FR2614982A1 - Digital meter with direct reading, working in absolute mode with memory and data restitution - Google Patents
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Abstract
Description
Mètre numérique à lecture directe,travaillant en absolu avec mémoire et restitution de l'information. Direct reading digital meter, working in absolute with memory and restitution of information.
La présente invention permet de mesurer une longueur quelconque d'un corps à l'aide d'un dispositif optique qui vient lire en direct et en absolu,un code gravé sur un ruban flexible ou équivaient. La valeur est visualisée par un dispositif tel qu'un affichage numérique et stockée dans une mémoire en vue d'une restitution différée. The present invention makes it possible to measure any length of a body using an optical device which comes to read live and in absolute, a code engraved on a flexible tape or equivalent. The value is displayed by a device such as a digital display and stored in a memory for delayed retrieval.
Jusqu'à présent, des systèmes de mesure de longueur à lecture optique par comptage ou décomptage de barres alternativement sombres ou claires sont connus tel le brevet U.S nO 3 796 498. De tels systèmes sont source d'erreurs de mesure dûes aux aléas de comptage (vitesse de. défilement trop rapide, poussiëres masquant une ou plusieurs barres) décalant ainsi définitivement la mesure. D'autres systèmes plus récents, tel un disque optique entraîné par roues à friction, sont également connus, mais de nombreux problèmes mécaniques et électriques altèrent la fiabilité de ces systèmes. En particulier, la proximité des pistes gravées sur le dispositif sensible pose des problèmes de précision de fabrication d'une part, et d'erreurs de lecture d'autre part (interférence, "diaphonie" entre pistes).Le nombre de pistes est limité du fait que deux flux lumineux disposés sur une même tête ne peuvent être trop rapprochés pour différencier des informations sur deux pistes adjacentes. Tous ces systèmes nécessitént également une logique détectant le sens de rotation ou de défilement afin d'appliquer une opération de comptage ou de décomptage. Until now, length measurement systems with optical reading by counting or counting down alternately dark or light bars are known, such as US Pat. No. 3,796,498. Such systems are a source of measurement errors due to counting hazards. (scrolling speed too fast, dust hiding one or more bars) thus definitively shifting the measurement. Other more recent systems, such as an optical disc driven by friction wheels, are also known, but many mechanical and electrical problems alter the reliability of these systems. In particular, the proximity of the tracks engraved on the sensitive device poses problems of manufacturing precision on the one hand, and of reading errors on the other hand (interference, "crosstalk" between tracks). The number of tracks is limited the fact that two luminous fluxes arranged on the same head cannot be too close to differentiate information on two adjacent tracks. All these systems also require logic detecting the direction of rotation or of scrolling in order to apply an operation of counting or counting down.
L'invention a pour objet de pallier aux inconvénients décrits ci-avant des dispositifs de l'art antérieur. The object of the invention is to overcome the drawbacks described above of the devices of the prior art.
Conformément à l'invention, le système est doté d'un dispositif de lecture optique pour mètres à ruban enroulable ou analogue caractérisé en ce qu'il comporte:
- une double tête de lecture pourvue de deux blocs (pair et impair) décalés d'une distance "d" nantis de lecteurs optiques à émission de lumière.Cefledistance (d) est reportée fidèlement sur les pistes gravées paires et impaires afin de compenser le décalage.According to the invention, the system is provided with an optical reading device for windable tape meters or the like, characterized in that it comprises:
- a double read head provided with two blocks (even and odd) offset by a distance "d" equipped with optical readers with light emission. shift.
