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La présente invention est relative à un dispositif permettant de mesurer des phénomènes électriques transitoires, tels que l'énergie d'une impulsion de tension, et d'engendrer une telle impulsion, dont l'é0 nergie dépend de la vitesse de déplacement d'un objet, par exemple d'une automobile.
La présente invention a pour objet g - un dispositif très simple et peu coûteux pour mesurer avec précision l'énergie d'impulsions électriques, - un dispositif pouvant donner une mesure directe et constante proportionnelle à l'énergie d'une impulsion; - un appareil de mesure d'un fonctionnement sûr, bien que gran- dement simplifié, pour mesurer la vitesse de déplacement de corps en déplacement, tels que des automobiles.
Ces différentes caractéristiques et d'autres encore seront, soit expliquées,soit mentionnées, dans la description de l'invention qui est donnée ci-après.
L'invention est représentée et décrite ici dans son application spécifique à un dispositif de mesure de la vitesse des automobiles. Elle a cependant de nombreuses autres applications, dont certaines seront mentionnées ci-après.
A l'heure présente,les forces de police utilisent communément différentes sortes d'équipements électriques pour mesurer la vitesse des automobiles. L'un des dispositifs de mesure de la vitesse les plus courants utilise un radar dans lequel des ondes à très haute fréquence sont émises sur les automobiles en mouvement à partir d'un émetteur placé sur le côté de la route, sont réfléchies par ces automobiles et sont ensuite détectées à l'émetteur.
Un avantage évident de ce dispositif réside dans son caractère discret qui lui permet d'opérer sans que l'automobiliste en soit averti.
Toutefois, un tel dispositif présente de nombreux inconvénients, parmi lesquels le coût très élevé de l'équipement, ses grandes dimensions, la fra- gilité de ses organes, son maniement, ainsi que son mode de fonctionnement compliqués,, La présente invention tend à réaliser un dispositif de mesure de vitesse ne présentant pas ces inconvénients mais néanmoins aussi précis et discret que le radar.
Suivant un aspect de l'invention, des rayons lumineux émis à partir d'un véhicule en mouvement sont utilisés pour engendrer des impulsions successives dont l'intervalle de temps est inversement proportionnel à la vitesse du véhicule. Ces impulsions sont ensuite transformées en une seule impulsion d'amplitude connue dont la durée est égale à l'intervalle entre les deux premières impulsions. Cette impulsion unique est intégrée à son tour par un compteur électro-mécanique conçu, suivant une des caracté- ristiques de l'invention, pour fournir une indication proportionnelle à la vitesse du véhicule.
L'appareillage complet nécessaire à la mesure de la vitesse, conformément à l'invention, est extrêmement compact en ce qu'on peut le loger entièrement dans un boîtier qui n'est pas plus grand qu'une boîte d'appareil photographique classique. Le prix de cet appareillage est proportionnellement peu élevé et représente une faible partie du prix d'un dispositif à radar par exemple.
Si l'on considère l'aspect de l'invention qui concerne en particulier le compteur électro-mécanique, il est utile de se rappeler que dans
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le passé la mesure de l'énergie d'une impulsion électrique de courte durée exigeait un appareillage compliqué et coûteux. Il était très difficile autrefois de transformer une impulsion électrique de courte durée et de faible énergie en une lecture de compteur constante et en particulier en une lecture de compteur précise La présente invention fournit un moyen très simple et peu coûteux pour y parvenir.
Le dispositif de mesure, réalisé conformément à l'une des caractéristiques de l'inventioncomprend un microampëremètre ordinaire, couplé électriquement et mécaniquement à un circuit de maintien, de telle manière par exemple qu'une faible impulsion ayant une durée d'un dixième de microseconde fournisse une indication stable sur toute l'échelle de lecture.
Des impulsions dont les énergies respectives sont dans un rapport donné fourniront des indications proportionnelles.
