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" Perfectionnements aux dispositifs indicateurs d'intervalles de temps " La présente invention a trait à des dispositifs indi- cateurs d'intervalles de temps, et plus particulièrement à des milli- chronographes à lecture directe servant à indiquer l'intervalle de temps entre deux impulsions électriques.
Suivant la présente invention un milli-chronographe comporte un organe moteur tournant à une vitesse sensiblement constante,un organe entraîné actionnant une aiguille ou son équi- valent servant d'indicateur;, un dispositif pour mettre cet organe entraîné en relation d'entraînement avec l'organe moteur dès la , réception d'une première impulsion électrique, et un organe fixe pour couper efficacement la liaison d'entraînement dès la réception d'une deuxième impulsion et maintenir l'organe entraîné dans tou- te position qu'il aurait atteinte pendant le temps pendant lequel il a été entraîné,,
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L!appareil comporte de préférence un dispositif pour indiquer visiblement si l'organe moteur tourne ou non à la vitesse correcte.
Il comporte aussi de préférence un dispositif pour réduire la durée de chaque impulsion à une période déterminée d'avance et pqur assurer des vitesses définies d'accroissement du courant à travers les divers enroulements de l'instrument, de façon que les retards de chacune des diverses opérations soient constants.
Dans un mode de réalisation, un instrument conforme à la présente invention est constitué par un volant ayant une masse relativement grande et entraîné à une vitesse constante relativement grande par rapport à l'intervalle de temps à mesurer. L'appareil comporte un organe entraîné combiné avec une armature et une aiguil- le, et le volant ainsi que l'organe entraîné sont agencés de façon à être mis en relation d'entraînement magnétique dès la réception de la première impulsion et maintenus en relation d'entraînement -au moyen d'un système magnétique de retenue relativement faible,
Jusqu'à ce que la deuxième impulsion arrive.
Dès la réception de la deuxième impulsion, un aimant fixe arrête l'organe entraîné en le séparait du volant moteur et le maintient immobile dans toute position qu'il peut avoir atteinte pendant l'intervalle de temps compris entre les deux impulsions. L'aiguille se meut sur une échelle graduée dont la lecture indique l'intervalle de temps.
Un interrupteur sert à interrompre le circuit de l'aimant fixe lorsqu'une lecture a été faite, après quoi un petit ressort capillaire ou autre ressort de rappel relié à l'aiguille ramène celle-ci à sa position Initiale. Si on le désire, par exemple lorsque la durée de la première impulsion n'est pas très courte comparée à l'intervalle entre les .impulsions, l'appareil peut @ 1
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comporter un dispositif servant à limiter la période de temps pendaht laquelle l'impulsion réelle agit sur l'instrumenta de façon que l'instrument mesure le temps qui s'écoule entre les commencements des impulsionso
Lorsque les impulsions peuvent avoir des intensités très différentes,
il est préférable qu'elles agissent sur l'ins- trument par l'intermédiaire d'un relais mécanique ou thermo-iomique ou d'un dispositif analogueo
Diverses formes de réalisation de l'invention sont repré- sentées schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs aux dessins ci joints dans lesquels : fig.1 et 2 montrent les dispositions mécaniques!, et fige 3 les connexions électriques d'un type d'instrument conforme à l'in- vention ; fige 4 montre une variante de détail pouvant remplacer une partie de l'appareil dans l'instrument représenté aux figol à 3.
Dans les figo 1 et 2, A est un volant entraîné à une vitesse sensiblement constante par un moteur approprié B, les paliers de ce volant étant tels qu'ils ne laissent qu'un petit jeu d'extrémité de l'ordre de 0,025 mm. La volant porte un ergot N monté à position réglable près de sa périphérieo 0 est une fenêtre comportant à une extrémité OR un verre rouge et à l'autre extrémité OG un verre de couleur verte, un petit espace O3 étant ménagé entre les verres,
Près du volant et le recouvrant en partie se trouve un dispositif de contrôle du temps constitué par un disque oscillant J monté sur des paliers libres et mainten par un léger ressort K appliqué contre une butée L Le disque J porte une palette M dont une extrémité est en prise avec la butée L, et
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l'ensemble constitué par les pièces J K M doit être équilibré statiquement si l'appareil est susceptible d'être exposé à des vibrations ou à des mouvements pouvant avoir une action sur la période de temps du dispositif par suite d'effets d'inertie ou autrement.
