DE4113841A1 - Verfahren und einrichtung zur messung und bestimmung eines drehwinkels eines rotierenden objekts - Google Patents
Verfahren und einrichtung zur messung und bestimmung eines drehwinkels eines rotierenden objektsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
zur Messung und Bestimmung eines Drehwinkels eines rotieren
den Objekts.
Als Meßwertaufnehmer für Drehbewegungen und in Verbindung mit
mechanischen Maßeinrichtungen, wie Meßzahnstangen oder Ge
windespindeln, für lineare Bewegungen werden Drehgeber und
Winkelmeßgeräte verwendet. Solche Geräte werden bei der
Automation im allgemeinen Maschinenbau, bei Robotern und
Handhabungsgeräten, Verstell- und Verschubeinrichtungen so
wie Geräten der Informationstechnik, Antennen, Richtgeräten
aber auch bei Prüf- und Meßgeräten aller Art eingesetzt.
Beim inkrementalen Messen werden die Ausgangssignale inkre
mentaler Drehgeber und Winkelmeßgeräte einer Zähl-Elektronik
zugeführt, in welcher der Meßwert durch Zählen einzelner
"Inkremente" ermittelt wird. Beim inkrementalen Drehgeber
ist die Welle mit spielfrei eingestellten Kugellagern in
einem Flansch gelagert und trägt eine Teilscheibe aus Glas,
auf welcher eine Radialgitter-Teilung aufgebracht ist. Die
lichtundurchlässigen Striche, die etwa doppelt so breit sind
wie die lichtdurchlässigen Lücken dazwischen bestehen aus
Chrom, welches im Vakuum auf den Glaskörper nach dem DIADUR-Ver
fahren aufgedampft wurde. In geringem Abstand zur Teilung
ist auf dem Flansch eine Abtastplatte angeordnet, welche auf
kleinen Feldern jeweils die gleiche Gitterteilung trägt wie
die Teilscheibe. Auf den vier Feldern der Abtastplatte sind
die Striche aber jeweils um ein Vierteil einer Teilungsperi
ode zueinander versetzt angeordnet. Zusätzlich ist auf der
Teilscheibe wie auf der Abtastscheibe ein Feld mit einer Re
ferenzmarke aufgebracht, welche bei gröberen Teilungen durch
einen Einzelstrich, bei feinen Teilungen durch eine Strich
gruppe gebildet ist.
Alle diese Felder werden von einem parallelen Lichtbündel
durchflutet, welches von einer Lichtquelle und einer Linse
erzeugt wird. Der Lichtstrom wird bei der Drehung der Teil
scheibe moduliert und trifft auf Photoelemente, welche zwei
elektrische, annähernd sinusförmige Signale und ein Referenz
markensignal erzeugen. Die zwei sinusförmigen Signale sind
zueinander um 90° elektrisch phasenverschoben; eine Signa
lperiode von 360° entspricht einem Drehwinkel um eine Tei
lungsperiode der Radialgitter-Teilung.
Bei derart aufgebauten inkrementalen Drehgebern ist die Her
stellung aufwendig und außerdem sind eine hohe Winkelauflö
sung sowie eine nicht-lineare Winkelcodierung ausgesprochen
schwer zu realisieren; aus diesem Grund sind daher auf diese
Weise hergestellte inkrementale Drehgeber teuer.
