Jean Marie Alfred Carteron, La Celle-Saint-Cloud (Seine-et-Oise, France), est mentionné comme étant l'inventeur La présente invention se rapporte à un appareil pour enregistrer les valeurs successives d'une variable, par exemple, d'une grandeur électrique, telle que tension, puissance, fréquence ou de toute autre grandeur physique, par exemple encore l'orientation et/ou la vitesse de courants marins, etc., à inter valles de temps déterminés, sur une bande sous la forme de perforations.
On sait qu'il existe actuellement au moins trois procédés d'enregistrement, à savoir - l'enregistrement graphique, c'est-à-dire sous forme de courbes, - l'enregistrement sous forme d'impression d'un nombre mesurant cette grandeur, - l'enregistrement sous forme de perforation d'une bande suivant un certain code.
Les deux premiers procédés se prêtent mal à un dépouillement systématique et rapide des variations de la grandeur enregistrée, surtout dans le cas d'en registrements couvrant un grand intervalle de temps.
On a proposé différents procédés d'enregistre ment sur bande perforée qui se prêtent à un dépouil lement rapide et automatique ; ces procédés mettent en oeuvre soit l'avance régulière de la bande et une perforation dès que le compteur a intégré une quan tité type, soit une avance de la bande à chaque quantité type et perforation à intervalles réguliers pour marquer le temps.
Toutefois, ces procédés connus présentent cer tains inconvénients et en particulier - les retraits ou la dilatation du papier créent une erreur, puisque le temps s'exprime par une longueur de papier ; - si l'on veut un enregistrement riche en ren seignements et précis, la longueur de la bande utilisée devient très grande ; - il n'est pas possible d'enregistrer des nombres négatifs, alors que c'est désirable dans de nombreux cas d'application (par exemple enregistrement de puissance réactive transi tant en un point). La présente invention permet de pallier les in convénients précités.
Elle a pour objet un appareil pour enregistrer les valeurs successives d'une va riable, à des intervalles de temps déterminés, sur une bande sous la forme de perforation, caractérisé par un premier dispositif comprenant un compteur- codeur susceptible de commander un organe perfo rateur, des moyens d'introduction desdites valeurs dans ce premier dispositif, un deuxième dispositif pour assurer, d'une part, le déplacement de la bande et, d'autre part, le rapprochement du premier dispo sitif de la bande pour pratiquer la perforation de celle-ci à la fin de chaque intervalle de temps.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'appareil suivant l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, partielle ment en perspective, une première forme d'exécu tion ; Les fig. 2 à 4 montrent certains organes d'une deuxième forme d'exécution.
Les fig. 2 et 3 représentant respectivement des vues en élévation et de côté d'une même partie. La fia. 5 montre une bande perforée utilisée dans la deuxième forme d'exécution.
La fia. 6 est un diagramme de fonctionnement. Les fia. 7 et 8 montrent schématiquement. res pectivement en plan et en coupe, une troisième forme d'exécution.
La fia. 9, enfin, montre en perspective partielle une quatrième forme d'exécution. En se référant tout d'abord à la fia. 1 représen tant une première forme d'exécution, on supposera que l'on se propose d'enregistrer par inscription, sous forme de perforations codées, sur une bande, les valeurs successives d'une variable que l'on suppo sera être une grandeur électrique.
L'ensemble représenté sur la fia. 1 comprend en combinaison avec un appareil de mesure de la grandeur électrique considérée, tel que représenté d'une façon générale en M, fia. 1 un compteur C (fia. 1) propre à enregistrer sur ses organes tels que rouleaux, roues dentées ou autres, les valeurs de la susdite grandeur, tout au moins à certains intervalles de temps déterminés tels que ceux T indiqués plus loin, et cela aussi bien pour des valeurs négatives que pour des valeurs positives de ladite grandeur ou de ses variations, ledit comp teur étant du type codé, par exemple en système bi naire (fia. 1) ou en système binaire-décimal, tel que décrit en référence aux fia.
2 et suivantes, des moyens perforateurs D propres à permettre de transporter sur une bande 10, sous forme de per forations, les valeurs codées enregistrées par ledit compteur, ces moyens perforateurs étant agencés de manière qu'ils forment un même ensemble avec le compteur C, et, enfin, un système d'horloge H, propre à assu rer, d'une part, l'avancement de la bande 10, et, d'autre part, sa perforation, à la fin de chaque inter valle de temps T, à partir du compteur C et en fonction des valeurs à ce moment inscrites sur ledit compteur.
