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PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET DISPOSITIFS DE MESURE ET DE REPERAGE.
De nombreux instruments de mesure ou de repérage comportent au moins un organe mobile pouvant osciller et caractérisé par une période d'os- cillation propre. Dans ces instruments, l'opérateur n'est pas maître de cette période d'oscillation, dont la valeur peut être gênante soit qu'elle ait une influence sur la mesure, soit qu'elle la rende longue et pénible.
On a constaté qu'en adjoignant à un tel organe à mouvement pério- dique un autre organe ayant un mouvement également périodique, la période de l'ensemble des organes oscillants pouvait être différente de celle de cha- cun de ces organes pris séparément. Plus particulièrement, on a constaté que l'ensemble des organes oscillants pouvait généralement prendre deux mou- vements périodiques, l'un de fréquence élevée, l'autre de fréquence plus faible, ces deux mouvements correspondant sensiblement à l'oscillation des deux organes oscillant respectivement en concordance ou en opposition de pha- se.
Dans la mesure en concordance de phase, les organes oscillants se déplacent avec un mouvement périodique de la même manière que s'ils étaient liés par un dispositifmécanique rigide. Par exemple si l'on considère une balance, il est possible de faire osciller le fléau, non plus seul avec sa période propre, mais en concordance de phase avec un second fléau, de la mê- me façon que si une des extrémités de chacun des fléaux était -reliée à l'au- tre par une biellette. Une telle liaison peut permettre, par exemple de sou- mettre un des fléaux à certaines servitudes, tout en laissant le second fléau relativement libre.
Dans le mouvement en opposition de phase, les deux organes oscil- lants sont animés d'un mouvement périodique à fréquence plus élevée que cel- le de chaeun de ces deux organes oscillant isolément,'et que celle de ces deux organes oscillant en concordance de phase.
Par un choix judicieux des. moyens de liaison entre le premier or-
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gane oscillant et le second qu'on adjoint au premier, il est donc possible de modifier la fréquence d'oscillation du premier, de façon à la rendre soit plus basse, soit plus élevée; il est particulièrement avantageux dans certains cas de choisir la fréquence élevée, et comme ce choix est rendu possible par l'introduction d'une liaison élastique entre les deux organes oscillants, l'invention concerne, non seulement le procédé consistant à associer ces deux organes et à choisir de préférence une des périodes pos- sibles, mais encore le dispositif comportant des moyens permettant l'oscil- lation de ces organes suivant l'un ou l'autre mode de mouvement.
Un premier moyen consiste à utiliser pour cette liaison élasti- que, deux aimants ou deux organes produisant des champs électro-magnétiques convenables, et disposés de façon que les attractions et répulsions qu'ils exercent entre eux permettent l'oscillation du système, en concordance ou en opposition de phase...
Un autre moyen pour obtenir le même effet consisterait à utili- ser une liaison mécanique élastique, par exemple un ressort qui serait fixé à chacune des extrémités des organes oscillants.
Pour passer de l'une des périodes à l'autre, l'invention concerne également des moyens qui, dans le cas d'une liaison magnétique, peuvent être constitués par au moins un champ magnétique auxiliaire tendant à rapprocher ou à éloigner l'un de l'autre suivant un rythme déterminé, les moyens magné- tiques oscillants.
Ce champ magnétique auxiliaire doit être disposé par rapport aux moyens magnétiques oscillants de façon symétrique, et plus précisément de telle sorte que son axe soit situé sensiblement dans le plan de champ de va- leur nulle résultant de l'ensemble des champs.
Selon l'invention,ce champ magnétique auxiliaire peut être con- stitué par un solénoide dans lequel on envoie un courant électrique convena- blement rythmé.
L'invention concerne donc le procédé précité, consistant à effec- tuer une mesure ou un repérage lorsque les organes mobiles d'un instrument du genre précité oscillent en opposition de phase.
