Dispositif ehronographique électrique. La présente invention a, pour objet un dispositif chronographique électrique per mettant de mesurer des intervalles .de temps, en particulier un intervalle de temps qui s'écoule entre les déclanchements de deux re lais électriques provoqués par deux évène ments ou phénomènes successifs.
Ce dispositif est caractérisé par un con densateur disposé pour se charger à travers une résistance par suite d'une différence de potentiel constante, à partir du déclanche- ment du premier relais jusqu'au déclanche- ment du deuxième, la. tension de ce conden sateur étant appliquée entre le filament et la grille d'une lampe triode dont la varia tion de courant anodique subséquente est indiquée par un milliampèremètre donnant ainsi une indication qui est fonction du temps cherché qui s'est écoulé entre les dé- clanehements des deux relais.
Avantageusement l'isolement du conden sateur du dispositif chronographique est établi de façon à atteindre une valeur telle que la charge de ce condensateur puisse sub sister longtemps sans altération, ce qui per met de faire la lecture de l'indication en toute sécurité.
Suivant une variante, le chronographe peut comporter un jeu -de résistances et un jeu de condensateurs susceptibles d'être mis individuellement en circuit de manière à pouvoir modifier dans un rapport donné la valeur de l'indication fournie par le milli- ampèremètre, ce qui permet l'emploi du dis positif pour plusieurs. voleurs de la .distance entre les deux points d'observation.
Le dispositif chronographique peut être combiné avec un appareil comportant un émetteur de son et un récepteur de l'écho de ce son, cet appareil étant disposé pour fermer les deux relais dudit dispositif respec tivement à l'émission du son et à la récep tion de l'écho.
Il est aussi possible de combiner le dis positif chronographique avec un appareil comportant deux émetteurs de faisceaux lu mineux établis au travers :d'un chemin par couru par un mobile, et deux récepteurs frappés par ces faisceaux lumineux, ces deux récepteurs étant établis de façon que l'oc cultation successive des faisceaux par le mobile produise les déclanchements succes sifs des deux relais du dispositif -chronogra- phique qui assurent respectivement la mise en marche et l'arrêt de ce dernier.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple; deux installations différentes auxquelles est appliqué le dispositif chrono- graphique suivant l'invention.
La fig. 1 représente schématiquement l'ensemble .d'une de ces installations qui sert à déterminer le temps que met un mobile pour franchir la distance entre deux points donnés, et par suite la vitesse du mobile en tre ces deux points; La fig. 2 montre le schéma du dispositif chronographique appliqué à cette installa tion; La fig. 3 montre le schéma -de connexion de l'installation représentée à la fig. 1;
La fig. 4 montre le schéma .de connexion d'une autre installation, pourvue d'un dis positif chronographique avec milliampère- mètre enregistreiu, et servant au sondage aérien ou sous-marin; La fig. 5 montre un enregistrement élé- ipentaire; La fig. 6 représente le graphique d'enre gistrement continu.
. Dans l'installation suivant la fig. 1, -les lignes 1 et 2 représentent .des faisceaux lumi neux produits par des projecteurs 3 et 4 et occultés par un véhicule non représenté, .des- Ciné à passer devant ces projecteurs. 5 et 6 sont des récepteurs photoélectriques disposés pour provoquer la fermeture -de certains re- la7is, dont on parlera plus loin, chaque faïs que les faisceaux seront occultés par le véhi cule.
Les projecteurs et les récepteurs de lu mière peuvent être de tout type connu. D'une manière générale, chacun des réçeptéuïs 5 -et 6 comporte une cellule photoélectrique reliée <B>..à</B> une source de courant et à une lampe triode de manière que selon le montage adopté, l'occultation du faisceau du projec teur produise une augmentation ou une di minution du courant anodique destiné à com mander un relais. Suivant la fig. 3, deux de ces relais, 20 et 21, qui peuvent d'ailleurs être inversés comme on le verra par la suite, sont reliés aux récepteurs- 5 et 6.
