Brevet FR2624602A1 — publié le 19890616

"Procédé pour détecter optiquement les décalages en position dans le sens axial d'un corps en rotation." L'invention concerne un procédé pour détec- ter optiquement des décalages en position dans le sens axial d'un corps en rotation, au moyen d'un photo- détecteur qui explore des repères rapportés sur ce corps. L'invention a pour but de créer un procédé du type précédemment mentionné, grâce auquel les déca- lages en position dans le sens radial d'un corps de révolution puissent être mesurés de façon très préci- sé. Ce but est atteint, conformément à l'inven- tion en ce que les repères sont constitués par des triangles contigus et contrastant par l'alternance de leur coloration, la ligne des bases des triangles qui sont associées respectivement à un type de contraste se situant sur une ligne périphérique commune du corps de révolution, tandis que les repères triangulaires sont explorés dans un plan qui vient se placer sur une ligne périphérique entre les deux lignes communes des bases. Le photo-détecteur est soumis à des varia- tions rapides pendant la rotation du corps lorsqu'il passe transversalement au-dessus des triangles con- trastés. A sa sortie, le photo-détecteur délivre des impulsions électriques correspondantes dont la durée dépend de la largeur des repères triangulaires dans le plan du détecteur. Lors d'un décalage axial du corps tournant, le plan d'exploration va changer de façon correspondante, et donc, également, la longueur des impulsions. Par l'intermédiaire de la longueur des im- pulsions, on obtient ainsi une mesure pour le décalage axial du corps en rotation. On peut ainsi mesurer des décalages axiaux relativement importants, les repères triangulaires devant être réalisés de façon appro- priée. Les triangles imbriqués l'un dans l'autre dans le repérage doivent contraster fortement, la fa- çon dont ce contraste est crée ne jouant aucun rôle particulier. Des surfaces colorées en noir et blanc, ou des surfaces mateL et brillantes, ou bien des sur- faces gravées de façon appropriées conviennent égale- ment pour le procédé. Avec de forts contrastes on obtient comme signaux de sortie du détecteur, des va- riations nettes entre une valeur élevée et une valeur plus basse. Le photo-détecteur doit alors uniquement détecter des contrastes sombre/clair et il est en conséquence insensible i la nature des surfaces réflé- chissantes, aux dispersions dans le système émetteur et récepteur proprement dit, aux influences de tempé- ratures ou autres. En règle générale, il faut s'atten- dre à des décalages axiaux dans'les deux sens. Dans ce cas, le plan d'exploration est réglé de façon qu'il vienne se situer dans le milieu du repérage. Ce régla- ge présente en outre l'avantage que, du fait des lon- gueurs identiques des lignes sombres et claires, une dérive est compensée dans'l'électronique placée à la suite, et ainsi l'effet de dérive n'intervient pas. Dans la position médiane, le photo-détecteur détecte pour une position correcte du corps en rota- tion, les champs sombres et clairs dans un rapport de 1: 1. Une modification de ce rapport indique un déca- lage axial, à partir de la position de consigne du corps en rotation, le sens du décalage pouvant être déduit de la valeur du rapport ainsi modifié du si- gnal, et ceci que ce rapport soit inférieur ou supé- rieur à 1. Si, dans des cas d'application, il n'appa- rait que des décalages dans un seul sens, il est alors avantageux d'amener le plan d'exploration sur un bord du repérage, pour utiliser la totalité de la largeur de ce repérage. Le procédé conforme à l'invention peut être utilisé aussi bien dans des buts de régulation que pour des processus de mesure, du fait que par l'inter- médiaire des signaux de mesure, non seulement un déca- lage peut être détecté, mais sa valeur absolue peut être également déterminée de façon précise. Un exemple de réalisation de l'invention est schématiquement représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 montre un exemple de réalisa- tion de l'invention, - la figure 2 montre le tracé d'un signal. La figure i montre une partie d'un rotor creux 10 qui est supporté à une de ses extrémités 13 par une paire d'aimants 11, 12. L'un des aimants, 11, de forme annulaire, est relié au rotor 10, tandis que le second aimant 12, fixe, est disposé de façon qu'il pénètre dans l'aimant annulaire 11 en ménageant un in- tervalle prédéfini 14 entre l'aimant fixe 12 et la face frontale 13 du rotor 10. Du fait de la contraction de poisson, le ro- tor 10 subit un raccourcissement qui croît avec la