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POSEMETRE LOGARITHMIQUE -
La présente invention est relative aux'posemètres et l'un de ses objets est de présenter un tel appareil dont 1'instrument de mesure électrique possède une échelle de mesure à réponse logarithmique lors de l'alimentation en courant pro- duit par une cellule électrique. L'index de l'instrument possède le même axe de rotation que les cadrans de calcul du temps d'exposition du calculateur et, comme ces cadrans de calcul possèdent aussi des échelles logarithmiques, un index de l'un d'eux peut être aligné directement avec l'index de l'instrument, de manière à mettre automatiquement le cadran calculateur en position correcte.
Pour adapter l'appareil à l'échelle étendue, désirée, des éclairements, avec une bonne sensi- bilité de mesure de l'appareil, un couvercle est utilisé, qui réduit la quantité de lumière tombant sur
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la cellule lumineuse, au-dessus d'une certaine valeur, et un mécanisme à came est prévu, fonctionnant avec le mécanisme du couvrecle par rotation de l'échelle du cal- culateur, pour changer l'index de ce dernier qui est à aligner avec l'index de l'ins- trument, de sorte que les valeurs correctes des temps de pose sont obtenues avec la même cellule, instruments de mesure et mécanisme du calculateur, à la fois lorsque le couvercle est ouvert pour de faibles éclairements et fermé pour des éclairements in- tenses.
Dans le posemètre, objet de l'invention, un système de blocage de l'index est prévu, à utilisation facultative, qui permet de retenir toute valeur mesurée d'é- clairement aussi longtemps que le veut l'utilisateur. La cellule lumineuse et l'ins- trumente de mesure sont généralement en-dessous du calculateur et toutes les parties sont assemblées de manière compacte à ltintérieur de l'enveloppe pour constituer un posemètre facilement portable dans la poche d'un vêtement, tous les index, indices et échelles utilisées lors du fonctionnement étant facilement visibles sur la face supé- rieure de l'appareil. Le posemètre ainsi construit présente une longueur de 7,5 cm, les autres dimensions étant, proportionnellement, celles représentées sur le dessin.
Un élément de réglage du zéro est accessible à la face inférieure, sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir l'enveloppe. Le cadran d'échelle des temps du calculateur est réversible en position, de manière à présenter soit l'échelle cinématographique, soit l'échelle photographique en face de l'échelle des diaphragmes.
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nouvelles de l'in- vention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : - la fig.l est une vue de front agrandie du posemètre, objet de l'invention; - la fig. 2 est une vue similaire de l'appareil, le dispositif calculateur et le cou- vercle de l'enveloppe étant enlevés ; - la fig.3 est une vue arrière de l'instrument, la cellule électrique et le fond étant enlevés, de manière à illustrer le mécanisme de fonctionnement de la came
Commandant le mouvement du couvercle et le changement d'index.
Ce mécanisme de came est supporté sur la face arrière du couvercle supérieur; - la fig.4 est une vue d'une coupe centrale verticale faite à travers le posemètre; - la fig. 5 est une vue d'une coupe horizontale centrale faite à travers le couvercle supérieur, le calculateur et le système de came; - la fig. 6 est une vue frontale schématique de différentes parties du calculateur et du mécanisme de came, montrant leurs positions de rotation selative, réglées pour les éclairements faibles;
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- la fmg.7 est similaire à la fig.6et représente les positions relatives des mêmes éléments pour les éclairements intenses;
- les fig. 8 & 9 représentent les vues gauche et frontale du mécanisme du couvercle employé comme écran à la lumière, le couvercle étant ouvert et la position du méca- nisme correspondant à la position relative de la fig.6 de la came et du calculateur; - la fig.10 représente un détail du dispositif de blocage de l'index; - les fig. 11 & 12 représentent d'autres détails de de dispositif, montrant comment le régler pour que l'index soit débloqué de façon permanente; - la fig, 13 est une vue en perspective du noyau de l'instrument; - la fig. 14 représente différentes courbes de fonctionnement de l'instrumente de mesure électrique utilisé; - la fig. 15 représente un écran de lumière incidente qui peut être utilisé avec le posemètre présenté.
La fig. 1 représente une vue de face considérablement agrandie du pose- mètre, objet de l'invention, 1 étant le couvercle et la partie de l'enveloppe dans laquelle et sur laquelle les différentes parties du posemètre sont assemblées. En 2, est une fenêtre recouverte d'une substance transparente, à travers laquelle est visi- ble l'échelle 3, l'index 4 de l'instrument et l'index 5 H qui est mobile de manière à pouvoir s'aligner avec l'index 4 durant le fonctionnement et l'utilisation de l'appa- reil. Le bouton-poussoir 6 , visible à la partie supérieure de la face latérale gauche, fait partie du dispositif de blocage de l'index de l'instrument. Cet :index est normalement bloqué mais, en pressant sur le bouton 6, il est rendu libre et se place convenablement suivant la valeur de la lumière reçue.
Lorsqu'on lache le bou- ton 6, l'index est bloqué dans cette position jusqu'à ce qu'il soit à nouveau rendu libre. On peut aussi régler l'appareil de manière à ce que l'index soit rendu libre de façon permanente .
Le calculateur des temps de pose est monté sur le couvercle frontal ex- térieur du posemètre et comprend le disque 7 d'échelle des diaphragmes et le disque 8 d'échelle des temps de pose. Ces disques sont montés sur le même axe 9 de rotation que l'index 4 de l'instrumenta de mesure électrique. Le plus petit disque 8, fixé dans une gorge circulaire pratiquée dans la surface supérieure du disque 7 des dia- phragmes, est mobile dans cette gorge. Ceci est représenté plus clairement à la fig.5. Le disque 7 des diaphragmes possède un manchon central intérieur 10 possédant un support fixé à travers l'ouverture centrale de la paroi frontale du couvercle 1.
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Le disque 8 des temps de pose est maintenu en place dans la gorge pratiquée dans le disque 7 par une plaque fixe 11, rivetée au couvercle frontal de l'enveloppe par deux rivets 12 faisant partie intégrante de la plaque 11, des deux côtés opposés de l'axe de rotation 9 et s'étendant de la face arrière de la plaque 11, à travers les deux fentes 13 en forme d'arc, dans le disque 7 des diaphragmes (voir fig. 5 & 6).
La plaque 11 possède une ouverture 14 au-dessus de l'axe de rotation, à travers la- quelle on peut voir une échelle 15 des vitesses des films sur le disque 8 des temps de pose. La plaque 11 possède également une extension 16 en forme d'arc qui sert à couvrir celle des échelles des temps de pose du disque 7, qui n'est pas utilisé.
Sur le disque 8, il existe deux échelles des vitesses des films et deux échelles des temps de pose. Une échelle des vitesses des films et une échelle des temps de pose sont visibles en même temps. Les échelles représentées à la fig.l à la périphérie inférieure du disque 8 et dans la fenêtre 14, sont celles habituel- lement employées pour les appareils photographiques. Les autres échelles des temps de pose et des vitesses de film sont cachées en grande partie, tandis que l'échelle des temps de pose en images par seconde ,à utiliser pour la cinématographie, est partiellement visible en 17, au bord supérieur 16 de la plaque 11 de la fig. 1.
L'échelle des vitesses de film pour la cinématographie, à utiliser avec l'échelle 17, se trouve en-dessous de la plaque 11, entre les lignes 18 en pointillé. Le disque 8 peut être tourné pour l'une ou l'autre de ces utilisations. Pour passer des valeurs correspondant à la photographie à celles correspondant à la cinématographie, le disque 8 est simplement tourné de 180 , à partir de la position représentée. Ce mouvement fera apparaître les échelles relatives à la cinématographie des vitesses de film et des temps de pose en images par seconde, là où les échelles relatives à la photographie sont représentées à la fig.l.
Dans un but de commodité du réglage du disque 7 des diaphragmes, la périphérie extérieure de cet dernier est munie de dent espacées d'un intervalle de'diaphragme pour correspondre à la distribution logari- thmique de réponse de l'échelle 3 de l'instrument. Par "intervalle de diaphragme" il faut entendre la distance angulaire dont l'index se déplace lorsque la valeur lumineuse est doublée, l'échelle particulière des diaphragmes employée par le cal- culateur n'intervenant pas.
Le disque 8 est normalement empêché de tourner par rapport au disque 7 par un cliquet dents 19, en-dessous de la partie centrale de la plaque 11 (voir fig.4, 5 & 6). Une partie centrale de ce cliquet a la forme d'un ressort de com- pression. La denture,àune extrémité de ce cliquet, s'engage contre une surface dentée coupée à la périphérie intérieure du disque 8, comme représenté à la gauche
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de la fig.6, et l'autre extrémité est fixée à la face intérieure de la plaque 11.
La partie qui fait ressort du cliquet 19 maintient normalement son extrémité dentée contre la surface intérieure dentée du disque 8, les dentures pénétrant l'une dans l'autre de manière à empêcher toute rotation accidentelle du disque 8, mais en appli- quant une certaine pression de rotation au disque 8, à l'aide de la pointe 20, le disque 8 peut être réglé par rotation, par glissement de la denture, l'élasticité du ressort permettant ce glissement mais assurant le réengagement des dentures lorsque la pression de rotation cesse,
La hauteur de cette denture est la même que les plus petites graduations de l'échelle 15 des vitesses de film visible à travers la fenêtre 14, et la disposi- tion est telle que les graduations sont exactement alignées avec les marques de réfé- rence adjacentes à la fenêtre.
On peut voir, à la fig.l, qu'il y a trois marques de référence fixes sur la partie 16 de la plaque 11, en face de la fenêtre 14. La marque de gauche ,qui est la plus grande, sert à ajuster les vitesses de film pour la photo- graphie ou le cinéma qui donne 1/30e de seconde d'exposition à 16 images par seconde.
La petite marque du milieu est utilisée pour les cinémas qui ont l/40e de seconde d'ex- position à 16 images par seconde, et la petite marque de droite est utilisée pour les cinémas qui ont 1/50e de seconde d'exposition à 16 images par seconde. Ces marques sont disposées de manière à placer correctement le calculateur pour la vitesse de film utilisée pour les conditions spécifiées plus haut, et des instructions convenables pour une disposition correcte doivent accompagner l'appareil.
Dans un posemètre logarithmique possédant une seule échelle des éclai- rements, l'index 5 H ,qui est à aligner avec l'index 4 par rotation du disque 7, peut faire partie intégrante de ce disque 7. Dans un instrument, tel que celui décrit, qui possède une échelle double des éclairements, deux index placés correctement, tels que 5 H, peuvent faire partie intégrande du disque 7. Cependant, les deux index seraient visibles simultanément et l'utilisation de l'appareil pourrait donner lieu à des confusions.
La présente invention utilise, pour éviter ce désagrément, deux index désignés par 5 & 5 H , l'index 5 étant visible lorsque l'éclairement est faible -et que le couvercle ,vu sur les fig. 4, 8 & 9, est ouvert, comme représenté, et l'index 5 H étant visible, comme représenté sur les fig. 1 & 7, lorsque l'éclairement est intense et le couvercle fermé. Ces index apparaissent dans des positions convenables à la périphérie supérieure du disque 7 sur l'échelle 3 et, lorsque visibles, se meu- vent avec le disque comme s'ils y étaient attachés. Le couvercle 21 est ainsi placé
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et les index changés automatiquement par simple rotation du disque 7, lors de la lecture normale de l'éclairement et le placement de l'index visible 5 ou 5 H en ligne avec l'index 4.
Les deux index 5 et 5 H sont les extrémités opposées d'un élément allongé 22, pivotant autour de 23 par rapport à la plaque 24 de came qui est rivetée au manchon 10 du disque 7, avec lequel elle tourne (voir fig. 3, 5, 6 & 7). La pla- que de came 24 est intérieure à l'enveloppe 1 et située en-dessous du couvercle et l'élément allongé 22 pivote au-dessus de la partie supérieure frontale de la came 24. D'un côté du pivot 23, une broche 25 est fixée dans l'élément 22. Cette broche traverse une fente 26 pratiquée dans une plaque levier 27 pivotant autour de 28 par rapport à la paroi frontale intérieure de l'enveloppe 1.
