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Est-a
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DANS
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Tric
(1)
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Cou
(1)
[11][_]
Molecule
(3/ 7)
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DES
(4)
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COTES
(2)
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graphite
(1)
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Generic
(2/ 2)
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cation
(1)
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metal
(1)
[18][_]
Physical
(1/ 1)
[19][_]
de 100 pF
(1)
[20][_]
Organism
(1/ 1)
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F sur
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522406A1
Family ID 8138482
Probable Assignee Centre National De La Recherche Scientifique
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CAPTEUR DE POSITION A DEUX OU TROIS DIMENSIONS FONCTIONNANT
PAR IMPACT OU INFLUENCE DE CHARGE
EN Title ELECTRIC CHARGE TWO OR THREE=DIMENSIONAL POSITION PICK=UP -
HAS RESISTIVE COLLECTOR SURFACE, DIELECTRIC LAYER AND EARTHED
CONDUCTOR
Abstract
_________________________________________________________________
CAPTEUR DE POSITION XY, D'UNE CHARGE ELECTRIQUE DEVELOPPEE SUR UNE
SURFACE A DEUX DIMENSIONS DE FORME GENERALE RECTANGULAIRE.
IL COMPREND UN COLLECTEUR PLAN RESISTIF HOMOGENE ET ISOTROPE 1,
ASSOCIE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE COUCHE DIELECTRIQUE 3 A UNE SURFACE
CONDUCTRICE SOUS-JACENTE 2 DE MEME FORMAT ET MISE A LA MASSE, AINSI
QU'AUX MILIEUX DE CHACUN DES COTES DU COLLECTEUR DES BANDES DE CONTACT
ELECTRIQUE 4, 5, 6, 7 RELIEES A DES ELECTRODES POUR RECUEILLIR SUR LES
COTES PARALLELES DEUX A DEUX LES COUPLES DE SIGNAUX X ET X D'UNE PART
ET Y ET Y D'AUTRE PART CARACTERISTIQUES DES COORDONNEES XY DU POINT
D'APPARITION DE LA CHARGE ELECTRIQUE SUR LE COLLECTEUR RESISTIF.
APPLICATION AU REPERAGE DE LA POSITION DANS L'ESPACE D'UN APPAREIL DE
ROBOTIQUE.
The pick-up has two surfaces (1,2) separated by a dielectric layer
(3). An electrical charge is developed on the upper collector surface
(1) which is resistive. The underlying face (2) is conducting, earthed
and with the first face and the dielectric layer forms the capacitance
of the pick-up. Four electrically conducting bands (4,5,6,7) are
disposed at the middle of each side of the collector surface. The
bands on two parallel sides (6,7) are connected to electrodes (X1,X2)
which collect information on the X coordinate of an electric charge
arriving on the surface. The two bands on the opposing parallel sides
(4,5) are connected to electrodes (Y1,Y2) which collect information on
the Y coordinate of the electric charge. The electric charges may be
deposited directly onto the collector surface, the pick-up device
being enclosed in a vacuum. Alternatively, the electric charges may be
created at a distance by electrostatic influence on the collector
surface. The device may then be used for three-dimensional position
detection such as the position of a moving probe. The device has
applications in the detection of electrical charges, in robotics, and
in remote transmission of the electrical states of surfaces.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention a pour objet un capteur de position deux (XY) ou
trois dimensions (XYZ) d'un objet qui peut se deplacer dans l'espace.
On rencontre, tant dans les laboratoires de recherche que dans
l'industrie, la necessite de pouvoir visualiser ou reperer la position
dans l'espace, a deux ou trois dimensions, de particules chargees, ou
de pieces mecaniques en mouvement, par exemple dans les appareils de
robotique. I1 est egalement souvent utile de reperer la position d'une
piece mobile par rapport a des axes ou, ce qui revient au meme, de
reproduire a distance un graphisme ou un trace a deux dimensions.
