FR2556089A1 - Indicateur photoelectrique de position, travaillant sans contact - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN INDICATEUR DE POSITION TRAVAILLANT SANS CONTACT. DANS CET INDICATEUR DE POSITION CONSTITUE PAR UNE BARRIERE DE RAYONNEMENT MUNIE D'UN EMETTEUR 1 ET D'UN RECEPTEUR 4 DE RAYONNEMENT ET DANS LE TRAJET DU RAYONNEMENT DUQUEL EST SITUE UN MILIEU INFLUANT SUR LE FLUX DE RAYONNEMENT, ET UN CIRCUIT D'EXPLOITATION 10, DEUX ELEMENTS DE POLARISATION 2, 3 SONT DISPOSES SUR LE TRAJET DU RAYONNEMENT DE TELLE SORTE QU'UN DEPLACEMENT RELATIF PEUT ETRE PRODUIT ENTRE CES ELEMENTS, ET LE CENTRE DE ROTATION DU MOUVEMENT DE ROTATION OU DE BASCULEMENT DU PLAN DE POLARISATION DUPREMIER ELEMENT DE POLARISATION 2 PEUT PRENDRE UNE POSITION QUELCONQUE PAR RAPPORT AU CENTRE DE ROTATION DU MOUVEMENT DE ROTATION OU DE BASCULEMENT DU PLAN DE POLARISATION DU SECOND ELEMENT DE POLARISATION3. APPLICATION NOTAMMENT AUX CIRCUITS DE REGLAGE DE DISPOSITIFS DE REGULATION ANALOGIQUES.
Description
La présente invention concerne un indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact et a pour objet de créer un tel dispositif qui puisse être utili
sé de préférence pour réaliser une régulation en liaison avec
des servomoteurs ou organes correcteurs analogiques très rapi
des. En outre l'indicateur de position convient pour être uti
lisé en tant que résistance de réglage travaillant sans contact et permettant d'agir manuellement ou d'une autre manière sur des grandeurs de réglage électriques analogiques telles qu'un courant et une tension.
sé de préférence pour réaliser une régulation en liaison avec
des servomoteurs ou organes correcteurs analogiques très rapi
des. En outre l'indicateur de position convient pour être uti
lisé en tant que résistance de réglage travaillant sans contact et permettant d'agir manuellement ou d'une autre manière sur des grandeurs de réglage électriques analogiques telles qu'un courant et une tension.
Dans les solutions connues de 1' état de la technique on réalise un eclairement variable de photorésistances à l'aile de diaphragmes ou de coins lumineux (coins sensitantriques), ce qui plumet d'influer sur le flux de rayonnement de la barrière de rayonnement relais photoélectriquLes photorésistances présentent cependant une certaine lenteur de sorte qu'elles ne conviennent pas pour des cycles rapides de déplacement.Les diaphragmes et les coins lumineux ne peuvent pas être réglés de façon précise sans un dispositif mécanique onéreux et ils ne conviennent également que pour des cellules photoélectriques d'une taille plus importante, comme par exemple pour des photorésistances relativement lentes. En outre de tels dispositifs ne possèdent aucune atténuation fonisentale fixe. Le récepteur de rayonnement reçoit la lumière, à travers les diaphragmes, sur une surface variable, et par conséquent le courant photoélectrique ne dépend pas de l'intensité d'éclairement incidente, mais est une fonction de la géométrie de la surface éclairée. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet déposée aux Etats Unis d'Amérique nO 3.358.150. La grandeur de sortie dépend cependant de très nombreux paramètres techniques.Un ajustement et un maintien, en fonctionnement, de la grandeur de sortie à une valeur constante sont par conséquent tres difficiles et onéreux.
La présente invention a pour but d'apporter une solution économique et simple du point de vue technique pour un indicateur de position travaillant sans contact et comportant des composants usuels du commerce, afin de garantir des possibilités d'emplois multiples pour l'indicateur de position.