Elle concerne également un dispositif de mesure ou de repérage pour la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif étant constitué par un appareil de mesure ou de repérage du type comportant un organe soumis à un mouvement périodique, et associé à au moins un autre organe susceptible d'avoir, par rapport au premier, un mouvement périodique, en concordance ou en opposition de phase, ce dispositif comportant en outre des moyens permet- tant de faire passer le système d'organes à mouvement périodique d'un état d'oscillation à l'autre.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la liaison entre les organes mobiles est du type magnétique, réalisée par exemple au moyen de deux aimants disposés chacun sur un des organes mobiles, de telle sorte que les pôles en regard soient de même nom. Dans ce cas, selon l'in- vention également, un mode préféré de réalisation prévoit que les moyens pour passer d'un des mouvements à l'autre sont constitués par au moins un champ magnétique, dont l'axe est situé sensiblement dans le plan de champ nul resul- tant de l'ensemble des moyens magnétiques.
Une disposition avantageuse d'un tel dispositif de mesure ou de repérage est que l'un des organes peut être isolé dans une enceinte complè- tement fermée, et ainsi soustrait à toute influence extérieure, à l'excep- tion de l'asservissement magnétique à l'autre organe mobile.
Ce dispositif peut être appliqué d'une façon particulièrement in- téressante à un dispositif du genre de ceux décrits dans la demande déposée en France par le demandeur le 18/1/1949 et concernant "Perfectionnements ap- porés aux appareils de mesure et de contrôle", dans lequel l'organe mobile de l'instrument de mesure est soumis à des oscillations constamment entre- tenues grâce à l'action commandée d'un servo-mécanisme.
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On décrit maintenant, à titre d'exemple non limitatif, l'adapta=. tion du procédé selon l'invention à -un-dispositif constituant un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, en se référant'au dessin.an- nexé sur lequel:
La Fig. 1 représente le schéma de principe d'une balance équipée du dispositif connu précité,
La fig. 2 représente le schéma de principe de la même balance, équipée, de plus, du dispositif selon l'invention.
La fig. 3 représente une courbe d'enregistrement de variations de poids, obtenue par l'appareillage de la fig. 1.
La fig. 4 représente une courbe semblable, obtenue par l'appareil- lage de la fig. 2.
La fig. 5 représente en coupe verticale, suivant V-V de la fig. 7 une réalisation pratique de l'appareillage de la fig. 2.
La fig. 6 représente une coupe verticale suivant VI-VI de la fig. 7;
La fig. 7 représente une vue de dessus, le couvercle de l'encein- te étant à moitié arraché, et
La fig. 8 est une section suivant VIII-VIII de la fig. 7.
L'instrument de mesure représenté schématiquement sur la fig. 1 est une balance comportant un fléau a et deux plateaux b et c. Sur le pla- teau b on place des poids représentés en e pour équilibrer le poids d'un corps d. Suivant un dispositif connu, le fléau a porte une chainette f at- tachée en i et dont la longueur peut être modifiée à volonté. Selon la de- mande de brevet précitée, la chainette est attachée à son autre extrémité g,à un cordonnet s'enroulant sur un tambour k monté sur un axe 1, lequel peut être entraîné dans un sens m ou dans l'autre n, par l'un des deux mo- teurs o et p, les enroulements de ces moteurs étant de sens contraire.
Ces moteurs sont alimentés par une source électrique .9. par l'intermédiaire d'un interrupteur r mettant en circuit soit l'un, soit l'autre de ces deux mo- teurs, selon qu'il est dans la position s ou la position t. Cet interrup- teur est, au repos, maintenu dans la position s par un ressort u et est susceptible d'être placé dans la position t par l'attraction d'un électro- aimant v quand celui-ci est excité par un courant qui le traverse. Le cou- rant provenant de la même source .9. abaissé par un transformateuret redres- sé par la cellule h traverse l'électro-aimant v quand un interrupteur consti- tué par deux contacts x et est fermé. Le contact x est fixe, et le contact est porté par le fléau a de la balance.
Enfin, l'axe 1 porte un tambour z sur lequel s'enroule un cordonnet aa relié à un style ab se déplaçant en contact avec un cylindre ac tournant autour d'un axe j.
