CH257757A - Appareil pour la mesure des déplacements relatifs de deux organes en fonction des variations de capacité électrique. - Google Patents

Appareil pour la mesure des déplacements relatifs de deux organes en fonction des variations de capacité électrique.

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CH257757A
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness

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Description


  
 



  Appareil pour la mesure des déplacements relatifs de deux organes en fonction
 des variations de capacité électrique.



   Dans la pratique, la mesure d'une longueur, d'une variation de longueur ou du déplacement relatif de deux organes peut se ramener à la mesure du déplacement relatif de deux repères dont   l'un    au moins se déplace par rapport à l'autre. On a déjà proposé de mesurer des longueurs, des variations de longueurs ou, ce qui dans certains cas   re-    vient au même, des déplacements relatifs de deux organes ou repères en mesurant les capacités ou les variations de capacité électriques   eorrespondantes    résultant de l'écartement de deux électrodes parallèles solidaires respectivement des organes ou des repères dont on désire mesurer les déplacements relatifs.



   Dans un des appareils connus utilisés dans ce but, deux électrodes parallèles se déplacent l'une par rapport à l'autre perpendiculairement à leur plan. Or, on sait que la capacité de deux électrodes varie avec l'inverse de l'écartement des électrodes, de sorte que les variations de capacité correspondant à une même variation d'écartement diminuent très rapidement en fonction de l'écartement total (voir courbe I de la fig. 1 ci-jointe). En d'autres termes, la précision de la mesure définie par la pente de la tangente à la courbe diminue très rapidement lorsque la distance entre électrodes augmente. Il en résulte qu'un tel appareil n'est pratiquement utilisable que pour des mesures de très petite longueur.



   Dans un autre appareil connu les électrodes parallèles se déplacent l'une par rapport à l'autre parallèlement à leur plan. La courbe de variation de la capacité en fonction de la distance est alors symétrique par rapport à la position pour laquelle les deux plaques sont rigoureusement en regard l'une de l'autre, et qui correspond à la capacité maximum; mais, comme on le voit sur la courbe   II    de la fig.   l    ci-jointe, la précision de la mesure décroît également très rapidement de part et d'autre de la position médiane lorsque la longueur à mesurer augmente.



   On a proposé enfin de remplacer les électrodes constituées par deux surfaces continues   o    et b par des électrodes constituées par des surfaces discontinues comportant plusieurs éléments de même longueur   al,    a2,   as,      a4...      bl,      b3,    b3, b4... formant dents ou crénaux (voir fig. 2), se déplaçant également parallèlement l'une à   l'autre.    On arrive ainsi à multiplier pour chaque position relative des électrodes la variation de capacité correspondante et, par suite, à améliorer la précision.



   La courbe de variation de la capacité   en    fonction de la distance a alors l'allure de la courbe III, mais   l'on    voit que l'augmentation de la précision n'est sensible que dans la zone
A   eorrespondant    aux positions pour lesquelles toutes les surfaces a et b sont en regard, et décroît très rapidement dans les zones A2,   A2...   



  A'2, A'3... pour lesquelles les électrodes sont décalées   l'une    par rapport à l'autre d'une  ou plusieurs dents, c'est-à-dire d'un ou plusieurs pas.



   Tous ces dispositifs connus présentent donc l'inconvénient de ne permettre avec une précision satisfaisante que des mesures de faible longueur.



   Dans l'appareil objet de l'invention les deux électrodes, constituées par des éléments de surface également espacés ayant la même longueur dans le sens de leur espacement et séparés les uns des autres par des espaces libres de même longueur, à la façon des surfaces extrêmes des saillies d'une bordure crénelée, comportent chacune un nombre différent de ces éléments, comme par exemple sché  matisé    fig. 3, et ont par suite une longueur différente. La courbe de variation de la capacité en fonction de la distance présente    alors, par r exemple, l'allure schématisée en IV    (fig. 1).

   Des moyens sont en outre prévus pour provoquer, d'une part, un déplacement parallèle relatif de ces deux électrodes, de manière que leur capacité résultante varie rapidement de la même manière pendant tout déplacement relatif d'amplitude égale à la somme des longueurs d'un élément de surface et   d'un    espace libre, en passant à chaque fois par une valeur choisie comme étalon, d'autre part, un déplacement relatif distinct du premier déplacement parallèle et provoquant de lentes variations de capacité, d'autres moyens étant enfin prévus pour repérer le moment où la capacité passe par la valeur étalon sous l'action de   l'un    des moyens de déplacement, comme aussi la position   relative    des deux électrodes à ce moment.



