Brevet FR2628907A1 — publié le 19890922

RÉPUBLIQUE FRAN AISE N de publication: 2 628 907 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIETE INDUSTRIELLE DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE N d'enregistrement national 89 02650 PARIS ( Int Cl4' H 03 H 1/00, 9/125. DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 Date de dépôt: 1er mars 1989. - Demandeur(s): DIEHL GMBH & CO, Société de droit allemand - DE. () Priorité: DE. 19 mars 1988. n P 38 09 284.0. X Inventeur(s): Geoffrey Drage: Hanns-Herbert Prien. ) Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets " n 38 du 22 septembre 1989. ( Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: r Titulaire(s): ( Mandataire(s) Cabinet Pierre Loyer. _ Circuit de commande d'un organe de réglage piézoélectrique. Circuit, en particulier pour la modulation mécanique par zone d'une plaque de miroir 11 déformable au moyen d'or- ganes de réglage piézoélectriques 13. Au moins l'un de ses, paramètres de fonctionnement est modifié en fonction de la température de fonctionnement momentanée de l'organe de ICI réglage 13. pour réduire l'influence sur l'organe de réglage. Son facteur d'amplification V est réduit lorsque la température, ".-" croît et son niveau de tension continue O est réduit lorsque la L--. -.... ......J -..DTD: température décroît. L'information de commande 17 dépendant de la température est fournie au moyen d'un dispositif de - mesure de température 15 à contact ou sans contact. I O OV oe L. D Vente des fascicules à l'IMPRIMERIE NATIONALE. 27, rue de la Convention - 75732 PARIS CEDEX 15 Circuit de commande d'un organe de réglage piézoélectrique L'invention concerne un circuit de commande pour un organe de réglage commandé électriquement, en particulier pour la modulation mécanique par zone d'une plaque de miroir déformable au moyen d'organes de réglage piézoélectriques. Un circuit de commande de ce type est connu selon le document GB- A- 21 78 619. Un circuit de réglage y est réalisé pour linéariser la modification de longueur de l'organe de réglage provoquée par une commande électrique, circuit dont le régulateur est sollicité par l'information de réglage et par une information réelle de réaction concernant la déviation momentanée de l'organe de réglage. L'information réelle est dérivée de la grandeur de réglage électrique destinée à l'organe de réglage, ou mesurée effectivement au moyen d'un capteur de déplacement sans contact. Pour des raisons de stabilité, un tel circuit de commande o l'on ramène la course de réglage est toutefois très critique, en particulier si l'on doit réaliser des déplacements de réglage périodiques à fréquence élevée, au moyen de très petits organes de réglage. La dépense mécanique est également très élevée pour la mesure du déplacement, en particulier si l'organe de réglage doit déformer une zone de surface réfléchissante et que la course d'une zone de surface réfléchissante prédéterminée doit être mesurée derrière la surface réfléchissante, donc au centre de la zone d'action de l'organe de réglage. En fonctionnement pratique on ne peut dériver pour l'organe de réglage aucune information de déviation stable à partir de la grandeur de réglage électrique, parce que la constante de proportionnalité entre commande électrique et déviation mécanique dépend de la température, donc de la durée du fonctionnement. Il est en outre possible que la déviation requise change pendant le fonctionnement, de sorte qu'on ne peut partir d'un point de travail se réglant thermiquement de manière stable. Ceci est particulièrement critique en cas d'utilisation d'un tel circuit de commande pour ce que l'on appelle les miroirs à modulation MDA ou laser présentant de nombreux organes de réglages piézo-électriques, commandés avec une cadence relativement élevée à des fréquences différentes (voir GB-A- 21 62 713) et s'échauffant particulièrement facilement du fait de leur facteur de perte électrique la plaque réfléchissante devant toutefois rester plane. En connaissance de ces données, l'invention a pour but de réaliser un circuit de commande du type du préambule, de façon à réaliser un fonctionnement de longue durée stable -et reproductible. Ce problème est résolu pour un circuit selon l'invention, en ce qu'au moins l'un de ses paramètres de fonctionnement (facteur d'amplification V; tension de seuil 0) est modifié en fonction de la température de fonctionnement momentanée de l'organe de réglage, au sens o est réduite l'influence sur l'organe de réglage qui est provoquée électriquement et qui agit dans le même sens que l'influence exercée sur l'organe de réglage en fonction de la température. Selon cette solution, le comportement en fonctionnement est modifié en fonction de la température de travail momentanée de l'organe de réglage de sorte que la commande de l'organe de réglage soit réduite lorsque la température s'accroît, donc que la dilatation importante dépendant de