DE1260803B - Geraet zum Einstellen und Ablesen des Drehwinkels einer eine Skala tragenden Kreisscheibe - Google Patents
Geraet zum Einstellen und Ablesen des Drehwinkels einer eine Skala tragenden KreisscheibeInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
GOId
Deutsche Kl.: 42 d- 2/10
Nummer: 1260 803
Aktenzeichen: H 43047IX b/42 d
Anmeldetag: 5. Juli 1961
Auslegetag: 8. Februar 1968
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Einstellen und Ablesen des Drehwinkels einer eine Skala tragenden
Kreisscheibe mit optischen Bauteilen sowie einer lichtelektrischen Anordnung, insbesondere einen
optischen Teilkopf, einen optischen Rundtisch od. dgl.
Bei den bekannten Geräten dieser Art werden die an einer Fotozelle vorbeiwandernden Skalenstriche
ausgezählt, womit das Meßergebnis erhalten wird. Es ist auch bekannt, zwei diametral liegende Skalenstriche
gegeneinander geneigt aufeinander abzubilden, um Moire-Streifen zu erzeugen. Hierdurch werden
feiner unterteilte Meßwerte erhalten.
Diese Geräte sehen keine Maßnahmen vor, eine Dezentrierung des Teilkreises und die dadurch bewirkten
Meßwertverfälschungen zu kompensieren.
Zum Ausgleich des Zentrierfehlers einer Kreisskala ist es bei optischen Geräten bekannt, außer dem
dem Meßpunkt zugeordneten Skalenstrich den um 180° zu diesem Strich versetzten Skalenstrich in ein
gemeinsames Ablesefenster abzubilden und die durch die Bilder der Skalenstriche definierten Meßwerte
zu mitteln. Diese Geräte arbeiten im Prinzip sehr genau, jedoch ist die Ermittlung des Meßwertes umständlich,
was nicht zuletzt darin begründet ist, daß von zwei Meßwerten rechnerisch der Mittelwert zu
bilden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät anzugeben, welches hinsichtlich der Genauigkeit des Meßergebnisses
dasselbe leistet wie die genannten optischen Geräte, bei dem jedoch die Ablesung des Ergebnisses
bequemer ist und bei dem insbesondere die Mittelwertbildung vom Benutzer nicht mehr selbst vorgenommen
zu werden braucht.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an sich bekannte optische Bauelemente zur
gegenläufigen Abbildung zweier diametral zueinander angeordneter Skalenstriche in gegenseitiger Verlängerung
versetzt liegend in einem oder mehreren zueinander fest angeordneten Lichtspalten vorgesehen sind.
Bei dieser Ausbildung kann man in der lichtelektrischen Anordnung zwei Fotozellen vorsehen, von
denen je eine einem Skalenstrichbild zugeordnet ist. Es ergibt sich dann, daß die Fotozellen in einer ganz
bestimmten Drehstellung der Kreisscheibe gleiche Lichtintensitäten empfangen. Diese Gleichheit der
Lichtintensitäten kann als Einstellkriterium benutzt werden. Die Gleichheit der Lichtintensität ändert sich
dann nicht, wenn infolge eines Dezentrierungsfehlers die Bilder der Skalenstriche gegenläufig auswandern,
weil hierbei die Auswanderung stets gleich groß ist. Das Einstellkriterium bleibt somit erhalten.
Gerät zum Einstellen und Ablesen
des Drehwinkels einer eine Skala tragenden
Kreisscheibe
Anmelder:
M. Hensoldt & Söhne, Optische Werke A. G.,
6330 Wetzlar, Gloelstr. 3-5
Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Kurt Räntsch,
7920 Heidenheim
Die erfindungsgemäße Ausbildung zeigt den weiteren Vorteil, daß die Strichbilder unmittelbar für eine
Vorwärts- und Rückwärtszählung benutzt werden können. Hierzu sind in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung die Abbildungen der Skalenstriche vorteilhaft um eine halbe Strichbreite gegeneinander versetzt.
Bei dieser Ausbildung können die beiden ohnehin vorhandenen Fotozellen oder aber auch zwei
weitere Fotozellen für die Vorwärts- und Rückwärtszählung verwendet werden.
