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" Perfectionnements aux dispositifs indicateurs d'intervalles de temps " La présente invention a trait à des dispositifs indi- cateurs d'intervalles de temps, et plus particulièrement à des milli- chronographes à lecture directe servant à indiquer l'intervalle de temps entre deux impulsions électriques.
Suivant la présente invention un milli-chronographe comporte un organe moteur tournant à une vitesse sensiblement constante,un organe entraîné actionnant une aiguille ou son équi- valent servant d'indicateur;, un dispositif pour mettre cet organe entraîné en relation d'entraînement avec l'organe moteur dès la , réception d'une première impulsion électrique, et un organe fixe pour couper efficacement la liaison d'entraînement dès la réception d'une deuxième impulsion et maintenir l'organe entraîné dans tou- te position qu'il aurait atteinte pendant le temps pendant lequel il a été entraîné,,
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L!appareil comporte de préférence un dispositif pour indiquer visiblement si l'organe moteur tourne ou non à la vitesse correcte.
Il comporte aussi de préférence un dispositif pour réduire la durée de chaque impulsion à une période déterminée d'avance et pqur assurer des vitesses définies d'accroissement du courant à travers les divers enroulements de l'instrument, de façon que les retards de chacune des diverses opérations soient constants.
Dans un mode de réalisation, un instrument conforme à la présente invention est constitué par un volant ayant une masse relativement grande et entraîné à une vitesse constante relativement grande par rapport à l'intervalle de temps à mesurer. L'appareil comporte un organe entraîné combiné avec une armature et une aiguil- le, et le volant ainsi que l'organe entraîné sont agencés de façon à être mis en relation d'entraînement magnétique dès la réception de la première impulsion et maintenus en relation d'entraînement -au moyen d'un système magnétique de retenue relativement faible,
Jusqu'à ce que la deuxième impulsion arrive.
Dès la réception de la deuxième impulsion, un aimant fixe arrête l'organe entraîné en le séparait du volant moteur et le maintient immobile dans toute position qu'il peut avoir atteinte pendant l'intervalle de temps compris entre les deux impulsions. L'aiguille se meut sur une échelle graduée dont la lecture indique l'intervalle de temps.
Un interrupteur sert à interrompre le circuit de l'aimant fixe lorsqu'une lecture a été faite, après quoi un petit ressort capillaire ou autre ressort de rappel relié à l'aiguille ramène celle-ci à sa position Initiale. Si on le désire, par exemple lorsque la durée de la première impulsion n'est pas très courte comparée à l'intervalle entre les .impulsions, l'appareil peut @ 1
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comporter un dispositif servant à limiter la période de temps pendaht laquelle l'impulsion réelle agit sur l'instrumenta de façon que l'instrument mesure le temps qui s'écoule entre les commencements des impulsionso
Lorsque les impulsions peuvent avoir des intensités très différentes,
il est préférable qu'elles agissent sur l'ins- trument par l'intermédiaire d'un relais mécanique ou thermo-iomique ou d'un dispositif analogueo
Diverses formes de réalisation de l'invention sont repré- sentées schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs aux dessins ci joints dans lesquels : fig.1 et 2 montrent les dispositions mécaniques!, et fige 3 les connexions électriques d'un type d'instrument conforme à l'in- vention ; fige 4 montre une variante de détail pouvant remplacer une partie de l'appareil dans l'instrument représenté aux figol à 3.
Dans les figo 1 et 2, A est un volant entraîné à une vitesse sensiblement constante par un moteur approprié B, les paliers de ce volant étant tels qu'ils ne laissent qu'un petit jeu d'extrémité de l'ordre de 0,025 mm. La volant porte un ergot N monté à position réglable près de sa périphérieo 0 est une fenêtre comportant à une extrémité OR un verre rouge et à l'autre extrémité OG un verre de couleur verte, un petit espace O3 étant ménagé entre les verres,
Près du volant et le recouvrant en partie se trouve un dispositif de contrôle du temps constitué par un disque oscillant J monté sur des paliers libres et mainten par un léger ressort K appliqué contre une butée L Le disque J porte une palette M dont une extrémité est en prise avec la butée L, et
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l'ensemble constitué par les pièces J K M doit être équilibré statiquement si l'appareil est susceptible d'être exposé à des vibrations ou à des mouvements pouvant avoir une action sur la période de temps du dispositif par suite d'effets d'inertie ou autrement.