- un ruban flexible comportant des zones gravées opaques ou claires, selon un code choisi (binaire réfléchi ou autre). La disposition des zones opaques ou claires correspond directement à un code de mesure dimensionnel. Les traits pleins correspondent à des "1" logiques, i'absence de trait à une absence de fenêtre donc à des "O" logiques. On détecte la lumière passant à travers ces fenêtres ce qui donne directement sous forme codée la position du flux lumineux. Le code binaire réfléchi est avantageusement utilisé dans le cas d'une conversion d'une grandeur analogique ou numérique car les grandeurs successives ne diffèrent que d'un caractère, ce qui évite les erreurs de détection. Chaque piste adjacente correspond alternativement à un bloc pair et impair. - a flexible ribbon comprising opaque or clear engraved areas, according to a chosen code (reflected binary or other). The arrangement of the opaque or clear areas corresponds directly to a dimensional measurement code. The solid lines correspond to logical "1", the absence of line to an absence of window therefore to logical "O". The light passing through these windows is detected, which gives the position of the light flux directly in coded form. The reflected binary code is advantageously used in the case of a conversion of an analog or digital quantity since the successive quantities differ only by one character, which avoids detection errors. Each adjacent track alternately corresponds to an even and odd block.
- un dispositif d'entraînement automatique du ruban, caractérisé par un micro-moteur et une cinématique adéquate. - an automatic tape drive, characterized by a micro-motor and adequate kinematics.
- un système électro-frein caractérisé par un électro-aimant ou équivalent relié à un dispositif de blocage du ruban sur une position prédéterminée à la corrélation de la valeur affichée et la valeur lue sur le ruban. - an electro-brake system characterized by an electromagnet or equivalent connected to a tape blocking device in a predetermined position to the correlation of the displayed value and the value read on the tape.
- un clavier à touches et son interface permettant:
d'avoir accès aux paramètres de mesure désirés.- a keyboard with keys and its interface allowing:
to have access to the desired measurement parameters.
de mémoriser les différentes valeurs de mesure désirées. to memorize the different desired measurement values.
de restituer lesdites valeurs en mode différé. to restore said values in deferred mode.
.d'effectuer différentes opérations annexes telles que l'adjonction d'un coefficient multiplicateur ou diviseur(réduction-des cotes pour reproduction à l'échelle sur plan) dans le cas de l'utilisation du système dans un bureau d'étude par exemple
de réaliser toutes les opérations mathématiques classiques telle une calculatrice de poche.Le nombre de touches,le nombre de fonctions et la disposition de celles-ci sont nullement limitatifs.. to carry out various additional operations such as the addition of a multiplying or dividing coefficient (reduction-dimensions for reproduction on scale on plan) in the case of the use of the system in a design office for example
to carry out all conventional mathematical operations such as a pocket calculator. The number of keys, the number of functions and the layout of these are in no way limiting.
- une partie intelligente chargée de gérer et traiter les informations stockées par ledit système. - an intelligent part responsible for managing and processing the information stored by said system.
- une mémoire où sont stockées par adresses successives les informations numériques correspondant aux différents codes gravés sur ledit niban.Cette mémoire pourra être programmée pour une mesure de longueur conformément au système métrique.Pour des mesures de longueur ne se rapportant pas au système métrique,la mémoire sera programmée en conséquence. - a memory where the digital information corresponding to the different codes engraved on said niban is stored by successive addresses. This memory can be programmed for a length measurement in accordance with the metric system. For length measurements not relating to the metric system, the memory will be programmed accordingly.
- un dispositif de gestion des informations entre la tête de lecture et la mémoire. - a device for managing information between the read head and the memory.
L'électronique de gestion ne fait pas l'objet d'une description, celle-ci faisant partie de l'art connu.The management electronics are not the subject of a description, this being part of the known art.
- une première partie parlante caractérisée par des afficheurs alphanumériques qui donnent directement la dimension mesurée. - a first speaking part characterized by alphanumeric displays which give the measured dimension directly.
- une deuxième partie parlante utilisable dans certains cas où la lecture ne peut se faire visuellement (toise par exemple)caractérisée par un synthétiseur de parole. - a second speaking part which can be used in certain cases where reading cannot be done visually (height chart for example) characterized by a speech synthesizer.
- une interface de sortie permettant de dialoguer avec un calculateur ou tout autre périphérique. - an output interface allowing dialogue with a computer or any other peripheral.
- une alimentation à l'aide de piles ou batteries. - a power supply using cells or batteries.
- un boîtier d'une dimension permettant la prise en main dudit système. - a case of a size allowing the handling of said system.
