CA1093339A - Appareil de mesure de durete - Google Patents
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
Appareil destine à mesurer, de façon reproductible, la dureté d'un matériau solide, en particulier d'un matériau relativement peu rigide. Cet appareil est appliqué sur le matériau à tester et comporte un palpeur qui peut s'appuyer sur le matériau sous une force prédéterminée. La mesure est effectuée pour une valeur prédéterminée PO de la pression d'appui de l'appareil sur le-matériau. Un organe de sortie fournit sélectivement et automatiquement un repérage du déplacement du palpeur pour la valeur prédéterminée PO de la pression d'appui de l'appareil sur le matériau. En outre un capteur de pression est disposé dans la zone d'appui de l'appareil sur le matériau et mesure la pression de l'appareil sur le matériau, le signal de sortie du capteur étant comparé
un seuil prédéterminé et déclenchant, lorsqu'il atteint ce seuil, l'affichage du repérage du déplacement du palpeur.
Appareil destine à mesurer, de façon reproductible, la dureté d'un matériau solide, en particulier d'un matériau relativement peu rigide. Cet appareil est appliqué sur le matériau à tester et comporte un palpeur qui peut s'appuyer sur le matériau sous une force prédéterminée. La mesure est effectuée pour une valeur prédéterminée PO de la pression d'appui de l'appareil sur le-matériau. Un organe de sortie fournit sélectivement et automatiquement un repérage du déplacement du palpeur pour la valeur prédéterminée PO de la pression d'appui de l'appareil sur le matériau. En outre un capteur de pression est disposé dans la zone d'appui de l'appareil sur le matériau et mesure la pression de l'appareil sur le matériau, le signal de sortie du capteur étant comparé
un seuil prédéterminé et déclenchant, lorsqu'il atteint ce seuil, l'affichage du repérage du déplacement du palpeur.
Description
llJ~3~
La présente invention a trait à la mesure de la dureté d'un matériau.
On sait que, dans le cadre de l'étude des caracté-ristiques physiques d'un matériau, on est souvent amené à
mesurer la dureté de ce matériau. On a déjà proposé de mesurer la dureté en repérant le déplacement d'un palpeur bien défini sous une force d'appui prédéterminée agissant sur le matériau à étudier. Lorsque l'on désire effectuer la mesure de dureté
avec un appareil aisément transportable, on utilise un appareil à maniement manuel que l'on appuie sur la surface du matériau à tester. Cette fa~con de procéder permet d'obtenir des résultats satisfaisants si le matériau à tester est relativement rigide, comme c'est le cas par exemple pour un métal ou une matière plastique rigide. Au contraire, lorsque le matériau à tester est relativement souple et déformable, on a constaté
que les mesures de dureté effectuées avec un appareil à manie-ment manuel que l'on applique sur le matériau, ne donnent pas des résultats reproductibles : c'est le cas, par exemple, lorsque l'on utilise un tel appareil pour mesurer la rigidité
ou la consistance d'un tissu vivant, par exemple la consistance d'un sein de femme.
L'invention a pour but de proposer un appareil permettant de mesurer, de fa,con reproductible, la dureté ou la consistance d'un matériau relativement peu rigide. Selon l'invention, on a constaté que l'on obtenait des mesures ;~ parfaitement reproductibles avec un appareil mesurant le déplacement d'un palpeur et s'appuyant sur le matériau à tester, si l'on prenait la précaution d'effectuer lesdites mesures pour une pression d'appui de l'appareil sur le matériau rigoureu-sement constante. Il est clair qu'il est difficile de maintenir rigoureusement constante la pression d'appui d'un appareil à
maniement manuel sur un matériau relativement souple , en .: .
33~
conséquence, selon l'invention, on a prévu d'appliquer l'appa-reil sur le matériau a ~ster avec une pression variable et de repérer le deplacement du palpeur au moment où la pression d'appui de l'appareil sur le matériau est égale à la pression predéterminée à laquelle on veut faire la mesure. On peut ainsi manier l'appareil selon l'invention sans précaution excessive et obteni.r néanmoins des mesures de dureté parfaite-ment reproduc~ibles sur un matériau souple tel que le peau, par exemple.