La partie centrale de la plaque levier 27 est découpée de sorte que la plaque est libre d'osciller jusqu'à une certaine limite autour du pivot 28 sans être gênée par le dispositif central de liaison entre le manchon 10 et la plaque 24 de came. La plaque levier 28 porte une broche 29 s'engageant vers l'arrière dans une fente pratiquée dans la plaque 24 de came. Cette fente possède une partie étroite 30 de grand rayon, une partie étroite 31 de petit rayon et une partie large 32 intermédiaire, dont les bords extérieur et intérieur sont les prolongations des bords extérieurs et intérieurs des secteurs 30 & 31.
Le but de cette fente et de la broche 27 qui s'y engage, est de ne per- mettre l'oscillation de la plaque levier 27 autour du pivot 28, que de façon limitée lorsque la came 24 est tournée par le disque 7 dans son mouvement de rotation dans des directions opposées.
Par conséquent, en partant de la position représentée à la fig.6 des différentes parties du dispositif, lorsque la plaque 24 de came est tournée dans le sens des aiguilles d'une montre, la broche 29 se déplacera d'abord dans la partie étroite 30 de la fente, ensuite dans la partie large 32 ,tout en suivant le bord extérieur,et, finalement, dans la partie étroite 31 ; c'est cette dernière po- sition qui est représentée à la fig.7. Durant ce déplacement, le levier 27 demeure immobile jusqu'à ce que la broche 29 vienne buter contre la surface inclinée au point 33 ; lelevier 27 stélève alors par rotation en sens inverse de celui des ai- guilles d'une montre, autour du pivot 28.
En même temps, la broche 25 de l'élément allongé 22 s'est déplacée ers la droite dans la fente 26 sur un rayon uniforme par rapport à l'axe de rotation 9, jusqu'à ce que la plaque levier 27 s'élève, la broche 25 se déplaçant alors vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation 9, faisant ainsi pivoter l'élément 22 dans le sens des aiguilles d'une montre autour de
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23, depuis la position qu'il occupe par rapport à la came 24, sur la fig.6, jusqu'à celle représentée à la fig.7. Ce mouvement de l'élément 22 fait descendre l'index 5 qui est visible à la fenêtre 2 et lui substitue l'index 5 H de l'extrémité op- posée qui devient visible ,à son tour, à cette fenêtre dans une position sur l'échel- le 3 qui est à gauche de celle qu'occupait l'index 5 avant de disparaître.
Lorsque on continue à déplacer la plaque 24 de came dans le sens des aiguilles d'une montre, la broche 29 se déplace dans la fentre étroite 31 de rayon uniforme et il n'y a plus de déplacement ultérieur du levier 27, l'index 5 H se déplaçant simplement le long de l'échelle 3 sans mouvement radial.
Supposons maintenant que la plaque 24 de came est déplacée dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre. La broche 29 se déplace dans la fente étroite 21 de la came et le long de la périphérie intérieure de la partie large 32 de la fente jusqu'à ce qu'elle vienne buter contre la surface inclinée 34. Le levier 27 est abaissé à partir de la position représentée à la fig.7 et tourne dans le sens des aiguilles d'une montre autour du pivot 28 jusque la position représentée à la fig.6 et reste dans cette position pendant que la came continue à tourner dans la direction inverse de celle des aiguilles d'une montre, la broche 29 se déplaçant dans la partie 30 de la fente, de rayon constant.
Durant cette rotation de la came 24 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, l'élément allongé 22 est amené vers la gauche, l'index 5 H étant visible par la fenêtre 2, jusqu'à ce que le levier 27 est abaissé lorsque la broche 29 bute contre la surface inclinée 34.
A ce moment, l'élément 22 tourne par rapport à la came 24, depuis la position re- présentée à la fig.7, jusqu'à celle représentée fig.6, de sorte que l'index 5 H est amené hors de vue et l'index 5 devient visible par la fenêtre 2, mais dans une position sur l'échelle 3 qui est à droite de celle qu'occupait l'index 5 H avant de disparaître. L'index 5 est donc utilisé lors du fonctionnement qui uti- lise la longueur combinée des parties 30 & 32 de la fente,et l'index 5 HH est uti- lisé lors du fonctionnement qui utilise la longueur combinée des parties 32 & 31 de la fente. Ce fonctionnement évite toute erreur qui pourrait résulter d'un change- ment non automatique d'un index à l'autre.
La plaque levier 27 est munie d'une tige courbée 35 qui permet au cou- vercle 21 de se déplacer de la position ouverte à la position fermée, lorsque cette tige est déplacée vers le haut pendant que l'index 5 H passe à la position visible en lieu et place de l'index 5, et de se déplacer de la position fermée à la position
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ouverte lorsque cette tige est déplacée vers le bas, pendant que l'index 5 passe à la position visible en lieu et place de l'index 5 H.
Comme on peut le voir plus clairement à la fig.4, la cellule lumineuse 36 est placée dans la partie supérieure de l'instrument , derrière une fenêtre lentille 37, placée à l'extrémité supérieure de l'enveloppe. La cellule lumineuse est scellée hermétiquement et est donc protégée de la détérioration par l'humidité et la poussière.
L'instrument possède un champ de vue horizontal très étendu et un champ de vue verti- cal assez étroit. Il est évident que le posemètre doit être tenu en main, le calcula- teur étant situé au-dessus et la fenêtre lentille 37 étant maintenue vers la source lumineuse à mesurer, dans une direction horizontale. Le champ de vue désiré est obte- nu en mentant la cellule rectangulaire allongée 36 à une certaine distance en arrière de la fenêtre rectangulaire allongée d'admission de la lumière. La fenêtre comprend une lentille positive astigmatique 37 qui est utilisée pour augmenter la quantité de lumière admise horizontalement d'un champ de vue fixe et pour couper les bords du champ de vue vertical.
La forme de la lentille de la fenêtre est donc telle qu'elle donne un champ de vue vertical réduit, de manière à éviter des erreurs dues aux éclai- rements excessifs dûs au soleil, par exemple, et à donner le champ de vue horizontal étendu que l'on désire obtenir. Les courbures de la lentille sont telles que de la lumière parallèle dans un plan vertical est approximativement focalisée sur la cellule photoélectrique, tandis que de la lumière dans un plan horizontal est focalisée à une certaine distance derrière la cellule. La face arrière de la plaque portant l'échelle qui forme la paroi frontale ou supérieure de la cellule,n'est pas noircie pour admettre plus de lumière aux angles inférieurs. La cellule est inclinée en avant pour admettre moins de lumière du ciel.
Le champ de vue est plus petit lorsque le couvercle 21 est fermé que lorsqu'il est ouvert. Un changement convenable de champ de vue est obtenu en découpant des trous dans le couvercle, aux extrémités de celui-ci. Le couvercle 21 pivote autour des points 38 situés à ses deux extrémités, et est aené dans la posi- tion fermée par un ressort 39 bobiné autour du pivot du couvercle (voir fig. 8 & 9) , ses extrémités étant retenues entre la paroi arrière 40 de l'enveloppe et la face ar- rière du couvercle. Le couvercle est représenté dans la position ouverte. La tige 35 s'étend vers le haut ,à partir du levier 27 vers une position extérieure à une extré- mité du couvercle, et est courbée vers l'intérieur de manière à ce que son extrémité supérieure 41 s'étende jusqu'à la face frontale du couvercle.
Cette extrémité 41 traverse une fente de guidage 42 pratiquée dans une paroi terminale du dispositif 43
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de support des parties du couvercle. Cette fente de guidage 42 est plus étsgite que la bande de substance dont est faite la tige 35, cette bande étant entaillée là où elle traverse la fente, de manière à ne pas pouvoir se déplacer. Il est évidept que, lorsque la tige courbée 35 se meut vers le haut, elle est guidée par la fente 42 de manière à permettre au couvercle 21 de se balancer vers le haut dans la posi- tion de fermeture de la fenêtre ou dans le sens inverse, comme on peut le voit aux tige 4 & 8.
La position fermée du couvercle est représentée en pointillée à la fig.8 Elle permet de diminuer de la valeur désirée la quantité de lumière pénétrant par la fenêtre 37 de la cellule 36, Le couvercle présente des trous 44, comme on peut le voir à la fig.9, qui permettent de réduire, dans une proportion prédéterminée, l'é- clairement de la cellule lorsque le couvercle est fermé. Il est évident que, lorsque la tige courbée 35 est déplacée vers le bas par la plaque levier 27, elle amène le couvercle dans sa position d'ouverture. La forme de l'extrémité inférieure de la fente de guidage 42 est telle qu'elle présente une action de maintien du couvercle dans sa position ouverte, contre l'action du ressort qui tend à maintenir le cou- vercle dans sa position fermée.
A la fig.8, on voit que l'extrémité entaillée 41 ne peut pas se mouvoir vers le haut dans la fente 42 par la pression latérale du couvercle 21. Le poids de la plaque levier 27 n'est pas suffisant pour ouvrir le couvercle en luttant contre l'action du ressort 38 de fermeture de celui-ci, mais le couvercle peut être amené dans sa position d'ouverture par le fonctionnement du levier 27.
Dans un posemètre logarithmique, il est nécessaire que la réponse loga- rithmique de l'instrument soit la même que le système logarithmique utilisé lors de la préparation des échelles du calculateur, de manière à permettre une liaison angulaire directe entre l'index de l'instrument et les échelles du calculateur. La réponse logarithmique de l'instrument décrit a été choisie avec une base logarithmi- que de 2 et des valeurs d'éclairement qui doublent pour chaque déviation de 10 degrés dans le sens des aiguilles d'une montre, et le calculateur possède des graduations en diaphragmes et en vitesses de film qui correspondent à ces valeurs.
Il est donc à noter que la distance entre les graduations principales de l'échelle 3 de l'ins- trument, de l'échelle des diaphragmes sur le disque 7 et de l'échelle des vitesses de film apparaissant par la fenêtre 15, est toujours de 10 degrés. Cela est aussi sen- siblement Vrai pour lééchelle des temps d'obturation sur le disque 8, la variation utilisant les valeurs conventionnelles de temps. La constante utilisée pour toutes les échelles est la même. La présente invention n'est cependant pas limitée à cette
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relation des 10 degrés car, d'après les principes décrits, il est possible de cons- truire des instruments analogues à celui présenté par l'intention, dans lesquels cette relation peut être sensiblement déférente, par exemple entre 5 & 20 degrés.
Il est évident, d'après ce qui précède, que la répnnse logarithmique de l'instrument correspond exactement aux échelles utilisées du calculateur et, par con- séquent, pour une position donnée du couvercle 21, un point fixe sur la plaque 7 de l'échelle des diaphragmes, qui peut être l'un des index 5 du trident, peut être ali- gné avec l'index 4 pour mettre en relation le calculateur avec la valeur mesurée de l'éclairement, et il n'est pas nécessaire de lire ltéchelle 3 de l'instrument. En fait, les graduations de l'échelle logarithmique 3 peuvent être omises sans inconvé- nient lorsque l'appareil est utilisé comme posemètre, mais sont utiles lorsque l'ap- pareil est utilisé comme instrumente de mesure de l'éclairement en lumière réfléchie ou incidente.
La distance apparaissant le long du disque 7 portant l'échelle des dia- phragmes entre les endroits où les index 5 & 5 H apparaissent, correspond au facteur de réduction de lumière reçue. Ce "facteur de réduction de lumière recue peut être considéré comme étant le rapport de la quantité de lumière reçue lorsque le couvercle est ouvert à cette valeur, lorsque le couvercle est fermé. Dans l'appareil décrit, le facteur de réduction de lumière reçue, déterminé en premier lieu par la dimension des ouvertures 44 pratiquées dans le couvercle, est 16 et cela correspond à 4 pour les graduations principales de l'échelle logarithmique 3. Par conséquent, si, avec une valeur donnée de lumière reçue et le couvercle ouvert, l'instrument donne une lecture 6 sur la graduation, il donnera la lecture 2 lorsque le couvercle est fermé.
