JPS5948603A - 長さ又は角度測定装置 - Google Patents

長さ又は角度測定装置

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JPS5948603A
JPS5948603A JP58145812A JP14581283A JPS5948603A JP S5948603 A JPS5948603 A JP S5948603A JP 58145812 A JP58145812 A JP 58145812A JP 14581283 A JP14581283 A JP 14581283A JP S5948603 A JPS5948603 A JP S5948603A
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Dr Johannes Heidenhain GmbH
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    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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 using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/247—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using time shifts of pulses

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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第1項の前提概念による長さ又
は角度の測定装置に関する。
公知の長さ測定装置では走査ユニットによつて相互に位
相のずれた二つのアナログ信号が発生し、そのうちアナ
ログ信号の相互位相の調整のために一つのアナログ信号
が増巾混合段の第一入力部に入り、その第二人力部に調
整電圧が供給され、調整電圧は他のアナログ信号から導
き出されかつ電気的調整部材を介して調整可能である。
この構成は必要な電気的要素のためにコスト高でありか
つ故障があシ、そのためこの電気的要素を含む評価装置
の交換の際に位置調整は失われる。
更にアナログ走査信号の振巾の調整のための光電的位置
測定装置では走査ユニットの走査格子を通って入射する
光量をねじによって調整することが公知でおる。
本発明はそのような位置測定装置で簡単な手段によって
評価装置と無関係に予め与えられた位相角の調整を可能
にすることを課題の基礎とする。
この課題は本発明によれば特許請求の範囲第1項の特徴
部によって解決される。
本発明によって得られる利益は提案された手段が評価装
置の交換の際でも保持されるよう橙位相角の支障のない
調整を可能にすることにある。
本発明の有利な他の構成は実施態様項から得られる。
本発明の実施例を図面に基いて詳しく説明する。
第1a図、第1b図は測定尺1を備えた公知の長さ測定
装置を示し、そのインクリメント目盛2は走査ユニット
   て走査され、走査ユニットはランプ3、コンデン
サ4、走査板5及び光電要素6a 、6bを有する。走
査板5はインクリメント目盛7a、7bを備えた二つの
走査格子A、Bを有し、インクリメント目盛は測定尺1
の目盛2のように格子定数Cを有する交互にくり返す透
明及び不透明のしまから成り、目盛7aは目盛7bに対
して測定方向Xに(n±7)Cだけ位相がずらされてい
る。ランプ3から発せられる光はコンデンサ4、走査板
5の走査格子A、Bの目盛7a、7b、測定尺1の目盛
を通り、走査格子A、Bに付設された光電要素6a、6
b上に来る。
走査ユニットと測定尺1との間の測定方向Xにおける相
対運動の際に光は目盛2,7a、7bで変調され、その
結果光電要素6a 、 61)は二つのアナログ信号S
A、SBを発生し、アナログ信号は測定運動の方向識別
及び格子ピッチの細分を可能にするだめにC/4だけ位
相のずれた目盛7a、7bのために位相角ψ=90°だ
けずらされている。
測定尺1の目盛2と走査板5の目盛7a、7bは相互に
僅かな間隔に配設されておシ、その間隔は機械的々不完
全性に基いて部分の偏差をもたらす。この偏差が両アナ
ログ信号SA、 S30間の位相角ψ−90°に誤差を
生じさせないために、ランプ3はコンデンサ4に対して
光ができる限りコンデンサ4から平行に出るように調整
される。しかし回避できない加工公差のためにアナログ
信号SA、 SB間の位相角誤差が生じ得、その誤差は
測定装置の電気的運転の際にはじめて認められる。
格子ピッチの正確な細分のために必要な位相角ψを光の
平行性を変えることなく調整するために第2図によれば
走査板5′上に走査格子Bと走査格子Aとが設けられて
おり、走査格子Aは二つの部分格子A1 r A2から
成る。走査格子Bに対して部分格子A!は位相角(ψ+
α)、部分格子A2は位相角(ψ−α)ずらされている
。走査格子Bには光電要素PB  が、そして部分格子
AI r A2には共通に周期的アナログ信号sB、s
Aを得るための光電要素PA  が付設されている(第
3図)。アナログ信号sA  は部分格子AI rA2
によって得られるアナログ部分信号SA1.SA。
から合成される。アナログ信号SB  に対してアナロ
グ部分信号SA1は位相角(ψ+α)、そしてアナログ
部分信号SA2は位相角(ψ−α)ずらされている(第
3a図)。
第2図によれば部分格子AI + 4のだめの走査板5
′における必要な位相角の訴整のために部分格子AI 
+ A2を通って入射する光量の調整のためのねじTA
l、TA、が設けられている。アナログ部分信号SA□
の振巾の減少によって部分信号S A、/が得られ、部
分信号は部分信号sA  と共にアナログ信号SB  
に対して位相角グ大きいψだけずらされているアナログ
信号sA′を生ずる。(第5b図)。アナログ部分信号
sA8の振巾の減少によって部分信号8A1#が得られ
、部分信号は部分信号日A と共にアナログ信号SB 
 に対して位相角ψ“だけ小さい角ψだけずらされたア
ナログ信号BAlを生ずる(第3c図)。
走査格子Bのためのねじガ によってアナログ信号8B
  の振巾は調整される。
部分格子AI + 4に対して一つの光電要素PAだけ
設けられればよいことは有利である。
図示しない方法で部分格子AI + 4に別々の光電要
素も付設されることができ、それらのアナログ信号は合
成される。両部分信号の合成によってsAI ”” 5
AIO+sA1.5in(cA)t+α)  (第7図
)、5A2=8A2o+8A21S1n(ωを一α) 
    から合成アナログ信号SA  が生じ、合成ア
ナログ信号は最も簡単な場合 sA、o=  sA、。= SAo/2 = SA、1
=8A21 =  ”A、/2  、Sin wt*c
oea −0os (a+ts81nα)、8A =”
AO+SA、 ’1 s 1n w t a o eα
 となる。合成アナログ信号SA  の定数には、K=
変調/平行光= 5A10osα”/sA、、%であっ
てOosα で減少する。
実際上α=15’、IFであり、その結果定数には最大
1−0os 150=3.4%しか減少しない。
第4図には4個の走査格子A、B、O,Dを備えた走査
板5〃が示されてお漫、走査格子はそれぞれ位相角ψ=
90°ずらされている。走査格子Aは二つの部分格子A
lt A2から成り、走査格子Bは二つの部分格子B1
 + ”ilから成る。走査格子りに対して部分格子A
1は位相角(ψ十α)部分格子A2は位相角(ψ−α)
ずらされている。
部分格子AI + 4には共通して光電要素PA  が
、部分格子B1 + B2には共通して光電要素PB 
 が、走査格子Cには光電要素P。が、そして走査格子
りには光電要素PD  が周期的なアナログ信号sA、
 sB、 sc、 sDの取得のために付設されている
。アナログ信号SA  はアナログ部分信号E’AI 
l 5Allから合成され、そしてアナログ信号SB 
 はアナログ部分信号SS  から合成さBB2 れる。アナログ信号8A  に対してアナログ部分信号
SA1は位相角(ψ+α)、アナログ部分信号8A、は
位相角(ψ−α)ずれている。アナログ信号8o  に
対してはアナログ部分信号SB1は位相角(ψ十α)、
そしてアナログ部分信号SB0は位相角(ψ−α)ずら
されている(第5図)0 第4図によれば部分格子AI +A2 + ”1 r 
BZ のための走査板5Nにおける必要な位相角ψの調
整のために、同時に部分格子AI + 4 * B1 
+ B2を通る光量の調節のためのねじTAl + T
Al ’ TBl ’ T”*が設けられている。ねじ
T。、TDによってアナログ信号S。、sDの振巾が調
整される。
増巾器v1 + v2の出力にアナログ信号81+S!
が生じ、そのゼロ点(対称)及び反対位相はねじTA、
 、TA、 、TB□、TB、 、To、TDO回動に
よって調整されることができ、その結果位相は信号ピッ
チの正確な細分に好適である。
部分信号SA1.SA、はアナログ信号8B  に対し
て位相角(ψ十αl)、(ψ−α2)だけずらされるこ
ともできる。
部分格子及び走査格子の部分的遮蔽は図示しない方法で
、絞りによっても行われることができる。
4土立 第3図は走査ユニットのアナログ信号の指示ダイヤグラ
ム、 第4図は本発明の特徴を備えた他の走査板、第5図は走
査ユニットのアナログ信号の他の指針ダイヤグラム、 第6図は光電要素の回路図そして 第7図はアナログ信号のグラフ。
図中符号 A、B      走査格子 AI + ’l + ”I + B2   部分格子8
A、SB     アナログ信号 sA、、日A21”Bl 、sB、アナログ部分信号α
1角 一α2角 ψ       位相角 代理人  江 崎 光 好 代理人  江 崎 光 史

