Brevet FR2029017A1 — publié le 19701016

i 2029017 La présente invention concerne un dispositif de cellules photoélectriques qui est destiné à déterminer la position d'une échelle à graduation uniforme relativement à ce dispositif, et qui comprend plusieurs cellules photoélectriques uniformément espacées 5 entre elles et suivant la direction longitudinale de l'échelle, et un émetteur différentiel exploitant les signaux produits par les cellules photoélectriques quand l'échelle graduée se déplace. Un dispositif de cellules photoélectriques de ce genre qui est déjà connu comporte dix cellules photoélectriques installées 10 entre deux traits de graduation de l'échelle dans le sens longitudinal. Les cellules photoélectriques sont décalées entre elles de 1/10 d'une division, si bien que, lorsque l'échelle se déplace d'une division complète, il y a émission de dix signaux.. L'inconvénient du dispositif déjà connu de cellules photoélectriques con-15 siste en ce que la division élémentaire de l'échelle ne peut pas être inférieure à l'espace occupé par les dix cellules. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de cellules photoélectriques qui évite l'inconvénient précitée Suivant cette invention, on obtient ce résultat par le fait que l'es-20 pacement de deux cellules contigues est supérieur ou inférieur de 1/10 à une division de l'échelle, et que les cellules sont groupées en dix paires du fait que chacune d'elles est connectée avec la précédente à un premier émetteur différentiel, et avec la suivante à un deuxième émetteur différentiel. 25 On décrira maintenant plus., complètement la présente invention à l*aide des exemples de réalisation représentés sur les figures 1 à 3, dans lesquelles ï La figure 1 représente schématiquement un dispositif d'indication de position; 30 La figure 2 représente le dispositif de cellules photoélectri ques dans un exemple de réalisation de la présente invention; La figure 3 représente un schéma d'utilisation des signaux du dispositif de cellules photoélectriques de la figure 2, et la circulation correspondante des signaux. 35 On voit sur la figure 1 une règle graduée en verre 1 qui est fixée sur un chariot de machine, mobile et non représenté. La règle 1 a une section trapézoïdale. Sur l'une des bases 2 de cette règle graduée, on a tracé une série de traits équidistants de graduation 3» La règle graduée 1 comporte deux faces latérales 4 et. 5 40 qui sont inclinées de 45° sur la base 2. Par l'intermédiaire d'une 69 45612 2 2029017 lentille condenseur 7, line lampe de projection 6 éclaire la règle 1 de façon que la lumière tombe perpendiculairement sur la face 2, puis sous line incidence de 45° sur la face latérale inclinée 4 de la règle graduée 1. Sur cette dernière face, la lumière est tota-5 lement réfléchie, si bien qu'elle se prppage ensuite dans la règle 1 parallèlement à la face 2 et tombe également sous une incidence de 45° sur la face latérale oblique 5. Sur cette dernière face latérale 5, la lumière est donc encore totalement réfléchie, si bien qu'elle sort de la règle 1 perpendiculairement à la face 10 2, où elle traverse les traits de graduation 3 appliqués sur cette face. Sur le parcours de la lumière émergente se trouve un système optique de projection 8, qui reproduit une partie de l,échelle 1 avec agrandissement sur un plan de projection E. Un masque M qui comporte des ouvertures A se trouve dans le plan de projection E. ^ 15 Des cellules photoélectriques F sont installées derrière les ouvertures A, et celles-ci constituent des surfaces actives parfaitement définies pour chacune des cellules photoélectriques F. La lampe de projection 6, la lentille condenseur 7, le système optique de projection Ô et le masque H ainsi que les cellules 20 photoélectriques F situées derrière ce masque, constituent un ensemble rigide, relié à un organe fixe de machine qui n'est pas représenté. On voit sur la figure 2 l'image agrandie de l'échelle 1 sur le masque M installé dans le plan de projection E. L'exemple de 25 réalisation représenté concerne une échelle particulière 1, dans laquelle la largeur B des traits de graduation 3 est égale à la largeur L des intervalles compris entre ces traits. Avec cette échelle particulière, il y a production d'une transition clair-sombre, et d'une transition spmbre-clair, à chaque parcours de là 30 largeur d'un trait ou d'un intervalle, si bien que, dans ce cas, la largeur d'un trait ainsi que la largeur d'un intervalle représentent une division b de la graduation. Dans l'exemple de réali- c sation représenté, l'échelle 1 est divisée par exemple en divisions de 40 u, si bien qu'après un grossissement 20 de l'échelle 35 dans le plan de projection E, on obtient une largeur de 800 u pour un trait de graduation et pour un intervalle. Un ensemble de 11 cellules photoélectriques F^ à F ^ sont installées derrière les ouvertures A du masque M. En vue de l'exploitation des signaux, ces ÎLl cellules F^ à sont groupées en dix paires F-^ - F2 , 40 F2 - F etc., et chaque paire de cellules débite un signal comme 69 45612 3 2029017 on le verra mieux à l,aide de la- figure -3» D'une façon correspon» dant aux -dix paires de cellules et aux dix .signaux fournis par ces pairesr les ouvertures A, et par suite également les