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DISPOSITIF-REPETITEUR ET TOTALISATEUR PDUR INSTRUMENTS DE MESURE.
La présente invention a pour objet un dispositif destiné à trans- mettre à distance les indications d'un instrument de mesure tel qu'une bas- cule ou tout autre appareil dans lequel' la mesure peut se traduire par le déplacement d'une aiguille, ou index analogue, devant un cadran.
Dans sa demande de brevet français n 572.686 du 20 Mai 1949, pour "Tête répétitrice et totalisatrice pour bascule automatique ou semi- automatique. (Invention de : Maurice DECALION)", la Société Demanderesse a décrit un dispositif de ce genre comportant des moyens pour émettre des im-' pulsions électriques dont le nombre est fonction du poids à mesurer et un dispositif,de préférence électronique, pour compter les impulsions émises lors d'une pesée et totaliser les impulsions correspondant à des pesées suc- cessives. On peut ainsi'obtenir éventuellement à distance une répétition accompagnée ou non d'une totalisation des indications données par la bascule.
Dans le mode de réalisation décrit dans la demande précitée.. ,les impulsions sont' produites à l'aide d'un organe denté déplacé par une piè- ce mobile de la bascule, en l'espèce par une roue dentée calée sur l'ar- bre de l'aiguilleorgane dont les dents interceptent un faisceau lumi- neux agissant sur une cellule photo-électrique reliée au compteur. Afin d' éliminer l'influence des oscillations de 1'-équipage mobile de la bascule autour de sa position d'équilibre, la liaison entre la cellule photo-élec- trique et le compteur n'est réalisée, par l'intermédiaire d'un relais tempo- risé, que lorsque les organes mobiles de la bascule se sont stabilisés sous l'action du poids à mesurer,le comptage des impulsions s'effectuant au cours du retour-à zéro de l'aiguille.
Ce mode de réalisation, très intéres- sant dans.le cas d'une mesure isolée ou de mesures isolées séparées par une remise à zéro de la bascule ou instrument de mesure analogue, a l'in- convénient de ne pas pouvoir s'appliquer tel quel à tous les instruments de mesure du type'mentionné ci-dessus ou même à toutes les applications
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de la bascule puisqu'il faut, à chaque fois, décharger cette dernière ou la ramener à zéro.
La présente invention a pour objet un dispositif fonctionnant se- lon le principe précité, c'est-à-dire par comptage d'impulsions dont le nombre est fonction du déplacement de l'aiguille, mais dans lequel la transmission des indications fournies par l'aiguille s'effectue indépendam- ment du fonctionnement de l'appareil, ce qui permet d'appliquer le dispo- sitif aux instruments de mesure de tous genres du type précité et de l' utiliser à tout instant du fonctionnement dudit instrument.
L'une des particularités essentielles de ce dispositif consis- te en ce que l'organe générateur d'impulsions est indépendant du mécanis- me de l'instrument de mesure et est déplacé, lors du fonctionnement de l'appareil, entre une position initiale déterminée par rapport au zéro de l'instrument et'une position liée à celle qu'occupe l'aiguille ou or- gane indicateur analogue de l'instrument à l'instant où l'on veut effec- tuer la transmission..
Cet organe générateur d'impulsions est, de préférence, consti- tué par un disque coaxial à l'arbre de l'aiguille, et dont la position initiale est déterminée à l'aide d'une butée fixe. L'arbre de l'aiguille est lié à une butée,pour l'organe générateur,butée qui peut tourner avec ledit arbre et que l'on peut bloquer au moment où l'on veut trans- mettre l'indication donnée par l'aiguille, l'émission des impulsions s' effectuant, lors du déplacement de l'organe générateur, entre sa butée ori- gine et ladite butée.
Afin de rendre le mécanisme de l'instrument de mesures indépen- dant de la butée précitée, butée qui est, de préférence, portée par un disque centré sur l'arbre de l'aiguille., on prévoit entre ce disque et l'arbre un dispositif de liaison agencé de telle sorte que ce disque, lors- qu'il n'est pàs soumis à'son dispositif de blocage, occupe une position angulaire invariable par rapport à l'arbre de l'aiguille, mais que ledit arbre puisse tourner lorsque le disque est bloqué.
