Brevet FR2522425A1 — publié le 19830902

L'invention a pour objet un dispositif et son procédé de saisie analogique de données et de visualisation desdites données. Actuellement, les tables d'acquisition de données sont du type digital, par exemple, des réseaux de diodes. On comprend donc aisément la complexité du câblage. De plus, le quadrillage de la table ne peut être très précis. Ces tables sont donc d'un coût très onéreux du fait du câblage des diodes. L'invention évite tous ces inconvénients. Elle permet de fabriquer des tables traçantes à des coûts quatre à cinq fois moins élevés que selon la technique actuelle. La précision de la table traçante, selon l'invention, est très grande. Le réseau peut être quadrillé au 1/1000 mm. L'invention utilise une surface telle qu'une couche résistive et un moyen de filtrage telle qu 'une détection synchrone. Le dispositif et son procédé de saisie analogique permettent le suivi d'un point sur un plan en associant deux tensions Vx (t) et V (t) proportionnelles aux coordonnées x(t) et y (t) dudit y point à l'instant t ou variant linéairement avec ces coordonnées x (t) et y (t). Ce dispositif dit "table analogique" et son procédé d'application sont principalement constitués dans une version préférée, par une couche résistive mince uniforme déposée sur une surface plane, de résistance Rt par carré. La table ou surface plane a, de préférence, une forme rectangulaire ; les angles sont notés A, B, C et D. Les points A et B, B et C, C et D, D et A sont joints par un fil résistif, ou tout autre système résistif mis en contact électrique avec le film résistif de la table ; ce fil résistif a une résistance R1 pour AB, R2 pour BC, R3 pour CD et R4 pour DA. Si ce fil résistif est appliqué suivant un contour circulaire, ou en première approximation parabolique, telles que les distances du point milieu de ces fils aux segments AB, BC, CD et DA vérifient les relations: 1 î = R1/8Rt, g 62 R2/8Rt Le calcul mathématique montre que si l'on applique aux points A, B, C et D les potentiels suivants * V(A) = 0 * V(B) = V1 (t) * V(C) = V1 (t) + V2 (t) * V(D) = V2 (t) où V1 et V2 sont des fonctions arbitraires du temps. Le potentiel d'un point courant M, de coordonnées x et rapportées aux axes AB,AD est * V(M,t) = (x/AB) V1 (t) + (y/AD) V2 (t) Les potentiels V1 et V2 sont choisis de manière à être périodiques avec des fréquences "1 et W 2. Dans une version préférée, on choisit les potentiels V1 et V2 de la manière suivante -V1 =0 -V9 = pendant une demi période 2 =O V pendant l'autre demi période Dans une version préférée, le potentiel V(M) subit une détection dite "synchrone" par rapport aux fréquences 1 et 2' ou par rapport aux potentiels appliqués en B et D. Cette détection synchrone fournit deux tensions V et V variant proportionnel x y lement avec les coordonnées x et Z du point M. En fait, on peut aussi utiliser tout système de filtrage conduisant à la séparation des composantes aux fréquences w 1 et tv2 2 du potentiel V(M,t). Le dispositif et le procédé de visualisation des données permettent de fournir une image visuelle permanente d'un tracé effectué sur une table de saisie de données (par exemple, la table analogique décrite ci-dessus). Le dispositif de saisie de données fournit des renseignements sous la forme de tensions V (t) et V (t). x y L'invention permet de mémoriser ces données sur un support magnétique fermé tournant à petite vitesse, puis de restituer ces données en faisant tourner ce support fermé à une fréquence de l'ordre de 15 Hz (fréquences cinéma). Tout dispositif connu d'exploitation associé au dispositif selon l'invention permet alors une visualisation du tracé initial. On peut citer, par exemple, un écran d'oscilloscope, un écran publicitaire... Le support magnétique fermé peut être constitué par une bande magnétique fermée, ou dans une version préférée, par un disque magnétique souple ou non (par exemple les disques classiques utilisés en informatique). Dans une version préférée de l'invention, les données rela tives aux coordonnées x et y sont enregistrées sur deux pistes différentes à l'aide d'une tête magnétique double ou de deux têtes distinctes. Toujours dans une version préférée, on utilise un système de codage éliminant les inhomogénéités de la bande. Le système de codage le plus simple est classique et est constitué d'une suite d'impulsions dont la distance est fonction de l'amplitude du signal à coder. Le décodage de ce type d'impulsions est bien connu et ne fera pas l'objet d'une description ici. Dans une version préférée de l'invention, lorsque le dispositif de saisie du potentiel de la table analogique (pointe métallique ou conductrice) est relevé, c'est-à-dire lorsqu'il n'arrive plus de signal à coder, un dispositif électronique élémentaire à réaliser permet l'arrêt du système d'enregistrement. Toujours dans une version préférée, un dispositif électronique élémentaire accumule les temps d'enregistrement et arrête cet enregistrement au bout d'un tour de la bande ou du support magnétique. Ces dispositifs sont classiques, du domaine public et ne sont pas décrits ici. Les dessins ci-joints permettront aisément de comprendre l ' in- vention. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. La figure 1 est une vue schématique d'une table traçante à détection synchrone utilisant une couche résistive mince uniforme déposée sur une surface plane de résistance Rt par carré. La figure 2 est un schéma électronique et un organigramme des fonctions. La figure 3 est une vue de la mise en application du procédé selon l'invention, qui permet de combiner une manette de positionnement communément dénommée "Joy Stick", ou positionneur manche à balai et une table résistive. La figure 4 est un schéma qui permet, selon le procédé de positionner en volume. Dans la figure 1, les quatre points A, B, C, D sont disposés aux quatre coins. Si l'on applique aux points A, B, C et D les potentiels suivants ir V(A! = O * V(B) = V1 (t) * V(C) = V1 (t) = V2 (t) * V(D) = V2 (t) le potentiel d'un point courant M, de coordonnées x et y rapportées aux axes AB,AD est * V(M,t) = (x/AB) V1 (t) + (y/AD) V2 (t) Dans une version préférée, le potentiel V(M) subit une détection dite "synchrone" par rapport aux fréquences w 1 et # 2 ou par rapport aux potentiels appliqués en B et D. Cette détection synchrone fournit deux tensions V et V variant proportionnel x y lement avec les coordonnées x et y du point M.En fait, on peut aussi utiliser tout système de filtrage conduisant à la séparation des composantes aux fréquences W 1 et w 2 du potentiel V(M,t). Un film résistif déposé sur ladite table 2 auquel, dans une version préférée, le dispositif d'application du potentiel est réalisé au moyen d'un élément linéaire résistif mis en contact avec la table 2. Ledit film est un graphite disposé sur un support isolant. La résistivité peut être, selon les applications, de l'ordre de 2000 ohms par carré. Ce produit est un résistofilm fabriqué par la société SFERNICE à Nice, en France. Selon une variante, l'élément résistif 5 est disposé suivant un contour parabolique ou circulaire pour chaque segment tel que le sommet de la parabole (ou du cercle) est à une distance s du segment considéré telle que g = Rf/(8R), où R est la résistance par carré du film résistif recouvrant la table et Rf la résistance totale de l'élément résistif d'excitation. Les tensions appliqués aux sommets A, B, C et D du rectangle constituant la table sont telles que *V = V o *V B V + V1 (t) o *V V + C V1 (t) + V2 (t) *V V + * VD = VO + V2 (t). Un dispositif combiné à la table est combiné à un moyen faisant office de filtrage 4 et 6 autour des fréquences- l et 2 destiné à obtenir des tensions variant de manière indépendante avec les coordonnées d'un point de la table dont on analyse le potentiel. Le moyen de filtrage est constitué par une détection synchrone. La figure 2 représente le schéma électronique du dispositif et l'organigramme des fonctions. La table résistive 2 revêtue de sa couche résistive mince uniforme est reliée électriquement à ses quatre coins A, B, C D. Ces points A, B, C , D sont reliés à un oscillateur 7 ou horloge x et à un oscillateur 8 ou horloge , chacun correspondant aux coordonnées Xl d'un point sur la table 2. Ces oscillateurs sont reliés entre eux éventuellement par un moyen de synchronisation et de déphasage 9. En parallèle, relié à un des coins de la table 2, est branché un additionneur 10. Les informations recueillies vont vers deux portes logiques 11 et 12 ; des moyens de filtrage et de mise en forme 4 et 6 permettent d'obtenir les signaux x et ~ qui pourront être reproduits par exemple sur un oscilloscope, non représenté. Enfin, dans la figure 3, une manette de positionnement 13 est montée sur des cardans ou une suspension à rotules 14, sur une table résistive 2. La pointe 15 de cette manette de positionnement ou "Joy Stick" comporte un ressort d'appui, non représenté, qui vient en contact avec la couche résistive 5. Le coffret extérieur 16 est représenté en pointillés. Les sorties et entrées 17 correspondent à l'alimentation électrique et aux sorties des signaux x et On comprend aisément l'intérêt de cette application qui actuellement existe en utilisant, au niveau du jeu de cardans ou de rotules, au moins deux potentiomètres avec un jeu d'engrenages. Cette mécanique est coûteuse à la fabrication, au montage et de plus n'est pas fiable. Par contre, l'invention abaisse le coût de cette application puisqu'il n'y a pas de mécanique, et permet d'obtenir un positionnement très fin avec cette manette 13. Dans la figure 4, trois oscillateurs ou horloges sont néres- saires. On considère le cube A, B, C, D, A', B', C', D' et les signaux S1, SQ 53 des oscillateurs. Les signaux à appliquer sont 3 schématisés sur la figure 2. A:O A' : S3 B : S1 B' : S1 +S3 C : S1 + S2 C' : S1 + S2 + D : S2 D' : S2 + Le signal recueilli en un point du fluide sera xS1 + YS2 + zS3, les coordonnées x, y, z, étant obtenues par détection syn -chrone et filtrage décrits précédemment. REVENDICATIONS 1. Procédé de saisie