Brevet FR2614982A1 — publié le 19881110

Mètre numérique à lecture directe,travaillant en absolu avec mémoire et restitution de l'information. La présente invention permet de mesurer une longueur quelconque d'un corps à l'aide d'un dispositif optique qui vient lire en direct et en absolu,un code gravé sur un ruban flexible ou équivaient. La valeur est visualisée par un dispositif tel qu'un affichage numérique et stockée dans une mémoire en vue d'une restitution différée. Jusqu'à présent, des systèmes de mesure de longueur à lecture optique par comptage ou décomptage de barres alternativement sombres ou claires sont connus tel le brevet U.S nO 3 796 498. De tels systèmes sont source d'erreurs de mesure dûes aux aléas de comptage (vitesse de. défilement trop rapide, poussiëres masquant une ou plusieurs barres) décalant ainsi définitivement la mesure. D'autres systèmes plus récents, tel un disque optique entraîné par roues à friction, sont également connus, mais de nombreux problèmes mécaniques et électriques altèrent la fiabilité de ces systèmes. En particulier, la proximité des pistes gravées sur le dispositif sensible pose des problèmes de précision de fabrication d'une part, et d'erreurs de lecture d'autre part (interférence, "diaphonie" entre pistes).Le nombre de pistes est limité du fait que deux flux lumineux disposés sur une même tête ne peuvent être trop rapprochés pour différencier des informations sur deux pistes adjacentes. Tous ces systèmes nécessitént également une logique détectant le sens de rotation ou de défilement afin d'appliquer une opération de comptage ou de décomptage. L'invention a pour objet de pallier aux inconvénients décrits ci-avant des dispositifs de l'art antérieur. Conformément à l'invention, le système est doté d'un dispositif de lecture optique pour mètres à ruban enroulable ou analogue caractérisé en ce qu'il comporte: - une double tête de lecture pourvue de deux blocs (pair et impair) décalés d'une distance "d" nantis de lecteurs optiques à émission de lumière.Cefledistance (d) est reportée fidèlement sur les pistes gravées paires et impaires afin de compenser le décalage. - un ruban flexible comportant des zones gravées opaques ou claires, selon un code choisi (binaire réfléchi ou autre). La disposition des zones opaques ou claires correspond directement à un code de mesure dimensionnel. Les traits pleins correspondent à des "1" logiques, i'absence de trait à une absence de fenêtre donc à des "O" logiques. On détecte la lumière passant à travers ces fenêtres ce qui donne directement sous forme codée la position du flux lumineux. Le code binaire réfléchi est avantageusement utilisé dans le cas d'une conversion d'une grandeur analogique ou numérique car les grandeurs successives ne diffèrent que d'un caractère, ce qui évite les erreurs de détection. Chaque piste adjacente correspond alternativement à un bloc pair et impair. - un dispositif d'entraînement automatique du ruban, caractérisé par un micro-moteur et une cinématique adéquate. - un système électro-frein caractérisé par un électro-aimant ou équivalent relié à un dispositif de blocage du ruban sur une position prédéterminée à la corrélation de la valeur affichée et la valeur lue sur le ruban. - un clavier à touches et son interface permettant: d'avoir accès aux paramètres de mesure désirés. de mémoriser les différentes valeurs de mesure désirées. de restituer lesdites valeurs en mode différé. .d'effectuer différentes opérations annexes telles que l'adjonction d'un coefficient multiplicateur ou diviseur(réduction-des cotes pour reproduction à l'échelle sur plan) dans le cas de l'utilisation du système dans un bureau d'étude par exemple de réaliser toutes les opérations mathématiques classiques telle une calculatrice de poche.Le nombre de touches,le nombre de fonctions et la disposition de celles-ci sont nullement limitatifs. - une partie intelligente chargée de gérer et traiter les informations stockées par ledit système. - une mémoire où sont stockées par adresses successives les informations numériques correspondant aux différents codes gravés sur ledit niban.Cette mémoire pourra être programmée pour une mesure de longueur conformément au système métrique.Pour des mesures de longueur ne se rapportant pas au système métrique,la mémoire sera programmée en conséquence. - un dispositif de gestion des informations entre la tête de lecture et la mémoire. L'électronique de gestion ne fait pas l'objet d'une description, celle-ci faisant partie de l'art connu. - une première partie parlante caractérisée par des afficheurs alphanumériques qui donnent directement la dimension mesurée. - une deuxième partie parlante utilisable dans certains cas où la lecture ne peut se faire visuellement (toise par exemple)caractérisée par un synthétiseur de parole. - une interface de sortie permettant de dialoguer avec un calculateur ou tout autre périphérique. - une alimentation à l'aide de piles ou batteries. - un boîtier d'une dimension permettant la prise en main dudit système. - un dispositif permettant d'écarter d'éventuelles poussières qui viendraient altérer la mesure. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit faite avec référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente le schéma simplifié et partiel du mètre numérique ;on peut reconnaître: le Ruban flexible (2)sur lequel est gravé le code (3)correspondant à la mesure dimensionnelle ainsi que des pistes de parité en vue d'une détection éventuelle et correction d'erreur. le clavier (5)et les afficheurs numériques(10). La figure 2 est un schéma simplifié et partiel du bloc de la tête de lecture (4)où l'on peut voir le ruban (2) avec ses pistes paires et impaires (17 et 18) se présentant devant les blocs de lecture (15 et 16). La figure 3 montre le décalage d'un bloc de lecture pair avec un bloc impair. La figure 4 est un schéma simplifié et partiel de l'ensemble moteur (6),bobine de l'electro-frein(8), des galets de guidage (14) ainsi que du dispositif anti-poussière du ruban (2). En se reportant aux dessins ,d'autres-caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit: La pièce à mesurer est disposée entre le bec d'extrémité du ruban et la base dudit boîtier.La tête de lecture,grâce à son système de lecture à double blocs,nantie du système optique à émission /réception de lumière vient lire directement le code binaire. réfléchi ,composé d'un nombre défini de zones sombres ou claires gravées sur le ruban:Ces zones correspondent à un code logique converti directement en valeur numérique. II suffit de lire la valeur mesurée sur l'afficheur alphanumérique.Chaque bloc lit respectivement les pistes paires et impaires.Le décalage du bloc pair avec le bloc impair permet avantageusement d'augmenter le nombre de pistes donc la précision et la résolution du système.ll ne subsiste plus de phénomène d'interférence entre pistes,deux pistes adjacentes étant traitées par des blocs de têtes différents.La taille des zones ,la disposition de celles-ci ainsi que le nombre de pistes sont nullement limitatifs. Grâce au clavier,l'opérateur a la possibilité de gérer toutes les données du dispositif.Des touches fonction lui permettent de stocker ou restituer les différents paramètres. L'opérateur peut prendre une suite de cotes qu'il cumule et mémorise à la demande. II lui suffit d'activer une touche mémorisation au niveau du clavier pour "empiler" ses valeurs dans la mémoire non volatile du système de mesure. Un numéro d'adressage est affecté à chaque cote mémorisée;pour la restitution de celle-ci,il suffit d'appeler son adresse par l'intermédiaire du clavier Aucun système d'initialisation entre chaque mesure n'est nécessaire puisque la mesure se fait par lecture directe, contrairement à des solutions proposées par systèmes de comptageldécomptage nécessitant une remise à zéro générale. La restitution des mesures peut se faire en différé. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas où l'opérateur dispose d'un plan avec un nombre de cotes à relever dans un ordre chronologique. Les mesures peuvent être restituées en laboratoire sans risque d'erreur. L'introduction d'un coefficient multiplicateur ou diviseur par l'intermédiaire du clavier lui permet avantageusement d'obtenir directement ses dimensions à l'échelle souhaitée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, I'opérateur, par l'intermédiaire du clavier, peut avantageusement entrer des valeurs préalablement fixées. Ceci est particulièrement intéressant lors de la construction d'un ensemble. Il suffit d'appeler la cote désirée en pressant la touche prévue à cet effet. Un micro-moteur gère le déplacement dudit nuban,permettant un fonctionnement autonome.Dès que la cote est sélectionnée, le micro-moteur entraîne le ruban qui se déroule. La tête de lecture identifie chaque pas de code au furet à mesure que ledit ruban défile devant ladite tête. Dès que la tête de lecture a identifié le code correspondant à la valeur présélectionnée, une impulsion de corrélation vient stopper l'avance du micro-moteur et actionner un électro-aimant qui immobilise le dispositif d'avance du ruban. Ce procédé est particulièrement intéressant puisqu'il minimise les risques d'erreurs ,d'interprétation ou de lecture de l'opérateur.Pour passer à la présélection suivante ,une action sur a touche clavier appelle la mesure suivante. Si une cote dépasse la capacité dimensionnelle du mètre, l'opérateur a la possibilité de cumuler plusieurs valeurs, les opérations d'addition se faisant automatiquement à l'aide du clavier. Réciproquement, l'opérateur peut déduire une cote par soustraction de une ou plusieurs mesures. Pour les mesures "intérieures", une touche spéciale donne l'ordre au système de prendre en compte la mesure correspondant à l'encombrement du boîtier du mètre. En variante du dispositif précédemment décrit, il est possible également de faire des mesures de comparaison de cotes; en effet, lors d'un contrôle de dimensions, il est souvent donné des fourchettes de tolérance. Une touche "introduction de la tolérance" est prévue à cet effet. Cette touche donne l'ordre au microprocesseur de gestion de l'ensemble de tenir compte d'une valeur en plus ou en moins de la valeur affichée. Après mise en mémoire de cette tolérance, l'opérateur a la possibilité, grâce à une alarme (signal sonore ou lumineux) de vérifier les dimensions correspondant à des exigences précises. Parallèlement, I'opérateur a la possibilité de prendre une valeur étalon correspondant à la cote d'une pièce étalon. Après positionnement de son mètre, il pourra avantageusement mettre à zéro son affichage et déterminer directement l'écart des autres pièces à mesurer. Afin de minimiser le coût de production en série du système ainsi que son encombrement, toute l'électronique