La présente invention a pour objet de développer un indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact et dans lequel sur le trajet du rayonnement entre l'émetteur de rayonnement et le récepteur de rayonnement se trouvent disposés des éléments de diaphragmation qui délivrent les grandeurs de sortie précises reproductibles et présentent une masse faible, de manière à fournir ainsi une grande rapidité dans le cas d'opérations de réglage.
Ce problème est résolu conformément à l'invention gracie au fait qu'un premier et un second élément de polarisation sont situés sur le trajet du rayonnement de la barrière de rayonnement. On peut obtenir un déplacement relatif entre les premier et second éléments de polarisation. Le centre de rotation du mouvement de rotation ou de basculement du plan de polarisation du premier élément de polarisation peut être dans une position quelconque par rapport au centre de rotation du mouvement de rotation ou de basculement du plan de polarisation du second élément de polarisation. Les deux éléments de polarisation peuvent être disposés de manière à pouvoir tourner et/ou basculer. Mais on peut également réaliser un élément de polarisation fixe et l'autre élément de polarisation apte à pouvoir tourner et/ou basculer.Les centres de rotation ou de basculement des éléments de polarisation peuvent être situés au centre ou en-dehors du centre du trajet de rayonnement. La barrière de rayonnement et les éléments de polarisation sont entourés par un boiter opaque à la lumière.
Les plans de polarisation des éléments de polarisation font entre eux un angle de 450, dans la position médiane de la plage de réglage de l'indicateur de position.
L'émetteur de rayonnement et le récepteur de rayonnement peuvent être également disposés côte-d-côte et être séparés l'un de l'autre par une barrette constituée en un matériau opaque à la lumière. Dans ce cas un réflecteur trièdre est disposé en vis-à-vis de l'émetteur de rayonnement et du récepteur de rayonnement. Le premier élément de polarisation est situé sur le trajet du rayonnement en avant de l'émetteur de rayonnement et le second élément de polarisation est situé sur le trajet du rayonnement en avant du récepteur de rayonnement. Comme émetteur de rayonnement, on peut utiliser une source de lumière usuelle. On utilise de préférence une diode photoémettrice au GaP émettant dans le vert. Comme récepteur de rayonnement on utilise une cellule au silicium formant capteur .Il convient à cet effet d'utiliser de préférence un phototransistor planar npn au silicium.
Les éléments de polarisation sont formés par des filtres de polarisation, qui sont constitués de prdfd rence par des lamelles de polarisation, et par des logements pour ces lamelles de polarisation. Les lamelles de polarisation possèdent une structure quasi-cristalline. Elles sont réalisées de préférence avec la même forme et comportent un évidement ou un bec et l'évidement ou le bec est disposésui- vant la directiondesplans de polarisation.Pour loger la lamelle de polarisation dans les- éléments de polarisation1 il est pré- vu au niveau des logements, des becs ou des évidements qui font entre eux un angle de 450, dans la position médiane de la plage de réglage de l'indicateur de position
Un circuit d'exploitation, qui est constitué par un amplificateur opérationnel dont l'entrée inverseuse de commande et la sortie sont reliées par une résistance parallèle, est relié, au niveau de l'entrée inverseuse de commande de l'amplificateur opérationnel à la tension de service positive par l'intermédiaire du récepteur de rayonnement. Cette tension de service positive alimente également, du côté anode, l'émetteur de rayonnement.La cathode de ce dernier est reliée à la masse par l'inteniMiaire d'une résistance de limitation du courant.
Un circuit d'exploitation, qui est constitué par un amplificateur opérationnel dont l'entrée inverseuse de commande et la sortie sont reliées par une résistance parallèle, est relié, au niveau de l'entrée inverseuse de commande de l'amplificateur opérationnel à la tension de service positive par l'intermédiaire du récepteur de rayonnement. Cette tension de service positive alimente également, du côté anode, l'émetteur de rayonnement.La cathode de ce dernier est reliée à la masse par l'inteniMiaire d'une résistance de limitation du courant.
