WO2005095896A1 - Optical angular position sensor - Google Patents

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WO2005095896A1
WO2005095896A1 PCT/FR2005/000793 FR2005000793W WO2005095896A1 WO 2005095896 A1 WO2005095896 A1 WO 2005095896A1 FR 2005000793 W FR2005000793 W FR 2005000793W WO 2005095896 A1 WO2005095896 A1 WO 2005095896A1
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WO
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measurement
polarizer
measurement beam
optical sensor
intensity
Prior art date
Application number
PCT/FR2005/000793
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French (fr)
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WO2005095896B1 (en
Inventor
Mustapha Remouche
Ayoub Chakari
Patrick Meyrueis
Francis Georges
Original Assignee
Universite Louis Pasteur, U.L.P.
BEI IDEACOD SAS (Société par Action Simplifiée)
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Filing date
Publication date
Application filed by Universite Louis Pasteur, U.L.P., BEI IDEACOD SAS (Société par Action Simplifiée) filed Critical Universite Louis Pasteur, U.L.P.
Publication of WO2005095896A1 publication Critical patent/WO2005095896A1/en
Publication of WO2005095896B1 publication Critical patent/WO2005095896B1/en

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/344Mechanical 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 polarisation
    • G01D5/345Polarising encoders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
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    • G01D2205/20Detecting rotary movement
    • G01D2205/26Details of encoders or position sensors specially adapted to detect rotation beyond a full turn of 360°, e.g. multi-rotation

Definitions

  • the present invention relates to an optical sensor for measuring the angular position of an object rotating in a revolution.
  • This sensor also makes it possible to determine the direction of rotation of the rotating object and the number of turns made by it.
  • the invention also relates to an optical method for unambiguously determining the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions carried out and the direction of rotation of a rotating object to be studied.
  • it is useful to know the speed and the angular position of a rotating object. For example, it is sometimes interesting or necessary to know the speed and the angular position of the shaft of an engine, a vehicle wheel, a rolling mill cylinder or any rotating mechanism of a Machine tool.
  • An incremental encoder also called amplitude modulated optical relative encoder comprises a graduated disc at the periphery which rotates in connection with the object to be studied.
  • the light emitted by a light-emitting diode is reflected by the graduations of the disc towards a receiving phototransistor which saturates and blocks at the rate of the scrolling of the graduations.
  • the pulses are counted for give information concerning the angular displacement (number of pulses delivered from a home position) and / or information concerning the speed (number of pulses per unit of time).
  • An incremental encoder generally has several channels: a channel giving one pulse per revolution used to count the number of revolutions performed, a channel giving n pulses per revolution and an additional channel identical to the previous one but whose signals are more or less phase shifted 90 ° according to the direction of rotation. It is thus also possible to obtain information concerning the direction of rotation of the object. However, such a sensor does not make it possible to know the exact position of the rotating object, but only its relative position relative to the initial position it occupied at the start of the measurement. When one wants to know the absolute position of the rotating object, one generally uses an optical sensor of the absolute encoder type with amplitude modulation. It is a disc divided into concentric tracks which rotates at the same time as the object to be studied.
  • Each track comprises an alternation of reflecting or absorbing zones which divide the disc into angular sectors identifiable by the state of the zones of each track which are associated with it and which thus form a unique identification code. Thanks to this optical code, a row of emitting diodes placed in front of each track, associated with a row of corresponding receivers makes it possible at all times to identify the angular sector facing it and thus to give absolute position information for the rotating object.
  • the number of tracks on the disc fixes the number of discrete positions that can be defined (n tracks corresponding to 2 n positions) and therefore determines the resolution of such an encoder. For obvious reasons related to its operating principle and to the space that can reasonably be accepted for such a sensor, its resolution is limited.
  • This optical sensor includes a fixed polarizer, a mobile polarizer in rotation actuated by a drive unit which rotates the mobile polarizer in proportion to the angular or linear displacement of the object to be studied, a light source, an optical fiber with polarization maintenance making it possible to direct a beam of polarized light of known intensity through the polarizers and an optical fiber with polarization maintenance placed at the output of these polarizers and making it possible to bring the outgoing light to a detector to measure its intensity.
  • the rotation of the polarizer causes the intensity of the polarized light passing through it to be modulated.
  • the rotation of the polarizer being proportional to the displacement of the object to be studied, this modulation translates the change in position of the object.
  • this optical sensor no longer gives a result chosen from a set of discrete values, but belonging to a continuous range of values.
  • the use of polarization-maintaining optical fibers which are very sensitive to vibrations is a source of errors which in another way limits the resolution that can be achieved.
  • the measured intensity is a function in square cosine of the angular position ⁇ of the rotating polarizer. This function is not bijective, for a measured intensity there are four possible corresponding angular position values.
  • This prior sensor does not provide any means of lifting this indeterminacy, which is a very important limitation.
  • this sensor does not make it possible to determine the direction of rotation of the rotating object.
  • the object of the invention is to provide a high resolution optical sensor which makes it possible to unambiguously detect the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions carried out and the direction of rotation of the rotating object independently of the speed of rotation.
  • the sensor according to the invention comprises a linearly polarized light source emitting a first measurement beam which will pass through a mobile polarizer in rotation driven in proportion to the movement of the object to be studied, a detector detecting the beam intensity at the output of the polarizer and transmitting it as an electrical signal to a signal analyzer assembly.
  • the light beam is divided at the entrance to the assembly so as to form a reference beam not passing through the polarizer, the intensity of which is measured and transmitted to the signal analyzer assembly so as to eliminate any fluctuation linked to the light source.
  • the sensor further comprises a means for lifting the indeterminacies, preferably comprising a delay blade, which generates from the first measurement beam, a second measurement beam out of phase with the first measurement beam .
  • this second phase-shifted measurement beam can coexist permanently with the first measurement signal or replace the first measurement beam periodically and alternately.
  • Signal processing can be carried out in several ways, in particular according to a purely optoelectronic variant (sensor with a single axis) or according to an opto-mechanotronic variant (sensor with two axes).
  • the resolution and the accuracy of the sensor according to the invention are independent of the speed of rotation, which is not the case for other amplitude modulated optical sensors.
  • the invention also provides an optical method for unambiguously determining the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions carried out and the direction of rotation of a rotating object to be studied. This process includes the following steps: - generation of a linearly polarized light beam; - creation from this polarized light beam of a first measurement beam and a second measurement beam out of phase with the first, these two measurement beams existing simultaneously or alternately;
  • the method according to the invention also includes the following steps:
  • the optical method can also include the following steps:
  • Figure 1 is a very general block diagram of the angular position sensor according to the invention
  • Figure 2 is a simplified perspective diagram of a first variant with a single axis of the part of the angular position sensor according to the invention comprising the rotating polarizer; .
  • Figure 3 is a simplified perspective diagram of a second two-axis variant of the part of the angular position sensor according to the invention comprising the rotating polarizer; .
  • Figure 4 is a simplified plan diagram of a third two-axis variant of the angular position sensor according to the invention; .
  • Figure 5 is the intensity curve obtained from the assembly of Figure 4; .
  • FIG. 6 is a block diagram of an angular position sensor according to the invention comprising means for lifting the indeterminacies by generation of a second phase-shifted measurement signal permanently coexisting with the first measurement signal; .
  • Figure 7 is a simplified diagram of a first embodiment of a single-axis angular position sensor according to the principle of Figure 6; .
  • Figure 8 is a simplified diagram of a second embodiment of a single-axis angular position sensor according to the principle of Figure 6; .
  • Figure 9 is the intensity curve obtained from the assemblies of Figures 7 and 8; .
  • Figure 10 is a curve representing the signal two-state square resulting from a U-turn detector; .
  • FIG. 11 is a block diagram of the signal processing analyzer assembly according to the principle of the assemblies of FIGS. 7 and 8; .
  • Figure 12 is a simplified diagram of an exemplary embodiment of an angular position sensor with two axes according to the principle of Figure 6; .
  • Figure 13 is the intensity curve obtained from the assembly of Figure 12 for a gear ratio of 1/4; .
  • Figure 14 is the intensity curve obtained from the assembly of Figure 12 for a gear ratio of 1/2; .
  • FIG. 15 is a block diagram of an angular position sensor according to the invention comprising means for lifting the indeterminacies by generation of a second phase-shifted measurement signal periodically replacing the first measurement signal; .
  • FIG. 16 is a simplified diagram of an exemplary embodiment of an angular position sensor with a single axis according to the principle of FIG. 15; .
  • Figure 17 is the intensity curve obtained from the assembly of Figure 16; .
  • Figure 18 is a simplified diagram of an exemplary embodiment of an angular position sensor with two axes according to the principle of Figure 15; .
  • FIG. 19 is the intensity curve obtained from the assembly of FIG. 18.
  • the optical angular position sensor according to the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 19.
  • the optical sensor 1 comprises a light source 2 which generates a linearly polarized light beam of intensity I 0 .
  • a light source 2 which generates a linearly polarized light beam of intensity I 0 .
  • Different types of light sources can be used, such as a linearly polarized laser source, a polarized diode, a non-polarized diode followed by a fixed polarizer or the like.
  • This light source 2 comes to light a polarizer 3 mobile in rotation and whose movement is linked to that of a rotating object 4 whose rotation we want to study, that is to say whose angular position we want to know at all times ⁇ ob j e t f the direction of rotation and the number of turns it has already made.
  • This rotating object can be arbitrary.
  • the angular position sensor 1 according to the invention is used to measure the linear displacement of any object.
  • the rotating object 4 shown in the different figures corresponds to the rotating part of the movement transformation means.
  • the optical part thereof is isolated from light room. It is thus for example enclosed in an opaque housing 5 of any suitable shape, which is shown schematically and by way of example in certain figures. As can be seen in Figures 2 and
  • the polarizer 3 is preferably in the form of a thin polymer plate and preferably in the form of a disc 6.
  • the polarizer 3 is mounted on an input rod 7 used to transmit the rotational movement of the rotating object 4 at the polarizer 3.
  • the input rod 7 can be connected to the rotating object 4 directly as shown diagrammatically in FIG. 2 or by means of elements which do not modify the rotational movement.
  • the angular displacement ⁇ of the rotating object 4 is thus transmitted without modification to the polarizer 3 which rotates in the same way and at the same speed as the object 4.
  • the polarizer 3 is mounted on an input rod 7 which can be fixed on the housing 5 using one or more ball bearings 8 or any other equivalent means ensuring good measurement stability.
  • the rotating object 4 can be directly linked to the rod 7 or be secured to a rod 9 coupled to the input rod 7 by a coupling system 10.
  • the coupling system 10 and the ball bearing 8 allow 'Move away, if necessary, the rotating object 4 from the optical part of the sensor 1 and ensure better mechanical stability of the sensor during operation.
  • the attachment of the polarizer 3 to the input rod 7 can be done by any suitable means and for example by means of a central fixing element.
  • a transmission system 13 proportionally modifying the rotational movement can also be interposed between the rotating object 4 and the input rod 7. This is for example a transmission system 13 by gears or by belts.
  • FIGS. 3 and 4 show two variants comprising such a transmission system 13 by gear. These variants are called opto-mechanotronic (angular position sensor with two axes).
  • this transmission rod can be secured to the object turning 4 directly ( Figure 3) or for example via a coupling 10 and an additional rod 9 ( Figure 4).
  • the toothed wheel 15 is engaged with a toothed wheel 16 which, according to the variant envisaged in FIG. 3, is carried by the input rod 7, movable in rotation, on which the polarizer 3 is mounted.
  • the beam of polarized light emitted by the light source 2 must pass through the free peripheral ring 12 of the rotating polarizer.
  • the toothed wheel 16 is integral with the movable outer ring of a ball bearing 17 carried by the input rod 7 which in this case is fixed and hollow.
  • the polarizer 3 can be directly fixed to the toothed wheel 16 or the mobile crown of the ball bearing 17.
  • the polarized light source 2 is positioned in the axis of the hollow input rod 7, or even at the inside of it.
  • the polarized light beam passes through the free central part 18 of the mobile polarizer, which also makes it possible to minimize the optical noise.
  • the angular displacement ⁇ of the rotating object 4 is transmitted to the polarizer 3 according to a transmission ratio depending on the gear ratio between the two toothed wheels 15 and 16. This transmission ratio can be arbitrary, but it is advantageously chosen with a value of 1/4, as shown, for a reason which will be explained later.
  • the polarizer 3 rotates a quarter of a turn.
  • Such a configuration allowing the light beam to pass through the central part 18 of the rotating polarizer 3 is obviously not limited to a two-axis assembly, but could also be adapted to a single-axis assembly.
  • the light source 2 emits a polarized light beam of intensity I 0 which passes through the polarizer 3.
  • the rotation of the polarizer 3, caused by and proportional to the rotation of the rotating object 4, induces a variation in the light intensity at the output of the polarizer 3.
  • ⁇ object
  • is proportional at ⁇ ob: jet .
  • the outgoing light beam constitutes the measurement signal which is picked up by a measurement signal detector 19 placed opposite.
  • the measurement signal detector 19, preferably a photodiode detects the intensity I of the beam and transmits the detected value in the form of an electrical signal to an analyzer assembly 20.
  • the angular motion sensor 1 is designed to be able to be used in industrial units, vehicles, or other applications for which it is subjected to conditions which are not optimal laboratory conditions. Thus, for example, it must sometimes withstand vibrations, high temperatures or other disturbances which must not affect the reliability and the resolution of the measurements carried out. To eliminate the influence on the results of any fluctuation in the light source which could cause annoying variations in the initial light intensity, it is advantageous to make a reference loop.
  • the polarized light beam is divided by a beam splitter 21, placed for example at the input of the assembly, so as to form a measurement beam and a reference beam not passing through the polarizer.
  • the beam splitter 21 does not modify the polarization state of the beams and can for example be made up of a separating cube, a semi-transparent mirror or the like.
  • the intensity I R of the reference beam is picked up by a reference signal detector 22, preferably a photodiode, and transmitted in electrical form to the signal analyzer assembly 20. Thanks to this reference loop, the instantaneous value of l initial intensity of the light source 2 is permanently known and transmitted to the analyzer assembly 20 which can thus overcome any variation thereof, for example by dividing the intensity detected by the detector (s) measurement signal 19 by the reference intensity I R detected by the reference detector 22.
  • the signal analyzer assembly 20 is an electronic processing module which comprises several stages and in particular, according to a preferred variant, a stage of amplification used to amplify the signals from the various detectors 19 and 22, a stage for dividing the measurement signals by the reference signal and a stage for calculating the desired results among the angular position, the direction of rotation and the number of turns.
  • the analyzer assembly 20 may further comprise, depending on the case, a device for counting turns, half-turns or quarter-turns.
  • the calculation stage of the signal analyzer assembly 20 calculates an angular displacement value ⁇ from the detected value of cos 2 ⁇ . However, and as already indicated in the introduction, this function, not being bijective, generates indeterminations as to the real value of the angular displacement ⁇ .
  • the embodiments illustrated in FIGS. 3 and 4 make it possible to resolve the indeterminacies in a revolution when the transmission ratio is chosen equal to 1/4.
  • the angular displacement sensor 1 further comprises a means for lifting the indeterminacies 23.
  • This means 23 operates by generation of a second phase-shifted measurement signal with respect to the first measurement signal. According to a first embodiment shown in the block diagram of FIG. 6, this first measurement signal and this second measurement signal out of phase with the first can coexist permanently.