de gestion est réunie sur une même puce par un procédé d'hybridation ou tout autre procédé équivalent. En plus des caractéristiques avantageuses décrites ci-avant, il est prévu de connecter la partie intelligente du dispositif via une interface à un organe de traitement ou de stockage extérieur (calculateur, imprimante ou tout autre moyen de stockage de l'information). Afin d'éviter toute erreur de lecture, un double code détecteur et correcteur d'erreurs est utilisé avantageusement. A cet effet, une piste de parité longitudinale est -gravée sur le ruban. Le microprocesseur calcule en permanence une deuxième parité (parité verticale). Si une erreur de transmission est localisée, elle est immédiatement corrigée. Le système de correction d'erreurs ne fait pas l'objet d'une description car bien connu de l'homme de l'art, en particulier dans le domaine magnétique. Toujours dans un but de minimiser les erreurs de lecture, un "galet balai" figure 4 est disposé devant la tête de lecture. II écarte ainsi toute poussière qui pourrait altérer ia mesure Un dispositif de guidage caractérisé par quatre galets figure 4 permet un cheminement précis du ruban devant la tête de lecture, afin que les pistes codées ne présentent pas de décalage "d'azimut" au niveau des lecteurs optiques. A la coupure de l'alimentation, les informations sont sauvegardées grâce aux mémoires effaçables électriquement ou tout autre mémoire équivalente. Réciproquement, à la mise sous tension du système, les informations sont restituées fidèlement. L'opérateur a la possibilité d'effacer les informations mémorisées à la demande grâce à une touche prévue à cet effet sur le clavier. REVENDICATIONS 1 - Dispositif numérique de mesure de longueur à mémoire et présélection travaillant en mode direct et absolu caractérisé en ce qu'il comporte: un boîtier (1) comportant un ruban flexible enroulable (2) sur lequel est gravé un code (3) correspondant à la dimension à mesurer ainsi qu'un double code détecteur et correcteur d'erreur. une tête de lecture (4) avec deux blocs séparés, nantie de deux groupes de lecteurs optiques (15 et 16) disposés perpendiculairement au ruban, lesdites têtes étant séparées en deux blocs respectivement pair et impair. un clavier (5) disposé sur le boîtier, ledit clavier comportant des touches permettant d'effectuer des opérations arithmétiques classiques ainsi que des fonctions spécifiques telles que présélection, restitution d'une donnée, insertion d'une constante de réduction et adjonction d'une valeur de tolérance... un micro-moteur (6) intégré dans ledit boîtier entraînant le ruban flexible (2). un système de freinage du ruban métallique (7) caractérisé en ce qu'il comporte une bobine électro-aimant à noyau central (8), ledit noyau étant relié à un dispositif de blocage (9). une face parlante caractérisée en ce qu'elle comporte des afficheurs numériques (10) pour une lecture directe des pas de mesure et/ou un synthétiseur de parole (11) annonçant les mesures dans les cas où la lecture directe ne peut être effectuée facilement. un dispositif de nettoyage du ruban (12) caractérisé en ce qu'il est disposé en amont de la tête de lecture, ledit dispositif comporte un rouleau de fibres synthétiques ou autre destiné à retenir la poussière venant s'intercaler entre la tête de lecture et les informations gravées sur le ruban. quatre galets (14) de guidage dudit ruban afin que celui-ci dispose d'un jeu minimum lors de son passage devant la tête de lecture. 2 - Dispositif optique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une tête de lecture à deux blocs séparés d'une distance (d) disposée perpendiculairement au ruban codé (2) et ayant une pluralité de cellules de lecture . Chaque élément de cellule est affecté respectivement aux pistes paires et impaires(17 et 18). Lesdites cellules font partie intégrante de la tête. 3 - Dispositif optique selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la dimension à mesurer correspond directement et en absolu au code gravé sur le ruban. 4 - Dispositif optique selon les revendications 1 ,2,3 caractérisé en'ce que sur un clavier (5) I'opérateur a la possibilité de dialoguer avec le système. Ledit clavier dispose d'une fonction présélection ,positionnement automatique et /ou une fonction introduction d'un coefficient multiplicateur ou diviseur. 5 - Dispositif optique selon la revendication 4 caractérisé en ce que le clavier dispose d'une fonction comparaison avec introduction d'une tolérance de cote et alarme en cas de dépassement. 6 - Dispositif optique selon les revendications 1,2,3 caractérisé en ce qu'il comporte un double code détecteur/correcteur d'erreurs gravé sur le ruban. 7 - Dispositif optique selon les revendications 1,2,3,4 caractérisé en ce qu'un micro-moteur entraîne le ruban jusqu'à une valeur présélectionnée; ledit ruban étant immobilisé par un électro-frein. 8 - Dispositif optique selon les revendications 1,2,3,4 caractérisé en ce qu'à tous moments, le système peut mémoriser une ou plusieurs valeurs mesurées avec restitution différée. 9 - Dispositif optique selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que l'opérateur peut effectuer toutes les opérations arithmétiques à l'aide du clavier. 10 - Dispositif optique selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en que le- système peut dialoguer avec un calculateur ou périphérique via une interface (19).