Jusqu'a ce jour, il n'existe pratiquement que tres peu de dispositifs
gui soient susceptibles de fournir de telles informations generales
sur un depla- cernent ou une position a'deux outrais dimensions et on
peut citer par exemple les capteurs de position a ondes elastiques qui
ont ete etudies et decrits dans le volume 61, nO 12 de decembre 1981
de la revue l'Onde Elec- tric. Le principe de tels capteurs est
d'utiliser des ondes elastiques sous forme d'impulsions dont on
determine le temps de parcours entre le transducteur qui leur a donne
naissance et un index dont on veut definir la position.Ces ondes
elastiques peuvent se propager en surface ou dans le coeur d'un
materiau; des capteurs de position a ondes elastiques etudies et
decrits dans cette publication permettent une saisie de graphismes,
par exemple des mots et des signatures tracees par un crayon sur un
cristal en temps reel; ils sont toutefois de construction relativement
complexe et cou- teuse et surtout ne permettent qu'une detection de
position bidimensionnelle, selon les deux coordonnees d'un plan.
La presente invention a precisement pour ob jet un capteur de position
pouvant fonctionner de facon bi ou tri-dimensionnelle et de
realisation beaucoup plus simple que les capteurs a ondes elastiques
precedemment rappeles.
Le capteur de position bi-dimensionnelle des coordonnees X, Y d'une
charge electrique developpee sur une surface a deux dimensions de
forme generale rectangulaire, se caracterise en ce qu'il comprend un
collecteur plan resistif homogene et isotrope, associe par
l'intermediaire d'une couche dielectrique a une surface conductrice
sous-jacente de meme format et mise a la masse, ainsi qu'aux milieux
de chacun des cotes du collecteur des bandes de contact electrique
reliees a des electrodes pour- recueillir sur les cotes paralleles
deux a deux les couples de signaux il et X2 d'une part et Y1 et Y2
d'autre part, caracteristiques des coordonnees XY du point
d'apparition de la charge electrique sur le collecteur resistif.Sous
cette forme la plus simple, le capteur de position, objet de
l'invention, realise ainsi une ligne a retard bidimensionnelle a
constantes reparties RC, a la surface de laquelle on developpe une
charge electrique qui se propage par la surface resistive homogene et
isotrope du collecteur.
Les informatiques electriques que l'on peut recueillir au milieu des
cotes paralleles du collecteur sont caracteristiques des coordonnees
X, Y du point d'apparition de la charge electrique sur le collecteur
resistif et permettent par consequent sa localisation bidimensionnelle
sur ce collecteur.
Dans une premiere application du capteur de position XY precedent, ce
dernier est maintenu dans une enceinte sous vide et les charges
electriques a detecter sont deposees directement a la surface du
collecteur plan resistif; les valeurs X et Y des coordonnees du point
d'impact de chaque charge sont alors deduites de l'examen des fronts
de montee des quatre impulsions
X1, X2, Y1, Y2 recueillies sur les electrodes corres pondantes.
Dans cette application, chaque impulsion electrique correspondant aux
charges deposees sur la surface du collecteur se propage selon le mode
de propagation qui est celui d'une impulsion a travers une ligne a
retard a constantes reparties RC (R etant la resistance unitaire du
collecteur resistif et C la capacite unitaire du condensateur plan
cree entre le collecteur lui-meme et la surface conductrice
sous-jacente mise a la masse et associee par l'intermediaire de la
couche dielectrique).Dans ces conditions, on demontre que les temps de
montee T1 et T2 des impulsions electriques correspondantes arrivant
sur les extremites X1,
X2 et Y1, Y2 sont, a condition que la constante de temps RC soit
suffisamment elevee, proportionnelle a la distance entre le point
d'apparition de l'impulsion sur la surface du collecteur resistif et
l'electrode de sortie correspondante. On parvient donc ainsi en
comparant les valeurs de T1, T2 sur les electrodes X1, X2 a determiner
l'abscisse reelle X de l'apparition d'une impulsion ou d'une charge
electrique a la surface du collecteur et en comparant les temps de
montee T1, T2 recueillis aux extremites des electrodes Y1, Y2 a
determiner la valeur Y de ce meme point d'apparition d'une impulsion
electrique sur le collecteur resistif.