  • the incident light beam is divided into two measurement beams using a beam splitter 21 which has no influence on the state of polarization of the beams and which can for example be a separating cube, a semi-transparent mirror or the like.
  • the beam splitter 21 used to create the reference beam can be placed before (FIG. 6) or after (FIGS. 7 and 8) that used to create the second measurement beam.
  • These two beam splitters 21 can be identical or different.
  • This first measurement signal detector 24 detects the intensity I x and transmits the detected value in the form of an electrical signal to the analyzer assembly 20.
  • the second measurement beam encounters a means for generating a phase shift 25 which creates an angle phase shift ⁇ with respect to the first measurement beam.
  • the two measurement signal detectors 24 and 26 may be identical or different and are preferably photodiodes .
  • the means for generating a phase shift 25 can be arbitrary as long as it does not modify the state of polarization of the beam.
  • the phase shift can be chosen from any angle ⁇ between 0 and 90 °.
  • it can be chosen equal to 45 °.
  • Two variants have for example been imagined in FIGS. 7 and 8 for mounting with a single axis.
  • a first variant represented in FIG. 7 consists in geometrically creating the phase shift by shifting by an angle ⁇ the point of impact 27 of the second intensity measurement beam I 2 relative to the point of impact 28 of the first measurement beam of intensity I 1 on the rotating polarizer 3.
  • a second variant illustrated in FIG. 8 uses a retarder plate 29. In this case, the production of the phase shift ⁇ between the two measurement beams comprises two stages.
  • the first consists in obtaining a second measurement beam in phase with the first.
  • the point of impact 27 of the second beam is chosen so as to be arranged geometrically on the same diametral line as the point of impact 28 of the first beam.
  • the two points of impact can thus for example be arranged on the peripheral ring 12 of the polarizer 3 in a diametrically opposite manner (180 ° offset) or not.
  • the second step consists in interposing a delay plate 29 on the path of the second measurement beam before it crosses the rotating polarizer 3.
  • This delay plate 29 is preferably a half-wave plate ( ⁇ / 2) oriented at an angle ⁇ with respect to the direction of polarization.
  • a retarding strip 29 which is in the form of a film.
  • the intensity values l x and I 2 transmitted to the analyzer assembly 20 by the measurement signal detectors 24 and 26 can be represented as a function of the angle of rotation of the rotating object in the form of two offset curves. by an angle ⁇ corresponding to the phase shift.
  • the analyzer assembly 20 receives at each instant the two detected values of l x and I 2 . It therefore has a system of two equations with a single unknown that it can easily solve using simple and common electronic components. The second equation allows him to remove any uncertainty as to the real value of ⁇ and the direction of rotation.
  • the analyzer assembly 20 in this case comprises a half-turn detector 30 allowing it to know in which half-turn of its angular displacement is the polarizer 3.
  • An example of very simple embodiment of such a detector 30 has has been shown in Figures 7 and 8. However, any other half-turn detection means can be used satisfactorily, in particular a magnetic detector or the like.
  • an absorbent layer 31 preferably of width substantially equal to 5 mm, has been etched on the periphery of a first half-turn of the polarizer 3.
  • a light source for example of the diode type electroluminescent, not shown in the figures, is arranged facing the polarizer at a level corresponding to the absorbing zone 31. This source emits a light beam which, when the absorbing layer 30 is absent, crosses the rotating polarizer 3 and is picked up by a detector signal arranged opposite, for example of photodiode type and also not shown. When this layer is located between the light source and the detector, it prevents the beam from passing through the polarizer 3.
  • FIG. 11 A block diagram of a preferred embodiment of the signal analyzer assembly 20 corresponding to this variant of the sensor 1 according to the invention has been given in FIG. 11.
  • the signal analyzer assembly 20 represented in FIG. 11 comprises a high frequency filtration stage 32 used to eliminate the continuous component of the measurement signals I x and I 2 coming from the detectors 24 and 26, an amplification stage 33 serving to amplify the signals I x and I 2 coming from the filtration stage 32 and the reference signal from detector 22, a signal division stage 34 and a calculation stage desired results 35 among the angular position, the direction of rotation and the number of turns performed.
  • the means for lifting the indeterminacies 23 by generation of a second measurement signal out of phase with the first measurement signal can also be adapted to the two-axis variant of the sensor according to the invention.
  • the two measurement signals coexist permanently and the second measurement beam encounters a means of generating a phase shift 25 which creates a phase shift of angle ⁇ relative to at the first measurement beam.
  • the two variants of the phase-shift generation means 25 described above are also adaptable to mounting with two axes.
  • phase shift 29 for an assembly with two axes has been shown by way of example in FIG. 12.
  • the creation of the phase shift is carried out in two stages: obtaining two beams in phase by geometrically positioning the points of impact 27 and 28 of the two beams on the same diametrical straight line of the rotating polarizer 3 (two positioning examples are illustrated in FIG. 12) and interposition of a retarder plate 29 on the path of the second measurement beam before it crosses the polarizer 3.
  • the half-wave retarder plate ( ⁇ / 2) can advantageously be oriented with an angle ⁇ of 22.5 ° relative to the direction of polarization, so as to generate a chosen phase shift of 45 °.
  • the intensity curves I ⁇ and I 2 obtained at the output of the polarizer 3 can be represented as a function of the angle of rotation of the rotating object in the form of two curves offset by an angle ⁇ corresponding to the phase shift.
  • An example of such a pair of 45 ° phase shifted curves has been shown in FIG. 13.
  • the analyzer assembly 20 receives at each instant the two detected values of I x and I 2 . It therefore has a system of two equations with a single unknown that it can easily solve using simple and common electronic components.
  • the first equation also makes it possible to determine the direction of rotation between the characteristic points (the minima or the maxima of To remove any uncertainty concerning the direction of rotation of the sensor, each time the intensity value of the first measurement signal I passes by a characteristic point, it suffices to check the direction of the variation of the intensity of the measurement signals I x and I 2. If the direction of variation is the same for the two signals (increasing or decreasing), the sensor rotates clockwise.
  • the variation curves of I x and I 2 for a revolution of the rotating object, are represented in FIG. 14.
  • the second measurement signal out of phase with the first can replace the first measurement signal periodically and alternately.
  • a periodic means for generating a phase shift 36 is placed on the path of the measurement beam before it crosses the rotating polarizer 3. This means 36 does not modify the state of polarization of the beam but adds periodically a phase shift of angle ⁇ to the beam of measured.
  • the two phase shifted measurement beams do not exist simultaneously but are replaced alternately and periodically.
  • the measurement beam then crosses the rotating polarizer 3 which modulates its intensity.
  • the beam is then picked up by a measurement signal detector 12 and the value of its intensity is transmitted to the signal analyzer assembly 20.
  • a composite curve is obtained, similar to those shown in FIGS. 17 and 19, formed of portions of curve which follow one another periodically and corresponding respectively to I x or to I 2 .
  • the phase shift can be chosen from any angle ⁇ preferably between 0 and 90 °.
  • This embodiment of the optical sensor 1 according to the invention can be indifferently adapted to mounting on one axis or to mounting in two axes. An exemplary embodiment of each of these arrangements has been shown respectively in FIGS.
  • the period characterizing the alternation of the beams is dependent on the rotational movement of the rotating polarizer 3. It is preferably chosen equal to a quarter of a turn of the polarizer 3, which corresponds to a quarter of a turn of the rotating object 4 for the assembly of FIG. 15 and to a complete revolution of the rotating object for the assembly of FIG. 18 which a preferred gear ratio equal to 1/4.
  • the periodic change of state of the phase shift generation means 36 can be controlled by the analyzer assembly 20 by means of a feedback loop dependent on the value of the intensity sensed by the detector 19, so as to cause this change of state each time the intensity value passes through a characteristic point, for example and preferably each time it reaches a maximum or a minimum.
  • the measurement beam can, before meeting the periodic means for generating a phase shift 36, be divided to form a reference beam.
  • the periodic means for generating a phase shift 36 can be a movable retarding blade 37 which periodically comes into the path of the measurement beam so as to generate when it is present an angle phase shift ⁇ .
  • it may be a half-wave retarding plate ( ⁇ / 2) oriented with an angle ⁇ for example equal to 45 ° relative to the direction of polarization, thus generating a chosen phase shift of 90 ° when it is crossed by the measurement beam.
  • the movement of this movable blade 24 is preferably controlled by an OFF / ON shutter controlled by the analyzer assembly 13.
  • the composite curve of FIG. 17 is obtained for the mounting with an axis of FIG. 16 and the composite curve of FIG. 19 for the mounting with two axes of FIG. 18.
  • these curves vary always in the same direction as long as the direction of rotation of the polarizer 3 remains unchanged and are reversed if this direction of rotation changes. It is therefore extremely easy to know the direction of rotation of the rotating object 4.
  • the optical sensor 1 according to the invention is particularly advantageous because it makes it possible to give in a simple, reliable and precise manner both the absolute angular position, the direction of rotation and the number of turns performed by a rotating object. It is not limited in number of turns and works both at high and at low speed. It remains reliable and precise even when used in unfavorable conditions such as industrial operating conditions.
  • the optical detector according to the invention is particularly tolerant with respect to off-center or misalignment. Obviously, the invention is not limited to the preferred embodiments described above and shown in the different figures, the person skilled in the art can make numerous modifications and imagine other variants without departing from the scope of the invention.
  • the real transfer function of the polarizer represents the real experimental response of the sensor which approaches the theoretical response in cos 2 ⁇ explained above. This function performs the correspondence between the measured signal and the value of the angular position.
  • This operating method requires a prior calibration step of the sensor, during which a transfer table is established which is stored in a memory, for example a ROM memory, of the analyzer assembly 20 of the sensor.
  • This transfer table groups together thousands of pairs of slope A / corresponding angular position ⁇ and is established experimentally for a given sensor. It is carefully established during a preliminary calibration phase which can advantageously be automated, during which several thousand measurements are carried out under optimal signal / noise conditions.
  • the value of the intensity of the measurement signal I m is detected by the measurement signal detector 19 and that of the reference signal I R by the signal detector reference 22 for at least two different intensity values of the light source 2.
  • the analyzer assembly 20 calculates the slope A of the line defined by these at least two pairs of values (I ra , I R ), thus determining the value of the real transfer function of the polarizer for the angular position ⁇ to be identified.
  • the transfer table, stored in the analyzer assembly 20, then gives the angular position ⁇ corresponding to this value of the transfer function of the polarizer.
  • This process can be applied indifferently to one or the other of the measurement signals, or to the two signals simultaneously or successively.
  • This process is particularly advantageous because it is not sensitive to long-term drifts in electronics.
  • it takes into account the manufacturing defects of the polarizer and of the associated optical elements. It thus makes it possible to use an inexpensive polarizer and standard elements.
  • the use of the transfer table avoids any complicated calculation and achieves the desired resolution, precision being limited only by the associated measurement electronics.
  • This operating process is fast, precise and allows a significant manufacturing dispersion of the optical system.
  • it is perfectly suited to industrial operating conditions because it is not very sensitive to vibrations.
  • This process can advantageously be used when the polarizer rotates slowly or when it stops and you want to know its angular position with great precision.

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Abstract

The invention relates to an optical sensor (1) which can be used to detect, unambiguously and with high resolution, the absolute angular position over a full revolution, the number of revolutions performed and the direction of rotation of the rotating object independently of the speed of rotation. The inventive sensor comprises: a polarised light source (2) which illuminates a polariser (3) that rotates proportionally to the rotation of the object to be analysed, a detector (19) which captures the intensity of the beam passing through the polariser, and a signal analyser assembly (20). The invention also comprises a means for resolving indeterminacies (23) by generating a second measurement signal that is phase shifted in relation to the first signal, whereby said second phase-shifted signal can coexist with the first signal or replace same periodically. The invention is of interest to manufacturers and users of angular position sensors.