La présente invention a donc pour objet un appareil destine à mesurer la duret~ d'un materiau solide, cet appareil étant appliqué sur le matériau à tester et comportant un palpeurfaisant contact avec ledit matériau sous une force prédéterminée correspondant a une mesure effectuée pour une valeur prédéterminée PO d'une pression d'appui de l'appareil sur le matériau, un organe de sortie fournissant sélectivement et automatiquement un repérage du déplacement dudit palpeur pour la valeur prédéterminée PO de la pression d'appui de l'appareil sur le matériau, et un capteur de pression mesurant la pression de l'appareil sur ledit matériau, le signal de sortie du capteur étant comparé a un seuil prédéterminé et déclenchant, lorsqu'il atteint ce seuil, un affichage du repérage du déplacement du palpeur.
Dans un mode préfér~ de réalisation l'enfoncement du palpeur de l'appareil dans le matériau a tester est repéré
par un capteur de déplacement;.le palpeur est appuyé contre le matériau a tester par un ressort; le capteur de pression est un capteur annulaire disposé symétriquement autour de l'axe du palpeur du capteur de déplacement; le capteur de déplacement fournit un courant, continu ou alternatif, .~
:
~0~;~339 dont l'amplitude en tension est sensiblement proportionnelle à l'enforcement du palpeur; le capteur de pression fournit un courant, continu ou alternatif, dont l'amplitude en tension est sensiblement proportionnelle à la pression d'appui de l'appareil sur le matériau, le capteur de pression est alimenté
en courant alternatif basse fréquence et il est constitué d'un pont de Wheastone, dont deux branches sont des éléments sensibles à la pression tels que des membranes portant des dépôts de semi-conducteurs, le capteur de pression alimente un élément "trigger"
qui repère le passage de la tension fournie par le capteur par une valeur prédéterminée correspondant à la pression PO, cet élément "trigger" déclenchant, un monostable, dont le front montant du signal provoque la mise en mémoire de la tension issue du capteur de déplacement, la tension issue du capteur de déplacement est mise en mémoire à des instants commandés par l'élément "trigger", l'organe de sortie est un voltmètre numéri-que, le monostable commande, avec un retard predéterminé, l'affichage sur le voltmètre numérique de la tension de mesure, de préférence par l'intermédiaire d'un bistable.
Il est clair que l'appareil selon l'.invention permet une utilisation manuelle aisée avec, néanmoins, un repérage du déplacement d'un palpeur pour une pression d'application PO
constante sur le matériau souple que l'on désire tester. Le signal proportionnel issu du capteur de déplacement est mesuré
en permanence par le voltmètre numérique, qui fournit une mesure à chaque temps de comptage défini par son horloge interne mais ces différentes mesures successives ne sont pas maintenues en affichage sur le voltmètre, tant que la pression , d'appui de l'appareil sur le matériau à tester n'a pas atteint 30 la valeur PO prédéterminée, le voltmètre "compte fou" et fournit des indications illisibles et constamment variables. Lorsque l'on appuie progressivement l'appareil sur le matériau à tester, IV~33~9 on atteint la presslon PO et, à ce moment, on met en rnémoire la valeur du signal fourni par le capteur de déplacement et on bloque le voLtm~tre numérique qui affiche la valeur de déplacement mise en mémoire. On préfère bloquer le voltmètre avec un léger retard par rapport à la mise en mémoire, pour éviter les signaux parasites qui se superposent à la tension destinée à la lecture pendant les temps où existent les impulsions de cornmande.
Un mode dc realisation prefere de la présen-tc inven-tion sera décrit ci-après avec référence ou dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente schematiquement, une vue en coupe axiale d'un appareil de mesure selon l'invention, la figure 2 représente le schema synoptique du circuit électronique associé à l'appareil de la figure l;
la figure 3 représente l'évolution, au cours du temps, de la pression d'appui P de l'appareil sur le matériau à tester et des tensions en différents points du circuit de la figure 2.