Bei Interferometern nach Michelson, bei welchen rotierende
Retroreflektoren zur Erzeugung von Wegdifferenzen verwendet
werden, wird die Wegmessung mittels einer Laserstrahlung
durchgeführt. Die Laserstrahlung durchläuft das Interferome
ter, und aus dem resultierenden Interferenzsignal ergibt
sich über die Kenntnis der Wellenlänge der Laserstrahlung
die Wegdifferenz. Nachteilig bei dieser Art der Wegmessung
ist, daß dazu entweder ein Referenzinterferometer für die
Laserstrahlung mit dem Signalinterferometer gekoppelt wer
den muß, oder daß die Laserstrahlung durch das Signalinter
ferometer zu führen ist. Im zweiten Fall muß ein gesonderter
Bereich des Strahlteilers für die Laserstrahlung geeignet
sein. Dadurch wird entweder der Bereich der Signalstrahlung
eingeengt, oder es müssen als Strahlteiler, Spiegel, Linsen,
u.ä. größere Komponenten verwendet werden. Ferner ist es
aufwendig, einen Strahlteiler herzustellen, welcher in zwei
geometrisch getrennten Bereichen unterschiedliche optische
Eigenschaften hat, da die Signalstrahlung meist im Infraro
ten liegt, während der Laser meist einen HeHe-Laser mit
einer Wellenlänge von 632.8 nm ist. Weiterhin ist nachteilig,
daß preiswerte Laserröhren in der Regel eine geringe Lebens
dauer haben, daß jedoch langlebige Röhren teuer sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung und ein
Verfahren zum Messen und Bestimmen eines Drehwinkels eines
rotierenden Elements zu schaffen sowie damit eine Wegmessung
in Interferometern nach Michelson, bei denen die Wegdiffe
renzen über eine Drehbewegung erzeugt werden durchzuführen,
wobei ein beliebiger Zusammenhang zwischen Drehwinkel und
Drehbewegung abspeicherbar ist, so daß mit geringem Aufwand
eine hohe Zuverlässigkeit erreicht wird.
Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Verfahren und einer
Einrichtung zur Messung und Bestimmung eines Drehwinkels
eines rotierenden Objekts durch die Verfahrensschritte im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. durch die Merkmale
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der auf die Ansprüche 1 oder
5 unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Messung und Bestim
mung eines Drehwinkels eines rotierenden Objekts wird auf
einem magnetischen, optischen oder optomagnetischen Spei
chermedium eine einer geforderten Winkelauflösung entspre
chende Taktspur aufgebracht. Während des Betriebs wird das
Speichermedium synchron mit dem rotierenden Objekt gedreht
und es wird eine der Taktspur entsprechende Impulsfolge von
dem Speichermedium gelesen. Die ausgelesene Impulsfolge
wird zur weiteren Verarbeitung einer nachgeordneten Signal
elektronik zugeführt, in welcher der aktuelle Drehwinkel
oder die aktuelle Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Ob
jekts zur Verfügung steht.
Bei einer relativen Winkelmessung wird eine Impulsfolge
auf einem kreisschreibenförmigen Speichermedium abgelegt;
hierbei werden zur Erzielung einer bestmöglichen Winkelauf
lösung eine am Umfang des kreisscheibenförmigen Speicherme
diums ganz außen abgelegte Spur mit höchster Schreibdichte
und für geringere Winkelauflösungen weiter innen angeordnete
Spuren und/oder geringere Schreibdichten verwendet. Bei ei
ner absoluten Winkelmessung werden eine oder mehrere Impuls
folgen auf dem kreisscheibenförmigen Speichermedium co
diert in einer oder mehreren Spuren abgelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner in vorteilhafter
Weise insbesondere bei optischen Interferometern nach Michelson
mit rotierenden Retroreflektoren eingesetzt werden, wie sie
beispielsweise in DE 34 31 040 beschrieben sind. Bei solchen
Interferometern, bei welchen durch ein oder mehrere rotierende
Spiegelelemente in Form der vorstehend erwähnten rotierenden
Retroreflektoren eine Wegänderung erzeugt wird, werden mittels
mit den rotierenden Spiegelelementen starr gekoppelter Spei
chermedien und diesen fest zugeordneten Leseköpfen Drehwin
kel gemessen. Aus den gemessenen Drehwinkeln wird dann in
einer zugeordneten Elektronik die Wegänderung in dem Inter
ferometer bestimmt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung,
kann zur Erzeugung einer Taktfolge auf dem Speichermedium
ein Interferometer vorübergehend mit einem Referenz-Weg
meßsystem ausgerüstet werden. Durch eine Interferenzmes
sung wird dann auf der Taktspur des Speichermediums eine
Impulsfolge aufgezeichnet, welche der gelesenen Wegänderung
entspricht.