Si on le désire, des bras composés et des poids d'équilibrage peuvent être montés sur le disque J de façon à maintenir sa période constante malgré les variations de température'4 Un trou R servant de regard est pratiqué dans le disque J près de sa périphérie et l'ensemble est tel que lorsque le volant A et le disque J se trouvent dans certaines positions, la lumière venant d'une source P, combinée avec un dispositif de projection optique approprié, passe à travers la fenêtre 0 et le regard R.
Lorsque le volant tourne, l'ergot N rencontre à chaque tour la palette M et entraîne le disque J dans un mouvement de rotation partielle, 3?ergot N se déga- geant de la palette M en un point déterminé d'avance et permettant au disque J de revenir en arrière, ce qui fait que le trou R attein- dra une position déterminée d'avance au bout d'un laps de temps connu et constant après le dégagement. Les pièces sont réglées de façon que lorsque le volant A tourne à la vitesse correcte, la source lumineuse apparaîtra, une fois par tour , à travers la partie O3 de la fenêtre 0 en produisant un éclair blanc, Si le volant A tourne trop vite, la lumière passera par exemple à travers la partie verte.OG, et s'il tourne trop lentement on verra un éclair rouge. On obtient ainsi une indication visible de la vitesse correcte du volant.
Lorsqu'il est utile de faire tourner le volant à une vitesse relativement grande, il est préférable, pour que l'ergot Il/ ne frappe pas la palette M par un coup inutilement violent, d'agencer les
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pièces de façon que l'ergot N frappe la palette M par un léger coup bref sur sa face supérieure9 en entraînant le disque oscillant jusqu'à ce que la palette atteigne un arrête Cet arrêt doit être commandé par un électro-aimant de façon à arrêter et à retenir la palette M.
Le volant A continuant à tourner, l'ergot N atteint un autre contact et ouvre le circuit de cet électro=aimant d'arrêt ou (de préférence) coupe son excitation au moyen d'un courant inverse d'intensité et de durée convenables;, ce qui a pour effet de dégager le disque oscillant qui commence son oscillation à partir du moment où ce contact est ouvert, La disposition suivant laquelle l'arrêt est désexcité par un courant inverse est préférable à celle dans laquelle son circuit d'aimantation est simplement ouverte car la première disposition permet d'éviter les irrégularités dans la durée du dégagemento On peut régler la vitesse de rotation en faisant varier la position du contact,
De préférence,
l'arrêt limitant le mouvement du disque est également magnétique de façon à maintenir le disque dans une position appropriée pour la réception de l'impulsion suivante de l'ergot N et de façon à empêcher le disque de rebondir. Des moyens seront prévus pour que le circuit magnétique de cet arrêt de retour soit interrompu juste avant que l'ergot N ne rencontre la palette M. De préférence aussi, les deux arrêts sont montés élastiquement de façon à réduire le choc au minimum.
Le volant A porte un aimant C, du type courant , comportant par exemple deux enroulements,un enroulement de fonctionnement CWO (figo 3) et un enroulement de retenue CWH; ce dernier étant shunté
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par une résistance variable WR et les deux enroulements étant reliés à des bornes fixes au moyen de bagues à frottement. En face de l'aimant C et près de cet aimant se trouve un aimant fixe D, de préférence d'un type différent de celui de l'aimant C, et destiné à créer dans l'armature E un champ magnétique qui ne soit pas partiellement court-circuité dans une mesure appréciable par le voisinage du noyau de l'aimant C. L'aimant D a deux enroulements, un enroulement de fonctionnement DWO et un enroulement de retenue DWH (fig. 3).
Le deuxième enroulement peut être supprimé si on le désire et on peut utiliser un seul enroulement dans les deux buts.
L'armature E est montée dans des paliers qui lui assurent un mouve- ment libre à la fois socialement et dans le sens de la rotation,et elle porte une aiguille F qui coopère avec une échelle graduée G et qui est normalement maintenue appliquée contre une butée corres- pondant à zéro, au moyen d'un léger ressort spirale H.
Les impulsions dont l'intervalle est à mesurer sont ap- pliquées au moyen de bornes Q reliées à des points diamétralement opposés d'un pont LR à résistance et à inductance, aux autres points diagonalement opposés duquel sont reliés les enroulement a d'un relais b. De cette façon le relais b entrera en action pendant le temps que croîtra une impulsion de courant aux bornes Q, mais il reviendra à sa position de repos lorsque l'impulsion de courant atteindra une valeur permanente. On verra que l'ensemble cons- titué par le pont et le relais transforme les impulsions appliquées en impulsions de départ (du relais) ayant des vitesses d'accrois- @ement et des valeurs sensiblement uniformes et déterminées d'avance et une durée limitée.