- un dispositif permettant d'écarter d'éventuelles poussières qui viendraient altérer la mesure. - a device making it possible to remove any dust which could alter the measurement.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit faite avec référence aux dessins annexés sur lesquels:
La figure 1 représente le schéma simplifié et partiel du mètre numérique ;on peut reconnaître:
le Ruban flexible (2)sur lequel est gravé le code (3)correspondant à la mesure dimensionnelle ainsi que des pistes de parité en vue d'une détection éventuelle et correction d'erreur.Other characteristics of the invention will emerge from the description which follows, made with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 shows the simplified and partial diagram of the digital meter; we can recognize:
the flexible tape (2) on which is engraved the code (3) corresponding to the dimensional measurement as well as parity tracks for possible detection and error correction.
le clavier (5)et les afficheurs numériques(10). the keyboard (5) and the digital displays (10).
La figure 2 est un schéma simplifié et partiel du bloc de la tête de lecture (4)où l'on peut voir le ruban (2) avec ses pistes paires et impaires (17 et 18) se présentant devant les blocs de lecture (15 et 16). Figure 2 is a simplified and partial diagram of the block of the read head (4) where we can see the ribbon (2) with its even and odd tracks (17 and 18) appearing in front of the read blocks (15 and 16).
La figure 3 montre le décalage d'un bloc de lecture pair avec un bloc impair. Figure 3 shows the offset of a read block even with an odd block.
La figure 4 est un schéma simplifié et partiel de l'ensemble moteur (6),bobine de l'electro-frein(8), des galets de guidage (14) ainsi que du dispositif anti-poussière du ruban (2). Figure 4 is a simplified and partial diagram of the motor assembly (6), the electro-brake coil (8), the guide rollers (14) as well as the tape anti-dust device (2).
En se reportant aux dessins ,d'autres-caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit:
La pièce à mesurer est disposée entre le bec d'extrémité du ruban et la base dudit boîtier.La tête de lecture,grâce à son système de lecture à double blocs,nantie du système optique à émission /réception de lumière vient lire directement le code binaire.Referring to the drawings, other characteristics of the invention will emerge from the following description:
The piece to be measured is placed between the end of the tape and the base of the case. The read head, thanks to its double block reading system, fitted with the optical system for light emission / reception, reads the code directly binary.
réfléchi ,composé d'un nombre défini de zones sombres ou claires gravées sur le ruban:Ces zones correspondent à un code logique converti directement en valeur numérique. II suffit de lire la valeur mesurée sur l'afficheur alphanumérique.Chaque bloc lit respectivement les pistes paires et impaires.Le décalage du bloc pair avec le bloc impair permet avantageusement d'augmenter le nombre de pistes donc la précision et la résolution du système.ll ne subsiste plus de phénomène d'interférence entre pistes,deux pistes adjacentes étant traitées par des blocs de têtes différents.La taille des zones ,la disposition de celles-ci ainsi que le nombre de pistes sont nullement limitatifs.reflected, composed of a defined number of dark or light areas engraved on the ribbon: These areas correspond to a logical code converted directly into a digital value. It is enough to read the value measured on the alphanumeric display. Each block reads the even and odd tracks respectively. The offset of the even block with the odd block advantageously makes it possible to increase the number of tracks therefore the precision and the resolution of the system. There is no longer any interference phenomenon between tracks, two adjacent tracks being treated by blocks of different heads. The size of the zones, the arrangement of these as well as the number of tracks are in no way limiting.
Grâce au clavier,l'opérateur a la possibilité de gérer toutes les données du dispositif.Des touches fonction lui permettent de stocker ou restituer les différents paramètres. Thanks to the keyboard, the operator has the possibility of managing all the data of the device. Function keys allow him to store or restore the different parameters.