Ferner ist gemäß der Erfindung eine Einrichtung zur Messung
und Bestimmung eines Drehwinkels eines rotierenden Objekts
geschaffen, bei welchem ein magnetisches, optisches oder
optomagnetisches Speichermedium in Form einer kreisförmigen
Scheibe vorgesehen ist, welche beispielsweise als ein Mag
netplattenspeicher in Form einer Floppy-Disk oder einer
Floptical-Disk, eines optischen Speichers in Form einer
Kompakt-Disc, oder als ein WORM-(Write Once Read Multiple)
Speicher ausgebildet ist. Gemäß der Erfindung ist eines
dieser Speichermedien starr mit und koaxial zu der Welle
des rotierenden Objekts, beispielsweise eines rotierenden
Retroreflektors gekoppelt.
Ferner ist bezogen auf die Wellenachse dem kreisscheiben
förmigen Medium ein Lesekopf zugeordnet, welchem eine auf
dem verwendeten Speichermedium in konzentrischen Kreisen
aufgebrachte Spur zugeordnet ist. Eine der Taktspur und
einer geforderten Winkelauflösung entsprechende Impulsfolge
wird dann in einer dem Lesekopf nachgeordneten Signalelektro
nik so verarbeitet, daß der aktuelle Drehwinkel oder die ak
tuelle Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Objekts, bei
spielsweise eines rotierenden Retroreflektors zur Verfügung
steht. Zu einer gemäß der Erfindung nur einmal notwendigen
Abspeicherung einer Impulsfolge kann beispielsweise ein La
ser verwendet werden.
Gemäß der Erfindung ist somit der Laser in einem im Betrieb
verwendeten Interferometer durch eine Konserve eines er
zeugten Signals ersetzt, wobei diese Konserve immer wie
der gelesen werden kann. Zur Erzeugung dieser Konserve
kann beispielsweise ein auswechselbares Speichermedium
in ein Aufzeichnungsinterferometer eingebaut werden, das
bezogen auf seine Winkelstellung in einer definierten Lage
mittels Paß- und Zentriereinrichtungen gehaltert ist. Ein
solches aus dem Aufzeichnungsinterferometer entnommenes
mit einer Impulsfolge versehenes Speichermedium kann dann,
anschließend fest in einem Betriebs-Interferometer unter
gebracht werden.
Vorstellbar ist auch, daß jedes einzelne Interferometer wäh
rend des Zeitraums der Fertigung mit einem Laser und einem
nur für diesen Laser geeigneten Strahlteiler und Detektor
ausgerüstet wird, wobei dann nach der Aufzeichnung der Im
pulsfolge diese Komponenten wieder aus dem Interferometer
entfernt werden.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfin
dung anhand von Interferometern nach Michelson mit rotieren
den Retroreflektoren unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines gemäß der Erfin
dung ausgestatteten Interferometers mit
einem rotierenden Retroreflektor, und
Fig. 2 eine Ausführungsform eines gemäß der Erfin
dung ausgestatteten Interferometers mit
zwei rotierenden Retroreflektoren.
In Fig. 1 weist ein Interferometer einen Strahlteiler 1 auf,
welcher unter 45° zu zwei zueinander senkrechten Spiegeln 21
und 22 angeordnet sind, welche zusammen aus einem Winkelspie
gel 2 gebildet sind. Ferner sind dem Interferometer ein
feststehend angeordneter Retroreflektor 31, ein drehbarer
Retroreflektor 32, welcher eine Drehachse 32D aufweist, ein
starr mit der Drehachse 32D gekoppelter Motor 4, ein starr
mit der Drehachse 32D verbundenes Speichermedium 5 in Form
eines kreisförmigen WORM-(Wright Once Read Multiple-)Spei
chers, eines optischen Speichers oder einer Magnetplatte,
ein dem Speichermedium ortsfest zugeordneter Lesekopf 6 mit
einer dem Lesekopf 6 nachgeordneten Signalelektronik 7 sowie
eine Sammellinse 8 und ein Detektor 9 vorgesehen.
Während des Betriebs rotieren der Retroreflektor 32, das
Speichermedium 5 und der Läufer des Elektromotors 4 synchron.
