DIGITAL LENGTH OR ANGLE POSITION MEASURING DEVICE

Abstract: 1. Digital electric length or angle measuring device comprising a scanning unit (6) for scanning a measuring graduation, including an evaluating device having trigger stages (12) for evaluating the scanning signals supplied by the scanning unit (6) and having a test device for checking the setting of the trigger thresholds of the trigger stages (12) by supplying the trigger stages (12) with at least one test signal generated by the test device, characterised in that the test device is constructed in such a manner that the test signal (Uw ) is formed from an alternating voltage.

Description: Digitale elektrische Längen oder Winkelmesseinrichtung Die Erfindung betrifft eine digitale elektrische Längen- oder Winkelmesseinrichtung gemäss dem Ober- begriff des Anspruchs 1. Gemäss der DE-OS 30 10 611 werden den Triggerstufen der Auswerteeinrichtung zur Überprüfung der Einstellung der Triggerschweilen Gleichspannungspriifsignale zugeführt, wodurch ein. aussage über eine gute oder schlechte Einstellung der Triggerschwellen ermöglicht wird. Speziell bei Codemesseinrichtungen liefern die Coda- geber in der Regel trapezförmige Abtastsignale, die zum Teil sehr steile Flanken aufweisen. Deshalb ist es nicht möglich, den Abgleich der Triggerschwellen der Triggerstufen in der Auswerteei- richtung durch eine Tastverhältnismessung der Aus gangssignale der Trigg.rstufen zu beurteilen. Es ist bekannt, in derartigen Fällen die tJber- prüfung des Abgleichs mittels eines Oszilloskops vorzunehmen. Diese Art der Überprüfung ist umständlich und nicht sehr genau. Zudem ist dieses Prüfverfahren bei Codemesseinrichtungen unbrauchbar, deren Codegeber zur Abfrage der absoluten Positionswerte nur kurzzeitig eingeschaltet werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer digitalen elektrischen Längen- oder Winkelmesseinrichtung eine Prüfeinrichtung anzugeben, die neben der Überprüfung der Einstellung der Triggerschwellen der Triggerstufen zusätzlich eine Beurteilung der Beschaffenheit der Abtastsignale der Abtasteinheit erlaubt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Beurteilung der Einstellung der Triggerschwellen der Triggerstufen und der Beschaffenheit der Abtastsignale der Abtasteinheit (Amplitude, Kontrast, Signalform, Störanteile etc.) mit einem Tastverhältnismessgerät ähnlich wie bei einer inkrementalen Messeinrichtung über die Ausgangssignale der Triggerstufen bzw. des Gebers, insbesondere ohne Öffnen desselben, ermöglicht wird. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprtichen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Eö zeigen Figur 1 schematisch eine absolute Winkelmesseinrichtung und Figur 2 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Die in Figur 1 dargestellte absolute Winkelmesseinrichtung weist eine von einer Geberwelle 1 angetriebene Massverkörperung 2 in Form einer transparenten Scheibe auf, auf der eine Messteilung in Form einer Feinspur 3 und zweier Grobspuren 4, 5 konzentrisch angeordnet ist. Eine Abtasteinheit 6 weist eine Lampe 7, einen Kondensor 8, eine Abtastplatte 9 mit einem Abtastfeld 10' für die Feinspur 3 und Abtastfeldern 10'', 10''' für die Grobspuren 4, 5 sowie den Abtastfeldern 10', 10", 10 " zugeordnete Photodioden 11 , 11 " 11 " auf. Gemäss Figur 2 sind die Photodioden 11', 11'', 11''' jeweils an die beiden Eingang von Triggerstufen 12', 12'', 12 " ' zur Auswertung ihrer Abtastsignale angeschlossen. Die Triggerschwelle beispielsweise der Triggerstufe 12' wird zur exakten Triggerung des Abtastsignals der Photodiode 119 mittels eines Gleichlichtsignals UG eingestellt, das iiber Widerstände 13, 14 und ein Potentiometer 15 dem invertierenden Eingang der Triggerstufe 12' zugeführt wird. Diesem Gleichlichtsignal UG, das beispielsweise durch eine nicht dargestellte separate Photodiode gewonnen werden kann, wird über einen Transformator 16 und Steckanschlüsse a, b ein Prüfsignal Uw in Form einer Wechselspannung überlagert. Zur Überprüfung der Lage der Triggerschwelle der Triggerstufe 12' wird durch die Überlagerung des Gleichlichtsignals UG mit dem Prüfsignal Uw die Triggerschwelle mit der Frequenz dieser echsel- spannung Uw verschoben. Wählt man dabei die Amplitude des Priifsignals UW so gross, dass die Triggerschwelle ueber den Amplitudenbereich des Abtastsignals der Photodiode 11' verschoben wird, so tritt ein periodisches Schalten der Triggerstufe 12' im Takt der Wechselspannung Uw ein, wobei das Tastverhältnis des Ausgangssignals der Triggerstufe 12' vom Augenblickswert des Abtastsignals der Photodiode 11' und vom Gleichlichtsignal TTG abhYngig ist, was zu einer Modulierung des Tastverhältnisses des Ausgangssignales der Triggerstufe 12' führt. Damit ist eine Beurteilung der Einstellung der Triggerschwelle der Triggerstùfe 12' sowie der Beschaffenheit des Abtastsignals der Photodiode 11' (Amplitude, Kontrast, Signalform, Störanteil etc.) mit einem Tastverhältnismessgerät über das Ausgangssignal der Triggerstufe 12' möglich. In gleicher, nicht dargestellter Weise wird auch den Triggerstufen 12", 12"' ein Gleichlichtsig nal zugeführt, dem ein Prüfsignal verlagert wird. Wird das Prüfsignal Uw über Steckanschlüsse c, d direkt den Triggerschwellen der Triggerstufen 12', 12'', 12''' mit bekannter Amplitude zugeführt, so können die Amplituden der Abtastsignale gemessen sowie deren weitere Beschaffenheit beurteilt werden0 Mit den Bezugszeichen 17', 17', 18', 18'' und 19', 19'' sind Arbeitswiderstände und mit dem Bezugszeichen 20 ein Einkopplungswiderstand bezeichnet. Vorzugsweise wird zur Zuführung des Prüfsignals Uw ein Einspeisepunkt a, b bzw. c, d für alle den Photodioden 11', 11", 11''' zugeordneten Triggerstufen 12', 12'', 12''' im Geber der absoluten Winkelmesseinrichtung vorgeschlagen. Werden diese Einspeisepunkte aus dem Geber herausgeführt, so kann derselbe ohne Öffnen extern überprüft werden. Diese Überprüfung kann manuell oder automatisch in bestimmten Zeitabständen mittels eines nicht gezeigten Rechners erfolgen. Die Einkopplung des Prüfsignals UW über den Transformator 16 erfolgt bei kurzzeitig eingeschalteten Gebern, während bei ständig eingeschalteten Gebern diese Einkopplung über einen nicht gezeigten Kondensator vorgenommen wird. Die Triggerschwellen der Triggerstufen können auch durch Abschattung der Messteilung mittels Abgleichschrauben oder durch eine feste Gleichspannung eingestellt werden. Die Frequenz des Prüfsignals UW muss so bemessen sein, dass mindestens eine Periode der Wechselspannung Uw in einen Schritt des Gebers oder, bei kurzzeitig eingeschaltetem Geber, in eine Abtastzeit fällt. Bei einer dreieckförmigen Signal form des Prüfsignals UM ergibt sich eine lineare Modulation der Tastverhältnisse der Ausgangssignale der Triggerstufen 12', 12", 12'''. Da die Photodioden 11', 11'', 11''' gewisse Kapazitäten aufweisen, die im Zusammenwirken mit den Widerständen 14; 17', 17''; 18', 18''; 19', 19'-' bestimmte Zeitkonstanten zur Folge haben, kann es zweckmässig sein, Je nach Zeitkonstante und Frequenz des Prüfsignals Uw auch Prüfsignale Uw mit sinusförmiger oder rechteekför- miger Signalform zu verwenden. Die Erfindung ist nicht auf inkrementale oder absolute lichtelektrische Positionsmesseinrichtungen beschränkt, sondern auch bei kapazitiven, induktiven und magnetischen Messeinrichtungen mit Erfolg anwendbar.

