Brevet FR2086354A1 — publié le 19711231

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de détection des erreurs dans les systèmes de mesure incrémentaux des trajets en fonction du sens au moyen de signaux de lecture électriques déphasés les uns par rapport aux autres. Les systèmes de mesure incrémentaux de la position sont basés, comme on le sait,sur la méthode d'accroissement par impulsions qui compte en impulsions chaque modification de la valeur de la grandeur à mesurer. Dans les systèmes de mesure incrémentaux, il n'existe par conséquent aucune relation fixe par rapport à la position de départ initiale. Il en résulte qu'une seule erreur de mesure- peut fausser-toutes les autres mesures consécutives0 On counatt déjà des dispositifs de détection des erreurs pour les systèmes de mesure incrémentaux. Dans ces systèmes, les impulsions parasites dispersées dans un parcours de transmission sont supprimées et, ce, de façon que les impulsions à transmettre sont envoyées sous forme d'impulsions complémentaires de même phase par différents canaux à un réseau logique placé du ctté du récepteur.Des impulsions ne sont alors émises par la sortie du réseau que si deux signaux complémen tares arrivent en même temps sur les deux canaux de transmission. Avec des dispositifs de ce genre, on ne peut toutefois pas déceler les erreurs d mesure dues à des phases incorrectes des signaux de lecture provoquées, par exemple, par un encrassement de la graduation du système de mesure incrémental. I1 n'en reste pas moins qu'une phase permanente et également un niveau d'amplitude déterminé des signaux de lecture sont des conditions indispensables pour l'exactitude de la mesure. La présente invention vise à trouver pour les systèmes de mesure incrémentaux un moyen de détection des erreurs simple qui permette de déceler les phases et, le cas échéant, les niveaux d'amplitude incorrects des signaux de lecture. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que sur les signaux de lecture émis lors du processus de mesure on contrtle l'angle de phase et/ou le niveau de l'amplitude et qu'une indication d'erreur intervient en cas d'écart déterminé des signaux de lecture par rapport à leur phase de consigne et/ou à leur niveau d'amplitude de consigne. Dans un dispositif possible pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, un des signaux de lecture déphasé par rapport à l'autre est envoyé de façon connue à un déclencheur et ensuite à un différentiateur d'un circuit discriminateur de sens et de comptage qui émet des impulsions à chaque basculement du déclencheur. L'autre signal de lecture non encore déformé et qui est dérivé avant le circuit discriminateur de sens et de comptage commande un déclencheur dit à fenttre, qui, à l'inverse du déclencheur pre mier-nommé, à un état de sortie déterminé fait correspondre une zone se situant autour de la valeur - moyenne du - signal fait cresondre d'entrée et à un état de sortie opposé,/les zones extrêmes qu signal d'entrée.La sortie du différentiateur ainsi que celle du déclencheur à fenttre sont associées à un circuit de con tr8le qui vérifie, par exemple, si l'impulsion émise à chaque fois par le différentiateur coincide en temps voulu avec l'é- tat du déclencheur à fenêtre qui est associé aux zones extrimes de son signal d t entrée. Si l'impulsion émise à chaque fois par le différentiateur ne coincide pas en temps voulu avec l'état précité du déclencheur à-fen8tre, un dispositif d'alarme se déclenche. On peut de cette façon déceler immédiatement les phases incorrectes des signaux de lecture - dues par exemple à nn encrassement des graduations de mesure - et qui disparaissent après vérification du système de mesure. Pour augmenter encore la sécurité, le dispositif décrit ci-dessus peut également titre prévu en deux exemplaires. En pareil cas chacun des signaux de lecture déphasé l'un par rapport à l'autre commande son propre déclencheur à fenttre. Chaque déclencheur à fen8tre comporte alors son propre circuit de contre dont les entrées sont à chaque fois raccordées à la sortie du déclencheur à fenêtre correspondant ainsi qu a la sortie