Bl-cell-
f 20 mm.
masker
f 20 mm.
deelspiegel
fotodiode
invarstrip
steek van de lichtbalkjes
Fig. 4a. Baakstreepdetectoroptische constructie (schematisch).
4. Heidenhain-lineaal LS107
Dit incrementele meetsysteem maakt gebruik van een
zeer fijnmazige streepverdeling, die is aangebracht op
een glazen lineaal van ruim 3 meter lengte en welke
laatste flexibel is gevat in een aluminium behuizing. De
lineaal beweegt met geringe wrijving langs de aan de
meetbrug bevestigde aftasteenheid, die eveneens is
voorzien van een lijnenraster en foto-elementen, die met
een mini-lampje worden belicht. Door middel van het
zogenaamde moiré-effect worden de verplaatsingen om
gezet in een repeterend patroon van lichte en donkere
lijnen met een periode van 20 ^m. Deze worden elektro
nisch incrementeel geteld met twee paar fotocellen. De
aldus opgewekte sinusvormige uitgangssignalen zijn 90°
in fase verschoven, waardoor ook de telrichting is be
paald. Zij worden in separate interpolatie- en digitalise-
ringselektronika (EXE 610) verwerkt tot meetstapjes van
0,5 ^m.
De streepverdeling op de lineaal is door de fabriek geijkt
bij een temperatuur van 20,0°C en de geconstateerde
afwijkingen zijn getabelleerd; deze vertonen een vrijwel
lineair verloop van 3 ^m per meter. Deze waarde wordt
(voorlopig) als vaste schaalcorrectie op alle metingen toe
gepast. Het speciale glas heeft een lineaire uitzettings
coëfficiënt van +12 x 10~6/°C, gelijk aan die van staal
(in verband met toepassing op gereedschapsmachines).
Een van 20,0°C afwijkende temperatuur van de lineaal
wordt met een PT-100 temperatuur-opnemer (gevoelig
heid 0,1 °C) geregistreerd en als schaalfactor (1 12 x
10 6 x At) achteraf automatisch verwerkt. Dergelijke op-
nemers bevinden zich ook aan het linker- en rechter-
uiteinde van de kalibratiebank om samen met een voch
tigheidsmeter tijdens een meting deze meteogegevens
vast te leggen voor het kalibratierapport.
5. Baakstreepsensor
De optische constructie en het werkingsprincipe zijn
respectievelijk in fig. 4a en 4b weergegeven; de tekst is
grotendeels ontleend aan [5].
Met een gemoduleerde LED (Light Emitting Diode) wordt
een smalle bundel licht via een convergerende lens op
een masker geprojecteerd. Dit masker bestaat uit een
aluminium houder, waarin een verchroomd glasplaatje
met twee evenwijdige, geëtste spleten is gelijmd. Deze 67
firn brede spleten fungeren als lichtbron voor een tweede
(identieke) lens en worden op de invarbaak afgebeeld als
0,2 mm smalle lichtbalkjes. De onderlinge afstand hier
van (steek) moet overeenkomen met de breedte van de
betreffende baakstreep; dus voor ieder type streep is
een bijbehorend masker nodig (uitwisselbare masker
houders).
Het diffuus gereflecteerde licht wordt via een deelspiegel
met uitsparing en een derde lens geprojecteerd op
een tweeledige fotodiode. Deze fungeert als detector en
signaleert het moment van symmetrische ligging (pas
sage) van elk zwart baakstreepje ten opzichte van de
evenwijdige lichtbalkjes. Bij gelijke (versterkte) dioden-
stroom op iedere helft (ofwel spanningsverschil nul)
passeert een streepmidden en wordt op dat moment een
triggersignaal doorgegeven aan de Heidenhain-teller en
uitgelezen met 0,5 gm als eenheid. Deze waarde wordt
opgeslagen in het geheugen van de on-line computer.
Uit velerlei herhalingsmetingen op verschillende baak
typen is gebleken dat de ontwerper [5] met succes heeft
voldaan aan eisen van precisie, constructieve stabiliteit
en aan criteria bij de afbeelding, zoals voldoende scherp
tediepte bij projectie van de lichtbalkjes op een eventueel
iets doorhangende invarstrip en een zo volledig mogelijke
afbeelding van een streep op de fotodiode.
Met de symmetrische detectie is een analogon nage
streefd van de interpretatie van de baakstreep door de
waarnemer achter het waterpasinstrument. Zo worden
alle streepjes van een baakverdeling, mits niet ernstig
positie 1
nadering baakstreep
signaal geblokkeerd
positie 2
een balkje bedekt
blokkade opgeheven
positie 3
symmetrie stand
triggersignaal I
vaste positie
t t lichtbalkjes
Fig. 4b. Baakstreepdetectie; werkingsprincipe van de sensor.
422
NGT GEODESIA 91 - 10