   Cette disposition permet donc de mesurer des longueurs aussi grandes que   l'on    veut, puisque dans chacune des tranches successives   As      A2,    A4... A'2,   A'2,    A4... les phénomènes sont les mêmes que dans la zone A.



   Néanmoins,   à l'intérieur    de chaque   tria. n    che, la précision des mesures reste variable    en passant llt par un minimum aux points m OÙ    la tangente à la courbe est horizontale, et par un   maximum    au point M où la tangente présente une inclinaison maximum.



   On rend cette précision constante en mesurant les déplacements relatifs des deux électrodes, non plus par une lecture de la variation de la capacité, mais par la lecture d'un déplacement relatif d'une autre nature que le déplacement primitif que   l'on    veut mesurer et compensant celui-ci au point de vue électrique, c'est-à-dire ayant pour effet de maintenir la capacité entre électrodes à une valeur constante, cette valeur correspondant de préférence à la valeur M pour laquelle les variations de capacité en fonction des variations de distance sont les plus grandes.



   Pratiquement, si le déplacement à mesurer est rectiligne, le déplacement de compensation peut être une rotation et les électrodes crénelées, au lieu d'être planes ou circulaires, seront à cet effet aménagées sous forme de deux éléments hélicoïdaux coopérant   l'un    avec l'autre à la manière d'une vis et d'un écrou, mais sans contact matériel l'une avec l'autre.



  Le même   dispositif    peut   inversement    être utilisé pour mesurer des déplacements angulaires, le déplacement de compensation étant alors rectiligne. Les deux types de mesure différeront simplement en ce que l'angle de l'héli  coide    sera dans le premier cas très faible et dans le second très élevé, de manière à ce que le déplacement de compensation soit toujours plus grand que le déplacement à mesurer.



   Dans le cas où le déplacement à mesurer est rectiligne, on peut néanmoins utiliser des électrodes planes, en prévoyant un déplacement de compensation rectiligne également mais dans un autre plan, par exemple un glissement transversal au déplacement à mesurer. Dans ce cas également, l'amplitude du déplacement de compensation peut être très différente de l'amplitude du déplacement à mesurer.



   L'appareil suivant l'invention est conçu de manière à permettre de corriger les erreurs de construction mécanique des électrodes (par exemple les irrégularités; du pas de l'électrode la plus longue) en modifiant localement la capacité correspondant à la position relative des deux électrodes par une déformation mécani  que volontaire effectuée dans une direction de préférence différente du déplacement à mesurer et du déplacement de compensation, par exemple en augmentant localement l'écartement entre les deux électrodes.



   Pour la réalisation pratique de l'invention, il est évidemment nécessaire que le montage électrique   permette    de   déGeler    les' plus petits déplacements mécaniques. Il faudra donc prévoir également des montages électriques permettant d'augmenter la sensibilité des mesures de variation de capacité.



   Les fig. 4 à   il    du dessin ci-joint, donné à titre d'exemple, montrent quelques formes d'exécution de l'appareil suivant   l'invention ;    la fig. 4 est une vue schématique d'ensemble de l'appareil; la fig. 5 montre, à plus grande échelle, les deux électrodes; les fig. 6 à 10 sont des schémas du montage électrique ; la fig. 11 montre un dispositif de détail.



   L'appareil représenté schématiquement fig. 4 comporte un bâti fixe 1 sur lequel se déplace un chariot 2 dans lequel est monté le dispositif de mesure (représenté à plus grande échelle fig. 5), constitué par la barre de mesure 3 en forme de vis hélicoïdale, consti  tuant      l'un    des   éléments      électrostatiques    et coulissant sans contact à l'intérieur du lecteur 4 solidaire du bâti, comportant intérieurement un filet hélicoïdal de même pas que celui de la barre 3, et constituant le deuxième élément électrostatique,   l'un    au moins de ces deux éléments étant isolé électriquement par rapport à la masse.



   La barre de mesure 3 est munie d'un tambour gradué 5 tournant solidairement avec elle et se déplaçant en face d'un repère de lecture non représenté. Elle porte enfin une touche 6 coopérant avec une touche 7 solidaire du bâti, la pièce à mesurer étant placée entre ces deux éléments.



   Afin de permettre pour une même longueur de la barre de mesure de doubler la dimension maximum des pièces qu'il est possible de mesurer à l'aide de cet appareil, cette barre 3 sera de préférence munie de deux touches 6 et 6', la touche 6'coopérant avec une deuxième touche fixe   7' opposée    à la touche 7. La distance entre les touches 7 et   7' est    choisie par construction (en fonction de la position du lecteur fixe 4) de manière que, lorsque la machine est à fond de course, c'est-à-dire lorsque le tambour 5 (s'étant déplacé d'une cote x par rapport à la position représentée au dessin) vient buter contre le lecteur 4, la distance entre les touches 6 et 7, d'une   part,    et 7' de l'autre aient la même valeur a.