L'opérateur peut prendre une suite de cotes qu'il cumule et mémorise à la demande. II lui suffit d'activer une touche mémorisation au niveau du clavier pour "empiler" ses valeurs dans la mémoire non volatile du système de mesure. Un numéro d'adressage est affecté à chaque cote mémorisée;pour la restitution de celle-ci,il suffit d'appeler son adresse par l'intermédiaire du clavier Aucun système d'initialisation entre chaque mesure n'est nécessaire puisque la mesure se fait par lecture directe, contrairement à des solutions proposées par systèmes de comptageldécomptage nécessitant une remise à zéro générale. The operator can take a series of quotes which he accumulates and stores on demand. It suffices to activate a memory key on the keyboard to "stack" its values in the non-volatile memory of the measurement system. An address number is assigned to each memorized dimension; to restore it, simply call its address via the keypad No initialization system between each measurement is necessary since the measurement is made by direct reading, unlike solutions offered by countdown and counting systems requiring a general reset.
La restitution des mesures peut se faire en différé. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas où l'opérateur dispose d'un plan avec un nombre de cotes à relever dans un ordre chronologique. Les mesures peuvent être restituées en laboratoire sans risque d'erreur. L'introduction d'un coefficient multiplicateur ou diviseur par l'intermédiaire du clavier lui permet avantageusement d'obtenir directement ses dimensions à l'échelle souhaitée. The restitution of the measurements can be done deferred. This is particularly interesting in the case where the operator has a plan with a number of dimensions to be noted in chronological order. The measurements can be restored in the laboratory without risk of error. The introduction of a multiplier or divisor coefficient via the keyboard advantageously enables it to directly obtain its dimensions on the desired scale.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, I'opérateur, par l'intermédiaire du clavier, peut avantageusement entrer des valeurs préalablement fixées. According to another characteristic of the present invention, the operator, via the keyboard, can advantageously enter previously fixed values.
Ceci est particulièrement intéressant lors de la construction d'un ensemble. Il suffit d'appeler la cote désirée en pressant la touche prévue à cet effet. Un micro-moteur gère le déplacement dudit nuban,permettant un fonctionnement autonome.Dès que la cote est sélectionnée, le micro-moteur entraîne le ruban qui se déroule. La tête de lecture identifie chaque pas de code au furet à mesure que ledit ruban défile devant ladite tête. Dès que la tête de lecture a identifié le code correspondant à la valeur présélectionnée, une impulsion de corrélation vient stopper l'avance du micro-moteur et actionner un électro-aimant qui immobilise le dispositif d'avance du ruban. Ce procédé est particulièrement intéressant puisqu'il minimise les risques d'erreurs ,d'interprétation ou de lecture de l'opérateur.Pour passer à la présélection suivante ,une action sur a touche clavier appelle la mesure suivante.This is particularly interesting when building an assembly. Just call the desired dimension by pressing the key provided for this purpose. A micro-motor manages the movement of said nuban, allowing autonomous operation. As soon as the dimension is selected, the micro-motor drives the unwinding ribbon. The read head identifies each code step as the ferrule scrolls past said head. As soon as the read head has identified the code corresponding to the preselected value, a correlation pulse comes to stop the advance of the micro-motor and actuate an electromagnet which immobilizes the tape advance device. This process is particularly interesting since it minimizes the risks of errors, interpretation or operator reading. To go to the next preset, an action on a keyboard key calls the next measurement.
Si une cote dépasse la capacité dimensionnelle du mètre, l'opérateur a la possibilité de cumuler plusieurs valeurs, les opérations d'addition se faisant automatiquement à l'aide du clavier. Réciproquement, l'opérateur peut déduire une cote par soustraction de une ou plusieurs mesures. Pour les mesures "intérieures", une touche spéciale donne l'ordre au système de prendre en compte la mesure correspondant à l'encombrement du boîtier du mètre. If a dimension exceeds the dimensional capacity of the meter, the operator can accumulate several values, the addition operations being done automatically using the keyboard. Conversely, the operator can deduce a dimension by subtracting one or more measurements. For "interior" measurements, a special key instructs the system to take into account the measurement corresponding to the size of the meter housing.