'. On peut, très facilement, réaliser un dispositif de liaison de ce genre en montant libre le disque, par exemple sur l'arbre de l'ai- guille, et en le.réunissant audit arbre par un double accouplement élas- tique.
.Pour éliminer les perturbations qui pourraient accompagner 1' arrêt du disque générateur d'impulsions sur la butée portée par le dis- que lié au déplacement de l'aiguille, le présent dispositif est agencé de telle sorte que les impulsions créées par la rotation du disque géné- rateur ne soient transmises au compteur que lors du mouvement qu'effectue ce disque pour retourner à sa position d'origine. A cet effet, ce disque est entraîné par un moteur à double sens, des moyens étant prévus pour ne permettre l'arrivée d'impulsions au compteur que lors du mouvement de retour.-On peut dans ce cas éliminer aisément les perturbations cau- sées éventuellement par l'arrêt du disque générateur sur sa butée origine.
. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l' invention., la commande automatique du dispositif de transmission s'effec- tue à l'aide. d'un système à deux relais dont l'un assure la fermeture d' un frein électromagnétique qui bloque le disque lié à l'aiguille, pendant toute la durée de l'opération ainsi que l'alimentation du moteur, tandis que l'autre assure., pendant sa période d'excitation, la rotation du mo- teur dans un sens 'ainsi que l'isolement du compteur puis, lorsque son ex- citation cesse, commande la rotation du moteur en sens opposé et relie le générateur d'impulsions au compteur, ce second relais ayant, bien en- tendu, une durée d'excitation inférieure à celle du premier.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple hon limitatiffera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée., les particularités qui ressortent tant du dessin que
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du t,ext8 fa.isan1:,.9"bjn entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une cc-oepe axiale schématique deun mode de réalisa- tion de 1-'.invention.
]La. fig.2 est un plan de la couronne servant au comptage.
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¯ - La -f z.'2a est une coupe à échelle agrandie montrant, le mon-' bagne de la C')l.G:'C11I,( de la I:'ig.2.
.,. La )"Lg, 3 est Uri schéma de montage des divers organes électri- ques ,^.'y:i,'t''.2..i.". à#;4s du dispositif cbjet de 1,?iixxTention.
Dans le mode de réalisation représente sur la fig. l, l'arbre 1 - qui peut être celui de 1-'aiguille d'une bascule ou instrument de me- sure analogue ou tcut autre arbre dont la rotation est liée à celle de ladite'aiguille -'est solidaire d'un disque 2 et porte, monté à rotation libre, un second disque 3.
Les disques 2 et 3 sont munis, sur leurs faces en regard l'une de l'au-
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tr'8.s d'ergots de butée 4 et 5, qui peuvent venir en contact avec une plaquette 6 montre sur un disque support 7 pouvant tourner librement autour de 1 8rbr,:e 0 ,De part et. d'autre du disque 7, sont enroulés, autour de l'ar- bre 1, des ressorts spiraux 8 et 9. Les extrémités extérieures des ressorts 8 et 9 sont,fi-'JÇes à la plaquette 6 que ces ressorts repoussent vers les ergots 4 et 5, lextrémi'14 intérieure du ressort 8 étant fixée au disque 2, et l'extrênmité intérieure du ressort 9 au disque 3.
.. Grâce à ce montage., lorsque lsarbre 1 est immobile, la position du disque 3 est bien déterminée par rapport à celle du disque 2, donc de ? ' arbre 1. En outre, lorsque 1 arbre 1.tourne d'un certain angle,le dis- que 3 tourne également du même angle. En effets les deux spiraux 8 et 9 étant fixés dans le même sens, en l'absence de couple appliqué entre l'ar- bre 1 et .le .disque 3,,les trois butées 4, 5 et 6 sont en contact, de telle sorte que la position. de la butée 21 est parfaitement définie par rapport
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à celle de aiguille. En rS8ums.s si on laisse le disque 3 libre, sa po- sition d équilibre est invariable par rapport au disque .2.
