FR2596514A1 - Displacement sensor - Google Patents
Displacement sensor Download PDFInfo
- Publication number
- FR2596514A1 FR2596514A1 FR8604817A FR8604817A FR2596514A1 FR 2596514 A1 FR2596514 A1 FR 2596514A1 FR 8604817 A FR8604817 A FR 8604817A FR 8604817 A FR8604817 A FR 8604817A FR 2596514 A1 FR2596514 A1 FR 2596514A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sensor according
- displacement sensor
- detector
- detection device
- perforation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000002493 microarray Methods 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
Description
"Capteur de - déplacement"
La présente invention a pour objet un capteur de déplacement de type optoélectronique numérique destiné à mesurer et à indiquer la valeur et le sens de déplacement d'éléments mobiles tels que chariot de machine-outil."Displacement sensor"
The subject of the present invention is a digital optoelectronic type displacement sensor intended to measure and indicate the value and the direction of movement of mobile elements such as a machine tool carriage.
Ces capteurs de déplacement sont la plupart du temps formés d'une échelle de mesure (graduation, régle) comportant une succession de traits et de moyens de détection optoélectroniques comportant une partie émettrice et une partie détectrice, associés aux traits de l'échelle de mesure et aptes à délivrer des signaux électriques déphasés lors de leur passage devant ces traits, les signaux étant ensuite analysés pour donner une indication de la distance parcourue et du sens de déplacement de l'élément mobile. These displacement sensors are most often formed of a measurement scale (graduation, rule) comprising a succession of lines and optoelectronic detection means comprising an emitting part and a detecting part, associated with the lines of the measurement scale and capable of delivering phase-shifted electrical signals when they pass in front of these lines, the signals then being analyzed to give an indication of the distance traveled and the direction of movement of the movable element.
De tels capteurs de déplacement sont connus depuis fort longtemps et ont fait l'objet de nombreux brevets tels que, par exemple,
FR-2 410 251, US-3 451 054, US-3 816 003, US-3 942 815, US-3 533 703.Such displacement sensors have been known for a very long time and have been the subject of numerous patents such as, for example,
FR-2 410 251, US-3 451 054, US-3 816 003, US-3 942 815, US-3 533 703.
Ces capteurs sont très coûteux et nécessitent notamment une règle avec une gravure très fine, généralement avec une résolution de 0,005 mm, qui est très sensible aux salissures et doit donc être munie d'un dispositif de protection spécial. These sensors are very expensive and require in particular a ruler with a very fine engraving, generally with a resolution of 0.005 mm, which is very sensitive to soiling and must therefore be provided with a special protection device.
On connaît également des mètres à ruban employant le même principe ; dans ce cas, une double graduation est généralement réalisée sur le ruban, de façon à permettre une lecture par les détecteurs (cf. There are also known tape measures using the same principle; in this case, a double graduation is generally carried out on the ribbon, so as to allow reading by the detectors (cf.
DE-2 846 915, FR-2 410 251).DE-2 846 915, FR-2 410 251).
On connaît enfin des systèmes de mesure semblables aux mètres à ruban qui comprennent un ruban souple enroulé sur une roue ou similaire, et dans lesquels la longueur devant être mesurée est donnée par la mesure de la longueur de ruban déroulée, cette mesure étant donnée, par exemple, par l'angle de rotation de la roue portant le ruban. Finally, measurement systems similar to tape measures are known which comprise a flexible tape wound on a wheel or the like, and in which the length to be measured is given by measuring the length of the tape unwound, this measurement being given by example, by the angle of rotation of the wheel carrying the ribbon.
Dans ces deux derniers dispositifs, les détecteurs sont fixes et contenus dans le même boîtier qui renferme le ruban ; ces dispositifs ne permettent donc de mesurer que des longueurs statiques et ne peuvent pas être utilisés pour mesurer des déplacements tels que ceux réalisés par un chariot dans une machine-outil, notamment dans le cas de déplacements rapides et intenses de tels chariots ou autres. In these last two devices, the detectors are fixed and contained in the same box which encloses the ribbon; these devices therefore make it possible to measure only static lengths and cannot be used to measure displacements such as those produced by a carriage in a machine tool, in particular in the case of rapid and intense displacements of such carriages or the like.