Il est à noter que le facteur de réduction de lumière de 16 est choisi en relation avec la base 2 du système logarithmique utilisé, de sorte que les deux indices 5 & 5 H peuvent tous les deux s'aligner exactement avec les graduations espacées de 10 degrés ou dents à la périphérie de la plaque d'échelle des diaphragmes. Ces graduations correspondent à la distance angulaire dont se déplace l'index pour chaque doublement de l'éclaire- ment. Cette relation est pratique lorsqu'on se sert de l'instrument pour des mesures lumineuses utilisant à la fois les échelles de mesure correspondant aux éclairements faibles et intenses.
L'appareil est construit de manière telle que l'index 5 H uti- lisé avec les éclairement intenses et le couvercle fermé, apparaîtra à une distance correspondante à gauche de l'index 5 utilisé avec les éclairement faibles et le cou- vercle ouvert. Cette distance correspond à 4 graduations de l'échelle logarithmique principale de l'instrument ou 4 des dents périphériques ou graduations en diapnrag-
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-mes sur le disque 7 ou à un arc de 40 degrés. Les deux index 5 & 5 H possèdent une gamme étendue commune de fonctionnement et chacun peut être utilisé pratiquement sur toute l'échelle 3, avec leur position correspondante du couvercle.
Dans l'instru- ment décrit, le facteur de réduction de lumière de 16 est obtenu par deux trous circu- laires 44, pratiqués dans le couvercle. chaque trou ayant un diamètre égal au tiers de la largeur du couvercle.
Les positions des index 5 & 5 H, le couvercle étant ouvert pour des éclairements faibles et fermé pour des éclairements intenses, sont marquées à la péri- phérie du cadran 5, par les inscriptions "low" et "high"-voir fig.l. Ces désigna- tions en même temps que les index 5 & 5 H indiquent aussi la position du couvercle.
La fig.l représente l'index 5 H à "high", indiquant une disposition pour un éclai- rement intense, le couvercle étant fermée On notera que chacun des index 5 & 5 H possède deux pointes plus petites situées de chaque coté de chacun d'eux à une dis- tance égale à une graduation de diaphragme ; ensemble des trois pointes peut être appelé trident. Les plus petites pointes de gauche sont marquées - et celles de droite + . Ces pointes auxiliaires augmentent considérablement l'utilité de l'appareil. Il apparait immédiatement que ces index auxiliaires facilitent l'utilisa- tion du temps d'exposition augmenté ou diminué d'une graduation de diaphragme.
Ces tridents facilitent de plus l'examen, l'équilibrage de la lumière, l'estimation de l'éclat lumineux de certaines scènes et le choix du meilleur temps de pose pour des vues spéciales, comme expliqué dans les livres d'instructions fournis avec chaque appareil.
L'index 4 de l'instrument est normalement bloqué car son extrémité ex- térieure s'engage dans une plaque de fixation 45 (fig. 2, 4 & 8). Cette plaque possè¯ de un bord inférieur taillé en biseau et courbé, la courbure étant identique à celle de l'arc de déplacement de l'index et le biseau stétendant vers le bas ,$omme repré- senté à la fig. 2, et vers la partie frontale de l'extrémité extérieure de l'index avec lequel il est normalement en contact. La plaque 45 peut glisser verticalement comme représenté à la fig.2, ce mouvement étant limité par les 'broches 46 qui traver- sent des rentes verticales pratiquées dans la plaque 45.
La plaque peut être déplacée vers le haut, à partir de sa position de blocage de l'index, pour libérer ce dernier par un mécanisme à came constitué par une plaque 47 de came logée directement derrière la partie supérieure de la plaque 45 de blocage et pouvant glisser de façon limitée dans une direction horizontale. La plaque 47 de came présente des fentes orizontales 48 et les broches 46 traversent ces fentes.
Par conséquent, la plaque de
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blocage 45 peut glisser verticalement et la plaque de came 47 peut glisser hori- zontalement sur les broches 46. La plaque de blocage 45 présente des .Sentes 49 s'étendant diagonalement vers le bas et vers la droite, comme on peut le Voir à la fig.2, dans lesquelles s'engagent les broches 50 fixées à la came 47. Comme repré- senté à la fig. 2, un élément 51 dans lequel est fileté le bouton poussoir 6, s'en* gage ,par l'intermédiaire d'une liaison broche et fente, dans la plaque de came 47 à son extrémité gauche (voir fig.ll & 12). Cet élément 51 s'étend vers le bas et est courbé à angle droit vers la droite, la partie horizontale 51a étant située en dessous de l'échelle 3.
Cette partie horizontale est disposée de manière à être maintenue plane contre et glisser sur la face inférieure de la cellule lumineuse.
Le bord le plus bas de 51a est maintenu en place par le bord supérieur recouvrant d'une partie 64 de fixation. Un ressort 51b ,dont l'extrémité gauche est fixée en dessous de l'extrémité gauche de l'échelle 3 adjacente à la vis de fixation, a son autre extrémité recourbée sur la partie 51a et maintient vers la gauche cette partie en même temps que la partie 51, le bouton poussoit 6 et la plaque de came 47, ce qui correspond à la position de blocage de l'index. Lorsque le bouton poussoir 6 est poussé vers l'intérieur, les parties 51 & 51a se déplacent vers la droite, ten- dant le ressort 51b ; plaque de blocage 45 est déplacée vers le haut et l'index 4 est libéré. Lorsque lâche le bouton poussoir, le ressort 51b fait retourner les différentes parties dans la position de blocage de l'index.
Ainsi, toute lecture de l'échelle peut être maintenue aussi longtemps qu'on le désire.
Comme représenté en détails aux fig. 11 & 12, le bouton poussoir 6 possède un collier 6a placé à la face intérieure de la paroi de l'enveloppe 1 , légèrement plus large que l'ouverture percée à travers cette paroi pour le bouton poussoir. Cela exige que le bouton poussoir soit mis en place par l'intérieur.
Le collier 6a sert à deux fins. Il sert à sceller l'ouverture de manière à empêcher toute introduction de poussière, puisque le collier est maintenu fermement contre l'ouverture par le ressort 51b, fig. 2. Il sert aussi, en même temps que la liaison par vis avec l'élément 51, comme moyen pour maintenir le mécanisme de blocage dans la position de déblocage, sans maintenir le bouton poussoir 6 avec le pouce.
L'extrémité extérieure du bouton poussoir 6 peut posséder une fente ou un trou le traversant pour faciliter sa rotation pour passer de la disposition de libération permanente de l'index, représentée à la fig.12, à la disposition nor- male représentée à la fig.ll, pour laquelle l'index est normalement bloqué mais peut être temporairement débloqué en poussant sur le bouton. On a représenté l'ex-
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-trémité extérieure du bouton poussoir percée d'un trou à travers lequel un fil ou autre élément similaire peut être inséré pour être utilisé comme une clef pour dévisser ou visser le bouton 6. La fig.ll représente la disposition normale des différentes parties, l'index étant bloqué.
En dévissant partiellement ou complète- ment le bouton poussoir de l'élément 51, comme représenté à la fig.12, ce dernier est nécessairement déplacé vers la position de déblocage de l'index car le bouton poussoir ne sait pas se déplacer vers la gauche par suite de l'engagement du collier 6a avec l'enveloppe. Par conséquent, dans la disposition représentée à la fig.12, l'index 4 de l'instrument est débloqué de façon permanente, ce qui est désirable pour certaines utilisations de l'instrument dans une chambre obscure.
Une autre caractéristique du mécanisme de blocage de l'index est re- présentée fig.10. Elle représente une petite partie de la face inférieure de la plaque de blocage 45 d'engagement de l'index. Il est à noter que cette surface est plissée, les $reux espacés étant parallèles à l'index lorsque ce dernier eet dans la position centrale de déviation. La surface supérieure de l'index, qui s'engage contre cette surface plissée,lorsque cette dernière est déplacée vers la position de blocage de l'index, possède une forme triangulaire ou courbée de manière à s'en- gager dans le creux le plus proche de la surface de blocage. Donc, lorsque la pla- que 45 est abaissée vers la position de blocage complet, l'index glisse dans le creux et ne se déplace pas latéralement.
L'index est bloqué dans la position d'in- dication correcte, sans mouvement latéral erroné lorsqu'il est bloqué. Lors du blocage, l'index n'est pas forcé contre la plaque portant l'échelle, mais engagé légèrement par la surface plissée de la plaque de blocage.
La disposition des différentes parties d'un instrument de mesure élec- trique, pour les conditions désirées d'obtention de l'échelle logarithmique décrite, doit être très exacte. L'échelle des éclairements va de 4,3 à 43.000 bougies par m2. Les variations de courant de la cellule lumineuse et de l'instrument vont de 0 à 180 micro-ampères. Pour obtenir une échelle logarithmique gaps laquelle le courant est doublé pour chaque déviation de 10 degrés, dans un petit instrument possédant une telle variation de courant, il est nécessaire que le champ magnétique permanent varie du maximum d'environ 3.500 gauss pour une déviation de 15 degrés, à environ 500 gauss pour une déviation de 70 degrés ,c'est-à-dire de toute l'échelle.
Le gradient de flux est tellement élevé que l'armature, construite soi- gneusement pour tre non magnétique, est cependant attirée vers le point où le champ est ne plus intense, par suite des impuretés magnétiques minimes existant dans les
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substances magnétiques utilisées pour sa construction, telles que de l'aluminium, du cuivre, etc.. On désignera cette attraction par couple parasite d'armature, Il change de direction le long de l'échelle de déviation et est suffisant pour donner lieu à de fortes erreurs, s'il n'est pas compensé. Une autre difficulté rencontrée est que le courant débité par la cellule photoélectrique diminue avec l'augmentation de température et ce pourcentage de diminution est plus élevé pour les grands débits de courant. Cette erreur due à la température doit aussi être compensée.
Une autre condition à examiner est que différentes cellules photo- électriques, bien que de forme et de dimensions identiques, débitent des courants sensiblement différents pour un éclairement donné, et des réglages doivent être faits pour rendre identiques dans leur réponse différents instruments avec diffé- rentes cellules lumineuses. Toutes ces difficultés ont été surmontées dans l'ap- pareil faisant l'objet de l'invention, de manière à obtenir une grande exactitude et la réponse logarithmique désirée ,excepté sur la petite partie de l'échelle correspondant à la déviation de l'index de 0 à 7 degrés et, pour ces valeurs, des facteurs de correction sont prévus qui permettent néanmoins l'utilisation de l'ap- pareil avec exactitude, pour cette partie de l'échelle.
L'instrumentée mesure est représenté aux fig. 2, 4 & 13 et ses parties principales comprennent un aimant permanent 54 en forme d'U, une bobine d'armature 55, un noyau magnétique intérieur 56 (représenté en perspective à la fig.13), l'in- dex 4, l'élément réglable 58 de détournement du flux, le compensateur de température 59, les ressorts d'amenées 60 & 61 et l'ajusteur du zéro 62. L'aimant permanent 54 possède des pôles saillants, celui de gauche,désigné par N,possédant une face po- laire d'armature dont l'axe est approximativement de 30 et étant un peu plus long dans la direction périphérique que la face polaire de droite, désignée par S , Le pôle S possède une longueur d'arc approximativement égale à la largeur de la bobine d'armature 55.
Cet aimant est fixé à la base 40 de l'enveloppe par les vis 63 s'engageant dans des encoches pratiquées dans l'aimant. Une substance magnéti- que permanente, de constante exceptionnellement élevée, est utilisée et l'@@@@ aimant est magnétisé de façon permanente avec une intensité élevée de stabilisation.
Le noyau magnétique intérieur 56 possède des pôles saillants de forme différente.
Le pôle saillant de gauche du noyau s'étend depuis la position de l'armature corres- pondants à une déviation de 15 degrés, en face du pôle N de l'aimant permanent, dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire dans le sens des graduations croissantes de l'échelle sur l'échelle de déviation complète du noyau et au-delà.
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Le pôle saillant de droite du noyau s'étend de la position correspondant à une déviation de l'armature de 15 degrés en face'du pôle S de l'aimant permanent, dans le sens des aiguilles d'une montre, c'eet-à-dire dans le sens des graduations croissantes de 1'échelles sur un arc d'environ 50 degrés et environ 30 degrés au- delà de ce pôle S . La longueur axiale des pièces polaires du noyau est plus grande que la partie intérieure du noyau et, en face de la position à 15 degrés de l'arma- ture, les deux pièces polaires saillantes du noyau possèdent des extensions axiales plus longues à la face supérieure, pour accroître la concentration du flux dans l'in- terstice d'air en ce point.