   On conçoit donc que   l'on    pourra entre les points 6 et 7 mesurer une pièce d'une longueur comprise entre 0 et a, et entre les touches   6' et    7' mesurer une pièce d'une longueur comprise entre a et 2a.



   La barre de mesure peut être montée élastiquement avec un jeu longitudinal mesurable pour permettre de repérer une pression de mesure constante lorsque cette pression ne peut être réglée à une valeur convenable par suite des frottements résultant du poids du chariot.



   Pour mesurer grossièrement les déplacements du chariot, le bâti comporte une échelle graduée 8 (graduée par exemple en millimètres) coopérant avec un index 9 porté par la barre de mesure, chaque graduation étant   égale    à la valeur du pas des pièces 3 et 4 ou tout au poins égale à un multiple ou sousmultiple simple de ce pas.



   On a représenté sur le dessin un volant de manoeuvre 10. Il est destiné à actionner le chariot et la barre de mesure par des moyens mécaniques quelconques non représentés, et   l'on    n'a pas représenté à la fig. 4 les dispositifs électriques qui seront décrits plus loin en référence à la fig. 6. Ils comprennent un galvanomètre il connecté à la barre de mesure 3 et au lecteur 4, et dont l'aiguille se déplace en fonction des positions relatives de ces deux éléments dans les conditions qui seront précisées plus loin et un circuit électri que amenant du courant aux électrodes.



   On exposera également plus loin par quels moyens s'effectue l'étalonnage de l'appareil.



  On exposera tout d'abord comment, l'appareil étant supposé parfaitement étalonné, s'effectue une opération de mesure,  
 La   pièce P    à mesurer étant placée sur le support 12 entre les touches 6 et 7, par exemple, on manoeuvre le volant 10 pour amener   ia    barre de mesure et sa touche 6 en contact avec la pièce P, puis pousser celle-ci de manière à l'amener en contact avec la touche 7.



   Au cours de ce déplacement, les différentes dents de la barre de mesure 3 défilent devant le groupe de dents du lecteur 4, ce qui détermine des variations de la capacité électrique entre elles, les valeurs maxima de cette capacité se produisant chaque fois que les dents sont en coïncidence, et les valeurs minima chaque fois que les dents des deux organes sont décalées d'un demi-pas. Au cours de ce déplacement, l'aiguille du galvanomètre
Il oscille donc constamment entre le zéro et un maximum en passant par toutes les valeurs intermédiaires, lorsque les électrodes sont alimentées par un générateur de courant alternatif, comme représenté aux fig. 6 à 10.



   Lorsque le contact aura été établi entre les touches 6 et 7 et la pièce à mesurer, l'aiguille occupera une position quelconque qui dépendra de la position relative des dents des    deux éléments s 3 et 4 mais qui, néanmoins,    ainsi qu'il sera exposé plus loin, peut être choisie et réglée à volonté en fonction de la précision désirée pour la mesure.



   Le pas de ces éléments ayant une valeur égale aux graduations de l'échelle 8 ou multiple de ces graduations, si   l'on    a déplacé le chariot d'un nombre entier de pas, l'index   9    se sera déplacé sur l'échelle 8 d'un nombre entier de divisions et l'aiguille du galvanomètre se retrouvera à la position qu'elle occu  pait    à la position d'origine.



   Si, au contraire, le chariot s'est   déplacé    d'un nombre entier de pas augmenté d'une fraction de ce pas, l'aiguille du galvanomètre occupera une position différente de la position d'origine. Pour retrouver celle-ci et mesurer ainsi cette fraction de pas, il faudra imposer au lecteur et à la barre de mesure un mouvement relatif différent du déplacement longitudinal que   l'on    mesure et compensant la différence entre la capacité constatée à la fin de ce déplacement longitudinal et la capacité d'origine. Ce déplacement relatif de compensation consiste, dans l'exemple représenté, en une rotation   relative    des deux éléments de lecture, c'est-à-dire, par exemple, de la barre 3 par rapport au lecteur 2 fixe.



   Cette rotation ne provoque aucun déplace  ment    longitudinal de la barre 3 puisqu'elle n'est pas en prise mécanique avec le lecteur, mais provoque un déplacement relatif des dents de ces deux organes que   l'on    peut mesurer à l'aide du tambour 5 gradué en fractions de pas. Elle mesure donc bien le déplacement longitudinal relatif qu'il aurait fallu imprimer à ces organes eux-mêmes pour rattraper la fraction de pas complémentaire.



