JPH0257841B2 - - Google Patents

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JPH0257841B2
JPH0257841B2 JP58029571A JP2957183A JPH0257841B2 JP H0257841 B2 JPH0257841 B2 JP H0257841B2 JP 58029571 A JP58029571 A JP 58029571A JP 2957183 A JP2957183 A JP 2957183A JP H0257841 B2 JPH0257841 B2 JP H0257841B2
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measuring
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scanning unit
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Burukuharuto Horusuto
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/001Calibrating encoders
    • GPHYSICS
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    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は特許請求の範囲第1項の上位概念によ
る誤差修正のための装置を備えた長さ又は角度の
電気的測定装置に関する。
(従来の技術) 西独国特許明細書866402から測定区間板が顕微
鏡により測定接眼レンズで観察される、測定区間
誤差の修正のための装置を備えた光学的測定装置
が公知である。区間マーク板と読取りマークを備
えた修正マーク板が結合され読取りマークは測定
接眼レンズの像平面に結像される。各区間マーク
にそれぞれ所属の測定マークを修正する読取りマ
ークが付設されており読取りマークは存在する測
定区間誤差に相応して側方にずらされている。
西独国特許明細書853657は測定尺が対物レンズ
と測定接眼レンズとから成る顕微鏡によつて観察
される光学的測定装置が記載されている。顕微鏡
の光路に旋回可能な平行ガラス板が配設されてお
り、その軸線は器具及び測定尺の誤差の修正のた
めのガルバノメータと結合している。ガルバノメ
ータは光路をずらせるための電気的修正信号を付
勢される。これらの修正信号は光電的方法で修正
情報を有する修正トラツクから得られる。
西独国特許公開公報3201005号から走査ユニツ
トが測定尺の目盛の走査の際に周期的な走査信号
を発生する誤差修正のための装置を備えたデジタ
ル電気的位置測定装置が公知である。測定尺の目
盛に修正情報を有する修正トラツクが付設されて
おり、修正トラツクは同様に誤差を伴う信号パラ
メータの修正のために周期的走査信号に重ねられ
るアナログ修正信号の発生のための走査ユニツト
によつて走査される。
西独国特許明細書2724858には長さ測定装置に
おけるリンクチエンを備えた修正装置が記載され
ており、そのリンクは測定方向に対して横に調整
可能でありかつ走査ユニツトと測定尺との間の修
正する相対運動によつて誤差曲線に倣う。この誤
差修正の精度は測長装置当たりのリンク数に依存
している。
西独国特許明細書2820753から長さ測定装置に
おける誤差修正のための装置が把握され、その際
誤差修正プロフイルは測定尺のための支持体の内
蔵された構成部分でありかつ走査ユニツトと測定
尺との間の修正する相対運動を作用する伝達要素
によつて倣われる。
上記両修正装置では旋回可能なアングルレバの
形の伝達要素が機械的磨耗を被りかつ測定装置の
フレキシブルな使用に不利であり得る位置測定装
置の大きな横寸法を余儀なくされる。
(発明の課題) 本発明は電気的位置測定装置において要素の要
求が減少されることができかつ直ちに市販の位置
測定装置が本質的な変更なしに組み込まれること
ができるような誤差修正のための装置を備えた長
さ又は角度の電気的測定装置を提供することを課
題の基礎とする。
(課題の解決のための手段) 本発明の課題は特許請求の範囲第1項の特徴部
によつて解決される。
本発明の他の構成は特許請求の範囲の他の項か
ら把握される。
(発明の効果) 本発明によつて得られる利点は、特に提案され
た誤差修正装置がコストのかかる機械的要素を必
要とせず、それによつて位置測定装置の簡単かつ
コストの安い構成が得られることにある。旋回可
能なアングルレバの形の伝達要素が機械的摩耗を
抑制しかつ測定系統のフレキシブルな使用を害す
る大きな横断面寸法を抑制する。本発明による装
置は目盛誤差及び又は機械誤差及び追加的に位相
誤差の形の線形又は非線形の誤差の修正を測定長
さとは無関係に可能にする。
