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FR2647545A1 - POSITION TRANSDUCER - Google Patents

POSITION TRANSDUCER
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FR2647545A1
FR2647545A1FR9006080AFR9006080AFR2647545A1FR 2647545 A1FR2647545 A1FR 2647545A1FR 9006080 AFR9006080 AFR 9006080AFR 9006080 AFR9006080 AFR 9006080AFR 2647545 A1FR2647545 A1FR 2647545A1
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FR
France
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track
coded
bits
memory
coded element
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Withdrawn
Application number
FR9006080A
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French (fr)
Inventor
Timothy John Wood
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Smiths Group PLC
Original Assignee
Smiths Group PLC
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Translated fromFrench

L'invention concerne un transducteur de position ayant un élément mobile à codage optique ou similaire. Ce transducteur est agencé pour déterminer aisément la position absolue de l'élément codé, même après une panne d'alimentation électrique. L'élément codé 20 porte trois pistes parallèles codées 21 à 23. Une première piste 21 porte un motif binaire pseudo-aléatoire de 2**n bits, lesquels sont lus par un capteur et introduits l'un après l'autre dans un registre à décalage de n bits quand l'élément se déplace. Quand le registre est plein, son contenu indique de manière univoque la position absolue de l'élément mobile. Les autres pistes 22 et 23 portent des motifs périodiques déphasés mutuellement de 90degre(s), indiquant le sens de déplacement et les limites entre les bits de la première piste. Application aux transducteurs de position pour déplacements rectilignes ou non.Disclosed is a position transducer having an optically coded movable member or the like. This transducer is arranged to easily determine the absolute position of the coded element, even after a power failure. The coded element 20 carries three parallel coded tracks 21 to 23. A first track 21 carries a pseudo-random binary pattern of 2 ** n bits, which are read by a sensor and introduced one after the other into a register shifted by n bits when the element moves. When the register is full, its content unambiguously indicates the absolute position of the moving element. The other tracks 22 and 23 carry periodic patterns mutually phase-shifted by 90 degree (s), indicating the direction of movement and the boundaries between the bits of the first track. Application to position transducers for rectilinear or not straight movements.

Description

Translated fromFrench

TRANSDUCTEUR DE POSITIONPOSITION TRANSDUCER

La présente invention concerne un transducteur de position comportant au moins un capteur et un élément codé coopérant avec ce capteur, l'élément codé ayant une première piste codée qui est mobile par  The present invention relates to a position transducer comprising at least one sensor and a coded element cooperating with this sensor, the coded element having a first coded track which is movable by

rapport au capteur dans une direction longitudinale de la piste.  relative to the sensor in a longitudinal direction of the track.

Les transducteurs de position peuvent comporter un élément codé optiquement ayant une ou plusieurs pistes faites de zones opaques et de zones transparentes et coopérant avec une tête optique de lecture. Ces transducteurs donnent soit une mesure absolue de position, soit une mesure incrémentielle de position en mesurant le déplacement à partir d'une position connue. Dans le cas d'une mesure absolue de position, on utilise plusieurs pistes parallèles qui sont codées à des degrés respectifs différents, de sorte que la piste codée le plus grossièrement détermine de manière absolue si une position se trouve dans la première ou la seconde moitié de la piste. La piste suivante permet de déterminer la position plus précisément en indiquant si elle se trouve dans l'un des quatre quarts de la piste. De cette manière, on peut obtenir la résolution voulue en utilisant un nombre suffisant de pistes. Cependant, cela peut exiger un grand nombre de pistes et donc un grand nombre de têtes de lecture et de composants optiques associés, ce qui nécessite un  The position transducers may comprise an optically encoded element having one or more tracks made of opaque areas and transparent areas and cooperating with an optical reading head. These transducers give either an absolute position measurement or an incremental position measurement by measuring the displacement from a known position. In the case of an absolute position measurement, several parallel tracks are used which are coded at respective different degrees, so that the coarsest coded track absolutely determines whether a position is in the first or second half. of the track. The next track allows the position to be determined more precisely by indicating whether it is in one of the four quarters of the track. In this way, the desired resolution can be achieved by using a sufficient number of tracks. However, this may require a large number of tracks and therefore a large number of read heads and associated optical components, which requires a

multiplexage des données de position.  multiplexing position data.

On peut réaliser des transducteurs incrémentiels n'ayant qu'une piste si l'on n'a pas besoin d'une indication relative au sens, par exemple avec un codeur rotatif ne pouvant tourner que dans un sens. La piste porte un simple motif binaire périodique, ou des zones alternées ayant des caractéristiques différentes, et la résolution n'est limitée que par la résolution de lecture de la tête de lecture. Le transducteur fonctionne par addition ou soustraction à partir d'une position de départ connue,  Incremental transducers having only one track may be provided if no directional indication is required, for example with a rotary encoder rotatable only in one direction. The track carries a simple periodic binary pattern, or alternate areas with different characteristics, and the resolution is limited only by the playback resolution of the readhead. The transducer works by adding or subtracting from a known starting position,

pendant que la piste codée se déplace par rapport à la tête de lecture.  while the encoded track is moving relative to the playhead.