la température soit compensée électriquement. Une limitation de l'amplitude de modulation est possible (par réduction de l'amplification effective du circuit de commande) pour ramener à l'amplitude de modulation initiale de l'organe de réglage la course de modulation agrandie en fonction de la température, ceci par une réduction de la commande électrique de modulation. A la place de cela, ou en plus, il est possible de limiter en fonction de la température la dérive de la tension continue de sortie du circuit de commande et ainsi le niveau de tension continue soumis à l'information de modulation, pour agir à l'encontre de la dilatation statique de l'organe de réglage dépendant de la température. La solution selon l'invention ne nécessite ainsi aucun circuit de régulation de stabilité critique et avec une grandeur de réglage en réaction; à la place de cela, certains paramètres de fonctionnement du circuit de commande sont influencés simplement en fonction de la température de fonctionnement momentanée effective de l'organe de réglage, de sorte que la grandeur de réglage électrique est réduite de la valeur dont la température de fonctionnement accrue conduit déjà à une longueur augmentée et à une course augmentée de l'organe de réglage, et inversement. Cette mesure de commande ne nécessite aucun circuit de commande particulier, déterminé pour ce cas d'application, devant maintenant être déterminé, du fait de la stabilisation thermique existante, pour qu'il soit possible d'exploiter plusieurs amplificateurs de modulation directement en parallèle si, selon la détermination de l'organe de commande, une performance de modulation plus importante est nécessaire, mais toutefois que seuls des amplificateurs de modulation standardisés doivent être mis en place, présentant chacun des performances de sortie plus faibles. Du fait de problèmes de stabilité, un tel circuit parallèle direct ne serait toutefois pas possible sans restriction pour les retours de valeur réelle aux entrées des circuits de commande réglés. La température réelle de fonctionnement de chaque organe de réglage peut être obtenue au moyen d'un dispositif de mesure basé sur un thermoélément miniaturisé monté directement sur l'organe de commande. Du fait de la faible masse du thermoélément, ceci est également réalisable pour les organes de réglage de petite taille, tels qu'utilisés pour l'identification à haute fréquence et à. bande large d'un grand nombre d'organes de réglage décalés les uns par rapport aux autres. A la place de la mesure directe de température par contact, on peut toutefois également réaliser sur chaque organe de réglage une mesure de température sans contact au moyen d'un capteur de température à fibre de verre, ainsi que ceci se trouve sur le marché, comme le système de captation ASEA 1110 à thermosenseur FTP1. Selon une autre caractéristique de l'invention, son facteur d'amplification (V) est réduit lorsque la température croit. Selon une autre caractéristique de l'invention, son niveau de tension continue (0) soumis à modulation est réduit lorsque la température décroît. Selon une autre caractéristique de l'invention, on obtient une information de commande dépendant de la température au moyen d'un dispositif de mesure de température à contact. Selon une autre caractéristique de l'invention, on obtient à proximité immédiate de l'organe de réglage une information de commande dépendant de la température au moyen d'un dispositif de mesure de température sans contact. Diverses autres caractéristiques et avantages du dispositif l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Un mode de réalisation de l'invention préféré est représenté à titre d'exemple non limitatif au dessin annexé, limité à l'essentiel et fortement abstrait. La figure unique du dessin représente sous forme d'un schéma à blocs un système d'influence des paramètres de fonctionnement d'amplificateur, en fonction de la température, pour réduire la commande de longueur lors d'un échauffement de l'organe de réglage piézo-électrique, provoqué par le fonctionnement. &628907 -5 Une plaque de miroir 11 destinée à la réflexion de rayons 12, en particulier de rayons laser à haute énergie 12, est munie au dos d'un certain nombre d'organes de réglage 13 excités à partir de sources à haute fréquence 14 pour produire des vibrations longitudinales pour déplacer selon une vibration chaque zone de surface réfléchissante 11.1 disposée chaque fois localement transversalement par rapport à sa surface. Le résultat est que, lors de sa réflexion dans cette zone 11.1 pour donner un rayon réfléchi 12.2, le rayon incident 12.2 subit une modulation de phase selon la fréquence d'oscillation et l'amplitude d'oscillation, avec laquelle est commandé l'organe de réglage 13 correspondant. Les organes de commande 13 affectés aux zones réfléchissantes 11.1 individuelles décalées les unes par rapport aux autres sont commandés à partir de sources 14 