DE102015115534A1

DE102015115534A1 - Ein System und ein Verfahren für eine optische Längenmessung

Info

Publication number: DE102015115534A1
Application number: DE102015115534.6A
Authority: DE
Inventors: Peter Roider; Markus Stich
Original assignee: Avago Technologies General IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-03-17
Also published as: US20160076918A1; US9470559B2

Abstract

Ein System und ein Verfahren für eine optische Längenmessung werden bereitgestellt, die auf der Grundlage der Signalstärke eines optischen Signals, das sich in einer an der beweglichen Einrichtung befestigten, ersten optischen Faser ausbreitet, eine Bewegung einer beweglichen Einrichtung bestimmen. Wenn sich die Längsposition der beweglichen Einrichtung ändert, ändert sich der Radius einer Windung der ersten optischen Faser. Wenn sich der Radius der Windung ändert, ändert sich die Stärke des optischen Signals. Eine zweite statische optische Faser wird zum Ausführen einer Temperaturkompensation verwendet. Änderungen aufgrund der Temperatur in einer Signalstärke eines optischen Signals, das in der zweiten optischen Faser geführt wird, werden verwendet, um die gemessene Stärke des Signals, das in der ersten optischen Faser geführt wird, einzuregulieren. Auf der Grundlage der Messung der einregulierten Signalstärke wird dann die Bewegung der beweglichen Einrichtung gemessen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf ein System für eine optische Längenmessung, und genauer gesagt auf ein System für eine optische Längenmessung, die auf der Grundlage eines gemessenen optischen Verlusts eine Längsbewegung bestimmt.
HINTERGRUND
Längenmesssystem werden verwendet, um auf der Grundlage von von manchen Arten von Sensoren erlangten, gemessenen Werten eine Längsbewegung einer beweglichen Einrichtung zu bestimmen. Die aus dem Sensor ausgegebenen Werte ändern sich mit einer Längsbewegung der beweglichen Einrichtung. Die Längsbewegung der beweglichen Einrichtung wird dann aus den Ausgangswerten des Sensors berechnet. Systeme für Längenmessungen werden allgemein als Linearkodierer bezeichnet.
Heutzutage werden verschiedene Arten von Linearkodierern verwendet, einschließlich magnetischer, optischer, induktiver und kapazitiver Linearkodierer. Linearkodierer werden in einer Vielfalt von Technologien verwendet, einschließlich beispielsweise Robotiksysteme, Bestückungsautomaten für gedruckte Leiterplatten (PCB, printed circuit boards), Maschinenwerkzeuge, Halbleiterhandhabungseinrichtungen, Halbleitertesteinrichtungen, Drahtanschlusssysteme, Drucker, Laserscanner, Koordinatenmessmaschinen, Abstandsmessgeräte und Spannungstesteinrichtungen.
Optische Linearkodierer umfassen allgemein eine Lichtquelle, einen Lichtsensor, eine stationäre Skala, eine Steuereinrichtung und andere elektrische Schaltkreise. Der Lichtsensor ist typischerweise mit der beweglichen Einrichtung mechanisch gekoppelt, so dass der Sensor sich relativ zu der stationären Skala bewegt, wenn sich die bewegliche Einrichtung bewegt. Die Skala hat darauf Referenzmarkierungen oder irgendwelche anderen Zeichen, die eine Position kodieren. Die Lichtquelle projiziert Licht auf die Skala, und der Lichtsensor empfängt von der Skala reflektiertes Licht und erzeugt auf der Grundlage des empfangenen Lichts elektrische Signale. Die elektrischen Signale werden mittels eines Analog-Digital-Wandler-Schaltkreises in digitale Werte umgewandelt und dann von einer Steuereinrichtung verarbeitet, um die Lage (oder Position) der beweglichen Einrichtung relativ zu der Skala zu dekodieren.
Obwohl eine Vielfalt von optischen Linearkodierern auf dem Markt verfügbar sind, sind bestehende optische Linearkodierer in ihrem Entwurf (oder Design) relativ komplex und in der Herstellung teuer. Es besteht ein Bedarf für einen optischen Linearkodierer, der in seinem Aufbau oder Design relativ einfach und in der Herstellung relativ preiswert ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung ist auf ein System zum Messen einer Bewegung einer beweglichen Einrichtung und ein Verfahren gerichtet. Das System umfasst zumindest einen ersten elektrisch-in-optisch Wandler (EOC, electrical-to-optical converter), einen ersten optisch-in-elektrisch Wandler (OEC, optical-to-electrical converter), eine erste optische Faser (oder Lichtleitfaser) und einen Verarbeitungsschaltkreis. Der erste EOC wandelt ein elektrisches Signal um in ein erstes optisches Signal, das dann in ein erstes Ende der ersten optischen Faser eingekoppelt wird, wobei die Faser in einer Windung angeordnet ist. Mindestens eine Stelle an der ersten optischen Faser ist mit der beweglichen Einrichtung gekoppelt, so dass eine Bewegung der beweglichen Einrichtung eine Bewegung in der ersten optischen Faser vermittelt, die eine Änderung in einem Radius der Windung erzeugt. Das erste optische Signal breitet sich entlang der ersten optischen Faser aus und läuft aus einem zweiten Ende der ersten optischen Faser heraus. Der erste OEC empfängt das erste optische Signal, das aus dem zweiten Ende der ersten optischen Faser herausläuft, und wandelt es in ein erstes ausgegebenes elektrisches Signal um. Der Verarbeitungsschaltkreis empfängt und verarbeitet das erste ausgegebene elektrische Signal, um die Signalstärke des ersten optischen Signals zu bestimmen. Der Verarbeitungsschaltkreis reguliert die bestimmte Signalstärke ein, um für eine Temperatur zu kompensieren, und bestimmt auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke einen Betrag (oder Grad) einer Bewegung der beweglichen Einrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren folgendes: mit einem ersten EOC, Umwandeln eines elektrischen Signals in ein erstes optisches Signal; optisch Einkoppeln des ersten optischen Signals in ein erstes Ende einer ersten optischen Faser, die in einer Windung angeordnet ist, wobei zumindest eine Stelle an der ersten optischen Faser mit der beweglichen Einrichtung mechanisch gekoppelt ist; mit einem ersten OEC, der das erste optische Signal, das aus dem zweiten Ende der ersten optischen Faser herausläuft, empfängt und das empfangene erste optische Signal in ein erstes ausgegebenes elektrisches Signal umwandelt; und mit Verarbeitungsschaltkreis, Verarbeiten des ersten ausgegebenen elektrischen Signals, um eine Signalstärke des ersten optischen Signals zu bestimmen, Einregulieren der bestimmten Signalstärke, um für eine Temperatur zu kompensieren, und auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke Bestimmen eines Betrags einer Bewegung der beweglichen Einrichtung.
