DE1930111A1 - Optical measuring probe for dynamic distance measurement - Google Patents
Optical measuring probe for dynamic distance measurementInfo
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Description
Optische Meßsonde zur dynamischen Wegmessung Die Erfindung betrifft eine optische Meßsonde zur dynamischen Wegmessung von bewegten Teilen mit einer Lichtquelle und einer lichtempfindlichen Anordnung sowie einer Vielzahl von Lichtleitern, die es gestattet, Weg-Zeit-Funktionen berUhrungsfrei und ohne Beeinflussung durch die Meßeinrichtung aufzunehmen. Optical measuring probe for dynamic displacement measurement The invention relates to an optical probe for dynamic distance measurement of moving parts with a Light source and a light-sensitive arrangement as well as a multitude of light guides, which allows way-time functions to be carried out contact-free and without being influenced by record the measuring device.
Die genannte Meßsonde di-ent zur Aufnahme der Kurve s = f (t) von vorzugsweise kleinen mechanischen Teilen um deren-.Bewegungsabläufe zu erkennen und zu analysieren und sie gegebenenfalls mit zugeordneten elektrischen Zeitfunkt.tonen, z. B der Stromkurve eines Magneten, der das betreffende Teil bewegt, in Zusammenhang zu bringen, Messungen dieser Art sind in der Praxis notwendig, um den Energiebedarf und -verlauf für eine gewünschte Bewegung richtig.zu steuern und unerwünschte Bewegungsabläufe (beispielsweise Schwingungen) zu verhindern. Aus der erhaltenen Kurve s = f (t), die den zurückgelegten Weg in Abhängigkeit von der Zeit wiedergibt, lassen sich ferner im Bedarfsfall auch die Kurven v (t) und b (t), also Geschwindigkeit und Beschleunigung in Abhängigkeit von der Zeit, ableiten.The above-mentioned measuring probe is used to record the curve s = f (t) from preferably small mechanical parts in order to recognize their movement sequences and to analyze them and, if necessary, to tone them with assigned electrical time functions, z. B is related to the current curve of a magnet that moves the part in question to bring, measurements of this kind are necessary in practice to meet the energy demand and course of movement for a desired movement correctly. to control and undesired movement sequences (e.g. vibrations). From the obtained curve s = f (t), which shows the distance covered as a function of time, can furthermore, if necessary, the curves v (t) and b (t), i.e. speed and Derive acceleration as a function of time.
Eine optische Meßsonde, die berührungsrrei und ohne Beeinflussung des zu messenden Teils arbeitet, ist zur Lage- und Längenmessung bekannt (dt, Offenlegungsschrift 1 448 394).An optical measuring probe that is contactless and without interference of the part to be measured works, is known for position and length measurement (German, Offenlegungsschrift 1 448 394).
Sie besteht aus einer Reihe langgestreckter StrahlenUbertragfungselemente, die die Strahlung Uber ihre gesamte Länge durch Mehrfach-Innenreflexion übertragen, wobei die Aufnahmeenden der Elemente jeweils einen langgestreckten Querschnitt besitzen und in einer Reihenanordnung nit 1den Längsseiten parallel zueinander mit engem Abstand nebeneinander angeordnet sind, während die anderen Enden der Elemente jeweils einzeln Strahlungsempfängern gegenüberliegen, wobei die von einem Element übertragene Strahlung jeweils einen einzigen Strahlungsempfänger erregt. Mit dieser Vorrichtung läßt sich zwar die Lage und die Länge eines strahlenaussendenden Körpers, z. B. eines rotglühenden Blechs, feststellen, nicht aber die Bewegung eines beliebigen mechanischen Teils in Ahhängigkeit von der Zeit messen.It consists of a series of elongated radiation transmission elements, which transmit the radiation over their entire length by multiple internal reflection, wherein the receiving ends of the elements each have an elongated cross section and in a row arrangement with 1 the long sides parallel to each other with narrow Distance next to each other are arranged while the other ends of the elements are each individually opposite radiation receivers, with those of Radiation transmitted to an element excites a single radiation receiver. With this device, it is true that the position and length of a radiation-emitting Body, e.g. B. a red-hot metal sheet, but not the movement of a Measure any mechanical part as a function of time.