En se réferant au dessin, on voit que l'on a désigné
par 1 le matériau à tester. Le matériau 1 peut être une zone de peau ou la surface d'un muscle ou tout autre tissu, par exemple la surface d'un sein de femme dont on désire mesurer la consistance. L'appareil selon l'invention comporte un bâti cylindrique 2 qui renferme un ressort 3 dont la compression est réglable au moyen de la vis 4, le ressort 3 pousse en direction du matériau 1 un piston coulissant 5 dont l'extr~mit~
est solidaire d'un palpeur 6. Le déplacement du piston 5 dans le bâti cylindrique 2 est repéré au moyen d'un capteur de déplacement 7 de type classique, ledit capteur fournissant en sortie une tension continue proportionnelle au déplacement du palpeur 6 à partir d'une position de référence. Le bâti 2 ~0~3339 comporte des butées 8 permettant de lirni-ter la course du piston 5 du côté où ledi-t piston est poussé par le ressort 3 ce qui définit la position de référence précitée. La partie du bâti 2, qui vient en vis-à-vis immediat du matériau à
tester 1, est ~'~largie pour constituer une sorte d'entonnoir 2a à l'extrémité duquel se trouve un capteur de pression annulaire 9. Le capteur 9 constitue un anneau circulaire au centre duquel se trouve le palpeur 6. Le capteur 9 est avantageusement un capteur du type de celui vendu sous la référence "ELF-1000" --- par la Sociéte "ENTRAN DEVICES INC.";
il est constitué d'un pont de Wheastone dont deux branches comportent des membranes revêtues d'un dépôt de semi-conducteur on alimente le capteur 9 en courant alternatif à 1 k~z au moyen d'un oscillateur 10~ Le capteur 9 fournit en sortie une tension alternative de même fréquence que l'alimen-tation et la tension maximum des oscillations alternatives est proportionnelle à la pression d'appui de l'appareil sur le matériau 1.
Sur la figure 3, on a représenté, sur la première ligne, la variation de la pression d'appui P de l'appareil en fonction du temps lorsque l'utilisateur applique cet appareil sur le matériau à tester et l'on a représenté, sur la deuxième ligne, la'variation de la tension de sortie du capteur 9 (après amplification).
La figure 2 représente l.e schéma synoptique du circuit électronique associé à l'appareil de mesure de la figure 1.
L'appareil de la figure 1 constitue la partie mobile de l'appa-reil de mesure et il est associé à une partie fixe comportant l'organe de sortie constitué par un voltmètre numérique 11.
Sur la figure 2, la ligne pointillée 12 symbolise la séparation entre la partie fixe de l'appareil selon l'invention, située à droite de ladite ligne pointillée 12, et la partie mobile, 1()9~339 située à gauche et solidaire de l'appareil représenté sur la figure 1. L'appareil représenté sur la figure 1 est relié
la partie fixe par des conducteurs électriques assurant l'alimentation des deux capteurs et le transfert des signaux de sortie obtenus au moyen des deux capteurs 7 et 9.
Le signal de sortie du capteur 9 est envoyé dans un amplificateur 13 selectif pour la fréquence de 1 kHz. La sortie de l'amplificateur 13 est une fonction linéaire de la pression d'appui du capteur 9 sur le matériau à tester 1.
Sur la deuxi~me ligne de la figure 3, on a représenté la variation de la tention VA au point A à la sortie de l'amplifi-cateur 13. La tension VA est envoyée sur un élément "trigger"
14 qui fournit en sortie un signal Vp d'amplitude constante et de fréquence 1 kHz, dès que la tension d'entrée VT atteint le seuil haut UO du trigger 14, ce signal de sortie étant maintenu tant que la tension d'entrée VA reste au-dessus du seuil bas Ul du trigger 14. A la troisième ligne de la figure 3, on a représenté le signal de sortie VT du trigger 14.
La tension VT est envoyée sur l'entrée d'un monostable 15 dont la tension de sortie Vs est représentée sur la quatrième ligne de la figure 3: la tension Vs passe au niveau haut au front montant de VT et est maintenue tant que le signal VT
reste établi et même pendant un temps de retard tl après la fin du signal VT.