Cette horloge est synchrone au secteur d'alimen tation S, cela de façon qu'on puisse opérer la com paraison rigoureuse de deux bandes coagissant avec des appareils montés en des points éloignés d'un même réseau, dans certaines applications telles que celles envisagées ci-après. En outre, l'horloge est agencée pour présenter une autonomie importante, de plusieurs heures ou plusieurs jours par exemple, afin de continuer à assurer l'entraînement de la bande, même en cas de panne de courant.
En outre, l'ensemble comprend des moyens pou vant, lors de panne de courant ou de tout incident risquant de fausser les résultats de l'enregistrement, invalider les perforations correspondant à des pé riodes T, pendant une partie au moins desquelles â eu lieu une telle panne, ces moyens se manifes tant par une perforation particulière ou l'absence d'une telle perforation sur une piste ou colonne spéciale de la bande 10.
Comme représenté sur la fia. 1, à titre d'exemple, l'appareil de mesure M est du type électrodyna mique à disque tournant, et pour lequel on a supposé que les valeurs étaient transférées, depuis l'appareil de mesure M jusqu'au compteur C, par un système de transmission à impulsions, étant entendu qu'on pourrait assurer cette transmission de toute autre manière, comme il apparaîtra également à la fin de la présente description.
On se propose d'enregistrer les valeurs succes sives d'une grandeur électrique qui peut être par exemple une puissance, une tension, etc. ; cette gran deur électrique est appliquée aux bornes<I>A</I> et<I>B</I> de l'appareil de mesure M, à stator 1 et disque 2, l'angle de rotation de ce dernier étant proportionnel à l'intégrale dans le temps des variations de G
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le rôle du compteur-per- forateur C étant d'enregistrer ladite intégrale à chaque période T et de la transporter à la fin de cette période sur la bande 10.
Pour enregistrer le nombre de tours n du disque 2 sur le compteur C, on a recours à des impulsions engendrées par un doigt 4 entraîné par le disque 2 et agissant sur des contacts 5 et des électrodes 6, et 6_ A chaque tour, fraction de tour ou groupe de tours (selon le mode de réalisation choisi), le disque 2 vient déclencher par 4 le dispositif de contacts 5, qui est du type bipolaire, de façon que, si la rotation est directe, on assure l'émission d'une impulsion dite positive venant agir sur l'électrode 61, tandis que si la rotation s'effectue en sens opposé, on assure l'émission d'une impulsion dite négative venant agir sur l'électro-aimant 6.,.
En outre, il y a lieu d'interposer dans le circuit des impulsions, un système de relais-mémoire 7 (fia. 1), pour tenir compte du fait que le dispositif de compteur-codeur C n'est pas prêt à recevoir l'action des impulsions pendant le temps t1, (fia. 6) correspondant à la perforation de la bande et éven tuellement à la remise à zéro dudit dispositif. Ce temps tT, sera d'ailleurs très court, de l'ordre par exemple de une seconde, ou de quelques secondes (voire même de moins de une seconde).
Cela étant, les relais 61, 6., viennent donc agir, par des cliquets 8 et une roue à rochet 9, sur l'arbre 3 du compteur-codeur C.
Le compteur représenté très schématiquement sur la fia. 1 convient au codage binaire. Il est cons titué essentiellement par trois rouleaux RI , R_, , R.; reliés les uns aux autres par des roues ou dispositifs de report r. Chacun de ces rouleaux correspond à quatre ordres binaires successifs, c'est-à-dire peut occuper seize positions différentes, les digits 1 et les digits 0 du système binaire étant représentés respectivement par des dents d et par les creux qui les séparent, et le tout étant propre à agir sur les moyens perfo rateurs D destinés à transporter, sur la bande 10, les valeurs codées représentées par lesdites dents.
Il est inutile d'insister sur ces rouleaux, bien connus dans la technique du système binaire. Des renseignements plus précis seront donnés plus loin, dans le cas du système binaire décimal.
Les moyens perforateurs D, qui actionnent le compteur C (RI, R_,, R..;), sont constitués par au moins un électro-aimant 13 (commandé à partir de l'horloge H) actionnant une barre générale de frappe 14, propre à commander des outils perforateurs ou poinçons 15. Ces derniers ne peuvent être solli cités que dans les ordres binaires où l'un de leurs éléments 18 aura été amené en position de frappe en étant repoussé par une dent d (sur la fig. 1, on n'a représenté qu'un seul des outils 15, 18, dans un rang binaire déterminé).