On comprendra mieux les moyens généraux de la présente invention, en même temps qu*on appréciera plus complètement ses nombreux avantages,
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en étudiant la description qui suit et qu t on.- a.. fa;±t, < i'n..:fflie(\.4U:JMasi.n-ant'è'1 le .e i.. la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de mesure d'une vitesse utilisant les caractéristiques de la présente invention;
la figure 2 est un schéma de la portion de l'appareil représenté sur la figure 1 qui engendre une impulsion de durée proportionnelle à la vitesse d'une automobile passant devant lappareil; la figure 3 est une vue schématique de la portion de cet appareil
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qui permet dtob+,enir une indication stable de vitesse proportionnelle à la durée des impulsions engendrées par exemple par le dispositif de la fi- gure 2
En se reportant à la figure 1, on voit que la botte 10 ayant par exemple des dimensions de l'ordre de 100 x 130 x 155 mm peut contenir tou- tes les parties et tous les éléments nécessaires, conformément à la présen- te invention, pour mesurer la vitesse des véhicules automobiles.
Le côté arrière de la boite comporte une échelle de mesure 12 graduée en kilomètres/ heure et sur laquelle l'aiguille 14 indique la vitesse ; la face avant de la boîte 10 comporte un objectif de type usuel,
Comme on le voit sur la figure 2, la boîte 10 représentée en traits interrompus est montée sur le bord dune route de manière que l'objec- tif 16 soit tourné vers la route, son axe étant en général perpendiculaire à celle-ci, L* objectif 16 sert à concentrer des rayons lumineux se pro- pageant le long des lignes 18 et 20 vers un tube ou une cellule photo-élec- trique représentée de façon conventionnelle en 22,
Ces rayons lumineux peuvent être obtenus artificiellement si on le désire, par exemple à partir d'une source de rayons infrarouges, non visible la nuit.
La source lumineuse peut être placée près de la boîte 10 et les rayons lumineux réfléchis par le véhicule reviennent vers la boite, ou bien deux sources peuvent être placées à l'opposé de la boîte 10, sur le côté opposé de la route, de façon à envoyer leurs rayons le long des lignes 18 et 20.
Les lignes 18 et 20 passent à travers les ouvertures respectives
24 et 26 de l'écran 28, la distance transversale entre ces deux ouvertures . étant choisie de telle manière que la lumière puisse frapper le tube ou la cellule photoélectrique 22 uniquement au niveau des lignes 18 et 20 Cet écran empêche tous les autres rayons de frapper le tube ou la cellule 220
L'angle compris entre les lignes 18 et 20 est choisi de telle manière que, lorsque la boîte 10 est placée à une distance donnée de la route, par exem-
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ple à environ 3 mètres,une automobile,à un instant déterminé de son déplacement, coupera les deux lignes en même temps.
Grâce à cette disposition, chaque automobile est identifiée séparément par l'appareil. Lorsque l'avant d'une automobile coupe la ligne 18, une impulsion 30 sera produite par le tube 22 Un court intervalle de temps! plus tard, et avant que l'automobile ait dépassé la ligne 18, l'avant de l'automobile coupera la ligne 20o Ceci donnera naissance à une deuxième impulsion 31
Les impulsions 30 et 31 passent par un transformateur 32 et un interrupteur 33 pour parvenir dans un amplificateur-correcteur 34 et ensuite dans un circuit basculeur monostable 36, ces deux dispositifs étant bien connus de l'homme de métier, et n'ayant pas besoin d'être décrits davantage.
De cette façon, une seule impulsion 38 d'amplitude constante et de durée t est obtenue aux bornes 40 et 42 L'énergie électrique de l'impulsion 38, du fait que l'impulsion est d'amplitude constante pendant toute sa durée, est proportionnelle à l'intervalle t et, par conséquent, est inversement proportionnelle à la vitesse de l'automobile
La même impulsion recueillie sur les bornes 40 et 42 est également utilisée pour empêcher la naissance d'une seconde impulsion de ce type avant que la première ait pu être mesurée. Dans ce but, un amplificateur 43 est couplé au conducteur 40 et provoque, par l'intermédiaire de la bobine de relais et de son armature représentés schématiquement en 44, l'ou- verture de l'interrupteur 33 qui prend alors position représentée en traits interrompus.
