DE1030044B

DE1030044B - Anordnung zur Anzeige kleiner Laengs- oder Drehbewegungen mit jeweils zwei zusammenwirkenden Rastern oder Rasterbildern mit geringfuegig verschiedener Gitterkonstante

Info

Publication number: DE1030044B
Application number: DED13825A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Lau; Dr Rudolf Lehmann; Dipl-Ing Karl Muetze; Herbert Muetze; Heinz Voigt
Original assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Current assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Priority date: 1952-12-10
Filing date: 1952-12-10
Publication date: 1958-05-14

Description

Anordnung zur Anzeige kleiner Längs-oder Drehbewegungen mit jeweils zwei zusammenwirkenden Rastern oder Rasterbildern mit geringfügig verschiedener Gitterkonstante Legt man zwei beispielsweise auf durchsichtigen Trägern angebrachte Strichraster mit voneinander geringfügig abweichenden Gitterkonstanten aufeintnder, so werden sich an einigen Stellen die dunklen Striche beider Raster und die hellen Felder zwischen den Strichen (Spalte) beider Raster decken, so daß man an diesen Stellen hindurchsehen kann. An anderen Stellen werden aber wegen der Differenz der Gitterkonstanten die Striche des einen Rasters sich mit den Spalten des anderen Rasters decken, und umgekehrt, so daß man an diesen Stellen nicht hindurchsehen kaml. Diese beiden Möglichkeiten wiederholen sich über die Erstreckung der Raster in regelmäßigen Abständen (Abb. 1). Man beobachtet also beim Durch blicken helle und dunkle Uberlagerungsstreifen. Ver schiebt oder dreht man eines der beiden Raster gegen das andere, feststehende oder auch beide Raster gegeneinander, so bewegen sich auch die Uberlagerungsstreifen entsprecllend, und zwar ist die dabei auftretende Bewegung der Überlagerungsstreifen eine größere gegenüber der eigentlichen Bewegung des einen Rasters oder beider Raster (abt. 2). Die Vergrößerung der Bewegung ist abhängig von der Differenz der Gitterkonstanten; die Breite der tSberlagerungsstreifen ist bestimmt von dem Verhältnis der Spaltbreiten zu den Strichbreiten beider Raster. Die Richtung der Bewegung der lDbrlagerungsstreifen verläuft immer im Sinne der Bewegungsrichtung des Rasters mit der kleineren Gitterkonstante gegenüber dem Raster mit der größeren Gitterkonstante (Abb. 3). Bei einer Drehung ist noch von Bedeutung. daß jeder der Überlagerungsstreifen sich um einen eigenen Punkt dreht, der nicht mit dem eigentlichen mechanisden Drehpunkt der Meßanordnullg zusammenfällt. Die Drehpunkte aller Überlagerungsstreifeu der Meß auordnung liegen auf einer geraden Linie. die durch den mechanischen Drehpunkt der Raster geht und ungefähr senkrecht zu den Gitterlinien verläuft (abt. 4).
Die Überlagerungsstreifen treten nicht nur auf, wenn beide Raster unmittelbar aufeinanderliegen. sondern auch dann, wenn sich zwischen beiden Rastern ein Abstand befindet oder wenn statt des einen Rasters seine Projektion benutzt wird. Hierdurch ergeben sich weite Anwendungsmöglichkeiten in der Meßtechnik.
Derartige Anzeigevorrichtungen sind in verschiedeneu Ausbildungen bekannt, beispielsweise bei Hähenmeßgeräten, bei denen eine deutliche Anzeige sehr geringer Meßwertänderungen wichtig ist. Bei den bekannten Anordnungen ist es jedoch nachteilig, daß bei den auftretenden Meß wertänderungen Uberlagerungsstreifen verschiedener Ordnung beobachtet werden, die nicht so unterscheidbar sind, daß die Meßwertänderungen ohne weiteres zahlenmäßig erfaßt werden können.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß in einer Meßanordnung mehrere solcher Gitterpaare, aber mit verschiedenen Differenzen der Gitterkonstanten und damit mit verschiedener Vergrößerung der Bewegung der Üherlagerungsstreifen gegenüber der Bewegung des Rasters, vereinigt werden können. Dabei durchläuft beispielsweise bei dem einen Rasterpaar ein Überlagerungsstreifen einen Bereich, der bei dem anderen Rasterpaar bei gleicher Bewegung des Rasters von zehn Überlagerungsstreifen durchlaufen wird. Auf diese Weise wird eine Zählung der Streifen möglich.