Le noyau est maintenu contre la base 40 de l'enveloppe, indépendamment de l'aimant 54, par un élément 64 fixé à la face supérieure du noyau etmmaintenu à la base par les vis 65. L'élément 64 est fait en une substance non magnétique et possède une partie courbée vers le haut, 66, unie à l'extrémité supé- rieure de l'élément 58 de détournement du flux.
L'extrémité inférieure de l'élément 58 de détournement du flux est élas- tiquemcnt pressée contre le pôle N de ltaimant permanent 54 et est en contact avec ce pôle N, excepté là où une vis 67 en laiton est introduite à travers l'extrémité inférieure de détournement du flux, dans l'aimant. En vissant plus ou moins la vis 67, on peut faire varier l'interstice d'air existant entre l'élément de détournement du flux et le pôle N de l'aimant permanent. De cette manière, la distribution du flux est changée en ce qui concerne la moitié supérieure de l'échelle de déviation. Ceci en même temps qu'un réglage de l'intensité de l'aimant permanent, constitue le réglage d'accommodement de l'instrument à la cellule lumineuse particulière qu'il contient.
Par exemple, si la cellule lumineuse installée possède un faible débit au niveaux élevés, l'élément de détournement du flux est rapproché du pôle N, de manière à dé- tourner plus de flux vers l'élément 58, augmentant ainsi le flux dans la partie supé- rieure de l'échelle de déviation, pour compenser le courant s'affaiblissant le long de cette échelle.
La bobine d'armature 55 est bobinée sur une carcasse d'aluminium. Une bobine d'armature de 1.000 tours de fil isolé a donné des résultats satisfaisants pour des cellules lumineuses d'une surface de 4,5 cm . Le diamètre d'armature est plus grand que sa longueur axiale, de manière à pouvoir le placer dans un instrument de faible épaisseur, tout en obtenant des couples élevés. Il possède des paliers sur pivots intérieurs, dont les rubis sont supportés dans un trou axial pratiqué dans le noyau 56. On a trouvé que l'armature devait se trouver dans le champ le plus intense à environ 15 degrés de déviation, et cela est obtenu par un réglage du zéro et en
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pliant légèrement l'index 4 dans un sens ou dans l'autre, pour arriver à une position correcte.
Le réglage du zéro se fait par réglage de la spirale d'amenée 61. Son extrémité extérieure est fixée à un disque de réglage 68, monté par fric- tion sur le noyau 56 concentriquement à l'axe de rotation de l'armature. Ce disque 68 possède une rangée de trous circulaires, comme on peut le voir à la fig.2.
Une plaque arrière 69, qu'on peut enlever, située à la base de l'enveloppe, con- tient une partie tournante 79, avec une fente d'engagement de tournevis à son extré- mité extérieure, pivotant dans la base de l'enveloppe autour de l'axe de rotation de l'armature et à laquelle est fixé le bras de réglage du zéro, désigné par 62.
Ce bras se meut sur un cercle de rayon identique à celui de la rangée de trous dans le disque 68 et son extrémité avant est pointue de manière à ce que, lorsque la plaque arrière, avec les parties attenantes 62 de réglage du zéro, est mise en place, l'extrémité avant du bras 62 peut pénétrer dans l'un des trous du disque 68.
En tournant la partie 70 avec un tournevis, ou,tout autre instrument similaire, le zéro de l'instrument peut être réglé. La bobine d'armature est évidemment reliée à la cellule lumineuse 36 par les spirales 60 & 61 d'amenée et autres liaisons convenables.
Pour obtenir l'intensité magnétique élevée désirée de l'aimant per- manent 54, il est nécessaire de magnétiser ce dernier avec le noayau 56 en place et d'éviter tout accroissement ultérieur de la réluctance du circuit magnétique.
L'aimant et le noyau sont mis en place à l'arrière de l'enveloppe 40, avant toute magnétisation. La plaque arrière 69 étant enlevée, les conducteurs de courant sont amenés à travers l'espace séparant le noyau 56 et ltaimant 54 et sont alors alimentés de façon permanente pour alimenter l'aimant 54.
La fig.14 représente des courbes d'illustration du fonctionnement objet de l'invention. En abscisses sont portées les déviations de l'échelle, en degrés. La courbe b représente la distribution nécessaire de la densité de flux, calculé en % de la valeur maximum. On voit que, pour la valeur zéro de déviation, le flux vaut approximativement 62% de son maximum et augmente rapidement jusqu'à un maximum de 100% à environ 15 degrés de déviation; il diminue ensuite à une vi- tesses de plus en plus faible jusque 15% à environ 70 degrés de déviation. La courbe typique du courant d'armature fourni par la cellule photoélectrique, à une température donnée, est représentée en I, l'échelle des ordonnées étant graduée en microampères.
Le point de cette courbe correspond/a une déviation de l'index de 20 degrés, est de 9,3 micro-ampères ; c'est le courant qui serait produit avec
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le couvercle ouvert et une intensité lumineuse de 86 bougies par m . C'est aussi le courant qui serait produit avec le couvercle fermé et une intensité lumineuse de 1376 bougies par m2. Cette relation entre ces différentes valeurs correspond au facteur de réduction de lumière.
¯ Le produit de la densité P de flux utile et du courant 1 d'armature est le couple de déviation de l'index vers les graduations croissantes de l'échelle.
Ce couple est opposé au couple Ts du ressort spiral. Les autres couples que l'on peut considérer dans l'instrument décrit sont le couple Tt compensateur de tempé- rature et le couple parasite d'armature Tp. La position de déviation de l'armature est celle pour laquelle la somme algébrique de tous ces couples est zéro. Le cou- ple parasite d'armature est négligeable dans l'instrument habituel à champ permanent et bobine mobile, car la densité de flux est sensiblement uniforme pour des posi- tions différentes de l'armature. Cependant, dans l'instrument décrit dans lequel la densité de flux change de manière radicale, comme représenté par la courbe b, le couple parasite d'armature est appréciable.
Il est causé par les impuretés magnétiques existant dans l'armature qui devient ainsi légèrement magnétique et tend en conséquence, à s'aligner de lui-même avec le champ le plus intense qui, dans l'appareil décrite est situé à 15 degrés environ de déviation, et à produire un couple nul dans cette position. Cependant, s'il est déplacé vers les graduations décroissantes à partir de cette position, il produit un couple dirigé vers les graduations croissantes et, s'il est déplacé vers les graduations croissantes, il produit en général un couple dirigé vers les graduations décroissantes.
Le caractère de ce couple parasite aux différentes déviations est re- présenté par la courbe Tp pour laquel le l'échelle des ordonnées est graduées en grammes millimètres. De zéro à 12 5, le couple est dirigé vers les graduations croissantes ; au voisinage du maximum de flux, il est nul ; couple est ensuite dirigé dans le sens des graduations décroissantes et décroît jusqué zéro à l'ex- trémité supérieure de l'échelle. Ce couple Tp peut être mesuré seul lorsque les ressorts spiraux et le compensateur de température sont enlevés.
Le couple du ressort dirigé dans le sens des graduations décroissantes est représenté par la ligne droite Ts. Cette droite ne passe pas par zéro pour une déviation nulle de l'index car, de manière à ce que l'index soit au zéro d'une manière correcte, le couple parasite Tp dirigé dans le sens des graduations crois- santes, doit être équilibré par un couple du ressort dirigé dans le sens des gradua- tions décroissantes et ce dernier est donc égal en valeur absolue au couple Tp
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pour la déviation nulle de l'index.
Tt représente le couple fourni par le compensateur de température 59 à 25 degrés C. Ce compensateur de température peut être constitué en un acier qui est un alliage de nickel et de fer à 29,75% de nickel, traité à la chaleur, de manière à obtenir le coefficient de perméabilité négatif désiré en fonction de la température. On peut voir à la fig. 2 que ce compensateur est orienté par rapport à l'armature de manière à s'aligner avec l'axe du flux pour la déviation zéro de l'index, de sorte que le couple résultant des variations de température est nul au zéro. Lorsque l'armature tourne dans le sens des graduations croissantes, le com- pensateur tourne de plus en plus et produit un couple progressivement croissant di- rigé vers les graduations décroissantes de l'échelle. La courbe Tt représente un tel couple à température constante.
Cette courbe doit être élevée ou abaissée pro- portionnellement lorsque la température décroît ou croît; elle est de forme ap- proximativement correcte pour compenser les erreurs de température des cellules photoélectriques usuelles dont le courant débité diminue lorsque la température croit, cette erreur tant plus prononcée pour les éclairements intenses que pour les éclairements faibles. Lorsqu'on utilise l'acier fer-nickel cité plus haut et avec un intervalle de 1,9 cm entre les faces polaires de l'aimant permanent, les résultats obtenus sont satisfaisants lorsqu'on emploie un compensateur de tempéra- ture de 1 cm de longueur et de 0,06 mm2 de surface. Le compensateur peut être pla- cé intérieurement ou extérieurement à la bobine d'armature.
La courbe T représente la somme des courbes Tp, Ts & Tt, qui est le couple dirigé vers les graduations décroissantes de l'échelle que le couple de l'instrument dirigé vers les graduations croissantes doit vaincre, ce dernier couple étant le produit du flux utile et du courant d'armature ôu, plus particu- lièrement ss S N I, comme défini précédemment. La réponse de déviation résultante de l'instrument est logarithmique par rapport à la lumière de 0 à 70 degrés et, dans l'appareil décrit, la déviation croît de 10 degrés pour chaque doublement de lu- mière. Les erreurs dues au couple parasite et à la température sont éliminées et il en résulte un instrument de mesure de haute sensibilité et de grande précision.
Par suite des légères différences existant entre les différents aimants, cellules lumineuses,impuretés magnétiques dans l'armature et leur distribution dans ce dernier, les courbes de la fig.14 varient/peu pour différents instruments.
De manière à protéger les montres de poche et objets similaires du magné- tisme permanent élevé de l'aimant permanent 54 utilisé dans l'instrument décrit,
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ainsi que pour protéger l'instrument des influences magnétiques extérieures, le calculateur, placé à la face avant de l'instrument, certaines parties de la cellule lumineuse, situées à l'avant de l'appareil, et la plaque arrière 69 sont constitués en une substance magnétique. L'effet de ces écrans étant de réduire le flux de l'aimant et de faire varier la distribution du flux doit être pris en considération lors de la construction de l'appareil.
Bien qu'il n'y ait que peu d'occasions d'utilisation de l'appareil pour la photographie, correspondant à des déviations de l'index en-dessous de 7 degrés, là où l'échelle n'est plus logarithmique, des facteurs de multiplication sont prévus pour ces cas et pourront parfois être très utiles.
La fig. 2 représente les trois graduations situées près du zéro, à utili- ser dans ce but. Lorsque l'index de l'instrument se trouve sur la graduation supé- rieure marquée 2X, l'index 5 utilisé pour les éclairements faibles est déplacé vers les graduations décroissantes aussi loin que possible, c'est-à-dire au point 7 degrés correspondant au trait qui suit immédiatement celui marqué 2X. Le temps d'exposition donné par l'appareil, pour cette fonction de l'index, est alors à multiplier par le facteur 2. Par exemple, au lieu d'utiliser une exposition de 30 secondes, on uti- lisera une exposition de 60 secondes.
Si l'index se trouve sur la graduation marquée 4X, le temps d'exposition doit être multiplié par 4 et si l'index se trouve sur l'indication inférieure, au-dessus de zéro, qui est un point, le facteur de multi- plication à utiliser est 8 .
La fig.15 représente un couvercle pour lumière incidente, à utiliser avec le posemètre faisant l'objet de l'invention. En mesurant et équilibrant la lumière pour la phttographie et, plus particulièrement, pour la cinématographie, le posemè- tre est parfois dirigé vers la caméra ou la source de lumière, à partir de l'endroit où se trouve le sujet. Cet éclairement est appelé lumière incidente. Lorsque l'ap- pareil est utilisé de cette manière, le couvercle pour lumière incidente est glissé sur l'extrémité de l'appareil présentant la fenêtre et y est fixé. Ce couvercle est muni d'une fenêtre en verre opale,ou erre similaire, qui reçoit et diffuse la lumière transmise.
