CH454215A - Résonateur symétrique à flexion - Google Patents

Description

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 Résonateur symétrique à    flexion   La présente invention a pour objet un résonateur symétrique à flexion servant d'étalon de fréquence, utilisable dans des applications étrangères à la technique de la mesure du temps, comprenant une partie en U dont les deux branches, flexibles, constituent deux lames ou verges vibrantes, comme dans un diapason. Des résonateurs de ce type sont connus en soi. 



  Le but de la présente invention est -de fournir un tel résonateur qui soit, notamment, aussi insensible que possible aux changements de position dans le champ de gravité de manière que l'erreur ou écart de position,    c'est-      à-dire   la variation de la fréquence en fonction de la position du résonateur dans le champ de gravité, soit aussi faible que possible, voire nulle. 



  Le résonateur suivant l'invention est caractérisé par le fait qu'il présente deux bras rigides, servant de contrepoids, reliés chacun à l'une des branches    flexibles,   au voisinage de l'extrémité de celle-ci, l'agencement étant tel que, pour chacune des deux parties symétriques dudit résonateur, le centre instantané de rotation coïncide avec le centre de gravité, le tout de manière que la fréquence du résonateur ne varie pratiquement pas avec ses changements de position dans le champ de gravité. 



  Il est à remarquer que des résonateurs sont connus, dont la disposition générale rappelle celle du résonateur susmentionné.    Cependant,   si de tels résonateurs comportent bien deux bras rigides, ainsi qu'une partie en U aux extrémités des branches de laquelle sont fixés ces bras rigides, ces branches sont courtes et relativement peu flexibles, de sorte qu'elles ne constituent pas des lames    vibrantes,   comme dans la présente invention, mais plutôt des points d'articulation des bras rigides. Il en résulte des différences fondamentales dans le principe de    fonctionnement   de tels résonateurs. 



  Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention. La fi'-. 1 est une vue en plan d'une première forme d'exécution d'un résonateur symétrique à flexion. 



  La    fig.   2 est une vue schématique d'une des parties symétriques du résonateur de la    fig.   1 représentée en cours de vibration. 



  Les    fig.   3 et 4 sont des vues en plan de deux autres formes d'exécution d'un résonateur symétrique à flexion. La fi-. 5 est une vue de profil du résonateur de la    fig.   4, et la    fig.   6 est une vue en plan d'une autre forme d'exécution d'un résonateur symétrique à flexion. 



  Le résonateur représenté aux    fig.   1 et 2 comprend une pièce en U constituée par deux branches flexibles parallèles 1, reliées par une partie rigide transversale la présentant une oreille lb servant à la fixation du résonateur sur son support. Les deux branches flexibles 1 sont destinées à vibrer suivant la direction de la flèche 2 à l'instar d'un diapason. 



  Les branches 1 se prolongent, à leur extrémité libre, chacune par un bras rigide    1c   s'étendant en direction de la partie transversale la. Les bras    rigides      1c   constituent des contrepoids dont le but sera indiqué ci-après. 



  Les branches 1 portent, à leur extrémité libre, chacune un élément 3 faisant partie d'un transducteur électrodynamique, non représenté parce que étant étranger à la présente invention, destiné à entretenir les vibrations du résonateur. Les extrémités libres des bras rigides    lc   portent des contrepoids 4. Les éléments 3 sont fixés aux branches 1 par brasage ou par collage, de même que les contrepoids 4 aux extrémités des bras    le.   



  Afin que la fréquence du résonateur soit insensible aux changements de position dans le champ de gravité, l'agencement est tel que, pour chacune des parties du résonateur situées de    part   et d'autre de son axe de symétrie    Y-Y,   le centre instantané de rotation et le centre de gravité coïncident.