Bei einer Anordnung zur Anzeige kleiner Längs-oder Drehbewegungen mit jeweils zwei zusammenwirkenden Rastern (Gittern) oder Rasterbildern von geringfügig verschiedener Gitterkonstante, von denen ein Raster gegen das andere, feststehende Raster oder beide Raster gegeneinander in ihren Ebenen verschiebbar bzw. drehbar sind, derart, daß die dabei sichtbar werdenden Überlagerungsstreifen zur Messung der Bewegung ausnutzbar sind, sind erfindungsgemäß mindestens zwei solcher zusammenwirkenden Rasterpaare angeordnet mit einer solchen Bemessung der Raster, daß deren verschiedene Vergrößerungswirkung der anzuzeigenden Bewegung ein Abzählen der trberlagerungsstreifen gestattet. in ähnlicher Weise können auch Gitterkombinationeu hergestellt werden, deren Gitterdifferenz »entgegengesetzt « ist, d. h., bei dem einen Rasterpaar ist die Gitterkonstante des Rasters in der einen Ebene A kleiner als die des Rasters in der anderen Ebenes, bei dem zweiten Rasterpaar ist die Gitterkonstante des Rasters in der einen Ebene 24 größer als die des Rasters in der anderen Ebene R. Bei einer Verschiebung oder Drehung beispielsweise der Ebene=4 gegen die Ebene B tritt dann eine Bewegung der Uberlagerungsstreifen in verschiedenen Richtungen ein, und zwar bei der ersten Kombination im Sinne der Bewegungsrichtung der Ebene 24 gegen die Ebene B und bei der zweiten Kombination entgegengesetzt dieser Bewegungsrichtung (Abb. 5).
Auf diese Weise ist es möglich, auf rein optischem Wege zu sehr großen Vergrößerungen zu gelangen, was mit bisher bekannten Anordnungen dieser Art nicht möglich war.
Bei diesen Anzeigeanordnungen können sowohl ebene Raster als auch Raster auf gekrümmten Flächen Anwendung finden, z. B. in Form vonZylinderrastern.
In einer Ausführungsform von Zylinderrastern, bei denen die Gitterstriche und -spalte parallel zur Zylinderachse liegen und die Zylinderraster um die Zylinderachse gedreht werden, wird durch Konusspiegd oder Konusprisma nach Abb. 6 eine Umformung der Überlagerungsstreifen in Radialstreifen bewirkt. Der Ort der Streifenabbildung kann in die Fläche oder Ebene einer Skala gelegt werden, wodurch Parallaxe vermieden wird und die Zylinderraster in einem für die reibungslose Bewegung gegeneinander notwendigen Abstand voneinander gehalten werden können.
Als Ablesevorrichtung dient entweder eine Skala, an welcher sich der Überlagerungsstreifen entlang bewegt, oder eine Marke wird mechanisch auf den tberlagerungsstreifen eingestellt und die Verschiebung der Marke an einer Vorrichtung abgelesen. Zur Anzeige der Streifen oder zur Zählung der vorfiberwandernden Streifen kommen auch andere bekannte Mittel, wie Photozellen, Elektrozähler u. dgl., zur Anwendung.
Die Meßanordnung kann auch so ausgebildet sein, daß beide Raster wesentlich verschiedene Gitterkonstanten besitzen, voneinander räumlich getrennt sind und daß nur durch vergrößerte oder verkleinerte optische Abbildung des einen Rasters auf die Fläche des anderen dort ein Rasterbild entsteht, dessen Gitterkonstante sich nur geringfügig von der des eigentlichen Gitters unterscheidet, so daß wieder Uberlagerungsstreifen auftreten. Bei der Vergrößerung eines Rasters mit (z. B. durch vorherige Verkleinerung erzielter) wesentlich kleinerer Gitterkonstante bzw -Spalt- oder Strichbreite wird die Anzeigevergrößerung noch um den Faktor des durch die Projektion bedingten Vergrößerungsverhältnisses vermehrt.
PATENTANSPRSCHE: 1. Anordnung zur Anzeige kleiner Längs- oder Drehbewegungen mit jeweils zwei zusammenwirkenden Rastern (Gittern) oder Rasterbildern von geringfügig verschiedener Gitterkonstante, von denen ein Raster gegen das andere, feststehende Raster oder beide Raster gegeneinander in ihren Ebenen verschiebbar oder drehbar sind, derart, daß die dabei sichtbar werdenden Überlagerungsstreifen zur Messung der Bewegung ausntzbat sind, gekennzeichnet durch mindestens zwei solcher zusammenwirkenden Rasterpaare mit einer solchen Bemessung der Raster, daß deren verschiedene Vergrößerungswirkung der anzuzeigenden Bewegung ein Abzählen der Uberlagerutlgsstreifen gestattet.