On a prévu un bouton 46 attaché à 1 armature,de façon à permettre la fermeture manuelle de l'interrupteur 33 si on le désirée Ce bouton dépasse en dehors de la boîte 10, comme on le voit sur la figure 1
La figure 3 montre un appareil de mesure électro-mécanique 50 prévu conformément à l'une des caractéristiques de l'invention pour mesurer l'énergie des impulsions recueillies aux bornes 40-42 correspondant à celles de la figure 2 Comme on peut le voir sur la figure 3, l'appareil de mesure 50 comprend un équipage mobile de mesure 52 de type standard comportant une bobine 53 connectée aux bornes 40-42 et pouvant tourner autour d'un noyau magnétique fixe 54;
les aimants fixes 55 engendrent un flux magnétique qui traverse la bobine 53, et la déviation de cette dernière fait dévier l'aiguille 14 de la façon bien connue
La bobine 58 est accouplée par un axe 56 à la bobine 53 et tourne avec elle; cette dernière bobine peut tournera l'intérieur de la bobine fixe 60 et leur position relative est telle que lorsque la bobine 53 est dans la position correspondant au zéro, les bobines 58 et 60 sont perpendiculaires l'une à l'autre et leur mutuelle induction est égale à zéro; un écran protecteur plan 62 est placé entre les bobines 58,60 et la bobine 53,de fa- çon à éliminer un couplage magnétique à partir de la bobine 53 et de l'aimant 55 jusqu'aux bobines 58,60
La bobine 58 est connectée à une source de courant alternatif 64 ayant, par exemple,une fréquence de 100 cycles;
la tension de sortie de cette source est réglable au moyen du potentiomètre 66
Quant une impulsion de tension positive par rapport à la terre apparaît sur la borne 40, l'équipage mobile de mesure 52 dévie d'un angle proportionnel à l'énergie de l'impulsion. Toutefois, en général, si l'on considère l'équipage 52 seul, la déviation de l'aiguille 14 serait de courte durée, c'est-à-dire que l'aiguille reviendrait au zéro si rapidement qu'aucune lecture sur l'échelle 12 ne pourrait être réalisée directement par un observateur humaine Dans le dispositif représenté, lorsque la bobine 53 est déviée la bobine 58 est déviée d'un même angleo Cette dernière à son tour, agissant à la façon d'un transformateur,
induit alors dans la bobine
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60 une tension alternative proportionnelle à la déviation de la 'bobine 58 et par conséquent de la bobine 53o Cette tension alternative est connectée par l'intermédiaire des conducteurs 68,70 à un redresseur monté en pont indiqué schématiquement sous sa forme habituelle en 72g où elle est transformée en une tension redressée positive pour être appliquée ensuite au conducteur 74 L'amplitude de cette tension sur le conducteur 74 est réglée au moyen du potentiomètre 76, le conducteur 74 est connectée à la borne 40 et transmet alors sur cette borne 40, sous l'action d'une impulsion positive telle que l'impulsion 38 représentée sur la figure 2, une tension qui maintient la déviation de l'aiguille 14 à une valeur proportionnelle à l'énergie de l'impulsion positive,.