Description

CAPTEUR OPTIQUE DE LA POSITION ANGULAIRE ANGULAR POSITION OPTICAL SENSOR
La présente invention concerne, un capteur optique de mesure de la position angulaire d'un objet tournant dans un tour. Ce capteur permet également de déterminer le sens de rotation de l'objet tournant et le nombre de tours effectués par celui-ci. L'invention concerne également un procédé optique de détermination sans ambiguïté de la position angulaire absolue sur un tour complet, du nombre de tours effectués et du sens de rotation d'un objet tournant à étudier. Dans de nombreuses situations, que ce soit dans l'industrie ou dans la vie de tous les jours, il est utile de connaître la vitesse et la position angulaire d'un objet en rotation. Ainsi par exemple, il est parfois intéressant ou nécessaire de connaître la vitesse et la position angulaire de l'arbre d'un moteur, d'une roue de véhicule, d'un cylindre de laminoir ou d'un mécanisme tournant quelconque d'une machine outil. Classiquement, lorsque l'on veut connaître la position angulaire d'un objet en rotation, on utilise un capteur de position de type codeur incrémental ou codeur absolu exploitant des phénomènes optiques, magnétiques, mécaniques ou autre. Un codeur incrémental, également appelé codeur relatif optique à modulation d'amplitude comporte un disque gradué en périphérie qui tourne en liaison avec l'objet à étudier. La lumière émise par une diode électroluminescente est réfléchie par les graduations du disque vers un phototransistor récepteur qui se sature et se bloque à la cadence du défilement des graduations. Les impulsions sont comptabilisées pour donner une information concernant le déplacement angulaire (nombre d'impulsions délivrées depuis une position d'origine) et/ou une information concernant la vitesse (nombre d'impulsions par unité de temps). Un codeur incrémental possède généralement plusieurs voies : une voie donnant une impulsion par tour servant à compter le nombre de tours effectués, une voie donnant n impulsions par tour et une voie supplémentaire identique à la précédente mais dont les signaux sont déphasés de plus ou moins 90° suivant le sens de rotation. Il est ainsi possible d'obtenir également une information concernant le sens de rotation de l'objet. Un tel capteur ne permet cependant pas de connaître la position exacte de l'objet tournant, mais uniquement sa position relative par rapport à la position initiale qu'il occupait au début de la mesure. Lorsque l'on veut connaître la position absolue de l'objet tournant, on utilise en général un capteur optique de type codeur absolu à modulation d'amplitude. Il s'agit d'un disque divisé en pistes concentriques qui tourne en même temps que l'objet à étudier. Chaque piste comporte une alternance de zones réfléchissantes ou absorbantes qui divisent le disque en secteurs angulaires identifiables par l'état des zones de chaque piste qui lui sont associées et qui forment ainsi un code unique d'identification. Grâce à ce code optique, une rangée de diodes émettrices placées en face de chaque piste, associée à une rangée de récepteurs correspondants permet à chaque instant d'identifier le secteur angulaire qui lui fait face et ainsi de donner une information de position absolue pour l'objet en rotation. Le nombre de pistes présentes sur le disque fixe le nombre de positions discrètes pouvant être définies (n pistes correspondant à 2n positions) et détermine donc la résolution d'un tel codeur. Pour des raisons évidentes liées à son principe de fonctionnement et à l'encombrement pouvant raisonnablement être accepté pour un tel capteur, sa résolution est limitée. Avec les capteurs les plus sophistiqués de ce type, on ne peut actuellement dépasser une résolution de l'ordre de 216. Si une résolution plus importante est nécessaire, ce type de capteur est inadapté. Pour améliorer la résolution et éviter les inconvénients précédemment cités, un nouveau type de capteurs de position angulaire a été développé ces dernières années. Il s'agit de capteurs optiques fonctionnant selon le principe de la lumière polarisée. Un tel capteur a par exemple été décrit dans la demande de brevet EP 0.246.892 au nom de BRITISH AEROSPACE PUBLIC LIMITED COMPANY. Ce capteur optique comprend un polariseur fixe, un polariseur mobile en rotation actionné par une unité d'entraînement qui fait tourner le polariseur mobile proportionnellement au déplacement angulaire ou linéaire de l'objet à étudier, une source lumineuse, une fibre optique à maintien de polarisation permettant de diriger un faisceau de lumière polarisée d'intensité connue à travers les polariseurs et une fibre optique à maintien de polarisation placée à la sortie de ces polariseurs et permettant d'amener la lumière sortante à un détecteur pour mesurer son intensité. Selon la loi de Malus, la rotation du polariseur provoque une modulation de l'intensité de la lumière polarisée traversant celui-ci à la sortie. La rotation du polariseur étant proportionnelle au déplacement de l'objet à étudier, cette modulation traduit le changement de position de l'objet. Avantageusement, ce capteur optique ne donne plus un résultat choisi parmi un ensemble de valeurs discrètes, mais appartenant à une gamme continue de valeurs. Cependant, l'utilisation de fibres optiques à maintien de polarisation très sensibles aux vibrations est une source d'erreurs qui limite d'une autre façon la résolution pouvant être atteinte. Par ailleurs, selon la loi de Malus l'intensité mesurée est une fonction en cosinus carré de la position angulaire θ du polariseur tournant. Cette fonction n'étant pas bijective, pour une intensité mesurée il existe quatre valeurs de position angulaire correspondantes possibles. Ce capteur antérieur ne prévoit aucun moyen de levée de cette indétermination, ce qui est une limitation très importante . En outre, ce capteur ne permet pas de déterminer le sens de rotation de l'objet tournant. Le but de l'invention est de fournir un capteur optique de grande résolution qui permet de détecter sans ambiguïté la position angulaire absolue sur un tour complet, le nombre de tours effectués et le sens de rotation de l'objet tournant indépendamment de la vitesse de rotation. Pour résoudre ce problème technique, le capteur selon l'invention comporte une source de lumière polarisée linéairement émettant un premier faisceau de mesure qui va traverser un polariseur mobile en rotation entraîné de façon proportionnelle au déplacement de l'objet à étudier, un détecteur détectant l'intensité du faisceau à la sortie du polariseur et la transmettant sous forme de signal électrique à un ensemble analyseur de signaux. Avantageusement, le faisceau lumineux est divisé à l'entrée du montage de manière à former un faisceau de référence ne traversant pas le polariseur, dont l'intensité est mesurée et transmise à l'ensemble analyseur de signaux de manière à éliminer toute fluctuation liée à la source lumineuse. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le capteur comprend en outre un moyen de levée des indéterminations, comprenant préférentiellement une lame retardatrice, qui génère à partir du premier faisceau de mesure, un deuxième faisceau de mesure déphasé par rapport au premier faisceau de mesure. Selon les variantes envisagées, ce deuxième faisceau de mesure déphasé peut coexister en permanence avec le premier signal de mesure ou remplacer périodiquement et alternativement le premier faisceau de mesure. Le traitement du signal peut être réalisé de plusieurs façons, notamment selon une variante purement optoélectronique (capteur à un seul axe) ou selon une variante opto-mécanotronique (capteur à deux axes) . Avantageusement, la résolution et la précision du capteur selon l'invention sont indépendantes de la vitesse de rotation, ce qui n'est pas le cas des autres capteurs optiques à modulation d'amplitude. L'invention fournit également un procédé optique de détermination sans ambiguïté de la position angulaire absolue sur un tour complet, du nombre de tours effectués et du sens de rotation d'un objet tournant à étudier. Ce procédé comporte les étapes suivantes : - génération d'un faisceau de lumière polarisée linéairement ; - création à partir de ce faisceau de lumière polarisée d'un premier faisceau de mesure et d'un second faisceau de mesure déphasé par rapport au premier, ces deux faisceaux de mesure existant simultanément ou alternativement ;The present invention relates to an optical sensor for measuring the angular position of an object rotating in a revolution. This sensor also makes it possible to determine the direction of rotation of the rotating object and the number of turns made by it. The invention also relates to an optical method for unambiguously determining the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions carried out and the direction of rotation of a rotating object to be studied. In many situations, whether in industry or in everyday life, it is useful to know the speed and the angular position of a rotating object. For example, it is sometimes interesting or necessary to know the speed and the angular position of the shaft of an engine, a vehicle wheel, a rolling mill cylinder or any rotating mechanism of a Machine tool. Conventionally, when one wants to know the angular position of a rotating object, a position sensor of the incremental encoder or absolute encoder type is used exploiting optical, magnetic, mechanical or other phenomena. An incremental encoder, also called amplitude modulated optical relative encoder comprises a graduated disc at the periphery which rotates in connection with the object to be studied. The light emitted by a light-emitting diode is reflected by the graduations of the disc towards a receiving phototransistor which saturates and blocks at the rate of the scrolling of the graduations. The pulses are counted for give information concerning the angular displacement (number of pulses delivered from a home position) and / or information concerning the speed (number of pulses per unit of time). An incremental encoder generally has several channels: a channel giving one pulse per revolution used to count the number of revolutions performed, a channel giving n pulses per revolution and an additional channel identical to the previous one but whose signals are more or less phase shifted 90 ° according to the direction of rotation. It is thus also possible to obtain information concerning the direction of rotation of the object. However, such a sensor does not make it possible to know the exact position of the rotating object, but only its relative position relative to the initial position it occupied at the start of the measurement. When one wants to know the absolute position of the rotating object, one generally uses an optical sensor of the absolute encoder type with amplitude modulation. It is a disc divided into concentric tracks which rotates at the same time as the object to be studied. Each track comprises an alternation of reflecting or absorbing zones which divide the disc into angular sectors identifiable by the state of the zones of each track which are associated with it and which thus form a unique identification code. Thanks to this optical code, a row of emitting diodes placed in front of each track, associated with a row of corresponding receivers makes it possible at all times to identify the angular sector facing it and thus to give absolute position information for the rotating object. The number of tracks on the disc fixes the number of discrete positions that can be defined (n tracks corresponding to 2 n positions) and therefore determines the resolution of such an encoder. For obvious reasons related to its operating principle and to the space that can reasonably be accepted for such a sensor, its resolution is limited. With the most sophisticated sensors of this type, we cannot currently exceed a resolution of the order of 2 16 . If a higher resolution is required, this type of sensor is unsuitable. To improve resolution and avoid the aforementioned drawbacks, a new type of angular position sensor has been developed in recent years. These are optical sensors operating on the principle of polarized light. Such a sensor has for example been described in patent application EP 0,246,892 in the name of BRITISH AEROSPACE PUBLIC LIMITED COMPANY. This optical sensor includes a fixed polarizer, a mobile polarizer in rotation actuated by a drive unit which rotates the mobile polarizer in proportion to the angular or linear displacement of the object to be studied, a light source, an optical fiber with polarization maintenance making it possible to direct a beam of polarized light of known intensity through the polarizers and an optical fiber with polarization maintenance placed at the output of these polarizers and making it possible to bring the outgoing light to a detector to measure its intensity. According to Malus' law, the rotation of the polarizer causes the intensity of the polarized light passing through it to be modulated. The rotation of the polarizer being proportional to the displacement of the object to be studied, this modulation translates the change in position of the object. Advantageously, this optical sensor no longer gives a result chosen from a set of discrete values, but belonging to a continuous range of values. However, the use of polarization-maintaining optical fibers which are very sensitive to vibrations is a source of errors which in another way limits the resolution that can be achieved. Furthermore, according to Malus' law, the measured intensity is a function in square cosine of the angular position θ of the rotating polarizer. This function is not bijective, for a measured intensity there are four possible corresponding angular position values. This prior sensor does not provide any means of lifting this indeterminacy, which is a very important limitation. In addition, this sensor does not make it possible to determine the direction of rotation of the rotating object. The object of the invention is to provide a high resolution optical sensor which makes it possible to unambiguously detect the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions carried out and the direction of rotation of the rotating object independently of the speed of rotation. To solve this technical problem, the sensor according to the invention comprises a linearly polarized light source emitting a first measurement beam which will pass through a mobile polarizer in rotation driven in proportion to the movement of the object to be studied, a detector detecting the beam intensity at the output of the polarizer and transmitting it as an electrical signal to a signal analyzer assembly. Advantageously, the light beam is divided at the entrance to the assembly so as to form a reference beam not passing through the polarizer, the intensity of which is measured and transmitted to the signal analyzer assembly so as to eliminate any fluctuation linked to the light source. According to an essential characteristic of the invention, the sensor further comprises a means for lifting the indeterminacies, preferably comprising a delay blade, which generates from the first measurement beam, a second measurement beam out of phase with the first measurement beam . According to the variants envisaged, this second phase-shifted measurement beam can coexist permanently with the first measurement signal or replace the first measurement beam periodically and alternately. Signal processing can be carried out in several ways, in particular according to a purely optoelectronic variant (sensor with a single axis) or according to an opto-mechanotronic variant (sensor with two axes). Advantageously, the resolution and the accuracy of the sensor according to the invention are independent of the speed of rotation, which is not the case for other amplitude modulated optical sensors. The invention also provides an optical method for unambiguously determining the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions carried out and the direction of rotation of a rotating object to be studied. This process includes the following steps: - generation of a linearly polarized light beam; - creation from this polarized light beam of a first measurement beam and a second measurement beam out of phase with the first, these two measurement beams existing simultaneously or alternately;
- traversée par le premier et le second faisceaux de mesure, d'un polariseur mobile en rotation, entraîné proportionnellement au déplacement de l'objet à étudier ;- crossed by the first and second measurement beams, a mobile polarizer in rotation, driven in proportion to the movement of the object to be studied;
- détection de l'intensité du premier et/ou du deuxième faisceau de mesure à la sortie du polariseur ;- detection of the intensity of the first and / or of the second measurement beam at the output of the polarizer;
- calcul des résultats souhaités parmi la position angulaire absolue, le sens de rotation et le nombre de tours effectués par l'objet à étudier, à partir de la ou des valeur(s) d'intensité détectée(s). Préférentiellement, le procédé selon l'invention comporte également les étapes suivantes :- calculation of the desired results among the absolute angular position, the direction of rotation and the number of revolutions made by the object to be studied, from the value (s) of intensity detected. Preferably, the method according to the invention also includes the following steps:
- création à partir du faisceau de lumière polarisée d'un faisceau de référence ne traversant pas le polariseur mobile ; - détection de l'intensité du faisceau de référence. Selon une variante préférentielle de l'invention, le procédé optique peut comporter également les étapes suivantes :- Creation from the polarized light beam of a reference beam not crossing the mobile polarizer; - detection of the intensity of the reference beam. According to a preferred variant of the invention, the optical method can also include the following steps:
- modulation de l'intensité lumineuse du faisceau de lumière polarisée linéairement ;- modulation of the light intensity of the linearly polarized light beam;
