FR2562657A1 - Dispositif de mesure des longueurs - Google Patents

Dispositif de mesure des longueurs Download PDF

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Siegfried Gruhler
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Mauser Werke Oberndorf GmbH
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Abstract

UN CIRCUIT D'INTERPOLATION 6 DELIVRE DEUX TRAINS D'IMPULSIONS RECTANGULAIRES A RESOLUTION FINE F1, F2 DEPHASES DE 90, CORRESPONDANT AUX TENSIONS SINUSOIDALES INTERPOLEES, A UN CIRCUIT D'EXPLOITATION 11. POUR OBTENIR UNE FORTE RESOLUTION POUR UNE FAIBLE VITESSE DE POSITIONNEMENT ET UNE VITESSE DE POSITIONNEMENT ELEVEE POUR UNE RESOLUTION GROSSIERE, DEUX TRAINS D'IMPULSIONS RECTANGULAIRES A RESOLUTION GROSSIERE G1, G2 DEPHASES DE 90 SONT, EN OUTRE, PRELEVES SUR LE CIRCUIT D'INTERPOLATION 6. UN CIRCUIT DE CONTROLE LOGIQUE 19 CONTROLE LES TENSIONS DE MESURE DU POINT DE VUE DE L'ATTEINTE D'UNE VALEUR DETERMINEE DU DEPLACEMENT LINEAIRE PAR UNITE DE TEMPS (VITESSE DE POSITIONNEMENT). LE CIRCUIT DE CONTROLE LOGIQUE 19 NE LAISSE PARVENIR AU CIRCUIT D'EXPLOITATION 11 QUE LES TRAINS A RESOLUTION GROSSIERE G1, G2 AU-DESSUS DE CETTE VALEUR ET QUE LES TRAINS A RESOLUTION FINE F2, F2 AU-DESSOUS DE CETTE VALEUR.