Finalement, l'actionnement des outils perfora teurs à la fin de chaque période T aura pour effet d'assurer l'inscription du nombre binaire sur trois lignes successives<I>al , a., ,</I> a.3 et quatre colonnes <I>I, Il, 1l1, IV</I> de la bande<B>10</B> (colonne<I>c i</I> fig. 1, le tout correspondant dans l'exemple représenté à' 16 ordres binaires successifs), les digits 1 et 0 de la numérotation binaire étant représentés, les premiers par des perforations 17 et les seconds par l'absence de perforations, ou encore par des points 16 (ceux-ci étant cependant indiqués surtout dans un but de compréhension).
Des moyens sont prévus pour faire apparaître les nombres négatifs par une perforation supplémen taire 20, comme on le montrera en référence aux fi-. 2 à 5.
Pour ce qui est de l'entraînement de la bande, la fig. 1 montre que celui-ci est obtenu à l'aide de l'horloge H par au moins une roue à picots 33 co- agissant avec des trous d'entraînement 12 de ladite bande.
La même horloge provoque à la fin de la période T la fermeture de contacts 30 entraînant l'excitation du relais 13 du système perforateur D.
Elle provoque en même temps l'intervention du système de validation E, qui comporte un relais 21 propre à provoquer la perforation de la bande 10 en 23, à l'aide d'un dispositif perforateur 22. La pré sence d'un trou en 23, sur une colonne supplémen taire c v, indique que les perforations 17 réalisées sur la bande à partir du compteur C sont valides, tandis que l'absence de trou correspond à une inva lidation. Un dispositif est donc prévu - tel que celui décrit plus loin en référence à la fig. 4 pour empêcher le fonctionnement du relais,21 (aucun trou n'étant alors obtenu en 23), lorsqu'une panne de secteur (ou toute autre opération incorrecte) a eu lieu au cours de la période T précédant le transport des valeurs codées du compteur C sur la bande 10.
On peut résumer le fonctionnement de la forme d'exécution de la fig. 1 en indiquant que celle-ci comporte le transport sur une bande à chacune des périodes T déterminées, de valeur codée (perfora tion 17 et, éventuellement, points 16) correspondant aux valeurs de la grandeur - ici l'intégrale de cette grandeur - pendant ladite période, ces valeurs pouvant être aussi bien négatives que positives (la discrimination se faisant par des perforations spé ciales 20 correspondant au signe moins).
La perforation, conjuguée directement au comp teur C, est assurée par une horloge H synchronisée sur le réseau et par la présence de moyens propres à assurer, à partir de l'horloge, une invalidation en cas de panne de courant, cette invalidation se faisant à l'aide de perforations supplémentaires 23 sur la bande.
On va maintenant décrire, en référence aux fig. 2 à 5, le dispositif compteur perforateur d'une autre forme d'exécution.
On adopte, pour le codage du compteur et de la perforation, le système binaire décimal.
Dans ce système, qui est illustré sur la bande 10 de la fig. 5 et qui est supposé sur cette figure appliqué à des nombres à trois chiffres en système décimal, on dispose de trois rangées <I>al , a, , a;</I> respectivement pour les unités, les dizaines et les centaines, et, dans chacune de ces rangées, la perforation a lieu dans le système binaire.
Un nombre décimal, avec des unités, dizaines et centaines, s'inscrit donc respectivement sur les trois a1 <I>,</I> a., <I>,</I> a,; (f étant, par exemple, le sens d'entraîne ment de la bande), et en tenant compte de ce que, sur chaque ligne, les perforations successives sur les colonnes I,<I>II, III, IV,</I> correspondent aux nombres 1, 2, 22, 2:s c'est-à-dire, en système décimal, 1, 2, 4, 8 Le chiffre 1 se représente par une perforation dans la colonne 1, le chiffre 2, par une perforation dans la co lonne 11, le chiffre 3, par deux perforations respective ment dans les colonnes<I>1 et II,</I> le chiffre 4 par une perforation dans la colonne <I>l11,</I> etc.
On a montré, sur la fig. 5, le chiffre 239. Pour faire apparaître un nombre négatif, on prévoit dans ce cas l'inscription d'une perforation supplémentaire, telle que celle représentée en 20 sur la ligne a:;. On a choisi, pour l'endroit de cette perforation, la quatrième position<I>(IV)</I> sur ladite ligne a3 <I>,</I> auquel cas le système ne peut pas enre gistrer des chiffres supérieurs à 799 ; ce n'est là qu'un exemple. Cette même figure 5 montre deux inscriptions valides (val), pour -f- 239 et<B>-239,</B> caractérisées par le fait qu'il existe une perforation de validation en 23 sur la colonne c v.
