DD155289A3

DD155289A3 - Verfahren und einrichtung zur interpolation von signalen an hochaufloesenden messsystemen

Info

Publication number: DD155289A3
Application number: DD80224906A
Authority: DD
Inventors: Manfred Lindner; D Goenne Rainer V; Hermann Merkel
Original assignee: Manfred Lindner; D Goenne Rainer V; Hermann Merkel
Priority date: 1980-11-03
Filing date: 1980-11-03
Publication date: 1982-06-02
Also published as: SU1228280A1; DE3126047A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Interpolation von Signalen an hochaufloesenden Messystemen mit dem Ziel, den Aufwand zu senken und die Messgenauigkeit zu erhoehen. Die Aufgabe besteht darin, eine einfache Methode der Interpolation und eine Interpolationseinrichtung ohne Mikrorechner und phasenzyklischer Interpolation zum Anschluss an Anzeigen auf Zaehlerbasis zu schaffen. Nach dem Verfahren werden durch Addition der Ausgangssignale der Fotoempfaenger fuer jeden Quadranten linear verlaufende Spannungssignale in einer analogen Addierschaltung erzeugt, welche in einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer quadrantengesteuert digitalisiert werden. Diese digitalisierten Signale werden danach einem Frequenz-Digital-Umsetzer zugefuehrt, in dem die der Spannung proportionale Frequenz der Ausgangssignale in Zaehlimpulse umgewandelt und im Zaehler gezaehlt wird. Bei der Einrichtung ist fuer jeden Quadranten des Ausgangssignals ein Operationsverstaerker zur analogen Addition vorgesehen, der ueber einen Analogmultiplexer mit einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer verbunden ist, dem ein Frequenz-Digital-Umsetzer nachgeordnet ist. Weg- und Winkelmessysteme.

Description

3 O 6 --I-

und Einrichtung sur Interpolation von Signalen an hoefrauf lösenden Mti

Anwendungsgebiet

Di© Erfindnag betrifft ein-Verfehren und eine - Einrieb toug stir Interpolation

und Winkoli&eesy^teme. für Meßg

Aus DD-PS 121 178, CH-PS 531 756 tjnd Bl-AS 1231 911 ©ind letswsrkiat©rpolator©a "b©kaant₉ wslch© ein©a laterpola« tionsfaktor bis 10 b@sits©a tand bei d®nea in den von den Fotoelementen ersetagten sintasf^riaigen Signalen ©lie 9° ein Triggerpunkt für einen Komparator g©B©tst wird* logische ¥©rknüpfyngen und anschließende tung im Zähler der Anzeige werden praktisch Interpolationsfaktoron von 40 erreicht» Es ist jedoch ein Mangel dieser Hinrichtungen, daß insbesondere bei hochauflösenden Maßsystemen ein zu niedriger Interpolationaf^ktor erreichbar ist·

In DD»PS 128 338 und DD-J¹S 139 897 sind Heßens tem© dar« gestalltf b©i denen eine phaeenzyklische Interpolation mit hohem Interpolatlossfaktor erfolgt* Hierbei wird eine fräg©rfr@qii@na über AnaLogsultipiisierar oder üh&r

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906

mil·

mit Ö0B8H fit© Aiiegasgssigaal© dsr Fotoelemente des Maß erstens moduliert wsrdeaa le d-ar Iatorpolator sweikasiSLtif i&sb@©osd®r© fe@i lisk©lE0lsjst€

co@isi2smodyliert@a Strahlusgea des¹

In

B1«»AS 2509 932 -ist @ina Eisrlchtusg

©i@3Pt fiird© Hsehteilig ist» dmS ©ise @p©^i©ll© tand suf«

la ein®a Analog«

let is dar DD^PS 139 372 bescixrioben» Diese Einrichtung bedingt den «ab@disgt@a Eiassts ©ines Mkro»

Ziel

ist der Zweck der

feehaik ssu bsseiti 25 . polatioa bei hoher

g©B©\3igl2@it b©i

und d@a Aufwand für die zn g

aa Asissig©» auf ZH

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22 £ 90 8

Diese Aufgabe wird böi einem Verfahren zur Interpolation von Signalen an hochaufl§senden Meßs^ste&en mit Foto» , an deren Ausgang sinus«=· uad eoeinusförmige

da@ durch Addition der Ausgaagssigiial© der Fotoempfänger für jedes Quadranten linear verlaufende Spannuagssignale in @insr analogen AddierschaXtuag (2ι 3? 4| 5)

¹S

quadranteng®steuert digitalisiert warden ₉ und daB die digitalen Auagsagesigaal© d@s Spannui^s^FrequenzMUm-»

sugefUhrt werden, in dem die der Spannung proportionale I^equena der Auegasgssignale in Zählimpule© umgewandelt und in einem Zähler (9) gewählt \iird·