La languette d du'relais b est isolée et reliée à la grille d'une lampe appropriée à trois électrodes e. lorsque le
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relais b se trouve dans sa position de repos, sa languette d s'ap- puie sur la butée d'espacement f du relais et elle est ainsi reliée à une tension négative appropriée (de 20 volts par exemple) pour le circuit de grille de la lampe e.
Le courant de plaque de la lampe e sera nul dans ce cas, ou bien il aura toute autre petite valeur désiréeo Lorsque le relais b fonctionne, la languette d vient en contact avec la butée-repère g qui est reliée à une autre tension appropriée (par exemple une tension positive de 20 volts) pour le circuit de grille de la lampe e , 0 La courant de plaque de la lampe e augmente alors subitement jusqu'à une certaine valeur bien définie (par exemple 50 milli-ampères). Le courant de plaque de la lampe! continue à passer jusqu'à ce que la languette d du relais b revienne s'appliquer sur la butée d'espacement f. Dans une variante la languette d du relais peut être agencée de façon à ac- tionner directement le milli-chronographe.
Si on le désire, le relais décrit ci=dessus et son circuit peuvent être remplacés par un circuit de lampe thermo-ionique capable de transformer les impulsions qui arrivent en impulsions de départ ayant des vitesses d'accroissement et des valeurs déter- minées d'avance et sensiblement uniformes et une durée limitée,. Un circuit approprié de ce genre est représenté schématiquement dans la fig. 4, dans laquelle une lampe thermo-ionique 1 contient dans son circuit de grille le secondaire d'un transformateur S et une source de potentiel de grille(par exemple une batterie 3).
Le primaire du transformateur 2 est soumis à l'action des impulsions d'arrivée par l'intermédiaire d'un condensateur 4.ce condensateur et le primaire étant shuntés,comme le montre le dessin, par une résistance de fuite 5. Les différentes composantes sont choisies et régléesde façon que le circuit de plaque de la lampe 1 ne soit
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traversé par du courant que tant que le courant augmente dans le primaire du transformateur 2, c'est-à-dire tant que le condensateur 4 prend'de là charge. La résistance 5 sert à évacuer la charge du condensateur 4 au moment voulu pour que l'appareil soit prêt à recevoir la deuxième impulsion, et on peut naturellement faire varier ce moment en faisant varier cette résistance 5.
Il est évident que le condensateur et la résistance doivent être calculés de façon à fonctionner convenablement avec l'appareil qui fournit les impulsions d'arrivée; il faut tenir compte par exemple des caractéristiques, par exemple de la lampe finale d'un amplificateur dont les bornes de départ doivent fournir des impulsions d'arrivée à l'appareil en question.
Le courant de plaque de la lampe e traverse la languette h d'un relais inverseur S pour aboutir au contact 1. de ce relais, puis de là à l'enroulement de fonctionnement GWO de l'aimant tour- nant C et à l'enroulement de fonctionnement TO d'un relais de retenue T, ce qui fait que l'armature E est saisie et entraînée par l'aimant tournant C, les contacts 1. de l'aimant de retenue T se trouvant fermés.
Lorsqu'ils sont fermés, les contacts 1. appliquent une source appropriée de courant électrique à un circuit contenant les bobines de retenue TH du relais de retenue T, la bobine de fonction- nement du relais inverseur S et l'enroulement de retenue CWH de l'aimant tournant C. Ceci a pour effet que l'armature E adhère à la surface de l'aimant tournant C lorsque l'impulsion originale a cessé et que la languette h du relais inverseur S est attirée et maintenue sur le contact w. /
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L'appareil est maintenant prêt à recevoir la deuxième impulsion qui est appliquée par le relais b comme précédemment.
Dans ce cas le courant de fonctionnement passe par la languette h du relais inverseur 8 et par le contact w de ce relais, ce qui fait qu'il passe dans un circuit contenant l'enroulement de fonctionnera ment DWH de 1 aimant fixe D et l'enroulement de fonctionnement UO d'un deuxième relais de retenue U, de sorte que l'armature E est saisie, écartée de l'aimant tournant C et maintenue fixe. Si on le( désirer on peut supprimer l'enroulement DWH, l'enroulement en circuit avec les contacts du relais de retenue U servant dans les deux buts.
Les contacts 1 de ce relais U commandent un circuit contenant la bobine de retenue UH d relais U et la bobine de retenue DWH de l'aimant fixe Do L'armature E et l'aiguille F sont ainsi maintenues fixes lorsque la deuxième impulsion a cessé et elles continuent à être maintenues jusqu'à ce que le courant soit coupé dans l'appareil; l'aiguille F retourne alors à la position zéro sous l'action du ressort H.
