CH342130A - Abtastbare Skala mit Einrichtung zu ihrer Abtastung - Google Patents

Description

      Abtastbare    Skala mit Einrichtung zu ihrer     Abtastung       Neuerdings gewinnt die Aufgabe, Massstäbe,  Kreisteilungen usw. aus der     Ferne    abzulesen bzw.  die     Messwerte    an entfernte     Orte    zu übertragen, stei  gend an Bedeutung. So können z. B. bei Gross  maschinen die zur Ortung der Schlitten und Werk  zeuge angebrachten Massstäbe vom Bedienungs  stand aus nicht auf gewöhnliche Weise abgelesen  werden. Wünscht man die     Ablesung    an anderer  Stelle vorzunehmen, so müssen die     Messwerte    auf  irgendeine Weise dorthin übertragen werden. Dies  kann z. B. auf     lichtelektrischem    Wege geschehen.

    Der bei dieser Methode nötige Aufwand ist aber  verhältnismässig gross, und bei     gewissen    Einrichtun  gen ist die durch die dabei nötige Lichtquelle er  zeugte Wärme sehr nachteilig.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt die Be  seitigung der geschilderten Nachteile und     betrifft     eine     abtastbare    Skala mit einer Einrichtung zu ihrer       Abtastung.    Die Erfindung besteht im wesentlichen  darin, dass die Skala     kapazitiv        abtastbare    Zeichen  aufweist, denen gegenüber eine Gegenelektrode an  geordnet ist, und dass Mittel vorhanden sind, um  die bei relativer Bewegung der Skala gegenüber der  Gegenelektrode verursachte Kapazitätsänderung zu  messen.  



  Im folgenden sind, an Hand der beigefügten  Zeichnungen,     einige    Ausführungsformen des Erfin  dungsgegenstandes erläutert.  



       Fig.    1-5 zeigen verschieden ausgebildete,     kapa-          zitiv        abtastbare    Skalen.  



       Fig.    6 stellt eine Skala und eine zu ihrer Ab  tastung dienende Gegenelektrode dar.  



       Fig.    7 zeigt wieder eine andere Form einer     kapa-          zitiv        abtastbaren    Skala.  



       Fig.    8 veranschaulicht eine Skala und eine  kammförmig ausgebildete Gegenelektrode, und         Fig.    9 zeigt eine andere Ausbildung einer     kamm-          förmigen    Gegenelektrode.  



  Die     in        Fig.    1 dargestellte,     kapazitiv        abtastbare     Skala besteht aus einer isolierenden Unterlage - A  und aus auf dieser angebrachten Zeichen T, welche  Skalenteilstriche bilden und aus elektrisch leitendem  oder halbleitendem Material bestehen. Die Zeichen  T sind durch Leitungsdrähte F elektrisch leitend mit  einander verbunden. Sie könnten jedoch auch nur       kapazitiv    oder durch halbleitende Verbindungen mit  einander verbunden sein.  



  Eine weitere     Ausbildungsmöglichkeit    besteht  darin, die Zeichen der Skala gemäss     Fig.    2 als Ver  tiefung V oder nach     Fig.    3 als leitende oder halb  leitende Erhöhungen K auf einem Leiter oder Halb  leiter H darzustellen. Schliesslich kann man die     kapa-          zitiv        abtastbare    Skala dadurch erzeugen, dass man  nach     Fig.    4 und     Fig.    5 auf leitender oder halbleiten  der Unterlage<I>B</I> Zeichen<I>D</I> anbringt, die aus Mate  rialien mit hoher     Dielektrizitätskonstante    bestehen.  



  Gegenüber diesen     kapazitiv        abtastbaren    Skalen  M wird gemäss     Fig.    6 in     möglichst    kleinem Abstand  eine Gegenelektrode E angebracht.  



  Die leitenden oder halbleitenden Teile oder Zei  chen der     kapazitiv        abtastbaren    Skala bilden zusam  men mit der Gegenelektrode einen Kondensator.  Werden die     kapazitiv        abtastbare    Skala und die Ge  genelektrode relativ gegeneinander bewegt, so wer  den Kapazitätsänderungen hervorgerufen.