Les sources usuelles de lumière et également la lumière d'une diode à luminescence émettent une lumière naturelle qui est polarisée dans tous les plans possibles. Les plans de polarisation de différents trains d'ondes sont répartis uniformémént en moyenne dans toutes les directions de l'espace. Du fait de la polarisation, seule la fraction, dont le vecteur lumière (l'amplitude de l'onde transversale) est situé dans un plan préférentiel, est transmise. On parle dans ce cas d'une lumière polarisée linéairement. On utilise des filtres de polarisation dans le domaine de la photographie pour supprimer des réflexions parasites (loi de Brewster) et dans- des éléments ICD à cristal liquide pour identifier la polarisation des cristaux liquides.Si, conformément à l'invention, pour un indicateur de position travaillant sans contact, on place deux éléments de polarisation l'un derrière l'autre dans le flux de rayonnement d'une barrière de rayonnement, il se produit une atténuation de la lumière, qui est la plus faible lorsque les plans de polarisation des deux éléments de polarisation sont orientés de la même façon. Sinon l'affaiblissement de la lumière est maximale lorsque les plans des éléments de polarisation font entre eux un angle de 900. L'intensité d'éclairement E, qui est captée derrière deux filtres dont les plans de polarisation sont tournés de l'angle i , est
E = C.cos2o < .
E = C.cos2o < .
La variation maximale de luminosité pour une rotation de Ad apparatt pour 450 et c'est pourquoi il faut placer en cet endroit le centre de la plage de réglage de l'indicateur de position. Si l'on fait alors tourner au moins l'un des deux filtres depolarisation par rapport à l'autre, un courant photoélectrique correspondant peut circuler dans le récepteur de rayonnement, en fonction de l'angle réglé entre les plans de polarisation des deux filtres. Si, pour des questions de place, on dispose l'indicateur de position sur des organes mobiles qui n'effectuent que de faibles dépla cements angulaires, on peut disposer, conformément à l'invention, la seconde lamelle sur un organe mobile qui, au cours de son déplacement angulaire, se déplace tout d'abord en sens opposé, ce qui double l'angle relatif.L'évaluation de déplacementsangulaires relatifs et uniquement de tels déplacements entraine des avantages notables pour l'ajustement de llindi- cateur de position le déplacement angulaire d'un levier est identique en tout point, au centre de la position carrsne a son entre mité. Des déplacements transversaux, du type tel que ceux apparaissant dans le cas de transmissions à manivelle en fonction de la flèche d'arc, ne sont pas détectés et faussent par conséquent le résultat de la mesure de position.
Les possibilités d'adaptation aux données de la construction, à partir de laquelle l'indicateur de position doit effectuer sa tâche de mesure, sont extraordinairement grandes grâce au principe choisi de l'indicateur photoélectrique de position utilisant: deux filtres de polarisation. Ainsi on peut choisir librement les positions des centres de basculement et de rotation des éléments de polarisation. Lors du choix des composants pour la barrière de rayonnement, il importe d'amener en coincidence la plage de l'émission spectrale maximale du récepteur de rayonnement.Avec une diode photoémissive au
GaP émettant dans le vert , par exemple VQA 25 servant d'émetteur et avec une cellule au silitilzn fanant capteur, per exemv ple SP 105, servant de récepteur, la barrière de rayonnement est adaptée aussi bien du point de vue du courant photodlec trique obtenu que de la sensibilité spectrale. L'utilisation d'une lampe usuelleàincandescence est en principe possible, mais ne fournit pas une solution avantageuse en raison de sa grandeur et de sa faible durée de vie.De meme il n'est pas recommandé d'utiliser une lumière infrarouge étant donné que les filtres de polarisation devant être fabriqués pour cette longueur d'onde sont beaucoup plus chers.