Le but de la présente invention est de réaliser un capteur de déplacement du type précité, qui permette la mesure du déplacement de certains organes (tels que chariot ...) d'une machine par rapport à celle-ci, notamment dans des conditions de travail difficiles, qui soit particuliè- rement robuste et fiable, et notamment peu ou pratiquement pas sensible aux salissures, tout en étant peu coûteux et en permettant une précision pouvant aller jusqu'au micron. The object of the present invention is to produce a displacement sensor of the aforementioned type, which allows the displacement of certain members (such as a carriage, etc.) of a machine to be measured relative to the latter, in particular under conditions of difficult work, which is particularly robust and reliable, and in particular little or practically not sensitive to dirt, while being inexpensive and allowing precision up to a micron.
Ce but est atteint en ce que, dans le capteur de déplacement selon l'invention, qui est du type précité, l'échelle de mesure est formée par un ruban muni de perforations, réalisées selon un pas déterminé et dont la largeur de chacune est égale à la moitié de ce pas, et en ce que ce ruban perforé est apte à coulisser à l'intérieur du corps de ce capteur entre la partie émettrice et la partie détectrice du dispositif de détection. This object is achieved in that, in the displacement sensor according to the invention, which is of the aforementioned type, the measurement scale is formed by a tape provided with perforations, produced according to a determined pitch and the width of each of which is equal to half of this step, and in that this perforated tape is capable of sliding inside the body of this sensor between the emitting part and the detecting part of the detection device.
De cette façon, des signaux sont émis par la partie détectrice du dispositif à chaque passage d'une perforation devant celle-ci et le dispositif fonctionnef donc par transmission, un déphasage approprié des signaux émis par les détecteurs permettant une division du pas de la perforation. In this way, signals are emitted by the detector part of the device at each passage of a perforation in front of it and the device therefore works by transmission, an appropriate phase shift of the signals emitted by the detectors allowing a division of the pitch of the perforation. .
Avantageusement, chaque élément détecteur de la partie détectrice du dispositif de détection ne "voit" à chaque fois qu'une perforation, de sorte que le dispositif fonctionne uniquement par l'alternance de "noirs" et de "blancs" réalisée au passage de chaque graduation et non par une modulation de l'intensité du signal reçu comme dans la plupart des dispositifs connus jusqu'à présent dans lesquels un même élément détecteur "voit" en même temps plusieurs graduations. Advantageously, each detector element of the detector part of the detection device only "sees" each time a perforation, so that the device operates solely by the alternation of "blacks" and "whites" produced on the passage of each graduation and not by modulating the intensity of the received signal as in most of the devices known up to now in which the same detector element "sees" several graduations at the same time.
Selon une forme de réalisation préférée, chaque perforation a la forme d'une fente allongée s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale du ruban perforé. According to a preferred embodiment, each perforation has the form of an elongated slot extending perpendicular to the longitudinal direction of the perforated tape.
De toute façon, I'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé illustrant à titre d'exemples non limitatifs deux formes de réalisation préférée de ce capteur de déplace ment
Figure 1 en est une vue en perspective éclatée ;
Figure 2 est une vue de face de l'échelle de mesure du dispositif de figure 1
Figure 3 est une vue en perspective d'un capteur selon une deuxième forme de réalisation.Anyway, the invention will be well understood and other characteristics will be highlighted with the aid of the description which follows with reference to the appended schematic drawing illustrating by way of nonlimiting examples two preferred embodiments of this sensor of displacement
Figure 1 is an exploded perspective view;
Figure 2 is a front view of the measurement scale of the device of Figure 1
Figure 3 is a perspective view of a sensor according to a second embodiment.
Ainsi que le montre la figure 1, le capteur de déplacement selon l'invention se présente essentiellement sous la forme d'un boîtier parallélé pipédique 1 en deux parties 2,3, à l'intérieur duquel est placé le dispositif de détection optoélectronique constitué d'une partie émettrice 5 et d'une partie réceptrice 9 ou détectrice proprement dite, et d'un ruban perforé 4 métallique coulissant à l'intérieur du boîtier 1. As shown in Figure 1, the displacement sensor according to the invention is essentially in the form of a parallel pipedic housing 1 in two parts 2,3, inside which is placed the optoelectronic detection device consisting of a transmitting part 5 and a receiving part 9 or detector proper, and a perforated metal strip 4 sliding inside the housing 1.
