Brevet FR2177611A1 — publié le 19731109

a présente invention a pour objet un dispositif permettant par codage-comptage la mesure des déplacements d'un élément mobile par rapport à un élément fixe. I1 est particulièrement applicable aux machines à commandes numériques ainsi que dans les instYumlents de mesure devant indiquer avec précision l'amplitude d'un mouvement, par exemple, une balance automatique. On sait que dans de tels systèmes, l'un des deux éléments comprend un réseau de fentes parallèles tandis que l'autre est pourvu de moyens émetteurs de signaux successifs. Ces signaux sont introduits dans un circuit qui effectue le comptage du nombre de fentes défilant pendant le déplacement de l'élément mobile et détermine l'affichage correspondant. La difficulté avec ces systèmes est d'obtenir un comptage et un décomptage corrects, ctestàdire de déterminer exactement la position de ltélément mobile quel que soit le sens du déplacement. En se référant au dessin annexé, on décrira sous forme schématique un mode de réalisation de l'invention dont les caractéristiques permettent de supprimer les inconvénients énoncés cidessus en déterminant un comptage et un décomptage extrêmement précis,donc dans les deux sens de déplacement. Sur la figure 1 sont désignés par A et B les deux éléments dont on veut mesurer les déplacements relatifs. On suppose que A est mobile et 3,fixe. L'élément A inclut et entraRne dans son mouvement le réseau R. Ce réseau est formé d'une série de fentes découpées, par exemple, dans un dépit métallique porté par une réglette en verre. L'intervalle séparant deux fentes est quatre fois plus grand que la largeur de chaque fente. L'élement B est pourvu de cinq têtes de lecture formées chacune d'une cellule photoélectrique, placées respectivement derrière une fenêtre.Da-ns ces cinq fentes numérmtées et désignées par les chiffres 0,2,4, 6, 8 sont pratiquées des fentes identiques à celles de la réglette formant le réseau R.Chaque réseau de fentes pratiquées dans une fenêtre placée devant une cellule correspondante est séparé du réseau de la fenêtre le jouxtant d'une longueur égale à un nombre entier de pas (p Fig.l) plus 1/5 de ce pas. La représentation de la figure 1 est évidemment schématique et en réalité chaque réseau comprend un nombre très élevé de fentes, ainsi que l'indique la figure 2. A simple titre d'exemple de la réalisation des fentes, on peut indiquer que si la largeur de celles-ci est de 5 microns, une fenêtre de 2mm. x 2mm. peut en contenir une centaine. Si le mouvement de l'élément A doit s'effectuer horizontalement, la position des cellules est celle représentée figure 2. De toute évidence, lorsque le mouvement de l'élément A s'effectue suivant un plan vertical, les cellules sont alors superposées. Cinq pinceaux lumineux parallèles sont prévus pour exciter chacun respectivement une cellule de lecture à travers les fentes du réseau R et celles des fenêtres correspondantes. Dans la position représentée sur la figure 1, on constate que seule la cellule O est excitée. Si la réglette portant le réseau R se déplace dans le sens I indiqué par la flèche, les différentes cellules seront successivement excitées dans l'ordre 2, 4, 6, 8. Le résultat recherché consiste à compter combien de fois le O est franchi dans le même sens afin de déterminer exactement l'affichage des chiffres des dizaines, des centaines, des milliers... Par ce qui précède, on constate que l'on recueille cinq informations différentes qui sont fournies par les cinq cellules o, 2, 4, 6, 80 On suppose présentement que l'affichage du déplacement est représenté par un nombre de quatre chiffres donnant, par exemple, les unités, les dizaines,les centaines et les milliers. Suivant une première caractéristique de l'invention, le chiffre des unités est affiché directement sans passer par l'intermédiaire du détecteur de sens de comptage. Sur la ligure 3, on a schématisé cette lecture directe en reliant les cellules 0, 2, 4, 6, 8 au cadran 100 . Par contre, les indications-données par les autres cadrans proviennent d'un système'de comptagedécomptage à trois décades : 101 , 102 , Suivant une deuxième caractéristique de l'invention, ltensemble du dispositif de comptage-décomptage ne reçoit aucune information de la cellule 4. Suivant les autres caractéristiques, concernant les fonctions des étages 0, 2, 4, 6, 8 - les étages O et 2 ferment la voie du comptage et ouvrent celle du décomptage. - les étages 6 et 8 ferment la voie du dé comptage et ouvrent celle du comptage. - l'étage O,avant de fermer la voie du comptage,envoie dans celle-ci une impulsion de comptage. - 11 étage 8 avant de ferme la voie du décomptage envoie dans celle-ci une impulsion de décomptage. On décrira maintenant le fonctionnement lorsque les cellules sont excitées dans le sens croissant puis dans le sens décroissant. Dans les deux cas on partira de la position dans laquelle la cellule 4 est excitée. Premier cas, sens croissant 6 = la voie de décomptage se ferme et la voie de comptage s'ouvre. 8 = état stationnaire, car le décomptage est déjà fermé. 0 = une impulsion est envoyée dans la voie de comptage qui se ferme aussitôt après. La voie da décomptage s'ouvre. 