Während der Fertigung eines Interferometers wird beispiels
weise auf dem Speichermedium 5 synchron zur Rotation eine
Impulsfolge abgespeichert, die aus dem Interferogramm eines
in das (oder ein entsprechendes) Interferometer eingestrahl
ten Lasers gewonnen wird. Bei der Auswahl des Lasers, der
Frequenz der Impulsfolge sowie der Auswahl der Impulse pro
Umdrehung wird in einer bei Interferometern bekannten Weise
verfahren. Als Speichermedium 5 wird vorzugsweise ein opti
scher WORM-Speicher angesehen, jedoch eignen sich auch ande
re optische Speicher, beispielsweise in Form von Compact
Disk oder Magnetspeicher in Form von Floppy oder Floptical
Disk oder auch Fixed Disk. Grundsätzlich kann jeder Speicher
verwendet werden, dessen Inhalt durch eine Relativbewegung
zwischen dem Speichermedium 5 und dem Lesekopf 6 ausgelesen
wird. Dies erfolgt in technisch bekannter Weise, was bedeu
tet, daß auch alle heute bekannten Winkelcodierer oder Dreh
winkelgeber sich eignen, wenn der abgespeicherte Winkelcode
oder Takt dem aus dem Lasersignal erzeugten Takt entspricht.
Während eines Betriebs wird bei einer Rotation des Retrore
flektors 32, des Speichermediums 5 und des Läufers des Mo
tors 4 mittels des Lesekopfs 6 die gespeicherte Impulsfolge
ausgelesen; diese Impulsfolge wird genauso wie die sonst üb
liche Impulsfolge des Lasers in bekannter Weise in der dem
Lesekopf 6 nachgeordneten Signalelektronik 7 verarbeitet.
Hierbei kann der gelesene Takt sowohl zur Triggerung eines
im einzelnen nicht dargestellten Analog-Digital-Umsetzers
als auch zur Regelung des Motors 4 verwendet werden. Ferner
kann auch ein höherfrequenter Takt aus dem Lasersignal gewon
nen und aufgezeichnet werden, da sich ein solcher höherfre
quenter Takt besser für eine Motorregelung eignet; durch
Herunterteilen kann aus dem höherfrequenten Takt ein für
eine Analog-Digital-Umsetzung benötigter, niederfrequenterer
Takt abgeleitet werden.
Bei Interferometern, bei welchen Wegunterschiede durch ro
tierende Spiegel, insbesondere durch rotierende Retroreflek
toren erzeugt werden, ist zu beachten, daß die Frequenz der
Laser-Interferogramme nicht notwendig konstant ist. Vielmehr
erzeugt beispielsweise ein mit konstanter Drehgeschwindig
keit rotierender Retroreflektor ein Laser-Interferogramm,
das sinusförmig frequenzmoduliert ist. Dadurch kommt es zu
einer festen Phasenbeziehung zwischen dem optischen Wegun
terschied und der Frequenz des Laser-Interferogramms. Daher
ist selbstverständlich das Interferometer konstruktiv so
auszuführen, daß eine einwandfreie und zuverlässige Justie
rung und Fixierung der einzelnen Komponenten gewährleistet
und damit die richtige Zuordnung von Takt und einer daraus
abgeleiteten Wegmessung sichergestellt ist. Das bedeutet,
daß bei der Generierung der Taktspur auf dem Speichermedium
die mechanische Justierung der einzelnen Komponenten diesel
be sein muß wie während eines Meßbetriebs. Hierzu können in
bekannter Weise beispielsweise Paßstifte oder ähnliche Zen
triereinrichtungen verwendet werden, welche eine starre, re
produzierbare Verbindung zwischen dem Retroreflektor 32, dem
Speichermedium 5 und der Retroreflektor-Drehachse 32D ge
währleisten; ferner ist dadurch auch die Justierung des Le
sekopfs 6 bezüglich der Winkelstellung der Drehachse 32D si
chergestellt.
Ein in Fig. 2 dargestelltes Interferometer weist statt eines
ortsfest angeordneten Retroreflektors 31 einen weiteren ro
tierbaren Retroreflektor 31′ auf, dessen Drehachse 21D′
starr mit einem weiteren Motor 4′ gekoppelt ist. Ferner ist
mit der Drehachse 31D′ ein weiteres Speichermedium 5′ ver
bunden, das in Aufbau und Ausführung dem bereits in Verbin
dung mit Fig. 1 im einzelnen beschriebenen Speichermedium 5
entspricht. Bei der Ausführungsform des Interferometers nach
Fig. 1 ist auch dem starr mit der Drehwelle 31D′ verbundenen
Speichermedium 5′ ortsfest ein Lesekopf 6′ zugeordnet, des
sen Ausgang ebenfalls mit der Signalelektronik 7 verbunden
ist.