Um einen exakten Bildversatz zu bewirken, ist zweckmäßig in wenigstens einem Abbildungsstrahlengang
ein strahlenablenkendes oder strahlenversetzendes, an sich bekanntes optisches Mittel, wie schwenkbarer
Planspiegel oder kippbare Planplatte, angeordnet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind jeder Abbildung eines Skalenstriches sowohl eine der Impulszählung
als auch eine dem Symmetrieabgleich dienende Fotozelle zugeordnet. Die dem Symmetrieabgleich
dienenden Fotozellen können ein an sich bekanntes, zwei Schattenbänder erzeugendes »Magisches
Auge« steuern. Dies ist dann vorteilhaft, wenn der Teilkreis um einen bestimmten Winkelwert
gedreht werden soll, weil dann die Drehung genau dann beendet werden kann, wenn das »Magische
Auge« die exakte Einstellage anzeigt.
Will man zu feiner unterteilten Meßwerten kommen, dann kann man in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung an Stelle des Lichtspaltes ein das Intervall zweier aufeinanderfolgender Skalenstriche unterteilendes
Gitter vorsehen. Beim Drehen des Teilkreises wandern dann die Strichbilder über dieses
Gitter, und die Einrichtung zählt Impulse in Abhängigkeit von der Zahl der Gitterlinien pro Intervall.
809 507/289
Der Symmetrieabgleich wird jetzt mit Hilfe eines der
Striche des Gitters vorgenommen.
An Stelle dieser Maßnahme oder zusätzlich zu dieser Maßnahme kann man in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung den Lichtspalt oder das Gitter relativ zu den Abbildungen der Skalenstriche verschiebbar
und in seiner Verschiebung meßbar ausbilden. Die Verschiebung wird so weit durchgeführt,
bis ein Symmetrieabgleich angezeigt wird. Der hierzu notwendige Verschiebeweg gibt den Feinmeßwert
an.
Damit sich die vier vorgesehenen Fotozellen nicht stören, können optische Mittel für eine geeignete
Strahlenführung vorgesehen sein, insbesondere Mittel, welche eine Strahlenteilung bewirken. Hierdurch verkleinert
sich jedoch die Lichtausbeute für jede Fotozelle, was insbesondere dann unerwünscht ist, wenn
die Maßstabstriche selbst nicht viel Licht liefern. Zur Vermeidung dieses Nachteiles sind in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung die zwischen den Lichtspalten des Gitters hegenden Stege reflektierend ausgebildet,
und zwei der für die Anzeige des Symmetrieabgleiches und/oder Impulszählung vorgesehenen
Fotozellen sind hinter dem Gitter im durchfallenden Licht angeordnet und die anderen im reflektierten
Licht. Durch diese Ausbildung wird die Lichtausbeute verdoppelt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1,
Fig. 3 das Ablesefenster des erfindungsgemäßen Gerätes.
Gemäß F i g. 1 ist mit einer drehbaren Welle 1 ein Teilkreis 2 verbunden. Der Teilkreis 2 besteht
aus einem Ring mit Bohrungen 3, in denen Glasplättchen 4 mit einem Teilkreisstrich 5 angeordnet
sind. Die Größe der Drehbewegung des Teilkreises 2 wird mit Hilfe einer gerätefesten Ableseeinrichtung
ermittelt und in einem Ablesefenster 40 (F i g. 3) angezeigt.
Für die Beleuchtung des Striches 5 ist eine feststehende Lichtquelle 6 vorgesehen. Mit Hilfe zweier
Linsen 7 und 9 sowie eines Spiegels 8 wird die Lichtquelle nach 6' abgebildet, und die Lichtstrahlen werden
von hier aus durch eine Linse 10 auf den Teilkreisstrich 5 gelenkt. Der Teilkreisstrich 5 wird über
einen Spiegel 11 und eine Linse 12 sowie eine Blende 13, einen weiteren teildurchlässigen Spiegel 14 und
einen Vollspiegel 15 auf ein Gitter 16 abgebildet. Das Gitter 16 weist Lichtspalte 21 auf. Die Stege 22 zwischen
den Lichtspalten 21 sind reflektierend ausgebildet. Der Abbildungsstrahlengang ist mittelpunktzentrisch,
d. h., die Linse 12 bildet die Achse A des Teilkreises in die Blende 13 ab, und die Blende 13
wird einerseits mit Hilfe zweier plankonvexer Linsen 17 und 18 sowie einer Linse 19 auf eine Fotozelle 20
abgebildet und andererseits mit Hilfe der Linse 17 sowie der Spiegel 15 und 14 auf eine Fotozelle 28.
