CH695119A5 - Einrichtung und Verfahren zur Positionsbestimmung zwischen zwei realtiv zueinander beweglichen Teilen - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und auf ein Verfahren  zur Positionsbestimmung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen  Teilen, insbesondere zur Messung der relativen Verdrehung oder Verschiebung  von Teilen von Geräten, Maschinen und Werkstücken. Insbesondere ist  die Einrichtung für die Anwendung zur Winkelmessung in geodätischen  Geräten bestimmt. 



   Es sind aus Patentschriften, Veröffentlichungen und auf dem Markt  befindlichen Geräten eine Vielzahl von Lösungen zur Winkelmessung  bekannt. Weite Verbreitung haben Systeme gefunden, bei denen eine  auf einem Glasträger befindliche Hell-Dunkel-Teilung als Massverkörperung  vorgesehen ist, die auf einen optoelektronischen Sensor abgebildet  oder von diesem abgetastet wird. Die so erhaltenen Messsignale werden  mittels einer nachgeschalteten Auswerteeinheit zur Gewinnung von  Messwerten ausgewertet. Es gibt Systeme mit einer oder mehreren parallelen  Teilungsspuren, inkremental oder absolut messende Systeme und lineare  oder flächenhafte Sensoranordnungen. 



   Aus Anwender- und Kostengründen setzen sich zunehmend absolut messende  Systeme mit einer linearen Sensoranordnung durch. Der Einsatz z.B.  einer Standard-CCD-Zeile bringt bei einer Vielzahl verfügbarer Informationen  einen enormen Kosten- und Verfügbarkeitsvorteil gegenüber kundenspezifischen  Sensoranordnungen. Dabei wird die Grobwertinformation seriell in  einer Codespur verschlüsselt, und die Feinwertinformation wird durch  Interpolation zwischen den Grobwertinformationen gewonnen. 



   In der DE-OS 4 436 784 ist ein Massstab mit einer Codierung binär  und durch äquidistante Striche unterschiedlicher Breite realisiert.  Diese Teilung ist auch inkremental lesbar. 



     In der DE-OS 19 638 912 ist ein Massstab mit einer Codierung durch  einen pseudostochastischen Code realisiert. Die Beleuchtungseinrichtung  wird gepulst, um Messungen bei schneller Bewegung zu ermöglichen.                                                              



   Die WO 84/01 027 beschreibt ein weiteres System mit pseudostochastischem  Code, dem zur Auflösungssteigerung ein Manchester-Code überlagert  ist. 



   In der EP 0 085 951 wird die Interpolation zwischen äquidistanten  Strichen unterschiedlicher Breite durch mehrfache digitale Bestimmung  der Lichtschwerpunkte eines jeden Hellstriches mit unterschiedlichen  Schwellwerten und anschliessender Mittelung verfeinert. 



   Die DE 2 619 494 beschreibt ein absolutes Messsystem mit serieller,  binärer Codierung des Massstabes und deren Auslesung mit linearer  CCD-Sensorzeile. Die Auflösung beträgt eine Sensorelementenbreite  und wird durch optische Vergrösserung des Teilungsmassstabes erhöht.                                                           



   Die Auswertung der Grobcodierung einer pseudo-stochastischen Teilung  erfordert entweder eine hohe Rechenleistung beim Generieren des Vergleichscodes  in Echtzeit oder grossen Speicherbedarf bei Vergleich mit dem komplett  abgespeicherten Code. Alle bekannten Verfahren nutzen zur Gewinnung  des Interpolationswertes nur eine geringe Zahl von Hell-Dunkel- und  Dunkel-Hell-Übergängen (Flanken). Um eine hohe Auflösung zu realisieren,  muss daher jede Flanke entweder mit einem A/D-Wandler bei erhöhtem  Hardwareaufwand quantisiert oder mittels mehrerer unterschiedlicher  Schwellwerte digitalisiert werden (erhöhte Messzeit). Aufgrund der  geringen Zahl von Flanken wirken sich Teilungsfehler und Verschmutzung  der Teilung stark auf die Messgenauigkeit aus. 