   Cela s'exprime mathématiquement par la relation    Flxi   - F    -x2   = 0, signifiant que la somme 

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 des quantités de mouvement des forces perturbatrices est nulle (les forces étant proportionnelles aux masses et les amplitudes aux distances entre masses et centre de rotation), quelle que soit l'orientation du résonateur par rapport à    l'accélération   de la pesanteur g, dans laquelle F2 est la composante perpendiculaire à l'extrémité du bras flexible 1 de la    force   de pesanteur    m2g,   agissant sur l'élément 3,    x.   est l'amplitude des déplacements de l'élément 3.

   Fi est la composante perpendiculaire au bras 1 de la force de gravité    mlg   agissant sur le contrepoids 4, et    x1   est l'amplitude des déplacements de celui-ci. (La masse de la branche 1 et celle du bras    1c   ont été considérées comme étant négligeables, pour la clarté de l'exposé). 



  Les produits    Flxl   et    F2x,   sont de signes    différents   puisque la composante    Fl   est de    signe   contraire à    x1.   Ainsi, lorsque le résonateur est agencé de manière à répondre à la relation    susmentionnée,      Flxl   -    F?X2   = 0. l'erreur de position est nulle. 



  Dans les formes d'exécution des    fig.   3 à 6, la partie vibrante de chacun des résonateurs décrits et représentés et leurs parties     contrepoids    sont distinctes et rapportées les unes sur les autres. 



  Dans la forme d'exécution de la    fig.   3, la partie vibrante, en U, présente .deux branches flexibles 5 aux extrémités de chacune desquelles est fixé, par exemple par brasage ou collage, un bras    rigide   6. Les deux bras 6 portent chacun, à leur extrémité libre, un contrepoids brasé ou collé sur la    face   latérale intérieure du bras. Les éléments 3 du transducteur, identiques à    ceux   de la première forme d'exécution, sont brasés ou collés sur les extrémités    des   branches 5 et des bras 6.

   Les    branches   5 et les bras 6 sont situés dans un même plan La forme d'exécution des fi,-. 4 et 5    diffère   de    celle   de la    fig.   3 principalement par le fait que les branches élastiques, désignées par 8, et les bras rigides,    désignés   par 9, assemblés également par    brasage   ou par collage, sont superposés, ce qui réduit l'encombrement en surface du résonateur. 



  Dans la forme d'exécution de la    fig.   6, les branches élastiques sont constituées par deux    lames   flexibles 10    encastrées   dans un support commun 11, et les bras rigides, désignés par 12, sont rivés en 13 aux extrémités des branches 10. Les contrepoids, désignés par    l2a,   que portent les bras 12, sont venus d'une pièce avec ceux-ci. 



  Il est à remarquer que toutes les    formes   d'exécution des résonateurs décrites et représentées    remplissent,   notamment, les conditions suivantes Le facteur de surtension Q est élevé, afin que soit assurée une bonne stabilité de la fréquence ; de même la dissipation d'énergie dans le support est faible, de    sorte   que le résonateur est peu perturbé. Cette double condition    est   satisfaite par la parfaite    symétrie,   par rapport à l'axe    Y-Y,      des   résonateurs    décrits   et représentés, et par le fait que le montage sur le support est prévu en des    noeuds   de contrainte des résonateurs. 



     Ces   résonateurs ont une fréquence indépendante de leur position dans le champ de la pesanteur, comme cela a été indiqué, du fait que la somme des élasticités de gravitation de leurs    parties   vibrantes et de contrepoids est    nulle.   



  Par un choix judicieux des alliages, le    coefficient   thermique de ces    résonateurs   peut être    réduit.   Lorsque les parties vibrantes et de contrepoids du résonateur sont    distinctes   et rapportées (forme    d'exécution   des    fig.   3 à 6), il est possible d'obtenir des compensations thermiques extrêmement précises en combinant les matières utilisées pour les parties vibrantes et de contrepoids de telle manière que les    coefficients   thermiques globaux soient nuls. 