Les deux parties 2,3 du boîtier 1 sont fixées l'une à l'autre par des vis. The two parts 2,3 of the housing 1 are fixed to each other by screws.
Dans l'une 2 des parties de boîtier 1. est ménagée une rainure 2a de section rectangulaire apte à permettre le passage du ruban perforé 4, ce ruban perforé 4 étant monté coulissant à frottement doux entre les deux parties émettrice et détectrice du dispositif, afin d'éviter une dispersion des faisceaux lumineux. In one 2 of the housing parts 1. is formed a groove 2a of rectangular section able to allow the passage of the perforated tape 4, this perforated tape 4 being mounted sliding with gentle friction between the two emitting and detecting parts of the device, so avoid scattering of light beams.
Dans le fond de cette rainure 2a est, en outre, fixée la première partie 5 émettrice du dispositif de détection, qui est formée d'un ensemble de diodes lumineuses (non représentées sur le dessin) ou d'une fenêtre lumineuse de forme rectangulaire. In the bottom of this groove 2a is also fixed the first emitting part 5 of the detection device, which is formed by a set of light diodes (not shown in the drawing) or a light window of rectangular shape.
Cet ensemble de diodes est recouvert d'une plaque de verre 6 ou d'un autre matériau transparent de grande dureté comme le corindon, saphir de synthèse, etc..., du fait du montage coulissant à frottement doux du ruban métallique. This set of diodes is covered with a glass plate 6 or other transparent material of great hardness such as corundum, synthetic sapphire, etc., due to the sliding assembly with gentle friction of the metallic ribbon.
Dans la rainure 2a, autour de la partie émettrice 5 du dispositif de détection, est également placé un joint d'étanchéité 7 de forme rectangulaire. In the groove 2a, around the emitting part 5 of the detection device, is also placed a seal 7 of rectangular shape.
Un joint identique (non représenté sur le dessin) est également fixé sur l'autre partie 3 du boîtier 1. An identical seal (not shown in the drawing) is also fixed to the other part 3 of the housing 1.
Ces deux joints d'étanchéité sont, de préférence, formés par des joints adhésifs interchangeables et servent à protéger les diodes ou autres éléments détecteurs du dispositif de détection contre les salissures extérieures. These two seals are preferably formed by interchangeable adhesive seals and serve to protect the diodes or other detector elements of the detection device against external soiling.
Sur chacune des faces en bout de la partie de boîtier 2 est fixée une brosse 8. Chaque brosse 8 est placée, de façon que ses poils 8a frottent contre le ruban perforé 3, et ces brosses réalisent donc un nettoyage de ce ruban à l'entrée et à la sortie du capteur de déplacement. A brush 8 is fixed on each of the end faces of the housing part 2. Each brush 8 is placed so that its bristles 8a rub against the perforated tape 3, and these brushes therefore clean this tape with displacement sensor input and output.
Bien entendu, les brosses 8 pourraient être remplacées par tout autre moyen de nettoyage des perforations, tels que brosses cylindriques tournantes disposées par paire à l'entrée et à la sortie du détecteur, dispositif de soufflage à air comprimé, etc.... Of course, the brushes 8 could be replaced by any other means for cleaning the perforations, such as rotating cylindrical brushes arranged in pairs at the inlet and at the outlet of the detector, compressed air blowing device, etc.
Sur la seconde partie 3 du boîtier 1 est fixé un ensemble de photodétecteurs disposés de préférence selon deux voies de mesure déphasées l'une par rapport à l'autre ensemble qui est également protégé par une lame de verre ou similaire (non représentée sur le dessin). Ces photodétecteurs constituent la seconde partie 9 réceptrice du dispositif de détection, et sont aptes à émettre une impulsion électrique lorsqu'ils sont excités par un faisceau lumineux transmis par les diodes lumineuses de la partie émettrice 5 du dispositif. On the second part 3 of the housing 1 is fixed a set of photodetectors preferably arranged according to two measurement channels phase shifted relative to the other set which is also protected by a glass slide or the like (not shown in the drawing ). These photodetectors constitute the second receiving part 9 of the detection device, and are capable of emitting an electrical pulse when they are excited by a light beam transmitted by the light diodes of the emitting part 5 of the device.