Claims: Ansprüche 1.) Digitale elektrische Längen- oder Winkelmess einrichtung mit einer Abtasteinheit zur Ab tastung einer Messteilung, mit einer Auswerte einrichtung mit Triggerstufen zur Auswertung der von der Abtasteinheit gelieferten Abtast signale sowie mit einer Prüfeinrichtung zur Überprüfung der Einstellung der Triggerschwellen, indem den Triggerstufen wenigstens ein Prtf- signal zugeführt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass das Prüfsignal (Uw) von einer Wechselspannung gebildet wird. 2.) Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das externe Prüfsignal (UW) vari abel ist. 3.) Messeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalform des Priif signals (Uw) sinusförmig, dreieckförmig oder rechte:kförmig ist. 4.) Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Triggerschwellen der Trigger stufen (12) durch ein Gleichlichtsignal (UG) eingestellt werden. 5.) Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge gekennzeichnet, dass die Triggerschwellen der Triggerstufen durch Abgleichschrauben einge stellt werden. 6.) Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Triggerschwellen der Trigger stufen durch eine feste Gleichspannung einge stellt werden. 7.) Messeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das Gleichlichtsignal (UG) von einem separaten lichtempfindlichen Ele ment erzeugt wird. 8.) Messeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das externe Prüfsignal (Uw) dem Gleichlichtsignal (UG) überlagert wird. 9.) Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das externe Prüfsignal (U) den Abtastsignalen der Photodioden (11) iiberl agert wird. 10.) Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Zuführung des externen Prüfsignals (Uw) mindestens ein spezieller Einspeisepunkt (a, Wg c, d) vorgesehen ist. 11.) Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Überpriifung der Ein stellung der Triggerschwellen der Trigger stufen (12) manuell oder automatisch in be stimmten Zeitabständen mittels eines Rechners erfolgt.

Inventors: SCHMITT, WALTER
Applicants: DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH
Application year: 1982
Main classification: G01D18
IPC codes: H03M1