Le dispositif chronographique est désigné en bloc par 7 sur la fig. 1 et est établi sui vant le principe de la loi qui régit la charge d'un condensateur à travers une résistance élevée par suite d'une différence de potentiel constante. Ce condensateur, désigné par 8, peut être court-circuité par le contact<B>10'</B> d'un relais 10. Lorsque le relais 10 est ali menté, le contact<B>10'</B> .s'ouvre et le condensa teur 8 se charge sous l'action de la force élec tromotrice d'une pile 9 à laquelle il est relié par l'intermédiaire d'une résistance élevée 12.
dont la valeur est choisie, ainsi que celle du condensateur, de manière à donner au circuit une constante de temps en rapport avec les durées maxima que l'on désire mesurer. L'é tablissement .de la connexion entre le conden sateur et le circuit de charge peut être pro voqué par la fermeture du contact 11i .d'un relais 11.
Les relais 10 et 11 sont alimentés, lors que leur circuit est fermé, par une source 25 de tension suffisante peur rendre leur fonc tionnement très rapide.
La fermeture du circuit du relais 10, c'est-à-dire l'alimentation de ce relais, est commandée par le relais 20 qui obéit au ré cepteur 5. De même, le relais 11 reçoit le courant par l'intermédiaire du relais 21 qui obéit au récepteur 6 -du faisceau 2. Les relais <B>2</B>0 et 21 fonctionnent par diminution du cou rant, c'est-à-dire que normalement ils atti rent leur armature, mais lorsque le courant diminue ils relâchent cette armature de telle sorte que celle-ci quittant la position -de la fig. 3 vient s'appliquer sur le contact Opposé et alimenter ainsi le relais 10, ou le relais 1.1.
Comirie -le sens -des passages du véhicule peut être quelconque, il est prévu un com mutateur 24A- qui permet de permuter les re lais des deux barrages afin de rétablir l'or dre normal de fermeture des deux relais 10 et 11 qui définissent le début et la fin de l'intervalle de temps.
(quand ces relais 10 et 11 sont alimentés par les relais 20 et 21, ils attirent leur arma ture et ouvrent l'un le contact 10', l'autre le contact 11'. En même temps chacun d'eux ferme un contact supplémentaire 13 qui est un contact de réalimentation de telle sorte que chaque relais respectivement est main- tenu excité par un courant permanent plus faible, ,dont la valeur est limitée par une résistance en série, 28 pour le relais 10, et 29 Pour le relais 11.
Un bouton de coupure 26 permet de cou per simultanément l'alimentation des deux relais pour les ramener à la position de dé part.
II y a lieu de remarquer que les ensem bles constitués par les relais 10 et 20, d'une part, et<B>Il</B> et 21., d'autre part, sont absolu ment identiques comme constitution, il est donc facile de les régler de telle manière que les retards qu'ils introduisent soient extrême ment voisins, de telle sorte que la précision de la détermination de l'intervalle de temps peut être très supérieure à la valeur du re tard introduit individuellement par chacun de ces ensembles de relais.
Le condensateur 8 est montré entre la grille 14 et le filament 15 d'une triode 16. Cette lampe doit présenter un très bon isole ment et son vide doit être très poussé afin que le courant inverse de grille soit négligea ble. L'anode 17de cette triode est reliée par un milliampèremètre 18 au pôle positif d'une batterie de tension anodique 19.
Au lieu de rattacher directement à l'ex trémité négative du filament l'une des arma tures du condensateur comme il a été figuré dans le schéma de la fig. 2, on a intérêt à la relier au curseur du potentiomètre 22 ali menté sous quelques volts par une pile 23 et permettant de rendre cette armature un peu plus négative que le filament (fig. 3). Dans ces .conditions, il est possible, par un réglage de ce curseur -de ramener toujours le courant anodique à la même valeur ini tiale lorsque le condensateur est court- circuité.
Ceci permet de corriger les petites varia tions de la tension .anodique qui peuvent se produire à l'usage:. \ D'autre part, l'emploi d'une tension grille initialement un peu négative supprime toutes les anomalies dues aux variations du Pourant- grille au voisinage de la; tension nulle.
La batterie 9 est montée de manière à rendre négative l'électrode du condensateur reliée .à la grille.