- détermination de la position angulaire absolue de l'objet à étudier à partir : . du calcul de la valeur de la fonction de transfert réelle du polariseur correspondant à la pente de la droite définie par au moins deux couples de valeurs d'intensité détectées, couples formés de l'intensité d'un faisceau de mesure et de l'intensité du faisceau de référence, et . d'une table de transfert regroupant des couples pente/position angulaire correspondante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : . la figure 1 est un schéma par blocs très général du capteur de position angulaire selon 1 ' invention ; . la figure 2 est un schéma simplifié en perspective d'une première variante à un seul axe de la partie du capteur de position angulaire selon l'invention comprenant le polariseur tournant ; . la figure 3 est un schéma simplifié en perspective d'une deuxième variante à deux axes de la partie du capteur de position angulaire selon l'invention comprenant le polariseur tournant ; . la figure 4 est un schéma simplifié en plan d'une troisième variante à deux axes du capteur de position angulaire selon l'invention ; . la figure 5 est la courbe d'intensité obtenue à partir du montage de la figure 4 ; . la figure 6 est un schéma par blocs d'un capteur de position angulaire selon l'invention comprenant un moyen de levée des indéterminations par génération d'un deuxième signal de mesure déphasé coexistant en permanence avec le premier signal de mesure ; . la figure 7 est un schéma simplifié d'un premier mode de réalisation d'un capteur de position angulaire à un seul axe selon le principe de la figure 6 ; . la figure 8 est un schéma simplifié d'un deuxième mode de réalisation d'un capteur de position angulaire à un seul axe selon le principe de la figure 6 ; . la figure 9 est la courbe d'intensité obtenue à partir des montages des figures 7 et 8 ; . la figure 10 est une courbe représentant le signal carré à deux états résultant d'un détecteur de demi-tour ; . la figure 11 un schéma synoptique de l'ensemble analyseur de traitement de signal selon le principe des montages des figures 7 et 8 ; . la figure 12 est un schéma simplifié d'un exemple de réalisation d'un capteur de position angulaire à deux axes selon le principe de la figure 6 ; . la figure 13 est la courbe d'intensité obtenue à partir du montage de la figure 12 pour un rapport d'engrenage de 1/4 ; . la figure 14 est la courbe d'intensité obtenue à partir du montage de la figure 12 pour un rapport d'engrenage de 1/2 ; . la figure 15 est un schéma par blocs d'un capteur de position angulaire selon l'invention comprenant un moyen de levée des indéterminations par génération d'un deuxième signal de mesure déphasé remplaçant périodiquement le premier signal de mesure ; . la figure 16 est un schéma simplifié d'un exemple de réalisation d'un capteur de position angulaire à un seul axe selon le principe de la figure 15 ; . la figure 17 est la courbe d'intensité obtenue à partir du montage de la figure 16 ; . la figure 18 est un schéma simplifié d'un exemple de réalisation d'un capteur de position angulaire à deux axes selon le principe de la figure 15 ; . la figure 19 est la courbe d'intensité obtenue à partir du montage de la figure 18. Le capteur optique de position angulaire selon la présente invention va maintenant être décrit de façon détaillée en référence aux figures 1 à 19. Les éléments équivalents représentés sur les différentes figures porteront les mêmes références numériques. Le capteur optique 1 selon l'invention comporte une source lumineuse 2 qui génère un faisceau lumineux polarisé linéairement d'intensité I0. Différents types de sources lumineuses peuvent être utilisées comme par exemple une source laser polarisée linéairement, une diode polarisée, une diode non polarisée suivie d'un polariseur fixe ou autre. On utilise de préférence une source laser qui génère un faisceau de lumière cohérente et polarisée linéairement par exemple de longueur d'onde λ = 633 nm. Cette source lumineuse 2 vient éclairer un polariseur 3 mobile en rotation et dont le mouvement est lié à celui d'un objet tournant 4 dont on veut étudier la rotation, c'est-à-dire dont on veut connaître à tout instant la position angulaire θobjetf le sens de rotation et le nombre de tours qu'il a déjà effectué. Cet objet tournant peut être quelconque. On peut citer à titre d'exemple d'application, l'arbre d'un moteur, une roue de véhicule, un cylindre de laminoir, un mécanisme tournant d'une machine outil, ou tout autre objet tournant dont on veut connaître précisément la position angulaire. On peut également envisager que le capteur de position angulaire 1 selon l'invention soit utilisé pour mesurer le déplacement linéaire d'un objet quelconque. Le mouvement linéaire de l'objet à étudier est alors transformé en mouvement de rotation par tout moyen approprié facilement réalisable par l'homme du métier. Dans ce cas, l'objet tournant 4 représenté sur les différentes figures correspond à la partie tournante du moyen de transformation du mouvement. Afin d'assurer un fonctionnement correct du capteur de déplacement angulaire 1 selon l'invention, la partie optique de celui-ci est isolée de la lumière ambiante. Elle est ainsi par exemple enfermée dans un boîtier 5 opaque de forme appropriée quelconque, qui est représenté schématiquement et à titre d'exemple sur certaines figures. Comme on peut le voir sur les figures 2 et- determination of the absolute angular position of the object to be studied from:. of the calculation of the value of the real transfer function of the polarizer corresponding to the slope of the line defined by at least two pairs of detected intensity values, couples formed by the intensity of a measurement beam and of the intensity of the reference beam, and. a transfer table grouping together the slope / corresponding angular position pairs. Other features and benefits of the invention will appear on reading the detailed description which follows, description made with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a very general block diagram of the angular position sensor according to the invention; . Figure 2 is a simplified perspective diagram of a first variant with a single axis of the part of the angular position sensor according to the invention comprising the rotating polarizer; . Figure 3 is a simplified perspective diagram of a second two-axis variant of the part of the angular position sensor according to the invention comprising the rotating polarizer; . Figure 4 is a simplified plan diagram of a third two-axis variant of the angular position sensor according to the invention; . Figure 5 is the intensity curve obtained from the assembly of Figure 4; . FIG. 6 is a block diagram of an angular position sensor according to the invention comprising means for lifting the indeterminacies by generation of a second phase-shifted measurement signal permanently coexisting with the first measurement signal; . Figure 7 is a simplified diagram of a first embodiment of a single-axis angular position sensor according to the principle of Figure 6; . Figure 8 is a simplified diagram of a second embodiment of a single-axis angular position sensor according to the principle of Figure 6; . Figure 9 is the intensity curve obtained from the assemblies of Figures 7 and 8; . Figure 10 is a curve representing the signal two-state square resulting from a U-turn detector; . FIG. 11 is a block diagram of the signal processing analyzer assembly according to the principle of the assemblies of FIGS. 7 and 8; . Figure 12 is a simplified diagram of an exemplary embodiment of an angular position sensor with two axes according to the principle of Figure 6; . Figure 13 is the intensity curve obtained from the assembly of Figure 12 for a gear ratio of 1/4; . Figure 14 is the intensity curve obtained from the assembly of Figure 12 for a gear ratio of 1/2; . FIG. 15 is a block diagram of an angular position sensor according to the invention comprising means for lifting the indeterminacies by generation of a second phase-shifted measurement signal periodically replacing the first measurement signal; . FIG. 16 is a simplified diagram of an exemplary embodiment of an angular position sensor with a single axis according to the principle of FIG. 15; . Figure 17 is the intensity curve obtained from the assembly of Figure 16; . Figure 18 is a simplified diagram of an exemplary embodiment of an angular position sensor with two axes according to the principle of Figure 15; . FIG. 19 is the intensity curve obtained from the assembly of FIG. 18. The optical angular position sensor according to the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 19. The equivalent elements represented on the different figures will bear the same reference numbers. The optical sensor 1 according to the invention comprises a light source 2 which generates a linearly polarized light beam of intensity I 0 . Different types of light sources can be used, such as a linearly polarized laser source, a polarized diode, a non-polarized diode followed by a fixed polarizer or the like. A laser source is preferably used which generates a coherent beam of light and linearly polarized, for example of wavelength λ = 633 nm. This light source 2 comes to light a polarizer 3 mobile in rotation and whose movement is linked to that of a rotating object 4 whose rotation we want to study, that is to say whose angular position we want to know at all times θ ob j e t f the direction of rotation and the number of turns it has already made. This rotating object can be arbitrary. As an example of application, there may be mentioned the shaft of an engine, a vehicle wheel, a rolling mill cylinder, a rotating mechanism of a machine tool, or any other rotating object of which one wishes to know precisely the angular position. It is also conceivable that the angular position sensor 1 according to the invention is used to measure the linear displacement of any object. The linear movement of the object to be studied is then transformed into a rotational movement by any appropriate means easily achievable by those skilled in the art. In this case, the rotating object 4 shown in the different figures corresponds to the rotating part of the movement transformation means. In order to ensure correct operation of the angular displacement sensor 1 according to the invention, the optical part thereof is isolated from light room. It is thus for example enclosed in an opaque housing 5 of any suitable shape, which is shown schematically and by way of example in certain figures. As can be seen in Figures 2 and
3, le polariseur 3 se présente préférentiellement sous la forme d'une plaque mince en polymère et de préférence sous la forme d'un disque 6. Le polariseur 3 est monté sur une tige d'entrée 7 servant à transmettre le mouvement de rotation de l'objet tournant 4 au polariseur 3. La tige d'entrée 7 peut être reliée à l'objet tournant 4 directement comme schématisé sur la figure 2 ou par l'intermédiaire d'éléments ne modifiant pas le mouvement de rotation. Le déplacement angulaire θ de l'objet tournant 4 est ainsi transmis sans modification au polariseur 3 qui tourne de la même façon et à la même vitesse que l'objet 4. Ainsi par exemple, dans le cadre d'une variante uniquement optoélectronique à un seul axe représentée sur la figure 2, le polariseur 3 est monté sur une tige d'entrée 7 qui peut être fixée sur le boîtier 5 à l'aide d'un ou plusieurs roulements à billes 8 ou de tout autre moyen équivalent assurant une bonne stabilité de mesure. L'objet tournant 4 peut être directement lié à la tige 7 ou être solidarisé à une tige 9 couplée à la tige d'entrée 7 par un système d'accouplement 10. Le système d'accouplement 10 et le roulement à billes 8 permettent d'éloigner, si nécessaire, l'objet tournant 4 de la partie optique du capteur 1 et assurent une meilleurs stabilité mécanique du capteur pendant le fonctionnement. La solidarisation du polariseur 3 à la tige d'entrée 7 peut se faire par tout moyen approprié et par exemple au moyen d'un élément central de fixation ou comme représenté à l'aide de deux disques supports 11 de diamètre inférieur au disque polariseur 6, fixés à l'extrémité de la tige 7 de part et autre du polariseur et laissant libre sur le polariseur une couronne périphérique 12 destinée à être traversée par le faisceau de lumière polarisée. Un système de transmission 13 modifiant proportionnellement le mouvement de rotation, peut également être interposé entre l'objet tournant 4 et la tige d'entrée 7. Il s'agit par exemple d'un système de transmission 13 par engrenages ou par courroies. A titre d'exemple, on a représenté sur les figures 3 et 4 deux variantes comportant un tel système de transmission 13 par engrenage. Ces variantes sont dites opto-mécanotroniques (capteur de position angulaire à deux axes). Une tige de transmission 14, pouvant être fixée sur le boîtier 5 à l'aide par exemple d'un ou plusieurs roulements à billes 8, porte une roue dentée 15. Comme indiqué précédemment, cette tige de transmission peut être solidarisée à l'objet tournant 4 directement (figure 3) ou par exemple par l'intermédiaire d'un accouplement 10 et d'une tige supplémentaire 9 ( figure 4 ) . La roue dentée 15 est en prise avec une roue dentée 16 qui selon la variante envisagée sur la figure 3 est portée par la tige d'entrée 7, mobile en rotation, sur laquelle est monté le polariseur 3. Dans ce cas, le faisceau de lumière polarisée émit par la source de lumineuse 2 doit traverser la couronne périphérique 12 libre du polariseur tournant. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, la roue dentée 16 est solidaire de la couronne extérieure mobile d'un roulement à billes 17 porté par la tige d'entrée 7 qui dans ce cas est fixe et creuse. Avantageusement, le polariseur 3 peut être directement fixé sur la roue dentée 16 ou la couronne mobile du roulement à billes 17. La source de lumière polarisée 2 est positionnée dans l'axe de la tige d'entrée 7 creuse, voire même à l'intérieur de celle-ci. Dans ce cas, le faisceau de lumière polarisée traverse la partie centrale 18 libre du polariseur mobile, ce qui permet en plus de minimiser le bruit optique. Le déplacement angulaire θ de l'objet tournant 4 est transmis au polariseur 3 selon un rapport de transmission dépendant du rapport d'engrenage entre les deux roues dentées 15 et 16. Ce rapport de transmission peut être quelconque, mais il est avantageusement choisi avec une valeur de 1/4, comme représenté, pour une raison qui sera explicitée par la suite. Dans ce cas particulièrement avantageux, lorsque l'objet tournant 4 fait un tour, le polariseur 3 tourne d'un quart de tour. Une telle configuration permettant de faire passer le faisceau lumineux dans la partie centrale 18 du polariseur tournant 3 n'est évidemment pas limitée à un montage à deux axes, mais pourrait également être adaptée à un montage à un seul axe. Lorsque le capteur 1 de position angulaire selon l'invention est en fonctionnement, la source lumineuse 2 émet un faisceau de lumière polarisé d'intensité I0 qui vient traverser le polariseur 3. La rotation du polariseur 3, provoquée par et proportionnelle à la rotation de l'objet tournant 4, induit une variation de l'intensité lumineuse en sortie du polariseur 3. Selon la loi de Malus, l'intensité I du faisceau à la sortie du polariseur tournant dépend du déplacement angulaire θ réalisé par le polariseur 3 et correspond à la fonction suivante : I = Imcos2θ. Dans le cas d'un montage à un axe comme par exemple celui de la figure 2, θ = θobjet et dans le cas d'un montage à deux axes avec système de transmission comme par exemple ceux des figures 3 et 4, θ est proportionnel à θob:jet. Le faisceau lumineux sortant constitue le signal de mesure qui est capté par un détecteur de signal de mesure 19 disposé en regard. Le détecteur du signal de mesure 19, préférentiellement une photodiode, détecte l'intensité I du faisceau et transmet la valeur détectée sous forme d'un signal électrique à un ensemble analyseur 20. Le capteur de mouvement angulaire 1 selon l'invention est conçu pour pouvoir être utilisé dans des unités industrielles, des véhicules, ou autres applications pour lesquelles il est soumis à des conditions qui ne sont pas les conditions optimales de laboratoire. Ainsi par exemple, il doit parfois supporter des vibrations, des températures élevées ou d'autres perturbations qui ne doivent pas avoir d'incidence sur la fiabilité et la résolution des mesures réalisées. Pour éliminer l'influence sur les résultats de toute fluctuation de la source lumineuse qui pourrait entraîner des variations gênantes de l'intensité lumineuse initiale, on peut avantageusement réaliser une boucle de référence. Pour cela, le faisceau de lumière polarisé est divisé par un séparateur de faisceau 21, placé par exemple à l'entrée du montage, de manière à former un faisceau de mesure et un faisceau de référence ne traversant pas le polariseur. Le séparateur de faisceau 21 ne modifie pas l'état de polarisation des faisceaux et peut par exemple être constitué d'un cube séparateur, d'un miroir semi-transparent ou analogue. L'intensité IR du faisceau de référence est captée par un détecteur de signal de référence 22, préférentiellement une photodiode, et transmise sous forme électrique à l'ensemble analyseur de signaux 20. Grâce à cette boucle de référence, la valeur instantanée de l'intensité initiale de la source lumineuse 2 est connue en permanence et transmise à l'ensemble analyseur 20 qui peut ainsi s'affranchir de toute variation de celle-ci, par exemple en divisant l'intensité détectée par le ou les détecteur(s) de signal de mesure 19 par l'intensité de référence IR détectée par le détecteur de référence 22. L'ensemble analyseur de signaux 20 est un module de traitement électronique qui comprend plusieurs étages et notamment, selon une variante préférentielle, un étage d'amplification servant à amplifier les signaux provenant des différents détecteurs 19 et 22, un étage de division des signaux de mesure par le signal de référence et un étage de calcul des résultats souhaités parmi la position angulaire, le sens de rotation et le nombre de tours effectués. L'ensemble analyseur 20 peut comprendre en outre suivant les cas un dispositif compteur de tours, de demi-tours ou de quarts de tour. L'étage de calcul de l'ensemble analyseur de signaux 20 calcule une valeur de déplacement angulaire θ à partir de la valeur détectée du cos2θ. Cependant et comme déjà indiqué dans l'introduction, cette fonction, n'étant pas bijective, génère des indéterminations quant à la valeur réelle du déplacement angulaire θ. Les modes de réalisation illustrés sur les figures 3 et 4 permettent de lever les indéterminations dans un tour lorsque le rapport de transmission est choisi égal à 1/4. La courbe d'intensité obtenue à la sortie du polariseur tournant3, the polarizer 3 is preferably in the form of a thin polymer plate and preferably in the form of a disc 6. The polarizer 3 is mounted on an input rod 7 used to transmit the rotational movement of the rotating object 4 at the polarizer 3. The input rod 7 can be connected to the rotating object 4 directly as shown diagrammatically in FIG. 2 or by means of elements which do not modify the rotational movement. The angular displacement θ of the rotating object 4 is thus transmitted without modification to the polarizer 3 which rotates in the same way and at the same speed as the