Les valeurs d'exposition obtenues par l'appareil pour prendre une photographie donnée, lorsqu'on utilise les méthodes de mesure en lumière inci- dente et réfléchie, doivent être les mêmes, à la fois lorsque le couvercle est ouvert et lorsqu'il est fermé. La diffusion permet à l'instrument de tenir compte de la lumière oblique proportionnellement au cosinus de l'angle d'incidence, à partir de la normale.
Le verre opale est dl'une densité et d'une surface telles que les cons-
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-tantes du calculateur donnent des expositions correctes basées sur la formule :
EMI20.1
où T est le temps d'exposition en secondes
C = 20, constante de calibration A.S.A., lumière incidente ,
A est l'ouverture relative ou valeur du f de la lentille,
I est la lumière incidente en foot-candles (1 foot-candle = 10,764 lux) ,
S est la vitesse du film.
Une fenêtre en verre opale d'une épaisseur approximative de 0,3 mm, employée avec le couvercle pour lumière incidente, donne de bons résultats. Des échantillons différents de verre opale auront des caractéristiques différentes de transmission de lumière, par suite de leur différence en densité, et la dimension donnée de 0,3 mm n'est qu'approximative et variera avec les caractéristiques de transparence et de diffusion du verre ou de toute autre fenêtre utilisée. La sur- face et la forme de la fenêtre de diffusion sont de préférence identique à celles de la fenêtre transparente. Cette condition ,en même temps que la disposition conve- nable des ouvertures 44 pratiquées dans le couvercle, comme représenté à la fig.9, permet à l'appareil de donner les mêmes résultats à la fois en lumière réfléchie et incidente, avec le couvercle ouvert ou fermé.
Equations utilisées dans la disposition et le développement du posemètre faisant l'objet de la présente invention.
De manière à décrire aussi correctement que possible la disposition du posemètre faisant l'objet de l'invention, les équations mathématiques qui régissent son fonctionnement seront brièvement discutées.
L'équation d'exposition est :
EMI20.2
avec :
A = ouverture relative ou valeur du f de la lentille,
T = temps d'exposition en secondes, S = vitesse du film ,
B = éclairement de la scène en lumière réfléchie en bougies par pied carré - (1 bougie par pied carré = 10,7 bougies/m ) ,
K = 1,35 = constante de calibration A.S.A., lumière réfléchie,
E = lumière incidente en foot-candies (1 foot candle = 10,764 lux),
C = 20, constante de calibration A.S.A., lumière incidente.
Les valeurs des constantes K et C sont déterminées par des tests
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photographiques. Cette équation,en combinaison avec l'intervalle de diaphragme Ú2 = 10 , est utilisée lors du calibrage du calculateur. Elle définit également les caractéristiques de transmission du couvercle pour lumière incidente, car elle dit que l'éclairement effectif à l'intérieur de ce couvercle, doit être égal à K/c = 0,0675 fois l'éclairement à l'extérieur.
Le calibrage des différentes échelles du posemètre de 7 à 70 de dévia%4 tion de l'index, là où la distribution est logarithmique, est donné par les équa- tions suivantes :
EMI21.1
avec BL = éclairement correspondant à l'échelle "low" en bougies par pied L carre,
BH= éclairement correspondant à l'échelle "high" en bougies par pied,
R = 16 = facteur de réduction de lumière,
EL = éclairement correspondant à l'échelle "low" en foot-candles, le couvercle pour lumière incidente étant employé, EH = éclairement correspondant à l'échelle "high" en foot-candies, le couvercle pour lumière incidente étant employé.
Bo = 2 bougies par pied carré = une constante qui détermine les valeurs des divisions principales de l'échelle.
9 = déviation de l'index en degrés.
Ú2= 10 = intervalle de diaphragme = augmentation de déviation lorsque l'éclairement est doublé, Ú/Ú2 = indication d'échelle de l'instrument.
Ces équations ont été utilisées pour dress,er la Table I, qui donne le calibrage de l'échelle de l'instrument. De manière à calibrer la région comprise antre 0 et 7 , on a supposé que la distribution était linéaire dans cette région.
Cette supposition a été suffisamment démontrée par l'expérience pour être considé- rée comme exacte.
En ce qui concerne le mécanisme de l'instrument, les équations suivantes ont été employées :
I (BL) =I (Ú), d'après ltéquation (2) (3)
I=T/ss S N (4)
T = Ts + Tp + Tt (5) avec :
I(BL)=courant débité par la cellule photoélectrique, fonction de l'éclairement à température et résistance de charge constantes.
I(Ú)= courant désiré d'après la caractéristique de déviation, pour une cellule photoélectrique particulière, obtenu à partir de
I(BL ) en utilisant l'gquation (2)
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I= courant d'armature en ampères.
T = couple total de l'instrument, dirigé vers les graduations décroissentes de l'échelle en g, mm.
ss= densité effective de flux en kilogauss - composante radiale de la moyenne de la densité de flux sur la largeur d'armature aux deux extrémités.
S = 1,9 = surface effective de l'armature en cm3 + 0.98.
N = 1000 = nombre de tours de l'armature.
Ts = couple du ressort spiral en g.mm.
Tp = couple parasite d'armature, vers les graduations décroissante de l'échelle,en g.mm.
Tt = couple compensateur de température, dirigé vers les graduations dé- croissantes de l'échelle, en g.mm.
Ltéquation (3) donne la distribution désirée de courant. La distribu- tion de courant de l'instrument est variée jusqu'à elle désirée par variation de l'intensité de l'aimant et des dimensions du système magnétique. De telles varia- tions affectent principalement la densité de flux ss, comme fonction de la position de l'index. Cependant, elles produisent également de faibles variations des cou- ples de l'appareil dont il faut tenir compte.
TABLE I
EMI22.1
<tb> Lumière <SEP> réfléchie <SEP> en <SEP> bougies/pied <SEP> Lumière <SEP> incidente <SEP> en <SEP> foot-
<tb>
<tb> ±-c <SEP> candies.
<tb>
<tb>
Lecture <SEP> d'échelle <SEP> Echelle <SEP> "Low" <SEP> Echelle <SEP> "High" <SEP> Echelle <SEP> "Low" <SEP> Echelle <SEP> "High'
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> . <SEP> (Petit <SEP> point) <SEP> .4 <SEP> 6.4 <SEP> 6 <SEP> 96
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4X <SEP> .8 <SEP> 12.8 <SEP> 12 <SEP> 192
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2X <SEP> 1.6 <SEP> 25.6 <SEP> 24 <SEP> 384
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> deg.
<SEP> 3.17 <SEP> 50 <SEP> 48 <SEP> 768
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 4 <SEP> 64 <SEP> 60 <SEP> 950
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 8 <SEP> 128 <SEP> 120 <SEP> 1900
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 16 <SEP> 256 <SEP> 240 <SEP> 3800
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 32 <SEP> 512 <SEP> 480 <SEP> 7600
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 64 <SEP> 1024 <SEP> 960 <SEP> 15000
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 128 <SEP> 2048 <SEP> 1900 <SEP> ' <SEP> 30000 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 256 <SEP> 4100 <SEP> 3800 <SEP> 61000
<tb>
Bien que l'on ait décrit le principe du fonctionnement de l'appareil, objet de l'invention, en même temps que cet appareil que l'on considère comme étant celui qui utilise ledit principe de fonctionnement de la meilleure manière, il est évident que l'invention n'est pas limitée à cette forme particulière,
donnée à ti-
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-tre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que, par conséquent, toutes les variantes ayant même principe et même objet que la disposition indiquée ci-dessus rentreraient comme elle dans le cadre de l'invention.
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LOGARITHMIC POSEMETER -
The present invention relates to exposure meters and one of its objects is to present such an apparatus the electrical measuring instrument of which has a measuring scale with a logarithmic response when the current produced by an electric cell is supplied. . The instrument index has the same axis of rotation as the calculator exposure time dials and, since these calculation dials also have logarithmic scales, an index of any of them can be aligned. directly with the index of the instrument, so as to automatically put the computer dial in the correct position.
To adapt the apparatus to the desired extended scale of illuminances, with good measuring sensitivity of the apparatus, a cover is used, which reduces the amount of light falling on
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the light cell, above a certain value, and a cam mechanism is provided, working with the cover mechanism by rotating the scale of the calculator, to change the index of the latter which is to be aligned with the index of the instrument, so that the correct values of the exposure times are obtained with the same cell, measuring instruments and mechanism of the calculator, both when the cover is open for low illumination and closed for intense lighting.
In the light meter, object of the invention, a system for locking the index finger is provided, with optional use, which makes it possible to retain any measured value of light as long as the user wishes. The light cell and measuring instrument are usually below the calculator and all parts are compactly assembled inside the casing to form a light meter easily portable in the pocket of a garment, all indexes , the indices and scales used during operation being easily visible on the upper face of the device. The light meter thus constructed has a length of 7.5 cm, the other dimensions being, proportionally, those shown in the drawing.
A zero adjustment element is accessible from the underside, without the need to open the enclosure. The calculator's time scale dial is reversible in position, so as to present either the cinematographic scale or the photographic scale opposite the diaphragm scale.
The advantages and new features of the invention will be better understood by referring to the following description and to the accompanying drawings, given simply by way of non-limiting example and in which: FIG. enlarged front view of the light meter, object of the invention; - fig. 2 is a similar view of the apparatus with the calculating device and the cover of the casing removed; - fig. 3 is a rear view of the instrument, the electric cell and the bottom being removed, so as to illustrate the operating mechanism of the cam
Controlling the movement of the cover and the change of index.
This cam mechanism is supported on the rear face of the top cover; - Fig.4 is a view of a vertical central section made through the light meter; - fig. 5 is a view of a central horizontal section taken through the top cover, the computer and the cam system; - fig. 6 is a schematic front view of different parts of the computer and of the cam mechanism, showing their selative rotational positions, adjusted for low illumination;
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- fmg.7 is similar to fig.6 and represents the relative positions of the same elements for intense illumination;
- fig. 8 & 9 show the left and front views of the cover mechanism used as a light screen, the cover being open and the position of the mechanism corresponding to the relative position of fig.6 of the cam and the computer; - Fig.10 shows a detail of the index locking device; - fig. 11 & 12 show further details of the device, showing how to adjust it so that the index finger is permanently unlocked; - Fig, 13 is a perspective view of the core of the instrument; - fig. 14 shows different operating curves of the electrical measuring instrument used; - fig. 15 shows an incident light screen which can be used with the light meter shown.
Fig. 1 represents a considerably enlarged front view of the exposure meter, object of the invention, 1 being the cover and the part of the casing in which and on which the different parts of the exposure meter are assembled. At 2, is a window covered with a transparent substance, through which is visible the scale 3, the index 4 of the instrument and the index 5 H which is movable so as to be able to align itself with index 4 during operation and use of the appliance. The push-button 6, visible at the upper part of the left side panel, is part of the device for locking the index of the instrument. This: index is normally blocked but, by pressing button 6, it is released and is placed appropriately according to the value of the light received.
When you release button 6, the index finger is locked in this position until it is released again. You can also adjust the device so that the index is permanently free.
The exposure time calculator is mounted on the external front cover of the light meter and comprises the diaphragm scale disc 7 and the exposure time scale disc 8. These discs are mounted on the same axis 9 of rotation as the index 4 of the electrical measuring instrument. The smallest disk 8, fixed in a circular groove made in the upper surface of the disk 7 of the diaphragms, is movable in this groove. This is shown more clearly in fig. 5. The diaphragm disc 7 has an inner central sleeve 10 having a support fixed through the central opening of the front wall of the cover 1.
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The exposure time disc 8 is held in place in the groove made in the disc 7 by a fixed plate 11, riveted to the front cover of the casing by two rivets 12 forming an integral part of the plate 11, on two opposite sides of the casing. the axis of rotation 9 and extending from the rear face of the plate 11, through the two arc-shaped slots 13, in the disc 7 of the diaphragms (see fig. 5 & 6).