longueur de ce rotor 10. Au cours de la-période de dé- marrage ou bien de freinage, on a ainsi un déplacement axial relatif entre l'aimant annulaire 11 en rotation et l'aimant stationnaire 12, ce déplacement se tradui- sant par une modification de la distance 14. Pour observer une modification de la distan- ce 14, un repérage est rapporté sur la périphérie ex- terne de l'aimant annulaire 11, ce repérage consistant en triangles 15 ou 16 imbriqués les uns dans les au- tres, est alternativement sombre et clair, et ce repé- rage est exploré dans un plan périphérique 17 par un détecteur 18. Le détecteur 18 est relié par adhérence avec l'aimant stationnaire 12 par l'intermédiaire d'un support 19, de sorte qu'un déplacement relatif entre les deux aimants 11, 12 se produit dans la même mesure entre le plan de détection 17 et le repérage 15, 16, et cette mesure est celle de la modification de l'in- tervalle 14. Le repérage 15, 16 est également représenté sur la figure 2. Sur ce repérage, trois positions du plan de détection 17, sont indiquées par des traits. Dans la zone A le plan de détection 17a, vu axiale- ment, est indiqué exactement au milieu du. repérage 15, 16. Dans ce plan, le détecteur va enregistrer les champs noirs 15 et les champs blancs 16 pendant des laps de temps identiques a ou bien b et délivrer des signaux de tension correspondants V qui comportent un rapport d'impulsions b/a =1. Si l'on choisit cette position médiane 17a comme position de départ, de re- pos ou d'équilibre, ou bien comme position de con- signe, un décalage à partir de cette position se tra- duit par une modification du rapport à des valeurs in- férieures à 1 ou bien supérieures à 1. Sur la figure 2 est représenté un exemple pour chacun de ces cas. Si l'aimant annulaire 11 selon la figure 1, se décale vers le haut, le plan de détec- tion prend une position plus profonde 17b, comme cela est indiqué sur la figure 2 dans la zone B. Dans ce cas, on a le rapport b'/a' > 1. Si, par contre, l'ai- mant annulaire se déplace dans le sens opposé, le plan de détection prend alors une position, telle par exem- ple que 17c. A partir des impulsions V correspondantes (zone C), on reconnaît nettement un rapport b"/a" Les décalages + A 1 ou - A i à partir de la position de départ 10 sont égaux à la variation réelle de l'in- tervalle 14, et peuvent être calculés à l'aide des re- lations géométriques des triangles 15, 16 à partir des largeurs d'impulsions a et b. Le procédé qui vient d'être décrit peut aus- si bien être utilisé pour des mesures, par exemple en laboratoire, que pour des réglages. et il est notamment indiqué dans les cas o une précision élevée est exi- gée. Dans l'exemple selon la figure 1, le procédé est prévu pour détecter la valeur réelle de l'inter- valle 14 ou bien la position relative entre les deux aimants 11 et 12. Les signaux V du détecteur 18 sont appliqués à un régulateur 20 qui, de façon correspon- dante à une valeur de consigne prédéfinie, commande un mécanisme lequel déplace axialement l'aimant fixe 12 pour l'adapter au décalage de l'aimant annulaire 11. D'autres améliorations sont caractérisées en ce que: - les triangles 15 ou bien 16 sont colorés en noir ou en blanc. - -'les triangles 15 ou bien 16 sont mats ou bien brillants. - la position de consigne du plan d'explo- ration 17a est choisie au milieu entre les lignes com- munes des bases 22, 23 des triangles 15 ou bien 16. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour détecter optiquement des décalages en position dans le sens axial d'un corps en rotation, au moyen d'un photo-détecteur qui explore des repères rapportés sur ce corps, procédé caractéri- sé en ce que les repères sont constitués par des triangles (15 ou bien 16) contigus et contrastant par l'alternance de leur coloration, la ligne des bases des triangles qui sont associées respectivement à un type de contraste se situant sur une ligne périphéri- que commune (22 ou bien 23) du corps de révolution (11), tandis que les repères triangulaires sont explo- rés dans un plan (17) qui vient se placer sur une li- gne périphérique entre les deux lignes communes des bases (22, 23). 2.- Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les triangles (15 ou bien 16) sont colorés en noir ou en blanc. 3.- Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les triangles (15 ou bien 16) sont mats ou bien brillants. 4.- Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que la position de consigne du plan d'exploration (17a) est choisie au milieu entre les lignes communes des bases (22, 23) des triangles (15 ou bien 16).