Pour contrebalancer la tendance de l'armature E à adhérer à l'aimant fixe D,un commutateur V est monté de façon qu'au moment où le courant est coupé un courant de désaimantation soit appliqué aux enroulements de retenue DWH de l'aimant fixe D et à la bobine de retenue UH du relais U.
On règle la résistance variable WR de façon à régler Inaction de l'enroulement de retenue de l'aimant tournant,,
On conçoit que , grâce à cette disposition, si la première impulsion persiste trop longtemps, la languette h du relais µ atteindra le contact w avant que la première impulsion n'ait cessée et, si ce cas se produit, la deuxième partie de l'action aura lieu
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et l'aiguille F sera arrêtée et retenue. La combinaison du circuit da pont et de relais et la disposition représentée dans la fige 4 sont les moyens préférés pour éviter cette difficulté, mais on peut l'éviter aussi en augmentant le retard du relais S ou -on insérant un relais retardé en série dans le circuit de la bobine de fonctionnement de l'aimant fixe.
Ces deux moyens sont efficaces, mais ils ont tous les deux l'inconvénient d'augmenter la période minima qui peut être mesurée par l'appareil.
Il pourra être utile, dans certains cas, d'avoir un commutateur actionné par le relais inverseur pour faire varier la sensibilité d'un amplificateur qui peut être nécessaire pour ampli- fier la deuxième impulsion. Ce cas se présenterait si la première impulsion était assez violente, comparée à la deuxième, pour provo- quer des effets de résonance dans l'amplificateur et prolonger ainsi de façon intempestive la durée de la première Impulsion.
Pour empêcher toute détérioration de l'aiguille F, si l'intervalle entre les impulsions à mesurer était plus long que le lapa de temps nécessaire pour un tour complet de l'aimant tournant, un contact de sûreté I est monté de façon à être actionné par l'aiguille F un peu avant que celle-ci n'ait fait un tour complet.
Ce contact actionne l'aimant fixe D qui saisit ainsi et maintient l'armature et l'aiguille F qui se trouvent bloquées avant que l'aiguille F puisse être détériorée en venant buter en arrière de l'arrêt du zéro.
Les lectures de l'appareil seront d'autant plus sûres qu'on peut augmenter la vitesse d'accroissement du courant dans les circuits et réduire l'inertie des pièces mobiles. Si l'on mesure un grand nombre de périodes exactement égales, il faut que/l'aiguille
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indique des lectures exactement égales si l'instrument fonctionne de façon absolument sûre.
On peut obtenir une plus grande sûreté en excitant les enroulements des aimants au moyen d'une source de courant à voltage relativement élevée le courant étant maintenu réduit au maximum voulu par l'insertion de résistances non Indue- tives appropriéeso Dévêtîtes variations dans les intervalles de temps à mesurer ne peuvent être décelées que si l'instrument est sûr et les procédés décrits permettent de construire des instruments décelant des variations d'environ 1/1000# de seconde dans les périodes de tempso
L'exactitude des mesures dépend de la constance de la vitesse angulaire du volant au cours de chaque tour., et de la constance du retard de l'aimant tournant et de l'aimant fixe.
Il faut que ces deux retards soient égaux, sans quoi il y aurait une erreur correspondant à l'erreur de l'aiguillée Comme il y a des limites à la vitesse à laquelle on peut faire tourner le volant sans Inconvénient, il peut être utile d'insérer entre l'ar- bre de 1 armature E et 1 aiguille F des engrenages par-mettent d'obtenir une échelle appropriée pour lire des périodes de temps anormalement courtes ou anormalement longues, mais cette addition ne modifiera en rien la sûreté ou la précision de l'instrument si on évite tout jeu dans ces engrenages- L'addition d'engrenages à l'aiguille ne permettra que d'utiliser une échelle plus appropriéeo
Si l'on désire utiliser une échelle de diamètre plus grand, ce qui exige par conséquent une longue aiguille,
il pourra être avantageux de laisser à l'aiguille une certaine liberté de mouvement sur 1 arbre de l'armature et de l'obliger à tourner en la faisant pousser par un léger ressort capillaire contre une butée fixée sur 1 arbre de l'armature.
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Si on le désire, l'aiguille elle-même peut comporter un disque amortisseur et un aimant ou un amortisseur analogue,
L'armature pourra ainsi venir occuper sa position corres- pondant à l'intervalle de temps, l'aiguille restant en arrière à cause de son inertie et de l'action de l'amortisseur. L'aiguil- le viendra ensuite occuper doucement sa position correcte sous l'action du ressort capillaire, et lorsque l'armature sera relâ- chée le système amortisseur empêchera l'aiguille de retourner trop violemment à sa position de départ.
