Dispositif pour le contrôle d'une earaetetristique d'un produit.
L'invention est relative à un dispositif pour le contrôle d'une caraetéristique d'un produit, par exemple de l'épaisseur d'un produit fabriqué sous forme de fils (notamment des fibres textiles) ou de bandes (notamment des bandes de papier). Ce dispositif de contrôle peut d'ailleurs servir, ou bien à faire des mesures, ou bien à piloter une installation de servo-commandes diverses, telles clin'arrêt automatique, télérégla ge, etc.
L'invention se rapporte à un dispositif polir le contrôle d'une caractéristique d'un produit, comprenant un élément sensible à cette caractéristique et susceptible de modi tier la fréquence propre d'un circuit oscil jant, un discriminateur de fréquence traduisaut les variations de fréquence dudit circuit en variations de tension.
Le dispositif selon l'invention est caracté- risé en ce que ledit circuit oscillant est autooscillateur et agencé de manière à présenter une grande stabilité et en ce que le discriminateur recoit, sans changement de fréquence, les oscillations du circuit oscillant.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'esemple, des schémas relatifs à une forme d'exécution du dispositif selon l'invention et des variantes de cette forme.
La fig. 1 est un schéma sommaire d'ensemble de ladite forme d'exéeution, permet tant le contrôle de l'épaisseur de fibres tex tiles en fin de fabrication.
La fig. 2 est une représentation détaillée correspondant an schéma précédent.
La fig. 3 est la courbe caractéristique d'ira discriminateur constitué par un quartz, exprimant la tension à ses bornes en fonction de la fréquence appliquée, et la fig. 4 est le schéma du montage permettant le relevé de cette courbe.
La fig. 5 est la courbe caractéristique d'un autre discriminateur particulièrement avantageux.
La fig. 6, enfin, est un schéma montrant une variante de réalisation du discriminatenr prévu au schéma de la fig. 2.
Dans ce qui suit, on supposera que le dispositif de contrôle à établir est un dispositif de mesure de l'épaisseur de fibres textiles.
On sait qu'il est déjà connu d'utiliser des corps isolants dont on vent mesurer l'épaisseur avec précision, comme diéleetrique d'un condensateur. Les variations de qualité ou de volume, et notamment d'épaisseur à largeur constante, dudit corps se traduisent alors par des variations de capacité du condensateur et, par suite, si ce dernier est introduit dans un circuit oscillant, par des variations de la fréquence d'oscillation de ce circuit. aussi a-t-on déjà utilisé de tels dispositifs.
Les dispositifs déjà connus à cet effet sont usuellement des dispositifs à changement de fréquence, la fréquence obtenue sur le circuit oscillant à capacité variable étant mélangée avec une fréquence fixe, ce qui permet d'abaisser la fréquence à utiliser dans un discriminateur pour obtenir des variations de tension correspondantes, à des valeurs très faibles, pouvant être seulement de l'ordre de quelques dizaines de cycles par seconde, ou moins encore.
Cependant, l'avantage qui peut résulter de ce changement de fréquence pour ce qui est de l'augmentation des variations relatives mesurées par le discriminateur a pour coiitre- partie de sérieux inconvénients, notamment en ce qui concerne le nombre et l'importanee des tubes électroniques à utiliser, ainsi qu'en ce qui concerne les nécessités de pilotage du circuit oscillant fixe permettant de réaliser le changement de fréquence du circuit oscillant de contrôle, lesdits circuits devant bien évidemment, pour que la mesure ait une signification, être très bien stabilisés.
Dans l'objet de l'invention, ledit circuit oscillant variable est constitué par un circuit autooscillateur et agencé de manière à présenter une grande stabilité. Les oscillations de ce circuit peuvent être à une fréquence assez élevée, par exemple de l'ordre de 20 WIe.
Elles sont introduites sans changement de fréquence dans le diseriminateur.
Le dispositif dans son ensemble est alors constitué selon le schéma général de la fig. 1.
Selon ce schéma, le fil 1, dont on veut mesurer l'épaisseur, passe entre les armatures d'un condensateur 2 inclus, ainsi qu'il est déjà connu en soi, dans un circuit oscillant 3.
Un courant dont la fréquence varie en fonction de l'épaisseur du fil 1 est recueilli aux bornes de ce circuit oscillant. Et, ledit circuit oscillant étant autooscillateur et autostable, les oseillations résultantes sont introduites dans un discriminateur approprié 4, lequel transforme les variations de fréquence en variations de tension alternative. Les variations de tension alternative sont ensuite détectées, par exemple à l'aide d'un étage détecteur 5, puis admises dans un appareil de mesure 6, de préférence à courant continu, et/ou dans un amplificateur 7 susceptible de transmettre en 8 des signaux de servocommande pouvant remédier aus irrégularités de fabrication constatées.