d'un différentiateur commandé par l'autre signal de lecture par l'intermédiaire d'un déclencheur. Chaque circuit de contr8le vérifie individuellement si l'impulsion émise à chaque fois par le différentiateur coïncide en temps voulu avec l'état qui correspond aux zones extrêmes du signal d'entrée du déclencheur qui lui est associé. Dans un autre dispositif possible pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, chacun des signaux de lecture déphasé par rapport à l'autre commande son propre déclencheur à fenêtre, Ici aussi, les signaux électriques dont la phase doit entre vérifiée sont prélevés directement sur la branche qui conduit au circuit électronique discriminateur de sens et de comptage du système de mesure. A l'inverse du dispositif décrit précédemment, ce ne sont, toutefois, que les sorties des déclencheurs à fen8tre- qui sont raccordés à un circuit de contrtle qui vérifie, par exemple, si les états des déclencheurs à fenêtre qui sont associés aux zones moyennes de leurs signaux d'entrée, coincident. Avec des dispositifs de ce genre, on peut à la fois contrôler l'angle de phase de méme que l'amplitude des signaux de lecture. Un tel contrôle de l'angle de phase et- de l'amplitude est particulièrement important dans les systèmes de mesure à haut pouvoir de résolution où il convient d'effectuer une multiplicatìon du signal par le moyen connu de l'interpolation des phases. Une telle multiplication des signaux par interpolation des phases n'est possible qu'avec une phase essentiellement permanente, et il importe également que la hauteur de l'amplitude des signaux de lecture-ne descende pas en dessous d'une valeurs animale déterminée. Dans un procédé avantageux selon l'invention, un contr8le de l'angle de phase et du niveau de l'amplitude est exécuté directement sur les signaux analogiques. Les phases et/ou les niveaux d'amplitude incorrects des signaux analogiques déclenchent une indication d'erreur. Dans un dispositif possible pour la mise en oeuvre de ce procédé, les signaux analogiques sont associés à un dispositif redresseur sur une sortie duquel réagit le plus haut des signaux d'entrée de polarité positive et sur l'autre sortie, le plus haut des signaux d'entrée de polarité négative. Les signaux analogiques redressés produisent alors un signal différentiel auquel se superpose une tension de seuil constante. Si cette valeur de seuil n'est pas atteinte, il se produit un basculement dont le signal de sortie déclenche une indication d'erreur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation-pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention la figure 2 est une courbe des signaux suivant la figure 1 la figure 3 est un autre dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention la figure 4 est une courbe des signaux suivant la figure 3 la figure 5 est un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention la figure 6 est une courbe de signaux suivant la figure 5, avec phase et niveau de l'amplitude des signaux de lecture corrects la figure 7 est une courbe de signaux suivant la figure 5, avec phase incorrecte des signaux de lecture la figure 8 est une courbe des signaux selon la figure 5 avec niveau d'amplitude incorrect des signaux de lecture. La figure 1 représente un dispositif de lecture photoélectrique à grille pour la mesure du trajet en fonction du sens. Une échelle graduée à grille 1 et une plaque de lecture à grille 2 glissant sur cette dernière sont éclairées au moyen d'une lampe 3 par l'intermédiaire d'un condenseur 4. Les objectifs 5 et 6 envoient les faisceaux lumineux traversant les grilles 1 et 2 sur les cellules photoélectriques 7 et 8 dont les signaux de sortie sont amplifiés par les amplificateurs 9 et 10. Les signaux électriques S11 et S12 émis par les sorties 11 et 12 des amplificateurs sont, dans les formeurs d'impulsions 13 et 14 (déclencheurs), transformés en signaux rectangulaires T15 et T16 .Ces signaux rectangulaires T15 et T16 sont de façon normale envoyés par les sorties 15 et 16 à un circuit électronique 17 discriminateur de sens et de comptage dont le réseau logique renferme entre autres