Während eines Betriebs laufen die beiden Retroreflektoren
31′ und 32 bezüglich der Wegänderung gegenphasig aber syn
chron, d. h., während durch den einen Retroreflektor der Weg
verringert wird, wird er durch den anderen vergrößert. Daher
erfolgt eine Wegmessung, wie bereits anhand von Fig. 1 be
schrieben mit dem Speicherelement 5, welchem in der be
schriebenen Weise eine Taktfolge aufgebracht ist, sowie mit
Hilfe des dem Speichermedium 5 zugeordneten Lesekopfs 6 und
der dem Lesekopf nachgeordneten Steuerelektronik 7. Der Syn
chronlauf der beiden Motore 4 und 41 ist vorzugsweise da
durch sichergestellt, daß die Motore 4 und 4′ Schrittschalt
motore mit einer hohen Schrittzahl sind, welche mittels des
selben Taktes, der beispielsweise von einem Rechner erzeugt
wird, gesteuert werden. Beispielsweise ist jedoch auch eine
Synchronisierung der Motore 4 und 4′ über hoch auflösende
Winkelgeber möglich. Ferner kann auch die Synchronisation
über die Steuerelektronik 7 dadurch erfolgen, daß auf dem
mit der Drehwelle des Motors 41 starr verbundenen Speicher
medium 5′ eine der Taktfolge auf dem Speichermedium 5 ent
sprechende Taktfolge aufgebracht ist, welche mittels des dem
Speichermedium 5′ fest zugeordneten Lesekopfs 6′ gelesen
und der auch diesem Lesekopf 6′ nachgeordneten Steuerelek
tronik 7 zugeführt wird. Allerdings kann auch nur ein Motor
4 vorgesehen sein und über entsprechende Getriebe kann in
bekannter Weise auf mechanischem oder elektromechanischem
Weg der Antrieb der beiden Retroreflektoren 31′ und 32 in
der Weise erfolgen, daß die Drehbewegungen dieser beiden Re
flektoren 31′ und 32 synchron sind. In entsprechender Weise
kann bei Interferometern verfahren werden, welche mehr als
zwei rotierende Retroreflektoren aufweisen.
In einer entsprechend modifizierten Weise kann eine Wegmes
sung bei allen Interferometern durchgeführt werden, bei wel
chen die Wegänderung über eine Drehbewegung erzeugt wird, so
beispielsweise auch bei Doppelpendel-Interferometern. Hier
bei ist die Taktspur auf dem Speichermedium der Drehbewe
gung anzupassen, was beispielsweise automatisch der Fall
ist, wenn zur Erzeugung der Taktspur ein Laser verwendet
wird.
Ein besonderer Vorteil bei dieser Art der Wegmessung besteht
darin, daß auch weitere Informationen auf dem Speichermedi
um abgelegt werden können, so beispielsweise die Markie
rung einer Null- oder Startstellung oder auch andere für die
Steuerung des Interferometers nutzbare Daten. Außerdem kön
nen beide Seiten des Mediums genutzt werden, so beispiels
weise auch zur Erhöhung der Schreibdichte, indem die Spuren
auf beiden Seiten mit einem Versatz von einer halben Schritt
weite beschrieben werden.
Ferner können mehrere unterschiedliche Taktfolgen auf ver
schiedenen Spuren abgespeichert werden. Dies ist besonders
dann vorteilhaft und nützlich, wenn die Interferometer die
Einstellung verschiedener spektraler Auflösungen ermögli
chen, was wiederum unterschiedliche Wegdifferenzen und damit
Interferogramme mit einer unterschiedlichen Anzahl von Meß
punkten zur Folge hat. Hierbei kann für jede Einstellung
eine entsprechende Taktfolge auf unterschiedlichen Spuren
des Speichermediums abgespeichert werden. Ferner können in
bekannter Weise mehrere fest zugeordnete Leseköpfe oder auch
ein zur jeweiligen Drehachse radial verstellbarer Lesekopf
verwendet werden.