   So ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren  zur Positionsbestimmung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen  Teilen zu schaffen, bei denen die Nachteile des Standes der Technik  beseitigt sind, und bei denen bei geringstem optischem und elektronischem  Aufwand und einfacher Montage und Justierung eine hohe Mess-sicherheit,  eine Genauigkeit im Bogensekunden-Bereich und die Möglichkeit der  Modularität erreicht werden. 



   Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung zur Positionsbestimmung  und Winkelmessung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen  mit den im    ersten Anspruch angegebenen Mitteln gelöst. Das Verfahren  zur Positionsbestimmung und Winkelmessung zwischen zwei relativ zueinander  beweglichen Teilen wird mit den im sechsten Anspruch angegebenen  Mitteln gelöst. 



   In den auf die Ansprüche 1 und 6 bezogenen abhängigen Patentansprüchen  sind weitere Ausführungsformen und Einzelheiten zur Einrichtung und  zum Verfahren dargelegt. 



   So ist es vorteilhaft, wenn bei der Einrichtung die k-Bit lange Referenzmarke  eine solche Zahl binär codiert, die an keinem beliebigen anderen  k-Bit langen Ausschnitt der Teilung, ausser an den Referenzmarken  selbst, auftritt. 



   Ferner hat es sich zur Gewinnung von Messwerten als vorteilhaft erwiesen,  dass die Codeteilung in 250 gleich lange, nummerierte Abschnitte  unterteilt ist, die Nummer der Abschnitte und die Referenzmarke mit  je 8 Bit codiert sind, die Referenzmarke den Wert 254 hat und die  250 Abschnitte mit den Zahlen 4 bis 127, 129 bis 253 und 255 codiert  sind, wobei die Zahlen 0 bis 3 und 128 nicht für Abschnitte codiert  sind. Es werden also die Abschnitte 0 bis 3 ausgespart und die Zählung  beginnt erst bei 4. 



   Ein einfacher Aufbau einer erfindungsgemässen Einrichtung ergibt  sich, wenn die Abbildung des Teilungsabschnittes auf die Sensoranordnung  durch reine Projektion ohne die Verwendung weiterer optischer Glieder  mittels einer divergenten Leuchtquelle kleinen scheinbaren Durchmessers  realisiert ist. Dabei wird eine nahezu punktförmige Lichtquelle,  z.B. eine LED, zur Beleuchtung des Massstabes vorteilhaft eingesetzt.                                                          



   Die transparenten und nichttransparenten Felder des Längen- oder  Winkelmassstabes sind ganzzah-lige Vielfache einer kleinsten Strichbreite  h. 



   Bei der Durchführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn der  Abbildungsmassstab a so gewählt wird, dass bei gleichmässiger relativer  Verschiebung zwischen Codeteilung und Sensorzeile um die Länge eines  Sensorelementes die Anzahl der Wechsel der Zuordnung der Hell-Dunkel-  und Dunkel-Hell-Übergänge zu den Sensorelementen annähernd gleichmässig  von 0 bis zur Flankenzahl im ausgewerteten Teilungsabschnitt zunimmt.                                                          



   Der Abbildungsmassstab a ist der Quotient aus Pixelbreite und Breite  des Bildes eines Halbbits auf der Sensorzeile der Sensoranordnung,  also   a = Pixelbreite / Breite des Bildes eines Halbbit auf der  Sensorzeile. 



   Eine einfache Verfahrensweise bei der Abbildung der Abschnitte der  Codeteilung auf die Sensoranordnung ergibt sich, wenn die Abbildung  ohne zusätz-liche optische Bauelemente erfolgt. So kann die Abbildung  durch eine nahezu punktförmige, divergierendes Licht aussendende  Lichtquelle, z.B. eine geeignete LED, in Zentralprojektion auf die  in Lichtrichtung dicht hinter der Codeteilung angeordnete Sensor-anordnung  erfolgen. 



   Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn unter  Ausnutzung des Signalrauschens mehrere Messungen durchgeführt und  deren Ergebnisse gemittelt werden. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit,  die Messgenauigkeit zu erhöhen, ergibt sich, wenn mehrere Messungen  mit verschiedenen Triggerschwellen durchgeführt und die Messergebnisse  dann gemittelt werden. 



   So kann es auch vorteilhaft sein, wenn zur weiteren Erhöhung der  Messgenauigkeit bei Verwendung einer integrierenden, optischen Sensorzeile  mehrere Messungen mit verschiedenen Belichtungszeiten durchgeführt  und die Messergebnisse gemittelt werden. 



   Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher  erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:      Fig.  1 einen Ausschnitt aus einer Codespur eines codierten Massstabes,     Fig. 2a schematisch den Aufbau einer erfindungsgemässen Einrichtung,     Fig. 2b den Verlauf elektrischer Ausgangssignale der Sensorelemente  einer Sensorzeile,     Fig. 2c logische Pegel für jedes Sensorelement,     Fig. 2d ein mathematisch gebildetes Vergleichsraster mit den  Abweichungen  delta  i  der Flanken von Vergleichsraster,     Fig.  3 die Abhängigkeit des systematischen Messfehlers von Abbildungsverhältnis  a,     Fig. 4 einen vergrösserten Bereich aus dem Diagramm von  Fig. 3 und     Fig. 5 einen weiteren vergrösserten Bereich von  Fig. 3.  



     Die erfinderische Lösung wird am Ausführungsbeispiel eines Winkelmesssystems  erläutert. Die gemachten Erläuterungen können leicht auch auf Längenmesssysteme  übertragen werden und gelten dort sinngemäss. Der Unterschied liegt  lediglich in der Ausbildung des codierten Massstabes, der bei einem  Längenmesssystem gestreckt ausgeführt ist und bei einem Winkelmesssystem  meist auf einer Scheibe angeordnet ist. 



   Das Winkelmesssystem gemäss Fig. 2a umfasst eine annähernd punktförmige  Lichtquelle 1 (Point- Light-LED), der in Lichtrichtung eine Mass-stabs-teilung  2 (hier der Einfachheit halber als ein gestreckter Winkelmassstab  dargestellt), welcher auf -einer Glasscheibe 3 aufgebracht ist und  aus einer Hell-Dunkel-Strichfolge 5; 6 besteht, nachgeordnet ist,  wobei mit 5 die hellen und mit 6 die dunklen Striche der Codeteilung  bezeichnet sind. Unmittelbar Glasscheibe 3 und damit der Massstabsteilung  2 in geringem Abstand nachgeordnet ist eine aus einer Vielzahl von  Sensorelementen 7 (Pixel) bestehende Sensoranordnung 8 vorgesehen.  Eine solche Anordnung und Ausführung ist besonders einfach und kostengünstig  herstellbar, da u.a. aufwendige optische Bauelemente, die Abbildung  der Massstabsteilung auf die Sensoranordnung 8 sonst dienen, nicht  zur Anwendung kommen. 



   Grundsätzlich kann auch eine Parallelprojektion dieses Massstabes  2 auf die Sensoranordnung 8 vorgesehen werden. Dieses ist der Einfachheit  halber nicht in den Figuren dargestellt. 



   Als Lichtquelle 1 können vorteilhaft LED mit einer geeigneten flächenhaften  Abstrahlfläche eingesetzt werden, wobei der Leuchtfleckdurchmesser  vorzugsweise < 60 mu m ist. 



   Die Lage eines ausgezeichneten Indexpixels 9 (Fig. 2a und 2b) der  Sensoranordnung 8 (gedachter Index, mittleres Pixel des Auslesebereichs)  bezüglich der Massstabsteilung 2 wird in einem ersten Schritt durch  Erkennung und Lagebestimmung des projizierten Bitmusters auf Strichbreite  genau ermittelt, wobei als Massstab die kleinste Strichbreite h gesetzt  wird und die einzelnen Striche die Breite x  +/-  h besitzen. Die  Lage innerhalb der Strichbreite (Feinwert; Interpolation) wird durch  Bestimmung der Ablage der Strichkante (Flanke) vom gedachten Index  bestimmt. Da auf die Verwendung eines A/D-Wandlers (eine übliche  Methode zur Bestimmung einer Flankenposi-tion oder eines Schwerpunktes)  verzichtet wird, wird die Auflösung bzw. Genauigkeit durch die Auswertung  einer sehr grossen Anzahl von    Strichkanten (Flanken) realisiert  (s.u.).