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)測定目盛とこの測定目盛を走査する走査ユニット
    を備えた二つの相対的に移動可能な対象物の長さ又は角
    度測定装置であって、走査ユニットは相互に位相のずれ
    だアナログ信号を得るために相互に位相のずれた少なく
    とも二つの走査格子を備えた走査板を有し、アナログ信
    号は評価装置に供給されるものにおいて、 少なくとも一つの走査格子(A、B)は少なくとも二つ
    の部分格子(4+ 4 + ”t l B2 )から成
    り、そのうちの一つの部分格子(AI 1 B1 )は
    予め設定された位相角(ψ)に対して角(十α1)だけ
    、そして他の部分格子(4+ % )は角(−α2)だ
    けずらされており、 部分格子(AI + ’2 + B1 r Bz )は
    位相角(ψ)の調整のために部分的に遮蔽されることが
    でき、走査格子(AI B)に属するアナログ信号(8
    A。 sB)は部分格子(AI + 4 + Bl + B2
     )から得られるアナログ部分信号(” AI ” A
    S l ” Bl r SBg )から合成されている
    ことを特徴とする長さ又は角度の測定装置。
  2. (2)部分格子(A1 + A2+ B1 + B2 
    )の部分的遮蔽のためにねじ(TA、 、TA、 、T
    B□+’rB、)が設けられている、特許請求の範囲第
    1項記載の長さ又は角度の測定装置。
  3. (3)部分格子の部分的遮蔽のために絞シが設けられて
    いる、特許請求の範囲第1項記載の長さ又は角度の測定
    装置。
  4. (4)走査格子(AIB)の画部分格子(AIT Ax
     + BI ! Bj)に共通の光電要素(FA、 p
    B)が付設されている、特許請求の範囲第1項記載の長
    さ又は角度の測定装置。
JP58145812A 1982-08-11 1983-08-11 長さ又は角度測定装置 Granted JPS5948603A (ja)

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DE3229846A DE3229846C2 (de) 1982-08-11 1982-08-11 Längen- oder Winkelmeßeinrichtung
DE3229846.3 1982-08-11

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JPS5948603A true JPS5948603A (ja) 1984-03-19
JPH0246087B2 JPH0246087B2 (ja) 1990-10-12

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US (1) US4461083A (ja)
EP (1) EP0102472B1 (ja)
JP (1) JPS5948603A (ja)
AT (1) ATE20282T1 (ja)
DE (2) DE3229846C2 (ja)

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