DE3511863A1 - Messtisch fuer eine koordinatenmessvorrichtung - Google Patents
Messtisch fuer eine koordinatenmessvorrichtungInfo
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- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
Description
Meßtisch für eine Koordinatenmeßvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Meßtisch für eine Koordinatenmeßvorrichtung
zum Bestimmen der Position eines induktiven Meßaufnehmers, mit mehreren parallelen Gitterleitungen für jede Koordinate,
die nacheinander aktivierbar sind.
Bei einem bekannten derartigen Meßtisch, auch Digitizer genannt/ werden die Gitterleiter einzeln nacheinander aktiviert, d.h.
von Strom durchflossen oder an eine Auswerteschaltung angeschaltet, und das Meßsignal wird einer Auswerteschaltung zugeführt,
die u.a. eine zweimalige Differentiation des Meßsignals vornimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßtisch der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Verwendung einer
vereinfachten Auswerteschaltung ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß jeweils mindestens
zwei Gitterleiter gegensinnig geschaltet aktiviert werden. Dadurch wird eine Differenzbildung der magnetischen
Wirkung des Stromflusses durch die jeweils aktivierten Gitterleiter auf den induktiven Meßaufnehmer erreicht bzw., wenn der
Meßaufnehmer als Sender und die Gitterleiter als Empfänger dienen, eine Differenzbildung der durch die unterschiedlichen magnetischen
FeJLdstärker an den aktivierten Gitterleiterri erzeugten Induktionsspannungen. Bei genügend geringem Abstand der in
Serie geschalteten Gitterleiter und bei aufeinanderfolgender Aktivierung der aus jeweils mindestens zwei Gitterleitern bestehenden
spulenartigen Gebilde wird ein Meßsignal erzeugt, welches gegenüber den mit bekannten Meßtischen erzeugten Meßsignalen
bereits einfach differenziert ist. Die Auswerteschaltung braucht daher lediglich noch so bemessen zu sein, daß sie
das Meßsignal lediglich noch einmal differenziert.
Vorzugsweise sind jeweils mindestens zwei eng benachbarte Gitterleiter
windungsartig miteinander verbunden.
Dabei können die verbundenen Gitterleiter jeweils eine Spule mit mehreren Windungen bilden, so daß bei Verwendung der Gitterleiter
als Sender eine geringere Stromstärke zur Erzielung eines bestimmten Magnetflusses erforderlich ist bzw. bei Verwendung
der Gitterleiter als Empfänger eine höhere Induktionsspannung auftritt.
Vorzusgweise weisen dabei die Spulen jeweils eine gleiche Anzahl von quer zu der zugeordneten Koordinatenrichtung verlaufende
Windungsbereiche auf.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die aus den in Serie geschalteten Gitterleitern gebildeten spulenartigen Gebilde
einander überlappend angeordnet. Dadurch läßt sich eine größere Meßgenauigkeit erzielen.
Eine besonders günstige Ausführungsform zur Realisierung der
überlappenden Anordnung ist darin zu sehen, daß die Gitterleiter als gedruckte Leitungsbahnen auf einer dünnen Folie aufgebracht
sind und daß mehrere derartige Folien versetzt übereinander gestapelt sind.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbexspielen ergänzend beschrieben.
Fig. 1 zei§t die Wirkungsweise des Meßtisches; Fig. 2 zeigt eine Anordnung der Gitterleiter
auf einem Meßtisch, bei dem jeweils zwei benachbarte Gitterleiter haarnadelförmig
miteinander verbunden sind; Fig. 3 zeigt eine meanderförmige Gestalt der
Gitterleiter;
Fig. 4 zeigt eine gegenüber Fig. 2 abgeänderte Ausführungsform, und
Fig. 4 zeigt eine gegenüber Fig. 2 abgeänderte Ausführungsform, und
Fig. 5 zeigt in Serie geschaltete Gitterleiterpaare in überlappender Anordnung.
Fig. 1 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise des Meßtisches. Man erkennt in Fig. 1 zwei Gitterleiter 1 und 2, die durch ein
quer dazu verlaufendes Leiterstück 3 gegensinnig in Serie geschaltet sind. Wenn an die Anschlüsse 4 und 5 des Gitterleitergebildes
1, 2, 3 eine Stromquelle angeschlossen wird, dann erzeugt der Gitterleiter 1 in einem als Spule ausgebildeten
induktiven Meßaufnehmer 6 einen Magnetfluß einer bestimmten Richtung, während der Gitterleiter 2 aufgrund der gegensinnigen
Stromrichtung in diesem einen Magnetfluß mit umgekehrter Richtung erzeugt. Diese beiden Magnetflüsse heben sich jedoch
nicht auf, da die Gitterleiter 1 und 2 einen Abstand a voneinander haben, so daß also der Gitterleiter 2 näher an dem Meßaufnehmer
6 liegt und einen stärkeren Magnetfluß erzeugt.