   Le montage électrique permettant de suivre les variations de capacité entre la barre de mesure 3 et le lecteur 4 et de repérer par suite avec précision la position d'origine peut se faire selon divers schémas.



   On a représenté fig. 6 un montage classique en pont de Sauty où   l'on    retrouve schématisés la barre de mesure 3 et le lecteur 4 constituant l'une des capacités, le galvanomètre 11, un générateur de courant alternatif 14, trois capacités fixes 15, 16, 17 et, éventuellement, une petite capacité réglable   18    en parallèle sur la capacité 15, par exemple, et permettant de faire varier à volonté la valeur de la capacité étalon, c'est-à-dire la position de repère de l'aiguille du galvanomètre.



   Différentes dispositions peuvent être envisagées pour augmenter la précision de la lecture. Avec le montage qui vient d'être   déc-rit,    on compare la capacité variable   x    entre le lecteur 4 et la barre de mesure 3 à trois   capacités    fixes a, b, c, le pont de Sauty donnant pour un courant nul, lu en 11, l'égalité:

  
   x    b
 a c
Dans le schéma représenté,
 x indique la capacité entre A et B
 a ,, ,, ,, ,, B    et O   
 b ,, ,, ,, ,,   A    et D
   c ,, ,, ,,    ,,   O    et D  
 On conçoit que l'on a une precision   meit-    leure si les déplacements relatifs du lecteur et de la barre de mesure font varier deux des éléments de l'égalité   ci-dessus,    c'est-à-dire si l'appareil comporte deux lecteurs 4 et 4' (fig. 7) décalés d'un demi-pas, de telle sorte que la capacité de   l'un    d'eux croît, tandis que celle de l'autre décroît.

   Si   l'on    appelle y la capacité entre   4' et    3,   l'équation    du pont de Sauty sera pour un   curant    nul, lu en   11:       b   
 y c
 Dans le schéma représenté fig. 7, y indique la capacité entre B et C, x, b et c ayant les mêmes valeurs qu'indiqué ci-dessus.



   On peut également envisager une combinaison dans laquelle les quatre capacités du pont sont variables en fonction des déplacements relatifs du lecteur et de la barre de mesure. Un tel résultat peut être obtenu en utilisant une barre de mesure   Åa    deux filets isolés   l'un    de l'autre électriquement et un lecteur conçu de la même façon.



   On a représenté fig. 8 un tel montage dans lequel la barre de mesure est constituée de deux spires hélicoïdales 3 et   3' isolées    électriquement l'une de l'autre, et le lecteur est    constitué pareillement de deux : spires héli-      coïdales    4 et   4' isolées    électriquement   l'une    de l'autre.

   Si   l'on    appelle x la capacité entre 3 et 4, y la capacité entre 3 et   4' ruz    la capacité entre   3' et    4, et t la capacité entre   4' et    3', l'équation du pont sera la suivante:
 x z    t   
 On notera que, outre la diminution d'encombrement par rapport au dispositif de la fig. 7, le dispositif de la fig. 8 présente l'avantage que chacun des lecteurs joue par rapport à l'autre, le rôle d'écran électrique en abaissant la capacité résiduelle, c'est-à-dire en supprimant l'action des   flancs    dès filets et du fond de la rainure entre deux filets successifs.



   En outre, lorsqu'au lieu de mesurer une capacité variable par rapport à des capacités constantes, on mesure les variations relatives de deux rapports dont les quatre termes sont   variables,    tout déplacement accidentel modifie les quatre capacités dans le même sens et sensiblement dans la même proportion et est par suite sans influence sur la précision des mesures. Tel est le cas en particulier   lorsqu'au    cours du déplacement longitudinal à mesurer il se produit un désaxement des deux organes de mesure respectivement mâle et femelle.



   On peut encore   a. mléliorer      dans    une très large mesure la sensibilité du dispositif en plaçant, sur deux ou quatre branches du pont, des selfs 19 (fig. 9) calculées de telle façon que la résistance apparente de chacune des branches du pont croisse ou décroisse plus rapidement que l'inverse de la capacité. Le   ré-    sultat est obtenu en plaçant chacun des circuits bouchons formant les branches du pont    au voisinage, en deçà ou u en delà, du point de      résonance    où leur résistance apparaît infinie.



   On peut également employer, dans le but de rendre les mesures plus précises, des dispositifs d'amplification mécaniques, électrostatiques (emploi de   diélectrique    à fort coefficient d'induction spécifique) ou électriques (amplification de courant alternatif ou après détection, amplification de courant continu).