Für Bewegungsaufnahmen an schnellen Mechanismen ist eine optische Meßsonde nach dem Prinzip der Lic-htschranke bekannt (Industrie-Anzeiger, Jg. 91, Nr. 4, S. 24 bis 26). Bei ihr wird ein paralleles Lichtbündel über ein Prisma in einen Meßspalt gel-enkt, in den eine am zu messenden Teil angebrachte Fahne eintaucht und mehr oder weniger große Teile des Lichtes ausblendet. An der anderen Seite des Meßspalts befindet sich ein zweites Prisma, das das restliche Licht auf eine Fotozelle lenkt. Diese Einrichtung setzt voraus, daß das zu messende Teil von beiden Seiten zugänglich ist; sonst muß es mit einer starr daran befestigten Fahne versehen werden, die das Gewicht des Teils und damit seine Bewegung verändert. Die Parallelisierung des Lichts einerseits und seine Konzentration auf die Fotozelle andererseits erfordern neben den Prismen beiderseits des Meßspalts weitere optische Systemes die die Sonde so unförmig machen, daß damit nur an leicht zugänglichenStellen, nicht aber im Innern von mechanischen Aufbauten gemessen werden kann.-Ziel der Erfindung ist demgegenüber eine- berührungsfrei arbeitende Meßsonde, die das Meßobjekt nicht beeinflußt und die auch Messungen an schwer oder einseitig zugänglichen Stellen-, z, Be an einem inmitten einer Reihe weiterer Tastenhebel angeordneten Tastenhebel einer Tastatur, gestattet. Dies wird nach der Erfindung durch eine optische Meßsonde mit einer Lichtquelle, einer llchtempfindlichen Anordnung sowie einer Vielzahl von Lichtleitern dadurch erreicht, daß die Lichtleiter zu zwei Bündeln zusammengefaßt sind, von denen das eine zur Lichtquelle und das andere zur- iichtemprindiichen Anordnung führt, und an der Meßstelle je ein Lichtleiter -aus dem ersten Bündel neben einem Lichtieiter aus dem zweiten Bündel linear angeordnet ist.For motion recordings on fast mechanisms, an optical one is used Measuring probe based on the principle of the light barrier known (Industrie-Anzeiger, vol. 91, No. 4, pp. 24 to 26). With her, a parallel light beam is drawn through a prism in articulated a measuring gap into which a flag attached to the part to be measured is immersed and fades out more or less large parts of the light. On the other side of the A second prism is located near the measuring gap, which sends the remaining light onto a photocell directs. This device assumes that the part to be measured comes from both sides is accessible; otherwise it must be provided with a rigidly attached flag, which changes the weight of the part and thus its movement. The parallelization of light on the one hand and its concentration on the photocell on the other In addition to the prisms on both sides of the measuring gap, there are other optical systems that make up the probe make it so misshapen that only in easily accessible places, but not inside can be measured by mechanical structures. The aim of the invention is by contrast a non-contact measuring probe that does not affect the test object and which also take measurements in places that are difficult to access or accessible from one side, e.g. Be on one key levers of a keyboard arranged in the midst of a row of further key levers, allowed. According to the invention, this is achieved by an optical measuring probe with a light source, a light sensitive one Arrangement as well as a variety of light guides achieved in that the light guides are combined into two bundles, of which one leads to the light source and the other to the original arrangement, and at the measuring point one light guide each - from the first bundle next to a light guide from the second bundle is arranged linearly.
Die Lichtleiter können dabei biegsam ausgebildet sein, so daß sie auch um Ecken und durch Spalte geführt werden können.The light guides can be designed to be flexible so that they can also be guided around corners and through gaps.