Si on le désire, des bras composés et des poids d'équilibrage peuvent être montés sur le disque J de façon à maintenir sa période constante malgré les variations de température'4 Un trou R servant de regard est pratiqué dans le disque J près de sa périphérie et l'ensemble est tel que lorsque le volant A et le disque J se trouvent dans certaines positions, la lumière venant d'une source P, combinée avec un dispositif de projection optique approprié, passe à travers la fenêtre 0 et le regard R.
Lorsque le volant tourne, l'ergot N rencontre à chaque tour la palette M et entraîne le disque J dans un mouvement de rotation partielle, 3?ergot N se déga- geant de la palette M en un point déterminé d'avance et permettant au disque J de revenir en arrière, ce qui fait que le trou R attein- dra une position déterminée d'avance au bout d'un laps de temps connu et constant après le dégagement. Les pièces sont réglées de façon que lorsque le volant A tourne à la vitesse correcte, la source lumineuse apparaîtra, une fois par tour , à travers la partie O3 de la fenêtre 0 en produisant un éclair blanc, Si le volant A tourne trop vite, la lumière passera par exemple à travers la partie verte.OG, et s'il tourne trop lentement on verra un éclair rouge. On obtient ainsi une indication visible de la vitesse correcte du volant.
Lorsqu'il est utile de faire tourner le volant à une vitesse relativement grande, il est préférable, pour que l'ergot Il/ ne frappe pas la palette M par un coup inutilement violent, d'agencer les
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pièces de façon que l'ergot N frappe la palette M par un léger coup bref sur sa face supérieure9 en entraînant le disque oscillant jusqu'à ce que la palette atteigne un arrête Cet arrêt doit être commandé par un électro-aimant de façon à arrêter et à retenir la palette M.
Le volant A continuant à tourner, l'ergot N atteint un autre contact et ouvre le circuit de cet électro=aimant d'arrêt ou (de préférence) coupe son excitation au moyen d'un courant inverse d'intensité et de durée convenables;, ce qui a pour effet de dégager le disque oscillant qui commence son oscillation à partir du moment où ce contact est ouvert, La disposition suivant laquelle l'arrêt est désexcité par un courant inverse est préférable à celle dans laquelle son circuit d'aimantation est simplement ouverte car la première disposition permet d'éviter les irrégularités dans la durée du dégagemento On peut régler la vitesse de rotation en faisant varier la position du contact,
De préférence,
l'arrêt limitant le mouvement du disque est également magnétique de façon à maintenir le disque dans une position appropriée pour la réception de l'impulsion suivante de l'ergot N et de façon à empêcher le disque de rebondir. Des moyens seront prévus pour que le circuit magnétique de cet arrêt de retour soit interrompu juste avant que l'ergot N ne rencontre la palette M. De préférence aussi, les deux arrêts sont montés élastiquement de façon à réduire le choc au minimum.
Le volant A porte un aimant C, du type courant , comportant par exemple deux enroulements,un enroulement de fonctionnement CWO (figo 3) et un enroulement de retenue CWH; ce dernier étant shunté
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par une résistance variable WR et les deux enroulements étant reliés à des bornes fixes au moyen de bagues à frottement. En face de l'aimant C et près de cet aimant se trouve un aimant fixe D, de préférence d'un type différent de celui de l'aimant C, et destiné à créer dans l'armature E un champ magnétique qui ne soit pas partiellement court-circuité dans une mesure appréciable par le voisinage du noyau de l'aimant C. L'aimant D a deux enroulements, un enroulement de fonctionnement DWO et un enroulement de retenue DWH (fig. 3).
Le deuxième enroulement peut être supprimé si on le désire et on peut utiliser un seul enroulement dans les deux buts.
L'armature E est montée dans des paliers qui lui assurent un mouve- ment libre à la fois socialement et dans le sens de la rotation,et elle porte une aiguille F qui coopère avec une échelle graduée G et qui est normalement maintenue appliquée contre une butée corres- pondant à zéro, au moyen d'un léger ressort spirale H.