GaP émettant dans le vert , par exemple VQA 25 servant d'émetteur et avec une cellule au silitilzn fanant capteur, per exemv ple SP 105, servant de récepteur, la barrière de rayonnement est adaptée aussi bien du point de vue du courant photodlec trique obtenu que de la sensibilité spectrale. L'utilisation d'une lampe usuelleàincandescence est en principe possible, mais ne fournit pas une solution avantageuse en raison de sa grandeur et de sa faible durée de vie.De meme il n'est pas recommandé d'utiliser une lumière infrarouge étant donné que les filtres de polarisation devant être fabriqués pour cette longueur d'onde sont beaucoup plus chers.
Pour les filtres de polarisatlong on utili S9 de préférence des lamelles foutant filtres de polarisation
dans l'indicateur de position. Grâce à l'insertion de cristaux d'hérapathite dans la pellicule de cellulose, ces lamelles
sont orientées, lors du laminage ultérieur,selon une din#Mion
telle qu'elles reçoivent une structure quasi cristalline. On peut aisément penser à utiliser également les verres polarisants utilisés en photographie. Toutefois, ces verres sont très grands et on ne peut pas leur donner si facilement la forme adaptée à l'indicateur de position.Les lamelles formant filtres de polarisation, du type utilisé pour visualiser des chiffres et des caractères sur les éléments LCD ou éléments de dispositifs d'affichage à cristal liquide, conviennent de façon remarquable pour l'indicateur de position. On peut découper ces lamelles selon des formes quelconques et on peut les insérer, d'une manière interdisant toute interversion, dans les logements des éléments de polarisation de l'indicateur, ce qui fixe la position relative des plans de polarisation des éléments de polarisation.
dans l'indicateur de position. Grâce à l'insertion de cristaux d'hérapathite dans la pellicule de cellulose, ces lamelles
sont orientées, lors du laminage ultérieur,selon une din#Mion
telle qu'elles reçoivent une structure quasi cristalline. On peut aisément penser à utiliser également les verres polarisants utilisés en photographie. Toutefois, ces verres sont très grands et on ne peut pas leur donner si facilement la forme adaptée à l'indicateur de position.Les lamelles formant filtres de polarisation, du type utilisé pour visualiser des chiffres et des caractères sur les éléments LCD ou éléments de dispositifs d'affichage à cristal liquide, conviennent de façon remarquable pour l'indicateur de position. On peut découper ces lamelles selon des formes quelconques et on peut les insérer, d'une manière interdisant toute interversion, dans les logements des éléments de polarisation de l'indicateur, ce qui fixe la position relative des plans de polarisation des éléments de polarisation.
Le flux de rayonnement, qui est alors atté nuéde façon correspondante par la position angulaire relative des plans de polarisation des éléments de polarisation, est converti dans le circuit d'exploitation en une tension proportionnelle au flux de rayonnement et par conséquent la barrière de rayonnement est découplée vis-à-vis du circuit aval, par exemple du circuit de réglage.
L'indicateur photoélectrique de position conforme à l'invention ne requiert, comme cela a été indiqué ci-dessus, aucune sorte de développement d'un matériau stratifié photosensible spécial. L'utilisation de composants tirés d'une fabrication en série permet de maintenir le prix à une valeur extrêmement faible. L'atténuation fourniepar les filtres de polarisation, qui est toujours constante au moins dans le cas d'une charge, garantit une dépendance constante du flux de rayonnement vis-à-vis de la position angulaire relative des plans de polarisation des filtres de polarisaton et par conséquent également vis-à-vis de la position me surée d'un dispositif mécanique mobile raccordé à l'indicateur de position.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est la représentation de principe d'un exemple de réalisation montrant une disposition des éléments de polarisation-,
- la figure 2 représente un montage de l'indicateur photoélectrique de position conforme à l'invention
- la figure 3 représente la position du centre de rotation ou de basculement d'un élément de polarisation, situé en-dehors du centre du trajet du rayonnement
- la figure 4 représente la position des centres de rotation ou de basculement des deux éléments de po- larisation, en-dehors du centre du trajet de rayonnement
- la figure 5 représente un décalage angulaire d( entre les plans de polarisation des éléments de polarisation
- la figure 6 représente un exemple de réa- lisation de l'indicateur photoélectrique de position, dans lequel les deux centres de rotation des plans de polarisation sont situés en-dehors du centre du trajet du rayonnement
- la figure 7 représente un. exemple de réalisation d'un indicateur photoélectrique de position comportant un élément de polarisation fixe et un élément de polarisation mobile
- la figure 8 représente un diagrammerepro- duisant la courbe de mesure entre le décalage angulaire 0 < et la tension de sortie UOUT pour l'indicateur photoélectrique de position conforme à l'invention
- la figure 9 représente des formes de réalisation, conformes à l'invention, d'éléments de polarisation, et
- la figure 10 représente un exemple de réalisation d'un indicateur photoélectrique de polarisation, dans lequel des émetteurs et des récepteurs de rayonnement sont disposés côte-d-côte.