   Insbeson  dere ist die Kapazität am grössten, wenn die Gegen  elektrode genau einem Zeichen<I>T, K</I> oder<I>D</I> gegen  überliegt und damit der Abstand zwischen Gegen  elektrode und Zeichen am geringsten ist, falls die  Zeichenfolge durch Zeichen aus leitendem Material  auf isolierender Unterlage oder durch Zeichen aus  Material hoher     Dielektrizitätskonstante    auf leitendem      Material oder durch Zeichen, die durch die den Ab  stand zwischen Gegenelektrode und     kapazitiv    ab  tastbarer     Teilung    verringernden Erhöhungen ge  geben sind, gebildet     wird.    Anderseits ist die Kapa  zität ein Minimum, wenn die Gegenelektrode den  Zeichen V genau gegenüberliegt und die Skala aus  Zeichen besteht,

   die durch den Abstand gegenüber  der Gegenelektrode erhöhende Vertiefungen im  Träger H der Skala gegeben sind. Werden also ent  sprechende, an sich bekannte Mittel vorgesehen, um  diese Kapazitäten zu messen, so lässt sich durch Be  stimmung der Orte der     Kapazitätsmaxima    und       -minima    genau die Lage der Zeichen der Skala fest  stellen. Der Verlauf der Kapazität, der sich ergibt,  wenn die Gegenelektrode von einem Zeichen zum  andern wandert, hängt in entscheidender Weise von  der Form der Zeichen ab.

   Gibt man den Zeichen  eine geeignete Form, so lässt sich unschwer erreichen,  dass - konstanten Abstand zwischen Skala und Ge  genelektrode vorausgesetzt - die     Kapazität    einen  klar -und eindeutig von der relativen Stellung der  Gegenelektrode gegenüber dem Schwerpunkt der  Zeichen abhängigen und an allen Stellen für die  Messung hinreichend grossen Wert erhält. Dies ist  z. B. der Fall, wenn man nach     Fig.    7 den leitenden,  auf leitender Unterlage U aufgebrachten Zeichen P  dreieckige Umrisse gibt, die sich gegenseitig be  rühren.

   Man kann dann - bei ausreichender     Kon-          stanthaltung    der übrigen, die     Messwerte    bestimmen  den Faktoren - jede Stelle zwischen den Zeichen  schwerpunkten hinsichtlich der örtlichen Lage  messend erfassen. Dieselbe Wirkung lässt sich für  beliebige Zeichenformen durch entsprechende Aus  bildung der Gegenelektrode erreichen.  



  Meist ist es von Vorteil, die Gegenelektrode in  ihrer Form der Form der Zeichen anzupassen.  Haben die Zeichen insbesondere die Form von Teil  strichen, so wird man der Gegenelektrode auch eine  im wesentlichen rechteckige bzw.     langgestreckte    Form  geben und dieselbe so anordnen, dass zwei gegen  überliegende     Rechteckseiten    der Gegenelektrode zu  den Teilstrichen parallel verlaufen, wie dies in     Fig.    6  der Fall ist.  



  Man kann die Gegenelektrode auch nach     Fig.    3  als Kamm ausbilden, dessen     Zinken    Z zu den ab  zutastenden Zeichen K parallel verlaufen und durch  den Steg V miteinander leitend oder halbleitend ver  bunden sind. Durch entsprechende     Ausbildung    des  Kammes lässt sich auf diese Weise die nächste Unter  teilungsstufe der abzulesenden Zeichenfolge     erzielen.     Ist z.

   B. der     Abstand    von Zeichen     K    zu Zeichen K  1 mm und haben die     Zinken    voneinander einen Ab  stand von     1/1o    mm, so     erhält    man durch     eine    solche  Kammelektrode in Verbindung mit     einer        Millimeter-          teilung    dieselbe Anzeige, wie man sie mit einer ge  wöhnlichen,     einteiligen    Gegenelektrode in Verbin  dung mit einer     Zehntelmillimeterteilung    bekommt.  