Claims

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kombination mehrerer Raster- (Gitter-) Paare in der gleichen Anordnung diese sich dadurch unterscheiden, daß bei dem einen Rasterpaar oder in einer Gruppe von Rasterpaaren die Gitterkonstante der Raster der einen Fläche (X) kleiner ist als die der anderen Fläche (B), bei einem zweiten Rasterpaar oder einer zweiten Gruppe von Rasterpaaren die Gitterkonstante der zweiten Fläche (B) kleiner ist als die der ersten Fläche (A).

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 und 2, da; durch gekennzeichnet, daß die Raster (Gitter) als gekrümmte Flächen, z. B. Zylinderflächen, ausgebildet sind.

4. Meßanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß die Abbildung der Streifen der verschiedenen Rasterpaare durch Konusspiegel oder Konusprisma in der Ebene einer Kreisskala erfolgt.

5. Meßanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsstrei fen eines oder mehrerer Rasterpaare mit einer mechanisch verschiebbaren Marke zusammenwirken oder zwischen je zwei Marken mit festem Abstand voneinander einstellbar sind und daß das Maß der Verschiebung an einer Skala ablesbar ist oder daß die Anzeige der Lage der Streifen oder die Zählung der vorüberwandernden Streifen durch andere bekannte Mittel, wie Photozellen, Elektrozähler u. dgl., erfolgt.

6. Meßanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Raster (Gitter) mit wesentlich verschiedener Gitterkonstante derart miteinander kombiniert werden, daß durch die vergrößerte Abbildung des einen Rasters (Gitters) mif kleiner Gitterkonstante auf die Fläche des anderen Rasters (Gitters) ein Rasterbild entsteht, dessen Gitterkonstante sich zum Zwecke der tÇberlagerungsstreifenbildung nur geringfügig von der Gitterkonstante des abgebildeten Rasters (Gitters) unterscheidet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 603 074; USA.-Patentschriften Nr. 2 238 718, 2 246001, 2246002, 2360581, 2451972; Jordan-Eggert, »Handbuch der Vermessungskunde«, 1931, Bd. in/1, 5. 3i9 bis 323; Firmendruckschrift Carl Zeiss Jena, »Gebraushsanweisung zum Reduktionstachymeter Loßhardt-Zeiss « (Geo G 42-056-1), 5. 23 bis 26; Firmendruckschrift Kern in Aarau/Schweiz, »Doppelbild-Distanzmeßausritstungen« (DM 509).