object 4. Thus for example, in the context of a variant only optoelectronic to a single axis shown in Figure 2, the polarizer 3 is mounted on an input rod 7 which can be fixed on the housing 5 using one or more ball bearings 8 or any other equivalent means ensuring good measurement stability. The rotating object 4 can be directly linked to the rod 7 or be secured to a rod 9 coupled to the input rod 7 by a coupling system 10. The coupling system 10 and the ball bearing 8 allow 'Move away, if necessary, the rotating object 4 from the optical part of the sensor 1 and ensure better mechanical stability of the sensor during operation. The attachment of the polarizer 3 to the input rod 7 can be done by any suitable means and for example by means of a central fixing element. or as shown using two support discs 11 of diameter smaller than the polarizing disc 6, fixed to the end of the rod 7 on either side of the polarizer and leaving free on the polarizer a peripheral ring 12 intended to be crossed by the beam of polarized light. A transmission system 13 proportionally modifying the rotational movement can also be interposed between the rotating object 4 and the input rod 7. This is for example a transmission system 13 by gears or by belts. By way of example, FIGS. 3 and 4 show two variants comprising such a transmission system 13 by gear. These variants are called opto-mechanotronic (angular position sensor with two axes). A transmission rod 14, which can be fixed to the housing 5 using for example one or more ball bearings 8, carries a toothed wheel 15. As indicated previously, this transmission rod can be secured to the object turning 4 directly (Figure 3) or for example via a coupling 10 and an additional rod 9 (Figure 4). The toothed wheel 15 is engaged with a toothed wheel 16 which, according to the variant envisaged in FIG. 3, is carried by the input rod 7, movable in rotation, on which the polarizer 3 is mounted. In this case, the beam of polarized light emitted by the light source 2 must pass through the free peripheral ring 12 of the rotating polarizer. In the embodiment shown in Figure 4, the toothed wheel 16 is integral with the movable outer ring of a ball bearing 17 carried by the input rod 7 which in this case is fixed and hollow. Advantageously, the polarizer 3 can be directly fixed to the toothed wheel 16 or the mobile crown of the ball bearing 17. The polarized light source 2 is positioned in the axis of the hollow input rod 7, or even at the inside of it. In this case, the polarized light beam passes through the free central part 18 of the mobile polarizer, which also makes it possible to minimize the optical noise. The angular displacement θ of the rotating object 4 is transmitted to the polarizer 3 according to a transmission ratio depending on the gear ratio between the two toothed wheels 15 and 16. This transmission ratio can be arbitrary, but it is advantageously chosen with a value of 1/4, as shown, for a reason which will be explained later. In this particularly advantageous case, when the rotating object 4 rotates, the polarizer 3 rotates a quarter of a turn. Such a configuration allowing the light beam to pass through the central part 18 of the rotating polarizer 3 is obviously not limited to a two-axis assembly, but could also be adapted to a single-axis assembly. When the angular position sensor 1 according to the invention is in operation, the light source 2 emits a polarized light beam of intensity I 0 which passes through the polarizer 3. The rotation of the polarizer 3, caused by and proportional to the rotation of the rotating object 4, induces a variation in the light intensity at the output of the polarizer 3. According to Malus' law, the intensity I of the beam at the output of the rotating polarizer depends on the angular displacement θ produced by the polarizer 3 and corresponds to the following function: I = I m cos 2 θ. In the case of a one-axis assembly such as that of Figure 2, θ = θ object and in the case of a two-axis assembly with transmission system such as those of Figures 3 and 4, θ is proportional at θ ob: jet . The outgoing light beam constitutes the measurement signal which is picked up by a measurement signal detector 19 placed opposite. The measurement signal detector 19, preferably a photodiode, detects the intensity I of the beam and transmits the detected value in the form of an electrical signal to an analyzer assembly 20. The angular motion sensor 1 according to the invention is designed to be able to be used in industrial units, vehicles, or other applications for which it is subjected to conditions which are not optimal laboratory conditions. Thus, for example, it must sometimes withstand vibrations, high temperatures or other disturbances which must not affect the reliability and the resolution of the measurements carried out. To eliminate the influence on the results of any fluctuation in the light source which could cause annoying variations in the initial light intensity, it is advantageous to make a reference loop. For this, the polarized light beam is divided by a beam splitter 21, placed for example at the input of the assembly, so as to form a measurement beam and a reference beam not passing through the polarizer. The beam splitter 21 does not modify the polarization state of the beams and can for example be made up of a separating cube, a semi-transparent mirror or the like. The intensity I R of the reference beam is picked up by a reference signal detector 22, preferably a photodiode, and transmitted in electrical form to the signal analyzer assembly 20. Thanks to this reference loop, the instantaneous value of l initial intensity of the light source 2 is permanently known and transmitted to the analyzer assembly 20 which can thus overcome any variation thereof, for example by dividing the intensity detected by the detector (s) measurement signal 19 by the reference intensity I R detected by the reference detector 22. The signal analyzer assembly 20 is an electronic processing module which comprises several stages and in particular, according to a preferred variant, a stage of amplification used to amplify the signals from the various detectors 19 and 22, a stage for dividing the measurement signals by the reference signal and a stage for calculating the desired results among the angular position, the direction of rotation and the number of turns. The analyzer assembly 20 may further comprise, depending on the case, a device for counting turns, half-turns or quarter-turns. The calculation stage of the signal analyzer assembly 20 calculates an angular displacement value θ from the detected value of cos 2 θ. However, and as already indicated in the introduction, this function, not being bijective, generates indeterminations as to the real value of the angular displacement θ. The embodiments illustrated in FIGS. 3 and 4 make it possible to resolve the indeterminacies in a revolution when the transmission ratio is chosen equal to 1/4. The curve intensity obtained at the output of the rotating polarizer
3 avec ce type de montage est donnée à la figure 5. Lorsque l'objet à étudier 4 parcourt un tour complet, le polariseur ne fait qu'un quart de tour. La fonction cos2θ étant bijective sur un quart de tour du polariseur, l'étage de calcul de l'ensemble analyseur3 with this type of assembly is given in FIG. 5. When the object to be studied 4 travels a full revolution, the polarizer makes only a quarter turn. The cos 2 fonction function being bijective on a quarter turn of the polarizer, the calculation stage of the analyzer assembly
20 détermine facilement la position angulaire du polariseur θ dans le premier quart de tour qui est égale à θ = arccos ( - Vha ) . Par conséquent le déplacement angulaire réel de l'objet tournant 4 dans le premier tour est égal à quatre fois θ, c'est à dire, θ0bjet = 4 arccos ( -yjl/lm ) . Dans le deuxième tour, l'intensité à travers le polariseur tournant donnée par la loi de Malus devient : I = Im(l-cos2θ) = Imsin θ. Dans ce cas, la position angulaire de l'objet 4 est déterminée par la relation : θobjet = 4 arcsin( Vl/Im ) . Néanmoins, lorsque l'objet tournant 4 peut changer de sens de rotation, il subsiste tout de même une indétermination pour déterminer le sens de rotation de l'objet tournant au niveau des minima et maxima de la courbe d'intensité mesurée en cos2θ. Afin de résoudre ces problèmes et selon une caractéristique essentielle de l'invention, le capteur de déplacement angulaire 1 selon l'invention comporte en outre un moyen de levée des indéterminations 23. Ce moyen 23 fonctionne par génération d'un deuxième signal de mesure déphasé par rapport au premier signal de mesure. Selon un premier mode de réalisation représenté sur le schéma par blocs de la figure 6, ce premier signal de mesure et ce deuxième signal de mesure déphasé par rapport au premier peuvent coexister en permanence. Pour ce faire, le faisceau lumineux incident est divisé en deux faisceaux de mesure à l'aide d'un séparateur de faisceau 21 qui n'a aucune influence sur l'état de polarisation des faisceaux et qui peut être par exemple un cube séparateur, un miroir semi- transparent ou analogue . Dans le cas préférentiel où le capteur selon l'invention comporte une boucle de référence, le séparateur de faisceau 21 utilisé pour créer le faisceau de référence peut être placé avant (figure 6) ou après (figures 7 et 8) celui servant à créer le deuxième faisceau de mesure. Ces deux séparateurs de faisceaux 21 peuvent être identiques ou différents. Le premier faisceau de mesure traverse le polariseur tournant qui modifie son intensité selon la loi de Malus Ix = Imlcos2θ et parvient à un premier détecteur de signal de mesure 24. Ce premier détecteur de signal de mesure 24 détecte l'intensité Ix et transmet la valeur détectée sous forme de signal électrique à l'ensemble analyseur 20. Le deuxième faisceau de mesure rencontre un moyen de génération d'un déphasage 25 qui crée un déphasage d'angle φ par rapport au premier faisceau de mesure. Le deuxième faisceau de mesure, déphasé par rapport au premier, vient également traverser le polariseur tournant qui modifie son intensité selon la loi de Malus I2 = Im2cos2 (θ-φ) . Il aboutit ensuite à un deuxième détecteur de signal de mesure 26, qui détecte l'intensité I2 et la transmet à l'ensemble analyseur 20. Les deux détecteurs de signal de mesure 24 et 26 peuvent être identiques ou différents et sont préférentiellement des photodiodes. Le moyen de génération d'un déphasage 25 peut être quelconque du moment qu'il ne modifie pas l'état de polarisation du faisceau. Le déphasage peut être choisi d'un angle φ quelconque compris entre 0 et 90°. Avantageusement, il peut être choisi égal à 45°. Deux variantes ont par exemple été imaginées sur les figures 7 et 8 pour le montage à un seul axe. Une première variante représentée sur la figure 7 consiste à créer géométriquement le déphasage en décalant d'un angle φ le point d'impact 27 du deuxième faisceau de mesure d'intensité I2 par rapport au point d'impact 28 du premier faisceau de mesure d'intensité I1 sur le polariseur tournant 3. Une deuxième variante illustrée sur la figure 8 utilise une lame retardatrice 29. Dans ce cas, la réalisation du déphasage φ entre les deux faisceaux de mesure comporte deux étapes . La première consiste à obtenir un deuxième faisceau de mesure en phase avec le premier. Pour cela, le point d'impact 27 du deuxième faisceau est choisi de manière à être disposé géométriquement sur la même droite diamétrale que le point d'impact 28 du premier faisceau. Deux exemples de dispositions possibles sont donnés sur la figure 8. Les deux points d'impact peuvent ainsi par exemple être disposés sur la couronne périphérique 12 du polariseur 3 d'une façon diamétralement opposée (décalage de 180°) ou non. La deuxième étape consiste à interposer une lame retardatrice 29 sur le chemin du deuxième faisceau de mesure avant qu'il ne traverse le polariseur tournant 3. Cette lame retardatrice 29 est préférentiellement une lame demi-onde (λ/2) orientée selon un angle α par rapport à la direction de polarisation. Cette lame ne modifie pas l'état de polarisation du faisceau mais crée un déphasage φ = 2α à la sortie du polariseur 3 entre les deux faisceaux de mesure. Avantageusement, une orientation de la lame demi-onde (λ/2) d'un angle α de 22,5° par rapport à la direction de polarisation permet d'obtenir un déphasage choisi de φ = 45° entre les deux faisceaux de mesure. De préférence, on peut utiliser une lame retardatrice 29 se trouvant sous forme de film. Les valeurs d'intensité lx et I2 transmises à l'ensemble analyseur 20 par les détecteurs de signal de mesure 24 et 26 peuvent être représentées en fonction de l'angle de rotation de l'objet tournant sous la forme de deux courbes décalées d'un angle φ correspondant au déphasage. Un exemple d'une telle paire de courbes déphasées de 45° a été représenté sur la figure 9. L'ensemble analyseur 20 reçoit à chaque instant les deux valeurs détectées de lx et I2. Il dispose donc d'un système de deux équations à une seule inconnue qu'il peut aisément résoudre au moyen de composants électroniques simples et courants. La deuxième équation lui permet de lever toute indétermination quant à la valeur réelle de θ et au sens de rotation. Avantageusement, l'ensemble analyseur 20 comporte dans ce cas un détecteur de demi-tours 30 lui permettant de savoir dans quel demi-tour de son déplacement angulaire se trouve le polariseur 3. Un exemple de réalisation très simple d'un tel détecteur 30 a été représenté sur les figures 7 et 8. Néanmoins tout autre moyen de détection de demi- tour peut être utilisé de façon satisfaisante notamment un détecteur magnétique ou autre. Dans l'exemple représenté, une couche absorbante 31, préférentiellement de largeur sensiblement égale à 5 mm, a été gravée sur la périphérie d'un premier demi-tour du polariseur 3. Une source de lumière par exemple de type diode électroluminescente, non représentée sur les figures, est disposée face au polariseur à un niveau correspondant à la zone absorbante 31. Cette source émet un faisceau lumineux qui, lorsque la couche absorbante 30 est absente, traverse le polariseur tournant 3 et est capté par un détecteur de signal disposé en regard, par exemple de type photodiode et également non représenté. Lorsque cette couche est située entre la source de lumière et le détecteur, elle empêche le faisceau de traverser le polariseur 3. Par conséquent, le détecteur de demi-tours 30 génère un signal carré à deux états logiques 0 ou 1 comme représenté sur la courbe de la figure 10. Si le détecteur de demi-tours indique un état logique zéro, le polariseur 3 se trouve dans le premier demi-tour de son déplacement angulaire. Dans ce cas, la position angulaire θ du polariseur 3 est déterminée par la relation : θ = (l/2)arctan(ImlI2/Im2I1) . Dans le cas où le détecteur indique un état logique 1 , le polariseur 3 se trouve dans le deuxième demi-tour de son déplacement angulaire et sa position angulaire réelle est calculée par la relation suivante : θ = 180°+(l/2)arctan(IralI2/Im2I1). Un schéma synoptique d'un mode de réalisation préférentiel de l'ensemble analyseur de signaux 20 correspondant à cette variante du capteur 1 selon l'invention, a été donné sur la figure 11. L'ensemble analyseur de signaux 20 représenté sur la figure 11 comprend un étage de filtration hautes fréquences 32 servant à éliminer la composante continue des signaux de mesure Ix et I2 provenant des détecteurs 24 et 26, un étage d'amplification 33 servant à amplifier les signaux Ix et I2 provenant de l'étage de filtration 32 et le signal de référence provenant du détecteur 22, un étage de division des signaux 34 et un étage de calcul des résultats souhaités 35 parmi la position angulaire, le sens de rotation et le nombre de tours effectués. L'élimination de la composante continue des signaux de mesure Ix et I2 permet de déterminer directement la position angulaire θ et le sens de rotation dans le premier demi-tour du polariseur 3 entre 0° et 180°, car le rapport ImlI2/Im2I1 est égal à la tangente de 2θ (tan2θ=ImlI2/Im2I1) et par conséquent θ = ( l/2)arctan(ImlI2/lm2I1) . Dans le cas pratique, il est préférable que les deux amplitudes Iml et Im2 soient égales (Iml = Im2). Dans ce cas, la position angulaire de l'objet tournant 4 est donnée par : θobjet = (l/2)atan(I2/I1). Bien évidemment, le moyen de levée des indéterminations 23 par génération d'un deuxième signal de mesure déphasé par rapport au premier signal de mesure peut également être adapté à la variante à deux axes du capteur selon l'invention. Conformément au mode de réalisation représenté sur le schéma par blocs de la figure 6, les deux signaux de mesure coexistent en permanence et le deuxième faisceau de mesure rencontre un moyen de génération d'un déphasage 25 qui crée un déphasage d'angle φ par rapport au premier faisceau de mesure. Les deux variantes du moyen de génération de déphasage 25 précédemment décrites (déphasage géométrique ou à l'aide d'une lame retardatrice 29) sont également adaptables au montage à deux axes . Un mode de réalisation à lame retardatrice20 easily determines the angular position of the polarizer θ in the first quarter-turn which is equal to θ = arccos (- Vha). Consequently the real angular displacement of the rotating object 4 in the first turn is equal to four times θ, that is to say, θ 0 bjet = 4 arccos (-yjl / lm). In the second round, the intensity through the rotating polarizer given by the Malus law becomes: I = I m (l-cos 2 θ) = I m sin θ. In this case, the angular position of the object 4 is determined by the relation: θ object = 4 arcsin (Vl / Im). However, when the rotating object 4 can change the direction of rotation, there is still an indeterminacy to determine the direction of rotation of the rotating object at the minima and maxima of the intensity curve measured in cos 2 θ . In order to solve these problems and according to an essential characteristic of the invention, the angular displacement sensor 1 according to the invention further comprises a means for lifting the indeterminacies 23. This means 23 operates by generation of a second phase-shifted measurement signal with respect to the first measurement signal. According to a first embodiment shown in the block diagram of FIG. 6, this first measurement signal and this second measurement signal out of phase with the first can coexist permanently. To do this, the incident light beam is divided into two measurement beams using a beam splitter 21 which has no influence on the state of polarization of the beams and which can for example be a separating cube, a semi-transparent mirror or the like. In the preferential case where the sensor according to the invention comprises a reference loop, the beam splitter 21 