Cette methode de determination de la distance d1appari- tion d'une
impulsion electrique par rapport aux electrodes sur lesquelles on
recueille le fond de montee de l'onde correspondante a ete etudiee et
decrite notamment par BORKOWSKY et KOPP en reference aux figures 5 et
6 du BF 1 590 045.
Selon un mode d'utilisation tres important du capteur de position,
objet de l'invention, les charges electriques a detecter sont creees a
distance par influence electrostatique sur la surface du collecteur
plan resistif.
Lorsque dans ce mode de mise en oeuvre, les charges creees sur le
collecteur resistif ont la forme d'impulsion breves dans le temps, les
valeurs X et Y des coordonnees du point d'apparition de chaque charge
sont deduites de l'examen des fronts de montee des quatre impulsions
X1, X2, Y1, Y2 recueillies sur les electrodes correspondantes.
Lorsqu'au contraire, les charges creees sur le collecteur resistif
sont alternatives, c'est-a-dire lorsque la source utilisee pour
influencer le collecteur est elle-meme portee a un potentiel
alternatif, les valeurs X et Y des coordonnees du point d'apparition
de chaque charge sont deduites des ecarts d'amplitude et/ou de phase
des signaux electriques recueillis en X1 et X2 d'une part et en Y1 et
Y2 d'autre part.
On profite ainsi du fait que les signaux electriques recueillis sur
les electrodes X1, X2, Y1Y2 etant alternatifs, il est plus simple de
considerer dans ce cas le detecteur de position comme un filtre RC qui
provoque un certain amortissement du signal sinusoidal depose par
influence a sa surface. Dans cette optique, les differences de phase
et/ou d'amplitude des signaux recueillis sur chaque couple
d'electrodes du collecteur resistif sont, de facon connue,
caracteristiques de la distance parcourue a travers le filtre par le
signal sinusoidal c'est-a-dire finalement de la position d'apparition
X, Y de l'influence electrique alternative.
Enfin et surtout, une application essentielle du capteur objet de
l'invention reside dans la detection de la position d'une sonde mobile
selon les trois coordonnees X, Y, Z de l'espace, caracterisee en ce
que la sonde comporte au moins une partie conductrice portee a un
potentiel alternatif et cree par in-fluence a la surface du collecteur
resistif des charges dont les coordonnees X et Y sont deduites des
ecarts d'amplitude et/ou de phase des signaux electriques recueillis
en X1 et X2 d'une part et en Y1 et Y2 d'autre part, la coordonnee de
la sonde Z au-dessus du collecteur resistif etant deduite de
l'amplitude des signaux
X1, X21 Y1, Y2 recueillis aux bornes de celui-ci.
On voit ici l'une des applications particulierement simples et tres
interessantes du capteur selon l'invention a la detection de la
position d'une sonde influencante mobile dans l'espace au-dessus du
collecteur resistif. Les deux coordonnees X et Y etant determinees
comme expliquees precedemment, il suffit de constater que la quantite
d'electricite deposee sur le collecteur resistif par influence etant
inversement proportionnelle au carre de la distance de la source
influencante au collecteur resistif, l'amplitude des signaux
recueillis aux bornes X1, X2 et Y1, Y2 est directement caracteristique
de la coordonnee Z de la sonde au-dessus de ce meme collecteur
resistif.On peut donc ainsi selon l'invention determiner la position
d'une piece mobile dans l'espace en faisant, soit la detection des
trois coordonnees X, Y, Z en amplitude soit, ce qui est en general
plus pratique, la detection des coordonnees X, Y dans le plan du
collecteur par mesure de differences de phases, et la determination de
la coordonnee Z par une mesure d'amplitude des signaux
X et Y.
