Brevet FR2365100A1 — publié le 19780414

L'invention concerne un dispositif pour mesurer des longueurs avec précision. La meilleure façon de diviser les différents procédés destinés à mesurer avec précision des longueurs par exemple à donner une précision de l'ordre d'environ l/um, consiste à les diviser suivant le champ de mesures. L'invention concerne la mesure précise de longueurs dans le champ des mesures moyennes, c'est-à-dire jusqu'à environ 200 mm. Pour les petites longueurs (jusqu'a' environ 10 mm), on utilise toute une série de dispositifs de mesures mécaniques, optiques et électroniques. Parmi les dispositifs mécaniques, on connaît les instruments palpeurs mécaniques, en optique, différentes sortes de microscopes, en électronique, différents types d'instruments de contrôle à induction, à capacité et à résistance. Pour les mesures de longueurs moyennes et grandes (quelques mètres environ), on utilise à nouveau toute une série de dispositifs mécaniques optiques et électroniques. Parmi les instruments mécaniques, on connaît des instruments avec une paire vis-écrou de mesure ou un pignon apparié à une crémaillère, parmi les instruments optiques, les échelles à traits, et parmi les électroniques, principalement, les inductosynes et les inter férométres à laser. Dans l'ensemble, on peut toutefois dire que mesurer des longueurs avec précision reste un problème important de la technique des mesures, dans un vaste éventail de mesures. Les dispositifs mécaniques indiqués n'assurent pas la précision désirée, les dispositifs optiques provoquent des difficultés principalement quand les opérations sont nombreuses, les inductosynes présentent des problèmes aussi bien avec la précision qu'en raison de la complexité, et les intéroférométres à laser sont si compliqués qu'ils ne se prêtent, jusqu'ici, pas à l'utilisation pratique. Le dispositif suivant l'invention supprime les déficiences que l'on rencontre actuellement pour mesurer avec précision des longueurs dans le domaine des dimensions moyennes. L'idée qui est à la base du-dispositif suivant l'invention réside en ce que, à proximité du filetage de la vis tournante, on fixe deux têtes palpeuses en matière ferromagnétique, qui peuvent se déplacer dans la direction de l'axe de la vis, et dans lesquelles on induit deux tensions alternatives avec la fréquence qui est donnée par le multiple du nombre de tours et du nombre de spires de la vis, la phase de cette tension changeant de 3600 quand les têtes palpeuses se décalent l'une par rapport à l'autre de la distance qui est donnée par le pas du filetage de la vis. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci auprès et du dessin annexé qui représente schématiquement un dispositif suivant l'invention. La vis de mesure 1 en matière ferromagnétique tourne dans des coussinets 2 à l'aide d'un moteur électrique 3. A proximité du filetage de la vis 1 sont fixées les têtes palpeuses 4, 5, qui sont reliées à des organes 6, 7 qui peuvent se déplacer dans la direction de l'axe de la vis 1. Les têtes palpeuses 4, 5 sont pourvues d'aimantes permanents 8, 9, pour la prémagnétisation. Quand la vis 1 tourne, il est induit dans les bobinages des têtes palpeuses 4, 5, des tensions alternatives avec la fréquence f=n z où n est la vitesse de la vis 1, en nombre de tours/sec z est le pas de la vis 1. Par exemple, si la vitesse de rotation de la vis 1 correspond à n = 50 rotations/sec, et si le nombre de spires est Z = 20, il est induit dans des têtes palpeuses 4, 5 des tensions alternatives qui ont la fréquence f = n . z = 1000 Hz. Ces tensions sont amplifiées dans l'amplificateur 10, et leur phase est mesurée par un phasemètre 11. Un cadran 12 indique la valeur de la phase #. Quand le déplacement relatif des deux têtes 4, 5 est égal à la valeur t hx, qui est égale à la valeur de la division axiale s de la vis 1, si donc #x = s, la phase des tensions induites se modifie de # # = 360 . Pour un déplacement des deux têtes 4, 5 d'une valeur # x qui est inférieure à la valeur de la division axiale s, il se produit aussi une modification de phase atp, qui est alors inférieure à 360 . En général, le rapport entre le déplacement relatif # x des têtes 4, 5 et le changement de phase # # des tensions induites peut être exprimé par l'expression # x = k # # s où la constante k = 360 . D'après ce qui est indiqué ci-dessus, on se rend compte de ce que l'objet de l'invention est un dispositif pour mesurer avec précision des longueurs, dans lequel la grandeur de la longueur à mesurer est donnée par la grandeur de phase de deux tensions alternatives. Il s'agit donc d'une méthode de mesure par phases avec une sortie qui est analogue à la sortie de linductosyne. Cela constitue un important avantage, car on peut utiliser, pour l'exploitation des donnees, sans installation supplémentaire importante, les dispositifs mis au point pour les inductosynes. Il est donc, dans beaucoup de cas, possible de remplacer les inductosynes par le dispositif suivant l'invention, sans avoir à réaliser une importante reconstruction de la partie électronique, tout en obtenant une augmentation importante de la précision et de la fiabilité. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, å partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N Dispositif pour mesurer avec précision des longueurs, caractérisé en ce que, à proximité du filetage de la vis (1) tournante, on fixe deux têtes palpeuses (4, 5) en matière ferro magnétique dans lesquelles sont induites des tensions alternatives avec la fréquence qui est donnee par le multiple du nombre de rotations et du nombre de spires (1), la phase de ces tensions se modifiant de 360 quand les têtes palpeuses (4, 5) se décalent l'une par rapport à l'autre de la distance qui est donnée par la division axiale du filetage de la vis (1).