2 = état stationnaire 4 = état stationnaire et le cycle recommence. Deuxième cas, sens décroissant : 2 = le comptage se ferme, le décomptage s'ouvre. O = état stationnaire, car le comptage est déjà fermé. 8 = une impulsion est envoyée dans la voie de décomptage qui se ferme aussitôt après. 6 = état stationnaire 4 = état stationnaire et le cycle recommence. On constate que le but visé est atteint. Une impulsion de comptage est produite chaque fois que le zéro est franchi dans le sens croissant, tandis qu'une impulsion de décomptage est produite chaque fois que le 8 est franchi dans le sens décroissant. Les liaisons sommaires indiquées sur la figure 3 symbolisent les fonctions des différents étages. En pratique, elles peuvent être effectuées autrement. Les signaux engendrés par les cellules doivent être mis en forme: sur la figure 4 est indiqué un moyen classique d'utilisation de ces signaux : les circuits "a" associés à chaque cellule sont des adaptateurs d'impédance dont l'organe principal est un transistor monté en émetteur-suiveur. Les circuits "t" qui leur font suite sont des triggers.Sur les étages 2 et 6 on a disposé des inverseurs "i" pour sortir les informations U et T. Après cet ensemble on peut donc utiliser les informations 0, 2, 4, 6 8, ! et t: La détection du sens de comptage est obtenue par le dispositif de la figure 5 dans lequel on utilise les signaux 0, 8, U 6 Des circuits logiques conuus déterminent un comptage correct conformément à l'invention. Le schéma d'ensemble est représenté sur la figure 6.A la suite du détecteur du sens de comptage, sont disposés les trois compteurs C101 X C10 2 et Calo3 .Les impulsions de comptage effectué en système binaire codé décimal sont dirigées vers des circuits de transcodage appelés circuits de "transcodage - - un parmi 10 ". Ceux-ci enfin sont reliés par des conducteurs à dix fils au cadran d'affichage. A droite, on a représenté l'affichage des unités. Afin d'employer des éléments d'un modèle très courant,les signaux engendrés par les cellules sont traduits en binaire, traversent un transcodeur identique aux précédents et sont enfin acheminés vers l'affichage, par une liaison à cinq fils. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'tre donné à titre indicatif et que toutes variantes pourront être apportées, notamment en ce qui concerne le nombre, la forme et la disposition des éléments constitutifs. Le nombre à afficher pourra comprendre un nombre quelconque de chiffres. Le dernier chiffre de droite pourra être un décimal. le chifre effectivement lu sur le capteur n'est pas nécessairement une longueur : il peut représenter une grandeur quelcon- que qui lui est proportionnelle, par exemple, une température, un poids ou un prix. Quand le réseau R défile devant le capteur, on constate qu'il y a toujours, sauf aux points de superposition rigoureuse de deux réseaux, deux cellules consécutives excitées. Afin d'éliminer la difficulté qui en résulte pour l'affichage, on peut prévoir dans le montage une priorité conservant soit le plus faible, soit le plus fort des deux chiffres. REVENDICTIONS 1. Dispositif de comptage actionné par des signaux dtinforF mation se succédant de manière à déterminer un affichage approprié dans les sens croissant et décroissant des valeurs à indiquer, dont les signaux d'information proviennent de sources telles que des cellules photoélectriques dont l'excitation est subordonnée à la position d'organes mobiles, caractérisé en ce que les sources de signaux dtinformation de comptage et de décomptage, au nombre d'au moins cinq, sont toutes reliées directement au moyen d'affichage du chiffre le plus à droite, sans interposition du dispositif détecteur de sens de comptage, la source située au centre du groupe ainsi formé étant reliée seulement au dit moyen d'affichage du chiffre le plus à droite, tandis que symétriquement à cette dernière sont disposées, d'une part deux sources de signaux commandant successivement dans le sens croissant de comptage, à partir de la position d'alimentation du moyen d'affichage du chiffre le plus à droite par la source reliée uniquement à celui-ci : la fermeture de, la voie de décomptage et l'ouverture de la voie de comptage, d'autre part, deux autres sources de signaux commandant successivement, à la suite des dites fermeture et ouverture, l'envoi d'une impulsion de comptage, la fermeture de la voie correspondante et l'ou- verture de la voie de décomptage, l'affichage dans le sens décroissant et la remise à zéro résultant de l'alimentation par les dites sources dans la succession symétriquement inverse, avec envoi d'une impulsion de décomptage au point symétriquement correspondant du point d'origine de l'impulsion de comptage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sources de signaux d'information sont constituées par des cellules dont l'excitation est subordonnée à la coincidence de parties transparentes portées respectivement par deux organes dont l'un est mobile, les dits organes étant insérés entre les dites cellules et leur source d'excitation, les dites parties transparentes portées par l'organe mobile et par l'organe fixe étant déterminées de manière à assurer, au cours du mouvement de l'organe mobile, l'excitation successive des dites cellules dans ltordre et les conditions requis pour chacun des deux sens comptage et décomptage.