Auf das Gitter 16 wird ferner der um 180° zum TeilkreisstrichS versetzte Teilkreisstrich 5' abgebildet.
Damit die Bilder 5" und 5'" der Teilkreisstriche 5 und 5' auf dem Gitter gleiche Helligkeiten haben,
beleuchtet die Lichtquelle 6 gleichzeitig den Skalenstrich 5' über die Elemente 7', 8', 9' und 10'. Die Abbildung
des Striches 5' auf das Gitter 16 erfolgt über Elemente 11', 12', 13', 14' und 15', welche in ihrer
Wirkung den Elementen 11 bis 15 entsprechen. Die Blende 13' wird bei dieser Ausbildung auf eine unterhalb
der Fotozelle 20 liegende Fotozelle 20' abgebildet und außerdem auf eine Fotozelle 28'. Die genannten
Abbildungselemente sind derart ausgebildet und angeordnet, daß die Bilder 5" und 5'" etwa in Verlängerung
zueinander liegen, so daß die Fotozellen 20 und 28 dem Strichbild 5" zugeordnet werden und
die Fotozellen 20' und 28' dem Strichbild 5"'. Der Spiegel 14 ist um eine Welle 23 mit Hilfe einer
Schraube 24 gegen den Druck einer Feder 25 schwenkbar, so daß das Strichbild 5" gegen das
Strichbild 5'" etwa um eine halbe Strichbreite versetzt werden kann und somit die Fotozellen 28 und
28' Licht mit einer Phasenverschiebung von etwa 90° empfangen. Das Gitter 16 ist mit Hilfe einer
Meßschraube 26 in einer Führung 27 verschiebbar, so daß in jeder Meßstellung ein Symmetrieabgleich
der Teilstrichbilder 5" und 5'" mit Bezug auf einen Lichtspalt erzielt werden kann, derart, daß die Fotozellen
20 und 20' gleiche Lichtintensitäten empfangen. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende:
Wird der Teilkreis gedreht, dann wandern die Bilder 5" und 5'" über das Gitter. Jedesmal dann, wenn
der Gitterstrich 5" auf einen Steg 22 des Gitters 16 trifft, empfängt die Fotozelle 28 einen Lichtimpuls,
und jedesmal dann, wenn ein Gitterstrich 5"' auf einen Steg 22 fällt, empfängt die Fotozelle 28' einen
Lichtimpuls. Da die Fotozellen um 90° phasenverschoben Licht empfangen, kann die Zahl der Lichtimpulse
mit Hilfe von Ziffernanzeigeröhren 41 und 42 richtungsabhängig über geeignete Mittel (nicht
dargestellt) registriert werden. Die Röhren 41 zeigen die Gradwerte an, die Röhren 42 die Minutenwerte.
Zur Ermittlung der Sekundenwerte wird die Strichplatte 16 mit Hilfe der Meßschraube 26 verschoben,
und zwar so weit, bis die Fotozellen 20 und 20' gleiche Lichtintensitäten empfangen. Der Symmetrieabgleich
wird mit Hilfe einer Anzeigeröhre 43, welche mit den Fotozellen 20 und 20' verbunden ist, kontrolliert.
Die Anzeigeröhre 43 ist vom Typ eines Magischen Auges. Sie erzeugt zwei Schattenbänder 44 und
45, die dann koinzidieren, wenn der Symmetrieabgleich erzielt ist. Die Größe der Verschiebung des
Gitters 16 wird mit Hilfe weiterer Anzeigeröhren 46 über nicht dargestellte Mittel als Sekundenwert registriert.