Une application de la présente invention est la mesure de la profondeur d'eau qui se trouve sous un navire, ou pour des usages analogues*
En pareil cas, la première impulsion est donnée par la transmission, à travers l'eau, d'une onde sonore périodique ou ayant une fréquence déterminée d'avance, et la deuxième impulsion est donnée par l'arrivée sur la coque du navire de l'onde réfléchie par le fond de la mer.
En pareil cas il convient de régler la vitesse du volant de façon qu'un degré d'avance angulaire corresponde à une profon- deur de 1,828 m, au-dessous de la source de l'onde sonore. Il .est d'usage, en pareil cas, de monter le projecteur d'onde et le récepteur d'onde au fond du navire. Lorsqu'il est possible de monter le projecteur et le récepteur très près l'un de l'autre ou d'utiliser la même piège de l'appareil pour ces deux usages, on peut faire en sorte que l'instrument indique directement la profondeur d'eau à partir de la surface en reportant la position de départ de l'aiguille à une position de l'échelle indiquant la. profondeur - ou la profondeur moyenne - du projecteur et du - récepteur au-dessous de la surface.
On peut facilement faire varier ce réglage suivant le tirant d'eau du navire. @
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S'il était nécessaire de répéter les indications de l'ap- pareil à un point éloigné 9 ou de les enregistrer, on peut faire en sorte que l'aiguille ou une aiguille auxiliaire se déplacent sur une résistance assemblée de façon à constituer un réducteur de tension pour que les bornes de départ de ce réducteur de tension puissent être reliées à un instrument monté à distance et constitué par exemple par un voltmètre ou un voltmètre enregistreur dont l'échelle serait graduée de façon à concorder avec la position de l'aiguille principaleo
A cet effetp il est préférable de laisser l'aiguille auxiliaire se déplacer sans toucher les contacts du réducteur de
tension et d'utiliser un dispositif magnétique ou à main pour amener l'aiguille auxiliaire en contact avec les contacts du réducteur de tension lorsque l'aiguille principale s'est arrêtée à la position indiquant la profondeuro
Si l'on désire répéter périodiquement le fonctionnement de l'appareil, des commutateurs appropriés peuvent être actionnés par le moteur principal d'entraînement, au moyen d'engrenages de réduction appropriés, de façon à obtenir des lectures séparées par tous intervalles de temps appropriéso
REVENDICATIONS
1.- Milli-chronographe comportant un organe moteur tournant à une vitesse sensiblement constante un organe entraîné action- nant une aiguille ou son équivalent servant d'indicateur,
un dispositif pour mettre cet organe entraîné en relation d'entraî- nement avec 1 organe moteur dès réception d'une première impulsion électrique et un organe fixe pour interrompre efficacement la liaison d'entraînement dès la réception d'une deuxième impulsion et maintenir l'organe entraîné dans toute position qu'il a pu atteindre pendant le laps de temps pendant lequel 1 a été entra!-
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements in time interval indicating devices" The present invention relates to time interval indicating devices, and more particularly to direct reading milli-chronographs used to indicate the time interval between two pulses. electric.
According to the present invention, a milli-chronograph comprises a motor member rotating at a substantially constant speed, a driven member actuating a needle or its equivalent serving as an indicator ;, a device for putting this driven member in a driving relationship with the machine. 'motor member upon receipt of a first electrical pulse, and a fixed member to effectively cut the drive link upon receipt of a second pulse and maintain the driven member in any position it would have reached during the time he was trained ,,
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The apparatus preferably comprises a device for visibly indicating whether or not the motor member is rotating at the correct speed.
It also preferably comprises a device for reducing the duration of each pulse to a predetermined period and for ensuring defined rates of increase of the current through the various windings of the instrument, so that the delays of each of the various operations are constant.
In one embodiment, an instrument according to the present invention is constituted by a flywheel having a relatively large mass and driven at a constant speed relatively large with respect to the time interval to be measured. The apparatus comprises a driven member combined with an armature and a needle, and the flywheel as well as the driven member are arranged so as to be placed in a magnetic drive relation upon receipt of the first impulse and kept in relation. drive - by means of a relatively weak magnetic retention system,
Until the second impulse comes.
Upon receipt of the second pulse, a fixed magnet stops the driven member by separating it from the flywheel and keeps it stationary in any position that it may have reached during the time interval between the two pulses. The hand moves on a graduated scale, the reading of which indicates the time interval.