En variante du dispositif précédemment décrit, il est possible également de faire des mesures de comparaison de cotes; en effet, lors d'un contrôle de dimensions, il est souvent donné des fourchettes de tolérance. Une touche "introduction de la tolérance" est prévue à cet effet. Cette touche donne l'ordre au microprocesseur de gestion de l'ensemble de tenir compte d'une valeur en plus ou en moins de la valeur affichée. Après mise en mémoire de cette tolérance, l'opérateur a la possibilité, grâce à une alarme (signal sonore ou lumineux) de vérifier les dimensions correspondant à des exigences précises. Parallèlement, I'opérateur a la possibilité de prendre une valeur étalon correspondant à la cote d'une pièce étalon. Après positionnement de son mètre, il pourra avantageusement mettre à zéro son affichage et déterminer directement l'écart des autres pièces à mesurer. As a variant of the device described above, it is also possible to make measurements of comparison of dimensions; indeed, when checking dimensions, tolerance ranges are often given. A "introduce tolerance" button is provided for this purpose. This key gives the order to the microprocessor for managing the assembly to take account of a value in addition to or less than the value displayed. After storing this tolerance, the operator has the possibility, thanks to an alarm (sound or light signal), of verifying the dimensions corresponding to precise requirements. At the same time, the operator can take a standard value corresponding to the dimension of a standard part. After positioning his meter, he can advantageously set his display to zero and directly determine the distance from the other parts to be measured.
Afin de minimiser le coût de production en série du système ainsi que son encombrement, toute l'électronique de gestion est réunie sur une même puce par un procédé d'hybridation ou tout autre procédé équivalent. In order to minimize the cost of mass production of the system as well as its size, all the management electronics are brought together on the same chip by a hybridization process or any other equivalent process.
En plus des caractéristiques avantageuses décrites ci-avant, il est prévu de connecter la partie intelligente du dispositif via une interface à un organe de traitement ou de stockage extérieur (calculateur, imprimante ou tout autre moyen de stockage de l'information). In addition to the advantageous characteristics described above, it is planned to connect the intelligent part of the device via an interface to an external processing or storage member (computer, printer or any other means of storing information).
Afin d'éviter toute erreur de lecture, un double code détecteur et correcteur d'erreurs est utilisé avantageusement. A cet effet, une piste de parité longitudinale est -gravée sur le ruban. Le microprocesseur calcule en permanence une deuxième parité (parité verticale). Si une erreur de transmission est localisée, elle est immédiatement corrigée. In order to avoid any reading error, a double detector and error correction code is advantageously used. To this end, a longitudinal parity track is etched on the ribbon. The microprocessor continuously calculates a second parity (vertical parity). If a transmission error is located, it is immediately corrected.
Le système de correction d'erreurs ne fait pas l'objet d'une description car bien connu de l'homme de l'art, en particulier dans le domaine magnétique. The error correction system is not described since it is well known to those skilled in the art, in particular in the magnetic field.
Toujours dans un but de minimiser les erreurs de lecture, un "galet balai" figure 4 est disposé devant la tête de lecture. II écarte ainsi toute poussière qui pourrait altérer ia mesure
Un dispositif de guidage caractérisé par quatre galets figure 4 permet un cheminement précis du ruban devant la tête de lecture, afin que les pistes codées ne présentent pas de décalage "d'azimut" au niveau des lecteurs optiques.Still with the aim of minimizing reading errors, a "brush roller" in FIG. 4 is placed in front of the reading head. It thus eliminates any dust which could alter the measurement
A guiding device characterized by four rollers in FIG. 4 allows precise movement of the ribbon in front of the read head, so that the coded tracks do not have an "azimuth" offset at the level of the optical readers.
A la coupure de l'alimentation, les informations sont sauvegardées grâce aux mémoires effaçables électriquement ou tout autre mémoire équivalente. When the power is turned off, the information is saved using electrically erasable memories or any other equivalent memory.
Réciproquement, à la mise sous tension du système, les informations sont restituées fidèlement.Conversely, when the system is powered up, the information is faithfully restored.
L'opérateur a la possibilité d'effacer les informations mémorisées à la demande grâce à une touche prévue à cet effet sur le clavier. The operator has the option of erasing the information stored on demand using a key provided for this purpose on the keyboard.
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