Brevet FR2219418A1 — publié le 19740920

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour mesurer par voie digitale des signaux tels qu'ils se produisent, par exemple, lors du positionnement précis-du rayon électronique dans une machine d'usinage par rayon électronique. I1 s'agit d'obtenir, sous forme digitale, des valeurs de mesure concernant la position moyenne et la montée d'un flanc de signal, l'amplitude et la forme des signaux pouvant être soumises à des variations aléatoires et systématiques. Dès pro cédé s connus pour résoudre ce problème consistent à A) mesurer la position du flanc de signal en comptant des pas à partir d'un point de départ jusqu a ce que l'on dépasse une valeur de seuil de tension prédéterminée B) convertir le signal sous-forme analogique par différenciation électrique et déterminer ensuite par voie digitale le passage à zéro (position) et la valeur-de crête (montée) du sigral différencié. Ces solutions connues ont pour inconvénients essentiels Dans le cas A I1 n'est pas possible de mesurer la raideur des flancs. L'influence de variation aléatoires de signaux (bruit) sur la mesure est relativement importante. En outre, des variations de forme du signal produisent une forte influence.sur la mesure de la position. Dans le cas B Par suite de la différenciation électrique, le bruit des signaux se trouve renforcé et, par conséquent, une évaluation automatique des signaux est rendue plus difficile. De plus, la mesure de la montée du flanc nécessite un travail de digitalisation accru. En conséquence, la présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients des procédés connus pour mesurer des flan de signaux et de permettre, par des moyens simples, de mesurer par voie digitale la position et la montée des flancs de signal électriques. Ce but est atteint par l'utilisation d'un procédé dans lequel, suivant la présente invention, la position des flancs est mesurée en prenant la moyenne parmi, de préférence, quatre mesu res de distance effectuées à différents niveaux de tension et une valeur correspondant à la montée du flanc est obtenue, par différenciation numérique approchée, à l'aide de ces niveaux, servant de points d'appui, sur un même flanc de signal. Ce procédé peut être réalisé au moyen d'un dispositif dans lequel il est prévu plusieurs, de préférence quatre, comparateurs analogiques aux entrées de chacun desquels s'appliquent le signal à mesurer et une tension de seuil adaptée au niveau du signal mais différente pour chaque comparateur. En outre, il est prévu un nombre correspondant d'étages basculeurs du type appelé "flip-flop" dont les entrées de remise à zéro sont reliées aux comparateurs correspondants et dont les sorties sont reliées chacune à un circuit porte, lesquels permettent à des impulsions amenées à un générateur de rythme d'être dirigées, par l'intermédiaire d'un circuit OU, à un compteur pour mesurer la position. Aux sorties des quatre comparateurs, deux autres étages basculeurs du type flip-flop sont connectés de fa çon que leurs entrées d'excitation soient connectées aux sorties du premier et du troisième comparateur et que leurs entrées de remise à zéro soient connectées aux sorties du quatrième et du deuxième comparateur.Les sorties de ces étages basculeurs flipflop sont connectées chacune à un circuit porte additionnel qui permet à des impulsions amenées à un deuxième générateur de rythme d'être dirigées, par l'intermédiaire d'un circuit OU additionnel, vers un compteur pour mesurer la montée du flanc. Les séquences d'impulsions amenées par le premier générateur de rythme aux différents circuits portes présentent avantageusement la même fréquence et sont décalées dans le temps les unes par rapport aux autres de telle façon que des impulsions de rythme ne se produisent jamais sirultanément sur les lignes à impulsions. Le deuxième générateur de rythme peut être réalisé de façon à délivrer deux séquences d'impulsions qui se trouvent dans le rapport de fréquence 2 : 1 et sont décalées les unes par rapport aux autres dans le temps de telle façon que des impulsions de rythme ne puissent jamais se produire simultanément sur des lignes à impulsions correspondantes, les impulsions à double fréquence étant amenées au circuit porte qui est commandé, à l'aide du basculeur flip-fbp, par les sorties du premier et du quatrième comparateur. L'invention-est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide du dessin annexé qui représente schématiquement un dispositif avantageux pour la mise en application du procédé de l'invention. Dans ce dispositif, le signal à mesurer est amené aux entrées de quatre comparateurs analogiques 1, 2, 3 et 4 auxquels sont appliquées, en outre, des tensions de seuil différentes Sî, S2, 83 et S4 qui sont adaptées à la hauteur des signaux. Les sorties des comparateurs sont reliées aux