Gemäß einer anderen veranschaulichenden Ausführungsform umfasst das System einen ersten und einen zweiten EOC, eine erste und eine zweite optische Faser, einen ersten und einen zweiten OEC sowie einen Verarbeitungsschaltkreis. Der erste und der zweite EOC wandeln elektrische Signale, respektive, in erste und zweite optische Signale um, die in erste Enden der ersten und der zweiten optischen Faser, respektive, eingekoppelt werden. Die erste optische Faser ist in einer Windung angeordnet. Zumindest eine Stelle an der ersten optischen Faser ist mit der beweglichen Einrichtung mechanisch gekoppelt, so dass eine Bewegung der mechanischen Einrichtung eine Bewegung in der ersten optischen Faser vermittelt, die wiederum eine Änderung in einem Radius der Windung erzeugt. Die zweite optische Faser ist stationär, so dass eine Bewegung der beweglichen Einrichtung keine Bewegung in der zweiten optischen Faser vermittelt. Das erste und das zweite optische Signal breiten sich respektive entlang der ersten und der zweiten optischen Faser aus und laufen aus zweiten Enden der ersten und der zweiten optischen Faser heraus. Der erste und der zweite OEC wandeln das erste und das zweite optische Signal, die aus den Enden der ersten und der zweiten optischen Faser herauslaufen, in ein erstes und ein zweites ausgegebenes elektrisches Signal, respektive, um. Der Verarbeitungsschaltkreis verarbeitet das erste ausgegebene elektrische Signal, um die Signalstärke des ersten optischen Signals zu bestimmen. Der Verarbeitungsschaltkreis reguliert die bestimmte Signalstärke des ersten optischen Signals ein, um auf der Grundlage des zweiten ausgegebenen elektrischen Signals für eine Temperatur zu kompensieren, und bestimmt auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke einen Betrag der Bewegung der beweglichen Einrichtung.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden werden aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1A und 1B zeigen einen Linearaktor, der einen Schaft aufweist, der in einer Längsrichtung von einer vollständig eingefahrenen Position, die in 1A gezeigt ist, zu einer vollständig ausgefahrenen Position, die in 1B gezeigt ist, beweglich ist.
2 zeigt ein Blockschaubild eines Schaltkreises für eine optische Längenmessung gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform, die den Betrag und die Richtung einer Bewegung des Schafts des in den 1A und 1B gezeigten Linearaktors misst.
3A zeigt einen Abschnitt einer optischen Faser, welcher Abschnitt in sich eine Biegung mit einem Radius r3 aufweist, wobei die Biegung bewirkt, dass sich das darin ausbreitende optische Signal abschwächt.
3B zeigt eine vergrößerte Ansicht des gebogenen Abschnitts der in der 3A gezeigten Faser, der innerhalb des in 3A gezeigten, gestrichelten Kreises ist.
4A zeigt einen Abschnitt einer optischen Faser, welcher Abschnitt in sich eine Biegung mit einem Radius r4 aufweist, der größer als der Radius r3 der Biegung der in der 3A gezeigten optischen Faser ist.
4B zeigt eine vergrößerte Ansicht des gebogenen Abschnitts der in 4A gezeigten Faser, der innerhalb des in der 4A gezeigten gestrichelten Kreises ist.
5 zeigt ein Blockdiagramm des in 2 gezeigten Steuerungs- und Messungs-Verarbeitungsschaltkreises gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren einer Längenpositionsmessung zum Messen einer linearbeweglichen Einrichtung gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gemäß hierin beschriebener veranschaulichender Ausführungsformen werden ein System und ein Verfahren für eine optische Längenmessung bereitgestellt, die eine Längsbewegung oder eine Position einer beweglichen Einrichtung bestimmen auf der Grundlage der Signalstärke eines optischen Signals, das sich in einer ersten optischen Faser ausbreitet, die mit der beweglichen Einrichtung mechanisch gekoppelt ist. Wenn sich die Lage (oder Position) der beweglichen Einrichtung verändert, verändert sich der Radius eines Mäanders, oder einer Windung, der ersten optischen Faser. Wenn sich der Radius des Mäanders der ersten optischen Faser verändert, verändert sich die Stärke des optischen Signals. Die Signalstärke wird gemessen. Eine zweite optische Faser, die statisch ist, wird zum Ausführen einer Temperaturkompensation verwendet. Eine Änderung aufgrund der Temperatur in der Stärke eines optischen Signals, das in der zweiten optischen Faser geführt wird, wird gemessen und verwendet, um die Messung der Stärke des Signals, das in der ersten optischen Faser geführt wird, einzuregulieren, um Veränderungen in einer Temperatur zu kompensieren. Die Längsbewegung oder die Position der beweglichen Einrichtung werden dann auf der Grundlage der Messung der einregulierten Signalstärke bestimmt.