Elle montre aussi deux inscriptions non valables (inv), pour les mêmes nombres, caractérisées par le fait qu'une telle per foration n'existe pas.
Cela étant exposé, on voit sur les fig. 2 et 3 un compteur perforateur particulièrement simple fonctionnant dans le système binaire-décimal susvisé.
Ce compteur comporte trois roues RI R_, R.# res pectivement pour les unités, les dizaines et les cen taines, ces roues étant identiques et formées chacune d'une plaque ayant la forme d'un décagon. Des roues de report à une dent sont prévues en r, <I>r,</I> I@ , propres à engrener avec des roues dentées intermédiaires à dix dents 31. Le codage binaire apparaît sur les faces 32 des plaques, et cela sous forme de saillies<B>32,</B> correspondant aux ordres binaires choisis pour for mer chacun des chiffres décimaux 0 à 9, ces saillies étant propres à agir sur les poinçons perforateurs 15.
Au lieu de provoquer la perforation en agissant sur les poinçons 15 comme supposé sur la fig. 1, on provoque le déplacement de l'ensemble du compteur vers lesdits poinçons.
A cet effet (fi . 4), le dispositif est tel que, chaque fois que doit intervenir la perforation à la fin de la période T, sous l'effet des contacts 30, une came 34 attaque un levier 35 sur lequel est monté l'axe 36 du compteur C<I>(RI</I> R@ & ).
Cette came 34 est montée sur un arbre de com mande 37 pouvant servir à d'autres fins, en parti culier à la remise à zéro du compteur.
En effet, dans la forme d'exécution de la fig. 1, où l'on suppose que l'on veuille inscrire à chaque période T la valeur moyenne de la grandeur, c'est- à-dire le nombre de tours de l'appareil de mesure M, il convient d'assurer cette remise à zéro du compteur (laquelle cependant peut ne pas être indispensable dans d'autres applications), aussitôt après la perfo ration, pendant l'intervalle de temps t".
Dans l'exemple de la fig. 4, cette remise à zéro intervient par le fait d'au moins une roue à denture incomplète 38 montée sur l'arbre 37 et en prise avec un pignon 39 également à denture incomplète, appartenant au compteur.
En fin de période T, c'est-à-dire pendant la pé riode t" (fig. 6), l'arbre 37 est amené à faire un tour complet, provoquant à la fois la perforation et la remise à zéro.
A cet effet, ledit arbre est entraîné (fig. 4) par un moteur 40, mis en marche par la fermeture de contacts 41 intervenant sous l'effet du relais D (13). L'armature mobile 42 dudit relais est notamment agencée de façon à verrouiller la came 34 et l'arbre 37, en l'absence de courant dans ledit relais, et cela par la pénétration d'un taquet 43 dans une encoche 44 de la came 34. Lors de l'excitation du relais<B>13</B> par la fermeture momentanée des contacts 30, le moteur 40 est mis en marche, l'arbre 37 et sa came tournent, et cette rotation est maintenue par le fait que le taquet 43 est sorti de son encoche et que l'armature 42 maintient les contacts 41 fermés. La rotation dure donc un tour complet, jusqu'à ce que le taquet 43 retombe dans ladite encoche, l'ar mature 42 ouvrant alors les contacts 41.
La fig. 4 montre aussi avec quelques détails, un dispositif d'invalidation E, illustré schématiquement sur la fig. 1, avec relais 21 et armature 22.
Cette armature 22 agit sur un doigt intermé diaire 63, monté en bout d'un levier de réarmement 64 soumis à l'action d'un ressort 45.
Dans les conditions normales, c'est-à-dire le cou rant passant dans le relais 21 et l'armature 22 étant attirée, le doigt 63 se trouve enclenché dans. la po sition représentée et son extrémité active 46 se présente entre une saillie 47 du levier 35 (comman dé par la came 34) et le poinçon de validation 48. La perforation de validation 23 est donc assurée.
Dès qu'il y a panne de courant, l'armature 22 est libérée et le levier 64 prend la position pointillée représentée, pour laquelle l'extrémité 46 du doigt 63 se retire de la saillie 47, de sorte que la perfo ration 23 ne peut plus se faire.
