DD221828A1 - Einrichtung zur fotoelektrischen abtastung von teilungen im auflicht - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur fotoelektrischen Abtastung von Teilungen im Auflicht, insbesondere fuer numerische Weg- und Winkelmesssysteme, mit dem Ziel, bei geringem Leistungsverbrauch den technischen Aufwand zu verringern. Aufgabe ist es vor allem, den von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrom umfassend zur Signalerzeugung auszunutzen und eine kleine Baugroesse zu erreichen, sowie eine freie Wahl der Groesse, der Anzahl und der Lage der Abtaststellen zu ermoeglichen. Erfindungsgemaess ist ein relativ zur abzutastenden Teilung verschiebbares Abtastsystem vorgesehen, welches vorzugsweise mehrere optisch voneinander getrennte, unabhaengige Abtastkanaele umfasst, von denen jeder aus einem Strahler, einer Abbildungsoptik und einem Empfaenger besteht und wobei Strahler und Empfaenger auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Zur optischen Trennung der Abtastkanaele sind Rohrblenden vorgesehen. Jedem Abtastkanal ist eine Abtastplatte zugeordnet. Strahler und Empfaenger eines jeden Abtastkanals sind Halbleiterbauelemente und in Richtung der Rasterelemente der abzutastenden Teilung auf der Leiterplatte angeordnet. Fig. 1
Description
Titel der Erfindung: ι
Einrichtung zur fotoelektrischen Abtastung von Teilungen im Auflicht
t 5 Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur fotoelektrischen Abtastung von Teilungen im Auflicht, insbesondere für numerische Weg- und Winkelmeßsysteme.
Charakteristik der bekannten technischen LSsungen: Bekannte Einrichtungen (DD-PS 139 897) zur fotoelektrischen Abtastung von Teilungen besitzen eine zentrale Lichtquelle, die direkt oder unter Zwischenschaltung eines Kondesorsystems eine mit einer Rasterteilung versehene Abtastplatte und die abzutastende Teilung einer Maßverkörperung beleuchtet, wobei Lichtquelle und Abtastplatte relativ zur Teilung der Maßverkörperung verschiebbar sind. Die durch die Relativbewegung von Abtastplatte und Teilung hervorgerufenen Helligkeitsschwankungen des Lichtes werden von fotoelektrischen Abtastelementen in elektrische Signale umgewandelt und zur Ermittlung von Meßwerten welterverarbeitet. Dabei werden vielfach zur Erzeugung von phasenverschobenen, elektrischen Signalen die Abtastelemente um Teile der Rasterkonstante der Teilung versetzt angeordnet.
Aus WP G 01 D/240 332/5 und WP G 01 D/250 438/7 geht hervor, daß zur Beleuchtung der Teilung auf Chips angeordnete Leuchtdioden angewendet werden.
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Aus der DE-AS 2510 273 1st eine fotoelektrische Auflichtmeßeinrichtung mit einem als Reflexionsgitter ausgebildet ten Maßstab bekannt. Die Abtastbaueinheit, die dieses Gitter abtastet, enthält in einem Gehäuse eine Lampe, einen Kondensor, einen Umlenkspiegel, eine mit einer Rasterteilung versehene Abtastplatte und mehrere in der Terschieberichtung der Abtastbaueinheit hintereinander angeordnete fotoelektrische Abtastelemente·
Diese bekannten Lösungen mit einer zentralen Lichtquelle für alle Abtastelemente besitzen den Nachteil, daß das ausgeleuchtete Feld begrenzt ist und damit die mögliche Größe der Abtaststellen durch die Anzahl der Abtastkanäle best immt wird· Die räumliche Ausdehnung des Beleuchtungsund Abtastsystems ist vergleichsweise groß und technisch aufwendig. Eine vollständige Ausnutzung des im Leuchtfeld vorhandenen Licht stromes wird nicht erreicht, da , die Summe der Flächen der Abtastkanäle kleiner als die beleuchtete Fläche ist«
Es ist Ziel der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und den technischen Aufwand bei geringem Leistungsverbrauch zu senken·
\ '/.. . ' ·'.. - ' . . . '..Darlegung des Wesens der Erfindung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur fotoelektrischen Abtastung von Teilungen im Auflicht zu schaffen, die bei umfassender Ausnutzung des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstromes zur Signalerzeugung eine kleine Bäugröße besitzt und eine freie Wähl der Größe, Anzahl und Lage der Abtaststellen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung zur fotoelektrischen Abtastung von Teilungen im Auflicht, umfassend eine Lichtquelle, eine mit Rasterteilungen versehene Abtastplatte und fotoelektrische Abtastelemente, wobei Lichtquelle, Abtastplatte und die Abtastelemente relativ zur Teilung verschiebbar sind,dadurch gelöst, daß ein Abtastsystem vorgesehen ist, welches vorzugsweise
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;. ' " ' . ; - 3 - . . . .. ;. .; mehrere optisch voneinander getrennte, unabhängige Abtastkanäle umfaßt, wobei jeder Abtastkanal aus einem Strahler,einer Abbildungsoptik und einem Empfänger besteht und Strahler und Empfänger auf einer Leiterplatte angeordnet sind.
Dabei sind zur optischen Trennung der Abtastkanäle Rohrblenden vorgesehen· Vorteilhafterweise sind Strahler und Empfänger Halbleiterbauelemente, und es ist jedem Abtastkanal eine Teilung einer Abtastplatte zugeordnet·
Es ist weiter vorteilhaft, daß Strahler und Empfänger eines jeden Abtastkanals in Richtung der Rasterelemente der abzutastenden Teilung auf der Leiterplatte angeordnet sind.
