Appareil de mesure et utilisation de cet appareil
Généralement, les traducteurs de pressions à grande sensibilité comportent à leur sortie un appareillage électrique dénommé a Synchro y qui est en fait un appareil donnant électriquement une mesure d'angle. Généralement, ces appareils sont asservis. Ils se composent d'un élément sensible à la pression et d'un détecteur électrique qui asservit, par l'intermédiaire d'un moteur, d'un rouage et d'un amplificateur, la position angulaire du synchro de sortie en fonction du déplacement de l'élément sensible. Cette disposition permet d'éliminer la réaction des frottements du synchro de sortie sur l'élément sensible, mais elle conduit à des réalisations compliquées, onéreuses et encombrantes.
La présente invention a notamment pour but de remédier à de tels inconvénients.
Elle comprend à cet effet un appareil de mesure indiquant les variations d'une grandeur physique au moyen de signaux électriques et comprenant un élément sensible aux variations de ladite grandeur physique et un dispositif électrique lié audit élément sensible et émettant lesdits signaux électriques, caractérisé en ce que ledit dispositif électrique est constitué par un synchro, en ce que ledit élément sensible est agencé de façon à transformer en déplacements les variations de ladite grandeur physique et en ce que le synchro est relié à l'élément sensible par une liaison mécanique.
Elle comprend également une utilisation de cet appareil dans une installation de calcul et d'affichage de paramètres aérodynamiques et de navigation aérienne.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention et des schémas d'application.
La fig. 1 montre en coupe schématique un synchro à faible frottement;
la fig. 2 représente en perspective la combinaison d'un tel synchro, d'un rouage et d'une capsule barométrique;
les fig. 3 à 5 montrent des schémas fonctionnels qui représentent respectivement un machmètre, un appareil correcteur d'erreur de sonde et un altimètre corrigé, et
la fig. 6 montre schématiquement la disposition d'un tachymètre.
Comme on le voit à la fig. 1, le rotor 1 d'un synchro, tournant à l'intérieur d'un stator 2, est monté sur un axe 3 muni de pivots 4 et 5 brunis. Ces pivots sont supportés dans des paliers 6 et 7 constitués par des pierres synthétiques ou des éléments en métal dur. L'axe 3 du rotor 1 porte par des viroles 8 et 9 les extrémités internes d'une paire de spiraux 10 et 11, lesquels sont fixés par leurs extrémités externes sur des pieds 12 et 13 formant des amenées de courant électrique. Les viroles 8 et 9 sont isolées par rapport à l'axe et entre elles par des garnitures isolantes 8a, 9a et correspondent à des cosses 14, 15 où sont branchées les extrémités des bobines du rotor 1.
Grâce à la finesse des pivots, dont le diamètre peut être de l'ordre de 0,5 mm, le rotor pivote sans frottement sensible sur ses paliers, de sorte que les frottements ainsi réduits ne peuvent avoir qu'une influence négligeable sur la mesure.
Comme on le voit sur la fig. 2, un tel synchro, désigné en général par la référence 15, est pourvu d'un axe 3 solidaire d'une roue dentée 16. Avec cette roue engrène un râteau 17 solidaire d'un axe 18. Cet axe présente un renfort 19 solidaire d'une chape radiale 20 formant maneton et cette chape est attelée par une bielle 21 à la tête mobile 22 d'une capsule barométrique 23.
L'utilisation conjuguée des pivots, paliers et amenées de courant ci-dessus décrits avec l'attelage en question permet d'obtenir des couples de frottement dont la valeur est inférieure à 0, 01 cm/g, alors que dans les synchros classiques la valeur correspondante est de l'ordre de 1 cm/g. Les spiraux 10 et 1 1 introduisent un couple de rappel, non gênant, mais n'introduisent pas de couple de frottement comme le système classique des bagues et des frotteurs dont sont équipés les synchros.