De cette façon, une déviation de l'appareil de mesure fournissant une indication stable peut être obtenue pour des impulsions ayant une durée aussi courte qu'un dixième de microsecondeo Pour empêcher le potentiomètre 76 d'augmenter la charge des bornes 40,42 lors d'une impulsion positive, une diode 78 est insérée dans le conducteur 74, sa polarité étant telle qu'elle arrête le passage du courant de la borne 40 vers le potentiomètre 760
L'équipage de mesure 52 peut être un appareil de type commercial,
par exemple un microampèremètre ordinaire gradué jusqu'à 50 microampèreso Les bobines 58 et 60 peuvent être d'un type similaire à celui de l'équipage de mesure 52. La tension fournie par le générateur 64 peut être de l'ordre dé 5 à 10 volts.Les réglages des potentiomètres 66 et 76 doivent être exécutés conjointement de manière qu'une oscillation positive ayant par exemple une amplitude d'un volt et une durée d'un millième de seconde et appliquée a la borne 40 provoque un déplacement de l'aiguille 14 et son maintien en position stable pendant un temps suffisant. Le potentiomètre 66 agit surtout sur le circuit pour de grandes déviations de la bobine 58 et on doit le régler pour obtenir de la stabilité pour des déviations intéressant l'échelle de mesure ou presque toute cette échelle.
Le potentiomètre 76 par contre doit être réglé pour donner de la stabilité à petite échelle.
Un enregistrement automatique de la vitesse des automobiles peut être obtenu en prévoyant en supplément de l'appareil décrit un appareil photographique à magasin pour photographier les plaques d'immatriculation de chaque automobile dépassant la vitesse limite. Cet appareil photographique sera déclenché par l'aiguille 14 chaque fois qu'elle dévie au delà d'une valeur maximum donnée.
Il est évident d'après la description ci-dessus que l'invention permet de réaliser un appareil très portatif et peu coûteux qui peut mesurer aisément et avec précision la vitesse des automobiles à partir d'un point éloigné. Les vitesses d'autres corps en déplacement tels que des projectiles balistiques peuvent être mesurées évidemment de façon similaireo De plus, l'énergie des diverses impulsions électriques de faible durée peut être mesurée, même si celles-ci sont obtenues de façon différente de celle qui est décrite icio
La description qui précède est donnée à titre d'exemple non limitatifo De nombreux changements et modifications de l'appareillage reprété peuvent être envisagés par l'homme de l'art, sans que les réalisations correspondantes sortent du cadre ou de l'esprit de l'invention telle qu'elle est exposée.
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The present invention relates to a device making it possible to measure transient electrical phenomena, such as the energy of a voltage pulse, and to generate such a pulse, the energy of which depends on the speed of movement of a voltage pulse. object, for example an automobile.
The present invention relates to g - a very simple and inexpensive device for accurately measuring the energy of electrical pulses, - a device capable of giving a direct and constant measurement proportional to the energy of a pulse; - A reliable, although greatly simplified, measuring apparatus for measuring the speed of movement of moving bodies, such as automobiles.
These different characteristics and others will either be explained or mentioned in the description of the invention which is given below.
The invention is represented and described here in its specific application to a device for measuring the speed of automobiles. However, it has many other applications, some of which will be mentioned below.
Today, police forces commonly use various kinds of electrical equipment to measure the speed of automobiles. One of the most common speed measuring devices uses radar in which very high frequency waves are emitted onto moving automobiles from a transmitter placed on the side of the road, are reflected by these automobiles. and are then detected at the transmitter.
An obvious advantage of this device lies in its discreet nature which allows it to operate without the motorist being warned.
However, such a device has many drawbacks, including the very high cost of the equipment, its large dimensions, the fragility of its components, its handling, as well as its complicated mode of operation. realize a speed measuring device not having these drawbacks but nevertheless as precise and discreet as the radar.
According to one aspect of the invention, light rays emitted from a moving vehicle are used to generate successive pulses, the time interval of which is inversely proportional to the speed of the vehicle. These pulses are then transformed into a single pulse of known amplitude, the duration of which is equal to the interval between the first two pulses. This single pulse is in turn integrated by an electro-mechanical counter designed, according to one of the characteristics of the invention, to provide an indication proportional to the speed of the vehicle.
The complete apparatus required for speed measurement, according to the invention, is extremely compact in that it can be housed entirely in a housing which is not larger than a conventional camera box. The price of this equipment is proportionately low and represents a small part of the price of a radar device for example.