Durch das erste Bündel wird das zu messende Teil beleuchtet, und das zweite führt das von diesem Teil reflektierte Licht einer lichtempfindlichen Anordnung, beispielsweise einer Fotozelle, Fotodiode oder einem Fotowiderstand zu. Durch die lineare Anordnung der Lichtleiter beider Bündel nebeneinander ist an der lichtempfindlichen Anordnung ein Meßwert abnehmbar, der jeweils der Ausdehnung des gerade an der Meßstelle befindlichen Teils des Meßobjekts entspricht, sofern das Meßobjekt gegenüber seiner Umgebung unterschiedliches Reflexionsvermögen aufweist, Da die als Meßobjekte in Frage kommenden Teile sich aber nicht in allen Fällen bezüglich ihres Reflexionsvermögens von ihrer Umgebung abheben, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß das zu messende bewegte Teil an der Meßstelle mit einem definierten Bereich von gegenüber seiner Umgebung unterschiedlichem Reflexions- oder Absorptionsvermögen-versehen ist.The part to be measured is illuminated by the first bundle, and that second guides the light reflected from this part to a light-sensitive arrangement, for example a photocell, photodiode or a photoresistor. Through the linear arrangement of the light guides of both bundles next to each other is on the light-sensitive Arrangement a measured value removable, each of the extent of the straight at the measuring point located part of the test object, provided that the test object opposite his Environment has different reflectivities, since the objects to be measured in However, not all parts ask each other about their ability to reflect stand out from their surroundings, a development of the invention provides that the Moving part to be measured at the measuring point with a defined area from opposite its surroundings with different reflectance or absorption capacities is.
Ein derartiger Bereich kann einfach durch Aufkleben eines dünnen weißen oder glänzenden Papiers auf das Meßobjekt geschaffen werden. Die Meßwerterfassung wird, da nach obigem der von der lichtempfindlichen Anordnung gelieferte Wert der Ausdehnung des gerade abgetasteten Abschnitts entspricht, besonders einfach, wenn dieses Papier nicht gleichmäßig, z. B. quadratisch ist, sondern seine Schnitte senkrecht zur Bewegung wichtung wachsende oder abnehmende Längen ergeben. Eine Ausgestaltung der Erfindung ist deshalb dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich unterschiedlichen Reflexions- oder Absorptionsvermögens ent- -sprechend der zu messenden Funktion ausgebildet ist, das heißt z. B. zur Aufnahme einer linearen Funktion dreieckförmig, zur Aufnahme eines Winkels in Form -einer geometrischen Figur von mit dem Winkel zunehmender Breite und zur Aufnahme einer quadratischen oder anderen nichtlinearen Funktion mit entsprechenden nichtlinearen Begrenzungslinien.Such an area can simply be glued on a thin white or glossy paper can be created on the measurement object. The acquisition of measured values becomes, since according to the above, the value supplied by the photosensitive arrangement is the Extension of the section just scanned corresponds, especially easy if this paper is not even, e.g. B. is square, but its sections are perpendicular to the Movement weighting results in increasing or decreasing lengths. An embodiment of the Invention is therefore characterized in that the range is different Reflectivity or absorption capacity according to the function to be measured is formed, that is, for. B. to accommodate a linear function triangular, for receiving an angle in the form of a geometric figure with the angle increasing width and to accommodate a quadratic or other nonlinear Function with corresponding non-linear limiting lines.
Läßt sich ein derartiger Bereich auf dem Meßobjekt nicht anbringen, ist nach einer anderen Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß der Bereich unterschiedlichen Reflexions-oder Absorptionsvermögens rechteckförmig ausgebildet ist und die Lichtleiter des einen oder anderen Bündels derart angeordnet sind, daß die durch die Leiter des ersten Bündels an die Meßstelle geführte Beleuchtung oder das durch die Leiter des zweiten Bündels zur lichtempfindlichen Anordnung geführte reflektierte Licht in Bewegungsrichtung des zu messenden Teils entsprechend der zu messenden Funktion ansteigt oder- abfällt.If such an area cannot be attached to the measurement object, is provided according to another embodiment of the invention that the area different Reflectance or absorption capacity is rectangular and the light guide of one or the other bundle are arranged in such a way that the conductors of the first bundle of lighting led to the measuring point or that through the ladder reflected light guided by the second bundle to the light-sensitive arrangement in the direction of movement of the part to be measured according to the function to be measured increases or decreases.
In jeder der obengenannten Ausführungen wird ein besonders einfacher Aufbau der Meßsonde dadurch erzielt, daß nach einer Weiterbildung der Erfindung als Lichtleiter die Fasern einer an sich bekannten Faseroptik eingesetzt sind.In each of the above embodiments, one becomes particularly simple Structure of the measuring probe achieved in that, according to a further development of the invention the fibers of a fiber optic known per se are used as light guides.