Bei Interferometern mit rotierenden Retroreflektoren kann
bekanntlich die spektrale Auflösung durch die Neigung der
Drehachse gegenüber der optischen Achse verändert werden.
Hierbei kann dann ein fester Lesekopf vorgesehen sein, der
bei Neigung der Drehachse automatisch über unterschiedliche
Spuren des Speichermediums positioniert wird, da dieses
aufgrund der Neigung der Drehachse ebenfalls verschoben
wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nur
eine einzige Taktfolge für alle möglichen, spektralen Auflö
sungen abgespeichert. Eine solche Taktfolge wird dadurch ge
wonnen, indem zur Aufzeichnung das Interferometer auf die
höchste Auflösung, d. h. die größte Wegdifferenz eingestellt
wird. In dieser Einstellung ist dann die Anzahl Impulse pro
Umdrehung aus dem Interferogramm die höchste Impulsanzahl so
daß also nur eine Taktfolge mit höchster Schreibdichte auf
gezeichnet wird. Im Meßbetrieb ist dann diese Taktfolge ohne
eine Veränderung für die höchste Auflösung geeignet. Für
Messungen mit einer geringeren, beispielsweise mechanisch
eingestellter Auflösung, wird diese Taktfolge gelesen und in
der nachgeordneten Signalelektronik 7 in bekannter Weise der
eingestellten spektralen Auflösung entsprechend herunterge
teilt, d. h. in eine Taktfolge mit einer geringeren Frequenz
umgewandelt.
Ferner kann das Gerät mechanisch immer auf die höchste spek
trale Auflösung eingestellt belassen werden. Messungen mit
einer geringeren Auflösung erfolgen dann dadurch, daß nur
über einen entsprechenden Teil der Drehbewegung Daten aufge
zeichnet werden. In diesem Fall ist die vorgesehene Taktfol
ge auf dem Speichermedium für alle Messungen identisch und
wird mittels einer Zählung zur Steuerung der gewünschten
Auflösung verwendet.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf
grund der hohen Schreibdichte moderner Speichermedien die
geometrischen Maße sehr klein gehalten werden können. Hier
für soll ein nachstehend wiedergegebenes Zahlenbeispiel die
nen. Ein Floptical Disk, welcher über eine Laserdiode posi
tioniert, und welcher einen magnetischen Datenspeicher dar
stellt, hat zur Zeit beispielsweise eine Schreibdichte von
24 175 Bit pro Inch oder 950 Bit/mm. Bei einer spektralen
Auflösung von etwa 1 cm-1 bei einer Wellenlänge von 2 µm wer
den beispielsweise 8192 Datenpunkte aufgezeichnet. Die hier
zu benötigte Taktfolge müßte also 8192 Impulse liefern; die
se lassen sich auf einer Spurlänge von 8,7 mm aufzeichnen.
Überstreicht nun der Meßweg einen Drehwinkel von 120°, so
ergibt sich eine Gesamtspurlänge von ca. 26 mm. In diesem
Fall müßte der Radius des kreisscheibenförmigen Speicherele
ments nur 4,2 mm betragen. Bekanntlich wird auch hier der
Meßwert gleicher Weglängen, d. h. der ZPD-(Zero Phase Diffe
rence-)Wert aus dem digitalisierten Interferogramm bestimmt.
Claims (8)
1. Verfahren zur Messung und Bestimmung eines Drehwinkels
eines rotierenden Objekts,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf einem magnetischen, optischen oder optomagnetischen Speichermedium eine einer geforderten Winkelauflösung entsprechende Taktspur aufgebracht wird;
das Speichermedium synchron mit dem rotierenden Objekt ge dreht wird;
im Betrieb eine der Taktspur entsprechende Impulsfolge von dem Speichermedium gelesen wird, und
die gelesene Impulsfolge zur weiteren Verarbeitung einer nachgeordneten Signalelektronik zugeführt, in welcher der aktuelle Drehwinkel oder die aktuelle Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Objekts zur Verfügung steht.