· ' ν · ' ' Durch die Erfindung wird der Aufbau von Miniatur-Weg und -Winkelmeßsystemen mit geringem Leistungsbedarf bei geringem technischen Aufwand ermöglicht, welche im Auflicht die Teilung der Maßverkörperung abtasten. Insbesondere durch die kleinevBaugröße kann die Anzahl und die Lage der Abtaststellen im Meßsystem weitestgehend frei gewählt werden. Bei geringer Leistungsaufnahme ist eine nahezu vollständige Ausnutzung des vom Strahler erzeugten Lichtstromes bei geringer thermischer Belastung des gesamten Meßsystems erzielbar.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. ν In der Zeichnung zeigen
Figur 1 ein Abtastsystem mit einem Abtästkanal Figur 2 eine aus vier Abtastkanälen zusammengesetztes Abtastsystem mit einer Längentellung und
Figur 3 die Anordnung von vier versetzten Abtastkanälen bei einer Kreisteilung
Die Einrichtung zur fotoelektrischen Abtastung von Teilungen 1 von Maßverkörperungen 2 im Auflicht besitzt ein Abtastsystem, welches vorzugsweise mehrere optisch
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voneinander getrennte,unabhängige . Abtastkanäle umfaßt»
Gemäß Figur 1 besteht ein solcher Abtastkanal aus einem lichtaussendenden Strahler 3 , einer Abbildungsoptik Λ und einem fot©elektrisches Empfänger 5 ,wobei Strahler 3 und Empfänger 5 vorteilhaft Halbleiterbauelemente sind und auf einer gemeinsamen Leiterplatte 6 angeordnet sind. Zur optischen Trennung mehrerer Abtastkanäle ist einem jeden Abtastkanal eine Rohrbleade 7 zugeordnet, die zwischen Leiterplatte 6 und einer der Abbildungsoptik 4 nachgeordnetef>, mit einer Teilung 8 versehenen Abtastplatte 9 vorgesehen ist« Das Abtastsystem ist zusammen mit der Abtastplatte 9 relativ zur Maßverkörperung 2 verschiebbar oder umgekehrt. Strahler 3 und Empfänger 5 eines jeden Abtastkanals sind in Richtung der Rasterelemente (Teilungsstriche) der abzutastenden Teilung 1 auf der Leiterplatte 6 angeordnet.
Der Strahler 3 wird in an sich bekannter Weise mittels der Abbildungsoptik 4 » z· B. einer Plankonvexlinse, durch die Abtastplatte 9 mit einem nichtreflektierenden Transmissionsraster nach Unendlich abgebildet, Ifach Reflexion an den reflektierenden Teilung 1 der Maßverkörperung 2 wird der Strahler 3 moduliert durch die Relativbewegung zwischen Maßverkörperung 2 und Abtastplatte 9 auf den Empfänger 5 abgebildet, welcher ein periodisches elektrisches Signal zur Weiterverarbeitung liefert·
Durch die Anordnung mehrerer optisch getrennter Abtast-' λ kanäle 10; 11; 12; 13 gemäß Figur 2, die in Längser-Streckung der Maßverkörperung 2 hintereinanderllegen, ist es .möglich, je nach Anzahl und Lage der Abtastkanäle phasenversetzte elektrische Signale und gegebenenfalls Referenzmarken au bilden und eine Interpolation zu ermöglichen. Dabei können die Signale der einzelnen Abtastkanäle 10; 11; 12; 13 , z. B. durch Einstellung
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des Strahlerstromes, des Arbeitswlderetandes der Empfänger oder durch Vignettierung des Strahlenganges einzelner Abtastkanäle normiert werden·
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Figur 3, zeigt die Anordnung von vier um 90 am Umfeng versetzten Abtas'tkanälen 14; 15; 1"6; 17 zur Abtastung der Teilung· 18 eines Teilkreises 19 zwecks Messung von Winkeln· Prinzipiell sind diese Abtastkanäle so aufgebaut, wie bei der in Figur 1 dargestellten Form«
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Claims (5)
1· Einrichtung zur fotoelektrischen Abtastung voa Teilungen im Auflicht, umfassend eine Lichtquelle, eine mit Raaterteilungen versehene AbtasVplatte und fotoelektrische Abtastelemente, wobei Lichtquelle, Abtastplatte und die Abtastelemente relativ zur Teilung verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtastsystem vorgesehen ist, welches vorzugsweise mehrere optisch voneinander getrennte, unabhängige Abtastkanäle umfaßt, wobei jeder Abtastkanal aus einem Strahler, einer Abbildungsoptik und einem Empfänger besteht und Strahler und Empfänger auf einer Leiterplatte angeordnet sind«
2. Einrichtung nach Punkt !,dadurch gekennzeichnet, daß zur optischen Trennung der Abtastkanäle Rohrblenden vorgesehen sind.
3· Einrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Strahler und Empfänger Halbleiterbauelemente sind,
4. Einrichtung.nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Abtastkanal eine Teilung einer Abtastplatte zugeordnet ist.
5.Einrichtung nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Strahler und Empfänger eines jeden Abtastkanals in Richtung der Rasterelemente der abzutastenden Teilung auf der Leiterplatte angeordnet sind«
Hierzu 1 Seile Zeichnungen
WG/Grü/Pch
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λ μ- Ί
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