Dabei ist ©s vorteiUmft _s daß aus den ©inus» und coal« nusförnigen AuegaiageigEmlen dar ^)to©mpflnger durch Kompas'&toren (101 1) und an sich bekannte Logikeehaltungen (12) Steuersignal© für die Quadrantenuiaschaltung 20

line Einrichtung sur Durcbfiihrung des ?©rfahrsi3e, bei d®r das Meßs^atem Fotoempfanger zur Ersougung sinustsnd ©©sinusförmiger Auegangasigaale uiafaßt₉ ist dadurch g©k@nnis©ichnet, daß für ^eden der vier Quadranten des Ausgaagssignals. ein 0p©ration@v@rstärk©2? zur analogen Addition d©r sinus« und coeiriusfcirmigan Ausgangssignale vorgesehen ist, der die Addierachsltungen (2j 3? 4? 5) tsiafaSt und der Über einen Analogmultipl©^@r (6) mit einem Sp©nnuBgB»Fraqutn3«ÜEis@tser (7) verbunden ist, dem ein Έτ©qiiens»Digital-»Ums©tmx (8) naehgeordnat ist»

Mae ESdsra Ausführungsform der linrichtung zur Durchführung .des.. Verfahrens besteht darin, daß für ;j©den vier Quadranten des Auegangssignale eine 0per&-

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tionsverstlrker zux analog©η Addition d®r sirae«. und eoeiausfönaigeii

Uasetsor (14i Sp aaatiisgs»FT© q«© as<*4Mse t s©r (14

verblanden ißt, ynd daS diese , 15; 16; 17) über

| 20; 21}

mit d©m

(8)

10 des M

igenreise swai lsgatorea «ad vies· Uad» ad© I^glksehaltiias (1S) ait dam Analog«

20ι 21) verbunden

mittlar@r Atafwaaci ι

der

w©rd©n k@aa© Bas wirkt sieh insbesondere in solohen

ZQ EiBHats

Winke laefi S3

»g Vtf

Ausf

soll nachstellend · an In

υ.ηά Spa

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Fig» 4 eine Einrichtung mit vier

Bsi den fotoeloktrieeliaa EsBsystiiien werden bai d@r Abtastung von MaSverkörpansagen ©das* Raster von im Meßkopf 1 'angeordneten Fotoempf&ngern sinus» und cosinusföraiig© Signal© s dtren ¥©rla«f im Di©graaim nach Fig© 1 dargestellt ist₈ ©rsaugt» Durch.Addition dieser Aus-

2, 3, 4 und 5_S von d©n@n ^©d@ ©isam Qnadraatea ^yg@ordn©t iet, ©i@3?ta Spoimöngssignale A₉ B₉ G und D entsprechend fol

ί₉ Bj> C und D w@r«> Ub@r ©in©n Analogmultipleser 6 (KLg* 3) ©inem Span· 7 augafilhrt und Xn äieaea qua» drentesgeßteuert digitalisiert» Di© digitalen Ausgange»

7 werden einem 8 gugaführt, in welchem die der Spannung proportionale Frequenz in Sählispulee umgewandelt und iö einem Zähler 9 gesohlt wird*

Mr die Interpolation ©issr vollen Periode dar sinus« und cosinueförmigsn Auegangssignal® der Fotoempfänger sind g0®äS ilg« 2 vl©r Steuereignale S^, Sg ₉ S^ und S-zur Verwirklichung dar QuadraatsnuaschaLtusg erforder» lieh ₉ die durch Koiaparatoren 10 und 11 und an sich bekannt© logikschaltungen aus d@n nichtinterpolierten sinue«- und cosinusfSrmigen Auega:ngs§ignal©n gewonnen werden© Dabei sind ia Fige 2 die Ausgangsgrößen der Koiaparatoren 10 und 11 mit K- und Kg bezeichnet·

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HsBkopf 1, d©2? Fotoespfängör ssr Irsetagissg τοη sinus tssd ©©sinusförmigen Ausgasagssignal©a besitzt© Für Quadranten der Aiisgangeeigaale ist ©in Optrationever· mit dsa Addi©ree!a,altimges Z₉ 3_S 4 tsnd 5

S^g Sg § % ^un& ^a ^mT QuadraatesBisohal·· , durch die der Aoalogianltiplexer β enge stonwird» Burch diesen werden naefeeinasider ßie liasari«» Spannungssignale A₉ £, C tand S aB d®a Eisgang

in eins

Io ergibt sich zum B@lepiel bsi

la 40 S

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. 7

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sät ζ, ζ· Be ss a ο *»β 40, nashg©Behalt©te IHt ©"bon asgeführtsn Werten entspricht dann einer änderung ef ta 250 Hs eine Zälalerinhaltsänderung von Z m 1 Bit, öle die Auflösung des Meisäretems dar«