Un déplacement dans le sens opposé peut être mesuré par lecture d'une  A displacement in the opposite direction can be measured by reading a

seconde piste qui donne des informations sur le sens de déplacement.  second track that gives information on the direction of movement.

-2- Quoique ces transducteurs incrémentiels soient de construction simple et puissent avoir une résolution élevée, ils ont un inconvénient majeur par le fait que, si une panne d'alimentation provoque une perte des données de position, il est nécessaire de réinitialiser le transducteur en ramenant J'élément codé à une position donnée. Ceci empêche d'utiliser de tels transducteurs dans des conditions o la sécurité est importante et o il  Although these incremental transducers are of simple construction and can have a high resolution, they have a major disadvantage in that, if a power failure causes a loss of position data, it is necessary to reset the transducer reducing the coded element to a given position. This prevents the use of such transducers under conditions where safety is important and where

peut y avoir des interruptions de l'alimentation électrique.  there may be interruptions in the power supply.

La présente invention a pour but de créer un transducteur de position permettant d'indiquer une position absolue en évitant dans une mesure  The present invention aims to create a position transducer to indicate an absolute position avoiding in a measure

substantielle les inconvénients des transducteurs de l'art antérieur.  substantial disadvantages of transducers of the prior art.

Dans ce but, l'invention fournit un transducteur de position du type spécifié plus haut, caractérisé en ce que ladite première piste comporte un motif binaire pseudo-aléatoire ayant une longueur de 2n bits, en ce que le capteur comporte une mémoire pour au moins n bits, en ce que le capteur est agencé pour lire individuellement un bit sur ladite piste et l'introduire dans la mémoire de manière que la mémoire contienne les derniers n bits lus sur la piste, et en ce que le transducteur est agencé pour déterminer la position absolue de la piste et donc de l'élément code  For this purpose, the invention provides a position transducer of the type specified above, characterized in that said first track comprises a pseudo-random binary pattern having a length of 2n bits, in that the sensor comprises a memory for at least n bits, in that the sensor is arranged to individually read a bit on said track and introduce it into the memory so that the memory contains the last n bits read on the track, and in that the transducer is arranged to determine the absolute position of the track and thus the code element

à partir du contenu de la mémoire.  from the contents of the memory.

De préférence, l'élément codé comporte une deuxième piste parallèle à la première, cette deuxième piste étant codée au moyen de bits de même longueur que ceux de la première piste, et le capteur est agencé pour lire la deuxième piste et utiliser cette lecture pour déterminer des limites des bits de la première piste. Dans une forme de réalisation particulière, l'élément codé comporte une troisième piste parallèle à la deuxième, cette troisième piste étant codée au moyen de bits de même longueur que la première et la deuxième piste, les bits de la troisième piste sont décalés par rapport à ceux de la seonde piste, et le capteur est agencé pour effectuer une lecture sur la deuxième et la troisième piste et utiliser cette lecture pour délivrer des signaux qui changent à différents emplacements le long de l'élément codé, d'une manière  Preferably, the coded element comprises a second track parallel to the first, this second track being coded by bits of the same length as those of the first track, and the sensor is arranged to read the second track and use this reading to determine bit limits of the first track. In a particular embodiment, the coded element comprises a third track parallel to the second, this third track being coded by means of bits of the same length as the first and the second track, the bits of the third track are offset relative to each other. to those of the second track, and the sensor is arranged to perform a read on the second and third track and use this reading to deliver signals that change at different locations along the coded element, in a manner

permettant de déterminer le sens de déplacement de l'élément codé.  to determine the direction of movement of the coded element.

3- Dans une autre forme de réalisation, le transducteur comporte deux capteurs espacés longitudinaJement l'un de l'autre en regard de la deuxième piste, de sorte que les signaux de sortie de ces deux capteurs changent à différents emplacements le long de l'élément codé, de manière à permettre de déterminer le sens de déplacement de l'élément codé. Une forme de réalisation particulière du transducteur consiste en ce qu'il comporte deux mémoires prévues chacune pour n bits et recevant chacune les mêmes bits de la première piste, en ce qu'un déplacement de l'élément codé dans un sens a pour effet de remplir une première des mémoires et de vider l'autre, et en ce qu'un déplacement de l'élément codé dans le sens opposé a pour effet de remplir l'autre mémoire et de  3- In another embodiment, the transducer comprises two sensors spaced longitudinally from each other opposite the second track, so that the output signals of these two sensors change at different locations along the coded element, so as to determine the direction of movement of the coded element. A particular embodiment of the transducer consists in that it comprises two memories each provided for n bits and each receiving the same bits of the first track, in that a displacement of the coded element in one direction has the effect of fill one of the memories and empty the other, and that a displacement of the coded element in the opposite direction has the effect of filling the other memory and of

vider la première.empty the first.