Considering the aspect of the invention which relates in particular to the electro-mechanical counter, it is useful to remember that in
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in the past, measuring the energy of an electrical pulse of short duration required complicated and expensive equipment. It was once very difficult to transform a short duration, low energy electrical pulse into a constant meter reading and in particular an accurate meter reading. The present invention provides a very simple and inexpensive way to achieve this.
The measuring device, produced in accordance with one of the characteristics of the invention, comprises an ordinary microammeter, electrically and mechanically coupled to a holding circuit, such as for example that a weak pulse having a duration of one tenth of a microsecond provides a stable indication over the entire reading scale.
Pulses whose respective energies are in a given ratio will provide proportional indications.
The general means of the present invention will be better understood, at the same time as its many advantages will be appreciated more fully.
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by studying the following description and that we.- a .. fa; ± t, <i'n ..: fflie (\. 4U: JMasi.n-ant'è'1 le .e i .. the figure 1 is a perspective view of a device for measuring a speed using the features of the present invention;
Figure 2 is a diagram of the portion of the apparatus shown in Figure 1 which generates a pulse of duration proportional to the speed of an automobile passing the apparatus; Figure 3 is a schematic view of the portion of this device
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which allows dtob +, to provide a stable indication of speed proportional to the duration of the impulses generated for example by the device of figure 2
Referring to Figure 1, it can be seen that the boot 10 having, for example, dimensions of the order of 100 x 130 x 155 mm can contain all the parts and all the necessary elements, in accordance with the present invention. , to measure the speed of motor vehicles.
The rear side of the box has a measuring scale 12 graduated in kilometers / hour and on which the needle 14 indicates the speed; the front face of the box 10 comprises a lens of the usual type,
As can be seen in FIG. 2, the box 10 shown in broken lines is mounted on the edge of a road so that the lens 16 faces the road, its axis being generally perpendicular to the latter, L * objective 16 serves to concentrate light rays propagating along lines 18 and 20 towards a tube or a photocell shown conventionally at 22,
These light rays can be obtained artificially if desired, for example from a source of infrared rays, not visible at night.
The light source can be placed near the box 10 and the light rays reflected by the vehicle return to the box, or two sources can be placed opposite the box 10, on the opposite side of the road, so to send their rays along lines 18 and 20.
Lines 18 and 20 pass through the respective openings
24 and 26 of the screen 28, the transverse distance between these two openings. being chosen in such a way that light can strike the tube or photocell 22 only at the level of lines 18 and 20 This screen prevents all other rays from hitting the tube or cell 220
The angle between lines 18 and 20 is chosen such that when box 10 is placed at a given distance from the road, for example
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ple at about 3 meters, an automobile, at a determined moment of its movement, will cut both lines at the same time.
Thanks to this arrangement, each automobile is identified separately by the device. When the front of an automobile intersects line 18, a pulse 30 will be produced by tube 22 A short period of time! later, and before the automobile has passed line 18, the front of the automobile will intersect line 20o This will give rise to a second pulse 31
The pulses 30 and 31 pass through a transformer 32 and a switch 33 to arrive in an amplifier-corrector 34 and then in a monostable rocker circuit 36, these two devices being well known to those skilled in the art, and not needing to be further described.
In this way, a single pulse 38 of constant amplitude and duration t is obtained at terminals 40 and 42 The electrical energy of pulse 38, due to the fact that the pulse is of constant amplitude throughout its duration, is proportional to the interval t and, therefore, is inversely proportional to the speed of the automobile
The same pulse collected at terminals 40 and 42 is also used to prevent a second such pulse from occurring before the first can be measured. For this purpose, an amplifier 43 is coupled to the conductor 40 and causes, through the intermediary of the relay coil and its armature shown schematically at 44, the opening of the switch 33 which then takes the position shown in lines. interrupted.