A switch is used to interrupt the circuit of the fixed magnet when a reading has been taken, after which a small capillary spring or other return spring connected to the needle returns the latter to its Initial position. If desired, for example when the duration of the first pulse is not very short compared to the interval between pulses, the device can @ 1
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include a device for limiting the period of time during which the actual pulse acts on the instrumenta so that the instrument measures the time elapsing between the beginnings of the pulseso
When the pulses can have very different intensities,
it is preferable that they act on the instrument by means of a mechanical or thermo-iomic relay or of a similar device.
Various embodiments of the invention are shown schematically, by way of nonlimiting examples in the accompanying drawings in which: Figs. 1 and 2 show the mechanical arrangements !, and freezes 3 the electrical connections of a type of 'instrument according to the invention; fig 4 shows a variant of detail which can replace part of the apparatus in the instrument shown in figol to 3.
In figs 1 and 2, A is a flywheel driven at a substantially constant speed by an appropriate motor B, the bearings of this flywheel being such that they leave only a small end play of the order of 0.025 mm . The steering wheel has a lug N mounted in an adjustable position near its periphery o 0 is a window comprising at one end OR a red glass and at the other end OG a green colored glass, a small space O3 being provided between the glasses,
Near the flywheel and partially covering it is a time control device consisting of an oscillating disc J mounted on free bearings and maintained by a light spring K applied against a stop L The disc J carries a pallet M, one end of which is meshed with stop L, and
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the assembly made up of the JKM parts must be statically balanced if the device is liable to be exposed to vibrations or movements which may have an effect on the period of time of the device as a result of inertia effects or otherwise .
If desired, compound arms and balancing weights can be mounted on disc J so as to maintain its period constant despite variations in temperature'4 A hole R serving as a viewing window is made in disc J near its periphery and the assembly is such that when the flywheel A and the disc J are in certain positions, the light coming from a source P, combined with a suitable optical projection device, passes through the window 0 and the gaze R .
When the flywheel turns, the lug N meets the pallet M at each turn and drives the disc J in a movement of partial rotation, 3? Lug N disengaging from the pallet M at a predetermined point and allowing the disc J to go back, so that the hole R will reach a predetermined position after a known and constant lapse of time after disengagement. The parts are set so that when handwheel A turns at the correct speed, the light source will appear, once per turn, through part O3 of window 0 producing a white flash, If handwheel A turns too fast, the light will pass for example through the green part OG, and if it turns too slowly we will see a red flash. This gives a visible indication of the correct speed of the steering wheel.
When it is useful to turn the handwheel at a relatively high speed, it is preferable, so that the lug Il / does not strike the pallet M with an unnecessarily violent blow, to arrange the
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parts so that the lug N hits the pallet M with a light, brief blow on its upper face9 driving the oscillating disc until the pallet reaches a stop This stop must be controlled by an electromagnet so as to stop and retain the M.
The flywheel A continuing to turn, the pin N reaches another contact and opens the circuit of this electromagnet = stop magnet or (preferably) cuts off its excitation by means of a reverse current of suitable intensity and duration; , which has the effect of releasing the oscillating disc which begins its oscillation from the moment when this contact is opened, The arrangement according to which the stop is de-energized by a reverse current is preferable to that in which its magnetization circuit is simply open because the first arrangement makes it possible to avoid irregularities in the duration of the release o The speed of rotation can be adjusted by varying the position of the contact,
Preferably
the stopper limiting the movement of the disc is also magnetic so as to keep the disc in a position suitable for receiving the next impulse from the pin N and so as to prevent the disc from rebounding. Means will be provided so that the magnetic circuit of this return stop is interrupted just before the lug N meets the pallet M. Also preferably, the two stops are resiliently mounted so as to reduce the shock to a minimum.
The flywheel A carries a magnet C, of the current type, comprising for example two windings, an operating winding CWO (figo 3) and a retaining winding CWH; the latter being bypassed
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by a variable resistor WR and the two windings being connected to fixed terminals by means of friction rings. Opposite the magnet C and near this magnet is a fixed magnet D, preferably of a different type from that of the magnet C, and intended to create in the armature E a magnetic field which is not partially shorted to an appreciable extent by the vicinity of the magnet core C. Magnet D has two windings, a DWO operating winding and a DWH retaining winding (Fig. 3).
The second winding can be omitted if desired and a single winding can be used for both purposes.
The armature E is mounted in bearings which assure it a free movement both socially and in the direction of rotation, and it carries a needle F which cooperates with a graduated scale G and which is normally kept applied against a stop corresponding to zero, by means of a light spiral spring H.