Par contre, il est toujours possible de bloquer, en rotation, le disque 3, saris bloquer le mouvement de 1-'arbre 1, donc le fonctionnement de lins-
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'GJ:'um8!ltJ de me sure'auquel cet arbre appartient.
. un tel dispositif peut être aussi avantageusement appliqué à la 2"ia:18011 2à 1"a.gu.l'e de La bascule d'un disque rép8tant tout ou partie des indications du cadran et servant par exemple à l'impression d'un ticket suivant les dispositifs connus.
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Dans le présent mode de réalisation, au disque 3 est associe tm dispositif de freinage, par exemple du type électromagn-'3tique, qui permet dë bloquer ce disque à tout instant danns. Ce dispositif de frein nage comporte une bobine 10 dont,1>armature. 11 agit sur une mâchoire 12 qui, à son toux';- par l'intermédiaire d'une butée-réglable 13, fait bas- culer auteur ci'.un peint fixe 14 une seconde mâchoire 15 rappelée par un
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ressort 158.... - - Le dispositif de freinage est réglé de telle sorte que les deux mâchoires viennent serrer le disque 3 dans son plan.
Parallèlement au disque 3.est prévu un disque 16 monté à l'ai-
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de d-luii dispositif.à friction 17 sur un arbre 18 coaxial à l'arbre 1.
,9 ai.bre '¯e est actionne par un moteur électrique à double sens 19. Sur sa face tournée vers -Le disque 3, le disque 16 présente une butée 20 à laquel- le correspond une butée 21 portée par le disque 3. En outre, le disque 16 est munis sur son autre face, d'une seconde butée 22 qui vient en contact avec un.organe darrêt fixe 23 solidaire du bâti 24 du dispositif. Au re-
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pose la butée"22 est-appliquée' sur Ilorgar-e d9arrêt 23 et détermine ainsi ? 9cyrigine du mouvement du disque 16.
Les positions relatives des butées 20 à 23 sent déterminées en fonction du zéro de l'instruulento Grâce à 1 agencement que l'on vient de décrire., on peut faire tour-
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ner le disque 16 jusqu'à ce que la butée 20 vienne s'appliquer sur la butée 21 et le ramener dans sa position de repos avec un minimum de vibration, le disque'16 s'arrêtant lorsque les butées viennent au contact et le mo- teur pouvant continuer à tourner pendant un certain temps étant donné le montage à friction. C'est ce déplacement du disque 16 que l'on utilise, en corrélation avec un dispositif émetteur d'impulsions qui sera décrit plus loin, pour repérer la position du disque 3, et partant, la position qu'oc- cupait l'aiguille au moment où le frein a été serré.
Dans le présent exemple, le dispositif émetteur d'impulsions est constitué par une cellule photo-électrique 25 qui regoit d'un dispositif lumineux comportant une lampe 26, un diaphragme 27, un système optique 28 et, le cas échéant, un prisme 29, un faisceau que le disque 16 peut inter- rompre périodiquement.
A cet effet, il suffit de prév@ir dans le disque 16 opaque des ouvertures ou des parties transparentes reg lièrement espacées, la rotation du disque produisant alors un nombre d'éclairements, donc d'impulsions émises par la cellule, proportionnel à l'angle dont tourne le disque.
Afin'd'obtenir un grand nombre d'éclairements sans devoir donner au.disque 16 un diamètre prohibitif, on constitue la partie active de ce disque par une mince couronne ou disque opaque 30 (fig. 2) portant à sa pé- riphérie des secteurs ou traite radiaux transparents équidistants, couron- ne que l'on peut réaliser de la manière suivante :
Sur un disque de verre de dimensions correspondant à celles que l'on veut donner à la couronne 30, on dépose une couche de matière opaque, par exemple, une couche d'aliminium appliquée par vaporisation dans le vi- de. Ensuite, en utilisant une machine à diviser, on trace de minces traits équidistants à la périphérie du disque en enlevant l'aluminium à l'outil.