un différentiateur qui, par souci de clarté, est prévu sur la figure 1, à l'extérieur de ce circuit dans la branche 15/19. Ce différentiateur 18 dans la branche 15/19 delivre des impulsions 119 à chaque basculement du déclencheur 13. Le signal de sortie renforcé S12 est, selon l'invention, dirigé sur un déclencheur à fenêtre 20 qui, à l'inverse des déclencheurs 13 et 14, à un état de sortie déterminé fait correspondre une zone se situant autour de la valeur moyenne du signal d'entrée et, à un état de sortie opposé , les zones extrêmes du signal d'entrée. Le déclencheur à fen8tre 20 peut être constitué par deux déclencheurs 21 et 22 correspondant aux déclencheurs 13 et 14 et par une porte OU exclusif 23. Les niveaux Ng ou N1 et N2 (figure 2) des déclencheurs 13 et 14 ou 21 et 22 sont réglables. La sortie 24 du déclencheur à fenotre 20 de même que la sortie 19 du différentiateur 18 sont associées à un circuit de contrtle 25 qui, dans l'exemple choisi, vérifie si l'impulsion I19 fournie à chaque fois par le différentiateur 18 (figure 2) tombe en temps voulu dans la zone X (figure 2) du signal rectangulaire 224 émis par le déclencheur à fenêtre 20. Le circuit de contre 25 comporte ici deux portes ET 26 et 27 ainsi qu'une porte OU 28. La sortie 19 du différentiateur 18 ainsi que la sortie 24 du déclencheur à fenêtre 20 sont associées aux entrées de la première porte ET 26. La sortie 191 dfun circuit inverseur 29 pour les impulsions 119 fournies par le différentiateur 18 ainsi que la sortie 24 du déclencheur à fenêtre 20 sont reliées aux entrées de la deuxième porte ET 27. La phase des signaux S11 et Si2 est correcte si, comme le montre la figure 2, les impulsions 119 fournies à chaque fois par le différenciateur 18 tombent dans la zone X du signal rectangulaire T24 . La durée dans le temps de la zone X peut être modifiée en variant les niveaux N1 et N2 des déclencheurs 21 et 22. Le dispositif d'alarme qui,par exemple, peut comporter un voyant 21 est enclenché si l'impulsion I14 émise à chaque fois par le différentiateur 18 ne tombe pas au moment voulu dans la zone X du déclencheur à fenStre 20. Cela permet de déceler les phases incorrectes des signaux de lecture Sll et S12 provenant, par exemple d'un encrassement de la division de grille 1 et 2 et qui disparaissent après élimination de la source d'erreur. Sur la figure 3, chacun des signaux de lecture Sll ou S12 déphasés l'un par rapport à l'autre est associé à son propre déclencheur à fenêtre 201 qui réagit au niveau N3 ou N4, et qui peut être réalisé de façon identique au déclencheur 20 représenté sur la figure 1. Les signaux rectangulaires T32 et T33 (figure 4), émis par les sorties j;'2 et 33 des déclencheurs à fenêtre 201, commandent un circuit de centrale constitué par une porte ET 34 dont la sortie 35 actionne un voyant 31 lorsqu'une erreur intervient.Le circuit de contrôle 34 vérifie si les états des déclencheurs à fenêtre 20 correspondant aux zones moyennes de leurs signaux d'entrée respectifs, coSncident. Si, contrairement a' ce qui est représenté sur la figure 4, les zones Y des déclencheurs à fenêtre 201 coïncident le voyant 31 est allumé par la sortie 35 du circuit de contre 34. Ce dispositif à deux déclencheurs à fenêtre 201 permet non seulement un contrôle de l'angle de phase des signaux Sll et S12, mais permet en méme temps un contrtle du niveau de l'amplitude des signaux Sll et S12. Si cette amplitude du signal Sll ou 312 descend en dessous du niveau des déclencheurs à fenêtre 201 , ce défaut est signalé par le voyant 31 qui s'allume. La figure 5 monture un dispositif- de lecture à grille photoélectrique pour la mesure du trajet. Une échelle graduée à grille 100 et une plaque de lecture à grille 200 coulissant sur cette dernière sont éclairées au moyen d'une lampe 300 par l'intermédiaire d'un condenseur 400. Les objectifs 50, 501, 60 et 601 envoient les rao yons lumineux traversant les grilles 100/200 sur les cellules photoélectriques 70, 701, 80 et 801 qui sur la figure 5, sont à l'instar des divisions de la plaque de lecture à grille 200 décalées les unes par rapport aux autres d'une valeur égale