Claims (7)
1. Gerät zum Einstellen und Ablesen des Drehwinkels einer eine Skala tragenden Kreisscheibe
mit optischen Bauteilen sowie einer lichtelektrischen Anordnung, dadurch gekennzeichnet,
daß an sich bekannte optische Bauelemente (11 bis 15, 1Γ bis 15') zur gegenläufigen Abbildung
zweier diametral zueinander angeordneter Skalenstriche (5,5') in gegenseitiger Verlängerung
versetzt liegend in einem oder mehreren zueinander fest angeordneten Lichtspalten (21) vorgesehen
sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungen (5", 5'") der
Skalenstriche um eine halbe Strichbreite gegeneinander versetzt sind.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abbildung (5", 5'") eines
Skalenstriches (5, 5') sowohl eine der Impuls-
zählung als auch eine dem Symmetrieabgleich dienende Fotozelle (28, 28'; 20, 20') zugeordnet
sind.
4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Abbildungsstrahlengang
ein strahlenablenkendes oder strahlenversetzendes, an sich bekanntes optisches Mittel,
wie schwenkbarer Planspiegel (14) oder kippbare Planplatte, zur Erzielung der Versetzung der
Abbildungen des Skalenstriches vorgesehen sind.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck eines Symmetrieabgleiches
der Abbildungen der Skalenstriche der Lichtspalt (21) relativ zu den Abbildungen der
Skalenstriche verschiebbar und in seiner Ver-Schiebung meßbar ausgebildet ist.
6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtspalt durch ein das Intervall
zweier aufeinanderfolgender Skalenstriche unterteilendes Gitter (16) ersetzt ist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (22) zwischen den Lichtspalten
(21) des Gitters (16) reflektierend ausgebildet sind und daß für die Anzeige des Symmetrieabgleiches
und/oder der Impulszählung hinter dem Gitter und im reflektierten Licht vor dem Gitter jeweils zwei Fotozellen (20, 20'; 28, 28')
vorgesehen sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 890 420;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 060 609;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1746 232;
britische Patentschriften Nr. 698 800, 782 831;
USA.-Patentschrift Nr. 2 854 628;
Carl-Zeiss-Jena-Druckschrift »Geo 161«, S. 2.
Deutsche Patentschrift Nr. 890 420;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 060 609;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1746 232;
britische Patentschriften Nr. 698 800, 782 831;
USA.-Patentschrift Nr. 2 854 628;
Carl-Zeiss-Jena-Druckschrift »Geo 161«, S. 2.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 507/289 1.68 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1961H0043047 DE1260803B (de) | 1961-07-05 | 1961-07-05 | Geraet zum Einstellen und Ablesen des Drehwinkels einer eine Skala tragenden Kreisscheibe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1961H0043047 DE1260803B (de) | 1961-07-05 | 1961-07-05 | Geraet zum Einstellen und Ablesen des Drehwinkels einer eine Skala tragenden Kreisscheibe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1260803B true DE1260803B (de) | 1968-02-08 |
Family
ID=7155070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1961H0043047 Pending DE1260803B (de) | 1961-07-05 | 1961-07-05 | Geraet zum Einstellen und Ablesen des Drehwinkels einer eine Skala tragenden Kreisscheibe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1260803B (de) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE890420C (de) * | 1951-09-02 | 1953-09-17 | Guenther Dipl-Ing Budnick | Verfahren zum Messen von Strecken und zum Teilen von Kreisen |
GB698800A (en) * | 1949-02-14 | 1953-10-21 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Improvements in or relating to devices for directly measuring and instantaneously recording the angular displacements of a body |
DE1746232U (de) * | 1957-03-22 | 1957-06-06 | Askania Werke Ag | Einrichtung zur objektiven ermittlung der lage eines mit teilungsmarkierungen versehenen massstabes. |
GB782831A (en) * | 1954-07-08 | 1957-09-11 | Ass Elect Ind | Improvements relating to apparatus for measuring small movements |
US2854628A (en) * | 1952-05-02 | 1958-09-30 | Philips Corp | Arrangement for improving the indicating sensitivity of measuring or indicating devices |
DE1060609B (de) * | 1955-05-31 | 1959-07-02 | Ferranti Ltd | Messvorrichtung zum genauen Bestimmen der Groesse und Richtung der Bewegungen eines Gegenstandes relativ zu einem festen Bezugssystem |
-
1961
- 1961-07-05 DE DE1961H0043047 patent/DE1260803B/de active Pending
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