La constitution de la partie détectrice 9 sera expliquée plus en détail ci-après en relation avec la description des différents principes de lectures possibles, cette partie détectrice étant réalisée de façon à comporter au moins un détecteur pour chaque perforation "vue" par cette partie détectrice, chaque détecteur ne "voyant" à chaque fois qu'une perforation. The constitution of the detector part 9 will be explained in more detail below in relation to the description of the different possible reading principles, this detector part being produced so as to include at least one detector for each perforation "seen" by this detector part. , each detector only "seeing" each time a perforation.
Ces photodétecteurs sont reliés de façon connue en soi à des moyens de comptage cumulé des impulsions électriques émises par chaque photodétecteur, montés à l'intérieur de la seconde partie 3 du boîtier. These photodetectors are connected in a manner known per se to means of cumulative counting of the electrical pulses emitted by each photodetector, mounted inside the second part 3 of the housing.
Ainsi que le montre la figure 2, le ruban 4, qui constitue l'échelle de mesure, est muni de perforations allongées 10 ayant la forme de fentes sensiblement rectangulaires, arrondies aux deux extrémités, et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de ce ruban 2. As shown in FIG. 2, the tape 4, which constitutes the measuring scale, is provided with elongated perforations 10 having the shape of substantially rectangular slots, rounded at both ends, and extending perpendicular to the longitudinal axis of this ribbon 2.
Ces perforations 10 sont réalisées selon un pas n et ont une largeur égale à n/2. These perforations 10 are produced at a pitch n and have a width equal to n / 2.
Selon une forme de réalisation préférée, le pas n est égal à quatre millimètres, et chaque perforation a donc une largeur de deux millimètres et s'étend sur une hauteur d'environ sept millimètres. According to a preferred embodiment, the pitch n is equal to four millimeters, and each perforation therefore has a width of two millimeters and extends over a height of about seven millimeters.
Lors du déplacement relatif du boîtier I et du ruban perforé, les faisceaux lumineux émis par la première partie 5 du dispositif de détection sont transmis à la partie réceptrice 9 de celui-ci au niveau de chaque perforation, et les deux voies de cette partie détectrice 9 émettent alors des signaux électriques qui, à l'aide d'un déphasage et d'une forme de signal appropriée, (signal carré), permettent une division par quatre du pas de la perforation, ainsi que la discrimination du sens de déplacement. During the relative movement of the housing I and the perforated strip, the light beams emitted by the first part 5 of the detection device are transmitted to the receiving part 9 thereof at each perforation, and the two channels of this detecting part 9 then emit electrical signals which, using a phase shift and an appropriate signal form (square signal), allow the pitch of the perforation to be divided by four, as well as the discrimination of the direction of movement.
On obtient ainsi une mesure du déplacement relatif effectuée avec une précision de un millimètre (dans le cas d'un pas de perforation de quatre millimètres). Cette précision est largement suffisante pour les applications auxquelles est particulièrement destiné le capteur de déplacement selon l'invention: conduite de pont-roulant, magasinage automatique, découpe de panneaux, etc... A measurement of the relative displacement is thus obtained with an accuracy of one millimeter (in the case of a perforation pitch of four millimeters). This precision is more than sufficient for the applications for which the displacement sensor according to the invention is particularly intended: driving an overhead traveling crane, automatic storage, cutting panels, etc.
La précision obtenue peut encore être améliorée à l'aide d'une partie détectrice 9 appropriée comme on le verra plus loin. The precision obtained can be further improved using an appropriate detector part 9 as will be seen below.
Bien entendu, les deux organes essentiels du capteur de déplacement selon i'invention peuvent être soit fixes soit mobiles. Of course, the two essential members of the displacement sensor according to the invention can be either fixed or mobile.