Le circuit autooscillateur peut être constitué par tout circuit oscillant possédant une grande stabilité, et notamment par un montage connu sous le nom de montage à couplage électronique (en anglais : eleetron coupled ), ou encore par un montage connu sous le nom de montage Clapp .
Le montage représenté à la fig. 2, sous la dépendance de la lampe oscillatrice 3', est un montage à couplage électronique . On n sait qu'un tel montage est très stable. Il ne comporte aucun couplage inductif entre anode et grille, mais un circuit oseillant, comprenant une capacité 9-9' et une self 10, ce circuit étant établi entre grille et cathode. La capacité 9-9' est avantageusement dédoublée en une partie 9 eorrespondant à la capacité 2 de la fig. 1, cette capacité étant donc fixe en l'absence de variations d'épaisseur du fil 1, mais variant en même temps que cette épaisseur, et en une partie réglable 9', permettant de régler la fréquence de l'oscillateur ainsi réalisé.
En l'absence de variations d'épaisseur, la fréquence d'oscillation se maintient bien stable si la self 10 est elle-même bien constante et si les tensions plaque et écran de la lampe 3' sont aussi maintenues stables, ce qui peut être obtenu par exemple à l'aide de deux amples stabilisatrices Il- et 12.
Pour ce qui est de la eonstruetion de la self 10, celle-ci peut être rendue indéformable, malgré les variations éventuelles de température et de pression, si elle est établie specialernent, par exemple sous forme d'un bobinage imprimé sur un mandrin de stéatite séleetionnée, lequel mandrin est tourné et fileté.
Le recours à un tel circuit autooscillateur et autostable a doue pour conséquence que les seules variations possibles de la fréquence sont celles qui résultent des variations d'épaisseur du fil 1.
Avant d'admettre ces variations dans le diseriminateur 4, il est préférable de les amplifier dans un tube 13 monté en amplifica teur. Le circuit grille de ce tube est avanta geusement rendu apériodique, et une bobine de choc 14 est de préférence disposée entre les tubes 3' et 13. Ces dispositions ont pour effet d'éviter, d'une part, des ondes de couplage entre le discriminateur dont il va être parlé et le tube 3, et, d'autre part, des réactions des circuits aval sur les circuits amont.
Il en résulte une garantie du maintien de la stabilité de la fréquence de base du circuit oscillant.
Le discriminateur est placé de préférence dans le circuit plaque du tube 13. Au cun changement de fréquence n'étant effectué, qui serait susceptible d'abaisser la fré queue e des oscillations nées dans le condensateur 9, ledit diseriminateur doit être sensible, dans certaines limites, à des variations de fré quence quelconques, ce discriminateur étant réTIé é sur des fréquences pouvant être assez élevées, de l'ordre de 20 Me. par exemple.
Diverses sortes de discriminateurs peuvent être utilisées à cet effet.
Selon une première solution, on peut recourir à un discriminateur à deux circuits accordés, du genre connu de ceux utilisés dans les systèmes radioélectriques à modulation de fréquence.
Selon une deuxième solution, on recourt à un discriminateur composé par un quartz piézo-électrique. Le schéma d'un tel montage est représenté à la fig. 4. On voit sur cette figure un quartz 15 disposé en série avec une résistance 16 aux bornes d'un générateur à fréquence variable 3". Un voltmètre 17 mesure la tension alternative aux bornes de ce quartz. Dans ces conditions, on sait que la courbe représentant les variations de tension
V en fonction de la fréquence f comporte des parties telles que 18, 18', usuellement dénommées crevasses , et qui correspondent à nn abaissement brutal de la tension recueillie, vers les valeurs de résonance du quartz.
Un tel quartz peut d'ailleurs être utilisé seul, ou bien couplé avec deux ou plusieurs circuits oscillants, ce qui peut notamment élargir la crevasse.
Selon une troisième solution, laquelle est particulièrement avantageuse, on recourt à un discriminateur comportant un ou plusieurs circuits résonnants parallèles, à coefficient de surtension aussi élevé que possible, ce qui se traduit, au voisinage de la fréquence de résonance, par une courbe à maximum accentué, telle que la courbe représentée à la fig. 5.