(実施例) 第1図によれば中空形材の形のハウジング1を
備えた長さ測定装置がねじ結合3によつて図示し
ない工作機械のベツド2に固定されている状態が
横断面図で示される。ハウジング1の内面には測
定尺4が接着層5によつて取りつけられ、その上
に相互に垂直の案内面に走査ユニツト6がローラ
7によつて案内され、走査ユニツトは公知の図示
しない照明装置、走査要素及び光電要素の形の手
段によつて走査する。工作機械の往復台8に組立
足部9が連行体10によつて任意の方法で固定さ
れ、測定尺4は剣形の収縮部11を介してスリツ
ト12を通つて残りの完全に閉鎖されたハウジン
グ1内に係入し、その際スリツト12中に配設さ
れている弾性的シールリツプ13はハウジング1
内への汚染物の侵入を阻止する。ベツド2に対す
る往復台8の相対運動は連行体10から走査ユニ
ツト6上に伝達され、走査ユニツト6は測定尺4
の目盛Tの走査の際に得られる電気的周期的アナ
ログ信号を図示しない評価装置に供給する。
第2図には2つの走査板90a,90bの形の
走査要素90が示され、走査板は連行体10dに
固定されたピエゾ電気要素92,93によつて付
勢される。図示しない導線を介してピエゾ電気要
素92,93に連行体10dと走査板90a,9
0bとの間の相対位置の修正のための誤差曲線に
よる修正信号を供給する。走査板90a,90b
は図示しない方法で測定運動の方向弁別のための
それぞれ90゜位相角のずれた走査フイールドを有
する。90゜の位相角の調整のために走査板90a,
90bはピエゾ電気要素92,93によつて相対
的に移動されることができる。それによつて目盛
誤差及び又は機械誤差並びに位相角誤差が修正さ
れることができる。
電気的修正信号は第3図による透明の測定尺4
の目盛と並んだ2つの修正トラツクから得られ
る。誤差曲線による修正情報の光学的書込みのた
めの不透明の層21中のこれらの透明な修正トラ
ツクK1,K2は、修正情報に相応したパルス幅に
変調されかつ走査ユニツト6の各1つの光電要素
22,23によつて透過光で走査され、その出力
信号は相応して増幅されてピエゾ電気要素92,
93に修正信号として供給される。これらの修正
信号は誤差曲線に相応して走査板90a,90b
と連行体10dとの間の相対位置の修正のために
測定方向におけるピエゾ電気要素92,93の長
さの膨張又は収縮を作用する。修正トラツクK1
K2はプツシユプルトラツクとして形成されてい
る。そのわけは修正信号は正負の符号を有するこ
とができるからである。
第4図には透明な測定尺4上に2つの修正トラ
ツクK3,K4が誤差曲線による修正情報の光学的
書込みのために図示しない目盛と並んで設けられ
ており、修正トラツクK3,K4は走査ユニツトに
おけるプツシユプルで切換えられる2つの光電要
素24,25によつて走査される。光電要素2
4,25又は相応した走査フイールドは長さLを
有する。修正トラツクK3,K4は同様に周期長さ
Lを有し、その際各周期(走査目盛)は透明なフ
イールドと不透明なフイールドとから成る。修正
トラツクK4では不透明なフイールドは長さC、
そして透明なフイールドは長さL−Cを有する。
差を示す光電要素24,25はそれによつて修正
トラツクK3,K4の走査の際に出力信号U=UO
(2C−L)を供給し、出力信号は走査比C/Lに
依存しかつ一定の走査比C/Lでは光電要素2
4,25の運動に無関係である。この出力信号は
同様に相応して増幅されて修正信号として誤差曲
線に相応して走査板90a,90bと連行体10
dとの間の相対位置の修正のためにピエゾ電気要
素92,93に供給される。
第5図には測定尺4b上に目盛T1に並んで誤
差曲線による修正情報の磁気的書込みのための磁
化可能な修正トラツクK5が示され、これは走査
ユニツトにおけるホール素子50によつて走査さ
れる。この修正トラツクK5は周期長さLの周期
内で所定のパターンに従つて正から飽和まで及び
負から飽和まで磁化される。修正トラツクK5
おける矢印は磁化ベクトルMを示す。ホール素子
50は同様に長さLを有するので、ホール素子5
0の出力にホール素子UH=BOC−BO(L−C)=
BO(2C−L)が両磁気的誘導値±BOの平均値とし
て周期内の値となる。磁化値Mの周期長さLとホ
ール素子50の長さLの一致のためにホール素子
50から印加されるホール電圧UHはホール素子
50が動かされかつ走査比C/Lが一定である場
合には変わらない。このホール電圧UHは同様に
相応して増幅されて修正信号として誤差曲線に相
応して走査板90a,90bと連行体10dとの
間の相対位置の修正のためにピエゾ電気要素9
2,93に供給される。
相応した修正信号は修正情報の誘導的又は容量
的書込みを伴う修正トラツクからも得られること
ができる。
修正信号の取得は誤差修正の形の機械的修正ト
ラツクからも可能であり、修正トラツクは例えば
ピエゾ電気要素又は磁歪要素又は機械的フイーラ
の形の電機的要素によつて走査され、電機的要素
は例えばポテンシヨメータの形で付勢される。こ