used to create the reference beam can be placed before (FIG. 6) or after (FIGS. 7 and 8) that used to create the second measurement beam. These two beam splitters 21 can be identical or different. The first measurement beam passes through the rotating polarizer which modifies its intensity according to the Malus law I x = I ml cos 2 θ and reaches a first measurement signal detector 24. This first measurement signal detector 24 detects the intensity I x and transmits the detected value in the form of an electrical signal to the analyzer assembly 20. The second measurement beam encounters a means for generating a phase shift 25 which creates an angle phase shift φ with respect to the first measurement beam. The second measurement beam, phase shifted with respect to the first, also crosses the rotating polarizer which modifies its intensity according to the law of Malus I 2 = I m2 cos 2 (θ-φ). It then leads to a second measurement signal detector 26, which detects the intensity I 2 and transmits it to the analyzer assembly 20. The two measurement signal detectors 24 and 26 may be identical or different and are preferably photodiodes . The means for generating a phase shift 25 can be arbitrary as long as it does not modify the state of polarization of the beam. The phase shift can be chosen from any angle φ between 0 and 90 °. Advantageously, it can be chosen equal to 45 °. Two variants have for example been imagined in FIGS. 7 and 8 for mounting with a single axis. A first variant represented in FIG. 7 consists in geometrically creating the phase shift by shifting by an angle φ the point of impact 27 of the second intensity measurement beam I 2 relative to the point of impact 28 of the first measurement beam of intensity I 1 on the rotating polarizer 3. A second variant illustrated in FIG. 8 uses a retarder plate 29. In this case, the production of the phase shift φ between the two measurement beams comprises two stages. The first consists in obtaining a second measurement beam in phase with the first. For this, the point of impact 27 of the second beam is chosen so as to be arranged geometrically on the same diametral line as the point of impact 28 of the first beam. Two examples of possible arrangements are given in FIG. 8. The two points of impact can thus for example be arranged on the peripheral ring 12 of the polarizer 3 in a diametrically opposite manner (180 ° offset) or not. The second step consists in interposing a delay plate 29 on the path of the second measurement beam before it crosses the rotating polarizer 3. This delay plate 29 is preferably a half-wave plate (λ / 2) oriented at an angle α with respect to the direction of polarization. This plate does not modify the polarization state of the beam but creates a phase shift φ = 2α at the output of the polarizer 3 between the two measurement beams. Advantageously, an orientation of the blade half-wave (λ / 2) with an angle α of 22.5 ° relative to the direction of polarization makes it possible to obtain a chosen phase shift of φ = 45 ° between the two measurement beams. Preferably, it is possible to use a retarding strip 29 which is in the form of a film. The intensity values l x and I 2 transmitted to the analyzer assembly 20 by the measurement signal detectors 24 and 26 can be represented as a function of the angle of rotation of the rotating object in the form of two offset curves. by an angle φ corresponding to the phase shift. An example of such a pair of 45 ° phase-shifted curves has been shown in FIG. 9. The analyzer assembly 20 receives at each instant the two detected values of l x and I 2 . It therefore has a system of two equations with a single unknown that it can easily solve using simple and common electronic components. The second equation allows him to remove any uncertainty as to the real value of θ and the direction of rotation. Advantageously, the analyzer assembly 20 in this case comprises a half-turn detector 30 allowing it to know in which half-turn of its angular displacement is the polarizer 3. An example of very simple embodiment of such a detector 30 has has been shown in Figures 7 and 8. However, any other half-turn detection means can be used satisfactorily, in particular a magnetic detector or the like. In the example shown, an absorbent layer 31, preferably of width substantially equal to 5 mm, has been etched on the periphery of a first half-turn of the polarizer 3. A light source for example of the diode type electroluminescent, not shown in the figures, is arranged facing the polarizer at a level corresponding to the absorbing zone 31. This source emits a light beam which, when the absorbing layer 30 is absent, crosses the rotating polarizer 3 and is picked up by a detector signal arranged opposite, for example of photodiode type and also not shown. When this layer is located between the light source and the detector, it prevents the beam from passing through the polarizer 3. Consequently, the U-turn detector 30 generates a square signal with two logic states 0 or 1 as shown on the curve of Figure 10. If the U-turn detector indicates a logic zero state, the polarizer 3 is in the first U-turn of its angular displacement. In this case, the angular position θ of the polarizer 3 is determined by the relation: θ = (l / 2) arctan (I ml I 2 / I m2 I 1 ). In the case where the detector indicates a logic state 1, the polarizer 3 is in the second half-turn of its angular displacement and its real angular position is calculated by the following relation: θ = 180 ° + (l / 2) arctan (I ral I 2 / I m2 I 1 ). A block diagram of a preferred embodiment of the signal analyzer assembly 20 corresponding to this variant of the sensor 1 according to the invention has been given in FIG. 11. The signal analyzer assembly 20 represented in FIG. 11 comprises a high frequency filtration stage 32 used to eliminate the continuous component of the measurement signals I x and I 2 coming from the detectors 24 and 26, an amplification stage 33 serving to amplify the signals I x and I 2 coming from the filtration stage 32 and the reference signal from detector 22, a signal division stage 34 and a calculation stage desired results 35 among the angular position, the direction of rotation and the number of turns performed. The elimination of the DC component of the measurement signals I x and I 2 makes it possible to directly determine the angular position θ and the direction of rotation in the first half-turn of the polarizer 3 between 0 ° and 180 °, because the ratio I ml I 2 / I m2 I 1 is equal to the tangent of 2θ (tan2θ = I ml I 2 / I m2 I 1 ) and therefore θ = (l / 2) arctan (I ml I 2 / l m2 I 1 ). In the practical case, it is preferable that the two amplitudes I ml and I m2 are equal (I ml = I m2 ). In this case, the angular position of the rotating object 4 is given by: θ object = (l / 2) atan (I 2 / I 1 ). Obviously, the means for lifting the indeterminacies 23 by generation of a second measurement signal out of phase with the first measurement signal can also be adapted to the two-axis variant of the sensor according to the invention. In accordance with the embodiment represented in the block diagram of FIG. 6, the two measurement signals coexist permanently and the second measurement beam encounters a means of generating a phase shift 25 which creates a phase shift of angle φ relative to at the first measurement beam. The two variants of the phase-shift generation means 25 described above (geometric phase shift or using a retarding blade 29) are also adaptable to mounting with two axes. An embodiment with a retarder blade
29 pour un montage à deux axes a été représenté à titre d'exemple sur la figure 12. Comme précédemment, la création du déphasage est réalisée en deux étapes : obtention de deux faisceaux en phase en positionnant géométriquement les points d'impact 27 et 28 des deux faisceau sur la même droite diamétrale du polariseur tournant 3 (deux exemples de positionnement sont illustrés sur la figure 12) et interposition d'une lame retardatrice 29 sur le chemin du deuxième faisceau de mesure avant qu'il ne traverse le polariseur 3. La lame retardatrice demi-onde (λ/2) peut avantageusement être orientée avec un angle α de 22.5° par rapport à la direction de polarisation, de façon à générer un déphasage choisi de 45°. Les courbes d'intensité Iλ et I2 obtenues à la sortie du polariseur 3 peuvent être représentées en fonction de l'angle de rotation de l'objet tournant sous la forme de deux courbes décalées d'un angle φ correspondant au déphasage. Un exemple d'une telle paire de courbes déphasées de 45° a été représenté sur la figure 13. L'ensemble analyseur 20 reçoit à chaque instant les deux valeurs détectées de Ix et I2. Il dispose donc d'un système de deux équations à une seule inconnue qu'il peut aisément résoudre au moyen de composants électroniques simples et courants. La première équation, Ix = Imlcos2θ, permet de déterminer directement la position angulaire réelle de l'objet tournant 4 en utilisant la relation : θobjet = 4 arccos ( Vl/I ) ou la relation θobjet = 4 arcsin( VlIm ) . La première équation permet aussi de déterminer le sens de rotation entre les points caractéristiques (les minima ou les maxima de Pour lever toute indétermination concernant le sens de rotation du capteur, à chaque fois que la valeur d'intensité du premier signal de mesure I passe par un point caractéristique, il suffit de contrôler le sens de la variation de l'intensité des signaux de mesure Ix et I2. Si le sens de variation est le même pour les deux signaux (croissant ou décroissant), le capteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Dans le cas inverse, c'est à dire le signal Ix croissant et I2 décroissant ou inverse, le capteur tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Si le rapport d'engrenage est de 1/2, l'objet tournant tourne d'un tour complet quand le polariseur tourne d'un demi-tour. Dans ce cas, la présence en permanence d'un deuxième signal de mesure I2 déphasé par rapport au premier signal de mesure Ilf permet de lever les indéterminations et de déterminer directement la position angulaire et le sens de rotation de l'objet tournant 4. Si les deux signaux sont normalisés et déphasés de 45°, l'élimination de leurs composantes continues permet de réécrire leurs expressions de la manière suivante : Ix = cos(2θ) = cos(θobjet) et I2 = sin(2θ) = sin(θobjet) où θ est la position angulaire du polariseur tournant 3 et θobjet est la position angulaire de l'objet tournant 4 (2Θ = θobjet) . La position angulaire de l'objet tournant est calculée donc directement en utilisant la fonction tangente : tan(θobjet) =~L2/1.1 et par conséquent θobjet = arctan(I2/I1) . Les courbes de variation de Ix et de I2, pour un tour de l'objet tournant, sont représentées sur la figure 14. Selon un autre mode de réalisation représenté sur le schéma par blocs de la figure 15, le deuxième signal de mesure déphasé par rapport au premier, peut remplacer périodiquement et alternativement le premier signal de mesure. Dans ce cas, un moyen périodique de génération d'un déphasage 36 est placé sur le chemin du faisceau de mesure avant que celui-ci ne traverse le polariseur tournant 3. Ce moyen 36 ne modifie pas l'état de polarisation du faisceau mais ajoute périodiquement un déphasage d'angle φ au faisceau de mesure. Contrairement au mode de réalisation précédent, les deux faisceaux de mesure déphasés n'existent pas simultanément mais se remplacent alternativement et de manière périodique. Le faisceau de mesure traverse ensuite le polariseur tournant 3 qui module son intensité. Comme précédemment, le faisceau est ensuite capté par un détecteur de signal de mesure 12 et la valeur de son intensité est transmise à l'ensemble analyseur de signaux 20. Celle-ci est égale à Ix = Imcos2θ lorsque le moyen périodique de génération de déphasage 36 ne crée pas de déphasage et à I2 = Imcos2(θ-φ) lorsque le moyen périodique de génération de déphasage 36 crée un déphasage d'angle φ. Si l'on trace une courbe représentant la variation de l'intensité à la sortie du polariseur 3, c'est-à-dire correspondant celle mesurée par le détecteur 19, en fonction de l'angle de rotation de l'objet tournant, on obtient une courbe composite, similaire à celles représentées sur les figures 17 et 19, formée de portions de courbe se succédant périodiquement et correspondant respectivement à Ix ou à I2. Le déphasage peut être choisi d'un angle φ quelconque préférentiellement compris entre 0 et 90°. De préférence, on peut utiliser un déphasage de 90° comme illustré sur les courbes des figures 17 et 19. Ce mode de réalisation du capteur optique 1 selon l'invention peut être indifféremment adapté à un montage à un axe ou à un montage à deux axes . Un exemple de réalisation de chacun de ces montages a été représenté respectivement sur les figures 16 et 18. La période caractérisant l'alternance des faisceaux est dépendante du mouvement de rotation du polariseur tournant 3. Elle est de préférence choisie égale à un quart de tour du polariseur 3, ce qui correspond à un quart de tour de l'objet tournant 4 pour le montage de la figure 15 et à un tour complet de l'objet tournant pour le montage de la figure 18 qui présente un rapport préférentiel d'engrenage égal à 1/4. Le changement d'état périodique du moyen de génération de déphasage 36 peut être commandé par l'ensemble analyseur 20 au moyen d'une boucle retour asservie en fonction de la valeur de l'intensité captée par le détecteur 19, de manière à provoquer ce changement d'état à chaque fois que la valeur d'intensité passe par un point caractéristique, par exemple et de préférence à chaque fois qu'elle atteint un maximum ou un minimum. Bien entendu et comme indiqué précédemment, le faisceau de mesure peut, avant de rencontrer le moyen périodique de génération d'un déphasage 36, être divisé pour former un faisceau de référence. Selon les variantes représentées sur les figures 16 et 18, le moyen périodique de génération d'un déphasage 36 peut être une lame retardatrice mobile 37 qui vient périodiquement s'interposer sur le chemin du faisceau de mesure de manière à générer lorsqu'elle est présente un déphasage d'angle φ. De préférence, il peut s'agir d'une lame retardatrice demi-onde (λ/2) orientée avec un angle α par exemple égal à 45° par rapport à la direction de polarisation, générant ainsi un déphasage choisi de 90° lorsqu'elle est traversée par le faisceau de mesure. Le déplacement de cette lame mobile 24 est préférentiellement commandé par un obturateur OFF/ON asservi par l'ensemble analyseur 13. Là encore, on peut préférentiellement utiliser une lame retardatrice 37 se présentant sous la forme d'un film. Dans de telles conditions de mesure, on obtient la courbe composite de la figure 17 pour le montage à un axe de la figure 16 et la courbe composite de la figure 19 pour le montage à deux axes de la figure 18. Avantageusement, ces courbes varient toujours dans le même sens tant que le sens de rotation du polariseur 3 reste inchangé et s'inversent en cas de changement de ce sens de rotation. Il est donc extrêmement facile de connaître le sens de rotation de l'objet tournant 4. En outre, il suffit de coupler, au sein de l'ensemble analyseur 20, l'étage de calcul avec un dispositif compteur de quarts de tour pour pouvoir donner sans ambiguïté la position angulaire de l'objet tournant 4. Le capteur optique 1 selon l'invention est particulièrement avantageux car il permet de donner de façon simple, fiable et précise à la fois la position angulaire absolue, le sens de rotation et le nombre de tours effectués par un objet tournant. Il n'est pas limité en nombre de tours et fonctionne aussi bien à grande, qu'à faible vitesse de rotation. Il reste fiable et précis même lorsqu'il est utilisé dans des conditions défavorables telles que les conditions d'exploitation industrielle. En outre, le détecteur optique selon l'invention est particulièrement tolérant vis-à-vis du décentrage ou du désalignement. De manière évidente, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation préférentiels décrits précédemment et représentés sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir de la portée de l'invention. On peut ainsi citer à titre d'exemple un procédé d'exploitation des signaux de mesure qui permet d'obtenir expérimentalement et sans calcul compliqué la valeur de la position angulaire θ du polariseur tournant 3, liée à celle θ0bjet de l'objet tournant à étudier, à partir de la fonction de transfert réelle du polariseur tournant 3. La fonction de transfert réelle du polariseur représente la réponse expérimentale réelle du capteur qui approche la réponse théorique en cos2θ explicité précédemment. Cette fonction réalise la correspondance entre le signal mesuré et la valeur de la position angulaire. Elle est calculée en utilisant un principe de base consistant à moduler l'intensité lumineuse du signal de mesure et celui du signal de référence en faisant varier le signal de commande de la source lumineuse utilisée, pour une position angulaire fixe connue θ du polariseur tournant 3 et à étudier la variation du signal de mesure en fonction du signal de référence (traduisant celle de la source lumineuse). La variation du signal de mesure Im en fonction du signal de référence IR est une droite caractéristique d'une position angulaire θ donnée, dont l'équation est la suivante : Im(IR)=A*IR+B dans laquelle A et B sont des constantes qui dépendent de la position angulaire θ. Cette équation peut être réécrite de la manière suivante : Im(θ)=A(θ)*IR+B(θ) A(θ) représente la pente de cette droite et ne dépend que du rapport des gains des amplificateurs qui est une constante du système et de la position angulaire θ. B(θ) représente l'intersection avec l'axe de mesure. Il dépend de la position angulaire θ, de la dérive de l'électronique (l'offset) et des réflexions parasites sur les différentes dioptres du systèmes. Pour chaque position angulaire θ du polariseur tournant 3, on obtient une droite différente dont la valeur de la pente A peut être déterminée expérimentalement. La variation de cette pente A en fonction de la position angulaire θ du polariseur tournant constitue la fonction de transfert réelle du polariseur. Le fait que cette fonction de transfert dépende uniquement de A(θ) rend la mesure insensible à la dérive d'offset de l'électronique et prend en compte les caractéristiques spécifiques du polariseur (coefficient de transmission, coefficient de réflexion... ) . Ce procédé d'exploitation nécessite une étape de calibrage préalable du capteur, au cours de laquelle on établit une table de transfert qui est stockée dans une mémoire, par exemple une mémoire ROM, de l'ensemble analyseur 20 du capteur. Cette table de transfert regroupe des milliers de couples pente A/position angulaire θ correspondante et est établie expérimentalement pour un capteur donné. Elle est établie avec soin au cours d'une phase préalable de calibrage pouvant avantageusement être automatisée, pendant laquelle plusieurs milliers de mesures sont réalisées dans des conditions signal/bruit optimales. Par la suite en utilisation, pour déterminer une position angulaire θ du polariseur, la valeur de l'intensité du signal de mesure Im est détectée par le détecteur de signal de mesure 19 et celle du signal de référence IR par le détecteur de signal de référence 22 pour au moins deux valeurs d'intensité différentes de la source lumineuse 2. L'ensemble analyseur 20 calcule alors la pente A de la droite définie par ces au moins deux couples de valeurs (Ira, IR) , déterminant ainsi la valeur de la fonction de transfert réelle du polariseur pour la position angulaire θ à identifier. La table de transfert, en mémoire dans l'ensemble analyseur 20, donne alors la position angulaire θ correspondant à cette valeur de la fonction de transfert du polariseur. Ce procédé d'exploitation des signaux de mesure peut être utilisé dans toutes les variantes précédemment décrites du capteur selon l'invention. Il peut être appliqué indifféremment à l'un ou à l'autre des signaux de mesure, ou aux deux signaux simultanément ou successivement. Ce procédé est particulièrement avantageux car il n'est pas sensible aux dérives à long terme de l'électronique. De plus, il prend en compte les défauts de fabrication du polariseur et des éléments optiques associés. Il permet ainsi d'utiliser un polariseur et des éléments standard peu coûteux. Le recours à la table de transfert évite tout calcul compliqué et permet d'atteindre la résolution souhaitée, la précision n'étant limitée que par l'électronique de mesure associée. Ce procédé d'exploitation est rapide, précis et autorise une dispersion de fabrication importante du système optique. En outre, il est parfaitement adapté aux conditions industrielles d'exploitation car il est peu sensible aux vibrations. Ce procédé peut avantageusement être utilisé lorsque le polariseur tourne lentement ou qu'il s'arrête et que l'on veut connaître sa position angulaire avec une grande précision. Il donne en effet un résultat plus précis que l'utilisation des formules mathématiques théoriques car il tient compte des défauts réels du capteur. Lorsque le polariseur tourne à grande vitesse, on utilisera alors préférentiellement les méthodes mathématiques précédemment décrites, bien que l'utilisation de ce procédé d'exploitation reste envisageable . Il doit être bien compris que ce procédé avantageux n'est qu'un exemple de procédé d'exploitation des signaux détectés par le capteur selon l'invention, de nombreuses autres méthodes pouvant être mises au point par l'homme du métier dans le cadre de l'invention. 