The pulses whose interval is to be measured are applied by means of terminals Q connected to diametrically opposed points of a resistance and inductance LR bridge, to the other diagonally opposed points of which the windings a of a relay are connected. b. In this way, the relay b will come into action during the time that a current pulse increases at terminals Q, but it will return to its rest position when the current pulse reaches a permanent value. It will be seen that the assembly constituted by the bridge and the relay transforms the pulses applied into starting pulses (of the relay) having speeds of increase and values which are appreciably uniform and determined in advance and a limited duration. .
The tab d of the relay b is insulated and connected to the grid of a suitable lamp with three electrodes e. when the
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relay b is in its rest position, its tab d rests on the spacer f of the relay and is thus connected to a suitable negative voltage (20 volts for example) for the grid circuit of the relay. the lamp e.
The plate current of the lamp e will be zero in this case, or it will have any other small value desired o When the relay b operates, the tab d comes into contact with the stop-mark g which is connected to another suitable voltage ( for example a positive voltage of 20 volts) for the grid circuit of the lamp e, 0 The plate current of the lamp e then suddenly increases up to a certain well-defined value (eg 50 milli-amps). The lamp plate current! continues to pass until the tab d of the relay b comes back to rest on the spacing stop f. In a variant, the tab d of the relay can be arranged so as to directly actuate the milli-chronograph.
If desired, the relay described above and its circuit can be replaced by a thermionic lamp circuit capable of transforming the incoming pulses into starting pulses having increasing rates and determined values of. advance and substantially uniform and for a limited period ,. A suitable circuit of this kind is shown schematically in FIG. 4, in which a thermionic lamp 1 contains in its gate circuit the secondary of a transformer S and a source of gate potential (for example a battery 3).
The primary of transformer 2 is subjected to the action of incoming pulses via a capacitor 4.this capacitor and the primary being shunted, as shown in the drawing, by a leakage resistor 5. The different components are chosen and set so that the plate circuit of lamp 1 is not
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through which current flows as long as the current increases in the primary of transformer 2, that is to say as long as capacitor 4 takes charge. Resistor 5 is used to discharge the charge from capacitor 4 at the desired moment so that the device is ready to receive the second pulse, and this moment can naturally be varied by varying this resistance 5.
It is obvious that the capacitor and the resistance must be calculated so as to function properly with the apparatus which supplies the incoming pulses; it is necessary to take into account, for example, the characteristics, for example of the final lamp of an amplifier whose start terminals must supply incoming pulses to the device in question.
The plate current of the lamp e passes through the tab h of a change-over relay S to reach the contact 1. of this relay, then from there to the operating winding GWO of the rotating magnet C and to the operating winding TO of a retaining relay T, whereby armature E is gripped and driven by rotating magnet C, with contacts 1. of retaining magnet T closed.
When closed, contacts 1. apply a suitable source of electric current to a circuit containing the TH restraint coils of the restraint relay T, the changeover relay operating coil S and the CWH restraint winding of the rotating magnet C. This causes the armature E to adhere to the surface of the rotating magnet C when the original pulse has ceased and the tab h of the changeover relay S is attracted and held on the contact w. /
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The device is now ready to receive the second pulse which is applied by relay b as before.
In this case the operating current passes through the tab h of the changeover relay 8 and through the contact w of this relay, so that it passes through a circuit containing the operating winding DWH of 1 fixed magnet D and l UO operating winding of a second U restraint relay, so that the armature E is grasped, moved away from the rotating magnet C and held stationary. If desired, the DWH winding can be omitted, the winding in circuit with the contacts of the retaining relay U serving for both purposes.
The contacts 1 of this U relay control a circuit containing the UH retaining coil d relay U and the DWH retaining coil of the fixed magnet Do The armature E and the needle F are thus kept fixed when the second pulse has ceased and they continue to be maintained until the current is cut in the apparatus; needle F then returns to the zero position under the action of spring H.
To counteract the tendency of the armature E to adhere to the fixed magnet D, a switch V is fitted so that when the current is cut a demagnetizing current is applied to the DWH retaining windings of the fixed magnet D and to the UH retaining coil of the U relay.
The variable resistor WR is adjusted so as to adjust Inaction of the retaining winding of the rotating magnet ,,
It can be seen that, thanks to this arrangement, if the first pulse persists too long, the tab h of relay µ will reach contact w before the first pulse has ceased and, if this case occurs, the second part of the action will take place
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and needle F will be stopped and retained. The combination of the bridge and relay circuit and the arrangement shown in fig 4 are the preferred means to avoid this difficulty, but it can also be avoided by increasing the delay of the relay S or inserting a delayed relay in series in the fixed magnet operating coil circuit.