Während Systeme bekannt sind, die eine Schwingung oder eine Bewegung eines Objekts bestimmen auf der Grundlage eines gemessenen, durch Änderungen in einem Radius einer gewundenen optischen Faser bewirkten Signalverlusts eines sich in der gewundenen optischen Faser ausbreitenden, optischen Signals bekannt sind, kompensieren derartige Systeme nicht für Änderungen der Temperatur. Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. 4,408,495 ein derartiges System. Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung ist jedoch bestimmt worden, dass die Temperatur der Umgebung, die die Messfaser umgibt, einen Artefakt erzeugt, der die der Bewegung der beweglichen Einrichtung zugeschriebene Änderung in der Signalstärke überspielt. Es ist auch bestimmt worden, dass genaue Messergebnisse nicht erhalten werden können, ohne diesen Artefakt zu beseitigen. So wie das oben angedeutet ist, verwendet die vorliegende Erfindung eine zweite, statische optische Faser, um den Effekt zu bestimmen, den die Temperatur auf die Signalstärke hat, und führt dann an dem Messwert der Signalstärke des optischen Signals, das aus der ersten optischen Faser ausgegeben wird, eine Temperaturkompensation aus. Auf diese Weise wird die Bestimmung des Betrags und der Richtung der Bewegung der beweglichen Einrichtung nicht durch die Temperatur beeinflusst. Veranschaulichende, oder beispielhafte, Ausführungsformen des Systems und des Verfahrens werden nun mit Verweis auf die 1A bis 6 beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, Merkmale oder Komponenten darstellen. Es sollte angemerkt werden, dass die Elemente, Merkmale oder Komponenten in den Figuren nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind.
Die 1A und 1B zeigen einen Linearaktor 1, der einen Schaft 2 aufweist, der in einer Längsrichtung, die durch den doppelköpfigen Pfeil 3 dargestellt ist, von einer vollständig eingefahrenen Position, die in 1A gezeigt ist, bis zu einer vollständig ausgefahrenen Position, die in 1B gezeigt ist, beweglich ist. 2 zeigt ein Blockschaubild eines Schaltkreises 10 für eine optische Längenmessung gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform, der den Betrag und die Richtung der Bewegung des Schafts des in den 1A und 1B gezeigten Linearaktors misst. Ein System für eine optische Längenmessung gemäß einer veranschaulichenden, oder beispielhaften, Ausführungsform umfasst den Aktuator 1, den Schaltkreis 10 sowie eine erste und eine zweite optische Faser 11 und 12. Der Messschaltkreis 10 umfasst einen ersten und einen zweiten elektrisch-in-optisch Wandler (EOC, electrical-in-optical converter) 21 und 23, respektive, einen ersten und einen zweiten optisch-in-elektrischen Wandler (OEC, optical-electrical converter) 22 und 24, respektive, und einen Steuerungs- und Messungs(C-M, control and measurement)-Verarbeitungsschaltkreis 30.
Die erste Faser 11 ist eine bewegungsempfindliche Faser und die zweite Faser 12 ist eine Temperaturkompensationsfaser. Die bewegungsempfindliche Faser 11 ist in einem Mäander, oder einer Windung, 11a angeordnet, die mechanisch gekoppelt ist mit, oder befestigt ist an, dem Schaft 2 in einer Weise, die bewirkt, dass der Radius der Windung 11a sich verändert, wenn sich der Abstand zwischen einem vorderen Ende 1a des Aktuators 1 und einem distalen Ende 2a des Schafts 2 verändert. Mit anderen Worten, der Radius der Windung 11a verändert sich, wenn sich die Länge des bloßliegenden Abschnitts des Schafts 2 (d.h. der Abschnitt, der außerhalb des Gehäuses des Aktuators ist) verändert. Diese Änderung im Radius wird durch Vergleichen der 1A und 1B aufgezeigt. In 1A ist der Schaft 2 in einer ersten Position, in der das distale Ende 2a des Schafts 2 um einen ersten Abstand von dem vorderen Ende 1a des Aktuators entfernt ist. In 1B ist der Schaft 2 in einer zweiten Position, in der das distale Ende 2a des Schafts 2 um einen zweiten Abstand von dem vorderen Ende 1a des Aktuators 1 entfernt ist, wobei der zweite Abstand größer als der erste Abstand ist. Ein proximales Ende des Schafts 2 ist innerhalb des Aktuators 1, und ist daher nicht sichtbar.
Wenn der Schaft 2 in der in 1A gezeigten ersten Position ist, hat die Windung 11a einen ersten Durchmesser, d1. Wenn der Schaft 2 in der in 1B gezeigten zweiten Position ist, hat die Windung 11a einen zweiten Durchmesser, d2, der kleiner als d1 ist. Somit kann gesehen werden, dass wenn der Abstand zwischen dem distalen Ende 2a des Schafts 2 und dem vorderen Ende 1a des Aktuators 1 zunimmt, der Durchmesser der Windung 11a abnimmt, und umgekehrt. Der Radius, r1, der Windung 11a, wenn der Schaft 2 in der in 1A gezeigten ersten Position ist, ist gleich ½ d1. Der Radius, r2, der Windung 11a, wenn der Schaft 2 in der in 1B gezeigten, zweiten Position ist, ist gleich ½ d2.
Die 3A bis 4B zeigen Abschnitte von optischen Fasern und die Art und Weise, in der eine Änderung im Biegeradius der Fasern die Stärke des optischen Signals, das sich in den optischen Fasern ausbreitet, beeinflusst. 3A zeigt einen Abschnitt einer optischen Faser 41, die in sich eine Biegung vom Radius r3 aufweist, welche Biegung bewirkt, dass das sich darin ausbreitende optische Signal abgeschwächt wird. 3B zeigt eine vergrößerte Ansicht des gebogenen Abschnitts der Faser 41 mit dem Radius r3, der innerhalb des in 3A gezeigten, gestrichelten Kreises 42 ist. 4A zeigt einen Abschnitt der optischen Faser 44, die in sich eine Biegung aufweist mit einem Radius r4, der größer ist als der Radius r3 der Biegung in der in 3A gezeigten optischen Faser 41. 4B zeigt eine vergrößerte Ansicht des gebogenen Abschnitts der Faser 44 mit dem Radius r4, der innerhalb des in 4A gezeigten, gestrichelten Kreises 43 ist.