29 for an assembly with two axes has been shown by way of example in FIG. 12. As previously, the creation of the phase shift is carried out in two stages: obtaining two beams in phase by geometrically positioning the points of impact 27 and 28 of the two beams on the same diametrical straight line of the rotating polarizer 3 (two positioning examples are illustrated in FIG. 12) and interposition of a retarder plate 29 on the path of the second measurement beam before it crosses the polarizer 3. The half-wave retarder plate (λ / 2) can advantageously be oriented with an angle α of 22.5 ° relative to the direction of polarization, so as to generate a chosen phase shift of 45 °. The intensity curves I λ and I 2 obtained at the output of the polarizer 3 can be represented as a function of the angle of rotation of the rotating object in the form of two curves offset by an angle φ corresponding to the phase shift. An example of such a pair of 45 ° phase shifted curves has been shown in FIG. 13. The analyzer assembly 20 receives at each instant the two detected values of I x and I 2 . It therefore has a system of two equations with a single unknown that it can easily solve using simple and common electronic components. The first equation, I x = I ml cos 2 θ, makes it possible to directly determine the real angular position of the rotating object 4 using the relation: θ object = 4 arccos (Vl / I) or the relation θ object = 4 arcsin (VlIm). The first equation also makes it possible to determine the direction of rotation between the characteristic points (the minima or the maxima of To remove any uncertainty concerning the direction of rotation of the sensor, each time the intensity value of the first measurement signal I passes by a characteristic point, it suffices to check the direction of the variation of the intensity of the measurement signals I x and I 2. If the direction of variation is the same for the two signals (increasing or decreasing), the sensor rotates clockwise. In the opposite case, that is to say the signal I x increasing and I 2 decreasing or reverse, the sensor rotates in the anticlockwise direction. If the gear ratio is 1/2, the rotating object rotates one full revolution when the polarizer rotates half a revolution. In this case, the permanent presence of a second measurement signal I 2 out of phase with the first measurement signal I lf makes it possible to remove the indeterminacies and to directly determine the angular position and the direction of rotation of the rotating object 4 If the two signals are normalized and 45 ° out of phase, eliminating their continuous components allows their expressions to be rewritten as follows: I x = cos (2θ) = cos (θ object ) and I 2 = sin (2θ ) = sin (θ object ) where θ is the angular position of the rotating polarizer 3 and θ object is the angular position of the rotating object 4 (2Θ = θ object ). The angular position of the rotating object is calculated thus directly using the tangent function tan (θ item) = L ~ 2/1. 1 and therefore θ object = arctan (I 2 / I 1 ). The variation curves of I x and I 2 , for a revolution of the rotating object, are represented in FIG. 14. According to another embodiment represented in the block diagram of FIG. 15, the second measurement signal out of phase with the first, can replace the first measurement signal periodically and alternately. In this case, a periodic means for generating a phase shift 36 is placed on the path of the measurement beam before it crosses the rotating polarizer 3. This means 36 does not modify the state of polarization of the beam but adds periodically a phase shift of angle φ to the beam of measured. Unlike the previous embodiment, the two phase shifted measurement beams do not exist simultaneously but are replaced alternately and periodically. The measurement beam then crosses the rotating polarizer 3 which modulates its intensity. As before, the beam is then picked up by a measurement signal detector 12 and the value of its intensity is transmitted to the signal analyzer assembly 20. This is equal to I x = I m cos 2 θ when the means periodic phase shift generation 36 does not create a phase shift and at I 2 = I m cos 2 (θ-φ) when the periodic phase shift generation means 36 creates a phase shift angle φ. If we draw a curve representing the variation of the intensity at the output of the polarizer 3, that is to say corresponding that measured by the detector 19, as a function of the angle of rotation of the rotating object, a composite curve is obtained, similar to those shown in FIGS. 17 and 19, formed of portions of curve which follow one another periodically and corresponding respectively to I x or to I 2 . The phase shift can be chosen from any angle φ preferably between 0 and 90 °. Preferably, it is possible to use a phase shift of 90 ° as illustrated in the curves of FIGS. 17 and 19. This embodiment of the optical sensor 1 according to the invention can be indifferently adapted to mounting on one axis or to mounting in two axes. An exemplary embodiment of each of these arrangements has been shown respectively in FIGS. 16 and 18. The period characterizing the alternation of the beams is dependent on the rotational movement of the rotating polarizer 3. It is preferably chosen equal to a quarter of a turn of the polarizer 3, which corresponds to a quarter of a turn of the rotating object 4 for the assembly of FIG. 15 and to a complete revolution of the rotating object for the assembly of FIG. 18 which a preferred gear ratio equal to 1/4. The periodic change of state of the phase shift generation means 36 can be controlled by the analyzer assembly 20 by means of a feedback loop dependent on the value of the intensity sensed by the detector 19, so as to cause this change of state each time the intensity value passes through a characteristic point, for example and preferably each time it reaches a maximum or a minimum. Of course and as indicated above, the measurement beam can, before meeting the periodic means for generating a phase shift 36, be divided to form a reference beam. According to the variants shown in FIGS. 16 and 18, the periodic means for generating a phase shift 36 can be a movable retarding blade 37 which periodically comes into the path of the measurement beam so as to generate when it is present an angle phase shift φ. Preferably, it may be a half-wave retarding plate (λ / 2) oriented with an angle α for example equal to 45 ° relative to the direction of polarization, thus generating a chosen phase shift of 90 ° when it is crossed by the measurement beam. The movement of this movable blade 24 is preferably controlled by an OFF / ON shutter controlled by the analyzer assembly 13. Again, it is preferable to use a retarder blade 37 in the form of a film. In such measurement conditions, the composite curve of FIG. 17 is obtained for the mounting with an axis of FIG. 16 and the composite curve of FIG. 19 for the mounting with two axes of FIG. 18. Advantageously, these curves vary always in the same direction as long as the direction of rotation of the polarizer 3 remains unchanged and are reversed if this direction of rotation changes. It is therefore extremely easy to know the direction of rotation of the rotating object 4. In addition, it is sufficient to couple, within the analyzer assembly 20, the calculation stage with a quarter-turn counter device in order to be able to unambiguously give the angular position of the rotating object 4. The optical sensor 1 according to the invention is particularly advantageous because it makes it possible to give in a simple, reliable and precise manner both the absolute angular position, the direction of rotation and the number of turns performed by a rotating object. It is not limited in number of turns and works both at high and at low speed. It remains reliable and precise even when used in unfavorable conditions such as industrial operating conditions. In addition, the optical detector according to the invention is particularly tolerant with respect to off-center or misalignment. Obviously, the invention is not limited to the preferred embodiments described above and shown in the different figures, the person skilled in the art can make numerous modifications and imagine other variants without departing from the scope of the invention. One can thus cite by way of example a method of exploiting the measurement signals which makes it possible to obtain experimentally and without complicated calculation the value of the angular position θ of the rotating polarizer 3, linked to that θ 0bj e t of the rotating object to be studied, starting from the real transfer function of the rotating polarizer 3. The real transfer function of the polarizer represents the real experimental response of the sensor which approaches the theoretical response in cos 2 θ explained above. This function performs the correspondence between the measured signal and the value of the angular position. It is calculated using a basic principle consisting in modulating the light intensity of the measurement signal and that of the reference signal by varying the control signal of the light source used, for a known fixed angular position θ of the rotating polarizer 3 and to study the variation of the measurement signal as a function of the reference signal (translating that of the light source). The variation of the measurement signal I m as a function of the reference signal I R is a straight line characteristic of a given angular position θ, the equation of which is as follows: I m (I R ) = A * I R + B in which A and B are constants which depend on the angular position θ. This equation can be rewritten as follows: Im (θ) = A (θ) * I R + B (θ) A (θ) represents the slope of this line and depends only on the ratio of the gains of the amplifiers which is a constant of the system and the angular position θ. B (θ) represents the intersection with the measurement axis. It depends on the angular position θ, on the derived from electronics (offset) and parasitic reflections on the various diopters of the systems. For each angular position θ of the rotating polarizer 3, a different straight line is obtained, the value of the slope A of which can be determined experimentally. The variation of this slope A as a function of the angular position θ of the rotating polarizer constitutes the real transfer function of the polarizer. The fact that this transfer function depends only on A (θ) makes the measurement insensitive to offset electronics drift and takes into account the specific characteristics of the polarizer (transmission coefficient, reflection coefficient, etc.). This operating method requires a prior calibration step of the sensor, during which a transfer table is established which is stored in a memory, for example a ROM memory, of the analyzer assembly 20 of the sensor. This transfer table groups together thousands of pairs of slope A / corresponding angular position θ and is established experimentally for a given sensor. It is carefully established during a preliminary calibration phase which can advantageously be automated, during which several thousand measurements are carried out under optimal signal / noise conditions. Subsequently in use, to determine an angular position θ of the polarizer, the value of the intensity of the measurement signal I m is detected by the measurement signal detector 19 and that of the reference signal I R by the signal detector reference 22 for at least two different intensity values of the light source 2. The analyzer assembly 20 then calculates the slope A of the line defined by these at least two pairs of values (I ra , I R ), thus determining the value of the real transfer function of the polarizer for the angular position θ to be identified. The transfer table, stored in the analyzer assembly 20, then gives the angular position θ corresponding to this value of the transfer function of the polarizer. This method of processing the measurement signals can be used in all of the previously described variants of the sensor according to the invention. It can be applied indifferently to one or the other of the measurement signals, or to the two signals simultaneously or successively. This process is particularly advantageous because it is not sensitive to long-term drifts in electronics. In addition, it takes into account the manufacturing defects of the polarizer and of the associated optical elements. It thus makes it possible to use an inexpensive polarizer and standard elements. The use of the transfer table avoids any complicated calculation and achieves the desired resolution, precision being limited only by the associated measurement electronics. This operating process is fast, precise and allows a significant manufacturing dispersion of the optical system. In addition, it is perfectly suited to industrial operating conditions because it is not very sensitive to vibrations. This process can advantageously be used when the polarizer rotates slowly or when it stops and you want to know its angular position with great precision. It gives a more precise result than the use of theoretical mathematical formulas because it takes into account actual sensor faults. When the polarizer rotates at high speed, the mathematical methods previously described will then preferably be used, although the use of this operating method remains conceivable. It should be clearly understood that this advantageous method is only an example of a method for exploiting the signals detected by the sensor according to the invention, numerous other methods which can be perfected by those skilled in the art in the context of the invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Capteur optique permettant de détecter sans ambiguïté la position angulaire absolue sur un tour complet, le nombre de tours effectués et le sens de rotation d'un objet tournant (4) à étudier caractérisé en ce qu'il comporte :1. Optical sensor making it possible to unambiguously detect the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions made and the direction of rotation of a rotating object (4) to be studied, characterized in that it comprises:
- une source laser (2) générant un faisceau de lumière cohérente et polarisée linéairement, qui forme un premier faisceau de mesure ;- a laser source (2) generating a beam of coherent light and linearly polarized, which forms a first measurement beam;
- un moyen de levée des indéterminations (23) qui génère à partir du premier faisceau de mesure, un deuxième faisceau de mesure déphasé par rapport au premier faisceau de mesure ; - un polariseur mobile en rotation (3), entraîné proportionnellement au déplacement de l'objet à étudier (4) et traversé par le premier et le deuxième faisceau de mesure ;- a means for lifting the indeterminacies (23) which generates, from the first measurement beam, a second measurement beam out of phase with the first measurement beam; - a mobile polarizer in rotation (3), driven in proportion to the displacement of the object to be studied (4) and crossed by the first and the second measurement beam;
- au moins un détecteur de signal de mesure (19, 24, 26) mesurant l'intensité d'un faisceau de mesure à la sortie du polariseur (3) ;- at least one measurement signal detector (19, 24, 26) measuring the intensity of a measurement beam at the output of the polarizer (3);
- un ensemble analyseur de signaux (20) qui calcule les résultats souhaités parmi la position angulaire absolue, le sens de rotation et le nombre de tours effectués par l'objet à étudier (4), à partir de la ou des valeur (s) d'intensité détectée(s) et transmise(s) par le ou les détecteur(s) de signal de mesure (19, 24, 26). - a signal analyzer assembly (20) which calculates the desired results from the absolute angular position, the direction of rotation and the number of revolutions made by the object to be studied (4), from the value (s) intensity detected and transmitted by the measurement signal detector (s) (19, 24, 26).