   Beim Generieren der Codespur wurde demzufolge auf ein Maximum  an Strichkanten (Flanken) im Auslesebereich (ca. 500 Pixel entsprechen  einem Winkel von 10 Gon) geachtet. Die in Fig. 1 gezeigte Codespur  des Teilungsmassstabes 2 umfasst z.B. 500 gleich lange (0,8 Gon)  se-riell binär codierte Abschnitte 10. Jeder Abschnitt 10 besteht  aus einem 8-Bit-Wort (Byte). Jedes Bit ist gleich lang (1000 cc)  und besteht im Sinne der Maximierung der Flankenzahl aus entweder  einer Hellstrich-Dunkelstrich-Folge (2 sogenannte "Halbbits"<>) für  logisch "1" oder einer Dunkelstrich-Hellstrich- Folge für logisch  "0". Jeder Hell- und jeder Dunkelstrich eines Bits hat die Breite  von 500 cc (Halbbit; kleinste Strukturbreite) und überdeckt im Ausführungsbeispiel  ca. 2,53 Pixel auf der Sensoranordnung 8 (Abbildungsmassstab a).

    Es entstehen Hell- und Dunkelstriche mit den Breiten 500 cc und 1000  cc. Innerhalb jedes Bits erfolgt immer ein Hell-Dunkel- oder Dunkel-Hell-Wechsel  (Flanke). Zwischen den Bits entstehen Wechsel, wenn sich der -logische  Pegel eines Bits nicht ändert. Bei einer Signalpegeländerung erfolgt  kein Wechsel, und es entsteht ein Strich der Breite 1000 cc. Im Auslese-bereich  von 500 Pixeln liegen bei einer derartigen Teilung ca. 160 Pegeländerungen  (Flanken). Wie in Fig. 1 dargestellt, codiert jedes zweite Byte (8  Bit) den Wert "254" und dient als Synchronisa-tionsbyte oder Startbyte  zur Erkennung des Code-beginns. Der eigentliche ortsabhängige Code  umfasst die 250 Werte "4 bis 253" in aufsteigender Reihenfolge und  anstatt der "128" die "255".

   Bei dieser Auswahl der Codierung ist  garantiert, dass das Synchronisationsbyte ("254") an keiner anderen  Stelle der Teilung als Bitmuster vorkommt. Das Synchronisationsbite  ("254") ist jedoch in jedem Intervall vorhanden. Ein Intervall 12  auf dem Teilungsmassstab 2 besteht aus einem Abschnitt 10, der stets  die gleiche Codierung besitzt, und dem eigentlichen Code 11, der  zur Kennzeichnung eines bestimmten Intervalles dient. 



   Der gesamte Vollkreis ist somit in 250 grobcodierte Intervalle 12  eingeteilt, die jeweils 1,6 Gon lang sind und aus je einem, den Abschnitt  10 kennzeichnenden Synchronisationsbyte ("254") und dem eigentlichen  Code 11 (8 Gon) des entsprechenden Intervalls 12 bestehen. Der Grobwert  GW wird dann ermittelt zu GW = 1,6 Gon  +/-  (Code - 4), mit  Code "128"  wenn Code = "255". 



   Anhand des Beispiels gemäss Fig. 1 ergibt sich folgender Grobwert  GW [1] GW = 1,6000 Gon +/- (36 - 4) = 51,2000 Gon 



     Hierin ist "36" die Nummer des betreffenden Intervalls 12. Da  die Nummern 0 bis 3 ausgespart sind, wie oben angegeben, ist das  dargestellte In-tervall 12 das 32ste der Massstabsteilung, nämlich  36 - 4 = 32. 



   Da ein Bereich von ca. 10 Gon = 6,25 Intervalle ausgelesen wird,  liegen bis zu 6 Grobwerte vor, die zur Beurteilung und Korrektur  einer ggf. fehlerhaften Decodierung herangezogen werden. Aufeinanderfolgende  Codes müssen sich jeweils um 1 unterscheiden. 



   Im zweiten Schritt wird die Nummer des Halbbits (0...31), in dem  sich der eigentliche Code 12 eines Intervalls befindet, ausgezählt,  mit der Breite eines Halbbits (500 cc) multipliziert und zum GW addiert.                                                       



   [2] GW = 51,2000 Gon + 10 x 0,0500 Gon = 51,7000 Gon 



   Im Folgenden soll die Gewinnung der oben beschriebenen Bitinformationen  und des Feinwertes (Interpolationswert innerhalb der kleinsten Strukturbreite  von 500 cc) beschrieben werden. 