So wie das bekannt ist, wird die Stärke eines sich in einer optischen Faser von einer Windung ausbreitenden optischen Signals abgeschwächt, wenn der Radius der Windung abnimmt. In 3B wird ein optisches Signal 45 einige Male an der Schnittstelle von einem Kern 41a der Faser 41 mit einer Beschichtung 41b der Faser 41 reflektiert. Gleichermaßen wird in 4B ein optisches Signal 47 an der Schnittstelle von einem Kern 44a der Faser 44 mit einer Beschichtung 44b der Faser 44 reflektiert. Jedoch weil r3 kleiner als r4 ist, wird das optische Signal 45 eine größere Anzahl von Malen an der Schnittstelle reflektiert als die Anzahl von Malen, bei denen das optische Signal 47 an der Schnittstelle reflektiert wird. Zusätzlich dazu ist der Einfallswinkel des optischen Signals 45 an der Schnittstelle viel größer als der Einfallswinkel des optischen Signals 47 an der Schnittstelle. Aus diesen Gründen ist die Menge von Licht, die aus dem Kern 44a in die Beschichtung 41b hinausläuft, größer als die Lichtmenge, die aus dem Kern 44a in die Beschichtung 44b hinausläuft.
Die vorliegende Erfindung macht Gebrauch von dieser bekannten Beziehung zwischen dem Biegeradius und dem Signalverlust, um die Längsposition des Schafts 2 zu bestimmen. Jedoch macht die vorliegende Erfindung auch Gebrauch von der oben besprochenen Beobachtung im Hinblick auf den Einfluss, den die Temperatur auf die Signalstärke in einer optischen Faser haben kann. Der Algorithmus zur Längenpositionsmessung bestimmt die Längsposition des Schafts 2 auf der Grundlage einer Signalstärkemessung, die einreguliert (oder einjustiert) worden ist, um für eine Temperatur zu kompensieren, so wie das unten mit Verweis auf die 5 und 6 beschrieben wird.
Mit Verweis wiederum auf die 1A bis 2, sind das erste und das zweite Ende 11b1 und 11b2 der Faser 11 mit dem EOC 21 und dem OEC 22, respektive, verbunden. Das erste und das zweite Ende 12b1 und 12b2 der Faser 12 sind mit dem EOC 23 und dem OEC 24, respektive, verbunden. Die EOCs 21 und 23 können irgendeine geeignete Lichtquelle sein, einschließlich beispielsweise lichtemittierende Dioden (LEDs) oder Laserdioden. Die OECs 22 und 24 können irgendein geeigneter Lichtdetektor sein, einschließlich beispielsweise P-intrinsisch-N(PIN)-Dioden oder Fotodioden. Der Steuerungs- und Messungs(C-M)-Verarbeitungsschaltkreis 30 umfasst einen Treiberschaltkreis (nicht gezeigt) zum Treiben der EOCs 21 und 23, um zu bewirken, dass diese entsprechende optische Signale erzeugen. Die Enden 11b1 und 12b1 der optischen Fasern 11 und 12 können an den EOCs 21 und 23 (z.B. über eine Vorschaltfaser befestigt) direkt befestigt sein, wobei sie durch entsprechende optische Verbindungsstücke (nicht gezeigt), die auf deren Enden angeordnet sind, an den EOCs 21 und 23 befestigt sind, oder in dichter Nähe zu den EOCs 21 und 23 angeordnet und optisch mit diesen durch irgendeine Art eines optischen Systems (nicht gezeigt) optisch gekoppelt sind. Die Erfindung ist nicht beschränkt im Hinblick auf die Anordnung, die verwendet wird, um die Enden 11b1 und 12b1 an den EOCs 21 und 23, respektive, zu befestigen, zu verbinden oder optisch zu koppeln.
Die von den EOCs 21 und 23 erzeugten optischen Signale werden in die Enden 11b1 und 12b1 der optischen Fasern 11 und 12, respektive, optisch eingekoppelt. Die optischen Signale, die aus den Enden 11b2 und 12b2 der Fasern 11 und 12 herauslaufen, werden von den OECs 22 und 24, respektive, empfangen, die die entsprechenden optischen Signale in entsprechende elektrische Signale umwandeln. Der C-M-Verarbeitungsschaltkreis 30 verarbeitet dann die elektrischen Signale entweder in der analogen oder in der digitalen Domäne, um die Längsposition des Schafts 2 zu bestimmen. Der C-M-Verarbeitungsschaltkreis 30 verwendet das aus dem OEC 22 ausgegebene elektrische Signal, um die Position des Schafts 2 zu bestimmen. Der C-M-Verarbeitungsschaltkreis 30 verwendet das aus dem OEC 24 ausgegebene elektrische Signal, um eine Einregulierung (oder Justierung) zu bestimmen, die bei der Berechnung der Position des Schafts 2 ausgeführt wird, um die Temperaturkompensation auszuführen. Das aus dem OEC 22 ausgegebene elektrische Signal wird einen Wert haben, der auf der Stärke bzw. dem Grad der Abschwächung des sich in der Faser 11 ausbreitenden optischen Signals begründet ist, wobei das Signal mit einer Veränderung der Längsposition des Endes 2a des Schafts 2, oder der Hublänge des Schafts 2, in Bezug setzbar ist. Das aus dem OEC 24 ausgegebene elektrische Signal wird einen Wert aufweisen, der auf dem Grad der Abschwächung des sich in der Faser 12 ausbreitenden optischen Signals beruht, das mit der Temperatur der Faser 12 in Bezug setzbar ist.
Vor dem Ausführen des normalen Betriebs in dem Längenmesssystem wird ein Kalibrierungsalgorithmus ausgeführt, um die Korrelation zwischen der Hublänge (d.h. Längsposition) des Schafts 2 und der Stärke des auf der Faser 11 geführten optischen Signals zu bestimmen. Der Kalibrierungsalgorithmus bestimmt auch die Versatze (offsets), die auf diesen Signalstärkemessungen ausgeführt werden sollen, um für die Temperatur zu kompensieren. Während des Kalibrierungsalgorithmus wird der Schaft 2 über seinen Betriebsbereich der Längsbewegung bewegt, während die entsprechenden, aus dem OEC 22 ausgegebenen Signalstärkewerte gemessen werden. Eine erste Tabelle, die diese Signalstärkewerte mit den entsprechenden Hublängen in Verbindung bringt, wird in einer Speichereinrichtung (nicht gezeigt), die einen Teil des C-M-Verarbeitungsschaltkreises 30 ausmachen kann, aufgezeichnet. Die aus dem OEC 24 ausgegebenen elektrischen Signale, die Änderungen in der Stärke der in der Faser 12 geführten optischen Signale entsprechen, werden auch gemessen, während die Faser 12 einem Bereich von Temperaturen ausgesetzt wird, die während normaler Betriebe möglich sind. Eine zweite Tabelle, die die gemessenen Signalstärkewerte mit den entsprechenden Temperaturwerten in Beziehung setzt, wird in der Speichereinrichtung aufgezeichnet.