   Dans ce dernier cas, l'appareil comporterait (fig. 10) un générateur de courant alternatif 14, un   amplificateur    de courant alternatif 20, un dispositif de redressement 21, un amplificateur de courant continu 22 qui commande le milliampèremètre de lecture 11.



   On peut encore augmenter la sensibilité en disposant l'amplificateur à courant continu de telle sorte que l'arrivée d'un courant alternatif redressé fasse tendre le milliampèremètre vers le zéro ou vers un minimum. A ce moment, les lectures sont inversées et la position de lecture correspondra à un maximum alors que dans le pont de Sauty classique, elle correspond au zéro.



   Ce dispositif permet d'augmenter considérablement la puissance du générateur, et par conséquent la précision, sans craindre que l'aiguille du milliampèremètre sorte de la graduation.  



   On a expose au de but comment les   eorree-    tions d'erreurs   db    l'appareil, c'est-à-dire l'étalonnage de l'appareil à une valeur précise pour toutes les positions relatives du lecteur et de la barre de mesure, pouvaient être réalisées en introduisant des modifications volontaires dans la capacité relative des deux éléments (lecteur et barre de mesure); on va préciser maintenant comment ces corrections seront fates en fonction de la nature des erreurs et des points où elles se trouvent.



   On   observera    tout d'abord que   chacune    des dents du lecteur peut être considérée comme effectuant une lecture séparée, de sorte que si ce lecteur comporte n dents, la capacité totale mesurée sera n fois la capacité résultant de la correspondance entre chacune de ces dents et la dent en regard de la barre de mesure. Il en résulte que s'il existe pour une dent soit du lecteur, soit de la barre de mesure, une cause accidentelle d'erreur, celle-ci n'interviendra que pour un nme. De même s'il existe sur chacune des dents une cause d'erreur, l'erreur de lecture sera la moyenne arithmétique des erreurs individuelles. Si ces erreurs sont de signe différent, elles pourront même s'annuler.



   S'il n'en est pas ainsi, il sera toujours possible d'annuler l'erreur moyenne par une correction locale d'une seule des dents se trouvant en regard d'une ou plusieurs dents de l'autre électrode. Pratiquement, cette   correc-    tion sera faite en augmentant l'écartement   entre les dents par un méplat ou une e rectifi-    cation circulaire que   l'on    obtient par meulage,   limage,    etc. Dans la pratique, on choisira le nombre de dents du lecteur assez élevé pour que   l'on    puisse corriger la plus petite erreur observée, par un méplat suffisamment important pour pouvoir être facilement réalisé mécaniquement.



      La a barre de mesure et le lecteur peuvent    donc être réalisés économiquement sur des machines d'usinage courant sans exigences particulières en ce qui concerne la précision ou le fini des surfaces.



   On observera, de plus, que la barre de mesure seule doit être réalisée avec précision, le lecteur peut être quelconque sans   qu'il    apparaisse d'erreurs puisque toute erreur résultant d'une inexactitude de fabrication se reproduit identiquement dans tout le cours des déplacements de la barre de mesure.



   En dehors des erreurs résultant de la fa  brication    de la barre de mesure et du lecteur, c'est-à-dire de la dimension et de la position de leurs dents, il peut se produire d'autres erreurs dues au fait que le déplacement de compensation, par exemple la rotation ne correspond pas rigoureusement au déplacement longitudinal que l'on se propose de compenser.



  Ceci peut être dû au fait que le filet de la barre de mesure ou du lecteur ne progresse pas de façon rigoureusement continue.



   Ces erreurs s'éliminent d'elles-mêmes, comme les erreurs accidentelles de pas, lorsque dans les pas successifs elles ne se retrouvent pas en des points multiples exacts du pas, ce   qui    est le cas le plus fréquent.



   Dans les autres cas, elles peuvent être corrigées par une électrode de forme spéciale solidaire de la partie mobile et se déplaçant devant une électrode fixe de forme correspondante, la capacité variable résultant de ces deux éléments venant s'ajouter   à la    capacité primitive des deux éléments. Pratiquement, ce résultat pourra être obtenu comme représenté fig. 11, au moyen de deux disques parallèles 23 et 24 solidaires respectivement de l'organe mobile 3 et de l'organe fixe 4, et présentant des bossages venant adjoindre momentanément au cours de chaque rotation, une capacité additionnelle, la forme de ces bossages étant déterminée en fonction des conditions dans lesquelles l'erreur apparaît. Ces deux disques seront, bien entendu, connectés en parallèle sur la capacité de mesure.