- la figure 1 est la représentation de principe d'un exemple de réalisation montrant une disposition des éléments de polarisation-,
- la figure 2 représente un montage de l'indicateur photoélectrique de position conforme à l'invention
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- la figure 10 représente un exemple de réalisation d'un indicateur photoélectrique de polarisation, dans lequel des émetteurs et des récepteurs de rayonnement sont disposés côte-d-côte.
Le principe de fonctionnement de l'indicateur photoélectrique de position sera tout d'abord mieux acoris à l'aide de représentations des figures 1 et 2. Il consiste en ce que le récepteur photosensible de rayonnement 4 est irradié par un flux de rayonnement variable, ce qui provoque l'apparition d'un courant photoélectrique proportionnel au flux de rayonnement incident. Ce courant photoélectrique est ensuite transformé en une tension de sortie par l'intermédiaire d'un circuit d'évaluation 10, au moyen d'un amplificateur opérationnel 7. Simultanément ce circuit assure le découplage électrique vis-à-vis du circuit aval.
Dans le cas de l'indicateur photoélectrique de position conforme à l'invention, représenté sur la figure 1, les éléments de polarisation 2 et 3 sont disposés de manière à être orientables l'un par rapport à l'autre sur le trajet 5 du rayonnement entre l'émetteur de rayonnement 1 et le récepteur de rayonnement 4. Les centres de rotation des plans de polarisation des éléments de polarisation 2, 3 sont situés, dans le cas de cet exemple de réalisation au centre du trajet 5 du rayonnement, qui est indiqué par l'axe x-x.
Sur la figure 2 on a représenté un montage de l'indicateur photoélectrique dé position conforme à l'invention. Dans ce montage le circuit dlexploitation 10, qui est constitué par l'amplificateur opérationnel 7, dont l'entrée inverseuse est raccordée par une résistance 6 à la sortie de l'amplificateur opérationnel et dont l'entrée non inverseuse est raccordée à la masse, est relié par l'intermédiaire de l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel, au c8té ancre du récepteur de rayonnement 4, la cathode du récepteur de rayonnement étant raccordée à la tension de service positive.
Sur la figure 2 les éléments de polarisation 2 et 3 sont disposés, du point de vue du principe, entre le récepteur de rayonnement 4 et l'émetteur de rayonnement 1. L'anode de l'é- metteur de rayonnement 1 est placée à une tension de service positive et -sa cathode est reliée à la résistance 8 de limitation du courant, qui pour sa part est reliée à la masse.
La figure 3 représente un exemple de rdali sation dans lequel l'élément de polarisation 2 est monté,de manière a étre orientable, autour du centre de rotation sur l'axe yjy, c'est-à-dire qu'il est situé en-dehors du centre de l'axe x/x et par conséquent en-dehors du trajet 5 de rayonnemento dans lequel l'élément de polarisation 3 est monté fixe.