Während normaler Betriebe führt der C-M-Verarbeitungsschaltkreis einen Algorithmus zur Längenpositionsmessung aus, der die von dem OEC 22 in Echtzeit ausgegebenen elektrischen Signale verarbeitet, um die Längsposition des Schafts 2 zu bestimmen. Der C-M-Verarbeitungsschaltkreis 30 wandelt die aus dem OEC 22 ausgegebenen elektrischen Signale in digitale Werte um. Die Temperatur, denen die Fasern 11 und 12 aktuell ausgesetzt sind, wird ebenfalls gemessen und an den C-M-Verarbeitungsschaltkreis 30 übertragen. Die Temperaturmessung kann vor oder während normaler Betriebe ausgeführt werden. Die gemessene Temperatur wird in dem Algorithmus zur Längspositionsmessung verwendet, um einen zugeordneten Wert des Signalstärkeversatzes aus der zweiten Tabelle zu erlangen. Der Algorithmus zur Längspositionsmessung reguliert den gemessenen Signalstärkewert (oder justiert diesen) um den zugeordneten Wert des Signalstärkeversatzes, der aus der zweiten Tabelle erlangt worden ist, ein, um einen einregulierten Signalstärkewert zu erzeugen. Der Algorithmus vergleicht dann den einregulierten Signalstärkewert mit dem in der ersten Tabelle gespeicherten Signalstärkewert, um den am dichtesten angepassten Wert in der ersten Tabelle zu bestimmen. Der Algorithmus wählt dann den Längspositionswert in der ersten Tabelle aus, der dem am dichtesten passenden Signalstärkewert zugeordnet ist, als die derzeitige Längsposition des Schafts 2. Die erste Tabelle kann beispielsweise eine Datentafel (look-up-table, LUT) sein, und der eingestellte Signalstärkewert kann als ein Index verwendet werden, um die LUT anzusprechen. Die zweite Tabelle kann auch eine Datentafel (LUT) sein, in welchem Fall der gemessene Temperaturwert als ein Index zum Ansprechen der LUT verwendet wird.
5 zeigt ein Blockschaubild des in der 2 gezeigten C-M-Verarbeitungsschaltkreises 30 gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform. Gemäß dieser veranschaulichenden Ausführungsform umfasst der C-M-Verarbeitungsschaltkreis 30 mindestens einen Prozessor 100 und mindestens eine Speichereinrichtung 110. Der Prozessor 100 kann beispielsweise ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC, application specific integrated circuit), ein programmierbares Gatterfeld (PGA, programmable gate array), ein programmierbares Logikfeld (PLA, programmable logic array) oder irgendeine andere geeignete Verarbeitungseinrichtung sein, die in der Lage ist, den Kalibrierungs- und den Längenmessalgorithmus 120 und 130, respektive, auszuführen. Die Speichereinrichtung 110 kann irgendeine geeignete Speichereinrichtung sein, wie beispielsweise etwa ein Direktzugriffsspeicher (RAM, random access memory), ein Nurlesespeicher (ROM, read only memory), ein Flashspeicher, usw..
Wie oben angedeutet und vor dem Ausführen von normalen Betrieben in dem Längenmesssystem korreliert der oben beschriebene Kalibrierungsalgorithmus 120 die Hublänge, oder Längsposition, des Schafts 2 mit der Stärke des in der Faser 11 geführten optischen Signals. Der Kalibrierungsalgorithmus 120 bestimmt auch Versatze der Signalstärken, die bei den Signalstärkemessungen ausgeführt werden sollen, um für die Temperatur zu kompensieren. Der Kalibrierungsalgorithmus 120 verwendet diese gemessene Information, um die vorgenannte erste und zweite Tabelle zu erzeugen und speichert diese in der Speichereinrichtung 110. In 5 entspricht die Signalstärke-versus-Position-Tabelle 140 der ersten Tabelle und die Signalstärkeversatz-versus-Temperatur-Tabelle 150 entspricht der zweiten Tabelle.
Während normaler Betriebe verwendet der Algorithmus 130 zur Längenpositionsmessung die Temperatur, der die Fasern 11 und 12 während normaler Betriebe ausgesetzt sind, um einen zugeordneten Signalstärkeversatzwert aus der Tabelle 150 zu erlangen. Wenn der Längenpositionsmessalgorithmus 130 die Signalstärkewerte misst, die dem sich in der Faser 11 ausbreitenden optischen Signal entsprechen, reguliert der Algorithmus 130 die gemessenen Signalstärkewerte um die aus der zweiten Tabelle erlangten Signalstärkeversatzwerte ein, um die einregulierten Signalstärkewerte zu erlangen. Der Längenpositionsmessalgorithmus 130 wählt dann die Längenpositionswerte in der Tabelle 140, die den entsprechenden einregulierten Signalstärkewerten entsprechen, als die entsprechenden aktuellen Längenpositionswerte des Schafts 2 aus. Somit fungiert die Tabelle 140 als eine Skala, die die Längsposition als eine Funktion der Signalstärke mit einer Temperaturkompensation kodiert.
Es sollte angemerkt werden, dass der Kalibrierungs- und der Längspositionsmess-Algorithmus 120 und 130 in einer Vielzahl von Weisen ausgeführt werden können, und dass die hierin bereitgestellte Beschreibung nur eine veranschaulichende Ausführungsform dieser Algorithmen ist. Beispielsweise kann es in einigen Fällen möglich sein, die Signalstärkeversatze für die Temperaturkompensation fliegend (on the fly) in Echtzeit zu berechnen und die gemessenen Signalstärkewerte um den Versatz in Echtzeit einzuregulieren, während die in der Faser 11 geführten optischen Signale gemessen werden. Dies würde das Erfordernis für die Tabelle 150 beseitigen und würde es erlauben, dass ein einzelnes Nachschlagen (oder ein einziges Nachschauen) in der Tabelle 140 ausgeführt wird, um den einregulierten Signalstärkewert in einen Längspositionswert umzuwandeln.