2. Capteur optique selon la revendication précédente caractérisé en ce que le moyen de levée des indéterminations (23) comprend un séparateur de faisceau (21) et un moyen de génération d'un déphasage. (25) permettant de créer un deuxième faisceau de mesure, déphasé d'un angle φ par rapport au premier faisceau de mesure et coexistant en permanence avec ce premier faisceau. 2. Optical sensor according to the preceding claim, characterized in that the means for lifting the indeterminacies (23) comprises a beam splitter (21) and a means for generating a phase shift. (25) making it possible to create a second measurement beam, phase shifted by an angle φ relative to the first measurement beam and permanently coexisting with this first beam.
3. Capteur optique selon la revendication précédente caractérisé en ce que le deuxième faisceau de mesure est déphasé de 45° par rapport au premier faisceau de mesure. 3. Optical sensor according to the preceding claim, characterized in that the second measurement beam is 45 ° out of phase with respect to the first measurement beam.
4. Capteur optique selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que le moyen de génération d'un déphasage (25) est un moyen géométrique consistant à décaler géométriquement d'un angle φ le point d'impact (27) du deuxième faisceau de mesure par rapport au point d'impact (28) du premier faisceau de mesure sur le polariseur mobile (3). 4. Optical sensor according to claim 2 or 3 characterized in that the means for generating a phase shift (25) is a geometric means consisting in geometrically shifting by an angle φ the point of impact (27) of the second beam of measurement with respect to the point of impact (28) of the first measurement beam on the mobile polarizer (3).
5. Capteur optique selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que le moyen de génération d'un déphasage (25) comprend une lame retardatrice (29). 5. Optical sensor according to claim 2 or 3 characterized in that the means for generating a phase shift (25) comprises a delay blade (29).
6. Capteur optique permettant de détecter sans ambiguïté la position angulaire absolue sur un tour complet, le nombre de tours effectués et le sens de rotation d'un objet tournant (4) à étudier caractérisé en ce qu'il comporte : - une source de lumière polarisée linéairement (2) qui émet un premier faisceau de mesure ;6. Optical sensor for unambiguously detecting the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions made and the direction of rotation of a rotating object (4) to be studied, characterized in that it comprises: - a source of linearly polarized light (2) which emits a first measurement beam;
- un moyen de levée des indéterminations (23) comportant une lame retardatrice (29, 37) qui génère à partir du premier faisceau de mesure un deuxième faisceau de mesure déphasé par rapport au premier faisceau de mesure ;- a means for lifting the indeterminacies (23) comprising a retarding plate (29, 37) which generates from the first measurement beam a second measurement beam out of phase with the first measurement beam;
- un polariseur mobile en rotation (3), entraîné proportionnellement au déplacement de l'objet à étudier (4) et traversé par le premier et le deuxième faisceau de mesure ;- a mobile polarizer in rotation (3), driven in proportion to the displacement of the object to be studied (4) and crossed by the first and the second measurement beam;
- au moins un détecteur de signal de mesure (19, 24, 26) mesurant l'intensité d'un faisceau de mesure à la sortie du polariseur (3) ;- at least one measurement signal detector (19, 24, 26) measuring the intensity of a measurement beam at the output of the polarizer (3);
- un ensemble analyseur de signaux (20) qui calcule les résultats souhaités parmi la position angulaire absolue, le sens de rotation et le nombre de tours effectués par l'objet à étudier (4), à partir de la ou des valeur(s) d'intensité détectée(s) et transmise(s) par le ou les détecteur (s) de signal de mesure (19, 24, 26) . . Capteur optique selon la revendication précédente caractérisé en ce que la lame retardatrice- a signal analyzer assembly (20) which calculates the desired results from the absolute angular position, the direction of rotation and the number of turns carried out by the object to be studied (4), from the intensity value (s) detected and transmitted by the measurement signal detector (s) (19, 24, 26). . Optical sensor according to the preceding claim, characterized in that the retarding blade
(29, 37) se présente sous la forme d'un film. 8. Capteur optique permettant de détecter sans ambiguïté la position angulaire absolue sur un tour complet, le nombre de tours effectués et le sens de rotation d'un objet tournant (4) à étudier caractérisé en ce qu'il comporte :(29, 37) is in the form of a film. 8. Optical sensor making it possible to unambiguously detect the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions made and the direction of rotation of a rotating object (4) to be studied, characterized in that it comprises:
- une source de lumière polarisée linéairement (2) qui émet un premier faisceau de mesure ; - un moyen de levée des indéterminations (23) comprenant un moyen périodique de génération d'un déphasage (36) qui génère à partir du premier faisceau de mesure un deuxième faisceau de mesure déphasé par rapport au premier faisceau de mesure, remplaçant périodiquement et alternativement ce premier faisceau ;- a linearly polarized light source (2) which emits a first measurement beam; a means for lifting the indeterminacies (23) comprising a periodic means for generating a phase shift (36) which generates from the first measurement beam a second measurement beam out of phase with the first measurement beam, replacing periodically and alternately this first beam;
- un polariseur mobile en rotation ( 3 ) , entraîné proportionnellement au déplacement de l'objet à étudier (4) et traversé par le premier et le deuxième faisceau de mesure ;- a mobile polarizer in rotation (3), driven in proportion to the displacement of the object to be studied (4) and crossed by the first and the second measurement beam;
- au moins un détecteur de signal de mesure (19, 24, 26) mesurant l'intensité d'un faisceau de mesure à la sortie du polariseur (3) ;- at least one measurement signal detector (19, 24, 26) measuring the intensity of a measurement beam at the output of the polarizer (3);
- un ensemble analyseur de signaux (20) qui calcule les résultats souhaités parmi la position angulaire absolue, le sens de rotation et le nombre de tours effectués par l'objet à étudier (4), à partir de la ou des valeur(s) d'intensité détectée(s) et transmise(s) par le ou les détecteur(s) de signal de mesure (19, 24, 26). . Capteur optique selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comprend un moyen périodique de génération d'un déphasage (36) qui génère à partir du premier faisceau de mesure un deuxième faisceau de mesure déphasé par rapport au premier faisceau de mesure, remplaçant périodiquement et alternativement ce premier faisceau selon une période dépendant du mouvement de rotation du polariseur mobile (3). 10. Capteur optique selon la revendication précédente caractérisé en ce que la période d'alternance des faisceaux est égale à un quart de tour du polariseur mobile (3). 11. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisé en ce que le deuxième faisceau de mesure est déphasé de 90° par rapport au premier faisceau de mesure. 12. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 caractérisé en ce que le moyen périodique de génération d'un déphasage (36) est une lame retardatrice mobile (37) qui vient périodiquement s'interposer sur le chemin du faisceau de mesure et dont le déplacement est commandé par un obturateur OFF/ON asservi par l'ensemble analyseur (20). 13. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications 6 à 12 caractérisé en ce que la source de lumière polarisée (2) est une source laser générant un faisceau de lumière cohérente et polarisée linéairement. 14. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre une boucle de référence dans laquelle le premier faisceau de mesure est divisé par un séparateur de faisceau (21) de manière à former un faisceau de référence ne traversant pas le polariseur mobile (3), dont l'intensité est captée par un détecteur de signal de référence (22) et transmise à l'ensemble analyseur de signaux (20). 15. Capteur optique selon la revendication 2 ou 14 caractérisé en ce que l'un au moins des séparateurs de faisceau (21) est un cube séparateur ou un miroir semi-transparent qui n'a aucune influence sur l'état de polarisation des faisceaux. 16. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le polariseur mobile en rotation (3) se présente sous la forme d'un disque mince (6) en polymère. 17. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le polariseur mobile en rotation (3) est lié à l'objet tournant (4) directement ou par l'intermédiaire d'éléments transmettant sans modification le mouvement de rotation de l'objet tournant (4) au polariseur (3). 18. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que le polariseur mobile en rotation (3) est lié à l'objet tournant (4) par l'intermédiaire d'un système de transmission (13) modifiant proportionnellement le mouvement de rotation de l'objet tournant (4) à étudier. 19. Capteur optique selon la revendication précédente caractérisé en ce que le rapport de transmission du système de transmission (13) est égal à 1/4 ou à 1/2. 20. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'un au moins des détecteurs de signal (19, 22, 26, 28) est une photodiode. 21. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble analyseur de signaux (20) comprend un dispositif compteur de tours, de demi-tours ou de quarts de tour. 22. Capteur optique selon la revendication 14 caractérisé en ce que l'ensemble analyseur de signaux (20) est un module de traitement électronique a plusieurs étages comportant notamment un étage d'amplification des signaux provenant des différents détecteurs (19, 22, 26, 28), un étage de division des signaux de mesure par le signal de référence et un étage de calcul des résultats. 23. Capteur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un boîtier opaque (5) isolant de la lumière ambiante la partie optique du capteur. 24. Procédé optique de détermination sans ambiguïté de la position angulaire absolue sur un tour complet, du nombre de tours effectués et du sens de rotation d'un objet tournant (4) à étudier caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :- a signal analyzer assembly (20) which calculates the desired results from the absolute angular position, the direction of rotation and the number of revolutions made by the object to be studied (4), from the value (s) intensity detected and transmitted by the measurement signal detector (s) (19, 24, 26). . Optical sensor according to claim previous characterized in that it comprises a periodic means for generating a phase shift (36) which generates from the first measurement beam a second measurement beam out of phase with the first measurement beam, periodically and alternately replacing this first beam according to a period depending on the rotational movement of the mobile polarizer (3). 10. Optical sensor according to the preceding claim characterized in that the alternation period of the beams is equal to a quarter turn of the mobile polarizer (3). 11. Optical sensor according to any one of claims 8 to 10 characterized in that the second measurement beam is phase shifted by 90 ° relative to the first measurement beam. 12. Optical sensor according to any one of claims 8 to 11 characterized in that the periodic means for generating a phase shift (36) is a movable retarding blade (37) which periodically comes into the path of the beam of measurement and whose movement is controlled by an OFF / ON shutter controlled by the analyzer assembly (20). 13. An optical sensor according to any one of claims 6 to 12 characterized in that the polarized light source (2) is a laser source generating a coherent light beam and linearly polarized. 14. Optical sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a reference loop in which the first measurement beam is divided by a beam splitter (21) so as to form a reference beam not crossing the mobile polarizer (3), the intensity of which is picked up by a reference signal detector (22) and transmitted to the signal analyzer assembly (20). 15. Optical sensor according to claim 2 or 14 characterized in that at least one of the beam splitters (21) is a separating cube or a semi-transparent mirror which has no influence on the polarization state of the beams . 16. Optical sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotating polarizer (3) is in the form of a thin disc (6) made of polymer. 17. Optical sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotating mobile polarizer (3) is linked to the rotating object (4) directly or by means of elements transmitting the rotational movement without modification. from the rotating object (4) to the polarizer (3). 18. Optical sensor according to any one of claims 1 to 16 characterized in that the rotating mobile polarizer (3) is linked to the rotating object (4) via a transmission system (13) modifying proportionally the rotational movement of the rotating object (4) to be studied. 19. Optical sensor according to the preceding claim characterized in that the transmission ratio of the transmission system (13) is equal to 1/4 or 1/2. 20. Optical sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the signal detectors (19, 22, 26, 28) is a photodiode. 21. Optical sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that the signal analyzer assembly (20) comprises a device for counting turns, half-turns or quarter turns. 22. Optical sensor according to claim 14 characterized in that the signal analyzer assembly (20) is an electronic processing module with several stages comprising in particular a stage for amplifying the signals coming from the various detectors (19, 22, 26, 28), a stage for dividing the measurement signals by the reference signal and a stage for calculating the results. 23. Optical sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises an opaque housing (5) isolating the optical part of the sensor from ambient light. 24. Optical method for unambiguously determining the absolute angular position over a complete revolution, the number of revolutions carried out and the direction of rotation of a rotating object (4) to be studied, characterized in that it comprises the following steps:
- génération d'un faisceau de lumière polarisée linéairement ;- generation of a linearly polarized light beam;
- création à partir de ce faisceau de lumière polarisée d'un premier faisceau de mesure et d'un second faisceau de mesure déphasé par rapport au premier, ces deux faisceaux de mesure existant simultanément ou alternativement ;- Creation from this polarized light beam of a first measurement beam and a second measurement beam out of phase with the first, these two measurement beams existing simultaneously or alternately;
- traversée par le premier et le second faisceaux de mesure, d'un polariseur mobile en rotation (3), entraîné proportionnellement au déplacement de l'objet à étudier (4) ; - détection de l'intensité du premier et/ou du deuxième faisceau de mesure à la sortie du polariseur (3) ;- crossed by the first and second measurement beams, a rotating polarizer (3), driven in proportion to the movement of the object to be studied (4); - detection of the intensity of the first and / or of the second measurement beam at the output of the polarizer (3);
- calcul des résultats souhaités parmi la position angulaire absolue, le sens de rotation et le nombre de tours effectués par l'objet à étudier (4), à partir de la ou des valeur(s) d'intensité détectée(s) . 25. Procédé optique selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - création à partir du faisceau de lumière polarisée d'un faisceau de référence ne traversant pas le polariseur mobile (3) ;- calculation of the desired results among the absolute angular position, the direction of rotation and the number of turns made by the object to be studied (4), from the intensity value (s) detected. 25. Optical method according to the preceding claim characterized in that it further comprises the following steps: - creation from the beam of polarized light of a reference beam not passing through the mobile polarizer (3);
- détection de l'intensité du faisceau de référence. 26. Procédé optique selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes :- detection of the intensity of the reference beam. 26. Optical method according to the preceding claim characterized in that it further comprises the following steps:
- modulation de l'intensité lumineuse du faisceau de lumière polarisée linéairement ;- modulation of the light intensity of the linearly polarized light beam;
- détermination de la position angulaire absolue de l'objet à étudier (4) à partir : . du calcul de la valeur de la fonction de transfert réelle du polariseur (3) correspondant à la pente de la droite définie par au moins deux couples de valeurs d'intensité détectées, couples formés de l'intensité d'un faisceau de mesure et de l'intensité du faisceau de référence, et . d'une table de transfert regroupant des couples pente/position angulaire correspondante. - determination of the absolute angular position of the object to be studied (4) from:. of the calculation of the value of the real transfer function of the polarizer (3) corresponding to the slope of the straight line defined by at least two pairs of detected intensity values, couples formed by the intensity of a measurement beam and of the intensity of the reference beam, and. a transfer table grouping together the slope / corresponding angular position pairs.
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