Ainsi le ruban perforé 4 peut être fixe, et le dispositif de détection 1 se déplace alors sur celui-ci ou, au contraire, le dispositif de détection 1 est fixe et le ruban perforé 4 est mobile ; il est alors avantageusement formé par un ruban sans fin. Thus the perforated tape 4 can be fixed, and the detection device 1 then moves thereon or, on the contrary, the detection device 1 is fixed and the perforated tape 4 is mobile; it is then advantageously formed by an endless ribbon.
On notera que l'ensemble obtenu est particulièrement peu coûteux à réaliser et solide. It will be noted that the assembly obtained is particularly inexpensive to produce and solid.
En effet, le ruban métallique perforé 4 peut être obtenu très facilement par simple emboutissage, découpe au laser, fraisage, etc... et est donc d'un prix de revient particulièrement bas et beaucoup moins élevé que les règles traditionnellement utilisées dans ce type de capteur de déplacement. Indeed, the perforated metal strip 4 can be obtained very easily by simple stamping, laser cutting, milling, etc. and is therefore of a particularly low cost price and much lower than the rules traditionally used in this type displacement sensor.
En outre, ce ruban métallique sera, de préférence, réalisé sous la forme d'un ruban en un alliage inoxydable souple qui pourra donc être enroulé et vendu sous forme de bobines par exemple, ce qui en facilite le conditionnement et en diminue encore le coût. Bien entendu, des moyens de tension devront être alors prévus à chaque extrémité de ce ruban souple lors de son utilisation. In addition, this metallic ribbon will preferably be produced in the form of a ribbon of a flexible stainless alloy which can therefore be wound and sold in the form of coils, for example, which facilitates packaging and further reduces the cost thereof. . Of course, tensioning means must then be provided at each end of this flexible tape during its use.
Ce ruban 4 est également très peu sensible aux salissures ; en effet, étant donné leur grande taille, les perforations réalisées dans celui-ci n ont pratiquement pas tendance à se boucher et, de toute façon, les brosses 8 ou autres dispositifs similaires disposés latéralement à l'entrée et à la sortie du dispositif empêchent toute obstruction de ces perforations. This tape 4 is also very little sensitive to dirt; indeed, given their large size, the perforations made therein have practically no tendency to become clogged and, in any case, the brushes 8 or other similar devices arranged laterally at the inlet and at the outlet of the device prevent any obstruction of these perforations.
De plus, même si les perforations devenaient plus ou moins obstruées, il resterait toujours, dans leur partie médiane, du fait de leur forme, un passage pour un faisceau lumineux. In addition, even if the perforations became more or less obstructed, there would still remain, in their middle part, due to their shape, a passage for a light beam.
En outre, ce ruban perforé 4 ne craint absolument pas les rayures, dépôts, etc... contrairement aux règles couramment utilisées dans les capteurs de déplacement connus (règle en quartz ou verre métallisé et microgravé), et ne nécessite pas de dispositif de protection spécial mis à part les brosses 8 dont le seul rôle est d'éviter l'obstruction des perforations 10. In addition, this perforated tape 4 absolutely does not fear scratches, deposits, etc. ... contrary to the rules commonly used in known displacement sensors (quartz rule or metallized and microgravated glass), and does not require a protective device special apart from the brushes 8, the only role of which is to avoid obstruction of the perforations 10.
Les détecteurs de la partie 9 du capteur peuvent être formés par des diodes couvrant plusieurs perforations 10 du ruban 4, ; à ce moment, il est nécessaire d'interposer un masque (Cf. masque 18 de la figure 3) entre le ruban 4 et les diodes détectrices, de façon à réaliser le déphasage des signaux électriques émis. The detectors of part 9 of the sensor can be formed by diodes covering several perforations 10 of the strip 4,; at this time, it is necessary to interpose a mask (see mask 18 in FIG. 3) between the strip 4 and the detector diodes, so as to effect the phase shift of the electrical signals transmitted.