Lorsque ce travail est effectué, on photographie par contact le disque sur une plaque ou pellicule à l'aide de laquelle on réalise la couronne 30. Pour monter la couronne 30 sur le disque 16, on la serre entre deux disques minces 31 en matière transparente (fig. 2a).
De cette manière, on peut obtenir à la périphérie de l'anneau 30 une graduation formée de minces traits alternativement opaques et trans- parents d'à peine quelques centièmes de millimètre d'épaisseur, et ainsi, on arrive à produire des fréquences d'impulsions de l'ordre de plusieurs milliers par seconde, ce qui assure une grande précision. Naturellement, le système optique 28 est réglé de manière à donner, dans le plan de la couronne 30, une image nette de la fente du diaphragme 27.
Les impulsions émises par la cellule 25 sont transmises à un amplificateur 32 qui les dirige sur un compteur 33. Le compteur 33 peut être de tout type connu convenable. Toutefois, étant donné les fréquences d'impulsions mises en jeu, on utilise un compteur électronique. Ce comp- teur peut,être équipé en répétiteur (avec remise au zéro après chaque pesée), ou en totalisateur, (sans remise au zéro) ou encore comporter deux parties branchées en parallèles sur l'amplificateur et fonctionnant l'une en répé- titeur et l'autre en totalisateur. Un dispositif mécanique 34, également de type connu, est avantageusement associé au compteur 33 pour repérer le nombre de mesures effectuées.
Gomme on l'a déjà dit, avec le présent dispositif, la mesure se traduit par le comptage d'un nombre d'impulsions proportionnel à 1' angle dont tourne le disque 16, disque dont la rotation est limitée par les butées 21 et 23.
Il est possible de mesurer ce nombre d'impulsions de deux maniè- res, à savoir : pendant la rotation correspondant au déplacement à partir de la butée 23, vers la butée 21 ou pendant la rotation en sens inverse.
C'est cette dernière solution que l'on préfàre.
En effet, si l'on adopte la première solution, étant donné la finesse de la graduation portée par la couronne 30, tout rebond aussi minime soit-il,
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acccmpagnant le''choc de la butée 20 sur l'ergot 21, se traduit par des im- pulsions supplémentaires qui faussent le sens de la mesure'. Il en est de
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même d'4pranlenents, mêmes faibles, que pourrait subir le dispositif.
Par contre si l'on n'effectue le comptage que lors du mouvement de retouréudisque"ß6a on peut très' simplement éviter ces inconvénients.
On sait, en" effet,,," que là plupart des instruments de mesure comportent, en deçà du zéro, un angle mort dans lequel on n'effectue pas de mesures. Dans ces conditions, si cet angle mort correspond, pour l'instrument de mesure équipa du dispositif objet de l'invention,, à une rotation de [alpha] à partir
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du 2éra or, peut ne pas prévoir de graduation sur un secteur 30a, d'ouver- ture égale, .a cet:"angle oC, , à la périphérie de la couronne 30 (fig. 2) et s'arranger pour que lorsque la couronne 30 et, par suite, le disque 16, occupent la,position de repos (butée 22 en contact avec l'arrêt 23), l'ima- ge donnée par le système optique 28 tombe dans le secteur 30a, par exem- ple au milieu de ce dernier.
Ainsi toute oscillation éventuelle du disque 16, à partir de sa position de repos, restera sans effet sur la cellule,car l'angle oel est toujours largement supérieur,à la plus grande des oscillations possibles.
Le fonctionnement du présent dispositif s'effectue de la façon suivante :
A l'instant où l'on veut effectuer la mesure, on provoque la fer- meture du frein; les mâchoires 12 et 15' se rapprochent et immobilisent le disque 3, sans que, comme on l'a-déjà dit, ceci ne bloque pas le mécanisme de l'instrument de mesure auquel est associé le dispositif objet de l'in- vention.