  L'encombrement des résonateurs décrits et représentés est des plus raisonnables. Il est à    remarquer   qu'il peut y avoir avantage à réduire l'encombrement de surface au détriment de l'épaisseur, comme c'est le    cas   dans la    forme   d'exécution des    fig.   4 et 5. En effet, dans cette    forme   d'exécution, le résonateur est particulièrement étroit, sans toutefois que son épaisseur soit prohibitive, puisque le surplus d'épaisseur .dû au fait que les branches flexibles et les bras rigides sont superposés ne dépasse pas la hauteur des éléments 3 du transducteur. 



  En    ce   qui concerne la    fabrication,   aucune des formes    d'exécution   décrites et représentées ne présente de difficultés. Toutefois,    celles   des    fig.   3 à 6, dans lesquelles les parties   contrepoids   sont rapportées sur la    partie   vibrante sont celles qui offrent la plus grande facilité de    fabrication.   En effet, du fait que ces deux parties peuvent être traitées séparément, on peut réserver à la partie vibrante des    processus   de    fabrication,   d'usinage, de traitements    thermiques,   etc., relativement coûteux,    mais   qui sont    propres   à remplir les exigences plus sévères quant à une bonne qualité,

   et se contenter de procédés très classiques, particulièrement économiques, pour la réalisation des    parties    contrepoids  du    résonateur.   



  Le présent résonateur pourra être utilisé comme générateur de fréquences stables, comme filtre dans les circuits sélectifs de fréquence employés en électronique, voire comme moteur,    transformant   de l'énergie électrique en énergie    mécanique.   Dans ce cas, le résonateur sera de préférence associé à un    mécanisme   d'encliquetage transformant les mouvements alternatifs du résonateur en mouvements rotatifs de l'axe du moteur.

Claims (1)

1. REVENDICATION Résonateur symétrique à flexion servant d'étalon de fréquence, utilisable dans des applications étrangères à la technique de la mesure du temps, comprenant une partie en U, dont les deux branches, flexibles, constituent deux lames ou verges vibrantes, comme dans un diapason, caractérisé par le fait qu'il présente deux bras rigides, servant de contrepoids, reliés chacun à l'une des branches flexibles, au voisinage de l'extrémité de celle-ci, l'agencement étant tel que, pour chacune des deux parties symétriques dudit résonateur, le centre instantané de rotation coïncide avec le centre de gravité,

   le tout de manière que la fréquence du résonateur ne varie pratiquement pas avec ses changements de position dans le champ de gravité. SOUS-REVENDICATIONS 1. Résonateur suivant la revendication, caractérisé par le fait que chacune des branches flexibles porte, à son extrémité libre, un élément d'un transducteur électrodynamique servant à l'entretien des vibrations, les bras rigides portant chacun, à leur extrémité opposée à celle qui les relie aux branches flexibles, une masse servant de contrepoids audit élément du transducteur. 2.

   Résonateur suivant la revendication, caractérisé par le fait que les branches flexibles et les bras rigides sont en une pièce. 3. Résonateur suivant la revendication, caractérisé par le fait que les bras rigides sont rapportés sur les branches flexibles. <Desc/Clms Page number 3> 4. Résonateur suivant la revendication et la sous- revendication 3, caractérisé par le fait que les branches flexibles et les bras rigides sont assemblés par collage. 5. Résonateur suivant la revendication et la sous- revendication 3, caractérisé par le fait que les branches flexibles et les bras rigides sont assemblés par brasage. 6.

   Résonateur suivant la revendication et la sous- revendication 3, caractérisé par le fait que les branches flexibles et les bras rigides sont assemblés par rivetage. 7. Résonateur suivant la revendication, caractérisé par le fait que les branches flexibles et les bras rigides sont réunis par leurs extrémités. 8. Résonateur suivant la revendication, caractérisé par le fait que les branches flexibles et les bras rigides sont situés dans un plan commun. 9. Résonateur suivant la revendication, caractérisé par le fait que les branches flexibles et les bras rigides sont disposés dans deux plans parallèles distincts. 10.

   Résonateur suivant la revendication et la sous- revendication 3, caractérisé par le fait que les branches flexibles et les bras rigides sont réalisés dans des matières différentes, afin de permettre une compensation thermique du résonateur.