The plate 11 has an opening 14 above the axis of rotation, through which a scale 15 of the speeds of the films on the disc 8 of the exposure times can be seen. Plate 11 also has an arcuate extension 16 which serves to cover that of the disc 7 exposure time scales, which is not in use.
On disc 8, there are two scales for film speeds and two scales for exposure times. A scale of film speeds and a scale of exposure times are visible at the same time. The scales shown in Fig. 1 on the lower periphery of the disc 8 and in the window 14 are those usually employed for cameras. The other scales of exposure times and film speeds are largely hidden, while the scale of exposure times in frames per second, to be used for cinematography, is partially visible in 17, at the top edge 16 of the image. plate 11 of fig. 1.
The film speed scale for cinematography, for use with scale 17, is located below plate 11, between the dotted lines 18. Disc 8 can be rotated for either of these uses. To pass from the values corresponding to the photograph to those corresponding to the cinematography, the disc 8 is simply rotated by 180, from the position shown. This movement will reveal the scales relating to cinematography of film speeds and exposure times in frames per second, where the scales relating to photography are shown in fig.l.
For convenience in adjusting the diaphragm disk 7, the outer periphery of the diaphragm disk is provided with teeth spaced apart by a diaphragm interval to match the logarthmic response distribution of the scale 3 of the instrument. . By "interval of diaphragm" is meant the angular distance of which the index moves when the light value is doubled, the particular scale of the diaphragms used by the computer not intervening.
The disc 8 is normally prevented from rotating relative to the disc 7 by a toothed pawl 19, below the central part of the plate 11 (see fig. 4, 5 & 6). A central part of this pawl is in the form of a compression spring. The toothing, at one end of this pawl, engages against a toothed surface cut at the inner periphery of the disc 8, as shown at left
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of fig. 6, and the other end is fixed to the inner face of the plate 11.
The protruding part of the pawl 19 normally holds its toothed end against the toothed inner surface of the disc 8, the toothings penetrating one into the other so as to prevent accidental rotation of the disc 8, but applying a certain amount of teeth. rotational pressure on the disc 8, using the tip 20, the disc 8 can be adjusted by rotation, by sliding the teeth, the elasticity of the spring allowing this sliding but ensuring the re-engagement of the teeth when the rotational pressure cease,
The height of this toothing is the same as the smallest graduations of the film speed scale 15 visible through the window 14, and the arrangement is such that the graduations are exactly aligned with the adjacent reference marks. at the window.
It can be seen, in fig.l, that there are three fixed reference marks on part 16 of plate 11, opposite window 14. The left mark, which is the largest, is used to adjust. film speeds for photography or cinema that give 1 / 30th of a second of exposure at 16 frames per second.
The small mark in the middle is used for theaters that have 1 / 40th of a second exposure at 16 frames per second, and the small mark on the right is used for theaters that have 1 / 50th of a second exposure at 16 frames per second. These marks are arranged to properly place the calculator for the film speed used for the conditions specified above, and proper instructions for proper layout should accompany the apparatus.
In a logarithmic light meter having a single scale of illumination, the index 5 H, which is to be aligned with the index 4 by rotation of the disc 7, can form an integral part of this disc 7. In an instrument, such as that described, which has a double scale of illuminations, two indexes placed correctly, such as 5 H, can be an integral part of the disc 7. However, the two indexes would be visible simultaneously and the use of the apparatus could give rise to confusion .
The present invention uses, to avoid this inconvenience, two indexes designated by 5 & 5 H, the index 5 being visible when the illumination is low - and the cover, seen in FIGS. 4, 8 & 9, is open, as shown, and the index 5 H being visible, as shown in FIGS. 1 & 7, when the lighting is intense and the cover closed. These indexes appear in suitable positions on the upper periphery of disc 7 on scale 3 and, when visible, move with the disc as if they were attached to it. The cover 21 is thus placed
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and the indexes changed automatically by simple rotation of the disc 7, during normal reading of the illumination and the placement of the visible index 5 or 5 H in line with the index 4.
The two indexes 5 and 5 H are the opposite ends of an elongated member 22, pivoting about 23 relative to the cam plate 24 which is riveted to the sleeve 10 of the disc 7, with which it rotates (see fig. 3, 5, 6 & 7). The cam plate 24 is inside the casing 1 and located below the cover and the elongate member 22 pivots above the upper front part of the cam 24. On one side of the pivot 23, a pin 25 is fixed in element 22. This pin passes through a slot 26 made in a lever plate 27 pivoting around 28 with respect to the inner front wall of the casing 1.
The central part of the lever plate 27 is cut so that the plate is free to oscillate up to a certain limit around the pivot 28 without being hampered by the central connecting device between the sleeve 10 and the cam plate 24. The lever plate 28 carries a pin 29 which engages rearwardly in a slot in the cam plate 24. This slot has a narrow portion 30 of large radius, a narrow portion 31 of small radius and a wide intermediate portion 32, the outer and inner edges of which are the extensions of the outer and inner edges of the sectors 30 & 31.
The purpose of this slot and of the pin 27 which engages therein is to allow the oscillation of the lever plate 27 around the pivot 28, only to a limited extent when the cam 24 is rotated by the disc 7 in its rotational movement in opposite directions.
Therefore, starting from the position shown in Fig. 6 of the different parts of the device, when the cam plate 24 is rotated clockwise, the spindle 29 will first move into the narrow part. 30 of the slot, then in the wide part 32, while following the outer edge, and, finally, in the narrow part 31; it is this last position which is represented in fig.7. During this movement, the lever 27 remains stationary until the spindle 29 abuts against the inclined surface at point 33; The lever 27 is then raised by rotation in the opposite direction to that of the hands of a watch, around the pivot 28.
At the same time, the pin 25 of the elongate member 22 has moved to the right in the slot 26 over a uniform radius with respect to the axis of rotation 9, until the lever plate 27 rises. , the spindle 25 then moving outwards with respect to the axis of rotation 9, thus causing the element 22 to rotate clockwise around
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23, from the position it occupies relative to the cam 24, in fig.6, to that shown in fig.7. This movement of the element 22 brings down the index 5 which is visible at the window 2 and substitutes for it the index 5 H of the opposite end which becomes visible, in turn, at this window in a position on scale 3 which is to the left of that occupied by index 5 before disappearing.
When one continues to move the cam plate 24 in a clockwise direction, the pin 29 moves in the narrow window 31 of uniform radius and there is no further movement of the lever 27, the index 5 H moving simply along scale 3 without radial movement.
Now suppose that the cam plate 24 is moved counterclockwise. Pin 29 moves through the narrow slot 21 of the cam and along the inner periphery of the wide portion 32 of the slot until it abuts against the inclined surface 34. The lever 27 is lowered from there. from the position shown in fig. 7 and rotates clockwise around the pivot 28 to the position shown in fig. 6 and remains in this position while the cam continues to rotate in the counterclockwise direction. that of clockwise, pin 29 moving in part 30 of the slot, of constant radius.
During this rotation of the cam 24 in the anti-clockwise direction, the elongated element 22 is brought to the left, the index 5 H being visible through the window 2, until the lever 27 is lowered when the pin 29 abuts against the inclined surface 34.
At this time, the element 22 rotates relative to the cam 24, from the position shown in fig. 7, to that shown in fig. 6, so that the index 5 H is brought out of view. and the index 5 becomes visible through the window 2, but in a position on the scale 3 which is to the right of that which the index 5 H occupied before disappearing. Index 5 is therefore used in operation which uses the combined length of portions 30 & 32 of the slot, and index 5 HH is used in operation which uses the combined length of portions 32 & 31 of the slot. slot. This operation avoids any error which could result from a non-automatic change from one index to another.
The lever plate 27 is provided with a curved rod 35 which allows the cover 21 to move from the open position to the closed position, when this rod is moved upwards while the index 5 H moves to the position. visible instead of index 5, and to move from the closed position to the
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open when this rod is moved downwards, while the index 5 moves to the visible position instead of the index 5 H.
As can be seen more clearly in fig.4, the light cell 36 is placed in the upper part of the instrument, behind a lens window 37, placed at the upper end of the envelope. The light cell is hermetically sealed and is therefore protected from deterioration by humidity and dust.
The instrument has a very large horizontal field of view and a fairly narrow vertical field of view. Obviously, the light meter must be held in hand, the computer being located above and the lens window 37 being held towards the light source to be measured, in a horizontal direction. The desired field of view is obtained by lying the elongated rectangular cell 36 some distance behind the elongated rectangular light admission window. The window includes an astigmatic positive lens 37 which is used to increase the amount of light admitted horizontally from a fixed field of view and to cut off the edges of the vertical field of view.
The shape of the window lens is therefore such that it gives a reduced vertical field of view, so as to avoid errors due to excessive illumination due to the sun, for example, and to give the extended horizontal field of view. that we want to obtain. The curvatures of the lens are such that light parallel in a vertical plane is approximately focused on the photocell, while light in a horizontal plane is focused some distance behind the cell. The rear face of the plate carrying the scale which forms the front or upper wall of the cell, is not blackened to admit more light at the lower angles. The cell is tilted forward to admit less light from the sky.
The field of view is smaller when the cover 21 is closed than when it is open. A suitable change of field of view is obtained by cutting holes in the cover at the ends thereof. The cover 21 pivots around the points 38 located at its two ends, and is brought into the closed position by a spring 39 wound around the pivot of the cover (see fig. 8 & 9), its ends being retained between the rear wall. 40 of the casing and the rear face of the cover. The cover is shown in the open position. Rod 35 extends upwardly from lever 27 to an exterior position at one end of the cover, and is bent inwardly so that its upper end 41 extends to the top. front face of the cover.
This end 41 passes through a guide slot 42 made in an end wall of the device 43
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support of the cover parts. This guide slot 42 is more étsgite than the strip of substance from which the rod 35 is made, this strip being notched where it passes through the slot, so as not to be able to move. It is evident that as the curved rod 35 moves upward it is guided by the slot 42 so as to allow the cover 21 to swing upward into the closed position of the window or in the direction reverse, as can be seen at rods 4 & 8.
The closed position of the cover is shown in dotted lines in fig. 8 It enables the quantity of light entering through the window 37 of the cell 36 to be reduced by the desired value. The cover has holes 44, as can be seen in fig. 9, which reduce, in a predetermined proportion, the e- clear of the cell when the cover is closed. It is evident that when the curved rod 35 is moved downwardly by the lever plate 27, it brings the cover into its open position. The shape of the lower end of the guide slot 42 is such that it exhibits an action of holding the cover in its open position, against the action of the spring which tends to hold the cover in its closed position.
In fig.8, it can be seen that the notched end 41 cannot move upwards in the slot 42 by the lateral pressure of the cover 21. The weight of the lever plate 27 is not sufficient to open the cover. by fighting against the action of the closing spring 38 thereof, but the cover can be brought into its open position by the operation of the lever 27.
In a logarithmic light meter, it is necessary that the logarithmic response of the instrument be the same as the logarithmic system used when preparing the scales of the calculator, so as to allow a direct angular connection between the index of the instrument and calculator scales. The logarithmic response of the described instrument has been chosen with a logarithmic base of 2 and illumination values that double for every 10 degree clockwise deviation, and the calculator has graduations in diaphragms and film speeds that correspond to these values.
It should therefore be noted that the distance between the main graduations of the scale 3 of the instrument, of the scale of the diaphragms on the disc 7 and of the scale of the film speeds appearing through the window 15, is always 10 degrees. This is also substantially true for the shutter time scale on disk 8, the variation using conventional time values. The constant used for all scales is the same. The present invention is not however limited to this
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relation of the 10 degrees because, according to the principles described, it is possible to construct instruments analogous to that presented by the intention, in which this relation can be appreciably deferent, for example between 5 & 20 degrees.
It is evident from the foregoing that the logarithmic response of the instrument corresponds exactly to the scales used in the calculator and, therefore, for a given position of the cover 21, a fixed point on the plate 7 of the The scale of the diaphragms, which can be one of the indexes 5 of the trident, can be aligned with the index 4 to relate the computer to the measured value of the illuminance, and it is not necessary to read instrument scale 3. In fact, the graduations of the logarithmic scale 3 can be omitted without inconvenience when the apparatus is used as a light meter, but are useful when the apparatus is used as an instrument for measuring illuminance in reflected light or incident.
