Brevet FR2703452A1 — publié le 19941007

i Dispositif de détection optique pour gyroscopes ou gyromètres L'invention concerne un dispositif de détection optique pour gyroscopes ou gyromètres permettant de lire sans contact l'angle de roulis et l'angle de tangage au moyen d'un barrage photoélectrique à lumière réfléchie monté sur l'axe de rotation et d'une électronique de traitement des signaux. Par le document DE 33 08 358 C 2 on connaît un mode de réa- lisation particulier d'un dispositif de détection de ce type permettant de déterminer la route d'un moyen de transport ou d'un engin équipé d'un gyrocompas à flotteur sphérique Ce dispositif de détection est basé essentiellement sur une conception très onéreuse du flotteur et - comme plusieurs autres modes de réalisation appartenant à l'état de la technique exige au moins deux barrages photoélectriques disposés sur le cadre intérieur, dont les signaux doivent le plus souvent être prélevés au moyen d'une bague collectrice Avec ces modes de réalisa- tion tels que représentés schématiquement à la figure 2 pour garan- tir la fiabilité nécessaire, il faut recourir à une conception très com- plexe, à des matériaux onéreux, à un montage et un réglage délicats; de plus ces appareils sont lourds. L'objet de la présente invention est de proposer une concep- tion de détecteur du type indiqué en introduction qui permet d'obtenir une fiabilité maximale, comporte le moins possible d'éléments, a un poids réduit et fonctionne de manière optimale. Le problème est résolu par le fait que la mesure de la posi- tion angulaire est opérée de manière incrémentale avec détection de la direction par décodage d'un système de code à trois niveaux Un dis- que qui est monté sur une articulation de type cardan avec possibilité de rotation autour des axes de tangage et de roulis et qui, à des fins de codage, est formé d'un réflecteur circulaire plein, d'un filtre rouge im- primé également circulaire et d'un réflecteur circulaire avec des fenê- tres réalisées par attaque chimique est éclairé au moyen d'un système optique monté sur l'axe de rotation. Conformément à une caractéristique de l'invention, le systè- me optique se compose d'une source lumineuse, d'une photodiode dou- ble et d'un filtre de couleur placé en amont de celle-ci. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, les signaux des photodiodes sont amplifiés et décodés dans une électroni- que montée à la suite puis sont transmis à une unité logique pour for- mer l'information angulaire incrémentale. L'invention est décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réali- sation représenté sur les dessins Ceux-ci montrent: figure 1, un schéma système de détection sans contact d'un gyromètre tel que proposé, figure 2, une vue en perspective d'un mode de réalisation selon l'état de la technique. L'invention est présentée à l'aide de l'exemple d'un gyroscope d'attitude Comme le montre la figure 1, le codage du système de détection 10 se trouve sur un disque circulaire 11 monté sur une arti- culation de type à cardan appelé disque de codage dans ce qui suit - qui se déplace autour de l'axe de roulis 12 et autour de l'axe de tanga- ge 13 Le disque de codage se compose d'un réflecteur 14 plein, d'un filtre rouge 15 imprimé et d'un réflecteur 16 pourvu de fenêtres réali- sées par attaque chimique Le disque de codage est éclairé par un sys- tème optique 17 qui est situé sur l'axe de rotation Ceci permet de lire depuis un point fixe le code du disque de codage, indépendamment de la position en rotation du disque. Pour détecter la direction, on utilise un code à trois niveaux. Les trois niveaux sont: a) une réflexion blanche au niveau des fenêtres 16, b) une réflexion rouge sur le réflecteur 14 plein, à travers le filtre rouge 15 imprimé et les fenêtres du réflecteur 16, c) aucune réflexion à travers la surface noire du filtre rouge imprimé et la fenêtre du réflecteur 16. On obtient ainsi trois états: a) réflexion blanche: les deux diodes délivrent des signaux, b) réflexion rouge: seule une diode délivre un signal, c) pas de réflexion: aucune des diodes ne délivre un signal. Une unité logique simple fournit une information angulaire incrémentale ainsi qu'une information de direction qui sont obtenues par décodage à partir de ces états Le même dispositif peut être utilisé pour la détection du roulis. On a ainsi une lecture sans contact de l'angle de roulis et de l'angle de tangage d'un gyroscope d'attitude ou de tout autre système codeur de déplacement ou d'angle au moyen d'un barrage photoélec- trique à réflexion placé sur l'axe de rotation, dans lequel la mesure de la position angulaire est opérée de manière incrémentale avec détec- tion de la direction au moyen d'un système de code à trois niveaux. La figure 2 montre une représentation schématique en per- spective d'un système de détection selon la technique antérieure Le repère 21 désigne l'axe de rotation du cadre intérieur, le repère 22 l'axe de rotation du cadre extérieur Le système de détection comporte en outre un disque de codage 23, un ensemble 24 de diodes électro- luminescentes et de phototransistors, des balais de contact 25 solidai- res du boîtier de l'appareil qui coopèrent avec des bagues collectrices 26 aux fins de transmettre les signaux. REVENDICATIONS 1 Système de détection optique pour gyroscopes ou gyromè- tres pour la lecture sans contact de l'angle de roulis et de l'angle tan- gage au moyen d'un barrage photoélectrique à lumière réfléchie dispo- sé sur l'axe de rotation et d'une électronique de traitement, caractérisé par le fait que la mesure de la position angulaire est opérée de manière incrémentale avec détection de la direction par décodage d'un système de code à trois niveaux, un disque ( 11) qui est monté sur une articula- tion de type à cardan avec possibilité de rotation autour des axes de tangage ( 12) et de roulis ( 13) et qui, à des fins de codage, est formé d'un réflecteur ( 14) circulaire plein, d'un filtre rouge ( 15) imprimé également circulaire et d'un réflecteur circulaire avec des fenêtres ( 16) réalisées par attaque chimique étant éclairé par un système optique ( 17) monté sur l'axe de rotation. 2 Système de lecture optique selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que Ie système optique ( 17) se compose d'une source lumineuse ( 17 a), d'une photodiode ( 18) double et d'un filtre de couleur ( 19) placé en amont de celle-ci. 3 Système de lecture optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les signaux des photodiodes ( 18) sont ampli- fiés et décodés dans une électronique ( 20) montée à la suite puis sont transmis à une unité logique pour former l'information angulaire incré- mentale.