6 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm, welches das Verfahren zur Längenpositionsmessung gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform zum Messen der Längsposition einer linearbeweglichen Einrichtung darstellt. Die Stärke eines optischen Signals, das sich in einer ersten optischen Faser, die mit der bewegbaren Einrichtung mechanisch gekoppelt ist, ausbreitet, wird gemessen, wie durch den Block 201 angezeigt. Ein Wert für den Signalstärkeversatz wird erlangt durch Auswerten des Einflusses der Temperatur auf die Stärke eines sich in einer zweiten optischen Faser ausbreitenden optischen Signals, das statisch ist und das in der gleichen Umgebung wie die erste optische Faser ist, wie durch den Block 202 angezeigt. Die gemessene Stärke des sich in der ersten optischen Faser ausbreitenden optischen Signals wird um den Wert des Signalstärkeversatzes einreguliert, um einen einregulierten Signalstärkewert zu erlangen, wie durch den Block 203 angegeben. Der eingestellte Signalstärkewert wird dann in einen Längspositionswert umgewandelt, wie durch den Block 204 angegeben.
Der durch den Block 202 dargestellte Schritt wird typischerweise in der oben beschriebenen Weise ausgeführt, indem Änderungen in der Signalstärke eines sich in einer zweiten, statischen optischen Faser ausbreitenden optischen Signals über einen Bereich von Temperaturen ausgewertet wird, um den richtigen Wert des Signalstärkeversatzes zu bestimmen, der für die verschiedenen Temperaturen verwendet werden soll. Es sollte angemerkt werden, dass dieser Schritt typischerweise während eines Kalibrierungsalgorithmus von der oben mit Verweis auf 5 beschriebenen Art offline ausgeführt wird. Der durch den Block 204 dargestellte Schritt wird typischerweise in der oben beschriebenen Weise ausgeführt, indem die einregulierten Signalstärkewerte, die im Schritt 203 erlangt worden sind, als ein Index in einer Tabelle, die die Längspositionswerte enthält, verwendet werden. Wie oben angegeben, können diese Aufgaben in einer Vielzahl von Weisen ausgeführt werden, so wie das von einem Fachmann im Hinblick auf die hierin bereitgestellte Beschreibung verstanden werden wird.
Die oben beschriebenen Algorithmen sind typischerweise in Software oder Firmware, die auf einem Prozessor laufen, implementiert. Derartige Software oder Firmware ist typischerweise in einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Medium, wie beispielsweise etwa der in 5 gezeigten Speichereinrichtung 110, gespeichert. Die Gesamtheit oder Teile dieser Algorithmen könnten in Hardware oder in einer Kombination von Hardware und Software oder Firmware ausgeführt werden.
Es sollte angemerkt werden, dass hierin Ausführungsformen zu dem Zweck, die Prinzipien und Konzepte der Erfindung darzulegen, beschrieben worden sind. So wie das von Fachmännern im Hinblick auf die hierin bereitgestellte Beschreibung verstanden werden wird, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise sind das optische Längspositionsmesssystem, die Algorithmen und das Verfahren mit Verweis auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden, jedoch können viele Variationen an diesen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Erfindung ausgeführt werden. Des Weiteren, während die Systeme, Algorithmen und Verfahren hierin mit Verweis auf das Bestimmen einer Längsbewegung oder -position beschrieben worden sind, können die Prinzipien und Konzepte verwendet werden, um andere Arten von Bewegungen oder Positionen zu bestimmen, wie beispielsweise etwa eine Winkelbewegung oder -position. Auch können die Prinzipien und Konzepte der Erfindung in irgendwelchen anderen Gebieten der Technik angewendet werden, wie etwa in Dehnungsmessgeräten und Schwingungsmesssystemen. Fachmänner werden verstehen, dass diese und andere Modifikationen an den hierin beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden können, ohne von den Prinzipien und Konzepten der Erfindung abzuweichen, und dass alle derartigen Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4408495 [0019]

Claims

Ein System zum Messen einer Bewegung einer beweglichen Einrichtung, das System aufweisend: einen ersten elektrisch-in-optisch Wandler (EOC, electrical-to-optical converter) zum Umwandeln eines elektrischen Signals in ein erstes optisches Signal; eine erste optische Faser, die ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei die erste optische Faser in einer Windung angeordnet ist, wobei zumindest eine Stelle an der ersten optischen Faser mit der beweglichen Einrichtung mechanisch gekoppelt ist, so dass eine Bewegung der beweglichen Einrichtung eine Bewegung in der ersten optischen Faser vermittelt, die eine Änderung in einem Radius der Windung erzeugt, wobei das erste Ende das erste optische Signal aus dem ersten EOC empfängt, und wobei das erste optische Signal in dem ersten Ende der ersten optischen Faser empfangen wird, sich entlang der ersten optischen Faser ausbreitet und aus dem zweiten Ende der ersten optischen Faser herausläuft; einen ersten optisch-in-elektrisch Wandler (OEC, optical-to-electrical converter) zum Empfangen des ersten optischen Signals, das aus dem zweiten Ende der ersten optischen Faser herausläuft, und Umwandeln des empfangenen ersten optischen Signals in ein erstes ausgegebenes elektrisches Signal; und einen Verarbeitungsschaltkreis, der das erste ausgegebene elektrische Signal empfängt und verarbeitet, um eine Signalstärke des ersten optischen Signals zu bestimmen, und wobei der Verarbeitungsschaltkreis die bestimmte Signalstärke einreguliert, um für eine Temperatur zu kompensieren, und auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke einen Betrag der Bewegung der beweglichen Einrichtung bestimmt.
Das System gemäß Anspruch 1, wobei der Verarbeitungsschaltkreis auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke eine Längsbewegung der beweglichen Einrichtung bestimmt.
Das System gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Verarbeitungsschaltkreis auch auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke eine Richtung der Bewegung der beweglichen Einrichtung bestimmt.