   S'il existe un faible jeu mécanique, tel que le mouvement de compensation ne corresponde pas rigoureusement aux   déplacements    de longueur que   l'on    veut compenser, il sera toujours possible de le rattraper par des flasques jouant le rôle d'électrodes auxiliaires, montées comme les   flasques    23 et 24 de la fig. 11, mais circulaires, la variation de capacité due au jeu étant ainsi compensée par la   variations     de   eapaelte      résultant    de   l'lecarbentent    variable longitudinalement de ces flasques 23 et 24.



   Si l'appareil   est    muni d'un indicateur de contact, on pourra éliminer les erreurs de lecture de cet indicateur en faisant coopérer l'organe mobile qu'il comporte avec une capacité   de    correction montée en   parallèle    avec la ca  pacité    de   mesure.   



   Bien qu'une mesure effectuée avec   l'un    quelconque des appareils décrits ci-dessus se ramène finalement à observer la position d'un tambour gradué par rapport à un repère, comme dans un appareil mécanique quelconque, l'appareil qui vient d'être décrit présente eependant de nombreux   avantages    par rapport aux micromètres classiques.



   Tout d'abord, on observera que le lecteur jouant le rôle de l'écrou d'un micromètre et la barre de mesure jouant le rôle de la vis, n'ont aucun contact matériel entre eux, ce qui élimine par conséquent tout risque d'usure de ces deux organes, de sorte que l'étalonnage une fois obtenu de la manière qui a été décrite reste constant. On a vu également que
 cet étalonnage, par correction des diverses erreurs mécaniques, est extrêmement simple et n'exige aucun organe frottant.



   En outre, dans les dispositifs mécaniques, la position de lecture est déterminée par une butée qui ne se manifeste pas d'une façon toujours franche pour l'opérateur. Dans l'appareil décrit, la position de lecture est repé   rée par r la position de l'aiguille du galvano-    mètre dont le déplacement est considérablement amplifié par des moyens électriques, c'est-à-dire sans inertie et indépendants de tout frottement. Ceci permet par exemple, en raison de l'absence d'inertie, d'utiliser la forme d'exécution de la fig. 10 pour la lecture de cotes sur les pièces en mouvement, l'amplificateur en courant continu jouant   le    rôle de filtre et coupant les fréquences élevées résultant de la vibration des pièces en contact.



   Enfin, l'appareil suivant l'invention présente, dans certaines de ses formes d'exécution par rapport aux appareils à lecture optique, les avantages suivants:
   10    ta lecture d'une   même    cote   s'effet    tuant en de multiples points au moyen   d'un    lecteur à plusieurs filets, l'erreur probable sera toujours beaucoup plus faible que l'erreur résultant de la lecture d'un seul repère comme c'est le cas avec un dispositif optique.

 

   20 Avec un grossissement optique, la précision des mesures est toujours dépendante des   qualités    visuelles de   l'opérateur    et du soin apporté à la mise au point des réglages optiques, cet inconvénient disparaît lorsque   l'am-    plification est électronique.



   30 Dans les dispositifs à lecture optique. la précision est limitée par la finesse maximum que   l'on    peut donner aux traits; en effet, un grossissement exagéré d'un trait manquant de finesse conduit à un grossissement des déformations du trait et ne permet pas, par suite, une amélioration de la précision de lecture. Dans l'appareil suivant l'invention, la précision n'est limitée que par les dimensions matérielles que   l'on    peut donner à la barre de lecture et au lecteur. En effet, le plus ou moins de fi 

Claims (1)