The distance appearing along the disc 7 carrying the scale of the diaphragms between the places where the indices 5 & 5 H appear, corresponds to the reduction factor of light received. This "received light reduction factor can be considered to be the ratio of the amount of light received when the cover is open to this value, when the cover is closed. In the apparatus described, the received light reduction factor, determined in the first place by the size of the openings 44 made in the cover, is 16 and this corresponds to 4 for the main graduations of the logarithmic scale 3. Therefore, if, with a given value of light received and the cover open, the instrument gives a reading of 6 on the scale, it will give a reading of 2 when the cover is closed.
Note that the light reduction factor of 16 is chosen in relation to the base 2 of the logarithmic system used, so that the two indices 5 & 5 H can both line up exactly with the graduations spaced 10 apart. degrees or teeth at the periphery of the diaphragm scale plate. These graduations correspond to the angular distance of which the index moves for each doubling of the illumination. This relation is useful when using the instrument for light measurements using both the measurement scales corresponding to low and high illuminance.
The apparatus is constructed in such a way that the index 5 H used with the bright illumination and the cover closed, will appear at a corresponding distance to the left of the index 5 used with the low illumination and the cover open. This distance corresponds to 4 graduations of the main logarithmic scale of the instrument or 4 of the peripheral teeth or diapnrag graduations.
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-mes on disk 7 or at an arc of 40 degrees. The two indexes 5 & 5 H have a common extended range of operation and each can be used practically on the whole scale 3, with their corresponding position of the cover.
In the instrument described, the light reduction factor of 16 is obtained by two circular holes 44 made in the cover. each hole having a diameter equal to one third of the width of the cover.
The positions of the indexes 5 & 5 H, the cover being open for low illumination and closed for intense illumination, are marked on the periphery of dial 5, by the inscriptions "low" and "high" - see fig.l . These designations together with the indexes 5 & 5 H also indicate the position of the cover.
Fig.l shows the index 5 H at "high", indicating an arrangement for intense lighting, the cover being closed. Note that each of the indexes 5 & 5 H has two smaller points located on each side of each. from them at a distance equal to a diaphragm graduation; set of the three points can be called a trident. The smaller tips on the left are marked - and those on the right +. These auxiliary tips greatly increase the utility of the device. It is immediately apparent that these auxiliary indices facilitate the use of the exposure time increased or decreased by an aperture graduation.
These tridents also facilitate examination, light balancing, estimation of the luminous brightness of certain scenes and the choice of the best exposure time for special views, as explained in the instruction books supplied with them. each device.
The index 4 of the instrument is normally locked because its outer end engages in a fixing plate 45 (fig. 2, 4 & 8). This plate has a lower edge beveled and curved, the curvature being identical to that of the arc of displacement of the index and the bevel extending downwards, as shown in fig. 2, and towards the front part of the outer end of the index finger with which it is normally in contact. The plate 45 can slide vertically as shown in Fig. 2, this movement being limited by the pins 46 which pass through vertical recesses made in the plate 45.
The plate can be moved upwards from its index locking position to release the index by a cam mechanism consisting of a cam plate 47 housed directly behind the top of the locking plate 45 and can slide in a limited way in a horizontal direction. Cam plate 47 has horizontal slots 48 and pins 46 pass through these slots.
Therefore, the plate
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Lock 45 can slide vertically and cam plate 47 slide horizontally over pins 46. Lock plate 45 has grooves 49 extending diagonally down and to the right, as can be seen at fig.2, in which the pins 50 fixed to the cam 47 engage. As shown in fig. 2, an element 51 in which the push button 6 is threaded, engages, via a pin and slot connection, in the cam plate 47 at its left end (see fig. 11 & 12) . This element 51 extends downwards and is curved at right angles to the right, the horizontal part 51a being located below the scale 3.
This horizontal part is arranged so as to be held flat against and slide on the underside of the light cell.
The lower edge of 51a is held in place by the overlapping top edge of a fastening portion 64. A spring 51b, the left end of which is fixed below the left end of the scale 3 adjacent to the fixing screw, has its other end bent over part 51a and maintains this part to the left at the same time as the part 51, the push button 6 and the cam plate 47, which corresponds to the locking position of the index. When the push button 6 is pushed inwards, the parts 51 & 51a move to the right, tensioning the spring 51b; locking plate 45 is moved upwards and the index 4 is released. When the push button is released, the spring 51b causes the various parts to return to the locking position of the index.
Thus, any reading of the scale can be held for as long as desired.
As shown in detail in Figs. 11 & 12, the push button 6 has a collar 6a placed on the inside face of the wall of the casing 1, slightly larger than the opening pierced through this wall for the push button. This requires that the push button be fitted from the inside.
Collar 6a serves two purposes. It serves to seal the opening so as to prevent any introduction of dust, since the collar is held firmly against the opening by the spring 51b, fig. 2. It also serves, at the same time as the screw connection with the element 51, as a means for maintaining the locking mechanism in the unlocking position, without holding the push button 6 with the thumb.
The outer end of the push button 6 may have a slot or a hole passing through it to facilitate its rotation to change from the permanent release arrangement of the index, shown in fig. 12, to the normal arrangement shown in fig. fig.ll, for which the index is normally locked but can be temporarily released by pushing the button. We have represented the former
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- outer end of the push button pierced with a hole through which a wire or other similar element can be inserted to be used as a key to unscrew or screw the button 6. Fig.ll shows the normal arrangement of the different parts, l index being blocked.
By partially or completely unscrewing the push button from element 51, as shown in fig. 12, the latter is necessarily moved to the index release position because the push button cannot move to the left. as a result of the engagement of the collar 6a with the envelope. Therefore, in the arrangement shown in Fig. 12, the index 4 of the instrument is permanently unlocked, which is desirable for certain uses of the instrument in a dark room.
Another characteristic of the index locking mechanism is shown in fig. 10. It represents a small portion of the underside of the index finger engagement locking plate 45. It should be noted that this surface is pleated, the spaced $ reux being parallel to the index when the latter eet in the central deflection position. The upper surface of the index finger, which engages against this pleated surface, when the latter is moved to the locking position of the index finger, has a triangular or curved shape so as to engage in the hollow of the index finger. closer to the blocking surface. So when plate 45 is lowered to the fully locked position, the index finger slides into the hollow and does not move sideways.
The index is locked in the correct indication position, without incorrect lateral movement when it is locked. When locking, the index finger is not forced against the plate carrying the scale, but engaged slightly by the pleated surface of the locking plate.
The arrangement of the different parts of an electrical measuring instrument, for the conditions desired for obtaining the described logarithmic scale, must be very exact. The illumination scale goes from 4.3 to 43,000 candles per m2. The current variations of the light cell and the instrument range from 0 to 180 micro-amps. To obtain a logarithmic gaps scale where the current is doubled for each deviation of 10 degrees, in a small instrument having such a variation of current, it is necessary that the permanent magnetic field varies from the maximum of about 3,500 gauss for a deviation of 15 degrees, about 500 gauss for a deviation of 70 degrees, that is to say of the whole scale.
The flux gradient is so high that the armature, carefully constructed to be non-magnetic, is however attracted to the point where the field is no longer intense, due to the minimal magnetic impurities existing in the
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magnetic substances used for its construction, such as aluminum, copper, etc. This attraction will be designated by parasitic armature torque. It changes direction along the deviation scale and is sufficient to give rise to large errors, if it is not compensated. Another difficulty encountered is that the current delivered by the photoelectric cell decreases with the increase in temperature and this percentage decrease is higher for large current flows. This error due to temperature must also be compensated.
Another condition to be considered is that different photocells, although of identical shape and size, deliver significantly different currents for a given illuminance, and adjustments must be made to make different instruments with different response identical. light cells. All these difficulties have been overcome in the apparatus which is the object of the invention, so as to obtain high accuracy and the desired logarithmic response, except on the small part of the scale corresponding to the deviation of the index from 0 to 7 degrees and, for these values, correction factors are provided which nevertheless allow the use of the device with exactitude, for this part of the scale.
The instrumented measure is shown in fig. 2, 4 & 13 and its main parts include a U-shaped permanent magnet 54, an armature coil 55, an inner magnetic core 56 (shown in perspective in fig. 13), index 4, the adjustable flow deflection element 58, the temperature compensator 59, the feed springs 60 & 61 and the zero adjuster 62. The permanent magnet 54 has salient poles, the one on the left, designated by N, having an armature polar face whose axis is approximately 30 and being a little longer in the peripheral direction than the right polar face, denoted by S, the pole S has an arc length approximately equal to the width of the reinforcement coil 55.
This magnet is fixed to the base 40 of the envelope by the screws 63 engaging in notches made in the magnet. An unusually high constant magnetic substance is used and the magnet is permanently magnetized with a high stabilizing intensity.
The inner magnetic core 56 has salient poles of different shape.
The left salient pole of the core extends from the position of the armature corre- sponding to a deflection of 15 degrees, opposite the N pole of the permanent magnet, in a clockwise direction, c ' that is, in the direction of the increasing graduations of the scale on the full core deviation scale and beyond.
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The right salient pole of the core extends from the position corresponding to a deflection of the armature of 15 degrees opposite the S pole of the permanent magnet, in a clockwise direction, that is, that is, in the direction of increasing graduations of the scales over an arc of about 50 degrees and about 30 degrees beyond this S pole. The axial length of the core pole pieces is greater than the inner part of the core and, opposite the 15 degree armature position, the two protruding pole pieces of the core have longer axial extensions to the face. higher, to increase the concentration of the flow in the air gap at that point.
The core is held against the base 40 of the casing, independently of the magnet 54, by an element 64 fixed to the upper face of the core and held at the base by the screws 65. The element 64 is made of a non-material. magnetic and has an upwardly curved portion, 66, united with the upper end of the flow diversion member 58.
The lower end of the flow diversion member 58 is resiliently pressed against the N pole of permanent magnet 54 and is in contact with that N pole, except where a brass screw 67 is inserted through the end. lower flux diversion, in the magnet. By screwing the screw 67 more or less, it is possible to vary the air gap existing between the flow diversion element and the N pole of the permanent magnet. In this way, the flow distribution is changed with respect to the upper half of the deviation scale. This together with an adjustment of the intensity of the permanent magnet, constitutes the adjustment of accommodation of the instrument to the particular light cell it contains.
For example, if the installed light cell has low flow at high levels, the flow diversion element is moved closer to the N pole, so as to divert more flow to element 58, thus increasing the flow in the channel. upper part of the deviation scale, to compensate for the weakening current along this scale.
The armature coil 55 is wound on an aluminum carcass. A reel of armature of 1000 turns of insulated wire gave satisfactory results for light cells with a surface area of 4.5 cm. The armature diameter is greater than its axial length, so that it can be placed in a thin instrument, while obtaining high torques. It has internal pivot bearings, the rubies of which are supported in an axial hole made in the core 56. It has been found that the reinforcement must be in the most intense field at about 15 degrees of deflection, and this is achieved. by adjusting the zero point and
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slightly bending the index 4 in one direction or the other, to arrive at a correct position.
The zero adjustment is effected by adjusting the feed spiral 61. Its outer end is fixed to an adjustment disc 68, mounted by friction on the core 56 concentrically with the axis of rotation of the armature. This disc 68 has a row of circular holes, as can be seen in Fig.2.
A removable backplate 69 located at the base of the casing contains a revolving portion 79, with a screwdriver engaging slot at its outer end, pivoting into the base of the casing. envelope around the axis of rotation of the armature and to which is fixed the zero adjustment arm, designated by 62.
This arm moves on a circle with the same radius as that of the row of holes in the disc 68 and its front end is pointed so that when the back plate, with the adjoining zero adjustment parts 62, is set. in place, the front end of arm 62 can enter one of the holes in disc 68.
By turning part 70 with a screwdriver, or other similar instrument, the zero of the instrument can be set. The armature coil is obviously connected to the light cell 36 by the supply spirals 60 & 61 and other suitable connections.
To achieve the desired high magnetic intensity of the permanent magnet 54, it is necessary to magnetize the latter with the core 56 in place and to avoid any further increase in the reluctance of the magnetic circuit.