La tension de sortie Vs du monostable 15 est envoyée sur une porte 16 constituée par un transistor à effet de champ alimenté par la tension VD fournie par le capteur de déplacement 7. Sur la cinquième ligne de la figure 3, on a representé la variation de la tension fournie par le capteur 7. Lorsque le monostable 15 ne fournit aucun signal, le transistor constituant la porte 16 est passant et la tension VD de l'alimentation de :.
ce trarlsistor charge un condensateur constituant le circuit de mise en memoire 17. On a représenté, sur la ~ixième ligne de la figure 3, la tension VM à la sortie du circuit de mise en mémoire 17. Au moment où s'établit le front montant du signal VS fourni par le monos-table 15, la tension fournie par le capteur 7 est VO et cette tension se retrouve à la sortie du circuit de mise en memoire 17. Le front montant du signal Vs bloque le transistor de la porte 16 et la tension VM reste alors constante à une légère décharge près du condensateur constituant le circuit de mise en mémoire 17. Au moment du blocage du transistor, il se produit quelques oscillations parasites de'la tension VM de sorte que l'on préfère repérer la valeur de cette tension par lecture sur le voltmètre numérer 11 avec un retard to sur le moment qui correspond au blocage du transistor constituant la porte 16. Le voltmètre numérique 11 compte à une fréquence qui lui est donnée par une horloge interne et le retard to peut être choisi egal à deux pe'~riodes de comptage du voltmètre.
Pour bloquer la lecture sur le voltmètre numérique au moment qui suit le blocage de la porte 16 avec le retard to/
on utilise le signal Vs issu du monostable 15. Ce signal comman-de un circuit de retard 18, qui lui-même commande un bistable 19. Sur la dernière liyne de la figure 3, on a représenté la tension de sortie VB du bistable 19. Le front montant du signal VB suit avec le retard to le front montant du signal Vs, c'est-à-dire le moment de blocage de la porte 16. Lorsque le signal VB est au niveau haut, le voltmètre numérique 11 est bloqué sur le dernier comptage effectué. Le déblocage du ` voltmètre 11 ne s'effectue que par la remise à zéro manuelle 'du bistable 19, cette remise à zéro ayant été désignée par RAZ sur les figures 2 et 3. Le voltmètre numérique 11 se bloque donc sur la lecture de la tension VM à un moment lV~;~339 post~-~rieur de to au moment du blocage de la porte 16. Le retard to étant faible, le condensateur du circuit 17 n'a pas eu le temps de se décharger de façon significative et, par conséquent, la tension lue est restee pratiquement égale à la tension V0 qui correspondait à la sortie fournie par le capteur de déplacement 7 au moment où l'on a atteint la pression P0 sur le capteur de pression 9.
On cons-tate, lorsque l'on met en oeuvre l'appareil selon l'invention, que les mesures de dureto ou de consistance effectuées sur un matériau relativement souple, comme par exemple un sein de femme, permettent d'obtenir des valeurs parfaitement reproductibles. Par ailleurs, la dimension de la partie de l'appareil, qui est représentée sur la figure 1, est assez restreinte, ce qui permet d'étudier la variation de consistance selon différentes zones d'un même matériau en déplaçant manuellement l'appareil sur le materiau. La mise en oeuvre de cet appareil est extrêmement simple, puisqu'il suffit, après avoir débloqué le voltmètre numérique 11 par la commande de remise à zéro du bistable l9, d'appuyer progressivement le ; 20 dispositif de la figure 1 sur le matériau à tester et de lire la mesure qui s'affiche de façon bloquée sur le voltmètre 11 au moment où l'on atteint la pression de mesure P0.
Il convient également de remarquer que la réalisation de l'appareil selon l'invention est extrêmement simple et conduit à une réalisation fiable.
Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
La présente invention a trait à la mesure de la dureté d'un matériau.
On sait que, dans le cadre de l'étude des caracté-ristiques physiques d'un matériau, on est souvent amené à
mesurer la dureté de ce matériau. On a déjà proposé de mesurer la dureté en repérant le déplacement d'un palpeur bien défini sous une force d'appui prédéterminée agissant sur le matériau à étudier. Lorsque l'on désire effectuer la mesure de dureté
avec un appareil aisément transportable, on utilise un appareil à maniement manuel que l'on appuie sur la surface du matériau à tester. Cette fa~con de procéder permet d'obtenir des résultats satisfaisants si le matériau à tester est relativement rigide, comme c'est le cas par exemple pour un métal ou une matière plastique rigide. Au contraire, lorsque le matériau à tester est relativement souple et déformable, on a constaté
que les mesures de dureté effectuées avec un appareil à manie-ment manuel que l'on applique sur le matériau, ne donnent pas des résultats reproductibles : c'est le cas, par exemple, lorsque l'on utilise un tel appareil pour mesurer la rigidité
ou la consistance d'un tissu vivant, par exemple la consistance d'un sein de femme.
