Brevet FR2331772A1 — publié le 19770610

La présente invention est relative à un procédé pour la mesure de longueurs, procédé dans lequel au moyen d'une exploration photo-électrique d'une règle graduée incrémentale sont produits au moins deux signaux analogiques à peu près sinusoldaux, décalés en phase l'un par rapport à l'autre avec longueur d'onde correspondant à la division de mesure, dans lequel à partir de ces signaux sont obtenus par division de la tension ou d'une manière analogue plusieurs signaux de mesure présentant entre eux des écarts de phase égaux et dans lequel sont dérivés, de-préfé- rence par l'intermédiaire de comparateurs, entrant en action au passage par zéro, des signaux de commande numériques avec longueur correspondent à l'écart de phase des signaux de mesure, pour mécanismes compteurs et dispositifs indicateurs. Des procédes de cette nature pour la mesure de longueurs permettent une indication de la longueur mesurée par voie électrique ou électronique et la division de mesure fournie par la règle graduée incrémentale est divisée électroniquement encore une fois, de sorte que l'indication finale peut etre fournie avec une précision de petites fractions de la division de mesure. De préférence, le résultat de la mesure est indiqué en chiffres lumineux sur une graduation numérique. La mesure est effectuée de manière que (la plupart du temps en partant d'un point zéro) le nombre des tensions sinusoidales pleines et, en conséquence, des unités de la règle graduée incrémentale qui ont été parcourues du point zero jusqu'au point de mesure, est compté et qu'il est en outre indiqué, pour le dernier chiffre ou pour les derniers chiffres de l'indication, combien de signaux de commande numériques obtenus de la maniere décrite se sont présentés avec le dernier passage par zéro de l'un des signaux analogiques sinu soldaux. La pratique montre qu'à la subdivision electronique décrite d'une règle graduee incrémentale donnée, des limites sont imposées.Tout d'abord, on ne peut dériver dans la pratique un nombre quelconque de signaux de mesure à partir des signaux analogiques sinusoidaux parce qu'autrement on en arrive à une possibilité trop faible de discrimination des signaux et qu'on n'obtient plus de signaux de commande numériques nettement séparables et exerçant nettement une commande et que, naturellement l'accord des dispositifs de commande devient d'autant plus com pliqué qu'il se présente un nombre croissant de signaux de -mesure devant être transformés en signaux de commande.Quand on réussit à diviser un train d'ondes complet d'une tension sinusoîdale se composant, par exemple, de deux signaux analogiques décalés en phase de 90 , en 20 signaux demesure, cela signifie que dans le cas d'une division de mesure increentale, la lecture peut être faite avec une précision de 1/20 de l'intervalle trait-vide fournissant à la lecture un train d'ondes sinusoïdal complet. Tout raffinement de la subdivision se heurte aux difficultés indiquées et nécessite, en outre, par ensemble indicateur, une dépense importante. L'invention concerne un procédé du genre indiqué au début et elle réside essentiellement en ce que,pendant la durée d'action de chaque signal de commande numérique, c'est chaque fois la grandeur absolueinstantanée d'un signal de mesure analogique correspondant vis- -vis d'un niveau de référence choisi à l'avance, ou une grandeur équivalente, qui est employée pour la commande d'une indication d'interpolation subdivisant les étages d'indication dérivés des signaux de commande numériques. L'idée de base de l'invention consiste par conséquent à exploiter pour l'indication d'interpolation, dans le domaine choisi à l'avance dans chaque cas, les signaux de mesure dont on a par ailleurs besoin pour l'indication d'interpolation et, par consequent, d'entreprendre avec des moyens relativement simples une subdivision fournissant une précision suffisante de l'indication possible numériquement. Mais si l'on emploie les zones, se raccordant au passage par zéro, des signaux de mesure pour la commande de l'indication d'interpolation,on peut, dans la plupart des cas, admettre avec une précision suffisante un comportement linéaire du signal de mesure et, d'une manière correspondante, choisir une subdivision uniforme de l'indication de mesure.La limite supérieure et la limite inferieure de la zone utilisée des signaux de mesure sont fixees. L'interpolation s'effectue au moyen d'une subdivision de la zone de mesure se trouvant entre ces deux valeurs limites. En outre, on peut utiliser non seulement une indication numérique de l'indication d'interpolation au moyen de mécanismes compteurs continuant à compter lorsque sont définis ou lorsque ne sont pas atteints des niveaux prédéterminés, ainsi que des indicateurs numeriques leur succédant, mais encore et de préférence un instrument à aiguille,un tel instrument présentant l'avantage que la déviation maximale peut être divisée sur la graduation. dans le nombre souhaité de grandeurs individuelles et, -en outre, qu'il permette d'éviter, lors de la mesure elle-même, la modification souvent rapide et trompeuse de la derniere unité d'une indication