Une application tres interessante du capteur tridimentionnel selon
l'invention, reside dans la surveillance de la position d'une piece
mobile inaccessible ou se deplacant dans un local clos, auquel cas il
est suffisant, pour reperer la position de cette piece a tout instant,
qu'au moins une partie de celle-ci soit conductrice et portee a un
potentiel alternatif.
Sous sa forme de detecteur bidimensionnel, le capteur selon
l'invention peut trouver des applications dans la detection de
particules chargees, ou ionisantes que l'on transforme en charges
electriques par un procede de photomultiplication; une autre
application reside dans la transmission de graphismes a distance, par
exemple a partir d'un crayon ou d'un instrument d'ecriture dont le
point est porte a un potentiel alternatif et dont le pland 'ecriture
se confond avec celui du collecteur resistif du capteur.
De toute facon l'invention sera mieux comprise en se referant a la
description qui suit de plusieurs exemples de mise en oeuvre et qui
sera faite, de facon illustrative et non limitative, en se referant
aux figures 1 a 6 ci-jointes sur lesquelles - la figure 1 est une vue
d'ensemble en perspective du capteur de position, objet de
l'invention; - la figure 2 montre le schema electrique equivalent du
capteur de la figure I; - la figure 3 illustre un exemple
d'application possi ble du capteur des figures 1 et 2 a la detection
de rayonnement ultra violet - la figure 4 illustre de facon
schematique une appli cation du capteur objet de l'invention a la
detection de la position d'une sonde mobile selon les trois
coordonnees X, Y et Z de 11 espace;; - la figure 5 illustre le schema
de lecture electroni que des trois coordonnees d'espace X, Y et Z
d'une sonde a detecter dans l'hypothese ou ces detections sont faites
en amplitude; - la figure 6 illustre le schema electronique de detec
tion des coordonnees X, Y et Z d'une sonde de l'espa ce dans le cas a
d'une detection hybride dans laquelle les coordonnees X et Y sont
detectees par difference phase et la coordonnee Z par l'amplitude des
si gnaux X et Y recus.
Sur la figure 1, on voit que le capteur selon l'invention se compose
essentiellement de deux surfaces en regard 1 et 2 separees par une
couche de dielectrique 3. La surface 1 est resistive et constitue la
face collectrice des evenements electriques que l'on veut localiser.
Elle peut etre constituee de toute facon connue et notamment par depot
de graphite sur une feuille de matiere plastique. La seconde face 2
sousjacente est conductrice, mise a la masse, et est destinee a former
avec la premiere face 1 et le dielectrique 3, la capacite C du
capteur.En fonction de la nature et de l'epaisseur du dielectrique 3,
cette capacite C est plus ou moins elevee et l'on peut par consequent
en la determinant, en liaison avec la resistance de surface R du
collecteur 1, se rendre maitre de la constante de temps RC de la ligne
a retard a constantes reparties que represente le capteur de la figure
1.
Selon l'invention, quatre bandes conductrices 4, 5, 6 et 7 sont
disposees sur les cotes paralleles deux a deux de la surface
collectrice resistive 1 et au milieu de chacun de ces cotes; les
bandes de contact electrique 6 et 7 sont reliees aux electrodes
X1 et X2 servant a recueillir l'information sur l'abscisse X de
l'arrivee d'une charge electrique sur la surface 1, et les bandes de
contact electrique 4 et 5 situees sur les deux cotes opposes
perpendiculaires aux precedents sont reliees aux sorties Y1 et Y2 sur
lesquelles on preleve l'information electrique concernant l'ordonnee Y
d'une charge electrique apparaissant a la surface du collecteur
resistif 1.