L'invention a pour but de proposer un appareil permettant de mesurer, de fa,con reproductible, la dureté ou la consistance d'un matériau relativement peu rigide. Selon l'invention, on a constaté que l'on obtenait des mesures ;~ parfaitement reproductibles avec un appareil mesurant le déplacement d'un palpeur et s'appuyant sur le matériau à tester, si l'on prenait la précaution d'effectuer lesdites mesures pour une pression d'appui de l'appareil sur le matériau rigoureu-sement constante. Il est clair qu'il est difficile de maintenir rigoureusement constante la pression d'appui d'un appareil à
maniement manuel sur un matériau relativement souple , en .: .
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conséquence, selon l'invention, on a prévu d'appliquer l'appa-reil sur le matériau a ~ster avec une pression variable et de repérer le deplacement du palpeur au moment où la pression d'appui de l'appareil sur le matériau est égale à la pression predéterminée à laquelle on veut faire la mesure. On peut ainsi manier l'appareil selon l'invention sans précaution excessive et obteni.r néanmoins des mesures de dureté parfaite-ment reproduc~ibles sur un matériau souple tel que le peau, par exemple.
La présente invention a donc pour objet un appareil destine à mesurer la duret~ d'un materiau solide, cet appareil étant appliqué sur le matériau à tester et comportant un palpeurfaisant contact avec ledit matériau sous une force prédéterminée correspondant a une mesure effectuée pour une valeur prédéterminée PO d'une pression d'appui de l'appareil sur le matériau, un organe de sortie fournissant sélectivement et automatiquement un repérage du déplacement dudit palpeur pour la valeur prédéterminée PO de la pression d'appui de l'appareil sur le matériau, et un capteur de pression mesurant la pression de l'appareil sur ledit matériau, le signal de sortie du capteur étant comparé a un seuil prédéterminé et déclenchant, lorsqu'il atteint ce seuil, un affichage du repérage du déplacement du palpeur.
Dans un mode préfér~ de réalisation l'enfoncement du palpeur de l'appareil dans le matériau a tester est repéré
par un capteur de déplacement;.le palpeur est appuyé contre le matériau a tester par un ressort; le capteur de pression est un capteur annulaire disposé symétriquement autour de l'axe du palpeur du capteur de déplacement; le capteur de déplacement fournit un courant, continu ou alternatif, .~
:
~0~;~339 dont l'amplitude en tension est sensiblement proportionnelle à l'enforcement du palpeur; le capteur de pression fournit un courant, continu ou alternatif, dont l'amplitude en tension est sensiblement proportionnelle à la pression d'appui de l'appareil sur le matériau, le capteur de pression est alimenté
en courant alternatif basse fréquence et il est constitué d'un pont de Wheastone, dont deux branches sont des éléments sensibles à la pression tels que des membranes portant des dépôts de semi-conducteurs, le capteur de pression alimente un élément "trigger"
qui repère le passage de la tension fournie par le capteur par une valeur prédéterminée correspondant à la pression PO, cet élément "trigger" déclenchant, un monostable, dont le front montant du signal provoque la mise en mémoire de la tension issue du capteur de déplacement, la tension issue du capteur de déplacement est mise en mémoire à des instants commandés par l'élément "trigger", l'organe de sortie est un voltmètre numéri-que, le monostable commande, avec un retard predéterminé, l'affichage sur le voltmètre numérique de la tension de mesure, de préférence par l'intermédiaire d'un bistable.
Il est clair que l'appareil selon l'.invention permet une utilisation manuelle aisée avec, néanmoins, un repérage du déplacement d'un palpeur pour une pression d'application PO
constante sur le matériau souple que l'on désire tester. Le signal proportionnel issu du capteur de déplacement est mesuré
en permanence par le voltmètre numérique, qui fournit une mesure à chaque temps de comptage défini par son horloge interne mais ces différentes mesures successives ne sont pas maintenues en affichage sur le voltmètre, tant que la pression , d'appui de l'appareil sur le matériau à tester n'a pas atteint 30 la valeur PO prédéterminée, le voltmètre "compte fou" et fournit des indications illisibles et constamment variables. Lorsque l'on appuie progressivement l'appareil sur le matériau à tester, IV~33~9 on atteint la presslon PO et, à ce moment, on met en rnémoire la valeur du signal fourni par le capteur de déplacement et on bloque le voLtm~tre numérique qui affiche la valeur de déplacement mise en mémoire. On préfère bloquer le voltmètre avec un léger retard par rapport à la mise en mémoire, pour éviter les signaux parasites qui se superposent à la tension destinée à la lecture pendant les temps où existent les impulsions de cornmande.
