Dispositif électrique de repérage de la position d'un objet.
La technique mise en oeuvre jusqu'à présent pour résoudre le probléme du repérage de la position d'un objet, par exemple d'une règle graduée, d'une coulisse de machine portant des repères, consiste à observer visuellement leur position dans le champ d'un microscope généralement pourvu d'un micrométre servant à mesurer la position de l'objet.
La précision de cette méthode est limitée par les considérations suivantes:
Le grossissement du système optique grossit les dimensions réelles de l'objet comme il grossit les variations de sa position qui sont à mesurer. Le grossissement est forcément limité pour que l'apparence de l'objet ainsi grossi ne prenne pas des dimensions gênantes et pour que son image reste suffisamment nette.
Les mesures se font visuellement en appréciant la coïncidence d'un index mobile, sous l'action d'un micromètre, dans le champ du microscope avec l'image de l'objet observé.
L'acuité visuelle et la fatigue physiologique de l'observateur influencent son travail qui est rendu d'autant plus difficile qu'il doit apprécier des quantités très inférieures aux dimensions apparentes de l'index et de l'image de l'objet.
La présente invention se rapporte à un dispositif électrique de repérage de la position d'un objet qui a pour but d'éliminer tous les inconvénients précités.
Ce dispositif est caractérisé par un objectif placé en regard de l'objet, par un déflecteur optique monté de façon oscillante derrière cet objectif, par un mécanisme oscillateur synchrone alimenté par une source de courant alternatif et entretenant les oscillations du déflecteur, par une grille intercalée à la suite du déflecteur, par une cellule photo-électrique placée derrière la grille, par un amplificateur à relais relié à cette cellule, par une lampe à éclats instantanés reliée à cet amplificateur, et par un organe d'observation portant au moins un index et un repère, organe éclairé par ladite lampe et entraîné par un moteur synchrone alimenté également par ladite source de courant alternatif, en sorte que le flux de lumière résultant de l'image de l'objet à repérer projetée par l'objectif et oscillante grâce au défiecteur,
vienne coïncider périodiquement avec les ouvertures de la grille et frapper la cellule dont les réactions amplifiées excitent la lampe qui lance des éclats sur l'organe d'observation, l'index de celui-ci apparaissant, en relation avec le repère, en position variable reproduisant fortement agrandies les variations de position de l'objet par rapport à l'axe du système optique.
Le dessin ci-annexé est une représentation schématique, à titre d'exemple, d'une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 en donne le schéma général et les fig. 2 et 3 représentent deux positions de l'organe d'observation.
1 est un objet tel que le coulisseau d'une machine portant une graduation ou une règle de précision qui porte une division 2 dont on peut repérer la position. 3 est l'objectif du système optique visant la division 2. Le système optique comprend en outre un verre déflecteur 4 monté de façon oscillante sur les lames flexibles 5 et 5 bis fixées aux bornes 6 et 6 bis Ces bornes, branchées sur un réseau de distribution de courant alternatif 20, alimentent l'enroulement 78 bobiné sur le cadre 7 du verre déflecteur. Ce dernier oscille dans l'entrefer d'un inducteur 8 dont un des poles 8 bis est seul représenté.
Le système optique comprend encore une grille 9 dont les ouvertures correspondent à l'image de la division 2, ainsi qu'une cellule photo-électrique 10 placée derrière la grille et reliée par un amplificateur 11 à un relais à action instantanée 12.
L'organe d'observation est un disque 13, transparent dans la forme d'exécution décrite, et portant un index 14 et un repère de comparaison 14 bis faisant partie d'une division 19.
Ce disque est monté sur un moyeu 15 solidaire de l'axe 16 entravé par un moteur synchrone 17 branché sur le réseau 20. Le disque tournant 13 est éclairé par une lampe à éclats 18 alimentée par le relais 12. Une chambre obscure 21 présente une fenêtre d'observation où apparaissent l'index 14 et le repère de comparaison 14 bis dans la position où ils se trouvent lorsqu'ils reçoivent au passage un éclat de lumière instantané.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Si la fréquence des éclats de lumière émis par la lampe 18 atteint ou dépasse 16 éclats par seconde, l'index 14 et le repère de comparaison 14 bis qui ne sont visibles que dans la position momentanée qu'ils occupent lorsqu'ils reçoivent un éclat de lumière, seront, grâce à la persistance rétinienne, continuellement visibles et paraîtront stationnaires aussi longtemps que la division 2 restera immobile par rapport à l'axe du système optique.