Die Genauigkeitsgrenze der Meßsonde ist dort erreicht, wo das Auflösungsvermögen der Faseroptik aufhört, Eine Weiterbildung der Erfindung Uberschreitet diese Grenze einfach dadurch, daß an der Meßstelle zwischen dem zu messenden Teil und dem gemeinsamen Ende beider Bündel optische Mittel vorgesehen sind, die das zu messende Teil oder den darauf befindlichen Bereich$ unterschiedlichen Reflexions- oder Absorptionsvermögens auf dem gemeinsamen Ende beider Bündel abbilden. Diese zusätzlichen optischen Mittel bewirken vorzugsweise eine Vergrößerung des zu messenden Teils bzw. des auf ihm befindlichen Bereichs unterschiedlichen Reflexions-oder Absorptionsvermögens.The accuracy limit of the measuring probe is reached where the resolving power the fiber optics ceases. A further development of the invention exceeds this limit simply by the fact that at the measuring point between the to be measured part and optical means are provided at the common end of both bundles, which Part to be measured or the area on it $ different reflection or map absorption capacity on the common end of both bundles. These additional optical means preferably bring about a magnification of what is to be measured Part or the area located on it have different reflectivity or absorption capacities.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch einfache Mittel genaue Messungen von Bewegungsabläufen, auch an schwer zugänglichen Stellen und ohne Eingriff in diese Abläufe, möglich sind, daß ferner durch entsprechende Ausgestaltung des reflektierenden oder absorbierenden Bereichs nicht nur lineare Funktionen, sondern auch deren Ableitungen sowie Krelsfunktionen unmittelbar als Meßwerte erhalten werden und darstellbar sind. Durch die Form des reflektierenden oder absorbierenden Bereichs können auch Nichtlinearitäten, die z. B. bei der lichtempfindlichen Anordnung vorhanden sein könnten, kompensiert werden. Außerdem ist die Meßsonde der Erfindung statisch eichbar, so daß sie stets vergleichbare Ergebnisse liefert.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that by simple means precise measurements of motion sequences, even on difficult ones accessible places and without interfering with these processes, it is also possible by designing the reflecting or absorbing area accordingly not only linear functions, but also their derivatives and Krels functions can be obtained directly as measured values and can be displayed. The shape of the reflective or absorbent area can also contain nonlinearities z. B. could be present in the photosensitive arrangement, be compensated. In addition, the measuring probe of the invention can be statically calibrated so that it is always comparable Delivers results.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Fig. 1 bis 3 gezeigten AusfUhrungsbeispiels beschrieben und in ihrer Wirkungsweise erläutert. Es stellen dar: Fig, 1 ein Ausführungsbeispiel der optischen Meßsonde, Fig. la eine vergrößerte Darstellung des rechten Teils von Fig. 1, Fig. 2 und 3 AnwendungsbeispieB fUr die Meßsonde von Fig. 1, Die in Fig. 1 gezeigte Meßsonde besteht aus zwei Bündeln 1 und 2 von einzelnen Lichtleitern l/l,..n und 2/l...n, die vorzugsweise durch die Fasern einer bekannten Faseroptik gebildet werden. Das Bündel 1 liegt mit seinem Ende h an einer Lichtquelle 3 und führt deren Licht zum Ende a, das an die Meßstelle gebracht wi-rd. Das Bündel 2 leitet die an der Meßstelle, also an seinem Ende a aufgenommene reflektierte Strahlung zu einer Fotodiode 4, die unmittelbar am Ende b des Bündels 2 angeordnet ist. Dabei sind die Fasern 1/l...n und 2/l...n beider Bündel 1 und 2 am Ende a so geführt; daß sich -linear angeordnet - jeweils eine Faser aus dem Bündel 1 neben einer Faser aus dem Bündel 2 befindet. Diese Anordnung ist in Fig, la vergrößert wiedergegeben.In the following the invention will be explained with reference to one shown in FIGS AusfUhrungsbeispiels described and explained in their mode of operation. Put it FIG. 1 shows an embodiment of the optical measuring probe, FIG. la an enlarged Representation of the right part of Fig. 1, Fig. 2 and 3 application example for the Measuring probe from FIG. 1, the measuring probe shown in FIG. 1 consists of two bundles 1 and 2 of individual light guides l / l, .. n and 2 / l ... n, which preferably go through the Fibers of a known fiber optic are formed. The bundle 1 lies with its end h on a light source 3 and leads its light to end a, that is brought to the measuring point. The bundle 2 leads to the measuring point, so at its end a recorded reflected radiation to a photodiode 4, which immediately is arranged at the end b of the bundle 2. The fibers are 1 / l ... n and 2 / l ... n both bundles 1 and 2 at end a so out; that - arranged linearly - each a fiber from bundle 1 is located next to a fiber from bundle 2. This arrangement is shown enlarged in Fig, la.