Un mode dc realisation prefere de la présen-tc inven-tion sera décrit ci-après avec référence ou dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente schematiquement, une vue en coupe axiale d'un appareil de mesure selon l'invention, la figure 2 représente le schema synoptique du circuit électronique associé à l'appareil de la figure l;
la figure 3 représente l'évolution, au cours du temps, de la pression d'appui P de l'appareil sur le matériau à tester et des tensions en différents points du circuit de la figure 2.
En se réferant au dessin, on voit que l'on a désigné
par 1 le matériau à tester. Le matériau 1 peut être une zone de peau ou la surface d'un muscle ou tout autre tissu, par exemple la surface d'un sein de femme dont on désire mesurer la consistance. L'appareil selon l'invention comporte un bâti cylindrique 2 qui renferme un ressort 3 dont la compression est réglable au moyen de la vis 4, le ressort 3 pousse en direction du matériau 1 un piston coulissant 5 dont l'extr~mit~
est solidaire d'un palpeur 6. Le déplacement du piston 5 dans le bâti cylindrique 2 est repéré au moyen d'un capteur de déplacement 7 de type classique, ledit capteur fournissant en sortie une tension continue proportionnelle au déplacement du palpeur 6 à partir d'une position de référence. Le bâti 2 ~0~3339 comporte des butées 8 permettant de lirni-ter la course du piston 5 du côté où ledi-t piston est poussé par le ressort 3 ce qui définit la position de référence précitée. La partie du bâti 2, qui vient en vis-à-vis immediat du matériau à
tester 1, est ~'~largie pour constituer une sorte d'entonnoir 2a à l'extrémité duquel se trouve un capteur de pression annulaire 9. Le capteur 9 constitue un anneau circulaire au centre duquel se trouve le palpeur 6. Le capteur 9 est avantageusement un capteur du type de celui vendu sous la référence "ELF-1000" --- par la Sociéte "ENTRAN DEVICES INC.";
il est constitué d'un pont de Wheastone dont deux branches comportent des membranes revêtues d'un dépôt de semi-conducteur on alimente le capteur 9 en courant alternatif à 1 k~z au moyen d'un oscillateur 10~ Le capteur 9 fournit en sortie une tension alternative de même fréquence que l'alimen-tation et la tension maximum des oscillations alternatives est proportionnelle à la pression d'appui de l'appareil sur le matériau 1.
Sur la figure 3, on a représenté, sur la première ligne, la variation de la pression d'appui P de l'appareil en fonction du temps lorsque l'utilisateur applique cet appareil sur le matériau à tester et l'on a représenté, sur la deuxième ligne, la'variation de la tension de sortie du capteur 9 (après amplification).
La figure 2 représente l.e schéma synoptique du circuit électronique associé à l'appareil de mesure de la figure 1.
L'appareil de la figure 1 constitue la partie mobile de l'appa-reil de mesure et il est associé à une partie fixe comportant l'organe de sortie constitué par un voltmètre numérique 11.
Sur la figure 2, la ligne pointillée 12 symbolise la séparation entre la partie fixe de l'appareil selon l'invention, située à droite de ladite ligne pointillée 12, et la partie mobile, 1()9~339 située à gauche et solidaire de l'appareil représenté sur la figure 1. L'appareil représenté sur la figure 1 est relié
la partie fixe par des conducteurs électriques assurant l'alimentation des deux capteurs et le transfert des signaux de sortie obtenus au moyen des deux capteurs 7 et 9.
Le signal de sortie du capteur 9 est envoyé dans un amplificateur 13 selectif pour la fréquence de 1 kHz. La sortie de l'amplificateur 13 est une fonction linéaire de la pression d'appui du capteur 9 sur le matériau à tester 1.