Les impulsions dont l'intervalle est à mesurer sont ap- pliquées au moyen de bornes Q reliées à des points diamétralement opposés d'un pont LR à résistance et à inductance, aux autres points diagonalement opposés duquel sont reliés les enroulement a d'un relais b. De cette façon le relais b entrera en action pendant le temps que croîtra une impulsion de courant aux bornes Q, mais il reviendra à sa position de repos lorsque l'impulsion de courant atteindra une valeur permanente. On verra que l'ensemble cons- titué par le pont et le relais transforme les impulsions appliquées en impulsions de départ (du relais) ayant des vitesses d'accrois- @ement et des valeurs sensiblement uniformes et déterminées d'avance et une durée limitée.
La languette d du'relais b est isolée et reliée à la grille d'une lampe appropriée à trois électrodes e. lorsque le
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relais b se trouve dans sa position de repos, sa languette d s'ap- puie sur la butée d'espacement f du relais et elle est ainsi reliée à une tension négative appropriée (de 20 volts par exemple) pour le circuit de grille de la lampe e.
Le courant de plaque de la lampe e sera nul dans ce cas, ou bien il aura toute autre petite valeur désiréeo Lorsque le relais b fonctionne, la languette d vient en contact avec la butée-repère g qui est reliée à une autre tension appropriée (par exemple une tension positive de 20 volts) pour le circuit de grille de la lampe e , 0 La courant de plaque de la lampe e augmente alors subitement jusqu'à une certaine valeur bien définie (par exemple 50 milli-ampères). Le courant de plaque de la lampe! continue à passer jusqu'à ce que la languette d du relais b revienne s'appliquer sur la butée d'espacement f. Dans une variante la languette d du relais peut être agencée de façon à ac- tionner directement le milli-chronographe.
Si on le désire, le relais décrit ci=dessus et son circuit peuvent être remplacés par un circuit de lampe thermo-ionique capable de transformer les impulsions qui arrivent en impulsions de départ ayant des vitesses d'accroissement et des valeurs déter- minées d'avance et sensiblement uniformes et une durée limitée,. Un circuit approprié de ce genre est représenté schématiquement dans la fig. 4, dans laquelle une lampe thermo-ionique 1 contient dans son circuit de grille le secondaire d'un transformateur S et une source de potentiel de grille(par exemple une batterie 3).
Le primaire du transformateur 2 est soumis à l'action des impulsions d'arrivée par l'intermédiaire d'un condensateur 4.ce condensateur et le primaire étant shuntés,comme le montre le dessin, par une résistance de fuite 5. Les différentes composantes sont choisies et régléesde façon que le circuit de plaque de la lampe 1 ne soit
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traversé par du courant que tant que le courant augmente dans le primaire du transformateur 2, c'est-à-dire tant que le condensateur 4 prend'de là charge. La résistance 5 sert à évacuer la charge du condensateur 4 au moment voulu pour que l'appareil soit prêt à recevoir la deuxième impulsion, et on peut naturellement faire varier ce moment en faisant varier cette résistance 5.
Il est évident que le condensateur et la résistance doivent être calculés de façon à fonctionner convenablement avec l'appareil qui fournit les impulsions d'arrivée; il faut tenir compte par exemple des caractéristiques, par exemple de la lampe finale d'un amplificateur dont les bornes de départ doivent fournir des impulsions d'arrivée à l'appareil en question.
Le courant de plaque de la lampe e traverse la languette h d'un relais inverseur S pour aboutir au contact 1. de ce relais, puis de là à l'enroulement de fonctionnement GWO de l'aimant tour- nant C et à l'enroulement de fonctionnement TO d'un relais de retenue T, ce qui fait que l'armature E est saisie et entraînée par l'aimant tournant C, les contacts 1. de l'aimant de retenue T se trouvant fermés.
Lorsqu'ils sont fermés, les contacts 1. appliquent une source appropriée de courant électrique à un circuit contenant les bobines de retenue TH du relais de retenue T, la bobine de fonction- nement du relais inverseur S et l'enroulement de retenue CWH de l'aimant tournant C. Ceci a pour effet que l'armature E adhère à la surface de l'aimant tournant C lorsque l'impulsion originale a cessé et que la languette h du relais inverseur S est attirée et maintenue sur le contact w. /
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L'appareil est maintenant prêt à recevoir la deuxième impulsion qui est appliquée par le relais b comme précédemment.