   Die elektrischen Ausgangssignale der Sensorelemente 7 der Sensoranordnung  8 werden seriell mit einer festen, zum Signalhub etwa mittig liegenden  Triggerschwelle 13 verglichen (Fig. 2b) und als logische Pegel (High  14 oder Low 15) für jedes Sensorelement 7 (Pixel) abgespeichert (Fig.  2c). In Fig. 2b ist die Nummer des einmal festgelegten Indexpixels  9 (Ort der Messung, Index im Messgerät) auf den Wert "0" gesetzt.  Der Auslesebereich erstreckt sich im Ausführungsbeispiel demzufolge  von Pixel -250 bis +249. Je nach abgebildetem Strichtyp haben im  Idealfall für einen 500-cc-Strich zwei bis drei und für einen 1000-cc-Strich  vier bis sechs aufeinanderfolgende Pixel den gleichen Pegel. 



   In Fig. 2c sind dieses drei Pixel für einen 500-cc-Strich und 5 Pixel  für einen 1000-cc-Strich. Da bei unsymmetrischer Lage der Triggerschwelle  zum Signalhub, etwa bei verschmutzter Teilung oder ungleichmässiger  Ausleuchtung, die digitalisierte Pixelzahl pro 500-cc- und 1000-cc-Strich  die o.g. Ideal-bereiche bis hin zum vollständigen Verlust einer Strich-information  verlassen kann, ist eine direkte Erkennung eines 500-cc- oder 1000-cc-Striches  aus der Anzahl aufeinanderfolgender Pixel gleichen Pegels nicht mit  Sicherheit möglich. Deshalb wird, wie in Fig. 2d gezeigt, die pixelgenaue  Lage einer jeden Flanke mit einem mathematisch gebildeten    Vergleichsraster  mit der gebrochenzahligen Strichweite des Vergleichsrasters von annähernd  dem bekannten Abbildungsmassstab a (im Ausführunsbeispiel 2,53) verglichen.

    Es erfolgt eine Zuordnung jeder Flanke zu der Nummer des Vergleichsrasterelementes  17, das ihr betragsmässig am nächsten liegt. Die Differenz zur jeweiligen  Nummer des Vergleichsrasterelementes 17 der vorhergehenden Flanke  ist dann die Breite des aktuellen Striches in Vielfachen der kleinsten  Strichbreite (500 cc, Halbbit) und der Pegel seine binäre Information.  In Fig. 2d ist der Ausschnitt um das Indexpixel "0" mit den Flanken  "79" bis "84", den zugehörigen Rasterelementen -3a, -2a,  -1a, +1a,  +3a und +4a sowie den vor-zeichen-behafteten Differenzen  delta   i  [79] bis  delta  [84] dargestellt. Zwischen Flanke "80" und "81"  wird demnach ein Halbbit mit dem Pegel "Low" und zwischen Flanke  "81" und "82" zwei Halbbit mit dem Pegel "High" erkannt.

   Die so gewonnenen  Halbbitpegel werden halbbitweise seriell in ein 16-Bit-Schieberegister  geschoben und nach Ausblendung jedes zweiten Bits mit dem Wert des  Syn-chro-ni-sations-bytes ("254") verglichen. Gibt es eine Übereinstimmung,  ist das Ende des Synchronisationsbytes erreicht. Die zugehörige Rasterelementenummer  ist der negative Abstand des ersten noch auszulesenden Grobwertes  zur Position des Index-pixels in Vielfachen eines Halbbits (500 cc).  Sechzehn (16) Halbbit weiter steht der erste Grobwert im Schieberegister.  Zur Sicherheit werden alle folgenden im Auslesebereich liegenden  Grobwerte nach dem genannten Verfahren ausgelesen und im Anschluss  miteinander verglichen. Damit ist die Grobwertgewinnung (Schritt  1 und 2) abgeschlossen. Die Berechnung erfolgt entsprechend Formeln  [1] und [2]. 



   Während des Vergleichs der Flanken mit dem Vergleichsraster werden  die Differenzen  delta  i  [Flanke] vorzeichenrichtig aufsummiert  und die Anzahl der Flanken mitgezählt. 