La figure 2 montre le schema electrique equivalent du capteur de
position de la figure 1 sur lequel un certain nombre de resistances 8
sont disposees aux sommetsdun reseau a mailles carrees, chacun des
sommets precedents etant relie a la masse par une capacite 9 dont
l'ensemble represente la capacite C du capteur dans son entier. On
retrouve sur cette figure 2, les bandes de contact electrique
laterales 4, 5, 6 et 7 ainsi que les lignes de sortie X1, X2 Y1, Y2
avec leur constante capacitive 10 et resistive Il avec la masse;
quatre preamplificateurs 12, 13, 14 et 15 servent a l'amplification
des signaux recus lorsque une charge electrique deposee sur la surface
resistive 1 se propage vers les quatre lignes X1, X2, Y1, Y2.
Lorsque le capteur de position, objet de l'invention, travaille en
impulsions, c'est-a-dire lorsque les charges electriques developpees a
sa surface sont elles-memes des impulsions electriques, cellesci se
propagent vers les lignes de sortie X11 X2, Y1,
Y2 sous forme d'ondes, telles que 16 et 17 sur les sorties X1 et X2.
La theorie et la pratique montrent que les temps de montee T1 et T2 de
ces ondes electriques sont, a condition que la constante de temps RC
de la ligne a retard que constitue le capteur de la figure 2 soit
suffisamment elevee, proportionnels a la distance entre le point
d'apparition d'une impulsion electrique tel que 18 a la surface du
collecteur resistif 1 et la ligne de sortie, X1 ou X2 en l'occurence.
Autrement dit, l'impact instantane d'une charge 18 sur la surface
resistive 1 engendre des signaux electriques de front tres raide qui
sont amortis par la ligne a retard RC que represente le capteur de
position. Plus le point d'impact est proche du point de mesure et plus
les fronts de montee de l'impulsion recueillie sont raides.
Le systeme de detection et d'analyse consiste donc a etudier d'une
facon en soi connue les fronts des signaux recueillis aux quatre
bornes X1, X2, Y1, Y2 pour effectuer sur eux une mesure de leur temps
de montee qui est ensuite convertie en un.signal analogique
proportionnel a la position X ou Y de l'apparition de chaque impulsion
telle que 18. Une telle mesure peut s'effectuer notamment apres
amplification dans les preamplificateurs 12, 13, 14 et 15 a l'aide
d'une double chaine de mesure du type de celle que decrit le
BF 1 590 045 de M. Borkowsky.
La figure 3 represente une application possible du capteur de position
objet de l'invention et a la localisation de rayonnement
electromagnetique, par exemple du type ultra violet. Dans ce mode de
mise en oeuvre, les rayonnements electromagnetiques sont transformes,
par effet photoelectrique puis amplification dans des tubes
photomultiplicateurs connus en terminologie anglo-saxonne sous le
terme de "channeltrons", en paquets d'electrons que l'on depose
directement a la surface du collecteur plan resistif du capteur de
position.
Dans une enceinte scellee verre-metal 19 comportant une fenetre
d'entree 20 transparente au rayonnement ultra violet a detecter et
schematise par les fleches F sur la figure 3 se trouvent placees deux
galettes 21 et 22 de micro-canaux "channel-trons" dans lesquels, par
choc sur les parois et par arrachement, les photons ultra violet
engendrent des electrons qui se multiplient egalement a leur tour par
choc sur les memes parois. Les deux galettes 21 et 22 placees en serie
ont pour but d'intensifier le phenomene de photomultiplication, les
electrons sortant de la premiere galette 21 etant a leur tour
multiplies dans la galette 22.A la sortie de cette derniere, les
charges electriques consistant en des paquets d'electrons dont chacun
correspond a l'arrivee d'un photon ultra violet dans la fenetre 20 de
l'appareil, frappent directement la sur face resistive 1 du capteur de
position, objet de l'invention, et les mesures electriques faites sur
les lignes X1, X2, Y1, Y2 correspondantes (sur la figure 3 on ne voit
que X1 et Xi) permettent comme explique precedemment de determiner les
coordonnees exactes X et Y de chaque apparition d'un tel paquet
d'electrons. Autrement dit, on a ainsi realise une visualisation
spatiale de la position en X et Y de chaque arrivee d'un photon ultra
violet sur la fenetre d'entree 20 du systeme.