Das System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verarbeitungsschaltkreis auch auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke eine Position der beweglichen Einrichtung bestimmt.
Das System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich auf der Grundlage der Veränderung des Radius der Windung die Signalstärke des ersten optischen Signals verändert.
Das System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die bewegliche Einrichtung ein Schaft eines Linearaktors ist, wobei der Schaft sich in einer geradlinigen Richtung zwischen einer vollständig eingefahrenen Position des Schafts und einer vollständig ausgefahrenen Position des Schafts bewegt.
Das System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Verarbeitungsschaltkreis einen Prozessor und eine Speichereinrichtung umfasst, wobei der Prozessor einen Algorithmus zur Längspositionsmessung ausführt, der ein digitales Signal, das einer digitalisierten Version des ersten ausgegebenen elektrischen Signals des ersten OEC entspricht, verarbeitet, um die Signalstärke des ersten optischen Signals zu bestimmen, und wobei die Speichereinrichtung zumindest eine erste Tabelle von Daten speichert, die verschiedene Beträge der Längsbewegung der beweglichen Einrichtung mit verschiedenen digitalen Werten des ersten ausgegebenen elektrischen Signals in Beziehung setzt, und wobei der den Algorithmus ausführende Prozessor die digitalisierte Version des ersten ausgegebenen elektrischen Signals einreguliert, um für eine Temperatur zu kompensieren, und dann einen gespeicherten Wert der Längsbewegung aus der ersten Tabelle auswählt, der einer Übereinstimmung zwischen der einregulierten, digitalisierten Version des ersten ausgegebenen elektrischen Signals und einem der in der ersten Tabelle enthaltenen, digitalen Werten des ersten ausgegebenen elektrischen Signals entspricht.
Das System gemäß Anspruch 7, wobei die Speichereinrichtung darin eine zweite Tabelle aufweist, die Werte einer Temperaturkompensationseinregulierung enthält, und wobei der den Algorithmus zur Längspositionsmessung ausführende Prozessor auf der Grundlage einer aktuellen Temperatur der Windung der optischen Faser einen der gespeicherten Werten der Temperaturkompensationseinregulierung auswählt, und die digitalisierte Version des ersten ausgegebenen elektrischen Signals um den ausgewählten Wert der Temperaturkompensationseinregulierung einreguliert, um die einregulierte, digitalisierte Version des ersten ausgegebenen elektrischen Signals zu erzeugen.
Das System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: einen zweiten EOC zum Umwandeln eines elektrischen Signals in ein zweites optisches Signal; eine zweite optische Faser, die ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei die zweite optische Faser stationär ist, so dass eine Bewegung der beweglichen Einrichtung keine Bewegung in der zweiten optischen Faser vermittelt, wobei das erste Ende der zweiten optischen Faser das zweite optische Signal aus dem zweiten EOC empfängt, und wobei das zweite optische Signal in dem ersten Ende der zweiten optischen Faser empfangen wird, sich entlang der zweiten optischen Faser ausbreitet und aus dem zweiten Ende der zweiten optischen Faser herausläuft; und einen zweiten OEC zum Empfangen des zweiten optischen Signals, das aus dem zweiten Ende der zweiten optischen Faser herausläuft, und Umwandeln des empfangenen zweiten optischen Signals in ein zweites ausgegebenes elektrisches Signals, wobei der Verarbeitungsschaltkreis das zweite ausgegebene elektrische Signal empfängt und verarbeitet, um eine Signalstärke des zweiten optischen Signals zu bestimmen, und wobei der Verarbeitungsschaltkreis die bestimmte Stärke des zweiten optischen Signals verwendet, um die Einregulierung zu bestimmen, die an der bestimmten Signalstärke des ersten ausgegebenen elektrischen Signals auszuführen ist, um für die Temperatur zu kompensieren.
Ein Verfahren zum Messen einer Bewegung einer beweglichen Einrichtung, das Verfahren aufweisend: mit einem ersten elektrisch-in-optisch Wandler (EOC), Umwandeln eines elektrischen Signals in ein erstes optisches Signal; optisch Einkoppeln des ersten optischen Signals in ein erstes Ende einer ersten optischen Faser, wobei die erste optische Faser in einer Windung angeordnet ist, wobei zumindest eine Stelle an der ersten optischen Faser mit der beweglichen Einrichtung mechanisch gekoppelt ist, so dass eine Bewegung der beweglichen Einrichtung eine Bewegung in der ersten optischen Faser vermittelt, die eine Änderung in einem Radius der Windung erzeugt, und wobei das erste optische Signal sich entlang der ersten optischen Faser ausbreitet und aus dem zweiten Ende der ersten optischen Faser herausläuft; mit einem ersten optisch-in-elektrisch Wandler (OEC), Empfangen des ersten optischen Signals, das aus dem zweiten Ende der ersten optischen Faser herausläuft, und Umwandeln des empfangenen ersten optischen Signals in ein erstes ausgegebenes elektrisches Signal; und mit einem Verarbeitungsschaltkreis, Verarbeiten des ersten ausgegebenen elektrischen Signals, um eine Signalstärke des ersten optischen Signals zu bestimmen; mit dem Verarbeitungsschaltkreis, Einregulieren der bestimmten Signalstärke, um für eine Temperatur zu kompensieren; und mit dem Verarbeitungsschaltkreis, auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke Bestimmen eines Betrags einer Bewegung der beweglichen Einrichtung.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die von dem Verarbeitungsschaltkreis bestimmte Bewegung der beweglichen Einrichtung eine Längsbewegung ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, ferner aufweisend: mit dem Verarbeitungsschaltkreis, auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke Bestimmen einer Richtung der Bewegung der beweglichen Einrichtung.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner aufweisend: mit dem Verarbeitungsschaltkreis, auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke Bestimmen einer Position der beweglichen Einrichtung.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Signalstärke des ersten optischen Signals sich auf der Grundlage der Änderung in dem Radius der Windung verändert.