Über die Fasern 1/l..,n wird das jeweilige Meßobjekt beleuchtet, während die Fasern 2/l...n das vom MeßobJekt reflektierte Licht der Fotodiode 4 zuführen. Die Fotodiode 1S liefert einen Kurzschlußstrom, der linear von der Stärke des auf sie fallenden reflektierten Lichts abhängt. Da gemäß Fig. la die Fasern 1/l..,n und 2/i...n beider Bündel 1 und 2 am Ende a über die gesamte Meßstelle gleichmäßig verteilt sind, entspricht der von der Fotodiode 4 zu jedem Zeitpunkt gelieferte Kurzschlußstrom unmittelbar der Ausdehnung des zu diesem Zeitpunkt vor der Meßstelle befindlichen reflektierenden Bereichs.The respective measurement object is illuminated via the fibers 1 / l .., n while the fibers 2 / l ... n feed the light reflected from the measuring object to the photodiode 4. The photodiode 1S supplies a short-circuit current which is linearly dependent on the strength of the it depends on falling reflected light. Since according to Fig. La the fibers 1 / l .., n and 2 / i ... n of both bundles 1 and 2 at end a evenly over the entire measuring point are distributed corresponds to that supplied by the photodiode 4 at any point in time Short-circuit current immediately of the expansion of the at this point in time in front of the measuring point located reflective area.
Weist das Meßobjekt also nicht parallele; sondern beispielsweise aufeinander zulaufende Begrenzungskanten auf, steigt oder fällt der an der Fotodiode 4 abnehmbare Strom während einer Bewegung des Meßobjekts im gleichen Maße, wie sich die reflektierende Fläche an der Meßstelle ändert. Im allgemeinen kann man bei den Meßobjekten keine bestimmte Form voraussetzen; deshalb wird das Meßobjekt mit einem reflektierenden Bereich versehen, der eine für die Meßwerterfassung besonders geeigne-te Form hat, Dies wird anhand der in Fig. 2 und 3 gezeigten Anwendungsbeispiele beschrieben.So if the object to be measured does not have parallel; but, for example, on each other converging boundary edges rise or fall, the removable edge on the photodiode 4 Current during a movement of the measurement object to the same extent as the reflecting one Area at the measuring point changes. In general, one cannot do any with the objects to be measured presuppose a certain form; therefore, the measured object is covered with a reflective Provide an area that has a shape that is particularly suitable for recording measured values, This is described with reference to the application examples shown in FIGS.
In Fig. 2 ist als Meßobjekt ein Tastenhebel 5 mit einem Ansatz 5a dargestellt, der sich in PSeilrichtung-auf und ab bewegt, Um den- Ablauf dieser Bewegung zu erfassen, ist der Ansatz 5a mit einem Dreieck 6 aus weißer Farbe oder aufgeklebtem weißen Papier versehen. Ihm gegenüber wird die Meßsonde mit ihrem Ende a, wie gestrichelt angedeutet, gebracht.In Fig. 2 is a key lever 5 with a projection 5a as the object to be measured shown, which moves up and down in the direction of rope, around the sequence of this To capture movement is that Approach 5a with a triangle 6 white paint or glued on white paper. Opposite him is the measuring probe with its end a, as indicated by dashed lines, brought.
Der Tastenhebel befindet sich dabei in seiner (oberen) Ruhestellung. In dieser Position gelangt noch kein Licht zur Fotodiode 4 und erzeugt dort dementsprechend auch keinen Strom. Beim Niederdrücken des Tastenhebels 5 bewegt sich sein Ansatz 5a mit dem Dreieck 6 nach unten, und im gleichen Maße, wie der reflektierende Bereich vor der Meßstelle zunimmt, wächst auch der von der Fotodiode 4 gelieferte Strom.The key lever is in its (upper) rest position. In this position, no light reaches the photodiode 4 and is generated there accordingly no electricity either. When the key lever 5 is depressed, its approach moves 5a with the triangle 6 downwards, and to the same extent as the reflective area increases in front of the measuring point, the current supplied by the photodiode 4 also increases.