Lorsque la division 2 de l'objet dont on veut repérer la position se trouve dans l'axe du système optique, l'organe d'observation se présente comme en fig. 2, o'est-a-dire l'index 14 et le repère de comparaison 14 bis superposés en apparence.
Lorsque, par contre, la division 2 est décentrée par rapport à l'axe optipue, l'index 14 semble aussi se déplacer dans le sens correspondant et le repère de co'nparaison 14 biS et sa divison semblent se déplacer dans le sens opposé, selon fig. 3.
En effet, lorsque la division 2 de l'objet à repérer est centrée sur l'axe optique, l'image de la division projetée à travers le déflecteur oscillant 4 est déviée d'une quantité égale à droite et à gauche des ouvertures de la grille 9 avec lesquelles elle coïncide exactement pendant une fraction très court de chaque demi-période du réseau 20. Les intervalles de temps entre ces ooïncidences sont égaux.
La cellule 10 émet un courant qui est fonction de la quantité de lumière qu'elle reçoit a travers les ouvertures de la grille 9.
A chaque coïncidence de l'image et de ces ouvertures, la lumière traversant la grille subit une forte fluctuation quantitative et le courant émis par la cellule subit une brusque variation qui est amplifiée en 11 et donne une impulsion au relais à action instantanée 12, en sorte que la lampe 18 lance un éclat ins antan8.
Lorsque la division 2 est centrée sur l'axe optique, les intervalles entre les éclats successifs sont égaux entre eux et l'index 14 se superpose en apparence au repére de comparaison 14biS, comme représenté en fig. 9, parce qu'étant diamétralement opposés sur le disque 13, ils se trouvent à chaque éclat dans la même position.
Lorsque, par contre, la division 2 se décentre par rapport à l'axe optique, les coïn- cidences - et par conséquent les éclats de lumière correspondants - se produisent plus tôt dans les demi-périodes positives et plus tard dans les demi-périodes négatives, ou inversement selon le sens du décentrement. L'index 14 apparaît donc aussi plus tôt au cours de sa rotation et il semble se déplacer en sens inverse du mouvement de rotation du disque, tandis que le repère de comparaison 14biS et la division qui l'encadre apparaîtront plus tard au cours de leur rotation et sembleront se déplacer dans le sens de rotation du disque, comme en fig. 3 ou inversement pour un décentrement dans le sens opposé.
Ce dispositif permet de pousser le grossissement beaucoup plus loin qu'il n'est possible avec un dispositif visuel du genre d'un microscope, car il ne dépend plus d'aucune considération de nature optique ou physiologique. Le grossissement est en réalité fonction du rapport de la vitesse circonférentielle de l'index 14 ou du repère de comparaison 14 bis à celle du mouvement oscillant de l'image sur la grille. L'appréciation directe de la coïncidence de l'image de l'objet et d'un index ne se faisant plus visuellement, mais par une réaction photo-électrique, le facteur personnel de l'observateur n'intervient plus non plus dans cette appréciation.
L'observateur regarde à l'oeil nu un index et un repère de comparaison dont les déplacements sont considérablement amplifiés par rapport à ceux de l'objet à repérer. Il observe ainsi indirectement et sans fatigue avec une précision infiniment plus grande.
Ce dispositif peut évidemment servir à d'autres applications que celle qui a été décrite. Il trouvera son application dans chaque cas où il conviendra de grossir considérablement en apparence des dimensions très faibles en recourant à un système optique dont le grossissement propre sera amplifié par un système photo-électrique permettant une observation indirecte de la position de l'objet.
En outre, ce dispositif se prête particulièrement bien à l'enregistrement photographique de la position de l'objet à repérer en disposant une plaque sensible devant la fenêtre de l'organe d'observation.