Description

Dispositif de mesure des longueurs.
La présente invention concerne un dispositif
de mesure des longueurs comportant un système de me-
sure qui délivre, comme signal de mesure, deux tensions
sinusoïdales déphasées, dont l'allure dépend du mouve-
ment linéaire du système de mesure, à un circuit d'in-
terpolation qui délivre à son tour deux trains d'im-
pulsions rectangulaires de résolution fine, déphasés
de 90 , correspondant aux tensions sinusoïdales inter-
polées, à un circuit d'exploitation.
Les dispositifs de mesure des longueurs dont la résolution doit être supérieure à l'intervalle entre les marques d'une échelle graduée, doivent fonctionner
avec un facteur d'interpolation corrélativement élevé.
Cependant, un facteur d'interpolation élevé implique que les deux signaux de mesure présentent un déphasage fixe et aient des amplitudes et des composantes de
tension continue constantes.
D'autre part, les dispositifs de mesure des
longueurs doivent être amenés dans la position de me-
sure à une vitesse de positionnement élevée. Les accé-
lérations qui se présentent entraînent alors forcément
des basculements ou d'autres effets perturbateurs.
Cela a pour conséquence qu'on ne peut observer les conditions indiquées pour un facteur d'interpolation élevé. Le dispositif de mesure des longueurs donne
alors une mesure fausse.
L'invention a pour objet un dispositif de mesure des longueurs du type indiqué précédemment, pouvant effectuer des mesures avec une forte résolution pour une vitesse de positionnement faible, et avec une résolution grossière pour une vitesse de positionnement élevée. Pour atteindre cet objectif, avec un dispositif de mesure des longueurs du type précité, on prélève en plus sur le circuit d'interpolation deux trains 256t65? d'impulsions rectangulaires à résolution grossière déphasés de 90 , un circuit de monitorage contrôle les tensions de mesure du point de vue de l'atteinte d'une valeur déterminée du déplacement rectiligne par unité de temps (vitesse de positionnement) et, au-dessus de cette valeur, un circuit de contrôle logique ne laisse parvenir que les trains d'impulsions rectangulaires à résolution grossière au circuit d'exploitation, et
n'y laisse parvenir que les trains d'impulsions rectan-
gualires à résolution fine au-dessous de cette valeur et, au-dessous de cette valeur, le circuit de contrôle
logique synchronise les trains d'impulsions rectangu-
laires à résolution fine sur les trains d'impulsions
rectangulaires à résolution grossière.
Pour des déplacements rapides du système de
mesure, seules les impulsions rectangulaires à résolu-
tion grossière sont ainsi exploitées. Cela évite que le système de mesure perde la référence, c'est-à-dire donne un chiffre erroné. Des basculements ou d'autres perturbations du système de mesure n'ont pas d'effets
fàcheux, malgré la vitesse de positionnement élevée.
Le système de mesure peut être amené dans une position de mesure à une vitesse élevée. Le domaine de mesures possible est important, en raison de la vitesse de
positionnement élevée. Pour une vitesse de positionne-
ment faible, les impulsions rectangulaires à résolution fine sont exploitées. Cela donne une précision de mesure élevée. Le passage de l'exploitation des impulsions rectangulaires à résolution grossière à l'exploitation
des impulsions rectangulaires à résolution fine, et in-
versement, est effectué automatiquement. Cela empêche
donc aussi les effets sur l'exploitation des accéléra-
tions ou des mouvements du système de mesure sur lesquels
l'utilisateur du dispositif de mesure n'a aucune action.
On va décrire à présent des exemples de réa-
lisation préférés de l'invention, représentés sur le dessin annexé dont:
la figure 1 représente schématiquement un pre-
mier exemple de réalisation de l'invention; la figure 2 représente schématiquement un autre
exemple de réalisation de l'invention.
Un système de mesure incrémentiel 1 comporte
une échelle de verre graduée 2 à une graduation incré-
mentielle comme référence de mesure. L'échelle graduée 2 se trouve entre un émetteur optoélectronique 3 et un récepteur 4 correspondant. Le récepteur 4 comporte un
réseau d'exploration non représenté en détail. Le ré-
cepteur 4 est suivi par un préamplificateur et trans-
ducteur 5 qui, lorsque l'émetteur 3 et le récepteur 4 se déplacent le long de l'échelle graduée 2, transforme des signaux optiques reçus en deux tensions sinusoïdales
déphasées de 90 .
Les deux tensions sinusoïdales sont envoyées à un circuit d'interpolation 6. Celui-ci comporte un amplificateur d'entrée 7 qui est relié par des noeuds de sommation 8 et ses comparateurs 9 à un montage logique combinatoire 10. Le circuit d'interpolation 6 interpole les tensions sinusoïdales et les transforme en deux
trains d'impulsions rectangulaires F1 et F2. Les impul-
sions rectangulaires sont déphasées de 90 . Il s'agit
des impulsions rectangulaires à résolution fine.
Des impulsions rectangulaires à résolution grossière G1 et G2, également déphasées de 90 , sont prélevées sur le circuit d'interpolation 6. Les trains d'impulsions rectangulaires à résolution fine F1 et F2 correspondent à une résolution de, par exemple, 0,125 m,
lorsqu'on choisit un intervalle de mesure de 10 Vim.
Les trains d'impulsions rectangulaires à résolution grossière G1 et G2 correspondent à une résolution de,
par exemple, 5 uiim.
Les trains d'impulsions F1, F2 et G1, G2 sont
envoyés à un montage d'exploitation 11. Celui-ci com-
porte un discriminateur directionnel, 12 et 13, pour les trains d'impulsions F1 et F2 et pour les trains d'impulsions G1 et G2, respectivement. Chacun des dis- criminateurs directionnels 12, 13 est suivi par un compteur, comptant dans le sens direct et à rebours 14, 15. Les compteurs 14, 15 sont reliés à une unité
d'affichage 16.
Les deux tensions sinusoïdales sont appliquées à un amplificateur différentiel 17 auquel est relié un
montage de monitorage 18 qui contrôle de façon conti-
nuelle la qualité des deux signaux sinusoïdaux. Le circuit de monitorage 18 est relié à un circuit de contrôle logique 19. Les sorties de rythme des deux détecteurs directionnels sont branchées sur lui. Le circuit de contrôle logique 19 est relié à l'entrée de remise à zéro du compteur 14 des trains d'impulsions rectangulaires à résolution fine F1, F2. En outre, le circuit de contrôle logique 19 est relié à l'unité
d'affichage 16. Le rythme engendré par le discrimina-
teur directionnel 12, respectivement 13, est exploité par le compteur 14. La logique de contrôle a besoin des
deux rythmes aux fins de monitorage et de synchronisation.
Le dispositif décrit fonctionne de la façon suivante. Lorsqu'on déplace un chariot de mesure, non représenté en détail, sur lequel sont placés l'émetteur 3 et le récepteur 4, à une vitesse de positionnement élevée, par exemple à une vitesse comprise entre 0,13 m/s et 2 m/s, le montage de monitorage 18 envoie au circuit de contrôle logique 19 un signal qui lui fait bloquer le compteur 14, ou le mettre à zéro à chaque impulsion rectangulaire à résolution grossière. Il ne parvient à l'unité d'affichage 16 que le résultat du compte des
impulsions rectangulaires à résolution grossière.
Celles-ci sont calculées, par exemple, pour présenter
une résolution de 5 Pm.
Lorsque la vitesse de déplacement descend, par exemple, au-dessous de la valeur de 0,13 m/s, il par- vient également à l'unité d'affichage 16 le résultat du compte des impulsions rectangulaires à résolution fine F1 et F2. Le circuit de contrôle logique 19 synchronise le compteur 14 en fonction des impulsions rectangulaires à résolution grossière G1 et G2. L'état du circuit de contrôle logique 19 est indiqué dans
chaque cas sur l'unité d'affichage 16. En outre, lors-
que les impulsions rectangulaires à résolution fine sont exploitées, la synchronisation du compteur 14 avec le compteur 15 peut être contrôlée. Le circuit
de contrôle logique 19 indique un "décrochage".
Dans l'exemple de la figure 2, le montage d'exploitation 11 comporte un générateur 20 déclenché par les trains d'impulsions rectangulaires à résolution
grossière G1 et G2. Pour chaque flanc des trains d'im-
pulsions rectangulaires à résolution grossière G1 et
G2, il fournit un nombre constant d'impulsions rectan-
gulaires FG1 et FG2 déphasées de 90 , avec une réfé-
rence correcte. Elles sont transmises à un multiplexeur 21. Les trains d'impulsions rectangulaires F1 et F2 à
résolution fine lui sont également appliqués. Le multi-
plexeur 21 est suivi par un compteur 22 relié à une unité d'affichage 16. Les impulsions rectangulaires à résolution grossière G1 et G2 sont appliquées au
circuit de contrôle logique 19.
Le dispositif décrit fonctionne de la façon suivante. Pour une vitesse de positionnement élevée, la transmission des trains d'impulsions rectangulaires à résolution fine F1 et F2 au multiplexeur 21 est
interrompue par le circuit de contrôle logique 19.
Pour des vitesses de positionnement faibles, le multi-
plexeur 21 est synchronisé sur les impulsions rectan-
gulaires à résolution grossière G1, G2, de sorte que les impulsions rectangulaires à résolution grossière Gi, G2 sont transmises au compteur 22. Il est indiqué, par l'intermédiaire de la ligne 24, si ce sont des
impulsions rectangulaires interposées à partir du sys-
tème de mesure 1 ou des impulsions rectangulaires
engendrées par le générateur 20 qui sont présentes.
L'avantage du montage de la figure 1 consiste en la structure simple avec des composants normalisés, tandis que, pour le montage de la figure 2, il est particulièrement avantageux de pouvoir le brancher
sur différentes cartes de registre de comptage.