  1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. de eapaelte résultant de l'lecarbentent variable longitudinalement de ces flasques 23 et 24.
    Si l'appareil est muni d'un indicateur de contact, on pourra éliminer les erreurs de lecture de cet indicateur en faisant coopérer l'organe mobile qu'il comporte avec une capacité de correction montée en parallèle avec la ca pacité de mesure.
    Bien qu'une mesure effectuée avec l'un quelconque des appareils décrits ci-dessus se ramène finalement à observer la position d'un tambour gradué par rapport à un repère, comme dans un appareil mécanique quelconque, l'appareil qui vient d'être décrit présente eependant de nombreux avantages par rapport aux micromètres classiques.
    Tout d'abord, on observera que le lecteur jouant le rôle de l'écrou d'un micromètre et la barre de mesure jouant le rôle de la vis, n'ont aucun contact matériel entre eux, ce qui élimine par conséquent tout risque d'usure de ces deux organes, de sorte que l'étalonnage une fois obtenu de la manière qui a été décrite reste constant. On a vu également que cet étalonnage, par correction des diverses erreurs mécaniques, est extrêmement simple et n'exige aucun organe frottant.
    En outre, dans les dispositifs mécaniques, la position de lecture est déterminée par une butée qui ne se manifeste pas d'une façon toujours franche pour l'opérateur. Dans l'appareil décrit, la position de lecture est repé rée par r la position de l'aiguille du galvano- mètre dont le déplacement est considérablement amplifié par des moyens électriques, c'est-à-dire sans inertie et indépendants de tout frottement. Ceci permet par exemple, en raison de l'absence d'inertie, d'utiliser la forme d'exécution de la fig. 10 pour la lecture de cotes sur les pièces en mouvement, l'amplificateur en courant continu jouant le rôle de filtre et coupant les fréquences élevées résultant de la vibration des pièces en contact.
    Enfin, l'appareil suivant l'invention présente, dans certaines de ses formes d'exécution par rapport aux appareils à lecture optique, les avantages suivants: 10 ta lecture d'une même cote s'effet tuant en de multiples points au moyen d'un lecteur à plusieurs filets, l'erreur probable sera toujours beaucoup plus faible que l'erreur résultant de la lecture d'un seul repère comme c'est le cas avec un dispositif optique.
    20 Avec un grossissement optique, la précision des mesures est toujours dépendante des qualités visuelles de l'opérateur et du soin apporté à la mise au point des réglages optiques, cet inconvénient disparaît lorsque l'am- plification est électronique.
    30 Dans les dispositifs à lecture optique. la précision est limitée par la finesse maximum que l'on peut donner aux traits; en effet, un grossissement exagéré d'un trait manquant de finesse conduit à un grossissement des déformations du trait et ne permet pas, par suite, une amélioration de la précision de lecture. Dans l'appareil suivant l'invention, la précision n'est limitée que par les dimensions matérielles que l'on peut donner à la barre de lecture et au lecteur. En effet, le plus ou moins de finesse de ces éléments n'influe pratiquement pas sur la capacité.
    RVENrICÂTION: Appareil pour la mesure des déplacements relatifs de deux organes en fonction des variations de capacité électrique résultant de l'écartement de deux électrodes parallèles solidaires respectivement des organes dont on sire mesurer les déplacements relatifs, caractérisé en ce que les deux électrodes constituées par des éléments de surfaces également espacés, ayant la même longueur dans le sens de leur espacement et séparés les uns des autres par r des espaces libres de même lon- gueur, à la façon des surfaces extrêmes des saillies d'une bordure crénelée, comportent chacune un nombre différent de ces éléments de surface et ont, par suite, une longueur différente,
    des moyens étant prévus pour provoquer, d'une part, un déplacement parallèle relatif de ces deux électrodes, de manière que leur capacité résultante varie rapidement, de la même manière pendant tout déplacement relatif d'amplitude e gale à la somme des lon gueurs d'un élément de surface et d'un espace libre, en passant à chaque fois par une même valeur choisie comme étalon, d'autre part, un déplacement relatif distinct du premier déplaoement parallèle, et provoquant de lentes variations de capacité, d'autres moyens étant enfin prévus pour repérer le moment où la capacité passe par la valeur étalon sous l'action de l'un des moyens de déplacementi, comme aussi la position relative des deux électrodes à ce moment.
    SOTJS-REVENDTOATiONS: 1. Appareil suivant la revendication, caractérisé en ce que les éléments de surfaces formant électrodes sont constitués par les surfaces extérieures extrêmes de deux filets hélicoïdaux de même pas ménagés l'un sur surface extérieure d'un organe mâle, l'autre sur la surface intérieure d'un organe femelle, l'organe mâle étant introduit coaxialement dans l'organe femelle sans contact mécanique avec ce dernier, et ces deux organes étant susceptibles, d'une part, de se déplacer longitudinalement l'un par rapport à l'autre, d'autre part, de tourner l'un par rapport à l'autre.
    2. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le pas des filets hélicoïdaux étant faible, et les moyens prévus pour provoquer le déplacement longitudinal relatif de l'organe mâle par rapport à l'organe femelle produisant des variatons rapides de capacité, les moyens prévus pour provoquer la rotation relative de l'organe mâle par rapport à l'organe femelle, font tourner l'organe mâle par rapport à l'organe femelle de façon à provoquer des variations lentes de capacité.