de fréquence différentes pour pouvoir distinguer les uns des autres les rayons partiels réfléchis 12.3 (avant et en particulier après réflexion sur un objet cible), pour une correction ' d'atmosphère de section transversale de rayon, au moyen de ce que l'on appelle un miroir MDA (voir ci-dessus). Pour obtenir une précision élevée et une résolution fine des zones des plaques réfléchissantes 11.1 les unes par rapport aux autres, il faut s'efforcer que la modulation mécanique des zones réfléchissantes s'effectue avec une cadence aussi élevée que possible. Une commande à cadence élevée des organes de réglage 13, en particulier s'il s'agit selon le mode de réalisation préféré d'actionneurs piézo-électriques, mène toutefois à un échauffement de fonctionnement détectable des organes de réglage 13, du fait des pertes internes moléculaires et électriques. Du fait que la longueur statique de l'organe de réglage 13 (non commandé) et, en outre, que son facteur de proportionnalité de déviation (donc la modification de longueur résultant d'une modification de tension de crête définie) dépendent de la température, il résulte d'un accroissement de la chaleur de fonctionnement des organes de réglage 13 une sensibilité électromagnétique non linéaire des organes de réglage 13, donc, pour une commande électrique identique, un accroissement de la course d'organe de réglage. Ceci est toutefois. indésirable, parce qu'ainsi la modulation d'identification des rayons réfléchis 13.2 individuels décalés les uns par rapport aux autres dans la section transversale du rayon subit une influence non linéaire en fonction de la température, qui influence la stabilité du circuit de réglage de correction pour l'élimination d'influences perturbatrices de transmission sur les rayons partiels individuels 12.3. Pour éviter cela, un dispositif de mesure de température 15 est affecté à chaque organe de réglage 13. On obtient ainsi, par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation actif 16, une information de commande 17 fonction de la température qui influence un circuit de commande 18 pour délivrer l'énergie dé modulation 19 à partir de la source à haute fréquence 14. Cette influence réalisée au moyen de l'information de commande 17 dépendant de la température consiste de préférence, ainsi qu'indiqué sur le schéma à blocs, en un recyclage simultané du facteur d'amplification effectif V et de la tension de seuil de réaction O (dérive de courant continu) pour une température de travail croissante de l'organe de réglage 13 correspondant. L'amplitude de la tension de modulation 19 (donc de la course de modulation dans les zones réfléchissantes 11.1) est de ce fait réduite, pour compenser la constante de proportionnalité qui s'est accrue; tandis que simultanément, l'allongement de longueur statique, fonction de la température, de l'organe de réglage 13 est réduit, par le fait que la part de tension continue soumise à l'énergie de modulation. 19 est réduite. On peut ainsi atteindre une longue durée de fonctionnement sous des conditions de fonctionnement électromécaniques constantes, par une action de commande simple, au moyen d'une information de température de fonctionnement 17 recyclée, du fait que l'échauffement de l'organe de réglage est limité en fonction du temps de fonctionnement et de la fréquence de modulation. On obtient ainsi que la plaque de miroir demeure plane dans le temps, indépendamment de la température. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande (18) pour un organe de réglage commandé électriquement, en particulier pour la modulation mécanique par zone d'une plaque de miroir (11) déformable au moyen d'organes de réglage piézoélectriques - (13), caractérisé en ce qu'au moins l'un de ses paramètres de fonctionnement (facteur d'amplification V; tension de seuil 0) est modifié en fonction de la température de fonctionnement momentanée de l'organe de réglage (13), au sens o est réduite l'influence sur l'organe de réglage qui est provoquée électriquement et qui agit dans le même sens que l'influence exercée sur l'organe de réglage en fonction de la température. 2. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que son facteur d'amplification (V) est réduit lorsque la température croit. 3. Circuit de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que son niveau de tension continue (0) soumis à modulation est réduit lorsque la température décroît. 4. Circuit de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on obtient une information de commande (17) dépendant de la température au moyen d'un dispositif de mesure de température (15) à contact. 5. Circuit de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on obtient à proximité immédiate de l'organe de réglage (13) une information de commande (17) dépendant de la température au moyen d2un dispositif de mesure de température (15) sans contact. IU i. i 17. _ -16 *t * L. I,.--."--.-, 12.2 os CO no o ÀN