Une autre forme de réalisation consiste en ce que la mémoire comporte 2n1 places de mémoire, en ce que les bits lus sur la première piste sont introduits à une place centrale de la mémoire et sont déplacés le long de la mémoire dans des sens opposés en fonction du sens de déplacement de  Another embodiment is that the memory has 2n1 memory slots, in that the bits read on the first track are introduced at a central position of the memory and are moved along the memory in opposite directions according to the direction of movement of

'élémrnent codé.coded element.

L'élément codé peut être de forme rectangulaire, la piste ou chaque piste peut être rectiligne, et l'élément codé peut être mobile suivant une  The coded element may be rectangular in shape, the track or each track may be rectilinear, and the coded element may be movable according to a

ligne droite parallèle à ladite piste.  straight line parallel to said track.

La première piste peut être codée optiquement. EJJlle peut être codée par  The first track can be optically encoded. EJIt can be coded by

une alternance de zones opaques et de zones transparentes.  alternating opaque areas and transparent areas.

Le capteur peut être couplé à l'élémrnent codé par multiplexage temporel.  The sensor may be coupled to the encoded element by time division multiplexing.

On décrira ci-dessous, à titre d'exemple, diverses formes de réalisation d'un transducteur optique de position selon l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure I est un schéma d'une forme d'un transducteur selon l'invention, - 4 - la figure 2 représente une plaque codée du transducteur, les figures 3 A à 3C illustrent des modifications dans le transducteur en réponse au déplacement de la plaque codée, la figure 4 représente un autre type de plaque codée, et la figure 5 est un schéma d'une autre forme d'un transducteur selon l'invention. En référence aux figures I et 2, le transducteur représenté comporte une source de lumière I qui délivre un rayonnement optique sur un chemin 2 conduisant à un diviseur de faisceau 3 de contruction connue. Le diviseur de faisceau 3 délivre de la lumière sur trois ouvertures 31, 32 et 33 disposées en regard de pistes rectilignes respectives 21, 22 et 23 prévues sur une plaque 20 à codage optique. La lumière traversant la plaque 20 à partir des ouvertures 31 à 33 est focalisée sur les extrémités avant de fibres optiques respectives 41 à 43. Ces fibres vont jusqu'à une unité de capteurs 50 dans laquelle la lumière sortant de l'extrémité arrière des  By way of example, various embodiments of an optical position transducer according to the invention will be described below, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a diagram of a form of a transducer according to the invention, FIG. 2 represents a coded plate of the transducer, FIGS. 3A to 3C illustrate modifications in the transducer in response to the displacement of the coded plate, FIG. 4 represents another type of coded plate. and FIG. 5 is a diagram of another form of a transducer according to the invention. With reference to FIGS. 1 and 2, the transducer shown comprises a light source I which delivers optical radiation on a path 2 leading to a known contruction beam splitter 3. The beam splitter 3 delivers light to three apertures 31, 32 and 33 arranged facing respective straight tracks 21, 22 and 23 provided on an optical coded plate 20. The light passing through the plate 20 from the apertures 31 to 33 is focused on the front ends of respective optical fibers 41 to 43. These fibers go up to a sensor unit 50 in which the light emerging from the rear end of the

fibres est focalisée sur des cellules photoélectriques respectives 51 à 53.  fibers is focused on respective photocells 51 to 53.