    3. Appareil suivant la revendreation et la sous-revendicatSio, n 1, earactérisé en ce que le pas de l'hélice étant grand, et les moyens prévus pour provoquer la rotation relative de l'organe mâle par rapport à l'organe femelle les faisant tourner l'un par rapport à l'autre de façon à provoquer des variations rapides de capacité, les moyens prévus pour provo- quer le déplacement longitudinal relatif de l'organe mâle par r rapport à l'organe femelle produisent des variations lentes de capacité.
    4. Appareil suivant la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour modifier localement la capacité des deux électrodes pour étalonner l'appareil, c'est-à-dire corriger les erreurs de construction mécanique.
    5. Appareil suivant la revendication et les sous-revendications 1 et 3, caractérisé en ce nue des moyens sont prévus pour modifier localement la capacité des deux électrodes pour étalonner l'appareil, c'est-à-dire corriger les erreurs de construction mécanique.
    6. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'une partie d'au moins un des filets a une hauteiir moindre par rapport à la surface sur laquelle ce filet est ménagé que le reste de ce filet, de façon à produire la modification locale de la capacité des deux électrodes.
    7. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 5, caractérisé en ce qu'une partie d'au moins un des filets s a une hauteur moindre par rapport à la surface sur laquelle ce filet est ménagé que le reste de ce filet, de façon à produire la modification locale de la capacité des deux électrodes.
    8. Appareil suivant la revendication, caractérisé en ce que les moyens de repérage sont constitués par un galvanomètre relié aux deux électrodes, une échelle linéaire graduée dont l'unité de graduation est au moins égale à la somme des longueurs d'un élément de surface et d'un espace libre et une échelle graduée dont l'unité de graduation est une fraction de la somme ci-dessus, que l'on lit au moment où le galvanomètre a dévié d'une quantité correspondant à la valeur étalon de la capacité.
    9. Appareil suivant la revendication et les sons-revendications 1 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux électrodes auxiliaires so- lidaires respectivement de deux électrodes principales et dont la forme est déterminée de manière à ajouter au cours de chaque révolution une capacité additionnelle corrigeant les erreurs périodiques de capacité résultant d'une inexactitude de construction de l'appareil.
    10. Appareil suivant la revendication et les sous-revendications 1 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux électrodes auxiliaires solidaires respectivement de deux électrodes principales et dont la forme est déterminée de manière à ajouter au cours de chaque - révo- lution une capacité additionnelle corrigeant les erreurs périodiques de capacité résultant d'une inexactitude de construction de l'appareil.
    11. Appareil suivant la revendication, caractérisé en oe qu'il comporte deux électrodes auxiliaires circulaires et parallèles, solidaires respectivement des deux électrodes principales. la surface de ces électrodes auxiliaires étant déterminée de manière à compenser les erreurs de capacité résultant du jeu mécanique éventuel existant dans les mouvements relatifs des deux électrodes principales.
    12. Appareil suivant la revendication, caractérisé par deux électrodes agencées de manière à oe qu'un déplacement relatif des deux électrodes, d'amplitude égale à la somme des longueurs d'un élément de surface et d'un espace libre fait passer la valeur de la capacité par une valeur étalon pour laquelle la variation de capacité en fonction des déplacements relatifs des électrodes est la plus rapide.
    13. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 12, caractérisé par deux électrodes agencées de manière que la valeur étalon plar laquelle passe la. capacité au cours d'un déplacement relatif des deux électrodes d'amplitude égale à la somme des longueurs d'un élément de surface et d'un espace libre, est sensiblement la valeur moyenne de la valeur maximum correspondant à la colncidence des éléments de surfaces des deux électrodes et de la valeur minimum pour laquelle les deux électrodes sont décalées de la moitié de ia somme des longueurs d'un élément de surface et d'un espace libre.
    14. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé par une électrode simple formée d'un groupe d'éléments de surfaces et associée à une électrode double formée de deux groupes identiques d'éléments de surfaces insérés l'un dans l'autre et isolés électriquement l'un de l'autre, les deux capacités variables formées par l'électrode simple et chaque groupe d'éléments de surfaces de l'électrode double constituant les deux capacités d'un pont de Sauty.
    15. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les deux électrodes sont formées chacune de deux groupes identiques d'éléments de surfaces insérés l'un dans l'autre et isolés électriquement l'un de l'autre, les quatre capacités variables constituées par les deux groupes de deux électrodes constitua-nt les quatre capacités variables d'un pont de Sauty.
    16. Appareil suivant la revendication et les sous-lrevendications 14 et 15, caractérisé en ce que le pont de Sauty comporte des selfs montées en parallèle avec les capacités.
    17. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 8, caractérisé par un amplificateur inséré dans le circuit électrique reliant la capacité variable et le galvanomètre. cet amplificateur étant monté de manière que l'arrivée de courant fasse teshdre le galvanomètre vers un minimum.
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