Bei gleichförmigem Ablauf der Bewegung stiege dieser Strom linear an, bei Unregelmäßigkeiten im Bewegungsablauf sind diese unmittelbar aus den Abweichungen des Fotodiodenstroms von einem linearen Anstieg zu erkennen. Auf einem angeschlossenen Oszillografen, der den Stromverlauf wiedergibt, ist damit der Bewegungsablauf direkt abzulesen. Wenn der Hebel 5 mit Ansatz 5a nicht von Hand, sondern über einen Magneten o. ä. bewegt wird, läßt sich gleichzeitig der Verlauf des Antriebsstroms oszillografisch abbilden und so eine Zuordnung von Antrieb und Bewegung erhalten.If the movement proceeded steadily, this current would increase linearly on, in the case of irregularities in the sequence of movements, these are directly from the deviations of the photodiode current can be recognized by a linear increase. On a connected The oscilloscope, which shows the current flow, makes the movement sequence direct read off. If the lever 5 with approach 5a not by hand, but via a magnet o. Ä. Is moved, the course of the drive current can be oscillographic at the same time map and thus get an assignment of drive and movement.
Beim Loslassen des Tastenhebels 5 bewegt sich der Ansatz 5a wieder nach oben. Dabei erscheint zunächst die Basis des Dreiecks 6 und dann ein ständig abnehmender Bereich an der Meßstelle a, der einen entsprechend absinkenden Strom durch die Fotodiode 4 zur Folge hat. Auch hier prägen sich Schwingungen und dergleichen des Tastenhebels 5 unmittelbar in Abweichungen des Fotodiodenstroms von einer linear fallenden Kurve aus.When the button lever 5 is released, the projection 5a moves again up. The base of the triangle 6 appears first and then a continuously decreasing area at measuring point a, which represents a correspondingly decreasing current by the photodiode 4 results. Vibrations and the like are also shaped here of the key lever 5 directly in deviations of the photodiode current from a linear falling curve.
Wenn, wie in Fig. 3 angedeutet ist, die Bewegung eines rotierenden Meßobjekts 7 aufzUnehmen ist, wird anstelle eines Dreiecks ein reflektierender Bereich 8 von der Gestalt eines um eine gedachte konzentrische Mittellinie 9 gekrümmten Dreiecks auf dem Meßobjekt 7 angebracht, um die gleichen Ergebnisse wie beim vorhergehenden Beispiel zu erhalten.If, as indicated in Fig. 3, the movement of a rotating Measurement object 7 is to be recorded, a reflective area is used instead of a triangle 8 of the shape of a curved around an imaginary concentric center line 9 Triangle mounted on the measurement object 7 to get the same results as in the previous example.
Die Form des reflektierenden Bereichs ist auch in anderen Fällen leicht dem Anwendungsfall anzupassen. Soll eine lineare Funktion, beispielsweise die Weg-Zeit-Funktion, aufgenommen werden, ist dem reflektierenden Bereich einfach die Form zu geben, die bei gleichmäßiger Bewegung einen linearen Anstieg oder Abfall des Fotodiodenstroms zur Folge hätte. Auf diese Weise lassen sich auch Nichtlinearitäten in der Kennlinie der Fotodiode 4 durch.entsprechende Kantenkrümmung des reflektierenden Bereichs 6 bzw. 8 ausgleichen.The shape of the reflective area is light in other cases as well adapt to the application. Should a linear function, for example the distance-time function, the reflecting area is simply given the shape that a linear increase or decrease in the photodiode current with uniform movement would result. In this way, non-linearities can also be found in the characteristic of the photodiode 4 by corresponding edge curvature of the reflective area Balance 6 or 8.
In manchen Fällen mag nicht der Weg; sondern die Geschwindigkeit oder auch die Beschleunigung des bewegten Teils 5 oder 7 interessieren. Beide Angaben lassen sich aus der Weg-Zeit-Funktion mathematisch oder elektrisch ableiten und können im letzteren Falle unmittelbar auf dem Oszillografen dargestellt werden.In some cases I don't like the way; but the speed or The acceleration of the moving part 5 or 7 is also of interest. Both details can be derived mathematically or electrically from the distance-time function and can in the latter case be displayed directly on the oscillograph.