Du fait de la taille des perforations 10 (largeur deux millimètres) du ruban 4, les détecteurs de la partie 9 du capteur peuvent également être formés par des petites diodes dont le diamètre (deux millimètres) est égal à la largeur des perforations 10, de sorte que chaque diode ne traite à chaque fois que le faisceau lumineux transmis par une seule graduation 10. A ce moment, il n'y a pas besoin de prévoir de masques ou de grilles pour réaliser le déphasage entre les signaux émis par ces diodes détectrices, comme expliqué dans le précédent brevet N" 84 420 024.4 au nom du
Demandeur, et ce déphasage sera seulement réalisé par construction, c'est-à-dire par la disposition des diodes les unes par rapport aux autres.Due to the size of the perforations 10 (width two millimeters) of the strip 4, the detectors of the part 9 of the sensor can also be formed by small diodes whose diameter (two millimeters) is equal to the width of the perforations 10, so that each diode only processes each time the light beam transmitted by a single graduation 10. At this time, there is no need to provide masks or grids to achieve the phase shift between the signals emitted by these detector diodes , as explained in the previous patent N "84 420 024.4 in the name of
Applicant, and this phase shift will only be achieved by construction, that is to say by the arrangement of the diodes relative to each other.
Pour une division du pas par quatre, il suffira alors d'avoir deux photodétecteurs déphasés de 11 /2 (un photodétecteur sur chaque voie de mesure 1 et 2) et délivrant chacun un signal carré, comme expliqué dans le brevet précité ; cependant, afin d'augmenter la puissance du signal émis par ces détecteurs et d'éviter les risques d'erreurs liés à une perforation bouchée, plusieurs détecteurs (2 ou 3) pourront être placés en série dans chacune des deux voies, ce qui permettra également de diminuer les risques d'erreurs liés à la défaillance d'une diode dans une voie. For a division of the pitch by four, it will then be sufficient to have two photodetectors phase shifted by 11/2 (one photodetector on each measurement channel 1 and 2) and each delivering a square signal, as explained in the aforementioned patent; however, in order to increase the power of the signal emitted by these detectors and to avoid the risks of errors linked to a blocked perforation, several detectors (2 or 3) may be placed in series in each of the two channels, which will allow also reduce the risk of errors linked to the failure of a diode in a channel.
Enfin, la partie détectrice 9 du capteur peut être formée par un ou plusieurs micro-réseaux de photodiodes ou capteurs photosensibles dits
DTC (Dispositif à Transfert de Charge). De tels réseaux comportent un nombre important (par exemple 50) de photodiodes ou capteurs photosensibles par mm, de sorte qu'à une même perforation 10 du ruban "lue" par la partie détectrice 9 correspondent environ une centaine de photodiodes, ce qui permet pratiquement de multiplier par au moins cent la résolution obtenue.Finally, the detector part 9 of the sensor can be formed by one or more micro-arrays of photodiodes or photosensitive sensors called
DTC (Charge Transfer Device). Such arrays include a large number (for example 50) of photodiodes or photosensitive sensors per mm, so that to the same perforation 10 of the ribbon "read" by the detector part 9 correspond approximately one hundred photodiodes, which allows practically multiply by at least a hundred the resolution obtained.
Ainsi, par exemple, avec un pas de perforation de 4 mm, la précision obtenue pourrait être de 0,01 mm au lieu de 1 mm avec les deux dispositifs de détection classique décrits ci-avant. Thus, for example, with a perforation pitch of 4 mm, the precision obtained could be 0.01 mm instead of 1 mm with the two conventional detection devices described above.
Dans ce cas, les diodes du micro-réseau peuvent être activées, de façon à être rendues alternativement conductrices et non conductrices, de façon à simuler une gravure stationnaire. In this case, the micro-array diodes can be activated, so as to be made alternately conductive and non-conductive, so as to simulate stationary etching.
Les groupes de diodes rendues conductrices peuvent être également déplacés par des moyens électroniques appropriés, vers la droite ou vers la gauche, de façon à simuler une gravure mobile. The groups of diodes made conductive can also be moved by appropriate electronic means, to the right or to the left, so as to simulate mobile etching.
De tels réseaux de diodes, et ces deux types de simulation de gravure sont utilisés dans le système de mesure linéaire connu sous la dénomination commerciale MK IV de la Société Philips. Such diode arrays, and these two types of etching simulation are used in the linear measurement system known under the trade name MK IV from the Philips Company.