Si l'on suppose dans ces conditions que le poids d est plus fai- ble que le poids e, le fléau a s'abaissera du côté du poids e l'interrupteur 2± iL se fermant, l'électro-aimant v sera excité, attirant la barrette de-l'in- terrupteur r dans la position t. Le moteur y est alors branché, et entraîne l'axe 1 dans le sens m ainsi que le tambour k, de telle sorte qu'un poids additionnel de la chainette f vient progressivement s'ajouter à d. Il s'en- suivra que le fléau a basculera en sens inverse, et viendra rompre le con- tact x y.
L'électro-aimant v n'étant plus excité, la barrette r, sollicitée par le ressort u viendra dans la position s, et c'est le moteur r qui sera alors branché, entraînant l'axe 1 dans le sens n ainsi que le tambour k de telle sorte que le poids compensateur de la chainette f sera diminué et qu'un mouvement inverse se produira, et ainsi de suite.
Les mouvements de l'axe 1 correspondant aux oscillations du fléau a, sont transmis par l'intermédiaire dutambour z et du cordonnet aa au sty- le ab qui les enregistre sur le cylindre ac.
Grâce à ce dispositif, le fléau a, constamment sollicité dans un
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sens ou dans l'autre, oscille constamment autour de sa position d'équilibre réelle. La courbe inscrite sur le cylindre acet qui correspond aux dépla- cements de la chainette f, lesquels suivent ceux du fléau a, est pratique- ment une sinusoide très fine, dont l'amplitude et la période sont naturel- lement fonctions de l'inertie du système électrique et de la finesse du contact x y.
On améliore considérablement le fonctionnement du système qui vient d'être décrit en lui appliquant les moyens qui forment l'objet de la présente invention application schématisée sur la fig. 2.
Comme on le voit,ce schéma est semblable à celui de la fig. 1, aux différences suivantes près: - Au lieu d'un fléau a, le dispositif comporte deux fléaux su- perposés a'1 et a'2, situés sensiblement dans le même plan vertical. Le fleau supérieur a'1 porte le couple de contact x', y', et la chainette f' lui est fixée à son extrémité i'. Le fléau a'2 supporte les plateaux b' et c' portant la charge d'et les poids e'.
- De plus, les deux fléaux a'1 et a'2, portent chacun, au voi- sinage de leur extrémité, des aimants Ml et M2 respectivement, disposés de telle sorte que leurs pôles en regard soient de même nom. Un contre- poids réglable P permet de réaliser l'équilibre approché du fléau a'1 avant la mise en route du dispositif d'entretien des oscillations.
On retrouve par ailleurs tous les autres éléments b à ac du dis- positif de la fig. l, désignés ici par b' à a' c' et qui remplissent le mê- me rôle.
Comme on l'a exposé dans le préambule, on a constaté que les oscillations simultanées des fléaux a'1 et a'2 peuvent se produire, soit en phase, soit en opposition de phase, et les fréquences de ces oscilla- tions sont très différentes.
Comme on l'a également indiqué, il est avantageux de choisir la fréquence la plus élevée, et par conséquent de provoquer l'oscillation en opposition de phase. On a constaté que, d'une manière générale, les oscil- lations tendant à se produire spontanément sont celles qui sont en phase.
Pour passer à l'autre mode d'oscillation, il suffit d'introduire des mo- yens provoquant l'écartement ou le rapprochement des fléaux, de façon que les aimants, au lieu de rester à une distance constante l'un de l'autre, se trouvent momentanément rapprochés ou éloignés l'un de l'autre, ce qui amorce le mouvement de fréquence élevée.
Selon l'invention, ces moyens consistent en un solénoide S dis- posé en un point quelconque de la longueur des fléaux, mais à une hauteur telle que l'axe de symétrie du champ magnétique auxiliaire soit situé sen- siblement dans le plan de champ résultant nul des aimants M1 et M2.
On envoie, par tout moyen approprié, le courant d'excitation dans la bobine S, au moment où l'on veut changer la période des oscilla- tions, c'est-à-dire quand on veut passer, pour une raison ou une autre, de l'une des fréquences à l'autre.
On peut utiliser, bien entendu, tout autre moyen magnétique équi- valent à un solénoide, par exemple un aimant permanent, animé d'un mouve- ment convenable.