Bar Inhalt d@s Zählers 9 Z f_ » t_, ^obei f„ eine k&snte ^aq^ea^ swieehan 0 und 10 kHs ist, wird, getaktet mit &@r loruffnungssseit t_Bp in ©is©n nachgoordnet©η

Xn. Fig« 4 lot ©ise lisrie&tiasg gaseigtg bei d©r für Qaadraaten ©in Spssaysgs=>!^®q^0ng«»üiisets©r 14> 15» 1β, 17 d@n Adäi@F3cfcaltu£g@n 2, 3$ 4 uad 5 nachg®ordnet ist tsna für die Qnadr©steHßa®se&altiaiig je ein© foreehaltiasg 18, 19, 20, 21 ©iag©e©tzt ist« Di@ wird wi© bei d©r liiirichttaDg nach Hg« 3

S.J, Sg, So und B» durch ^.θ Itogikschaltusg

Bis W©it@rT©r©rbeituBg dar di@ Torsohaltangen 18₉ 19s 20 und 21 verlassenden Signal© ©r-folgt wi© bei der Einrichtung nach Fig« 3·

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Claims

^A, «ί* ^* A^ ν?· ^ &£><, fcS CyJ_£w tJJ. WjWaJI

Verfahren siar Interpolation von Signalen.an hoehauf« fotoelektrischen Maßsystemen, die mit fotoversehen BiHd₉ ©a deren Ausgang siirae«· und

cosinasförmige elektrisch® Ausgangssignale abliegen, die dyreh Bigalisieriasg interpoliert werden ₉ dadurch

da® diarefe. Addition der Ausgangssignale der foto©©pfän«. g©r for ^edoa Quadranten lin©^ verlaufende Spannungssignale In einer analogen Addiersehaltnsg {2% 3g 4? 5)

daß diese linear ¥ari©öf©&d<§a Spatmangsslgaale (Aj Bi

digitalisiert werden,

und .äaS di© digitalen Aiasgaagseigaale d§s

C7) danaofe @1b@ss

zugeführt- ^erdoa,, in dem die der Span« proportional© Froqtsens der Auegasgssignale in Zlhiitapwls® ^mgawaadelt iaad in einem Elhler (9) gesuhlt wird.
2« "ferfshres nach Paakt 1, dadurch g©k©mi^eiehn©t,

d©B a^2B d@a BiEtas·» öad ©O0inua£8r^ig©a l®n der Fotosssfäager dareh Komparator©η (1Oj 1) \xn& an sich bekannt© Logikschaltungen (12) Steuer·»

erseagt werden·
3« Einrichtung z^DurcEfUhr^iag des ¥©rfahron®

' Punkt 1 isnd Z₉ w©fe@i das Meßsystea ^otoempfänger ziar ag Binns«» und eosiausförmiger Aiisgangssignale ;, dadtarch gskeanzeichnet,

dai für jedsm der Tier Q»aadrantea des

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ein Operationsverstärker star analogea Addition der Sintis·» und eoelmasförmlgen Ausgsngssign&l^ vorg@eefa.ea g der die AddieroehaLtusgsn (2§ 3l 4s 5) der über ©inen Analogmttltipl&sor (β) nit Sp&u2nnse*!freqQe&z«UBse.tz8r (7). vorbanden ist, dem ein Hreq»en2«Sigital.-TJiasetzer (8) naohgeordnet let»
4* Einrichtung snr B^rehfütaaxig des ?@rf@l»ens nach, Punkt und 2 j, wobei das Bausystem F-otossapfäsgc eimäs·=. tmd cosinusföraiger A^sgesjgasignaXe dadurch gekennzeichnet,

&bB für ;)ed©& tk®g. ^±©r Quadranten das ein ©p@rationsv©r@tärk©r z^r analogen Addition d©r «nd cosimasföraigsn Aasgangesigaale Torg©seh©n ist* wo« bei 3©dar Operationsverstärker ait einem Spannaags··

setser (14| 15s 16| 17) verbinden ist, imd di©@3 SpsBBtJBgs-al^^qiisnS'eüiissts^r (14ξ 15i 1^j 17)

Eit©2ig©^t©iaert@ Ü?orsohalti3sg@a (18| 19j 20| 21) mit dam Ifcequ@&z<»Digit&l< <-tTQsets@r (8) v@rbiaad@a sind»
5« Eiarioiitusg Baoib, Puskt 3 und A₉ dadurch g©kesaz©ieJmet»

di© Konparatorea (.10; 11) den PotoempfSBgern dss

naekgeordaet taad ü"b©r ©ine aa sieh bekannt©, aus TOrzi2gsw0is© swei legatoren tand vier Usd-Gliedern b®ste'Ja.ead9 IsOgiksclialtuag (12) mit dem AnoLogmultiplex©r (6) oder mit den Sorsohaltungen (18j 19| 20} 21)

Hierzu^5_Seiten Zeichnungen

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