   Die Feinwertberechnung (Interpolation innerhalb eines Halbbits) wird  dann wie folgt durchgeführt: 



   [3] Feinwert FW = (500 cc / a)  +/-   SIGMA  delta  i  [Flanke]  / Flankenanzahl mit  delta  [Flanke] = Pixel [Flanke] - Raster  [Flanke]  +/-  a in Bruchteilen von [Pixel] und Abbildungsmassstab  a = Pixel / Halbbit in Bruchteilen von [Pixel] 



     In einem vereinfachten Beispiel dargestellt, beträgt beispielsweise  die Flankenzahl = 6 und  SIGMA  delta  [Flanke] = 3,96 Pixel  und somit FW = (500 cc / 2,53 Pixel)  +/-  3,96 Pixel / 6 = 131 cc                                                           



   Der komplette Winkelwert W beträgt dann: 



   [4] W = GW + FW = 51,7131 Gon 



   Die theoretische Auflösung beträgt im Ausführungsbeispiel für eine  Einzelmessung mit 



   a = 2,53 Pixel und Flankenzahl = 160, wenn 160 Flanken zur Auswertung  herangezogen werden. 



   [5] Auflösung = (500 cc / 2,53 Pixel)  +/-  1 Pixel /160 = 1,24  cc 



   Die Genauigkeit des Messsystems kann nur dann den Wert der Auflösung  erreichen, wenn die Zuordnung einer jeden Flanke zu einer Pixelnummer  bei relativer Verschiebung der Teilung zur zellenförmigen Sensoranordnung  um ein Pixelraster gleichverteilt wechselt, d.h. bei jeder Verschiebung  um den Wert Pixelraster/Flankenzahl muss eine Zuordnung Flanke zu  Pixelnummer wechseln. Ist dies nicht der Fall, übersteigt der systematische  Messfehler die Auflösung. Die Abhängigkeit des systematischen Messfehlers  vom Abbildungsverhältnis a ist in Fig. 3 für den Bereich a = 2,5...3,0  Pixel/Halbbit, Flankenzahl = 160 und einer Halbbitbreite = 500 cc  dargestellt. Zu grösseren und kleineren Abbildungsverhältnissen setzt  sich die graphische Darstellung jeweils spiegelbildlich fort. Bei  etwa a = 2,994 (gestreckte Darstellung in Fig. 5) ist o.g.

   Bedingung  erfüllt, jedoch ist zu erkennen, dass dieser Fall auf einen scharf  begrenzten Bereich beschränkt ist und von Bereichen hoher Fehleramplitude  umgeben ist. Da das Abbildungsverhältnis durch Justierungenauigkeiten  oder Alterungserscheinungen einer grösseren Toleranz unterliegt,  muss ein möglichst breiter Bereich geringer Fehleramplitude ausgewählt  werden. Für a = 2,51...2,55 beträgt er etwa +/- 4 cc ohne bedeutende  Amplitudenspitzen. Dieser Bereich ist in Fig. 4 gestreckt und vergrössert  dargestellt. Daher wurde für das Ausführungsbeispiel ein mittleres  Abbildungsverhältnis von a = 2,53 gewählt. 



     Die Erfindung wurde am Beispiel der Winkelmessung erläutert. Die  angegebenen Beziehungen können auf Längenmessungen und Systeme zur  Längenmessung bezogen werden.

Claims (11)

1. Einrichtung zur Positionsbestimmung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen, umfassend - eine lineare optoelektronische Sensorzeilenanordnung, - einen eine Codeteilung aufweisenden Längen- oder Winkelmassstab, bestehend aus einer Folge transparenter und nichttransparenter Felder, und eine Beleuchtungseinrichtung - und abbildende Elemente zur Abbildung mindestens eines Abschnitts der Codeteilung auf die lineare Sensoranordnung, dadurch gekennzeichnet - dass der gesamte Längen- oder Winkelmassstab in n gleich lange Teilungsabschnitte unterteilt ist, wobei jeder Abschnitt eine Folge von transparenten und nichttransparenten Marken enthält, und die Folge aufeinanderfolgend je eine dem betreffenden Abschnitt zugeordnete,

mit k Bit binär codierte Zahl als Grobwertcodierung und eine feste wiederkehrende mit ebenfalls k Bit binär codierte Zahl als Referenzmarke, genannt k-Bit lange Referenzmarke, darstellt, - und dass jedes Code-Bit gleich lang ist und aus je einem transparenten und einem gleich langen nichttransparenten Feld, genannt Halbbit, gebildet wird, wobei die binäre Information aus der Reihenfolge der beiden Halbbits hervorgeht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die k-Bit lange Referenzmarke eine solche Zahl binär codiert, die an keinem beliebigen anderen k-Bit langen Ausschnitt der Teilung, ausser an den Referenzmarken selbst, auftritt.

