FR2585125A1 - Capteur absolu de mesures angulaires de haute definition - Google Patents

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radiation
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generator
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Jean-Pierre Arnaud
Yves Ousten
Philippe Puyo
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/12—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using a single pendulum plumb lines G01C15/10
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02—Details
    • G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
    • G01D5/34723—Scale reading or illumination devices involving light-guides

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Abstract

L'INVENTION PRESENTEE, DESTINEE A EQUIPER TOUT APPAREIL PERMETTANT DE MESURER INSTANTANEMENT UN NIVEAU OU UNE PENTE, EST CONSTITUEE D'UN DISQUE LESTE 1 CENTRE SUR UN AXE TOURNANT 4, SOUMIS A L'EFFET DE LA GRAVITE, ET GRAVE FINEMENT OU TRAVERSE DE MULTIPLES PERFORATIONS 8. CE DISQUE 1 EST FLANQUE CONTRE L'UNE DE SES FACES D'UN EMETTEUR DE RAYONNEMENT LUMINEUX OU AUTRE 6, ET, EN OPPOSITION CONTRE L'AUTRE FACE, D'UNE TETE DE LECTURE 7 REALISEE A PARTIR D'UN ASSEMBLAGE DE FIBRES OPTIQUES 10 TRES FINES PLACEES PERPENDICULAIREMENT A CETTE SECONDE FACE. LES IMPULSIONS DE RAYONNEMENT CODIFIEES 8, CAPTEES PAR CE DERNIER DISPOSITIF 7-10 SONT ANALYSEES PAR UN SYSTEME DE DECODAGE 11.

Description

;)E1iLRIPTION
La présente invention concerne un capteur absolu de mesures angulaires, de haute définition, destiné à équiper tout appareil devant mesurer instantanément un niveau ou une pente.
L'élément de réference de ce capteur est la gravité.
Les dispositifs connus utilisant ce principe sont d'un précision et d'une répétitivité souvent aléatoire. De plus, le fait que, en général, la mesure des déplacements angulaires est fournie par l'appréciation de la variation d'une résistance électrique, d'un champ magnetique ou de toute autre grandeur physique, a pour conséquence une fiabilité trés relative.
L'étude qui a conduit à proposer la présente invention, a tendu à pallier les insuffisances indiquées ci-dessus.
Ainsi, les indications numériques binaires ou autres délivrées par ce capteur de haute définition sont absolues en ce sens quelles sont préservées des influences extérieures (état des piles, variations de température, d'humidité, etc...).
Par ailleurs, le balancier ou disque (1), tel qu'il est conçu, est d'une grande sensibilité à l'attaction terrestre.
Le principe de fontionnement de cet équipement est le suivant:
La lecture se fait par l'intermédiaire d'une combinaison d'éléments émettant un rayonnement lumineux ou d'autre nature (6) et de récepteurs (7) constitués par un réseau de fibres optiques (10) et de capteurs de ce rayonnement (11), d'informations codées (8) gravees sur un disque transparent (1; ou à base de perforations multiples traversant l'épaissur d'un disque opaque (9), l'un ou l'autre maintenu en son centre par un axe (4) permettant sa rotation dans les der sens.
Les éléments émetteurs du rayonnement (6) et les récepteurs (7) à fibres optiques sont disposés de part et d'autre des deux faces du disque ou du balancier (1-9), dans un ordre conforme aux dispositions de la gravure et du code de lecture correspondant (8), et cela perpendiculairement au plan du disque (1).
L'une des originalités du procédé réside dans le fait que le récepteur des informations caractérisées par des impulsions de rayonnement est une tête de lecture (,! constituee par les extrémités sur faces d'un faisceau de fibres optiques (10) de trés faible section reliées à un décodeur (11).
Le disque (1), soutenu en son centre par un axe tourillonnant (4) dans deux paliers (5) de grande précision, peut tourner librement dans les deux sens de rotation. I1 est plongé, avec ses paliers (5) dans un liquide isolant, parfaitement limpide, chimiquement neutre et stable, contenu dans un boitier étanche, non représenté.
La rotation de ce disque (1) est commandée par la gravité dont les effets se manifestent soit:
a) le liquide étant d'une densité supérieure à la sienne, par la présence d'un plombage fixé sur sa périphérie (3);
b) le liquide étant d'une densité inférieure ou égale à la sienne, par la présence d'un couple plombage/flotteur (2-3); chacun des éléments de ce couple étant fixé en un point de la périphérie du disque (1) diametralement opposé à l'autre, de maniere à obtenir un effet antagoniste.
Dans les deux cas, le dispositif étant dressé à la verticale, la charge sur les paliers (5) devra être trés proche de la neutralité de manière à limiter notablement le coefficient de frottement, les effets de l'usure et les conséquences des chocs et des chutes qui pourraient survenir lors de manipulation de l'appareil. Par ailleurs, cette disposition permet d'amortir les oscillations parasites.
Le diamètre de ce disque (1) doit être nécessairement limité pour des raisons d'encombrement, mais la précision de l'instrument qui en est éauipé est liée proportionnellement au diamètre du disque (1), à la finesse de la gravure (8) et au diamètre utile des fibres optiques (10).

Claims (2)

REVENDICATIONS de lecture et dont il perMet la mesure de l'inclinaison. par rapport au boitier qui contient l'ensemble et supporte le dispositif ce code permettant le repérage précis, dans l'espace, du dit-disque issu d'un générateur (6), associé a un dispositif de lecture (7) de portant un codage (8), et qui coupe perpendiculairement un rayonnement titué d'un disque ou portion de disque (1) tournant librement et com et des inclinaisons, aractérisé en ce quwilest essentiellement cons
1- Capteur de précision à gravité, destiné à la mesure des niveaux
fibres optiques du faisceau (10) jusqu'au décodeur (11).
rayonnement émis par le générateur (6) pour être transmis par les
codage (8) du disque (1) est constitué de passage et d'occultations au
.2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le
fibres (10) de conduire et le décodeur (11) de decoder.
la lumière visible et que le générateur (6) est capable de produire, les
l'information est transmise par un rayonnement d'une autre nature que
t 3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que
sélectifs de ce rayonnement.
perforations (8) constituent le codage en ménageant des passages
en ce que le disque (1) est opaque au rayonnement utilisé et que des
Dispositif selon les revendications 1 et 2 ou 3, caractérisé
codage (8) que puisse lire et transmettre les fibres optiques (10).
gravure ou autre technique connue, permettant l'établissement d'un
de transparence au rayonnement utilisé, soit réalisé par impression,
ce que le disque (1) est transparent et que l'alternance d'opacité et
, 5- Dispositif selon les revendications 1 et 2 ou 3, caractérisé en
codé (1) et placées perpendiculairement au plan de ce disque (1).
émis par l'émetteur (6), surfacées parallèleme-t au plan du disque
gnement de fibres transmettrices (10) montées.dans l'axe du rayonnement
caractérisé en ce que la tête de lecture (7) est constituée d'un ali
: 6- Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
limpide, chimiquement stable et contenu dans un boitier étanche.
compensateur de poids, eliminateur de frottements, parfaitement
caractérisé en ce que le système est noyé dans un liquide neutre,
- 7- Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
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