auf einem magnetischen, optischen oder optomagnetischen Speichermedium eine einer geforderten Winkelauflösung entsprechende Taktspur aufgebracht wird;
das Speichermedium synchron mit dem rotierenden Objekt ge dreht wird;
im Betrieb eine der Taktspur entsprechende Impulsfolge von dem Speichermedium gelesen wird, und
die gelesene Impulsfolge zur weiteren Verarbeitung einer nachgeordneten Signalelektronik zugeführt, in welcher der aktuelle Drehwinkel oder die aktuelle Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Objekts zur Verfügung steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß zu einer relativen Winkelmessung eine
Impulsfolge auf einem kreisscheibenförmigen Speichermedium
abgelegt wird, wobei zur Erzielung einer bestmöglichen Win
kelauflösung eine am Umfang des kreisscheibenförmigen Spei
chermediums ganz außen abgelegte Spur mit höchster Schreib
dichte und für geringere Winkelauflösungen weiter innen an
geordnete Spuren und/oder geringere Schreibdichten verwendet
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß zu einer absoluten Winkelmessung eine
oder mehrere Impulsfolgen auf einem kreisscheibenförmigen
Speichermedium codiert in einer oder mehreren Spuren abge
legt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß bei Interferometern nach Michelson, bei welchen durch eine oder mehrere rotierende Spiegelelemente eine Wegänderung erzeugt wird, mittels mit den rotierenden Spiegelelementen starr gekoppelten Speichermedien und diesen fest zugeordneten Leseköpfen Drehwinkel gemessen werden, und
daß aus den gemessenen Drehwinkeln in einer zugeordneten Elektronik die Wegänderung in dem Interferometer bestimmt wird.
daß bei Interferometern nach Michelson, bei welchen durch eine oder mehrere rotierende Spiegelelemente eine Wegänderung erzeugt wird, mittels mit den rotierenden Spiegelelementen starr gekoppelten Speichermedien und diesen fest zugeordneten Leseköpfen Drehwinkel gemessen werden, und
daß aus den gemessenen Drehwinkeln in einer zugeordneten Elektronik die Wegänderung in dem Interferometer bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Erzeugung einer Taktfolge auf dem
Speichermedium ein Interferometer vorübergehend mit einem
Referenz-Wegmeßsystem ausgerüstet wird und durch eine
Referenz-Messung auf der Taktspur des Speichermediums eine
Impulsfolge aufgezeichnet wird, die der gemessenen Wegän
derung entspricht.
6. Einrichtung zur Messung und Bestimmung eines Drehwinkels
eines rotierenden Objekts, mit einer Signalelektronik, da
durch gekennzeichnet, daß ein magnetisches,
optisches oder optomagnetisches Speichermedium in Form einer
kreisförmigen Scheibe (5), auf welcher auf konzentrischen
Kreisen eine Taktspur aufgebracht ist, starr mit und koaxial
zu der Welle (32D) des rotierenden Objekts (32) gekoppelt
ist, und daß bezogen auf die Wellenachse dem kreisscheiben
förmigen Speichermedium (5) ein Lesekopf (6) zum Lesen der
aufgebrachten Taktspur zugeordnet ist, wobei eine der Takt
spur und einer geforderten Winkelauflösung entsprechende
Impulsfolge in der dem Lesekopf (6) nachgeordneten Signal
elektronik (7) so verarbeitet wird, daß der aktuelle Dreh
winkel oder die aktuelle Winkelgeschwindigkeit des rotie
renden Objekts zur Verfügung steht.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Speichermedium ein Magnetplatten
speicher in Form einer Floppy-Disk oder Floptical-Disk, ein
optischer Speicher in Form einer Compact-Disk, ein optomag
netischer Speicher oder ein WORM-Speicher ist.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7 zur Durchführung
des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein auswechselbares Speichermedium (5)
bezogen auf dessen Winkelstellung in definierter Lage mit
tels Paß- und Zentriereinrichtungen sowohl in ein Aufzeich
nungsinterferometer als auch in ein Betriebsinterferometer
einbaubar ist, und daß das Speichermedium (5) im Betriebs
interferometer fest untergebracht ist.
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