Brevet FR2761794A1 — publié le 19981009

CODEUR ANGULAIRE ANALOGIQUE La présente invention concerne un codeur analogique angulaire, et plus particulièrement un tel codeur du type comprenant une piste résistive et un balai associé à cette piste. Les codeurs connus de ce type comportent généralement une piste résistive pratiquement circulaire alimentée à ses extrémités en courant continu, une piste conductrice concentrique à la piste résistive, et un balai est monté rotatif autour du centre des pistes et relie deux points homologues de chacune des pistes. On comprend que la tension mesurée sur la piste conductrice est proportionnelle à l'angle entre l'extrémité de la piste résistive mise à la masse et les points reliés par le balai. De tels dispositifs sont utilisés par exemple dans des systèmes associant une partie mécanique et une partie électronique, tels que des programmeurs de machines à laver, dans lesquels l'électronique de traitement doit pouvoir connaître économiquement, par lecture directe, la position angulaire d'un axe rotatif avec une précision donnée, allant, par exemple, de 10 à 60 positions par tour. On entend par lecture directe, la possibilité de reconnaître la position de l'axe en une fraction de seconde, ce qui exclut les systèmes fonctionnant par lecture incrémentale, c'est-à-dire par additions d'incréments depuis une position d'origine. Jusqu'à un certain nombre de positions par tour, par exemple de l'ordre de 8, I'utilisation combinée d'un potentiomètre de qualité moyenne et d'un microcontrôleur équipé d'un convertisseur analogique/numérique, chacun alimenté sous la même tension, 5 volts par exemple, permet d'atteindre le résultat souhaité. Mais il est nécessaire aux fonctions de sélection et de visualisation des programmes de lavage des programmateurs de machines à laver d'atteindre une plage de 18 à 60 positions par tour. Or, il n'est pas possible d'atteindre ces niveaux de définition angulaire tout en conservant un système économique basé sur l'emploi combiné d'un potentiomètre et d'un microcontrôleur équipé d'un convertisseur analogique/numérique. Les difficultés sont en effet de deux ordres. Tout d'abord, la courbe de réponse du potentiomètre n'est pas linéaire, c'est-à-dire que, si l'on trace le graphe de réponse du curseur (avec la rotation en abscisse et le potentiel du curseur en ordonnée), la courbe obtenue n'est pas suffisamment rectiligne pour permettre d'établir une corrélation biunivoque entre la tension obtenue et la position angulaire de l'axe. L'autre difficulté réside dans le non positionnement mécanique rigoureux de l'axe sur ses positions fondamentales. Par ailleurs, il est important de rester en technologie analogique qui nécessite un minimum d'entrées sur le microcontrôleur, ce qui limite les coûts. On pourrait alors conserver un potentiomètre économique, c'est-à-dire non linéaire, et mémoriser de façon non volatile la courbe caractéristique du potentiomètre dans le microcontrôleur. II en résulterait toutefois un surcoût du fait de la nécessité de la mémoire non volatile et du temps nécessaire à cette mémorisation. Une autre solution consisterait à utiliser un potentiomètre ayant une linéarité suffisante pour que le microcontrôleur associe sans erreur la tension relevée sur le curseur et la position angulaire de l'axe. Mais, même dans ce cas, il peut y avoir une erreur due à une insuffisance de qualité du positionnement de l'axe sur sa position fondamentale, c'est-à-dire qu'en fait l'axe est arrêté entre deux positions fondamentales. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, I'invention a pour objet un codeur angulaire analogique du type comprenant une piste résistive et un balai associé à cette piste, caractérisé par le fait qu'il comprend deux ensembles, circulaires concentriques à ladite piste résistive, de plots conducteurs sensiblement régulièrement angulairement espacés et connectés à cette piste, les plots d'un premier ensemble étant en nombre multiple du nombre des plots du deuxième ensemble et étant disposés de sorte qu'ils recouvrent à plusieurs le même domaine angulaire que chacun des plots du deuxième ensemble, et deux balais d'un curseur étant disposés pour mesurer la tension sur deux plots appartenant chacun à un desdits ensembles et situés sur un même rayon polaire. La détermination de l'angle de rotation du curseur se fait donc par deux mesures de tension. L'une, sur un plot du deuxième ensemble, donne une position fondamentale. L'autre donne une position fine par différence entre la mesure effectuée sur le plot du premier ensemble et celle effectuée sur le plot du deuxième ensemble. Ainsi, à chaque plot du deuxième ensemble correspond une position fondamentale de l'axe de rotation du curseur, dont le balai correspondant à cet ensemble délivre la même tension sur une large plage angulaire entourant cette position. Par ailleurs, chaque position angulaire de l'axe est acquise par l'exploitation de deux mesures de tension. Chacune de ces tensions est issue d'un balai qui lui est propre. Enfin, les deux balais lisent la même piste résistive, pour laquelle on peut admettre que les non linéarités apparaissent progressivement au fur et à mesure de l'excursion de la piste au cours de la rotation de 360". Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le deuxième ensemble de plots en comprend 10, chacun correspondant à un domaine angulaire de 36 , et trois plots du premier ensemble correspondent à chaque plot du deuxième ensemble, ledit premier ensemble comprenand 30 plots correspondant chacun à un domaine angulaire de 12". Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, on prévoit au moins une piste conductrice concentrique à ladite piste résistive, un des balais assurant une connexion électrique entre le plot avec lequel il est en contact et ladite piste conductrice, et la mesure de la tension dudit plot étant faite sur ladite piste. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique représente schématiquement en vue de dessus un secteur d'un codeur selon l'invention. Ce codeur comprend cinq pistes circulaires concentriques numérotées de 1 à 5 à partir de la piste intérieure 1. La piste 1 est une piste conductrice continue connectée par une autre piste conductrice 6 à des moyens de mesure de tension non représentés. Elle est interrompue le long d'un de ses rayons. La piste 2 est une piste constituée d'une succession de 10 plots conducteurs 7 en arc de cercle séparés par de courts passages isolants. Chaque plot couvre donc environ 36". Le premier plot commence et le dixième se termine au niveau de l'interruption de la piste 1. La piste 3 est une piste résistive continue, interrompue elle aussi le long du même rayon que la piste 1. Ses deux extrémités sont alimentées en courant continu comme on le verra ci-après. La piste 4 est similaire à la piste 2, si ce n'est que ses que ses plots 8 sont au nombre de 30. Ces plots correspondent angulairement trois par trois à un plot 7 de la piste 2. Enfin, la piste 5 est identique à la piste 1, sa sortie étant constituée par une prise de potentiel 9. Chaque plot 8 est relié de façon régulièrement espacée par une liaison 10 à un point de la piste résistive 3. De même, chaque plot 7 est relié de façon régulièrement espacée par une liaison 11 à un point de la piste résistive 3. Enfin, la piste résistive 3 est alimentée en courant continu à une de ses extrémités 3a par l'intermédiaire d'une connexion 12 au premier plot 7a de la piste 2, et à son autre extrémité 3b par l'intermédiaire d'une connexion 13 au dernier plot 8b de la piste 4. Des balais 15 et 16 électriquement indépendants et solidaires d'un curseur rotatif non représenté assurent une liaison radiale entre, d'une part la piste 1 et les plots 7 de la piste 2 et d'autre part, la piste 5 et les plots 8 de la piste 4. La mesure angulaire s'effectue en mesurant en 6 la valeur fondamentale de l'angle à partir de la tension du plot 7 par l'intermédiaire du balai 15 et de la piste 1, et en 9 la valeur d'ajustement par différence entre la valeur fondamentale précitée et celle mesurée sur le plot 8 par l'intermédiaire du balai 16 et de la piste 5. REVENDICATIONS 1- Codeur angulaire analogique du type comprenant une piste résistive (3) et un balai associé à cette piste, caractérisé par le fait qu'il comprend deux ensembles, circulaires concentriques à ladite piste résistive, de plots conducteurs (7,8) sensiblement régulièrement angulairement espacés et connectés à cette piste, les plots (8) d'un premier ensemble étant en nombre multiple du nombre des plots (7) du deuxième ensemble et étant disposés de sorte qu'ils recouvrent à plusieurs le même domaine angulaire que chacun des plots du deuxième ensemble, et deux balais (15,16) électriquement indépendants d'un curseur étant disposés pour mesurer la tension sur deux plots appartenant chacun à un desdits ensembles et situés sur un même rayon polaire. 2- Codeur selon la revendication 1, dans lequel le deuxième ensemble de plots en comprend 10, chacun correspondant à un domaine angulaire de 36 , et trois plots du premier ensemble correspondent à chaque plot du premier ensemble, lequel comprend 30 plots correspondant chacun à un domaine angulaire de 12". 3- Codeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel on prévoit au moins une piste conductrice (1,5) concentrique à ladite piste résistive, un des balais assurant une connexion électrique entre le plot avec lequel il est en contact et ladite piste conductrice, et la mesure de la tension dudit plot étant faite sur ladite piste.