Claims (3)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure des longueurs comportant un système de mesure qui délivre, comme signal de mesure, deux tensions sinusoïdales déphasées, dont l'allure dépend du mouvement linéaire du système de mesure, à un
circuit d'interpolation qui délivre deux trains d'impul-
sions rectangulaires à résolution fine, déphasés de 90 , correspondant aux tensions sinusoïdales interpolées, à un circuit d'exploitation des données, caractérisé en
ce que deux trains d'impulsions rectangulaires à réso-
lution grossière déphasés de 90 (G1, G2) sont prélevés,
en plus, sur le circuit d'interpolation, en ce qu'un mon-
tage de monitorage (18) contrôle les tensions de mesure du point de vue de l'atteinte d'une valeur déterminée du
déplacement linéaire par unité de temps (vitesse de posi-
tionnement), et en ce que, au-dessus de cette valeur, un circuit de contrôle logique (19) ne laisse parvenir que les trains d'impulsions rectangulaires à résolution grossière (G1, G2) au circuit d'exploitation (11), et
n'y laisse parvenir que les trains d'impulsions rectan-
gulaires à résolution fine (F1, F2), au-dessous de cette valeur, et en ce que, au-dessous de cette valeur, le circuit de contrôle logique (19) synchronise les trains d'impulsions rectangulaires à résolution fine (F1, F2) sur les trains d'impulsions rectangulaires à résolution
grossière (G1, G2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur (14, 15), respectivement pour les trains d'impulsions à résolution grossière (G1, G2) et pour les trains d'impulsions à résolution fine (F1, F2), et en ce que le circuit de contrôle logique
(19) bloque le compteur (14) des trains d'impulsions rec-
tangulaires à résolution fine (Fi, F2) pour une vitesse de positionnement élevée, et le synchronise avec le compteur (15) des trains d'impulsions rectangulaires à résolution grossière (G1, G2) pour une faible vitesse
de positionnement.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que les trains d'impulsions rectangulaires à réso-
lution grossière (G1, G2) commandent un générateur d'im- pulsions (20) suivi par un multiplexeur (21) auquel sont
appliqués des trains d'impulsions engendrés par le géné-
rateur (20) et les trains d'impulsions rectangulaires à résolution fine (F1, F2), et en ce que, pour une vitesse de positionnement élevée, le circuit de contrôle logique (19) bloque les trains d'impulsions rectangulaires à résolution fine (F1, F2) et laisse parvenir les trains d'impulsions rectangulaires à résolution fine (F1, F2) à un compteur (22), pour une vitesse de positionnement
élevée..
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