Statt eine Dreieckes 6 in Fig. 2 bzw. eines gekrümmten Dreiecks 8 in Fig. 3 läßt sich auf dem Meßobjekt 5 bzw. 7 auch einfach ein weißer Strich in oder senkrecht zur Bewegungsrichtung anbringen. Im ersten Fall ist das Ende a der Sonde wie gezeichnet, -im zweiten senkrecht dazu gegenüber dem Meßobjekt 5 bzw. 7 anzubringen. Außerdem müssen zur eindeutigen Bewegungsanalyse die neben- oder untereinander angeordneten Fasern l/l.,n des Bündels 1 oder die entsprechend angeordneten Fasern 2/l...n des BUndels 2 Je Flächeneinheit unterschiedliche Lichtmengen zur Meßstelle oder von der Meßstelle weg führen, z. B. von linkes nach rechts bzw. von oben nach unten zunehmende Lichtmengen, was durch eine in dieser Richtung steigende- Anzahl von Fasern Je Flächeneinheit erreicht wird. Dann erzen sich die gleichen Wirkungen wie oben beschrieben.Instead of a triangle 6 in FIG. 2 or a curved triangle 8 In Fig. 3, a white line in or attach perpendicular to the direction of movement. In the first case, the end a is the Probe as shown, -in the second perpendicular to it opposite the measurement object 5 or 7 to be attached. In addition, the adjacent or one below the other arranged fibers l / l., n of the bundle 1 or those arranged accordingly Fibers 2 / l ... n of the bundle 2 Different amounts of light for each unit area Or lead away from the measuring point, z. B. from left to right or from increasing amounts of light from top to bottom, which is indicated by a rising in this direction Number of fibers per unit area is achieved. Then the same ore each other Effects as described above.
Wenn das zu untersuchende Teil 5 bzw. 7 sehr klein ist und einen entsprechend kleinen reflektierenden Bereich 6 bzw. 8 oder einen sehr feinen Strich verlangt, kann davor ein nicht dargestelltes Objektiv angeordnet werden, das das Dreieck 6 (8) bzw. einen an seiner Stelle vorgesehenen Strich vergrößert auf dem Bündelende a abbildet. Ohne ein derartiges Objektiv sind Bewegungen von wenigen Millimetern in der Praxis noch sehr gut auswertbar, mit zusätzlichen Objektive gelangt man um einige Größenordnungen darunter.-Die beschriebene Anordnung ist statisch eichbar, und zwar entweder bei voller Reflexion durch entsprechende Einstellung des dann erhaltenen Maximalwerts des von der Fotodiode 4 gelieferten Stroms bzw, einer daraus gewonnenen Spannung oder umgekehrt bei minimaler Reflexion. Zur Überprüfung der Linearität lassen sich selbstverständlich auch beliebig viele Zwischenwerte statisch kontrollieren, indem bei einem definierten Weg die zugeordnete Ausgangsspannung auf Proportionalität geprüft wird. Diese Eichung gilt dann auch für den dynamischen Fall. Auf diese Weise werden stets vergleichbare Ergebnisse hoher Genauigkeit erzielt.If the part to be examined 5 or 7 is very small and one accordingly requires a small reflective area 6 or 8 or a very fine line, a lens (not shown) can be arranged in front of it, which the triangle 6 (8) or a line provided in its place enlarged on the end of the bundle a maps. Without such a lens, movements of a few millimeters are possible Can still be evaluated very well in practice, with additional lenses one gets around a few orders of magnitude lower - The described arrangement can be statically calibrated, either with full reflection by setting the then accordingly obtained maximum value of the current supplied by the photodiode 4 or one therefrom recovered voltage or vice versa with minimal reflection. To check the Of course, any number of intermediate values can also be static in linearity check by using the assigned output voltage for a defined path is checked for proportionality. This calibration then also applies to the dynamic one Case. In this way, comparable results with high accuracy are always achieved.
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| DE19691930111 DE1930111C3 (en) | 1969-06-13 | 1969-06-13 | Optical device for measuring the movement of parts moving in relation to one another |
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