Dans ce cas le courant de fonctionnement passe par la languette h du relais inverseur 8 et par le contact w de ce relais, ce qui fait qu'il passe dans un circuit contenant l'enroulement de fonctionnera ment DWH de 1 aimant fixe D et l'enroulement de fonctionnement UO d'un deuxième relais de retenue U, de sorte que l'armature E est saisie, écartée de l'aimant tournant C et maintenue fixe. Si on le( désirer on peut supprimer l'enroulement DWH, l'enroulement en circuit avec les contacts du relais de retenue U servant dans les deux buts.
Les contacts 1 de ce relais U commandent un circuit contenant la bobine de retenue UH d relais U et la bobine de retenue DWH de l'aimant fixe Do L'armature E et l'aiguille F sont ainsi maintenues fixes lorsque la deuxième impulsion a cessé et elles continuent à être maintenues jusqu'à ce que le courant soit coupé dans l'appareil; l'aiguille F retourne alors à la position zéro sous l'action du ressort H.
Pour contrebalancer la tendance de l'armature E à adhérer à l'aimant fixe D,un commutateur V est monté de façon qu'au moment où le courant est coupé un courant de désaimantation soit appliqué aux enroulements de retenue DWH de l'aimant fixe D et à la bobine de retenue UH du relais U.
On règle la résistance variable WR de façon à régler Inaction de l'enroulement de retenue de l'aimant tournant,,
On conçoit que , grâce à cette disposition, si la première impulsion persiste trop longtemps, la languette h du relais µ atteindra le contact w avant que la première impulsion n'ait cessée et, si ce cas se produit, la deuxième partie de l'action aura lieu
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et l'aiguille F sera arrêtée et retenue. La combinaison du circuit da pont et de relais et la disposition représentée dans la fige 4 sont les moyens préférés pour éviter cette difficulté, mais on peut l'éviter aussi en augmentant le retard du relais S ou -on insérant un relais retardé en série dans le circuit de la bobine de fonctionnement de l'aimant fixe.
Ces deux moyens sont efficaces, mais ils ont tous les deux l'inconvénient d'augmenter la période minima qui peut être mesurée par l'appareil.
Il pourra être utile, dans certains cas, d'avoir un commutateur actionné par le relais inverseur pour faire varier la sensibilité d'un amplificateur qui peut être nécessaire pour ampli- fier la deuxième impulsion. Ce cas se présenterait si la première impulsion était assez violente, comparée à la deuxième, pour provo- quer des effets de résonance dans l'amplificateur et prolonger ainsi de façon intempestive la durée de la première Impulsion.
Pour empêcher toute détérioration de l'aiguille F, si l'intervalle entre les impulsions à mesurer était plus long que le lapa de temps nécessaire pour un tour complet de l'aimant tournant, un contact de sûreté I est monté de façon à être actionné par l'aiguille F un peu avant que celle-ci n'ait fait un tour complet.
Ce contact actionne l'aimant fixe D qui saisit ainsi et maintient l'armature et l'aiguille F qui se trouvent bloquées avant que l'aiguille F puisse être détériorée en venant buter en arrière de l'arrêt du zéro.
Les lectures de l'appareil seront d'autant plus sûres qu'on peut augmenter la vitesse d'accroissement du courant dans les circuits et réduire l'inertie des pièces mobiles. Si l'on mesure un grand nombre de périodes exactement égales, il faut que/l'aiguille
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indique des lectures exactement égales si l'instrument fonctionne de façon absolument sûre.
On peut obtenir une plus grande sûreté en excitant les enroulements des aimants au moyen d'une source de courant à voltage relativement élevée le courant étant maintenu réduit au maximum voulu par l'insertion de résistances non Indue- tives appropriéeso Dévêtîtes variations dans les intervalles de temps à mesurer ne peuvent être décelées que si l'instrument est sûr et les procédés décrits permettent de construire des instruments décelant des variations d'environ 1/1000# de seconde dans les périodes de tempso
L'exactitude des mesures dépend de la constance de la vitesse angulaire du volant au cours de chaque tour., et de la constance du retard de l'aimant tournant et de l'aimant fixe.