Sur la deuxi~me ligne de la figure 3, on a représenté la variation de la tention VA au point A à la sortie de l'amplifi-cateur 13. La tension VA est envoyée sur un élément "trigger"
14 qui fournit en sortie un signal Vp d'amplitude constante et de fréquence 1 kHz, dès que la tension d'entrée VT atteint le seuil haut UO du trigger 14, ce signal de sortie étant maintenu tant que la tension d'entrée VA reste au-dessus du seuil bas Ul du trigger 14. A la troisième ligne de la figure 3, on a représenté le signal de sortie VT du trigger 14.
La tension VT est envoyée sur l'entrée d'un monostable 15 dont la tension de sortie Vs est représentée sur la quatrième ligne de la figure 3: la tension Vs passe au niveau haut au front montant de VT et est maintenue tant que le signal VT
reste établi et même pendant un temps de retard tl après la fin du signal VT.
La tension de sortie Vs du monostable 15 est envoyée sur une porte 16 constituée par un transistor à effet de champ alimenté par la tension VD fournie par le capteur de déplacement 7. Sur la cinquième ligne de la figure 3, on a representé la variation de la tension fournie par le capteur 7. Lorsque le monostable 15 ne fournit aucun signal, le transistor constituant la porte 16 est passant et la tension VD de l'alimentation de :.
ce trarlsistor charge un condensateur constituant le circuit de mise en memoire 17. On a représenté, sur la ~ixième ligne de la figure 3, la tension VM à la sortie du circuit de mise en mémoire 17. Au moment où s'établit le front montant du signal VS fourni par le monos-table 15, la tension fournie par le capteur 7 est VO et cette tension se retrouve à la sortie du circuit de mise en memoire 17. Le front montant du signal Vs bloque le transistor de la porte 16 et la tension VM reste alors constante à une légère décharge près du condensateur constituant le circuit de mise en mémoire 17. Au moment du blocage du transistor, il se produit quelques oscillations parasites de'la tension VM de sorte que l'on préfère repérer la valeur de cette tension par lecture sur le voltmètre numérer 11 avec un retard to sur le moment qui correspond au blocage du transistor constituant la porte 16. Le voltmètre numérique 11 compte à une fréquence qui lui est donnée par une horloge interne et le retard to peut être choisi egal à deux pe'~riodes de comptage du voltmètre.
Pour bloquer la lecture sur le voltmètre numérique au moment qui suit le blocage de la porte 16 avec le retard to/
on utilise le signal Vs issu du monostable 15. Ce signal comman-de un circuit de retard 18, qui lui-même commande un bistable 19. Sur la dernière liyne de la figure 3, on a représenté la tension de sortie VB du bistable 19. Le front montant du signal VB suit avec le retard to le front montant du signal Vs, c'est-à-dire le moment de blocage de la porte 16. Lorsque le signal VB est au niveau haut, le voltmètre numérique 11 est bloqué sur le dernier comptage effectué. Le déblocage du ` voltmètre 11 ne s'effectue que par la remise à zéro manuelle 'du bistable 19, cette remise à zéro ayant été désignée par RAZ sur les figures 2 et 3. Le voltmètre numérique 11 se bloque donc sur la lecture de la tension VM à un moment lV~;~339 post~-~rieur de to au moment du blocage de la porte 16. Le retard to étant faible, le condensateur du circuit 17 n'a pas eu le temps de se décharger de façon significative et, par conséquent, la tension lue est restee pratiquement égale à la tension V0 qui correspondait à la sortie fournie par le capteur de déplacement 7 au moment où l'on a atteint la pression P0 sur le capteur de pression 9.
On cons-tate, lorsque l'on met en oeuvre l'appareil selon l'invention, que les mesures de dureto ou de consistance effectuées sur un matériau relativement souple, comme par exemple un sein de femme, permettent d'obtenir des valeurs parfaitement reproductibles. Par ailleurs, la dimension de la partie de l'appareil, qui est représentée sur la figure 1, est assez restreinte, ce qui permet d'étudier la variation de consistance selon différentes zones d'un même matériau en déplaçant manuellement l'appareil sur le materiau. La mise en oeuvre de cet appareil est extrêmement simple, puisqu'il suffit, après avoir débloqué le voltmètre numérique 11 par la commande de remise à zéro du bistable l9, d'appuyer progressivement le ; 20 dispositif de la figure 1 sur le matériau à tester et de lire la mesure qui s'affiche de façon bloquée sur le voltmètre 11 au moment où l'on atteint la pression de mesure P0.