C'est cette dernière solution qui est illustrée à la fig. 2, où le diseriminateur 4 se compose simplement d'une self 22 en parallèle avec un condensateur 23. Dans le cas où l'on désire avoir une plus grande sensibilité, on peut d'ailleurs utiliser plusieurs circuits en parallèle. Une telle variante est représentée à la fig. 6, sur laquelle deux circuits semblables 2223 et 22¯23' composent le dis criminateur 4.
Cela étant, on permet l'exploitation par des organes de contrôle (organes de mesure et/ou de servo-commande) des tensions ainsi engendrées aux bornes du discriminateur placé dans le circuit, en établissant de préférence le circuit oscillant 3 de facon que sa fréquence d'oscillations moyenne (c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de variations d'épaisseur du fil 1) se situe sur l'un des flancs des crevasses 18 ou 18' (fig. 3) ou de la courbe 19 (fig. 5), selon les cas. De la sorte, toute variation de fréquence au voisinage de ladite fréquence moyenne ou fréquence de base (laquelle a été figurée, à titre d'exemple, par des lignes de rappel telles que 20, 21 et 21') se traduit par une importante variation de tension.
La prévision d'un condensateur réglable 9' sur le circuit oscillant permet d'ailleurs de se placer dans les conditions convenant le mieux à chaque cas d'espèce.
C'est ainsi que, si l'on prévoit des possibilités de variation d'épaisseur du fil indistinctement dans un sens ou dans l'autre, on pourra régler la fréquence de base de façon qu'elle s'établisse vers le milieu d'un des susdits flancs, ainsi qu'en 20, 21 ou 21'. Et, selon le mode de fonctionnement des appareils de contrôle, et notamment des relais qui peuvent être disposés dans un circuit de servo commande, on pourra placer cette fréquence de base sur l'un ou sur l'autre des flancs relatifs à une crevasse de résonance ou analogue, ainsi qu'il a été représenté respectivement en 21 et en 21'.
De la sorte, on a la possibilité de traduire une variation de fréquence d'un sens déterminé (par exemple une augmentation de fréquence) par une variation de tension qui peut être dan sens ou de l'autre, selon qu'on place la fréquence de base sur l'un ou sur l'autre des deux flancs susdits.
C'est ainsi encore que, si l'on se propose de contrôler les variations d'épaisseur du fil seulement dans un sens (par exemple, seulement les diminutions d'épaisseur), on pourra placer la fréquence des oscillations de base vers l'extrémité convenable du flanc choisi.
Les possibilités de réglage qui ont été signalées plus haut pourront aussi être utilisées pour faire varier la pente des susdits flancs, afin d'augmenter soit la sensibilité du dispositif (si ladite pente est rendue plus raide), soit la largeur de sa plage d'action (si ladite pente est rendue moins raide).
Les variations de tension alternative fournies de la sorte par un diseriminateur, en fonction des variations d'épaisseur du fil 1, sont détectées par exemple à l'aide d'un tube 24. Ce tube transforme en même temps les tensions alternatives en tension continue, laquelle est plus commode à utiliser dans les appareils de mesure et/ou de servo-commande qui peuvent suivre ledit tube 24. De toute fa con, quel que soit le montage de détection utilisé (diode on montage détecteur à triode, à penthode, etc.), il sera avantageusement constitué par un montage à grande impé dance d'entrée, ou même à impédance infinie, tel qu'un montage à détection plaque.
Certaines causes de perturbation dans le fone tionnement du discriminateur pourront ainsi être minimisées, notamment celles qui tiendraient à ce que, si l'impédanee de détection était faible devant l'impédance du circuit résonnant dn discriminatenr, celui-ci se com- porterait comme s'il était chargé par une résistance, ce qui diminuerait son coefficient de surtension, et doue, par suite, la pente des flancs de la courbe et la sensibilité.
On peut, bien entendu, reprendre la tension continue obtenue dans le circuit anodique du tube 24 par un amplifieateur du type à courant continu, la tension de sortie d'un tel amplificateur, qui a été représenté sous forme d'non tube 7', pouvant servir à créer un déphasage pour commander notamment un variateur de vitesse à tliyratron.
Le schéma de la fig. 2 comporte enfin di verses résistances R et diverses capacités (; C utilisées comme il est usuel en électronique, notamment comme résistances de charge et comme capacités de couplage.
Ensuite de quoi on obtient un dispositif de mesure de l'épaisseur des fibres textiles, qui présente de nombreux avantages, et no tamment celui d'être d'un établissement relativement simple et bon marché, en particulier par suite du nombre réduit de tubes, et par suite de l'inutilité d'un dispositif pilote.