Les cellules 51 à 53 délivrent, sur des lignes 61 à 63, des signaux électriques destinés à une unité de traitement 70 qui sera décrite plus en détail ci-dessous. L'unité 70 délivre sur une ligne 71 un signal de sortie représentatif de la position de la plaque codée 20, ce signal étant transmis à une unité d'affichage 80 et/ou à un autre dispositif utilisateur. La plaque codée 20 est couplée à un élément mobile quelconque (non représenté), par exemple un diaphragme sensible à la pression, dont il s'agit de mesurer la position. Cette plaque a une forme rectangulaire et les trois pistes 21 à 23 s'étendent parallèlement les unes aux autres dans la direction de déplacement de la plaque, indiqué par une double flèche dans la figure 2. Chaque piste est composée de zones transparentes et de zones opaques. La plaque elle-même peut être opaque en dehors des zones transparentes des pistes, ou transparente en dehors des zones opaques des pistes. La piste 21 représentée en haut dans la figure 2 porte un motif binaire pseudo-aléatoire de longueur 2n. Celui- ci est aussi représenté par la séquence de chiffres binaires 0 et I dans les figures 3A, 3B et 3c. Une propriété particulière des séquences binaires pseudo-aléatoires de longueur 2n bits est que si l'on place une fenêtre de longueur n bits sur la séquence, la position de la fenêtre le long de la séquence est définie de manière univoque par les bits apparaissant dans la fenêtre. C'est cette propriété qui est utilisée dans la présente invention pour permettre de déterminer la position absolue de la plaque  The cells 51 to 53 deliver, on lines 61 to 63, electrical signals for a processing unit 70 which will be described in more detail below. The unit 70 delivers on an line 71 an output signal representative of the position of the coded plate 20, this signal being transmitted to a display unit 80 and / or to another user device. The coded plate 20 is coupled to any movable member (not shown), for example a pressure sensitive diaphragm, the position of which is to be measured. This plate has a rectangular shape and the three tracks 21 to 23 extend parallel to each other in the direction of movement of the plate, indicated by a double arrow in Figure 2. Each track is composed of transparent areas and zones. opaque. The plate itself may be opaque outside the transparent areas of the tracks, or transparent outside the opaque areas of the tracks. The track 21 shown at the top in FIG. 2 bears a pseudo-random binary pattern of length 2n. This is also represented by the sequence of binary digits 0 and I in FIGS. 3A, 3B and 3c. A particular property of pseudo-random bit sequences of 2n bits length is that if a window of length n bits is placed on the sequence, the position of the window along the sequence is uniquely defined by the bits appearing in the sequence. the window. It is this property that is used in the present invention to enable the absolute position of the plate to be determined

codée 20.coded 20.

lO Pour simplifier, on se limite dans cet exemple à une séquence de longueur 24 bits, c'est-à-dire 16 bits, et une fenêtre longue de 4 bits. De ce fait, l'unité de traitement 70 possède un registre à décalage ou une mémoire similaire 72 ayant une longueur de 4 bits. Au départ, la plaque 20 est supposée être placée, comme le montre la figure 3a, dans une position o l'extrémité avant de la fibre 41 se trouve en regard d'une zone opaque, représentant un bit 0. La première place A de la mémoire 72 contient donc le chiffre 0, tandis que les autres places B à D sont vides. A ce stade, sans informations additionnelles, il ne serait pas possible d'identifier de manière univoque la position de la plaque codée , qui pourrait être n'importe laquelle des huit positions dans lesquelles une zone opaque se trouve en regard de la fibre 41. Si maintenant la plaque 20 se déplace de 3 bits vers la gauche, jusqu'à la position représentée en figure 3B, le bit 0 de la place A de la mémoire est déplacé jusqu'à la place D via les places B et C. De même, la place C recevra un bit 0, la place B un bit I et la place A un bit 0. La mémoire 72 contient maintenant des informations représentant le quatrième, le cinquième, le sixième et le septième bit de la longueur de la piste 21 et  For simplicity, this example is limited to a 24-bit, i.e. 16-bit, and a 4-bit long window. As a result, the processing unit 70 has a shift register or similar memory 72 having a length of 4 bits. Initially, the plate 20 is supposed to be placed, as shown in Figure 3a, in a position where the front end of the fiber 41 is opposite an opaque zone, representing a bit 0. The first place A of the memory 72 therefore contains the digit 0, while the other places B to D are empty. At this stage, without additional information, it would not be possible to unequivocally identify the position of the coded plate, which could be any of the eight positions in which an opaque zone is opposite the fiber 41. If now the plate 20 moves 3 bits to the left, to the position shown in FIG. 3B, the bit 0 of the place A of the memory is moved to the place D via the places B and C. Similarly, the place C will receive a bit 0, the place B a bit I and the place A a bit 0. The memory 72 now contains information representing the fourth, fifth, sixth and seventh bits of the length of the track 21 and

ceci identifie d'une manière absolue la position de la plaque codée.  this absolutely identifies the position of the coded plate.

Comme deux bits adjacents sur la piste 21 ne diffèrent pas toujours l'un de l'autre, la mémoire 72 est cadencée de manière à décaler Jes bits dans la mémoire en réponse à des informations tirées des deux autres pistes 22 et 23, lesquelles fournissent aussi des informations sur le sens  Since two adjacent bits on the track 21 do not always differ from each other, the memory 72 is clocked so as to shift the bits in the memory in response to information from the other two tracks 22 and 23, which provide also information about the meaning

de déplacement de la plaque 20.of displacement of the plate 20.