Il convient également de remarquer que la réalisation de l'appareil selon l'invention est extrêmement simple et conduit à une réalisation fiable.
Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Claims (11)
1. Appareil destiné à mesurer la dureté d'un matériau solide, cet appareil étant appliqué sur le matériau à tester et comportant un palpeur faisant contact avec ledit matériau sous une force prédéterminée correspondant à une mesure effec-tuée pour une valeur predéterminée PO d'une pression d'appui de l'appareil sur le matériau, un organe de sortie fournissant sélectivement et automatiquement un repérage du déplacement dudit palpeur pour la valeur prédéterminée PO de la pression d'appui de l'appareil sur le matériau, et un capteur de pression mesurant la pression de l'appareil sur ledit matériau, le signal de sortie du capteur étant comparé à un seuil prédéterminé et déclenchant, lorsqu'il atteint ce seuil, un affichage du repérage du déplacement du palpeur.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé
par le fait qu'un enfoncement du palpeur dans le matériau à
tester est repéré par un capteur de déplacement.
par le fait qu'un enfoncement du palpeur dans le matériau à
tester est repéré par un capteur de déplacement.
3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, carac-térisé par le fait que le palpeur est appuyé contre le matériau à tester par un ressort.
4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé
par le fait que le capteur de pression est un capteur annulaire disposé symétriquement autour de l'axe du palpeur du capteur de déplacement.
par le fait que le capteur de pression est un capteur annulaire disposé symétriquement autour de l'axe du palpeur du capteur de déplacement.
5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé
par le fait que le capteur de déplacement fournit un courant, continu ou alternatif, dont l'amplitude en tension est sensible-ment proportionnelle à l'enfoncement du palpeur.
par le fait que le capteur de déplacement fournit un courant, continu ou alternatif, dont l'amplitude en tension est sensible-ment proportionnelle à l'enfoncement du palpeur.
6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le capteur de pression fournit un courant, continu ou alternatif, dont l'amplitude en tension est sensible-ment proportionnelle à la pression d'appui de l'appareil sur le matériau à tester.
par le fait que le capteur de pression fournit un courant, continu ou alternatif, dont l'amplitude en tension est sensible-ment proportionnelle à la pression d'appui de l'appareil sur le matériau à tester.
7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le capteur de pression est alimenté en courant alternatif basse fréquence, et est constitué d'un pont de Wheastone, dont deux branches sont des éléments sensibles à la pression.
par le fait que le capteur de pression est alimenté en courant alternatif basse fréquence, et est constitué d'un pont de Wheastone, dont deux branches sont des éléments sensibles à la pression.
8. Appareil selon la revendication 2, caractérisé
par le fait que le capteur de pression alimente un élément "trigger" qui repère le passage de la tension fournie par le capteur par une valeur prédéterminée correspondant à la pression PO, cet élément "trigger" déclenchant un monostable, dont le front montant du signal provoque une mise en mémoire de la tension issue du capteur de déplacement.
par le fait que le capteur de pression alimente un élément "trigger" qui repère le passage de la tension fournie par le capteur par une valeur prédéterminée correspondant à la pression PO, cet élément "trigger" déclenchant un monostable, dont le front montant du signal provoque une mise en mémoire de la tension issue du capteur de déplacement.
9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé
par le fait que la tension issue du capteur de déplacement est mise en mémoire à des instants commandés par l'élément "trigger".
par le fait que la tension issue du capteur de déplacement est mise en mémoire à des instants commandés par l'élément "trigger".
10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'organe de sortie est un voltmètre numérique.
par le fait que l'organe de sortie est un voltmètre numérique.
11. Appareil selon la revendication 9, caractérisé
par le fait que le monostable déclenché par l'élément "trigger"
commande, avec un retard prédéterminé, l'affichage sur un voltmètre numérique de la tension de mesure par l'intermédiaire d'un bistable.
par le fait que le monostable déclenché par l'élément "trigger"
commande, avec un retard prédéterminé, l'affichage sur un voltmètre numérique de la tension de mesure par l'intermédiaire d'un bistable.
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