  Die leitenden und halbleitenden Zeichen     T        nach          Fig.    1 und die erhabenen Zeichen K nach     Fig.    3 so  wie     die    aus     Materialien    hoher Dielektrizitäts-    konstante bestehenden Zeichen D nach     Fig.    5  können durch Aufdampfen entsprechender Materia  lien auf die Unterlage im Vakuum hergestellt wer  den. Auch Skalen nach     Fig.    2 können durch Auf  dampfen im Vakuum dadurch erzeugt werden, dass  die zwischen den Vertiefungen V liegenden Stege S  durch Aufdampfen leitender oder halbleitender Ma  terialien erzeugt werden.

   Auch die Gegenelektro  den, und zwar auch dann, wenn sie als Kamm aus  gebildet sind, können durch Aufdampfen im Va  kuum erzeugt werden. Dies kann z. B. dadurch ge  schehen, dass nach     Fig.    9 eine nichtleitende Träger  platte     Q,    die beispielsweise aus Glas besteht, in der  Form der gewünschten Gegenelektrode R mit lei  tendem oder halbleitendem Material bedampft wird.  Ausser den Zeichen können auch die leitenden oder  halbleitenden Verbindungen zwischen diesen Zeichen  im Wege des     Aufdampfens    im Vakuum erzeugt wer  den.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Abtastbare Skala mit Einrichtung zu ihrer Ab tastung, dadurch gekennzeichnet, dass die Skala ka- pazitiv abtastbare Zeichen aufweist, denen gegen über eine Gegenelektrode angeordnet ist, und dass Mittel vorhanden sind, um die bei relativer Bewe gung der Skala gegenüber der Gegenelektrode ver ursachte Kapazitätsänderung zu messen. UNTERANSPRÜCHE 1. Skala mit Abtasteinrichtung nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zei chen der Skala aus elektrisch zumindest halbleiten dem Material bestehen, durch elektrisch zumindest halbleitende Verbindungen miteinander verbunden sind und auf einer isolierenden Unterlage angeordnet sind. 2.

   Skala mit Abtasteinrichtung nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeichen der Skala durch Erhöhungen an einem elektrisch zu mindest halbleitenden Körper gebildet sind. 3. Skala mit Abtasteinrichtung nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeichen der Skala durch Vertiefungen an einem elektrisch zumindest halbleitenden Körper gebildet sind. 4.

   Skala mit Abtasteinrichtung nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeichen der Skala aus einem Isoliermaterial mit hoher Di- elektrizitätskonstante bestehen und auf einer elek trisch zumindest halbleitenden Unterlage angeordnet sind. 5. Skala mit Abtasteinrichtung nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegen elektrode als Kamm ausgebildet ist, dessen Zinken untereinander elektrisch zumindest halbleitend ver bunden sind. 6.

   Skala mit Abtasteinrichtung nach Patentan spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeichen der Skala derart ausgebildet sind, dass die Kapazi tät des von der Gegenelektrode und den Zeichen ge bildeten Kondensators für alle Stellungen der Gegen- elektrode zwischen den Schwerpunkten der Zeichen einen bestimmten, messbaren Wert hat. 7.

   Skala mit Abtasteinrichtung nach Patentan spruch I, dadurch' gekennzeichnet, dass die Gegen elektrode so ausgebildet ist, dass die Kapazität des von der Gegenelektrode und den Zeichen der Skala gebildeten Kondensators für alle Stellungen der Ge genelektrode zwischen den Schwerpunkten der Zei chen einen bestimmten, messbaren Wert hat. PATENTANSPRUCH 1I Verfahren zum Herstellen der abtastbaren Skala und der Einrichtung zu ihrer Abtastung gemäss Pa tentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeichen der Skala durch Aufdampfen auf eine Unterlage im Vakuum erzeugt werden. UNTERANSPRÜCHE B.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass elektrisch zumindest halblei tende Verbindungen zwischen den Zeichen ebenfalls durch Aufdampfen erzeugt werden. 9. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode durch Auf dampfen auf eine isolierende Unterlage im Vakuum erzeugt wird. 10. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass von einer kammförmigen Ge genelektrode sowohl die Zinken als auch die diese miteinander elektrisch zumindest halbleitend ver bindenden Verbindungen durch Aufdampfen auf eine isolierende Unterlage im Vakuum erzeugt wer den.