Bien entendu, l'ampoule scellee 19 est sous vide de facon a permettre
le libre deplacement des charges electroniques.
Un tel appareil, que l'on aurait pu realiser dans l'art anterieur en
mettant a la place du capteur de position 1 un ecran fluorescent ou un
multi-detecteur, voir meme une plaque detectrice faisant du comptage
global sur toute sa surface, permet ainsi, en utilisant le capteur de
position objet de l'invention, de localiser facilement, a l'aide d'une
electronique sim- ple et beaucoup moins couteuse, un flux de photons
ultra violet pouvant aller jusqu'a 105 coups/seconde, ce qui
represente une performance sans commune mesure avec celles de l'art
anterieur.
Sur la figure 4, on a illustre schematiquement un mode de mise en
oeuvre particulier et tres interessant du capteur, objet de
l'invention, dans lequel les charges deposees sur le collecteur
resistif sont creees a distance par influence electrostatique.
Sur cette figure 4, on reconnait le collecteur plan resistif 1 du
capteur de position objet de l'invention et les quatre sorties X1, X2,
Y1, Y2 permettant de recueillir les signaux electriques
correspondants. Une charge electrique Q situee en 23 dans l'espace
surplombant le collecteur resistif 1 cree par influence en 24
au-dessous d'elle sur le plan collec teur resistif 1 une charge 24
dont le point d'apparition peut etre determine comme precedemment
indique, c'est-a-dire par l'examen des fronts de montee des quatre
impulsions X1, X2, Y1, Y2 recueillies sur les electrodes
correspondantes, si les charges 23 et par consequent 24 sont de nature
impulsionnelle; dans le cas egalement tres interessant ou les charge
23 et 24 sont de nature alternative, les coordonnees du point
d'apparition de la charge 24 sur le collecteur resistif 1 peuvent etre
deduites soit des ecarts d'amplitude soit des ecarts de phase des
signaux electriques recueillis en X1 et X2 d'une part et en Y1 et Y2
d'autre part.
Dans l'exemple qui vient d'etre decrit, la charge electrique 23 peut
etre d'origine quelconque et l'on peut notamment la creer sur un
conducteur alimente directement, soit en impulsions, soit en charges
oscillantes alternatives; elle peut egalement etre creee sur une
partie conductrice d'une piece 25 mobile dans l'espace au-dessus du
collecteur resistif 1 par influence a partir par exemple d'une plaque
metallique 26 qui est ou bien soumise a un regime electrique
impulsionnel ou portee a un potentiel oscillant alternatif par le
conducteur 35. Dans un cas comme dans l'autre, la plaque metallique 26
developpe sur la partie conductrice de la piece 25 une charge 23 qui
influence a son tour en 24 le collecteur resistif 1.
Une application specialement interessante du capteur selon l'invention
reside dans la detection de la position d'une sonde mobile selon les
trois coordonnees X, Y et Z de l'espace et peut facilement etre
imaginee a partir de l'exemple qui vient d'etre donne en se referant a
la figure 4. Si on appelle en effet Z la cote de la partie conductrice
de la sonde 25, on sait que la charge 24 deposee par influence sur la
surface du Collecteur resistif 1 par la charge 23 est ap
proximativement inversement proportionnelle au carre de la cote Z de
cette charge 23 portee par la partie conductrice de la sonde 25. I1 en
resulte que les amplitudes des signaux recueillis en X1, X2, Y1 et Y2
sont fonction directement de la cote Z de la charge 23 et peuvent etre
utilises a la mesure de cette coordonnee Z qui represente la position
de la source influen cante au-dessus de la face collectrice 1 du
capteur de position. Si la sonde 25 n'est pas conductrice, on peut
placer sur celle-ci une pastille conductrice qui servira a son tour de
zone influencante et surveiller ainsi le deplacement a distance de
toute piece mobile dans l'espace, comme il peut etre interessant de le
faire notamment en robotique.