numérique.Il y a lieu de mentionner encore que l'indication d'interpolation peut être effectuée d'une manière dépendant de la direction. Cela signifie que si un chariot de mesure ou un organe analogue est déplacé à partir du point zéro de la division de mesure ou vers ce point, il est nécessaire de procéder à des modifications de l'indicat.ion et avant tout du signe de comptage. D'une manière analogue, des inversions sont exécutées quand le point zéro se trouve dans la division de mesure et qu'il faut par conséquent compter des valeurs affectées du signe (+) et des valeurs affectées du signe (-). L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation del'objet de l'invention, dessins dans lesquels La figure 1 montre un schema de montage d'une partie, modifiée,pour la mise à exécution du procédé suivant l'invention, d'un dispositif connu de mesure des longueurs, La figure 2 montre un diagramme dans la partie supérieure duquel on a représenté des signaux analogiques et dans la partie inférieure duquel on a fait figurer des diagrammes d'impul- sions pour la représentation des tensions de sortie sur des comparateurs, La figure 3 montre, dans un diagramme simplifié dans sa partie supérieure, les signaux de mesure représentés en tant que tensions en triangle avec les zones employées pour l'interpolation et dans sa partie inférieure les signaux de commande numériques dérivés des signaux de mesure, La figure 4 montre, à plus grande échelle, les parties des signaux de mesure employées pour l'interpolation, de part et d'autre d'un point zéro choisi à l'avance. Un dispositif de mesure qui est connu en soi et qui, pour cette raison n'a pas été représenté, possède une règle graduée en verre et un dispositif explorateur qui peut être déplacé parallèlement à la règle graduée. La règle graduée présente une division incrémentale de traits et d'intervalles de même largeur. Sur l'ensemble explorateur se trouve une contre-plaque qui est munie de quat-re champs d'exploration présentant chacun, pareil lement, une graduation incrémentale qui est formée par des traits et par des intervalles décalés de 90 , c'est-à-dire d'un multiple entier de la graduation incrementale de la règle graduée, plus 1/4, 2/4 et 3j4 de la graduation de base.Au moyen d'une exploration photo-électrique commune des champs d'exploration et de la regle graduée, se trouvent produits, dans une opération relative de l'ensemble d'exploration vis-à-vis de la règle gra duée, deux signaux sinusoldaux analogiques, décalés en phase de 90 , dont la longueur d'onde correspond à la graduation de mesure et par conséquent à l'ensemble se composant d'un trait et d'un intervalle. A partir de ces deux signaux sinuso,daux, est formé au moyen d'un étage d'inversion, un troisième signal. On dispose de ce fait, pour poursuivre la mise en oeuvre des signaux, de trois signaux analogiques sinusoldauxavec les positions de phase 0 , 900 et 180 . Sur la figure 2 (partie supérieure), on a désigne ces signaux par les repères a, b et c. Les signaux a, b et c sont placés aux entrées I, II, III du montage suivant la figure 1. Entre les entrées I, II, III sont interposés des diviseurs de tension S1 à S1O, auxquels apparaissent par consequent dix signaux de mesure qui sont décalés en phase de 18 , mais qui sont toujours de forme sinusoldale. Des signaux correspondants 1, 2, 3, etc...ont eté représentés sur la figure 3. Le signal 1 correpond au signal a suivant la figure 2. Les tensions 1 à 10 sont appliquées d'une part à des lignes 4 et elles sont délivrees, d'autre part, à des comparateurs amplificateurs V1 à V10 qui, à chaque passage par zéro du signal d'entrée, fournissent, d'une manière correspondant à la position de phase, un niveau positif ou négatif. Les signaux de sortie 1 2Ks 10K ont été indiqués sur la figure 2. Des flancs de ces signaux, on peut deriver, comme le montre la figure 3, des signaux de commande numériques 1S, P, . ...10s, qui sont actifs chacun, pour la durée de la distance de phase de deux signaux 1, 2, 3,etc..., qui se suivent et représentent des impulsions de comptage, dépendant de la direction, qui sont amenées à un compteur et à un ensemble indicateur numérique.Le dispositif, dans la description qui ena été donnée jusqu'à présent, est connu en soi. L'idee de base du procédé suivant l'invention réside en ce que l'on utilise la variation de tension du signal de mesure analogique 1 à 10 vendant la durée d'action d'un signal numérique de commande 1S à 105 qui lui est associé pour rendre possible entre deux bonds de comptage de l'ensemble indicateur commandé par les signaux de commande numérique 1 2s, etc...l'indication de valeurs intermédiaires. On se base ici sur le fait que chacun des signaux 1 à 10, entre son passage par zéro et le passage par zero du signal qui suit, présente une augmentation de tension qui est à peu près linéaire.La proportionnaTité entre cette tension et la position du dispositif explorateur entre deux points de couplage par les signaux de commande numériques permet d'interpoler encore une fois et, par exemple, de faire la lecture de valeurs intermédiaires à l'aide d'un instrument à aiguille. Pour réaliser dans la pratique