On voit donc que le capteur de déplacement selon l'invention peut, avec une même échelle de mesure particulièrement peu coûteuse et peu fragile permettre d'obtenir une précision pouvant aller de quelques millimètres jusqu'à quelques microns, en changeant simplement la partie détectrice proprement dite du capteur et qu'il est, par conséquent, particulièrement intéressant. It can therefore be seen that the displacement sensor according to the invention can, with the same particularly inexpensive and not very fragile measurement scale, make it possible to obtain an accuracy which can range from a few millimeters to a few microns, by simply changing the detecting part properly. so-called sensor and is therefore particularly interesting.
La figure 3 montre un autre exemple de réalisation du capteur de déplacement selon l'invention, dans lequel le boîtier 11 est formé de deux parties 12,13 articulées l'une à l'autre, ce qui en facilite l'ouverture pour son nettoyage. Figure 3 shows another embodiment of the displacement sensor according to the invention, in which the housing 11 is formed by two parts 12, 13 hinged to one another, which facilitates opening for cleaning. .
De même que dans l'exemple précédent, un passage est ménagé entre les deux parties 12,13 pour permettre le coulissement du ruban perforé 4, et des joints d'étanchéité 17 sont disposés autour de chacune des parties émettrice 16 et détectrice 19 du dispositif. As in the previous example, a passage is made between the two parts 12, 13 to allow the sliding of the perforated tape 4, and seals 17 are arranged around each of the emitting 16 and detector 19 parts of the device. .
Dans ce cas, la partie émettrice 16 est formée par une fenêtre lumineuse et la partie détectrice 19 est formée par un ensemble de diodes recouvertes d'un masque 18, ces deux parties étant bien entendu également recouvertes par une plaque de verre ou similaire. In this case, the emitting part 16 is formed by a light window and the detecting part 19 is formed by a set of diodes covered with a mask 18, these two parts being of course also covered by a glass plate or the like.
Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seuls exemples de réalisation montrés ci-avant, à titre d'exemples non limitatifs, mais en embrasse, au contraire, toutes les formes de réalisation mettant en en oeuvre des moyens similaires ou équivalents. It goes without saying that the present invention is not limited to the exemplary embodiments shown above, by way of nonlimiting examples, but embraces, on the contrary, all the embodiments using similar means. or equivalent.
C'est ainsi que par exemple, le boîtier pourrait avoir une toute autre forme, comme par exemple celle d'un étrier en forme de U, ou que le nombre de voies de mesure ou de détecteurs, le déphasage entre ceux-ci ainsi que leur nature pourraient être modifiés sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. Thus, for example, the housing could have a completely different shape, such as that of a U-shaped bracket, or the number of measurement channels or detectors, the phase shift between them as well as their nature could be modified without departing from the scope of the present invention.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8604817A FR2596514B1 (en) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | DISPLACEMENT SENSOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8604817A FR2596514B1 (en) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | DISPLACEMENT SENSOR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2596514A1 true FR2596514A1 (en) | 1987-10-02 |
| FR2596514B1 FR2596514B1 (en) | 1991-04-19 |
Family
ID=9333877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8604817A Expired - Lifetime FR2596514B1 (en) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | DISPLACEMENT SENSOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2596514B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0564430A1 (en) * | 1992-04-03 | 1993-10-06 | Bt Systems Ab | A positioning method and positioning arrangement |
| EP0936446A1 (en) * | 1998-02-10 | 1999-08-18 | Primax Electronics Ltd | Displacement sensing system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1021535A (en) * | 1962-12-11 | 1966-03-02 | Hensoldt & Soehne Optik | Equipment for measuring lengths or angles |
| US4242574A (en) * | 1978-02-02 | 1980-12-30 | Grant Walter W | Digital display tape measure with photoelectric sensing of tape displacement |