analogique de données et de visualisation desdites données caractérisé par le fait que l'on utilise, comme moyen faisant office de table d ' acquisition des données, une couche résistive mince (5) uniforme déposée sur une surface plane dite table (2), les angles A, B, C et D sont joints par un fil résistif mis en contact électrique avec le film résistif de ladite table (2), si l'on applique aux points A, B, C, D les potentiels suivants : * V(A) = 0 * V(B) = V1 (t) * V(C) = V1 (t) + V2 (t) * V(D) + V2 (t) le potentiel d'un point courant M, de coordonnées x et y rapportées aux axes AB,AD est * V(M,t) = (x/AB) V1 (t) + (y/AD) V2 (t) 2.Procédé de saisie analogique de données et de visualisation desdites données selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le potentiel V(M) subit une détection dite "synchrone" par rapport aux potentiels appliqués en B et D, cette détection synchrone fournit deux tensions Vx et V qui varient proportion x y nellement avec les coordonnées x et r du point M. 3. Procédé de saisie analogique de données et de visualisation desdites données selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que les données sont mémorisées sur un support magnétique fermé tournant à petite vitesse, puis restituées en faisant tourner ledit support fermé à une fréquence de l'ordre de 15 Hz. 4. Procédé de saisie analogique de données et de visualisation desdites données selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé par le fait que les données V et V sont x y exploitées pour permettre une visualisation du tracé initial sur un écran d 'oscilloscope. 5. Procédé de saisie analogique de données et de visualisation desdites données selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé par le fait que les données relatives aux coordonnées x et y sont enregistrées sur deux pistes différentes au moyen d'une tête magnétique double ou de deux têtes distinctes. 6. Procédé de saisie analogique de données et de visual sation desdites données selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé pcr le fait que le moyen de filtrage est constitué par une détection synchrone. 7. Procédé de saisie analogique de données et de visualisation desdites données selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 caractérisé par le fait que la pointe (15) d'une manette de positionnement (3) montée sur des cardans ou une suspension à rotules (14) vient en contact, par l'intermédiaire d'un moyen faisant office de ressort, sur la table (2) revêtue d'une couche résistive. 8. Procédé de saisie analogique de dcnnées et de visualisation desdites données selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7 caractérisé par le fait que pour obtenir le positionnement en volume on utilise trois oscillateurs ou horloges (S1 , S2' S3). 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8 caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une couche résistive (5) mince uniforme déposée sur une surface plane dite table (2), auquel on applique des tensions périodiques de plusieurs fréquences par un autre dispositif externe associé à un dispositif de détection (3) du potentiel d'un point de la table (2). 10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 9 caractérisé par le fait que l'application du potentiel est réalisé au moyen d 'un élément résistif mis en contact avec la table (2). 11. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10 caractérisé par le fait que l'élément résistif (5) est disposé suivant un contour parabolique ou circulaire pour chaque segment tel que le sommet de la parabole (ou du cercle) est à une distance ( ; ) du segment considéré telle que ( wf ) = Rf/(8R), où R est la résistance par carré du film résistif recouvrant la table et Rf la résistance totale de l'élément résistif d'exitation. 12. Dispositif utilisant l'acquisition des données selon le procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8. 13. Manette de positionnement ou positionneur manche à balai (13i selon l'une quelconque des revendications 9, 10, 11 ou 12 caractérisé par le fait quelle est montée sur des cardans ou une suspension à rotule (14) sur une table résistive (2), la pointe (15) de cette manette de positionnement ou "Joy Stick" comporte un ressort d'appui, non représenté, qui vient en contact avec la couche résistive (5) ; le coffret extérieur (16) est représenté en pointillés ; les sorties et entrées (17) correspondent à l'aiimenta tion électrique et aux sorties des signaux x et 14. Procédé de saisie analogique de données et de visualisa tion desdites données selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on utilise comme moyen faisant office de table d'acqui sition de données une couche résistive mince (5) uniforme déposée sur une surface plane dite table (2),les angles A, B, C et D sont joints par un fil résistif mis en contact électrique avec le film résistif de ladite table (2), les potentiels V1, V2 sont choisis de la manière suivante - V1 =O -V, = pendant une demi période - v - o - V1 V pendant l'autre demi période.