Un autre exemple de réalisation représenté sur la figure 4 montre que le centre de rotation de l'élément de polarisation 2 est monté de façon à pouvoir tourner sur l'axe y/y et que le centre de rotation de l'élément de polarisa- tion 3 est disposé de façon à pouvoir tourner sur l'axe z/zt à l'extérieur de l'axe x/x et par conséquent en-dehors du centre du trajet 5du rayonnement.
Sur la figure 5 l'élément de polarisation 2 est monté de façon à pouvoir tourner sur l'axe y/y et l'élément de polarisation 3 est monté de façon à pouvoir tourner sur l'axe z/z. Sur les éléments de polarisation 2, 3, on a indiqué par des hachures les plans de polarisation 11, 12. Lors de la rot tion des éléments de polarisation 2, 3 autour des axes y/y et z/z, les plans de polarisation 11, 12 prennent la position angulaire réciproque correspondant à la position mécanique1 ce qui provoque l'apparition d'un flux de rayonnement, obtenu en fonction de l'angle des plans de polarisation 11 12, sur le récepteur de rayonnement.
Dans exemple de réalisation de la figure 6, les centres de rotation des deux éléments de polarisation 2, 3 sont disposés sur l'axe z/z et sur l'axe Y/y, en-dehors du trajet 5 de rayonnement. t'élément de polarisation 2 est relié à l'arbre ;6 . L'élément de polarisation 3 est également monté rigidement sur l'arbre 15. Les abres 15 et 16 sont tourillon nés dans le boîtier 17 et sont accouplés entre eux. par l'inter- médiaire de secteurs dentés 13 et 14. De ce fait, lors du déplacement de réglage de l'élément de polarisation 2 au moyen de l'arbre 16, à laquelle le secteur denté 14 est fixé rigidement, l'élément de polarisation 3 est également déplacé par l'intermédiaire du secteur denté 13.Selon le choix de la transmission entre les secteurs dentés 13 et 14, on peut détecter et évaluer différents angles de réglage ou différentes voies de réglage à l'aide de l'indicateur photoélectrique de position conforme à l'invention.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 7, l'élément de polarisation 2, qui est fixé par une barrette 19 à l'arbre 20, est monté de façon mobile au centre du trajet 5 du rayonnement. L'élément de polarisation 3 est monté de façon fixe sur le boîtier 18. Dans le cas de cet agencement, l'angle de réglage est déterminé en fonction de l'arbre 20 et est transmis par 1'intermédiaire de la berrette 19 à l'élément de polarisation 2. Dans le cas du dispositif des figures 6 et 7, les positions angulaires des deux éléments de polarisation 2, 3 sont évaluées respectivement par l'intermédiaire d'un circuit qui est représenté sur la figure 2, et il en résulte qu'une tension est disponible à la sortie de l'amplificateur opérationnel 7.On obtient une variante de réalisation préférée de l'indicateur photoélectrique de position lorsque l'on utilise comme émetteur de rayonnement 1 une diode photoémettrice au GaP émettant dans le vert. A cet effet il est particulièrement bien approprié d'utiliser comme récepteur de rayonnement 4 une cellule au silicium formant capteur SP 105. il entre dans le cadre de l'invention d'utiliser, à la place de l'ensemble combiné décrit de composants de la barrière de rayonnement, également une diode photoémettrice émettant dans le rouge en tant qu'émetteur de rayonnement et un phototransistor pour la plage visible, par exemple SP 212. Dans le cas de cet ensemble combiné, l'intensité incidente du flux de rayonnement est même nettement supérieure, et de ce fait la dépendance vis d-vis de la température est également nettement supérieure.
De plus le courant photoélectrique est une fonction non linéaire de l'intensité d'éclairement. Corme amplificateur opérationnel 7 on peut utiliser avantageusement dans les deux cas, des types de transistors désignés sous le terme de BiFet, étant donné que dans le cas de ces transistors, les courants d'entrée résiduels sont nettement plus faibles que dans le cas d'autres amplificateurs opérationnels. Dans le cas de l'utilisation des composants préférentiels et d un revètement correspondant non représenté du boîtier pour les dispositifs à barrière de rayonnement selon des variantes de réalisation, on est en présence de conditions optimales pour obtenir un capteur photoélectrique de position conforme à l'invention possédant une sensibilité élevée.La variante de réalisation indiquée en dernier lieu peut être réalisée d'une manière très avantageuse dans le cas de l'application pratique de l'idée de l'invention.