れらの要素の出力信号は相応して増幅されて走査
板と連行体との間の調整要素に供給される。
任意の方法で得られた修正信号は測定装置のア
ナログメモリ又はデジタルメモリによつても記憶
されることができる。修正情報は例えば機械の使
用位置における位置測定装置の測定の際レーザ干
渉計によつて得られることができる。
調整要素92,93は縦移動可能なコアを伴う
電気的コイルの形の磁歪要素又は電磁要素によつ
ても形成されることができる。
本発明は光電的測定装置のみならず磁気的、誘
導的又は容量的測定装置にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は長さ測定装置の横断面図、第2図は調
整要素を備えた2部分から成る走査要素、第3図
は光電的修正部を備えた測定尺、第4図は光電的
修正部を備えた他の測定尺、そして第5図は磁気
的修正部を備えた測定尺を示す図である。 図中符号、10d……連行体、90……走査ユ
ニツト、90a,90b……走査板、92,93
……電機的調整要素。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 誤差、特に目盛誤差及び又は機械誤差並びに
    位相誤差の修正装置と、測定目盛と、この測定目
    盛を走査する相互に相対的に運動可能な2つの対
    象物の走査ユニツトとを備え、走査ユニツトは走
    査目盛を備えた走査要素を有しかつ測定されるべ
    き対象物と直接又は連行体を介し結合されてお
    り、その際走査ユニツトと測定目盛との間に修正
    運動が行われる前記長さ又は角度の電気的測定装
    置において、 走査ユニツト90は相互に測定方向に移動可能
    な2つの走査板90a,90bから成りかつ走査
    板90a,90bと連行体10d又は対象物との
    間にそれぞれ1つの電気的又は電機的調整要素9
    2,93が配設されており、これらの要素は電気
    的修正信号の付勢のために走査板90a,90b
    と連行体10d又は対象物との間の相対位置を誤
    差曲線に相応して修正するようにされており、修
    正信号が、修正情報を有しかつ測定目盛T,T1
    に付設された修正トラツクK1,K2,K3,K4,K5
    の走査によつて、得られるようにされ、そして修
    正信号がアナログ又はデジタル型で記憶されてい
    ることを特徴とする長さ又は角度の電気的測定装
    置。 2 調整要素92,93がピエゾ電気的要素、磁
    歪要素又は電磁的要素によつて形成されている請
    求項1記載の長さ又は角度の電気的測定装置。 3 修正トラツクK1,K2,K3,K4,K5上の修正
    情報が光学的、磁気的、誘導的、容量的又は機械
    的に書き込まれている、請求項1記載の長さ又は
    角度の電気的測定装置。 4 修正トラツクK1,K2,K3,K4がパルス振幅
    変調され又はパルス幅変調される、請求項1記載
    の長さ又は角度の電気的測定装置。
JP58029571A 1982-03-10 1983-02-25 長さ又は角度の電気的測定装置 Granted JPS58167911A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3208591A DE3208591C2 (de) 1982-03-10 1982-03-10 Digitales elektrisches Längen- oder Winkelmeßsystem
DE3208591.5 1982-03-10

Publications (2)

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JPS58167911A JPS58167911A (ja) 1983-10-04
JPH0257841B2 true JPH0257841B2 (ja) 1990-12-06

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ID=6157811

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58029571A Granted JPS58167911A (ja) 1982-03-10 1983-02-25 長さ又は角度の電気的測定装置

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US (1) US4512082A (ja)
EP (1) EP0088222B1 (ja)
JP (1) JPS58167911A (ja)
AT (1) ATE22724T1 (ja)
BR (1) BR8301190A (ja)
DE (1) DE3208591C2 (ja)

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