Fig. 2 zeigt drei nebeneinander liegende Paare 7, 8 und 9 von jeweils zwei in Serie geschalteten Gitterleitern. Tatsächlich
sind auf einem Meßtablett je nach dessen Größe einige zehn bis hundert Gitterleiter für jede Koordinatenrichtung vorgesehen,
um eine genügende Meßgenauigkeit zu erzielen.
Bei aufeinanderfolgender Erregung der Gitterleiterpaare 7, 8
und 9 entsteht in dem Meßaufnehmer eine Meßspannung, die der ersten Ableitung einer Meßsignalspannung entspricht, wie sie
entstehen würde, wenn die benachbart liegenden Gitterleiter jedes Paares 7, 8, 9 nicht miteinander verbunden wären, sondern
die Gitterleiter 1, 2 einzeln und aufeinanderfolgend von einem gleichen Strom durchflossen werden würden, wie bei bekannten
Meßtischen. Dadurch, daß jeweils zwei benachbarte Gitterleiter gegensinnig von Strom durchflossen werden, entsteht
also eine differenzierende Wirkung.
Die Genauigkeit der Differentiation hängt dabei im wesentlichen
von dem Abstand a der zusammengeschalteten Paare von Gitterleitern
ab.
Fig. 3 zeigt eine andere Anordnung der Gitterleiter, die eine
einzige, meanderförmige Leiterbahn 10 bilden, welche an den die eigentlichen Gitterleiter verbindenden kurzen Leiterabschnitten
11 Anschlüsse 12, 13, 14, 15 und 16 aufweisen. Beim Betrieb der Meßvorrichtung werden nacheinander die Anschlüsse 12 und 14,
15 und 13, 14 und 16 usw. an den ersten bzw. zweiten Pol einer Stromquelle angeschaltet. Man erkennt, daß dadurch jeweils
zwei Gitterleiter gegensinnig von Strom durchflossen werden.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Meßtisches,
bei der die jeweils zusammengehörenden zwei Gitterleiter zu Spulen 17,18 erweitert sind. Dadurch wird erreicht, daß zum
Erzeugen eines bestimmten Magnetflusses ein geringerer Strom durch die Gitterleiter erforderlich ist, so daß die Ansteuerschaltungen
kostengünstiger realisiert werden können.
Fig. 5 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines
Meßtisches, bei der sechs Spulen mit jeweils einer Windung einander überlappend angeordnet sind. Die Spulen 24,25 und
26 liegen dabei in einer ersten Ebene, während die Spulen 27 28 und 29 in einer davon getrennten Ebene liegen. Eine derartige
Anordnung der Spulen läßt sich realisieren, indem die Spulen 24,25 und 26 als Leiterbahnen auf einer Folie aufgebracht
sind und die Spulen 27,28 und 29 als Leiterbahnen auf einer getrennten Folie, wobei beide Folien sodann übereinander
gelegt sind derart, daß die Spulen 27,28 und 29 versetzt zu den Spulen 24,25 und 26 liegen. Die Aktivierung der Spulen
geschieht in der Reihenfolge 24,27,25,28,26,29.
Die Erfindung läßt sich nicht nur anwenden für den Fall, daß die Gitterleiter von Strom durchflossen sind und in dem
Meßaufnehmer 6 ein Meßsignal erzeugt wird, sondern auch für den umgekehrten Fall, daß der Meßaufnehmer von einem Strom durchflossen
wird und die jeweils zusammengeschalteten Paare von Gitterleitern nacheinander an eine Auswerteschaltung angeschlossen
werden. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, einen sich ändernden Strom durch den Meßaufnehmer zu schicken, beispielsweise
einen Wechselstrom, dessen Frequenz höher ist als die ümschaltfrequenz der Gitterleiter.
Die Erfindung läßt sich auch anwenden zusammen mit der gleichzeitig
eingereichten Erfindung des Anmelders mit dem Titel "Koordinatenmeßvorrichtung", die ihrerseits eine einfach differenzierende
Wirkung hat und die in Kombination mit der oben beschriebenen Erfindung eine zweifache Differentiation ergibt.
Claims (6)
1. Meßtisch für eine Koordinatenmeßvorrichtung zum Bestimmen
der Position eines induktiven Meßaufnehmers, mit mehreren
parallelen Gitterleitern für jede Koordinate, die nacheinander aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils mindestens zwei Gitterleiter gegensinnig geschaltet aktiviert werden.
2. Meßtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils mindestens zwei eng benachbarte Gitterleiter windungsartig miteinander verbunden sind.
3. Meßtisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die verbundenen Gitterleiter jeweils eine Spule mit mehreren Windungen bilden.
4. Meßtisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulen jeweils eine gleiche Anzahl von quer zu der zugeordneten Koordinatenrichtung verlaufenden
Windungsbereichen aufweisen.
5. Meßtisch nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die aus den in Serie geschalteten
Gitterleitern gebildeten spulenartigen Gebilde einander überlappend angeordnet sind.
6. Meßtisch nach Anspruch 1 bis 4 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Gitterleiter als gedruckte
Leitungsbahnen auf einer dünnen Folie aufgebracht sind und daß mehrere derartige Folien versetzt übereinander
gestapelt sind.
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