Comme on le voit sur la fig. 3, une capsule du genre de la capsule 23, désignée par la référence 24, est organisée de manière à être soumise à la fois à une pression dite pression totale pt et à une pression statique de référence pr. Par une liaison mécanique appropriée désignée par la référence 25, les déplacements de cette capsule sont traduits en un déplacement mécanique proportionnel au logarithme de la différence entre cette pression totale et cette pression statique de référence. Cette transmission mécanique 25 est attelée au rotor 26 d'un premier synchro qui est pourvu d'une alimentation électrique 27.
De même, une autre capsule 28 est soumise à l'in- fluence de la pression statique de référence pr et est attelée à une transmission mécanique 29 dont les déplacements sont proportionnels au logarithme de la valeur de cette pression statique de référence. Cette transmission 29 est attelée au rotor 30 d'un second synchro. Le stator 31 correspondant au rotor 26 est pourvu d'une sortie 32 sur laquelle on peut recueillir, traduite électriquement, la valeur du logarithme de la différence entre la pression totale et la pression statique de référence. Une sortie analogue 33 alimente le stator 34 du second synchro.
Sur le rotor 30 est branché un amplificateur 35 pourvu d'une alimentation 36 en courant électrique et cet amplificateur, par une sortie 37, alimente un moteur 38.
Le rotor du moteur 38 entraîne une transmission mécanique 39. Cette transmission, par un premier renvoi 40, est solidaire du stator 34. Un second renvoi 41, avec interposition d'un démultiplicateur 42, entraîne une transmission mécanique 43 aboutissant au rotor 44 d'un troisième synchro et, par une dérivation mécanique 45, à l'aiguille 46 d'un indicateur 47.
Le stator 48 du troisième synchro est pourvu d'une sortie électrique 49 dans laquelle circulent des courants représentatifs d'un nombre de Mach. L'indicateur 47 permet de lire un nombre de Mach directement et la sortie 49 peut être utilisée soit pour réaliser une indication à distance, soit pour tout autre usage, tel que t'in- troduction dans un calculateur en cas de besoin.
On constate que, dans cet agencement, la chaîne d'asservissement qui comprend le moteur 38 et l'amplificateur 35 asservit les déplacements du stator 34 et impose à la transmission 39, 40, 41 des déplacements proportionnels au logarithme du quotient de la différence entre la pression totale et la pression statique de référence par ladite pression statique de référence et donne donc le nombre de Mach correspondant par l'intermédiaire de la came 42 sur les transmissions 43 et 45.
Le schéma fonctionnel de la fig. 4 comprend également une capsule 50 soumise à t'influence de la pression totale pt et de la pression statique de référence pr pour aboutir à une transmission mécanique 51 dont les déplacements sont proportionnels au logarithme de la différence de ces pressions. Cette transmission 51 est solidaire du rotor 52 d'un premier synchro. De même, une autre capsule 54 est soumise à l'influence de la pression statique de référence pr et cette capsule 54 est liée à une transmission mécanique 55 dont les déplacements sont fonction du logarithme de la pression statique de référence. Le stator 56 correspondant au rotor 52 est pourvu d'une liaison électrique 57 avec le stator 58 d'un second synchro dont le rotor 59, pourvu d'une alimentation 53, est lié à la transmission 55.
Le stator 58 est pourvu d'une sortie électrique 60 parcourue par des courants fonction du logarithme de la pression statique ps corrigée (comme on le verra ci-après) que l'on peut utiliser de toute façon voulue.
Le rotor 52, par une liaison électrique 61, alimente le stator 62 d'un troisième synchro. Le stator 58 du second synchro est lié à une transmission mécanique 63 sur laquelle est interposé un démultiplicateur 64 à raison ajustable, dont la sortie mécanique 65 est liée par un premier renvoi 66 à un moteur 67 et par un second renvoi 68 au rotor 69 qui correspond au stator 62 du troisième synchro. Un amplificateur 70 pourvu d'une alimentation 71 est lié électriquement par une entrée 72 au rotor 69 et, par une sortie 73, alimente le moteur 67.
Ce moteur 67 est pourvu d'une alimentation 74 par un courant de phase fixe. Il reçoit une phase de contrôle par t'entrée 73. Il s'agit d'un moteur diphasé.