- 6- Les deux pistes inférieures 22 et 23 sont de simples pistes périodiques formées de zones opaques et transparentes alternées, représentant des bits 0 et I qui ont la même longueur que les bits de la piste supérieure 21. La piste centrale 22 est disposée en phase avec la piste supérieure 21, c'est-à-dire que les bits des deux pistes sont alignés mutullement dans la direction transversale de la plaque. La sortie de la cellule 52 associée à la piste centrale 22 constitue un signal de cadence qui, après un traitement approprié dans une unité électronique 73, est utilisé pour cadencer le registre à décalage 72. La piste inférieure 23 est codée de la même manière que la piste 22, mais ses bits sont déphasés vers la gauche dans une mesure correspondant à la moitié de leur longueur, c'est-à-dire à 90 ou un quart de période. Le signal de sortie de la cellule 53 associée à la piste 23 est également délivré à l'unité 73 et, en combinaison avec le signal tiré de la piste centrale 22, permet d'indiquer  The two lower tracks 22 and 23 are simple periodic tracks formed of alternating opaque and transparent zones, representing bits 0 and I which have the same length as the bits of the upper track 21. The central track 22 is arranged in phase with the upper track 21, that is to say that the bits of the two tracks are mutually aligned in the transverse direction of the plate. The output of the cell 52 associated with the central track 22 constitutes a cadence signal which, after appropriate processing in an electronic unit 73, is used to clock the shift register 72. The lower track 23 is coded in the same way as the track 22, but its bits are shifted to the left in a measure corresponding to half their length, that is to say, 90 or a quarter period. The output signal of the cell 53 associated with the track 23 is also delivered to the unit 73 and, in combination with the signal drawn from the central track 22, makes it possible to indicate

le sens de déplacement de la plaque codée.  the direction of movement of the coded plate.

Si par exemple la plaque 20 part d'une position dans laquelle les deux fibres 42 et 43 sont en regard de zones transparentes des pistes  If for example the plate 20 starts from a position in which the two fibers 42 and 43 are facing transparent areas of the tracks

correspondantes 22 et 23, les sorties des deux cellules 52 et 53 seront 1.  corresponding 22 and 23, the outputs of the two cells 52 and 53 will be 1.

Un déplacement de la plaque 20 vers la gauche fera changer la sortie de  Moving the plate 20 to the left will change the output of

la cellule 53 de I à 0 avant que la cellule 52 change de I à 0.  cell 53 from I to 0 before cell 52 changes from I to 0.

Inversement, un déplacement de la plaque 20 vers la droite fera changer la sortie de la cellule 52 de I à 0 avant que la sortie de la cellule 53 change de I à 0. L'unité 73 détecte quel signal change en premier et elle en tire un signal indiquant le sens de déplacement de la plaque. Ce signal est délivré par la ligne 74 au registre à décalage 72 pour commander le sens de déplacement du contenu des différentes places du registre. La situation décrite ci-dessus est illustrée par les figures 3A et 3B et correspond au déplacement de la plaque 20 vers la droite. Comme l'entrée du registre 72 se fait à son extrémité de gauche, la poursuite du déplacement de la plaque 20 vers la droite a simplement pour résultat d'évacuer le contenu de la place D et d'introduire un nouveau bit à la place A, afin que le registre conserve des données relatives aux quatre zones adjacentes de la piste 21. Cependant, si la plaque 20 se déplace -7d'un bit vers la gauche, de la position de la figure 3B à la position de la figure 3C, il en résulte que le contenu des places de mémoire A à D est transféré d'une place vers la gauche, c'est-à-dire que le contenu initial de la place A est évacué et que la place D est vidée. A ce stade, le contenu du registre 72 est 100 et ne représente que trois zones successives de la piste 21. En général, trois bits ne sont pas suffisants pour identifier la position de la plaque 20. Par exemple, comme on le voit dans la figure 3A, il y a sur la piste 21 deux positions dans lesquelles une fenêtre à trois bits contiendrait des bits 010, ou 011. C'est pourquoi la piste supérieure n'est pas suffisante pour définir par elle-même d'une manière absolue la position de la plaque si elle peut se déplacer dans les deux sens. Cependant, en combinaison avec la sortie de l'unité 73, sa position peut être identifiée de manière univoque quel que soit le sens. En effet, cette unité est capable d'indiquer, à partir des pistes 22 et 23, que la plaque 20 s'est déplacée d'un bit (ou de plusieurs bits) vers la gauche à partir de la position 0100, de sorte que l'on peut  Conversely, moving the plate 20 to the right will change the output of cell 52 from I to 0 before the output of cell 53 changes from I to 0. Unit 73 detects which signal changes first and then draws a signal indicating the direction of movement of the plate. This signal is delivered by line 74 to the shift register 72 to control the direction of movement of the contents of the various places of the register. The situation described above is illustrated by FIGS. 3A and 3B and corresponds to the displacement of the plate 20 to the right. Since the input of the register 72 is at its left end, the further movement of the plate 20 to the right simply results in evacuating the contents of the place D and introducing a new bit in place A , so that the register retains data relating to the four adjacent zones of the track 21. However, if the plate 20 moves one bit to the left, from the position of FIG. 3B to the position of FIG. 3C, As a result, the contents of the memory spaces A to D are transferred one place to the left, that is to say that the initial content of the place A is evacuated and the place D is emptied. At this stage, the contents of the register 72 are 100 and represent only three successive zones of the track 21. In general, three bits are not sufficient to identify the position of the plate 20. For example, as seen in FIG. FIG. 3A, there are on the track 21 two positions in which a three-bit window contains bits 010, or 011. This is why the upper track is not sufficient to define in itself in an absolute manner the position of the plate if it can move in both directions. However, in combination with the output of the unit 73, its position can be unambiguously identified regardless of the direction. Indeed, this unit is able to indicate, from the tracks 22 and 23, that the plate 20 has moved one bit (or several bits) to the left from the position 0100, so that one can

