Dispositif pour la mesure et le repérage d'une grandeur physique
On sait que le principe d'une mesure et d'un repérage d'une grandeur physique peut consister à réaliser dans un dispositif approprié un équilibre entre des forces, qui sont fonction de la grandeur physique en cause, et des forces connues. En général, le dispositif est soumis à un mouvement relatif par rapport à un système fixe de référence, et, le plus souvent, la position d'équilibre est matérialisée par un repère approprié (aiguille, rayon lumineux, etc.).
I1 est connu d'améliorer considérablement la fidélité dans la reproduction des mesures et la sensibilité d'un appareil de mesure et de repérage, en réalisant non plus un équilibre statique, mais en superposant au système de forces équilibré statiquement une force périodique auxiliaire, de façon à faire osciller la partie mobile de l'appareil autour de sa position d'équilibre statique.
La présente invention donne une solution très simple pour arriver à ce but; elle a pour objet un dispositif pour la mesure et le repérage d'une grandeur physique comprenant un organe pivotant auquel sont appliquées une force proportionnelle à ladite grandeur physique à mesurer et une force connue, choisie de manière à équilibrer l'autre force, une force périodique auxiliaire symétrique étant, en outre, appliquée audit organe pivotant de façon à imprimer à celui-ci des oscillations symétriques de faible amplitude autour de sa position d'équilibre, caractérisé en ce que ladite force périodique auxiliaire est produite par gravité.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
La figure représente une balance schématisée en ses éléments essentiels, comprenant un fléau 3 tournant autour d'un axe représenté en 4, et deux plateaux 5 et 6. Une aiguille 7, liée au fléau, facilite le repérage de la position d'équilibre. Dans le cas le plus usuel, on désire mesurer le poids P d'un corps C disposé sur un des plateaux 5. A cet effet, on place des poids connus D dans l'autre plateau 6, jusqu'à l'obtention d'un équilibre, vérifié au moyen du repère 7.
I1 est bien connu que les forces de frottement, qui s'exercent principalement sur le couteau de suspension de la balance, réalisant l'axe de rotation 4, influent considérablement sur les deux caractéristiques essentielles de l'appareil qui sont la fidélité et la sensibilité.
Au lieu d'attendre que le fléau s'arrête dans une position d'équilibre statique, on lui imprime constamment une très légère oscillation.
On indiquera ci-après un moyen particulièrement simple permettant de produire ladite oscillation.
On suspend sous le plateau 5 une chaînette 8, dont l'autre extrémité est fixée à une manivelle 9, entraînée par un moteur 10. En faisant tourner sans arrêt le moteur 10 on monte et on descend l'extrémité de la chaînette de la même quantité. Si le mouvement de montée et de descente est convenablement cadencé, on réalise ainsi une force mécanique pulsatoire de même période, appliquée à l'extrémité du fléau.
La force variable ainsi introduite a pour valeur maximum approximative la moitié du poids d'une longueur de chaînette égale à l'élongation de l'extrémité qui n'est pas fixée au fléau. L'énergie mécanique ainsi communiquée au fléau doit être légèrement supérieure à l'énergie nécessaire pour vaincre les forces de frottement des divers éléments de la balance, pendant une très petite rotation du fléau.
L'inscription des oscillations se fait par tous moyens connus, par exemple par un style 11, relié au plateau 5, et un cylindre enregistreur schématisé en 12.
On constate que la balance oscille légèrement entre deux limites, dont la moyenne représente la position d'équilibre. On relève alors que celle-ci est très bien définie, et qu'elle change de façon sensible dès que l'on introduit un poids additionnel en C, qui n'est que de l'ordre du centième du poids qui serait nécessaire (en C), pour modifier la position du fléau en partant de l'équilibre statique.
Device for measuring and identifying a physical quantity
It is known that the principle of measuring and locating a physical quantity can consist in achieving in an appropriate device a balance between forces, which are a function of the physical quantity in question, and known forces. In general, the device is subjected to a relative movement with respect to a fixed reference system, and, most often, the equilibrium position is materialized by an appropriate mark (needle, light ray, etc.).
It is known to improve considerably the fidelity in the reproduction of measurements and the sensitivity of a measuring and marking device, by no longer achieving a static equilibrium, but by superimposing on the statically balanced force system an auxiliary periodic force, of so as to make the moving part of the device oscillate around its position of static equilibrium.
The present invention provides a very simple solution to achieve this goal; it relates to a device for measuring and locating a physical quantity comprising a pivoting member to which are applied a force proportional to said physical quantity to be measured and a known force, chosen so as to balance the other force, a force symmetrical auxiliary periodic being, moreover, applied to said pivoting member so as to impart thereto symmetrical oscillations of low amplitude around its position of equilibrium, characterized in that said auxiliary periodic force is produced by gravity.
The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the invention.
The figure shows a balance schematized in its essential elements, comprising a beam 3 rotating around an axis shown at 4, and two plates 5 and 6. A needle 7, linked to the beam, facilitates the identification of the position of equilibrium. In the most usual case, it is desired to measure the weight P of a body C disposed on one of the plates 5. For this purpose, known weights D are placed in the other plate 6, until obtaining a balance, verified by means of reference 7.
It is well known that the frictional forces, which are exerted mainly on the suspension knife of the balance, forming the axis of rotation 4, have a considerable influence on the two essential characteristics of the apparatus which are fidelity and sensitivity. .
Instead of waiting for the beam to stop in a static equilibrium position, it is constantly given a very slight oscillation.
A particularly simple means for producing said oscillation will be indicated below.
A chain 8 is suspended under the plate 5, the other end of which is attached to a crank 9, driven by a motor 10. By rotating the motor 10 without stopping, the end of the chain of the same chain is raised and lowered. amount. If the upward and downward movement is suitably timed, a pulsating mechanical force of the same period is thus produced, applied to the end of the beam.
The variable force thus introduced has for approximate maximum value half the weight of a chain length equal to the elongation of the end which is not fixed to the beam. The mechanical energy thus imparted to the beam must be slightly greater than the energy required to overcome the frictional forces of the various elements of the balance, during a very small rotation of the beam.
The registration of the oscillations is done by any known means, for example by a style 11, connected to the plate 5, and a recording cylinder shown schematically at 12.
It is observed that the balance oscillates slightly between two limits, the average of which represents the equilibrium position. We then note that this is very well defined, and that it changes significantly as soon as we introduce an additional weight in C, which is only of the order of a hundredth of the weight that would be necessary (in C), to modify the position of the beam starting from static equilibrium.