Sur la figure 9 on a réprésenté des éléments de polarisation 2, 3 conformes à l'invention. Etant donné que l'évidement ou le bec est prévu sur le bord, il ne peut se produire aucune interversion lors de l'insertion de ces éléments dans le logement de l'indicateur de position.Les logements des éléments de polarisation 2, 3 sont conformés de telle manière que dans la position médiane de l'indicateur photoélectrique de position, il est prévu un décalage angulaire de 450 entre les deux becs ou les deux évidements
La figure 10 représente un dispositif dans lequel l'émetteur de rayonnement 1 et le récepteur de raycni- ment 4 sont disposés cbte-a-cate. Si l'on utilise un rdflec- teur trièdre 22, dont l'indice de réfraction optique ne fait conformément à la loi de Brewster, ni tourner, ni ne polarise la lumière incidente dans le plan depolarisationr on peut uti liser avantageusement ce dispositif pour de nombreuses applications.Pour former écran entre l'émetteur de rayonnement 1 et le récepteur de rayonnement 4, on utilise une barrette 21 constituée en un matériau opaque à la lumière. Cet agencement fournit une forme de construction très plate de l'indicateur photoélectrique de position.
La figure 10 représente un dispositif dans lequel l'émetteur de rayonnement 1 et le récepteur de raycni- ment 4 sont disposés cbte-a-cate. Si l'on utilise un rdflec- teur trièdre 22, dont l'indice de réfraction optique ne fait conformément à la loi de Brewster, ni tourner, ni ne polarise la lumière incidente dans le plan depolarisationr on peut uti liser avantageusement ce dispositif pour de nombreuses applications.Pour former écran entre l'émetteur de rayonnement 1 et le récepteur de rayonnement 4, on utilise une barrette 21 constituée en un matériau opaque à la lumière. Cet agencement fournit une forme de construction très plate de l'indicateur photoélectrique de position.
Il entre dans le cadre de la présente invention que la construction mécanique de l'indicateur photoélectrique de position puisse différer des exemples de réalisation représentés et puisse prendre n'importe quelle forme.
Sur la figure 8 on a représenté par un diagramme la relation entre la position angulaire des plans de polarisation des éléments de polarisation et l'intensité d'éclairement sur le récepteur de rayonnement. Il s'agit d'une partie de la fonction en cosinus carré, qui représente la dépendance de l'intensité d'éclairement ou de la tension de sortie délivrée UOUT vis-à-vis de l'angle relatif OC entre les plans de polarisation des éléments de polarisation. Cette courbe 9 peut être considérée comme approximativement linéaire dans des domaines étendus.
Sur la base de la figure 5, on voit nettement que pour la position angulaire OC = 00, les plans de polarisation sont parallèles, ce qui entratne que la tension de sortie possède sa valeur maximale étant donné qu'un flux maximum de rayonnement peut traverser les éléments de polarisation 2, 3. Pour le décalage angulaire de9O0 entre les éléments de polarisation 2, 3, il se produit une extinction de la lumière. Aucun flux de rayonnement ne peut circuler et la tension de sortie prend sa valeur minimale. Il est évident que la position médiane de l'indicateur de position devrait être réglée sur X = 450
Claims (10)
1. Indicateur photoélectrique de position, travaillant sans contact et constitué par une barrière de rayonnement optique comportant un émetteur de rayonnement (1) et un récepteur de rayonnement (4), sur le trajet (5) du rayonnement duquel se trouve disposé un milieu influençant le flux de rayonnement, et par un circuit d'exploitation (10), caractérisé en ce que sur le trajet (5) du rayonnement de la barrière de rayonnement se trouvent disposés un premier (2) et un second (3) éléments de polarisation, que le premier élément de polarisation (2) et/ou le second élément de polarisation (3) sont disposés sur le trajet du rayonnement de telle sorte qu'un déplacement relatif peut être produit entre lesdits premier et second éléments de polarisation (2, 3), et que le centre de rotation du mouvement de rotation ou de basculement du plan de polarisation (11) du premier élément de polarisation (2) peut prendre une position quelconque par rapport au centre de rotation du mouvement de rotation ou de basculement du plan de po- larisation (12) du second élément de polarisation (3)
2. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux éléments de polarisation (2; 3) peuvent tourner et/ou basculer ou qu'un élément de polarisation l2 ; 3) est réalisé fixe et que l'autre élément de polarisation 53 ; 2) est réalisé de manière à pouvoir tourner et/ou basculer.
3. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact, selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les centres de rotation ou de basculement des éléments de polarisation (2 ; 3) sont situés au centre ou en-dehors du centre du trajet (5) du rayonnement.
4. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact, suivantl'une des revendlcations l R 3, caractérisé en ce que la barrière de rayonnement et les éléments de polarisation (2; 3) sont en rés par un boitier opaque à la lumière et quee dans la position médiane de la plage de réglage de l'indicateur de position, les plans de polarisation (11 , 12) des éléments de polarisation (2 ; 3) font un angle de 45 entre eux.
5. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact suivant l'une des revendications l a 4, caractérisé par le fait que l'émetteur de rayonnement (1) et le récepteur de rayonnement (4) sont disposés côte-à-côte, sont séparés l'un de l'autre par une barrette (21) constituée en un matériau opaque à la lumière et sont disposés en vis-à-vis d'un réflecteur trièdre (22), le premier élément de polarisation (2) étant disposé sur le trajet (5) du rayonnement en avant de l'émetteur de rayonnement
(1) et le second élément de polarisation (3) étant disposé sur le trajet (5) du rayonnement en avant du récepteur (4 > de rayonnement.
6. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact suivant l'une des revendications l à 5, caractérisé en ce que l'on utilise comme émetteur de rayonnement (1) d une source de lumière usuelle, de préférence une diode photoluminescente au GaP émettant dans - le vert, et comme récepteur de rayonnement (4), une cellu leau silicium formant capteur, de préférence un phototransistor planar npn au silicium.
7. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments de polarisation (2 ; 3) sont formés par des filtres de polarisation, de préférence constitués par des lamelles de polarisation possédant une structure quasi-cristalline, et par des logements pour ces lamelles de polarisation.
8. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les lamelles de polarisation sont réalisées de préférence avec la même forme en comportant un évidement (23) ou un bec (24) et que l'évidement (23) oulebec (24) est disposé suivant la direction des plans de polarisation (11 ; 12).
9. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact suivant la revendication 7, caractérisé en ce que pour la réception de la lamelle de polarisation dans les éléments de polarisation (2 ; 3), il est prévu,au niveau des logements, des becs ou des évidements qui sont disposés en faisant un angle de 45 l'un par rapport à l'autre, dans la position médiane de la plage de réglage de l'indicateur de position.
10. Indicateur photoélectrique de position travaillant sans contact suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation (10), qui est constitué par un amplificateur opérationnel (7) en parallèle avec lequel est raccordée une résistance (6) branchde à l'entrée inverseuse de commande et à la sortie dudit amplificateur, est relié, par l'intermédiai- re de l'entrée inverseuse de commande de l'amplificateur op6- rationnel (7) et par l'intermédiaire du récepteur de rayonnement (4), à la tension de service positive, qui alimente également le côté anode de l'émetteur de rayonnement (1), et en ce que la cathode de cet émetteur de rayonnement (1B est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 68) de limitation de courant.
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| EP0246892A2 (fr) * | 1986-05-21 | 1987-11-25 | British Aerospace Public Limited Company | Transducteur optique de position |
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