzahl der Einc/An£csignale eleicürirjche Gigü^ic erzeugt.

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