surfaces réceptrices actives des cellules F^ à F^ sont mutuellement espacées 5 de a = b + b/10 dans laquelle b est la largeur d'une division de l'échelle 1. Pour réduire l'encombrement, les ouvertures A et les cellules F^ à F^ qui se trouvent derrière elles sont décalées en hauteur comme on l'a indiqué sur la figure 1. Sur la figure 3, les cellules F^ à F^ sont groupées par pai-10 res de façon que chacune d'elles forme une paire avec celle qui la précède et Gelle qui la suit. Les tensions photoélectriques U (F^) à U (F-q) produites par les cellules Fi à Fn sont amplifiées dans les amplificateurs à V^-situés en aval. Les tensions ainsi amplifiées U* à U*^ sont envoyées dans les entrées des amplificateurs 15 différentiels DV^ à DV^Q. Après être sorties des amplificateurs différentiels DV^ à DV^q , les tensions différentielles amplifiées U (Aq) = k (U* - U*) à U(A g) = k ( U- ILj* ) sont débitées en fonction du déplacement S de l'échelle. La variation de ces tensions différentielles est indiquée dans la partie droite de la figure, à 20 côté des sorties des amplificateurs différentiels. On peut ainsi obtenir des signaux à l'intérieur d'une division de l'échelle, par exemple en utilisant les zéros des tensions différentielles. Dans ce cas, il y a toujours émission d'un signal lorsque les deux cellules appartenant à une même paire sont cou-25 vertes de la même quantité. Dans le cas représenté figure 2, cela se produit pour les cellules F^ et F£. Quand la graduation s'est déplacée de l/lO d'une division, les cellules F^ et F^ sont couvertes de la même quantité, si bien qu'il y a émission d'un signal de différence nulle pour ces deux cellules. Au cours de chacun des 30 déplacements suivants de l/lO de division, l,émission du signal de différence nulle se produit successivement pour les paires successives de cellules, jusqu'à ce que la situatâôn initiale soit rétablie à la fin d'un déplacement égal à une division entière. Au cours d'un déplacement de 40 p de l'échelle l'ensemble des dix paires de cellules et des dix amplificateurs différentiels-situés 35 derrière ces cellules produit donc dix signaux, si bien qufune division est fractionnée en éléments de 4 }i de longueur. On peut obtenir un fractionnement encore plus poussé de la longueur d'une division si, toutes les fois que les tensions différentielles U (Aq) à U (A^ ) émises par les amplificateurs différentiels DV^ 69 45612 4 2029017 à DV^q sont inférieures ou supérieures à une certaine valeur seuil qu'on peut fixer d'avance, il y a émission d'un signal (lue on le voit dans la partie droite de la figure 3» De cette façon, on obtient déjà un signal pour un déplacement de 2 ji de l'échelle. La 5 longueur d'une division de 40 ji est fractionnée par 20 signaux. Du point de vue de la technique des montages électriques, on peut produire ces signaux en montant en aval des amplificateurs différentiels DV^ à DV10 des déclencheurs, dont le seuil de fonctionnement est réglable. Par différenciation des impulsions débitées, on 10 obtient 20 impulsions particulières pour un déplacement de 40 u de l'échelle. 69 45612 5 2029017 REVENDICATIONS 1) Dispositif de cellules photoélectriques déterminant la position d'une échelle à graduation uniforme relativement à ce dispositif, comprenant plusieurs cellules photoélectriques uniformé-5 ment espacées entre elles et suivant la direction longitudinale de l'échelle et un émetteur différentiel utilisant les signaux émis par les cellules photoélectriques pendant le déplacement de l'échelle, ce dispositif étant caractérisé par le ..fait que l'espacement (a) entre deux cellules voisines F^ et Fn+^ est supérieur ou 10 inférieur de l/lO à la longueur (b) d'une division de l'échelle 1, et que les cellules F^ à F^ sont groupées en dix paires du fait que chaque cellule Fn est connectée avec la cellule précédente Fn_^ à un premier émetteur différentiel, et avec la cellule suivante Fr+^ à tin deuxième émetteur différentiel. 15 2) Dispositif de cellules photoélectriques conforme à la re vendication 1, caractérisé par le fait qu'un masque M percé d'ouvertures A est placé devant les cellules photoélectriques F, les ouvertures A étant séparées par des espacements égaux à ceux des cellules photoélectriques F. 20 3) Dispositif de cellules photoélectriques conforme à la re vendication 2, caractérisé par le fait que la largeur des ouvertures A est plus petite qu'une division (b) de l'échelle 1. 4) Dispositif de cellules photoélectriques conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que les émetteurs différen- 25 tiels sont des amplifacateurs différentiels DV dont les entrées sont connectées individuellement à deux cellules photoélectriques Fn> Fn+1 voisines. 5) Dispositif de cellules photoélectriques conforme aux revendications 1 ou 4, caractérisé par le fait qu'un déclencheur à 30 seuil de fonctionnement réglable est connecté en aval de chaque amplificateur différentiel. 6) Dispositif - de cellules photoélectriques conforme à la revendication 5, caractérisé par le fait que le seuil de fonctionnement est réglé de façon qu'un signal soit émis quand les éclaire- 35 ments des deux cellules photoélectriques Fn, Fn+^, correspondant à un même amplificateur différentiel DV diffèrent entre eux d'une quantité prédéterminée.