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die bewegliche Einrichtung ein Schaft eines Linearaktors ist, wobei der Schaft sich in geradlinigen Richtungen zwischen einer vollständig eingefahrenen Position des Schafts und einer vollständig ausgefahrenen Position des Schafts bewegt.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei der Schritt des Bestimmens eines Betrags der Bewegung der beweglichen Einrichtung auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke folgendes aufweist: mit einem Prozessor des Verarbeitungsschaltkreises, Zugreifen auf eine Speichereinrichtung, die darin eine erste Tabelle von Daten, die verschiedene Beträge einer Längsbewegung der beweglichen Einrichtung mit verschiedenen digitalen Werten des ersten ausgegebenen elektrischen Signals in Beziehung setzt, gespeichert hat; und mit dem Prozessor, aus der ersten Tabelle Auswählen von einem gespeicherten Wert der Längsbewegung, der einer Übereinstimmung zwischen einer digitalen Version des ersten ausgegebenen elektrischen Signals, das zum Kompensieren für eine Temperatur einreguliert worden ist, und einem von den in der ersten Tabelle enthaltenen, digitalen Werten des ersten ausgegebenen elektrischen Signals entspricht.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Speichereinrichtung in einer zweiten Tabelle Werte einer Temperaturkompensationseinregulierung speichert, und wobei der Schritt des Einregulierens der bestimmten Signalstärke zum Kompensieren für die Temperatur folgendes aufweist: mit dem Prozessor, aus der zweiten Tabelle auf der Grundlage einer aktuellen Temperatur der Windung Auswählen von einem der gespeicherten Werte der Temperaturkompensationseinregulierung; und mit dem Prozessor, Einregulieren der bestimmten Signalstärke des ersten optischen Signals um den Wert der aus der zweiten Tabelle ausgewählten Temperaturkompensationseinregulierung, um den Wert der einregulierten Signalstärke zu erhalten, die von dem Prozessor verwendet wird, um die Bewegung der beweglichen Einrichtung zu bestimmen.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, ferner aufweisend: mit einem zweiten EOC, Umwandeln eines elektrischen Signals in ein zweites optisches Signal; optisch Einkoppeln des zweiten optischen Signals in ein erstes Ende einer zweiten optischen Faser, wobei die zweite optische Faser stationär ist, so dass eine Bewegung der beweglichen Einrichtung keine Bewegung in der zweiten optischen Faser vermittelt, und wobei das zweite optische Signal sich entlang der zweiten optischen Faser ausbreitet und aus dem zweiten Ende der zweiten optischen Faser herausläuft; mit einem zweiten OEC, Empfangen des zweiten optischen Signals, das aus dem zweiten Ende der zweiten optischen Faser herausläuft, und Umwandeln des empfangenen zweiten optischen Signals in ein zweites ausgegebenes elektrisches Signal; und mit dem Verarbeitungsschaltkreis, Verarbeiten des zweiten ausgegebenen elektrischen Signals, um eine Signalstärke des zweiten optischen Signals zu bestimmen; und mit dem Verarbeitungsschaltkreis, Verwenden der bestimmten Stärke des zweiten optischen Signals, um die Einregulierung zu bestimmen, die an der bestimmten Signalstärke des ersten optischen Signals zum Kompensieren für die Temperatur auszuführen ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei die Speichereinrichtung in einer zweiten Tabelle Werte einer Temperaturkompensationseinregulierung speichert, und wobei der Schritt des Einregulierens der bestimmten Signalstärke zum Kompensieren für die Temperatur folgendes aufweist: mit dem Verarbeitungsschaltkreis, aus der zweiten Tabelle auf der Grundlage einer aktuellen Temperatur der Windung Auswählen von einem der gespeicherten Werte der Temperaturkompensationseinregulierung; und mit dem Verarbeitungsschaltkreis, Einregulieren der bestimmten Signalstärke des ersten optischen Signals um den Wert der aus der zweiten Tabelle ausgewählten Temperaturkompensationseinregulierung, um den Wert der Signalstärke zu erlangen, die von dem Prozessor verwendet wird, um die Bewegung der beweglichen Einrichtung zu bestimmen.
Ein System zum Messen einer Bewegung einer beweglichen Einrichtung, das System aufweisend: einen ersten und einen zweiten elektrisch-in-optisch Wandler (EOCs) zum Umwandeln von entsprechenden elektrischen Signalen in ein erstes und ein zweites optisches Signal; eine erste und eine zweite optische Faser, die jeweils ein erstes und ein zweites Ende aufweisen, wobei die erste optische Faser in einer Windung angeordnet ist, wobei zumindest eine Stelle an der ersten optischen Faser mit der beweglichen Einrichtung mechanisch gekoppelt ist, so dass eine Bewegung der beweglichen Einrichtung eine Bewegung in der ersten optischen Faser vermittelt, die eine Änderung in einem Radius der Windung erzeugt, wobei die zweite optische Faser stationär ist, so dass eine Bewegung der beweglichen Einrichtung keine Bewegung in der zweiten optischen Faser vermittelt, wobei die ersten Enden der ersten und der zweiten optischen Faser, respektive, das erste und das zweite optische Signal aus dem ersten und dem zweiten EOC empfangen, und wobei das erste und das zweite optische Signal, respektive, sich entlang der ersten und der zweiten optischen Faser ausbreiten und aus den zweiten Enden der ersten und der zweiten optischen Faser herauslaufen; einen ersten und einen zweiten optisch-in-elektrisch Wandler (OEC), respektive, zum Empfangen des ersten und des zweiten optischen Signals, die aus den ersten und zweiten Enden der ersten und der zweiten optischen Faser herauslaufen, und Umwandeln des empfangenen ersten und zweiten optischen Signals in ein erstes und ein zweites ausgegebenes elektrisches Signal, respektive; und einen Verarbeitungsschaltkreis, der das erste und das zweite ausgegebene elektrische Signal empfängt, wobei der Verarbeitungsschaltkreis das erste ausgegebene elektrische Signal verarbeitet, um eine Signalstärke des ersten optischen Signals zu bestimmen, und wobei der Verarbeitungsschaltkreis auf der Grundlage des zweiten ausgegebenen elektrischen Signals die bestimmte Signalstärke des ersten optischen Signals einreguliert, um für die Temperatur zu kompensieren, und auf der Grundlage der einregulierten Signalstärke einen Betrag der Bewegung der beweglichen Einrichtung bestimmt.