Il faut que ces deux retards soient égaux, sans quoi il y aurait une erreur correspondant à l'erreur de l'aiguillée Comme il y a des limites à la vitesse à laquelle on peut faire tourner le volant sans Inconvénient, il peut être utile d'insérer entre l'ar- bre de 1 armature E et 1 aiguille F des engrenages par-mettent d'obtenir une échelle appropriée pour lire des périodes de temps anormalement courtes ou anormalement longues, mais cette addition ne modifiera en rien la sûreté ou la précision de l'instrument si on évite tout jeu dans ces engrenages- L'addition d'engrenages à l'aiguille ne permettra que d'utiliser une échelle plus appropriéeo
Si l'on désire utiliser une échelle de diamètre plus grand, ce qui exige par conséquent une longue aiguille,
il pourra être avantageux de laisser à l'aiguille une certaine liberté de mouvement sur 1 arbre de l'armature et de l'obliger à tourner en la faisant pousser par un léger ressort capillaire contre une butée fixée sur 1 arbre de l'armature.
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Si on le désire, l'aiguille elle-même peut comporter un disque amortisseur et un aimant ou un amortisseur analogue,
L'armature pourra ainsi venir occuper sa position corres- pondant à l'intervalle de temps, l'aiguille restant en arrière à cause de son inertie et de l'action de l'amortisseur. L'aiguil- le viendra ensuite occuper doucement sa position correcte sous l'action du ressort capillaire, et lorsque l'armature sera relâ- chée le système amortisseur empêchera l'aiguille de retourner trop violemment à sa position de départ.
Une application de la présente invention est la mesure de la profondeur d'eau qui se trouve sous un navire, ou pour des usages analogues*
En pareil cas, la première impulsion est donnée par la transmission, à travers l'eau, d'une onde sonore périodique ou ayant une fréquence déterminée d'avance, et la deuxième impulsion est donnée par l'arrivée sur la coque du navire de l'onde réfléchie par le fond de la mer.
En pareil cas il convient de régler la vitesse du volant de façon qu'un degré d'avance angulaire corresponde à une profon- deur de 1,828 m, au-dessous de la source de l'onde sonore. Il .est d'usage, en pareil cas, de monter le projecteur d'onde et le récepteur d'onde au fond du navire. Lorsqu'il est possible de monter le projecteur et le récepteur très près l'un de l'autre ou d'utiliser la même piège de l'appareil pour ces deux usages, on peut faire en sorte que l'instrument indique directement la profondeur d'eau à partir de la surface en reportant la position de départ de l'aiguille à une position de l'échelle indiquant la. profondeur - ou la profondeur moyenne - du projecteur et du - récepteur au-dessous de la surface.
On peut facilement faire varier ce réglage suivant le tirant d'eau du navire. @
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S'il était nécessaire de répéter les indications de l'ap- pareil à un point éloigné 9 ou de les enregistrer, on peut faire en sorte que l'aiguille ou une aiguille auxiliaire se déplacent sur une résistance assemblée de façon à constituer un réducteur de tension pour que les bornes de départ de ce réducteur de tension puissent être reliées à un instrument monté à distance et constitué par exemple par un voltmètre ou un voltmètre enregistreur dont l'échelle serait graduée de façon à concorder avec la position de l'aiguille principaleo
A cet effetp il est préférable de laisser l'aiguille auxiliaire se déplacer sans toucher les contacts du réducteur de
tension et d'utiliser un dispositif magnétique ou à main pour amener l'aiguille auxiliaire en contact avec les contacts du réducteur de tension lorsque l'aiguille principale s'est arrêtée à la position indiquant la profondeuro
Si l'on désire répéter périodiquement le fonctionnement de l'appareil, des commutateurs appropriés peuvent être actionnés par le moteur principal d'entraînement, au moyen d'engrenages de réduction appropriés, de façon à obtenir des lectures séparées par tous intervalles de temps appropriéso
REVENDICATIONS
1.- Milli-chronographe comportant un organe moteur tournant à une vitesse sensiblement constante un organe entraîné action- nant une aiguille ou son équivalent servant d'indicateur,
un dispositif pour mettre cet organe entraîné en relation d'entraî- nement avec 1 organe moteur dès réception d'une première impulsion électrique et un organe fixe pour interrompre efficacement la liaison d'entraînement dès la réception d'une deuxième impulsion et maintenir l'organe entraîné dans toute position qu'il a pu atteindre pendant le laps de temps pendant lequel 1 a été entra!-
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.