définir la position absolue de la plaque.  define the absolute position of the plate.

Si ce dispositif subit une panne d'alimentation faisant perdre le contenu du registre 72, la place A du registre sera occupée de nouveau dès que  If this device suffers a power failure causing the contents of the register 72 to be lost, the place A of the register will be occupied again as soon as

l'alimentation sera rétablie. Bien que ceci ne permette pas immédia-  the diet will be restored. Although this does not allow immediate

tement une identification univoque de la position de la plaque codée, il suffira que la plaque soit déplacée ensuite de trois bits vers la droite, ce qui remplira à nouveau le registre et permettra d'identifier toutes les  If the identification of the coded plate is unequivocal, then the plate must be moved three bits to the right, which will fill the register again and identify all

positions suivantes, après des déplacements dans un sens ou dans l'autre.  following positions after moving in one direction or the other.

Avec ce système, il faut assurer un déplacement de la plaque vers la droite après une éventuelle perte des informations de position, mais c'est une contrainte moindre que ce que l'on doit généralement faire dans un  With this system, it is necessary to ensure a displacement of the plate to the right after a possible loss of the information of position, but it is a constraint less than what one must generally make in a

tel cas avec un codeur purement incrémentiel.  such case with a purely incremental encoder.

Dans une variante de réalisation de l'invention, il est possible d'utiliser deux registres à décalage qui reçoivent le même signal de sortie venant de la cellule photoélectrique l51, mais à des extrémités opposées. De cette manière, l'un des registres se remplit par les déplacements de la plaque codée vers la gauche, et l'autre par les déplacements vers la droite. Après une panne d'alimentation dans un tel dispositif, un déplacement de la plaque 20 sur trois bits dans n'importe quel sens  In an alternative embodiment of the invention, it is possible to use two shift registers which receive the same output signal from the photocell 15, but at opposite ends. In this way, one of the registers is filled by the movements of the coded plate to the left, and the other by the movements to the right. After a power failure in such a device, a displacement of the plate 20 on three bits in any direction

fournit à l'un des registres suffisamment d'informations pour l'identi-  provides one of the registers with sufficient information for the identi-

fication absolue de la position de la plaque. Dans une autre variante, on peut utiliser un seul registre à décalage à sept places (7 = 2n-l) o l'entrée des données venant de la piste 21 se fait dans la place centrale,  absolute specification of the position of the plate. In another variant, it is possible to use a single seven-shift shift register (7 = 2n-1) where the input of the data coming from the track 21 is in the central square,

c'est-à-dire la quatrième place.that is fourth place.

Dans certains transducteurs, la plaque codée ne peut se déplacer que dans un seul sens. Par exemple, la plaque peut être un disque tournant dans un sens donné autour de son centre et portant des pistes codées circulaires et concentriques. Dans une autre variante, la plaque peut être constituée par une courroie formant une boucle sans fin qui tourne dans un sens et sur laquelle les pistes sont longitudinales. Avec de tels transducteurs, il n'est pas nécessaire d'avoir une information relative au  In some transducers, the coded plate can only move in one direction. For example, the plate may be a disk rotating in a given direction around its center and bearing circular and concentric coded tracks. In another variant, the plate may be constituted by a belt forming an endless loop which rotates in one direction and on which the tracks are longitudinal. With such transducers, it is not necessary to have information about

sens et il suffit d'un seul registre à décalage.  sense and it only takes one shift register.