Ce mécanisme asservi permet d'obtenir sur sa sortie 60 une grandeur électrique fonction du logarithme de la pression statique corrigée de l'erreur de sonde, sous la forme d'une fonction linéaire du logarithme de ladite pression statique corrigée.
Comme on le voit sur la fig. 5, dans un troisième appareillage faisant application de la combinaison capsulesynchro à faible frottement à liaison mécanique, une première capsule 75 est également soumise aux pressions pt et pr et elle est reliée à une transmission mécanique 76 dont les déplacements sont fonction du logarithme de la différence entre ces pressions. La transmission 76 est solidaire du rotor 77 d'un premier synchro pourvu d'une alimentation 78. Une seconde capsule 79 est soumise à l'influence de la même pression pr et entraîne une transmission mécanique 80 dont les déplacements sont fonction du logarithme de cette dernière pression. Cette transmission 80 est solidaire du rotor 81 d'un second synchro.
Le stator 82 du second synchro est électriquement lié par une jonction 83 au stator 84 du premier.
Une troisième capsule 85 est également soumise à la pression pr et est liée à une transmission mécanique 86 dont les déplacements sont fonction directe de ladite pression et donc de l'altitude non corrigée des erreurs de sonde. Cette transmission est liée au rotor 87 d'un troisième synchro pourvu d'une alimentation 88. Le stator 89 correspondant possède une sortie 90 d'altitude et est liée par une transmission mécanique 91 à un démultiplicateur 92 de raison variable dont l'entrée mécanique 93 est liée par un premier renvoi 94 à un moteur 95 et par un second renvoi 96 au stator 82. Le rotor 81, par une sortie électrique 97, est relié à un amplificateur 98 pourvu d'une alimentation 99, amplificateur dont la sortie 100 alimente le moteur 95.
Dans un tel agencement, la mesure d'altitude entachée d'erreur, qui correspond au déplacement de la transmission 86, est corrigée de cette erreur de statique par l'as servissement résultant des mouvements du moteur 95.
En effet, le moteur qui asservit le second synchro donne à la transmission 93 des mouvements qui sont fonction du logarithme du quotient de la différence entre les pressions totale et statique de référence par ladite pression statique de référence, ce qui se traduit par des mouvements correcteurs de la transmission 91, fonction de l'erreur d'altitude. Ces mouvements se combinent dans le troisième synchro à ceux qui sont dus à l'altitude non corrigée et la sortie 90 libre donc bien des courants électriques fonction de l'altitude corrigée.
Les synchros ci-dessus décrits peuvent être utilisés en tous les emplacements où cela est nécessaire, dans les schémas fonctionnels ci-dessus détaillés.
Un tel synchro peut aussi être utilisé chaque fois qu'il est question d'un mouvement effectué avec une faible force. Comme on le voit sur la fig. 6, un synchro 101 du type précité peut avoir son axe 103 attelé au disque 102 d'un indicateur tachymétrique, disque situé en regard d'un système tournant aimanté 104 entraîné par un arbre 105.
En pareil cas toutefois, pour éviter des duplications d'organes, les spiraux d'amenée de courant sont construits et disposés de façon à offrir un rappel élastique prédéterminé permettant de s'opposer à la rotation du disque 102 puisqu'un tel rappel est nécessaire. On peut ainsi traduire une vitesse de rotation, celle de l'arbre 105, en informations électriques résultant du déplacement angulaire du rotor du synchro, qui peut être le même que celui du disque 102. Ces informations électriques pouvant recevoir toute utilisation voulue dans un indicateur, in situ ou à distance, dans un calculateur ou autre agencement analogue.
REVENDICATIONS
I. Appareil de mesure indiquant les variations d'une grandeur physique au moyen de signaux électriques et comprenant un élément sensible aux variations de ladite grandeur physique et un dispositif électrique lié audit élément sensible et émettant lesdits signaux électriques, caractérisé en ce que ledit dispositif électrique est constitué par un synchro, en ce que ledit élément sensible est agencé de façon à transformer en déplacements les variations de ladite grandeur physique et en ce que le synchro est relié à l'élément sensible par une liaison mécanique.