On met ensuite en route le moteur 19 dans le sens correspondant au déplacement de la butée 20 vers la butée 21.-te moteur peut, par exem=
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ple, tour'rier d'environ un tour puis s'arrêter .'Etant donné le montage a friction en 17, le disque 16 s'arrête la butée 20 rencontre la butée 21.
Au cours du déplacement du disque 16 dans le sens ci-dessus, l'amplifica- teur 32 est isolé du compteur 33 et, pàr conséquent, aucune impulsion n' est enregistrée.-
Dans le stade suivant de l'opération, on relie l'amplificateur 32 aucompteur'33 et l'on fait tourner le moteur 19 en sens inverse. Le dispositif tourne alors jusqu'à ce que sa butée 22 rencontre la butée 23, le compteur enregistrant un nombre-.d'impulsions proportionnel à la rotation de l'aiguille de l'instrument de mesure,Etant donné que, lors de l'arrêt du disque 16, le faisceau lumineux tombe sur le secteur opaque 30a de la couronne 30, toute oscillation éventuelle du disque 16 est sans conséquen- ce sur l'exactitude de-la mesure.
.- La figure 3 représente un schéma de montage des divers organes
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permettant d'as;surer automatiquement le fonctionnement décrit ci-dessus par la simple manoeuvre d'un interrupteur I. L'interrupteur I est ici agencé pour occuper normalement la position d'ouverture. L'un de ses contacts I1
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est relié'a'une' source 'de tension positive par exemple de 250 volts, tandis que le'second contact 1 2 est réuni à deux condensateurs C 1 et C2 de capacités différentes, la capacité du condensateur C1 étant par exemple le double de celle du condensateur C2.
Entre le contact I2 et les condensa- teurs, est prévue une résistance r' qui relie à la masse les armatures de gauche des condensateurs .-Les armatures de droite des condensateurs C1 et C2 sont reliés respectivement' aux grilles de gauche de doubles triodes V1
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et V23 gçilles lqui¯sont maintenues¯à une tension légèrement positive par l'intermédiaire de résistances r ramenées à environ + 100 volts.
Les plaqües des parties gauches:des tubes V1 et V2, chargées par les résis- tances R, sont à. un très faible potentiel positif (environ 10 volts), les
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cathodes desdites parties étant à la masse. Les parties droites des tubes V1 et V2 ont, d'une part., leur cathode à un potentiel de l'ordre de 30 volts et, d'autre part, leur plaque réunie à un relais R1 ou R. Ces re- lais sont eux-mêmes'alimentés par la haute tension (250 volts environ).
Par ailleurs,,, les grilles de droite des tubes V1 et V2 sont reliées au circuit anodique''de gauche desdits tubes.
Lorsque.l'interrupteur I est ouvert, les parties gauches des tubes V1 et V2 débitent, puisque la tension de leur grille est légèrement positive, tandisque les parties droites sont bloquées étant donné que la tension de leur cathode est très supérieure à celle de leur grille. Dans ces conditions, les relais R1 et R2 ne sont pas excités. Si l'on ferme l' interrupteur I, les condensateurs C1 et C sont chargés par le courant gril- le des parties gauche's des tubes V1 et V2.
Si l'on relâche alors l'inter- rupteur I, les armatures de gauche des deux condensateurs sont ramenées à un potentiel voisin de celui de la masse par la résistance r', les parties gauches des tubes V1 et V2 sont bloquées, les parties droites de ces tubes débitent et les relais R1 et R2 sont excités pendant un temps proportionnel à lacapacité du condensateur correspondant.
Chacun des relais R1 et R2 commande deux contacts R1a - R1b ou R2a - R2b. Le bras du contact R1a est réuni à une source alternative de courant, par exemple au réseau, le contact proprement dit étant relié à un redresseur W qui commande le frein électromagnétique du dispositif, de telle sorte que, lorsque le relais R1 n'est pas excité, le courant soit coupé. Le bras du contact R2a est relié à la source par l'intermédiaire du contact R1a et les plots au contact R2a sont connectés aux deux bobinages du moteur à double sens 19,l'agencement étant tel que le moteur tourne pour amener la butée 20 sur la butée 21 lorsque le relais R2 est excité (marcheavant), et en sens inverse (marche arrière) lorsque ce relais n'est pas ex- cité.