Si une information relative au sens est nécessaire, elle ne nécessite pas toujours deux pistes distinctes déphasées mutuellement. On peut prévoir une variante telle que celle de la figure 4, dans laquelle on utilise une seule piste 22' en regard de laquelle sont placées deux fiores réceptrices 42' et 43' qui sont espacées dans la direction longitudinale de la piste, de manière à être déphasées mutuellement, donc de changer d'état à des  If information relating to the direction is necessary, it does not always require two separate tracks mutually phase-shifted. It is possible to provide a variant such as that of FIG. 4, in which only one track 22 'is used in front of which are placed two receiving fiores 42' and 43 'which are spaced in the longitudinal direction of the track, so as to to be mutually phase shifted, so to change state to

moments différents.different moments.

Au lieu d'une plaque codée au moyen de zones transparentes et opaques, on peut prévoir un codage par des pistes ayant des zones respectives réfléchissantes et non réfléchissantes, comme dans le dispositif illustré par la figure 5. Ce dispositif utilise un agencement à multiplexage temporel. Une source 100 génère des impulsions de lumineuses qui sont transmises, à travers un premier coupleur 101 et un câble optique 102, à un second coupleur 103 ayant trois sorties sous la forme de lignes à retard 104, 105 et 106. Les lignes à retard introduisent différents retards dans les impulsions qui sont transmises à une tête de lecture 107, laquelle focalise les impulsions lumineuses sur trois pistes réfléchissantes respectives d'une plaque de codage 108. Les impulsions lumineuses réfléchies par la plaque 108 reviennent par les mêmes lignes à retard -9- 104 à 106 vers le second coupleur 103, puis vers Je premier coupleur 101 par le càble unique 102. Un échantillon de ces impulsions réfléchies est délivré par un guide optique 110 à une unité de traitement 111. Les pistes de la plaque 108 sont identifiées par les différents retards introduits sur le parcours des impulsions lumineuses atteignant Jes différentes pistes. Il est possible d'utiliser ce genre d'agencement à  Instead of a plate coded by means of transparent and opaque areas, it is possible to provide coding by tracks having respective reflective and non-reflective zones, as in the device illustrated in FIG. 5. This device uses a temporal multiplexing arrangement . A source 100 generates pulses of light which are transmitted, through a first coupler 101 and an optical cable 102, to a second coupler 103 having three outputs in the form of delay lines 104, 105 and 106. The delay lines introduce different delays in the pulses which are transmitted to a read head 107, which focuses the light pulses on three respective reflecting tracks of a coding plate 108. The light pulses reflected by the plate 108 return by the same delay lines -9 - 104 to 106 to the second coupler 103, then to the first coupler 101 by the single cable 102. A sample of these reflected pulses is delivered by an optical guide 110 to a processing unit 111. The tracks of the plate 108 are identified by the different delays introduced on the path of the light pulses reaching the different tracks. It is possible to use this kind of arrangement to

multiplexage temporel avec d'autres formes de codage.  time multiplexing with other forms of coding.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus, mais elle s'étend à toute modification ou variante dans la compétence d'un homme du métier. En particulier, on notera qu'elle n'est pas limitée à l'emploi d'éléments à codage optique, car elle peut faire usage d'autres formes de codage telles que le codage magnétique ou l'emploi de zones électriquement conductrices et non  The present invention is not limited to the embodiments mentioned above, but extends to any modification or variation in the skill of a person skilled in the art. In particular, it will be noted that it is not limited to the use of optical coded elements, since it may make use of other forms of coding such as magnetic coding or the use of electrically conductive and non-electrically conductive zones.

I 5 conductrices.5 conductors.

- 10 -- 10 -

Claims (9)