3.

Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Codeteilung vorteilhaft in 250 gleich lange Abschnitte unterteilt ist, die Nummer der Abschnitte und die Referenzmarke mit je k = 8 Bit codiert sind, die Referenzmarke den Wert 254 hat und die 250 Abschnitte mit den Zahlen 4 bis 127, 129 bis 253 und 255 codiert sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildung des Teilungsabschnittes auf die Sensoranordnung durch reine Projektion ohne weitere optische Glieder mittels einer punktförmigen Lichtquelle realisiert ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die transparenten und nichttransparenten Felder ganzzahlige Vielfache einer kleinsten Strichbreite h sind.

6.

Verfahren beim Betreiben einer Einrichtung nach Anspruch 1 zur Positionsbestimmung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen mit einer Einrichtung, bestehend aus einer linearen optoelektronischen Sensorzeilenanordnung, einem strichcodierten Teilungsmassstab, bestehend aus einer Folge transparenter und nichttransparenter Felder, und einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung und zur Abbildung mindestens eines Abschnitts der Codeteilung auf die lineare Sensoranordnung, dadurch gekennzeichnet, - dass eine, im Allgemeinen gebrochenzahlige Anzahl der Sensorelemente, die vom Bild einer Marke mit der kleinsten Strichbreite h auf der Sensorzeilenanordnung überdeckt werden, wodurch ein Abbildungsmassstab a bestimmt wird, durch eine gesonderte Ermittlung zumindest annähernd bekannt ist, oder vor jeder Messung ermittelt wird,

- dass eine bezüglich der Modulationsamplitude der elektrischen Signale der Sensorelemente der linearen Sensoranordnung etwa mittig liegende Triggerschwelle vorgesehen wird, mit deren Hilfe die analogen Pegel der einzelnen Sensorelemente in logische High- bzw. Low-Pegel umgewandelt werden, - dass die relative Lage eines ausgewählten Sensorelementes der Sensoranordnung innerhalb der kleinsten Strichbreite h durch Mittelwertbildung der Differenzen zwischen den ganzzahligen Sensorelementenummern bei jedem High-Low- oder Low-High- Übergang, genannt Flanke, und dem betragsmässig nächstliegenden Element eines numerischen Vergleichsrasters, welches durch ganzzahlige Vielfache des Abbildungsmassstabes a gebildet wird, bestimmt wird, - und dass anschliessend eine Normierung dieses gebildeten Mittelwertes auf den Abbildungsmassstab a durchgeführt wird.

7.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbildungsmassstab a so gewählt wird, dass bei gleichmässiger relativer Verschiebung zwischen Codeteilung und Sensorzeile um die Länge eines Sensorelementes die Anzahl der Wechsel der Zuordnung der Hell-Dunkel- und Dunkel-Hell-Übergänge zu den Sensorelementen annähernd gleichmässig von 0 bis zur Flankenanzahl im ausgewerteten Teilungsabschnitt zunimmt.

8. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Lichtquelle die Abbildung eines Abschnittes der Codeteilung auf die Sensoranordnung durch eine Zentral- oder Parallelprojektion ohne weitere optische Glieder realisiert wird.

9.

Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Erhöhung der Messgenauigkeit unter Ausnutzung des Signalrauschens mehrere Messungen durchgeführt und gemittelt werden.

10. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Erhöhung der Messgenauigkeit mehrere Messungen mit verschiedenen Triggerschwellen durchgeführt und die Messergebnisse jeweils gemittelt werden.

11. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Erhöhung der Messgenauigkeit bei Verwendung einer integrierenden optischen Sensorzeile mehrere Messungen mit verschiedenen Belichtungszeiten durchgeführt und die Messergebnisse gemittelt werden.