Le fonctionnement du capteur necessite simplement que le potentiel de
la partie conductrice de la sonde 25 varie en impulsions ou en
oscillations a frequence constante avec une periode inferieure ou
egale a la constante de temps RC du capteur. Dans un exemple de mise
en oeuvre, la resistance du collecteur 1, mesuree entre le centre et
les quatre electrodes, est en moyenne de cinq K Q pour un collecteur
carre de 140x140 mm et la capacite C est de l'ordre de 100 pF. I1 en
resulte une constante de temps RC=500 nanosecondes ce qui permet comme
on le voit l'utilisation pour le signal influencant, d'une periode
inferieure ou egale a 500 nanosecondes.
La figure 5 montre le schema electronique d'une detection des trois
coordonnees X, Y et Z en amplitude. Dans cette realisation, le capteur
resistif 1 est muni de ses quatre sorties X1, X2 Y11 Y2 et un premier
circuit 30 realise la fonction Z=f(Xl+X2) puisque, lorsque la cote Z
varie, la capacite de liaison de la source influencante au collecteur
resistif 1 varie et que l'on obtient des signaux d'amplitude variable
en
Y et X dont la somme est une grandeur variable en fonction de Z. I1
suffit ensuite d'effectuer dans les diviseurs 31 et 32, la correction
sur X1 et Y1 due a la valeur Z trouvee, pour obtenir les voleurs
reelles de X et Y.On voit ainsi que ce type de detecteur ne necessite
qu'une electronique tres legere pour obtenir les trois coordonnees X,
Y et Z d'une point porteur de charges sur le collecteur resistif 1.
On peut remarquer toutefois que l'analyse de
X et Y en amplitude est rendue delicate par le fait que l'influence de
la charge situee dans l'espace sur le 2 collecteur resistif agit en
1/22 ce qui rend difficile toute lecture des que la cote de la sonde
varie et atteint une certaine valeur. En revanche, la difference de
phase entre les signaux qui sont recueillis en X1,
X2, Y1, Y2 est rigoureusement independante de la cote Z et il est plus
facile d'avoir recours a la mesure de difference de phase pour les
coordonnees X et Y. En revanche, on est oblige, pour mesurer Z, de
recourir a une mesure d'amplitude, puisque la phase des signaux
recueillis aux bornes du collecteur resistif est independante de
Z.C'est pourquoi on utilise preferentiellement pour effectuer la
detection des trois coordonnees X, Y et Z, un systeme hybride tel que
represente sur la figure 6 ou l'on detecte les coordonnees X et Y par
difference de phase et la coordonnee Z par examen de l'amplitude des
signaux recueillis. Sur cette figure 6 on retrouve le collecteur
resistif 1 et les sorties electriques X1, X2, Y1, Y2.Un circuit
sommateur 30 realise la fonction Z=f(X1+X2); un premier phasemetre 33
etablit la difference de phase entre les signaux X1 et X2 d'ou resulte
la coordonnee X et un deuxieme phase- metre 34 etablit la difference
de phase entre les signaux Y1 et Y2 d'ou resulte la coordonnee Y. I1
faut enfin noter, car ceci est important dans certains cas
d'application, que le fonctionnement du capteur de position, objet de
l'invention, par influence, implique que tout objet etendu dans
l'espace et influencant le collecteur resistif du capteur est converti
par celuici en un seul point image (X, Y, Z) qui represente en quelque
sorte le centre de gravite electrique de toutes les charges situees a
la surface de l'objet influen cant.