Le rôle de ces moyens d'amorçage est donc très important, et leur existence constitue une des caractéristiques de l'invention, bien que l'on puisse utiliser tout autre moyen pour modifier le mouvement relatif des fléaux, et pour passer d'une fréquence d'oscillation à l'autre.
Il est avantageux pour les pesées de précision que les moyens utilisés pour réaliser la liaison des fléaux et le contrôle du mode de liaison, c'est-à-dire de la période d'oscillation commune, soient magné- tiques et que soient évités ainsi toute liaison mécanique, et les inconvé- nients inhérents. Cependant, on pourrait prévoir tout autre mode de liai- @
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son du type élastique par exemple un ressort, au cas où-l'on supprimerait l'enceinte cloase dans laquelle peut être enfermé l'un des fléaux,comme dans le cas du mode de réalisation particulier ci-dessous décrit en détail.
Comme on l'a indiqué, la fréquence d'oscillation en opposition de phase est beaucoup plus élevée que la fréquence d'oscillations en con- cordance de phase. Cette propriété permet d'obtenir une courbe d'enregis- trement beaucoup plus fine, puisque les déplacements du stylet d'enregis- trement devant le tambour enregistreur proviennent, non de l'amplitude des oscillations des fléaux, mais de leur fréquence.
En effet, pendant chaque oscillation, la poulie! tourne dans un sens, puis dans l'autre, indépendamment de l'amplitude de l'oscillation, et plus la fréquence de l'oscillation est élevée, plus l'angle de rotation de ladite poulie est faible car plus cette rotation est de courue durée. Il en résulte que le cordonnet aa s'enroule sur une plus faible longueur, ce qui entraîne un déplacement plus faible du stylet d'enregistrement. Cette dif- férence apparait clairement sur lescourbes reproduites aux figs. 3 et 4.
Chacune de ces courbes représente l'enregistrement des déplace- ments du style ab pour des surcharges successives de 1, 2 et 3dg, respecti- vement avec un appareillage du type de la fig. 1, et un appareillage du type de la fig. 2. Il en déroule les constatations suivantes:
D'une part, chaque palier de courbe qui correspond à l'oscilla- tion sans surcharge est parfaitement horizontal. Ceci montre que dans les deux cas, le fonctionnement du dispositif est régulier. Cependant, l'épais- seur du trait des paliers de la fig. 1 est très supérieure à celle des traits des paliers de la fig. 2. Cette différence provient, dans le dispo- sitif selon l'invention, de l'accroissement de la fréquence des oscilla- tions, donc de la diminution d'amplitude des oscillations du stylet. La finesse de la courbe est donc un très important résultat dû au dispositif selon l'invention.
D'autre part, on remarque que pour chaque surcharge, le passage d'un palier à l'autre s'effectue beaucoup plus lentement sur la courbe de la fig. 3 que sur celle de la fige 4.' On note en particulier une importante partie arrondie avant qu'on atteigne chaque palier. Au contraire, le pas- sage d'un palier à l'autre s'effectue pour la courbe de la fige 4 suivant pratiquement une droite presque verticale ce qui indique que la balance ré- pond immédiatement à toute variation des forces appliquées à son fléau. Un autre résultat important dû au dispositif selon l'invention est donc une augmentation considérable de la précision possible dans les mesures de mas- ses variables.
En effet, avec le dispositif de la fige l, correspondant à la courbe de la fig. 3, si la charge varie trop rapidement, on n'a pas le temps d'arriver au palier qui indique la. valeur exacte de cette charge. Ce résultat, dû à l'inertie plus faible de l'appareil, est donc particulière- ment avantageux pour les mesures de variations faibles et continues, qui étaient si difficiles à effectuer jusqu'ici, même avec les meilleurs in- struments connus. Grâce au dispositif de l'invention, on peut maintenant suivre des variations de l'ordre dumilligramme;; avec une balance normalement sensible au décigramme.
Enfin, le dispositif selon l'invention, dans lequel les diffé- rents éléments extérieurs à la mesure, tels que les contacts x' il.!.. et la chaînette f' sont liés à un fléau séparé de celui auquel sont appliquées les forces intervenant dans la mesure proprement dite, permet l'isolement de ce second fléau, c'est-à-dire rend possible d'opérer cette mesure dans une enceinte complètement étanche.