Dans ces conditions dès que le relais<B>-10</B> attirant son armature ouvre le contact 10', le condensateur n'est plus court-circuité et se charge négativement parce que le relais 11, alors au repos, ferme le circuit de charge; le potentiel de la grille baisse donc régulière ment du fait de cette charge négative.
Lorsque le relais 11 est attiré et ouvre le contact 11' cette charge cesse aussitôt. Comme l'isolement du condensateur de grille -de la lampe et des connexions qui s'y rattachent est rendu extrêmement élevé (de l'ordre de 1000 mégohms au moins), la charge. du condensateur subsiste sans altéra tion pendant un temps qui peut atteindre plusieurs minutes. Lé potentiel -de la grille restant constant pendant le même temps, l'indication du milliampèremètre anodique 18 reste également constante: On a donc toute facilité pour lire<B>la</B> position de l'ai guille indicatrice sur l'échelle.
Le déplacement de cette aiguille mesure la chute du courant anodique et pa;r suite la charge prise par le condensateur.
Comme cette charge est une fonction ex ronentielle du temps entièrement calculable à l'avance lorsqu'on connaît la caractéristi que de la lampe, la résistance de charge et la capacité du condensateur; il est très facile de graduer le milliampèremètre en interval les de temps.
Le remplacement .- du 6àndensaieur' par un autre de valeur N fois; plus grande ou J -fois plus petite permet d'effectuer direc- tem6nt - un changement d'échelle dans le même rapport. De même, la substitution d'une résistance M fois plus grande multi plie les temps indiqués par l'aiguille par le même nombre M.
Le changement d'échelle peut donc se faire extrêmement . simplement en utilisant un combinateur à plusieurs plots 24 permet tant de remplacer la résistance de charge par une autre plus convenable. Une disposition analogue, non représentée, conviendrait tout aussi bien pour employer toute une gamme de condensateurs.
Une fois la lecture faite, pour remettre l'appareil en état pour un nouveau fonction nement, on ouvre le contact 26, puis on le referme.
Il est facile de voir que l'installation chronographique qui vient d'être décrite et qui a été conçue en vue d'une mesure de vi tesse peut être adaptée très facilement à toute mesure d'intervalle de temps ou de vi tesse dans lesquelles les phénomènes qui dé finissent l'origine et la fin de l'intervalle de temps .sont susceptibles d'être traduits élec triquement afin de provoquer la fermeture des relais 10 et 11.
Il est aussi possible d'utiliser le disposi tif -chronographique à lecture directe pour la détermination de l'intervalle de temps qui s'écoule entre la production d'un son et le rettiur @de son écho sur un obstacle, ce qui permet le sondage par son dans l'air, dans l'eau ou dans tout autre milieu.
La graduation du milliampèremètre pourra être faite dans tous les cas par le cal cul â, partir des constantes du circuit du con densateur et il sera possible de graduer di rectement l'appareil soit en intervalles de temps, soit en profondeurs, s'il :s'agit du son dage, ou enfin en vitesses s'il s'agit d'une application tachymétrique.
. Suivant la fig. 4, le dispositif chrono- graphique montré à la fig. 2 est combiné avec un appareil -de sondage aérien ou sous marin, en vue de donner un enregistrement continu du sondage. On a supposé dans cette application que l'appareil de sondage fonctionne d'une ma nière uniforme, c'est-à-dire que les émissions de son se succèdent à une cadence régulière.
Dans cet appareil un alternateur 30 fait émettre un son musical bref par l'émetteur 31 lorsque deux lames contacts<B>32-33</B> sont réunies conductivement par le passage sous elles d'un secteur métallique 34 encastré dans un tambour isolant tournant à une vi tesse convenable, qui peut avantageusement être réglable selon les profondeurs que l'on est en train d'enregistrer.
Pendant l'émission un deuxième secteur conducteur 36 se présente sous les lames 26e et 26a et ferme ainsi le circuit du relais de départ 10 du chronographe qui ouvre le con tact 101.
La longueur du secteur 36 est telle que le relais 10 reste excité (ce qui 4écourt- circuite le condensateur chronographique 8) pendant un temps permettant de recevoir en core les échos provenant des profondeurs les plus grandes que l'on désire mesurer.