The magnet and the core are placed at the rear of the envelope 40, before any magnetization. With the back plate 69 removed, the current conductors are brought through the space between the core 56 and the magnet 54 and are then permanently energized to energize the magnet 54.
FIG. 14 represents illustrative curves of the operation which is the subject of the invention. The scale deviations in degrees are shown on the abscissa. Curve b represents the necessary distribution of the flux density, calculated as a% of the maximum value. It can be seen that for the zero deviation value the flux is approximately 62% of its maximum and rapidly increases to a maximum of 100% at about 15 degrees deviation; it then decreases at a slower and slower rate to about 15% at about 70 degrees of deviation. The typical curve of the armature current supplied by the photoelectric cell, at a given temperature, is represented in I, the ordinate scale being graduated in microamperes.
The point of this curve corresponds to a deviation of the index of 20 degrees, is 9.3 micro-amps; this is the current that would be produced with
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with the lid open and a light intensity of 86 candles per m. It is also the current that would be produced with the cover closed and a light intensity of 1376 candles per m2. This relationship between these different values corresponds to the light reduction factor.
¯ The product of the useful flux density P and the armature current 1 is the deviation torque of the index towards the increasing graduations of the scale.
This couple is opposed to the Ts couple of the spiral spring. The other torques that can be considered in the instrument described are the temperature compensating torque Tt and the parasitic reinforcement torque Tp. The position of deflection of the reinforcement is that for which the algebraic sum of all these couples is zero. The parasitic armature torque is negligible in the usual permanent field and moving coil instrument, because the flux density is substantially uniform for different positions of the armature. However, in the described instrument in which the flux density changes drastically, as shown by curve b, the parasitic armature torque is appreciable.
It is caused by the magnetic impurities existing in the armature which thus becomes slightly magnetic and consequently tends to align itself with the most intense field which, in the apparatus described is located at about 15 degrees from deviation, and to produce zero torque in this position. However, if it is moved to the decreasing graduations from this position, it produces a torque directed towards the increasing graduations and, if it is moved towards the increasing graduations, it generally produces a torque directed towards the decreasing graduations.
The character of this parasitic torque at the various deviations is represented by the curve Tp for which the ordinate scale is graduated in grams millimeters. From zero to 12 5, the torque is directed towards increasing graduations; in the vicinity of the maximum flux, it is zero; torque is then directed in the direction of decreasing graduations and decreases to zero at the upper end of the scale. This torque Tp can be measured alone when the spiral springs and the temperature compensator are removed.
The torque of the spring directed in the direction of decreasing graduations is represented by the straight line Ts. This straight line does not pass through zero for a zero deviation of the index because, so that the index is zero correctly, the parasitic torque Tp directed in the direction of increasing graduations must be balanced by a torque of the spring directed in the direction of decreasing graduation and the latter is therefore equal in absolute value to the torque Tp
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for zero deviation of the index.
Tt represents the torque supplied by the temperature compensator 59 to 25 degrees C. This temperature compensator can be made of a steel which is an alloy of nickel and iron with 29.75% nickel, heat treated, so in obtaining the desired negative coefficient of permeability as a function of the temperature. We can see in fig. 2 that this compensator is oriented relative to the armature so as to align with the axis of the flow for the zero deviation of the index, so that the torque resulting from the temperature variations is zero at zero. As the armature rotates in the direction of increasing graduations, the compensator turns more and more and produces a progressively increasing torque directed towards the decreasing graduations of the scale. The curve Tt represents such a torque at constant temperature.
This curve must be raised or lowered proportionally as the temperature decreases or increases; it is of approximately correct shape to compensate for the temperature errors of the usual photoelectric cells, the output current of which decreases when the temperature increases, this error both more pronounced for intense illumination than for weak illumination. When the iron-nickel steel mentioned above is used and with an interval of 1.9 cm between the pole faces of the permanent magnet, the results obtained are satisfactory when a 1 cm temperature compensator is used. in length and 0.06 mm2 in area. The compensator can be placed inside or outside the armature coil.
The curve T represents the sum of the curves Tp, Ts & Tt, which is the torque directed towards the decreasing graduations of the scale that the torque of the instrument directed towards the increasing graduations must overcome, this last couple being the product of the flux useful and of the armature current ôu, more particularly ss SNI, as defined previously. The resulting deviation response of the instrument is logarithmic to the light from 0 to 70 degrees, and in the apparatus described the deviation increases by 10 degrees for each doubling of light. Errors due to parasitic torque and temperature are eliminated and the result is a measuring instrument of high sensitivity and high precision.
Due to the slight differences existing between the different magnets, light cells, magnetic impurities in the armature and their distribution in the latter, the curves in fig. 14 vary little for different instruments.
In order to protect pocket watches and the like from the high permanent magnetism of the permanent magnet 54 used in the instrument described,
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as well as to protect the instrument from external magnetic influences, the computer, placed at the front face of the instrument, certain parts of the light cell, located at the front of the device, and the back plate 69 are made of a magnetic substance. The effect of these screens being to reduce the flux of the magnet and to vary the distribution of the flux must be taken into consideration when constructing the apparatus.
Although there are few opportunities to use the camera for photography, corresponding to index deviations below 7 degrees, where the scale is no longer logarithmic, multiplication factors are provided for these cases and can sometimes be very useful.
Fig. 2 shows the three graduations located near zero to be used for this purpose. When the index of the instrument is on the upper graduation marked 2X, the index 5 used for low illumination is moved to the decreasing graduations as far as possible, i.e. at the 7 degree point. corresponding to the line immediately following the one marked 2X. The exposure time given by the device, for this function of the index, is then to be multiplied by the factor 2. For example, instead of using an exposure of 30 seconds, an exposure of 60 will be used. seconds.
If the index is on the graduation marked 4X, the exposure time must be multiplied by 4 and if the index is on the lower indication, above zero, which is a point, the factor of multi - plication to use is 8.
Fig. 15 shows a cover for incident light, to be used with the light meter which is the subject of the invention. When measuring and balancing light for phttography and, more particularly, for cinematography, the exposure meter is sometimes directed towards the camera or light source, from where the subject is. This illumination is called incident light. When the apparatus is used in this manner, the incident light cover is slid over the end of the apparatus having the window and attached thereto. This cover has an opal glass window, or similar glass, which receives and diffuses the transmitted light.
The exposure values obtained by the camera for taking a given photograph, when using the incident and reflected light metering methods, should be the same, both when the cover is open and when it is. closed. Scattering allows the instrument to account for oblique light in proportion to the cosine of the angle of incidence, from normal.
Opal glass is of such a density and surface area that the
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-tants of the calculator give correct exposures based on the formula:
EMI20.1
where T is the exposure time in seconds
C = 20, A.S.A. calibration constant, incident light,
A is the relative aperture or value of the f of the lens,
I is the incident light in foot-candles (1 foot-candle = 10.764 lux),
S is the speed of the film.
An opal glass window approximately 0.3 mm thick, used with the incident light cover, gives good results. Different samples of opal glass will have different light transmittance characteristics, due to their difference in density, and the dimension given of 0.3 mm is only approximate and will vary with the transparency and scattering characteristics of the glass. or any other window used. The surface and the shape of the diffusion window are preferably identical to those of the transparent window. This condition, together with the suitable arrangement of the apertures 44 made in the cover, as shown in fig. 9, allows the apparatus to give the same results in both reflected and incident light, with the cover. open or closed.
Equations used in the layout and development of the light meter forming the subject of the present invention.
In order to describe as correctly as possible the arrangement of the light meter forming the subject of the invention, the mathematical equations which govern its operation will be briefly discussed.
The exposure equation is:
EMI20.2
with:
A = relative aperture or value of the f of the lens,
T = exposure time in seconds, S = film speed,
B = illuminance of the scene in reflected light in candles per square foot - (1 candle per square foot = 10.7 candles / m),
K = 1.35 = A.S.A. calibration constant, reflected light,
E = incident light in foot-candies (1 foot candle = 10.764 lux),
C = 20, A.S.A. calibration constant, incident light.
The values of the constants K and C are determined by tests
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photographic. This equation, in combination with the diaphragm interval Ú2 = 10, is used when calibrating the calculator. It also defines the transmission characteristics of the cover for incident light, because it says that the effective illumination inside this cover must be equal to K / c = 0.0675 times the illumination outside.
The calibration of the various scales of the exposure meter from 7 to 70 of devia% 4 tion of the index, where the distribution is logarithmic, is given by the following equations:
EMI21.1
with BL = illuminance corresponding to the "low" scale in candles per square foot L,
BH = illuminance corresponding to the "high" scale in candles per foot,
R = 16 = light reduction factor,
EL = illuminance corresponding to the "low" scale in foot-candles, the cover for incident light being used, EH = illuminance corresponding to the "high" scale in foot-candles, the cover for incident light being used.
Bo = 2 candles per square foot = a constant that determines the values of the major divisions of the scale.
9 = index deviation in degrees.
Ú2 = 10 = diaphragm interval = increase in deviation when illuminance is doubled, Ú / Ú2 = indication of instrument scale.
These equations have been used to draw up Table I, which gives the calibration of the scale of the instrument. In order to calibrate the region comprised between 0 and 7, it was assumed that the distribution was linear in this region.
This supposition has been sufficiently demonstrated by experience to be considered correct.
Regarding the mechanism of the instrument, the following equations were employed:
I (BL) = I (Ú), according to equation (2) (3)
I = T / ss S N (4)
T = Ts + Tp + Tt (5) with:
I (BL) = current output by the photoelectric cell, function of the illumination at constant temperature and load resistance.
I (Ú) = current desired according to the deflection characteristic, for a particular photocell, obtained from
I (BL) using equation (2)
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I = armature current in amperes.
T = total torque of the instrument, directed towards the decreasing graduations of the scale in g, mm.
ss = effective flux density in kilogauss - radial component of the average flux density over the reinforcement width at both ends.
S = 1.9 = effective area of the reinforcement in cm3 + 0.98.
N = 1000 = number of turns of the reinforcement.
Ts = torque of the spiral spring in g.mm.
Tp = parasitic reinforcement torque, towards decreasing graduations of the scale, in g.mm.
Tt = temperature compensating torque, directed towards the decreasing graduations of the scale, in g.mm.
Equation (3) gives the desired current distribution. The current distribution of the instrument is varied until it is desired by varying the intensity of the magnet and the dimensions of the magnetic system. Such variations mainly affect the flux density ss, as a function of the position of the index. However, they also produce small variations in the torque of the apparatus which must be taken into account.
TABLE I
EMI22.1
<tb> Reflected <SEP> light <SEP> in <SEP> candles / foot <SEP> Incident <SEP> light <SEP> in <SEP> foot-
<tb>
<tb> ± -c <SEP> candies.
<tb>
<tb>
Reading <SEP> of scale <SEP> Scale <SEP> "Low" <SEP> Scale <SEP> "High" <SEP> Scale <SEP> "Low" <SEP> Scale <SEP> "High '
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>. <SEP> (Small <SEP> point) <SEP> .4 <SEP> 6.4 <SEP> 6 <SEP> 96
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4X <SEP> .8 <SEP> 12.8 <SEP> 12 <SEP> 192
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2X <SEP> 1.6 <SEP> 25.6 <SEP> 24 <SEP> 384
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> deg.
<SEP> 3.17 <SEP> 50 <SEP> 48 <SEP> 768
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 4 <SEP> 64 <SEP> 60 <SEP> 950
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 8 <SEP> 128 <SEP> 120 <SEP> 1900
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 16 <SEP> 256 <SEP> 240 <SEP> 3800
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 32 <SEP> 512 <SEP> 480 <SEP> 7600
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 64 <SEP> 1024 <SEP> 960 <SEP> 15000
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 128 <SEP> 2048 <SEP> 1900 <SEP> '<SEP> 30000 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 256 <SEP> 4100 <SEP> 3800 <SEP> 61000
<tb>
Although the principle of operation of the apparatus, object of the invention, has been described at the same time as this apparatus which is considered to be the one which uses said operating principle in the best way, it is obvious that the invention is not limited to this particular form,
given to ti-
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be an example and without any restrictive character and that, consequently, all the variants having the same principle and the same object as the arrangement indicated above would come within the scope of the invention as it does.