Translated fromFrench
Revendicationsclaims 1. Transducteur de position comportant au moins un capteur et un élément codé coopérant avec ce capteur, l'élément codé ayant une première piste codée qui est mobile par rapport au capteur dans une direction longitudinale de la piste, caractérisé en ce que ladite première piste (21) comporte un motif binaire pseudo-aléatoire ayant une longueur de 2n bits, en ce que le capteur (50-70) comporte une mémoire (72) pour au moins n bits, en ce que le capteur est agencé pour lire individuellement un bit sur ladite piste (21) et l'introduire dans la mémoire (72) de manière que la mémoire contienne les derniers n bits lus sur la piste, et en ce que le transducteur est agencé pour déterminer la position absolue de la piste (21) et donc de l'élément codé (20) à  Position transducer comprising at least one sensor and a coded element cooperating with this sensor, the coded element having a first coded track which is movable with respect to the sensor in a longitudinal direction of the track, characterized in that said first track (21) comprises a pseudo-random bit pattern having a length of 2n bits, in that the sensor (50-70) has a memory (72) for at least n bits, in that the sensor is arranged to read a single bit on said track (21) and introduce it into the memory (72) so that the memory contains the last n bits read on the track, and in that the transducer is arranged to determine the absolute position of the track (21). ) and therefore from the coded element (20) to partir du contenu de la mémoire (72).  from the contents of the memory (72). 2. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément codé (20) comporte une deuxième piste (22) parallèle à la première (21), en ce que la deuxième piste (22) est codée au moyen de bits de même longueur que ceux de la première piste (21), et en ce que le capteur (5070) est agencé pour lire la deuxième piste (22) et utiliser cette  2. Transducer according to claim 1, characterized in that the coded element (20) comprises a second track (22) parallel to the first (21), in that the second track (22) is coded by means of bits of same length as those of the first track (21), and in that the sensor (5070) is arranged to read the second track (22) and use this lecture pour déterminer des limites des bits de la première piste (21).  reading to determine bit limits of the first track (21). 3. Transducteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément codé (20) comporte une troisième piste (23) parallèle à la deuxième (22), en ce que la troisième piste (23) est codée au moyen de bits de même longueur que la première et la deuxième piste (21 et 22), en ce que les bits de la troisième piste (23) sont décalés par rapport à ceux de la seonde piste (22), et en ce que le capteur (50-70) est agencé pour effectuer une lecture sur la deuxième et la troisième piste et utiliser cette lecture pour délivrer des signaux qui changent à différents emplacements le long de l'élément codé, d'une manière permettant de  3. Transducer according to claim 2, characterized in that the coded element (20) comprises a third track (23) parallel to the second (22), in that the third track (23) is coded by means of bits of same length as the first and second tracks (21 and 22), in that the bits of the third track (23) are offset from those of the second track (22), and in that the sensor (50- 70) is arranged to perform a read on the second and third tracks and use this reading to output signals that change at different locations along the coded element, in a manner to déterminer le sens de déplacement de l'élément codé.  determine the direction of movement of the coded element. 4. Transducteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux capteurs (42' et 43') espacés longitudinalement l'un de l'autre en I1 - regard de la deuxième piste (22'), de sorte que les signaux de sortie de ces deux capteurs changent à différents emplacements le long de l'élément codé, de manière à permettre - de déterminer le sens de  4. Transducer according to claim 2, characterized in that it comprises two sensors (42 'and 43') spaced longitudinally from each other in I1 - look of the second track (22 '), so that The output signals of these two sensors change at different locations along the coded element, so as to allow - to determine the direction of déplacement de l'élément codé (20).  moving the coded element (20). 5. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux mémoires prévues chacune pour n bits et recevant chacune les mêmes bits de la première piste (21), en ce qu'un déplacement de l'élément codé (20) dans un sens a pour effet de remplir une première des mémoires et de vider l'autre, et en ce qu'un déplacement de l'élément codé (20) dans le sens opposé a pour effet de remplir l'autre  5. Transducer according to claim 1, characterized in that it comprises two memories each provided for n bits and each receiving the same bits of the first track (21), in that a displacement of the coded element (20) in one direction has the effect of filling one of the memories and emptying the other, and that a displacement of the coded element (20) in the opposite direction has the effect of filling the othermémoire et de vider la première.memory and empty the first. 6. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mémoire comporte 2n-1 places de mémoire, en ce que les bits lus sur la première piste (21) sont introduits à une place centrale de la mémoire et sont déplacés le long de la mémoire dans des sens opposés en fonction du  6. Transducer according to claim 1, characterized in that the memory comprises 2n-1 places of memory, in that the bits read on the first track (21) are introduced at a central place in the memory and are moved along. memory in opposite directions depending on the sens de déplacement de l'élément codé (20).  direction of movement of the coded element (20). 7. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément codé (20) est de forme rectangulaire, en ce que la piste ou chaque piste (21, 22, 23) est rectiligne, et en ce que l'élément codé est mobile suivant  7. Transducer according to claim 1, characterized in that the coded element (20) is of rectangular shape, in that the track or each track (21, 22, 23) is rectilinear, and in that the coded element is mobile next une ligne droite parallèle à ladite piste.  a straight line parallel to said track. 8. Tranduscteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la  Tranduscator according to Claim 1, characterized in that the première piste (21) est codée optiquement.  first track (21) is optically encoded. 9. Transducteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première piste (21) est codée par une alternance de zones opaques et de  9. Transducer according to claim 8, characterized in that the first track (21) is coded by an alternation of opaque zones andzones transparentes.transparent areas. J10. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce -que le capteur (107, 103, 101, III) est couplé à l'élément codé (108) par  J10. Transducer according to claim 1, characterized in that the sensor (107, 103, 101, III) is coupled to the coded element (108) bymultiplexage temporel.time multiplexing.
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