ce qui précède, on forme à laide d'un montage spécial, à partir des variations de tension des signaux de mesure 1 a 10, entre 0" et 18 , une tension en dents de scie dont la polarité change et pour laquelle chaque dent individuelle, pendant la continuité avec un signal numérique as socié, se trouve en liaison, par l'intermédiaire d'un amplificateur et d'un redresseur,avec un instrument de mesure à aiguille Ainsi que le montre la figure 3, au moyen d'un tracé en lignes en traits pleins et en lignes pointillées, il est produit chaque fois deux tensions en dents de scie (+) et (-) dont l'une est utilisée chaque fois, suivant la direction de réglage du registre à partir du point zéro de la règle graduée ou vers le point zéro de la règle graduée et délivrée à l'appareil indicateur par l'intermédiaire d'un inverseur. Dans le détail, les sorties des amplificateurs V1 à v10 sont appliquées à des portes correspondantes, exclusivement "OU", désignées par les repères G1 à G10, qui sont reliées aux sorties des comparateurs déjà mentionnés d'une manière telle qu'aux canaux de sortie ne se trouve dans chaque cas qu'un signal rectangulaire associé au signal sinusoldal correspondant. Pendant la présence du signal de commande numérique 1S , etc... à l'entrée, la porte devient à faible résistance et il apparait par suite à la sortie pendant la durée du signal de commande numérique afférent le signal de mesure analogique, c'est-à-dire la zone en dents de scie de ces signaux.Toutes les sorties sont reliées entre elles et elles fournissent, par conséquent, dans l'effet final, la tension en dents de scie indiquée sur la figure 3. Les deux ensembles de commutation analogiques employés ont été désignés par les repères A1 et A2. Deux ensembles de commutation analogique A1 et A2 sont nécessaires pour faire apparaître à l'extrémité finale le signal (+) ou le signal (-) suivant la figure 3. Les entrées pour les signaux de commande des commutateurs analogiques A1 et A2 sont les mêmes. Par contre, les entrées pour les signaux de mesure analogiques amenés par l'intermédiaire de la ligne collectrice A indiquée sont décalées d'un pas. Lors de l'inversion de signe, le pas de commande continue bien sa progression, mais il se produit une commutation sur l'autre commutateur analogique, de sorte qu' l'instant de l'inversion de signe, la même tension analogique demeure apparente à la sortie. Les deux ensembles de commutation analogiques A1 et A2 sont reunis par l'intermédiaire d'un autre commutateur analogique A3 qui, au moyen d'une conduite de commande K, est inversé par l'ensemble compteur d'une manière correspondant à la direction du comptage dans chaque cas, c'est-à-dire se trouve tantôt en liaison avec l'ensemble commutateur analogique Al, tantôt en liaison avec 1 'ensemble commutateur analogique A2. La sortie du commutateur analogique A3 fournit les signaux avec leur signe correct.Venant de la sortie du commutateur analogique A3, les signaux arrivent à un amplificateur V e à la sortie duquel se raccorde, par 1 'in- termédiaire d'un montage redresseur, un instrument indicateur.J dont la déviation maximale est proportionnelle à la hauteur maximale d'une dent de scie. Sur la figure 4, on a représenté des signaux en dents de scie à gauche et à droite d'un point choisi comme point zéro. L'inclinaison des flancs doit, à gauche et à droite du point zéro, s inverser de la même manière que lorsqu'on passe d'un mouvement de curseur coulissant éloignant ce dernier du point de zéro à un mouvement le ramenant vers le point zéro. La hauteur h du flanc suivant la figure 4 correspond à la déviation complète de l'ins trument à aiguille. La longueur h de la dent de scie est propor tionnelle à la longueur du parcours du curseur et elle correspond à la fraction de la division de mesure fournie par la multipli cation de phase. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la mesure de longueurs dans lequel au moyen d'une exploration photo-électrique d'une règle graduée incrémentale sont produits au moins deux signaux analogiques à peu pres sinusoîdaux, décalés en phase l'un par rapport à l'autre avec longueur d'onde correspondant à la division de mesure, dans lequel à partir de ces signaux sont obtenus par division de la tension ou d'une manière analogue plusieurs signaux de mesure présentant entre eux des écarts de phase égaux et dans lequel sont dérivés, de préférence par l'intermédiaire de comparateurs, entrant en action au passage par zéro, des signaux de commande numériques avec longueur correspondant à l'écart de phase des signaux de mesure, pour mécanismes compteurs et dispositifs indicateurs, procédé caractérisé par le fait que pendant la durée d'action de chaque signal de commande numérique, c'est chaque fois la grandeur absolue instantanée d'un signal de mesure analogique correspondant vis-à-vis d'un niveau de référence choisi à l'avance, ou une grandeur équivalente, qui est employée pour la commande d'une indication d'interpolation subdivisant les étages d'indication dérivés des signaux de commande numériques. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie pour l'indication d'interpolation un instrument à aiguille.