These two means are effective, but they both have the drawback of increasing the minimum period which can be measured by the apparatus.
It may be useful in some cases to have a switch actuated by the changeover relay to vary the sensitivity of an amplifier which may be required to amplify the second pulse. This case would arise if the first pulse were violent enough, compared to the second, to cause resonance effects in the amplifier and thus inadvertently extend the duration of the first pulse.
To prevent damage to the needle F, if the interval between the pulses to be measured were longer than the time lapa required for a complete revolution of the rotating magnet, a safety contact I is mounted so that it can be actuated by needle F a little before it has made a complete turn.
This contact actuates the fixed magnet D which thus grasps and maintains the armature and the needle F which are blocked before the needle F can be damaged by coming up against the stop of zero.
The readings of the device will be all the more reliable as the rate of increase of the current in the circuits can be increased and the inertia of the moving parts reduced. If we measure a large number of exactly equal periods, it is necessary that / the needle
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indicates exactly equal readings if the instrument is operating absolutely safely.
Greater safety can be obtained by energizing the windings of the magnets by means of a relatively high voltage current source the current being kept reduced to the maximum desired by the insertion of suitable non-inductive resistors o Undo variations in the intervals of time to be measured can only be detected if the instrument is safe and the methods described allow instruments to be constructed which detect variations of about 1/1000 # of a second in periods of time
The accuracy of the measurements depends on the constancy of the angular speed of the flywheel during each revolution, and on the constancy of the delay of the rotating magnet and the fixed magnet.
These two delays must be equal, otherwise there would be an error corresponding to the switch error As there are limits to the speed at which the steering wheel can be turned without inconvenience, it may be useful to '' inserting gears between the shaft of 1 armature E and 1 needle F in order to obtain an appropriate scale to read abnormally short or abnormally long periods of time, but this addition will in no way modify the safety or the precision of the instrument if any play in these gears is avoided - The addition of gears to the needle will only allow a more appropriate scale to be used.
If one wishes to use a larger diameter scale, which therefore requires a long needle,
it may be advantageous to allow the needle a certain freedom of movement on 1 shaft of the armature and to force it to turn by pushing it by a slight capillary spring against a stop fixed on 1 shaft of the armature.
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If desired, the needle itself may include a damping disc and a magnet or the like damper,
The armature can thus come to occupy its position corresponding to the time interval, the needle remaining behind because of its inertia and the action of the damper. The needle will then slowly come to occupy its correct position under the action of the capillary spring, and when the armature is released, the damping system will prevent the needle from returning too violently to its starting position.
One application of the present invention is the measurement of the depth of water which is under a vessel, or for similar uses *
In such a case, the first impulse is given by the transmission, through the water, of a sound wave periodically or having a predetermined frequency, and the second impulse is given by the arrival on the hull of the vessel of the wave reflected from the bottom of the sea.
In such a case, the speed of the flywheel should be adjusted so that a degree of angular advance corresponds to a depth of 1.828 m, below the source of the sound wave. It is customary in such a case to mount the wave projector and the wave receiver at the bottom of the vessel. When it is possible to mount the projector and receiver very close to each other or to use the same device trap for both purposes, the instrument can be made to indicate the depth directly. of water from the surface by referring the starting position of the needle to a position on the scale indicating the. depth - or average depth - of the searchlight and - receiver below the surface.
This setting can easily be varied according to the draft of the vessel. @
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If it was necessary to repeat the indications of the apparatus at a distant point 9 or to record them, the needle or an auxiliary needle can be made to move on a resistor assembled so as to constitute a reducer. voltage so that the starting terminals of this voltage reducer can be connected to an instrument mounted remotely and consisting for example of a voltmeter or a recording voltmeter whose scale would be graduated so as to match the position of the needle principal
For this purpose p it is preferable to let the auxiliary needle move without touching the contacts of the reducer.
tension and use a magnetic or hand device to bring the auxiliary needle into contact with the contacts of the tension reducer when the main needle has stopped at the position indicating the depth.
If it is desired to periodically repeat the operation of the apparatus, appropriate switches can be actuated by the main drive motor, by means of appropriate reduction gears, so as to obtain readings separated by any appropriate time intervals.
CLAIMS
1.- Milli-chronograph comprising a motor member rotating at a substantially constant speed a driven member actuating a hand or its equivalent serving as an indicator,
a device for putting this driven member in a driving relationship with 1 motor member upon receipt of a first electrical pulse and a fixed member for effectively interrupting the drive link upon receipt of a second pulse and maintaining the organ driven in any position that it has been able to reach during the time 1 has been entered! -
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.