There is provided a button 46 attached to 1 frame, so as to allow manual closing of the switch 33 if desired This button protrudes outside the box 10, as seen in Figure 1
Figure 3 shows an electro-mechanical measuring device 50 provided in accordance with one of the characteristics of the invention to measure the energy of the pulses collected at terminals 40-42 corresponding to those of figure 2 As can be seen on FIG. 3, the measuring apparatus 50 comprises a mobile measuring unit 52 of standard type comprising a coil 53 connected to terminals 40-42 and capable of rotating around a fixed magnetic core 54;
the fixed magnets 55 generate a magnetic flux which passes through the coil 53, and the deflection of the latter deflects the needle 14 in the well-known manner
The coil 58 is coupled by an axis 56 to the coil 53 and rotates with it; this last coil can rotate inside the fixed coil 60 and their relative position is such that when the coil 53 is in the position corresponding to zero, the coils 58 and 60 are perpendicular to each other and their mutual induction is equal to zero; a planar protective screen 62 is placed between the coils 58,60 and the coil 53, so as to eliminate magnetic coupling from the coil 53 and the magnet 55 to the coils 58,60
Coil 58 is connected to an alternating current source 64 having, for example, a frequency of 100 cycles;
the output voltage of this source is adjustable by means of potentiometer 66
When a positive voltage pulse with respect to earth appears at terminal 40, the mobile measuring equipment 52 deviates by an angle proportional to the energy of the pulse. However, in general, if we consider crew 52 alone, the deflection of needle 14 would be short-lived, i.e. the needle would return to zero so quickly that no reading on the 'scale 12 could not be produced directly by a human observer In the device shown, when the coil 53 is deflected, the coil 58 is deflected by the same angle. The latter in turn, acting like a transformer,
then induced in the coil
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60 an alternating voltage proportional to the deflection of the coil 58 and consequently of the coil 53o This alternating voltage is connected through the intermediary of the conductors 68,70 to a rectifier mounted in bridge shown schematically in its usual form in 72g where it is transformed into a positive rectified voltage to be then applied to the conductor 74 The amplitude of this voltage on the conductor 74 is adjusted by means of the potentiometer 76, the conductor 74 is connected to terminal 40 and then transmits to this terminal 40, under the action of a positive pulse such as pulse 38 shown in Figure 2, a voltage which maintains the deflection of needle 14 at a value proportional to the energy of the positive pulse ,.
In this way, a deviation of the meter providing a stable indication can be obtained for pulses having a duration as short as a tenth of a microsecond. To prevent potentiometer 76 from increasing the load on terminals 40,42 when 'a positive pulse, a diode 78 is inserted into the conductor 74, its polarity being such that it stops the flow of current from terminal 40 to potentiometer 760
The measuring equipment 52 can be a commercial type device,
for example an ordinary microammeter graduated up to 50 microamperes o Coils 58 and 60 can be of a type similar to that of the measuring equipment 52. The voltage supplied by the generator 64 can be of the order of 5 to 10 The adjustments of potentiometers 66 and 76 must be carried out together so that a positive oscillation having, for example, an amplitude of one volt and a duration of one thousandth of a second and applied to terminal 40 causes a displacement of the needle 14 and its maintenance in a stable position for a sufficient time. The potentiometer 66 acts above all on the circuit for large deviations of the coil 58 and it must be adjusted to obtain stability for deviations involving the measurement scale or almost all of this scale.
The potentiometer 76 on the other hand must be adjusted to give stability on a small scale.
Automatic recording of the speed of automobiles can be obtained by providing in addition to the apparatus described a magazine camera for photographing the license plates of each automobile exceeding the speed limit. This camera will be triggered by the needle 14 each time it deviates beyond a given maximum value.
It is evident from the above description that the invention enables a very portable and inexpensive apparatus which can easily and accurately measure the speed of automobiles from a remote point. The velocities of other moving bodies such as ballistic projectiles can obviously be measured in a similar fashion. In addition, the energy of various electric pulses of short duration can be measured, even if these are obtained in a different way from that which is described here
The foregoing description is given by way of non-limiting example. Many changes and modifications of the equipment shown can be envisaged by those skilled in the art, without the corresponding embodiments going beyond the scope or the spirit of the invention. invention as disclosed.
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