On a ainsi représenté sur-les figs. 5 à 8, une balance bénéficiant de cet avantage, et on a représenté respectivement en 1 et 2 les fléaux in- férieur et supérieur. Le fléau 1 oscille dans une enceinte complètement fer- mée, désignée par la référence générale 3, et réalisée par l'ensemble des. éléments de la balance 4, un rebord vertical 5 et un couvercle amovible 6, disposé sur ce rebord 5, avec interposition d'un joint étanche 7. Une
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ouverture 8 est prévue dans le couvercle 6, au-dessous de l'extrémité du fléau 1 supportant la masse à peser, et une ouverture 9 est prévue dans le socle 4 pour permettre la suspension de la masse à peser à un crochet 34.
Au cas où cette masse doit demeurer éloignée de la balance, on la suspend dans un tube vertical 10 de grande hauteur. Le fléau 1 porte un couteau 11 reposant sur une chape 12, et le fléau 2 porte un couteau 13 reposant sur une chape 14. Les chapes 12 et 14 sont portées respectivement par le socle 4 et par un arceau 17 entourant l'enceinte 3;.le fléau 1 porte à une de ses extrémités un aimant 18, et à l'autre extrémité un couteau 19, suppor- tant un étrier 20 destiné au support des masses à mesurer. Le réglage de sensibilité est assuré par une masse réglable 21 vissée sur une tige file- tée 22, de même le réglage de sensibilité du fléau 2 est assuré par une masse 2', vissée sur une tige filetée 22'.
Le fléau 2 porte à une extrémité un aimant 23, disposé au-des- sus de l'aimant 18 de telle sorte que les p ôles opposés soient de même nom, et à l'autre extrémité un contre-poids réglable 24, destiné ainsi qu'un au- tre contre-poids réglable 25 du fléau 1, à réaliser un équilibre approxima- tif avant la mise en route du dispositif d'entretien des oscillations et d'enregistrement de la balance.
L'ensemble est recouvert par un couvercle 26, reposant sur un rebord 27, disposé verticalement tout autour du carter 35.
A l'extrémité du fléau 2 situé au-delà de l'aimant 23 est accro- ché la chainette 28 constituant l'élément sur lequelagit le servo-moteur pour influer sur l'équilibre du fléau 2 et provoquer constamment les oscil- lations de ce dernier. C'est également le fléau 2 qui porte l'élément de contact provoquant le déplacement du relais commandant ce servo-moteur, ledit servo-moteur agissant de façon connue sur un tambour 29, dans une rainure 30 duquel s'enroule l'autre extrémité de la chainette 28, et dans une autre rainure 31 autour de laquelle s'enroule le cordonnet 32, lié au style de l'appareil enregistreur de façon également connue.
Comme on l'a expliqué ci-dessus, si le fléau 2 penche du côté de l'aimant 23, le contact qu'il porte commande le fonctionnement du servo- moteur , de telle sorte que celui-ci entraîne le tambour 29 dans un sens tel que la chaînette 28 s'enroule dans la rainure 30, le poids de chainette 28 diminue donc à l'extrémité dufléau 2, qui tend ainsi à remonter et inverse- ment.
Dans la balance réalisée suivant l'invention, l'équilibre du fléau 1 est constamment recherché grâce à l'interaction du fléau 2 sur le fléau 1 par la liaison magnétique décrite, le fléau 2 étant soumis, sans arrêt, à des oscillations autour de sa position d'équilibre.
Dans ce mode de réalisation, le moyen de passage d'une des pério- des d'oscillation à l'autre est un solénoide 33 que l'on voit sur la fig. 6, et dont le champ magnétique, au moment où il est traversé par un courant électrique, agit sur les aimants 16 et 23 par rapport à leur plan horizon- tal de symétrie.
On a exposé plus haut, à propos des figs. 2 à 4, le fonctionne- ment et les avantages du dispositif qui vient d'être décrit en détail.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisa- tion décrit et représenté à titre d'exemple, mais couvre tout le domaine défini par le résume suivant: @ REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.