Le contact R1b est monté de manière à mettre à la masse, lorsque R1 est excité, le bras,du contact R2b, ce derbier contact étant, par ailleurs, relié à un tube V monté en normalisateur d'impulsions, tube qui, par sa grille gauche, reçoit la tension de l'amplificateur 32 et, par sa plaque de gauche, alimente les compteurs 33. Ce tube V3 est agencé pour ne livrer passage aux impulsions et donc ne permettre le comptage, que lorsque sa résistance.' de.cathode r" est réunie à la masse donc, dans le présent exem- ple, lorsque le relais R2 n'est pas excité tandis que le relais R1 l'est encore.
Comme on l'a dégà dit, en fermant l'interrupteur I puis en le relâchant, on provoque l'excitation des relais R1, R2, le relais R1 res- tant excité plus longtemps que le relais R2.
L'excitation du relais R1 provique la fermeture du frein et la connexion des bras des contacts R2a et R2b respectivement à la source de courant et à la masse. L'excitation du relais R@ entraine la mise en marche avant du moteur 19 et l'isolement de la terre de la résistance r", donc l' impossibilité du comptage.
Lorsqu'au bout d'un temps déterminé., l'excitatior- du relais R2 cesse, le contact R2a met le moteur 19 en marche arrière, tandis que le contact R2b relie la résistance r" à la masse, ce qui permet le comptage des im- pulsions.
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Au bout d'un temps approximativement double de celui de l'enci- tation du relaisR2, l'excitation du relais R1 cesse. De ce fait,,, le frein se desserre, la transmission des impulsions cesse et le moteur s'arrête; le dispositif est alors prêt à fonctionner à nouveau. e présent dispositif est susceptible d'un très grand nombre d' applications, On peut,.en effet, l'adjoindre aux instruments les plus divers dans lesquels la mesure se traduit par le déplacement d'une aiguille ou index analogue, et il permet de mesurer la valeur à un instant donné d'une quantité qui varia' continuellement,¯les indications de l'instrument pouvant être totalisées et répétées.
La mesure correspond à l'indication donnée par 1'aiguille:au-moment où l'interrupteur I revient à sa position de repos, in- dépendamment des mouvements antérieurs et ultérieurs de l'aiguille.
Parmi les applications les plus intéressantes de l'objet de l'in- vention, on peut citer l'application aux bascules; la mesure du débit de matière qui passe sur un transporteur à courroie, ladite. courroie reposant sur des rouleaux liés au plateau d'une basculemunie du présent dispositif, équipe en totalisateur, la bascule donnant l'indication du poids.de la marchandise transportée entre les rou- leaux.
Bien entendu, il faut faire fonctionner le dispositif en synchronis- me avec le déplacement de la courroie; la liaison du dispositif, équipé en répétiteur, à des machines comptables.utilisant des cartes perforées., les indications données par le compteur.pouvant.alors être directement perforées sur les cartes sans au- cune intervention? etc,.. '
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au dispositif qui vient d'être décrite notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre.de la présente in- vention.
@ ' REVENDICATIONS. - .1. Dispositif de transmission à distance des indications d'un instrument de mesure, comportant un générateur d'impulsions dont le nombre est fonction de l'indication de l'instrument et un compteur, de préféren- ce électronique qui reçoit les impulsions fournies par le générateur, ca- ractérisé en ce que l'organe générateur d'impulsions est indépendant de l' instrument de mesure et est agencé pour être déplacé entre une position initiale déterminée par rapport au zéro de l'instrument et une position liée à celle qu'occupe l'aiguille ou organe indicateur analogue de l'ins- trument à l'instant où l'on veut effectuer la transmission.