à environ 1/4 de la constante du réseau. Grâce à cette disposition, les signaux de sortie de la première et de la troisième cellule photoélectrique 70 et 7 1 et de la deuxième et de la quatrième cellule photoélectrique 80 et 801 sont toujours en opposition de phase les uns par rapport aux autres. Les sorties des cellules photoélectriques 70 et 7 1 sont raccordées à une unité électrique 75 tandis que les sorties des cellules photoélectriques 80 et 801 sont raccordées à une autre unité électrique 85 qui, de la façon habituelle dans les dispositifs en push-pull connus, forment à chaque fois un signal différen tiel à partir des signaux d'entrée. Les signaux de sortie de l'unité 75 ou 85 qui, dans le mode de réalisation pris comme exemple sont déphasés d'environ 90 l'un par rapport à l'autre, sont amplifiés dans les amplificateurs 90 et 95 et envoyés par les sortIes 110 et 120 aux formateurs d'impulsions 130 et 14G (déclencheurs). Les signaux rectangulaires T150 et 160 ainsi obtenus commandent, par l'intermédiaire des sorties 150 et 160, un circuit électrique discriminateur de sens et de comptage 170. Le dispositif décrit ci-dessus est connu et ne constitue pas l'objet de l'invention. L'invention réside dans le fait que tour déceler les erreurs, un contrôle de l'angle de phase et du niveau de l'amplitude est effectué directement sur les signaux analogiques S et S120 de ce dispositif. A cet effet, les sorties 110 et 120 des amplificateurs sont associées à un dispositif redresseur 115, le plus élevé des signaux d'entrée de polarité positive s'exerçant sur l'une des sorties 116 et le plus élevé des signaux d'entrée de polarité négative s'exer çant sur l'autre sortie 117. Sur la figure 5, par exemple, une tension de seuil constante susceptible autre réglée en fonction de la sensibilité de réponse de ce dispositif d'essai est superposée au signal analogique S116 dans une unité électrique 118. Les signaux S'1l6 sortant par la sortie 116' de l'unité 118 ainsi que les signaux S1l7 sortant par la sortie 117 du dispositif redresseur 115 commandent un circuit de basculement 119 qui réagit selon le signe de la différence des tensions d'entrée.Dans le mode de réalisation pris comme exemple, le circuit de basculement 119 réagit à la tension différentielle zéro des signaux d'entrée S'116 et S117 Une indication d'erreur ne se produit alors que si la différence de tension des signaux S116 et S1l7 est inférieure à une valeur de seuil réglée au niveau de l'élément 118 , auquel cas, un basculement intervient dans le circuit 119. Un signal T121 sortant par la sortie 121 du circuit de basculement 119 positionne alors une bascule 122 dont la sortie 123 déclenche un voyant310 par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance 124. Après élimination de l'erreur due, par exemple, à un encrassement de la graduation de la grille 100/200, la bascule 122 est ramenée à sa position initiale par une impulsion venant par la conduite 126 et le voyant 310 s'éteint. La figure 6 représente une courbe du signal en cas de phase et d'amplitude correctes des signaux analogiques SllO et S120 . La différence de tension des signaux S116 et Sll7 n'est dans ce cas pas inférieure à la valeur de seuil réglée au niveau de l'élément 118 comme le montre la courbe du signal S119 . C'est pourquoi, à la sortie 121 du circuit de basculement 119 , il ne se produit aucune modification du signal 'T121 Si bien que le voyant 310 ne s'allume pas. La figure 7 représente la courbe du signal en cas de phase incorrecte des signaux analogiques SllO et S120. La courbe du signal S1l9 montre, qu' en cas de défaut de ce genre, la différence de tension des signaux de mEme sens 5116 et S1l7 est inférieure à la valeur de seuil réglée au niveau de l'élément 118. Etant donné que dans le mode de réalisation pris comme exemple, le circuit de basculement 119 répond à la différence de tension 0, il se produit une modification de l'état qui passe du 1 logique au zéro logique. A la sortie 121 du circuit de basculement 119, la modification intervenant dans le signal T121 allume le voyant 310. La figure 8 illustre un mode de fonctionnement analogue avec amplitude incorrecte du signal S120 Cette erreur est également signalée par l'éclairement du voyant 310. Cette détection des erreurs selon l'invention, peut, bien entendu, être également utilisée avec des systèmes de mesure par incréments magnétiques, capacitifs et in ductif s. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection des erreurs dans les systèmes de mesure incrémentaux du trajet en fonction du sens au moyen de signaux de lecture électriques déphasés l'un par rapport à l'autre, caractérisé par le fait que l'on contro- le l'angle de phase et/ou le niveau de l'amplitude des signaux de lecture émis lors de la mesure et qu'une indication d'erreur intervient en cas d'écarts déterminés par rapport à la phase de consigne et/ou par rapport au niveau d'amplitude de consigne. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on effectue le contrôle de la phase et du niveau de l'amplitude directement sur les signaux analogiques et qu'une indication d'erreur se produit en cas de phases et/ou de niveaux d'amplitude incorrects des signaux analogiques. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérise par le fait que pour le contrôle de l'angle de phase et/ou de l'amplitude, au moins un des signaux de lecture est envoyé à un dénommé déclencheur à fenetre qui, à un etat de sortie déterminé, fait correspondre une zone se situant autour de la valeur moyenne du signal d'entrée et à l'état de sortie opposé, les zones extrimes du signal d'entrée. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'un des si6-aux de lecture déphasé par rapport à l'autre est envoyé de façon connue à un déclencheur, puis à un différentiateur émettant des impulsions à chaque basculement du déclencheur, et que l'autre signal de lecture est associé à un déclencheur à fenêtre et que, par ailleurs, la sortie du déclencheur à fenêtre ainsi que celle du différentiateur sont associées à un circuit de contre qui détermine, par exemple, si l'impulsion émise à chaque fois par le différentiateur coïncide en temps voulu avec un état du déclencheur à fen8tre qui est associé aux zones extrêmes de son signal d'entrée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le circuit de contrôle comporte deux portes ET ainsi qu'une porte OU, la sortie du différentiateur ainsi que celle du déclencheur à fenêtre étant associées aux entrées de la première porte ET, et la sortie invertie du différentiateur et celle du déclencheur à fenêtre étant associées aux entrées d'une deuxième porte ET et que la sortie des portes BU est raccordée à la porte OU dont la sortie commande un dispositif d'alarme. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que pour le contrôle de l'angle de phase et/ou de l'amplitude, chacun des signaux de lecture commande son propre déclencheur à fenttre et que les sorties de ces déclencheurs à fenQtre sont associées à un circuit de con trolle qui vérifie, par exemple, Si les états des déclencheurs à fenêtre associés aux zones moyennes de leurs signaux d'entrée respectifs, coincident. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les signaux analogiques sont associés à un dispositif redresseur et qu'â partir des signaux analogiques redressés, il se forme un signal différentiel auquel est superposée une tension de seuil constante, et que, si la valeur de seuil n'est pas atteinte, il se produit une excitation du circuit de basculement dont le signal de sortie déclenche une indication d'erreur. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les signaux analogiques sont associés à un dispositif redresseur, le plus élevé des signaux d'entrée de polarité positive agissant sur une sortie et le plus élevé des signaux d'entrée de polarité négative agissant sur l'autre sortie, et que les signaux analogiques redressés commandent un circuit de basculement qui réagit aux signes de la différence des tensions d'entrée. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'une tension constante est superposée à un des signaux analogiques redressés et que ces signaux analogiques redressés commandent un circuit de basculement qui réagit à la différence de tension 0.