| JPS5830603A (en) * | 1981-08-17 | 1983-02-23 | Takagi Kogyo Kk | Device for detecting position of straight line |
| JPS6080715A (en) * | 1983-10-07 | 1985-05-08 | Sony Corp | Optical position sensor |
| EP0160153A1 (en) * | 1983-11-10 | 1985-11-06 | Vcom S.A. | Device for obtaining numerical coordinates of a point, or a group of points |
| EP0184628A2 (en) * | 1984-12-08 | 1986-06-18 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH | Read head for a displacement encoder, in particular an angle encoder |
-
1986
- 1986-04-01 FR FR8604817A patent/FR2596514B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1021535A (en) * | 1962-12-11 | 1966-03-02 | Hensoldt & Soehne Optik | Equipment for measuring lengths or angles |
| US4242574A (en) * | 1978-02-02 | 1980-12-30 | Grant Walter W | Digital display tape measure with photoelectric sensing of tape displacement |
| JPS5830603A (en) * | 1981-08-17 | 1983-02-23 | Takagi Kogyo Kk | Device for detecting position of straight line |
| JPS6080715A (en) * | 1983-10-07 | 1985-05-08 | Sony Corp | Optical position sensor |
| EP0160153A1 (en) * | 1983-11-10 | 1985-11-06 | Vcom S.A. | Device for obtaining numerical coordinates of a point, or a group of points |
| EP0184628A2 (en) * | 1984-12-08 | 1986-06-18 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH | Read head for a displacement encoder, in particular an angle encoder |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 7, no. 109 (P-196)[1254], 12 mai 1983; & JP-A-58 30 603 (TAKAGI KOGYO K.K.) 23-02-1983 * |
| PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 9, no. 221 (P-386)[1944], 7 septembre 1985; & JP-A-60 80 715 (SONY K.K.) 08-05-1985 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0564430A1 (en) * | 1992-04-03 | 1993-10-06 | Bt Systems Ab | A positioning method and positioning arrangement |
| EP0936446A1 (en) * | 1998-02-10 | 1999-08-18 | Primax Electronics Ltd | Displacement sensing system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2596514B1 (en) | 1991-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0490206B1 (en) | Position encoder for linear or angular measuring apparatus | |
| FR2596170A1 (en) | OPTICAL TRANSDUCER | |
| FR2491615A1 (en) | OPTOELECTRONIC MEASUREMENT METHOD AND DEVICES FOR DETERMINING THE QUALITY OF DIFFUSED REFLECTION SURFACES | |
| FR2601443A1 (en) | Position sensor and its application in telemetry, in particular space robotics | |
| EP0160153B1 (en) | Device for obtaining numerical coordinates of a point, or a group of points | |
| EP0015820A1 (en) | Device for measuring linear speeds without contact and without marking | |
| EP0964226B1 (en) | Reader device for high resolution optical encoder | |
| FR2596514A1 (en) | Displacement sensor | |
| EP1111347B1 (en) | Positional encoder | |
| EP0023902B1 (en) | Optical device for regulation and adjustment of light | |
| WO1989002570A1 (en) | Length measuring device with perforated tape | |
| EP0138646B1 (en) | Spatial field analysis device for the angular location of emitting objects | |
| FR2697081A1 (en) | Wide range position indicator for movable vehicle accessories - uses two wheels having slightly different numbers of teeth driven by equivalent wheels on common shaft | |
| EP0190181B1 (en) | Method and device for determining the position of a movable member by means of elements having variable optical properties | |
| FR2588653A1 (en) | POSITION OPTICAL SENSOR | |
| EP0534288A1 (en) | Optoelectronic device for dimension measurement | |
| EP0577514A1 (en) | Apparatus for the precision measurement of internal tube diameter over a long distance | |
| FR2531232A1 (en) | OPTICAL SELF-DIAGRAM SYSTEM WITH IMAGING | |
| EP0940662B1 (en) | Fiber-optic probe | |
| EP0184599A1 (en) | Measuring device with displacement sensor | |
| FR2688889A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE SPEED OF MOVING AN OBJECT. | |
| FR2608825A1 (en) | DEVICE FOR DETECTING THE POSITION OF A MAGNETIC HEAD | |
| FR2534016A1 (en) | Measuring device with displacement sensor | |
| FR2647897A1 (en) | Method and optical sensor for determining the position of a moving body | |
| FR2601127A1 (en) | SMALL DEVICE FOR MEASURING LENGTHS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse | ||
| R1 | Appeal | ||
| FC | Decision of inpi director general to approve request for restoration | ||
| ST | Notification of lapse |