Les applications de la presente invention sont nombreuses et variees,
par exemple dans la detection des charges electriques, dans la
robotique ou dans la transmission a distance d'etats electriques de
surface et notamment par exemple de graphismes ou de dessins obtenus a
l'aide d'un crayon special-dont l'extremite depose des charges sur le
collecteur resistif.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Capteur de position XY, d'une charge electrique developpee sur une
surface a deux dimensions de forme generale rectangulaire, caracterise
en ce qu'il comprend un collecteur plan resistif homogene et isotrope
(1), associe par l'intermediaire d'une couche dielectrique (3) a une
surface conductrice sous-jacente (2) de meme format et mise a la
masse, ainsi qu'aux milieux de chacun des cotes du collecteur des
bandes de contact electrique (4, 5, 6, 7) reliees a des electrodes
pour recueillir sur les cotes paralleles deux a deux les couples de
signaux X1 et X2 d'une part et Y1 etY2 d'autre part caracteristiques
des coordonnees XY du point d'apparition de la charge electrique sur
le collecteur resistif.
2. Application du capteur selon la revendication 1, caracterisee en ce
que le capteur etant maintenu dans une enceinte sous vide (19), les
charges electriques a detecter sont deposees directement a la surface
du collecteur plan resistif (1) et les valeursX et Y des coordonnees
du point d'impact de chaque charge sont deduites de l'examen des
fronts de montee des quatre impulsions X1, X2, Y1, Y2 recueillies sur
les electrodes correspondantes.
3. Application du capteur selon la revendication 1, caracterisee en ce
que les charges electriques a detecter sont creees a distance par
influence electrostatique sur la surface du collecteur plan resistif.
4. Application du capteur selon la revendication 3, caracterisee en ce
que les charges creees sur le collecteur resistif etant
impulsionnelles, les valeurs X et Y des coordonnees du point
d'apparition de chaque charge sont deduites de l'examen des fronts de
montee des quatre impulsions X1, X2, y1, Yz recueillies sur les
electrodes correspondantes.
5. Application du capteur selon la revendication 3, caracterisee en ce
que les charges creees sur le collecteur resistif etant alternatives,
les valeursX et Y du point d'apparition de chaque charge sont deduites
des ecarts d'amplitude et/ou de phase des signaux electriques
recueillis en X1 et X2 d'une part et en Y1 et Y2 d'autre part.
6. Application du capteur selon la revendication 1, a la detection de
la position d'une sonde mobile (25) selon les trois coordonnees X, Y,
Z de l'espace, caracterisee en ce que la sonde comporte au moins une
partie conductrice portee a un potentiel alternatif et cree par
influence a la surface du collecteur resistif des charges (24) dont
les coordonnees X et Y sont deduites des ecarts d'amplitude et/ou de
phase des signaux electriques recueillis en X1 et Y2 d'une part et en
Y1 et Y2 d'autre part, la coordonnee Z de la sonde au-dessus du
collecteur resistif (1) etant deduite de l'amplitude des signaux X1,
X2, Y1, Y2 recueillis aux bornes de celui-ci.
7. Application du capteur selon la revendication 6 a la surveillance
de la position d'une piece mobile inacessible, caracterisee en ce
qu'une partie au moins (23) de cette piece mobile (25) est conductrice
et portee a un potentiel alternatif.
8. Application du capteur selon l'une des revendications 4 et 5 a la
detection bidimensionnelle de particules chargees.
9. Application du capteur selon l'une des revendications 4 et 5 a la
transmission de graphismes a distance.
? ?
Display vertical position markers.<br/><br/>This option will display
the relative positions of currently selected key terms within the full
document length.<br/><br/>You can then click the markers to jump to
general locations within the document, or to specific discoveries if
you know whereabouts in the document they occur. [24][_]
Open a preview window.<br/><br/>This window will provide a preview of
any discovery (or vertical marker) when you mouse over
it.<br/><br/>The preview window is draggable so you may place it
wherever you like on the page. [25][_]
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Simply type what you are looking for, any items that do not match
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Try these out to best understand how they work, and to discover if
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