Très peu de temps après s'être engagé sous les lames 26e, et 26a, le secteur 36 at teint la lame 26b qui permet au relais 11 de fonctïonner lorsque l'écho reçu par le récep teur R déclanche le relais 21 dont l'armature vient s'appliquer sur 211.
Dès que le relais 11 a ouvert le contact 111, il interrompt la charge du condensateur 8 qui se faisait à travers la résistance 12 sous l'action de la batterie 9. En même temps le contact 13 qui s'est fermé permet à ce relais de se réalimenter à travers une ré sistance 29 qui limite le courant venant de la batterie 25, à la valeur nécessaire.
Le fonctionnement de l'ensemble du con densateur 8 et de la lampe 16 -est le même que précédemment. Le tube à vide mesure constamment l'état de charge du condensa teur et le courant anodique débité à travers l'appareil de mesure 18, par la batterie 19, a une valeur qui diminue avec la charge né- mative acquise par le condensateur, ou ce qui revient au même avec le temps pendant le quel la charge a eu lieu.
Par suite le courant mesuré par le milli- ampèremètre 18 varie depuis une valeur ini tiale constante correspondant à la charge nulle du condensateur jusqu'à une valeur ca ractéristique du temps de charge et il con serve cette valeur qui indique la durée cher chée, grâce au très bon isolement du conden sateur 8, jusqu'à ce que les deux relais 10 et 11 soient revenus à l'état non excités, ce qui a lieu lorsque le .secteur 36 quitte la lame 26c. Alors le contact 10' se ferme et rétablit le court-circuit qui décharge le condensateur 8,
tandis que le contact 11' se ferme et réta blit le circuit qui permettra ultérieurement la charge à travers la résistance 12. Le courant dans l'appareil 18 reprend aussitôt sa valeur initiale caractéristique d'une charge nulle. Le milliampèremètre 18 .sera choisi de pé riode assez courte et d'amortissement suffi sant pour permettre une fréquence relative ment grande des fonctionnements.
Au cours d'un tour du contacteur t, le courant dans 18 varie donc de la manière représentée dans la fig. 5.
Les parties a-a, d-e représentent la va leur du courant initial (8 étant déchargé). lia partie a--b est la. variation du courant au cours de la charge du condensateur depuis l'instant où le relais 10 est excité, par suite de l'émission du signal (point a) jusqu'à l'instant où le relais 11 a. fonctionné (point b) par suite de la réception .de l'écho.
Le palier b-c représente la valeur (lu courant anodique correspondant à la tension de charge acquise par le condensateur 8. Le point c correspond à l'instant où la lame<B>26e</B> ayant cessé de rencontrer le secteur 36 les deux relais 10 et 1l. cessent d'être excités ce qui décharge. le condensateur 8 et le ramène instantanément à. l'état initial qui subsiste jusqu'à. l'émission d'un nouveau signal en e.
II est facile de voir qu'en utilisant comme appareil de mesure 18 un milliampèremètre enregistreur, on obtiendra., en graduant le pa pier de l'enregistreur en mètres de parcours de l'écho, un graphique tel que celui de la fig. 6 dans lequel les paliers a-a, d-e, forment une ligne pointillée -de départ -(dis tance zéro) et les paliers b-c une ligne poin- tillée d'enregistrement .des différentes dis tances d'écho (profondeurs ou altitudes), at teintes au cours du temps.
Le papier étant déroulé par un mouve ment d'horlogerie, les abscisses indiquent les différentes époques .de l'enregistrement, tan dis que les ordonnées fournissent les distan ces d'échos obtenues à ces époques.
Les lignes théoriquement 'courbes a-b et <I>c -d</I> sont trop rapides pour être nettement inscrites par le milliampèremètre enregis treur -et .se présentent .comme des verticales.
Suivant le type de milli-armpèremètre, l'en registrement est obtenu directement en coor données rectilignes, en coordonnées curvi lignes ou en coordonnées polaires. La fig. 6 est établie dans l'hypothèse d'un enregistre ment à. coordonnées rectilignes.