entrées de remise à zéro de quatre étages basculeurs flip-flop 5, 6, 7 et 8. Les sorties des étages basculeurs flip-flop sont reliées à des circuits portes O 10, Il et 12 auxquels un générateur de rythme 13 amène des impulsions pour effectuer des mesures de position. Les impulsions produites aux sorties des circuits portes 9, 10, 11 et 12 sont amenées, par l'intermédiaire d'un circuit OU 14,à un compteur 15 pour effectuer des mesures de position.En vue du démarrage de la mesure de position, une impulsion de démarrage est envoyée aux entrées d'excitation des étages basculeurs flip-flop 5, 6, 7 et 8 et au générateur de rythme 13. Deux étages basculeurs flip-flop additionnels 16 et 17 sont connectés aux sorties des quatre comparateurs 1 t 2, 3 et 4 de telle façon que l'entrée d'excitation de I'étage basculeur flip-flop 16 soit connectée à la sortie du comparateur 1, l'entrée de remise à zéro de l'étage basculeur flip-flop 16 à la sortie du comparateur 4, l'entrée d'excitation de l'étage basculeur flip-flop 17 à la sortie du comparateur 3 et l'entrée de remise à zéro de l'étage basculeur flip-flop à la sortie du comparateur 2. Les sorties de ces étages basculeurs sont connectées à des circuits portes 18 et 19 auxquels un générateur de rythme 20 amène des séquences d'impulsions de fréquences différentes.Les deux séquences dtim pulsions délivrées par le générateur de rythme 20 se trouvent dans le rapport de fréquence 2 : 1, les impulsions de la fréquence plus élevée étant amenées au circuit porte 18 et celles de la fréquence plus basse étant amenées au circuit porte 19. Les deux séquences d'impulsions sont décalées de telle façon~l'une par rapport à l'autre dans le temps que des impulsions de rythme ne se produisent jamais simultanément sur les lignes à impulsions correspondantes. Les impulsions obtenues aux sorties des circuits portes t8 et 1 sont amenées, par l'intermédiaire d'un circuit OU 21, à un compteur pour mesurer la montée des flancs de signaux. Une logique de détection terreurs peut, en outre, être connectée aux entrées des circuits portes 16 et 17. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour mesurer par voie digitale la position dans l'espace ou dans le temps et la montée des flancs de signaux électriques, caractérisé en ce que la mesure de la position des flancs s'effectue en prenant la moyenne parmi, de préférence, quatre mesures de distance effectuées à différents niveaux de tension et en ce qu'une valeur correspondant à la montée du flanc est obtenue par différenciation numérique approchée effectuée à l'aide de ces niveaux, servant de points d'appui, sur le même flanc de signal. 2 - Dispositif pour la mise en application du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs, de préférence quatre, comparateurs analogiques aux entrées desquels sont appliqués chaque fois le signal à mesurer et une tension de seuil adaptée à la hauteur du signal mais différente pour chaque comparateur, et un nombre correspondant d'étages basculeurs du type flip-flop dont les entrées de remise à zéro sont connectées aux sorties des comparateurs correspondants et dont les sorties sont connectées chacune à un circuit porte 5, 6, 7, 8 qui permet à des impulsions amenées par un générateur de rythme 13 d'être envoyées, par l'intermédisre d'un circuit OU 14, à un compteur 15 pour la mesure de la position, et en ce que deux étages basculeurs flip-flop additionnels 16, 17 sont connectés de telle façon aux sorties des quatre comparateurs que leurs entrée de mise en action soient connectées aux sorties du premier et du troisième comparateur et leurs entrées de remise à zéro soient connectées aux sorties du quatrième et du deuxième comparateur, alors que leurs sorties sont connectées chacune à un circuit porte additionnel 18, 19 qui permet à des impulsions amenées par un deuxième générateur de rythme 20 d'être envoyées, par l'intermédiaire d'un circuit OU additionnel 21, à un compteur 22 pour mesurer la montée du flanc. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les séquences d'impulsions de même fréquence amenées par le générateur de rythme 13 aux différents circuits portes soient décalées de telle façon les unes par rapport aux autres dans le temps qu'il ne se produise jamais simultanément des impulsions de rythme sur les lignes à impulsions. 4 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur de rythme 20 délivre deux séquences d'impulsions qui se trouvent dans le rapport de fréquence 2 : 1 et sont décalées de telle façon l'une par rapport à l'autre dans le temps qu'il ne se produise jamais simultanément-des impulsions de rythme sur les lignes à impulsions correspondantes, les impulsions à fréquence double étant amenées au circuit porte 18 qui est commandé, à l'aide de l'étage basculeur flip-flop 16, par les sorties du premier et du quatrième comparateur.