Il est à noter qu'à ce moment et tant que dure la panne, rien ne se passe dans l'appareil, sinon que la bande 10 continue à être entraînée (à supposer que le moteur 40 soit lui-même alimenté par le sec teur, donc lui-même arrêté en cas de panne). Lorsque le courant revient, il faut que la première inscription codée enregistrée sur la bande soit invalidée : c'est ce que réalise l'ensemble, puisque la perforation 23 n'a pas lieu, comme il vient d'être indiqué. Mais il faut, en outre, que le dispositif d'invalidation E (21) soit réarmé pour la période T suivante.
Ce dernier résultat est obtenu par le fait que la came 34, au cours de sa rotation, vient réarmer le levier 64 et remettre l'ensemble en place, ledit ensemble se réen- clenchant sur l'armature 22 à nouveau attirée par le relais 21.
Il est à noter qu'on n'a pas représenté, sur les fig. 2 à 5, le poinçon pour la perforation 20 des nombres négatifs, mais il est aisé au technicien d'agencer les moyens pour actionner un tel poinçon.
La forme d'exécution décrite aux fig. 2 à 5 fonctionne suivant les lignes générales données plus haut en référence à la fig. 1, c'est-à-dire entraînement continue de la bande 10, inscription sur le compteur C, pendant chaque période T, des indications de l'appareil de mesure (ici l'intégrale ou valeur moyenne de la grandeur G), et, à chaque fin de période, pendant un court intervalle t" , report des inscriptions du compteur sur la bande, par perforation, avec validation (ou in validation) et inscription éventuelle de la perforation 20 dans le cas d'un nombre négatif.
On obtient ainsi une bande qui reproduit fidèle ment, sous forme de perforations et d'absence de perforations sur des lignes régulièrement espacées, la loi de variation de la grandeur pendant chacun des intervalles de temps T prédéterminés, étant en tendu d'ailleurs que l'on peut obtenir, à partir de ces bandes, toutes autres formes représentatives de ladite loi.
C'est ainsi qu'en liaison avec un lecteur de bande on pourrait utiliser la forme d'exécution décrite ci- dessus avec un dispositif reproducteur sur carte per forée, avec une machine à écrire automatique, inscri vant les nombres en système décimal, avec un traceur de courbe, ete.
La forme d'exécution des fig. 2 à 4 permet d'utiliser des longueurs de bande très faibles (par exemple un enregistrement sur une bande d'une me sure par heure, avec une précision de 1/2000, peut occuper 60 m seulement d'une bande large de 18 mm, soit un rouleau de 4 à 5 cm de rayon). Du fait que l'horloge est synchrone avec le réseau et possède une réserve de marche, on peut faire l'économie de l'inscription de l'heure (chaque inscription par perfo ration correspondant à une période T prédéterminée). En outre, on peut inscrire à volonté sur une ou plusieurs lignes ; on peut inscrire des nombres né gatifs aussi bien que des nombres positifs ; on peut réaliser une invalidation, ce qui élimine automatique ment des mesures erronées et on peut enfin réaliser des ensembles simples et peu coûteux.
Il convient encore d'ajouter que le synchronisme réalisé entre l'horloge et le réseau permet d'effectuer ainsi tous travaux de corrélation entre deux enre gistreurs éloignés.
Ces travaux de corrélation peuvent consister par exemple, à comparer la loi de variation entre la puis sance électrique totale consommée, dans un pays ou une région, et la température extérieure, ou à comparer les variations de la puissance consommée en un point d'alimentation d'un réseau et les fluctuations de tension chez l'abonné le plus éloigné.
De telles comparaisons ou corrélations exigent des mesures en des points éloignés, donc l'inscription sur des bandes différentes dont le synchronisme doit être maintenu parfait, ce que permettent les appareils décrits (et sans que les variations de longueur du papier, par dilatation, aient aucunement à interve nir).
Il convient encore de noter que, si dans l'appareil de la fig. 1, on enregistre l'intégrale de la grandeur, il est également possible d'enregistrer les valeurs mêmes de la grandeur, par exemple les valeurs de celles-ci à la fin de chaque période T (valeur absolue ou valeur relative par rapport à la valeur prise à la fin de la période précédente) et plus spécialement dans le cas où la durée de cette période T est faible (quelques secondes ou quelques minutes).
A supposer, par exemple, que la grandeur à mesurer se manifeste sur l'appareil de mesure, non plus par la rotation d'un disque comme sur la fig. 1, mais par la position angulaire d'un organe tel que cadre mobile, aiguille aimantée, etc., on pourra uti liser la forme d'exécution représentée aux fig. 7 et 8 où l'on conserve le dispositif de transmission par impulsion de la fig. 1, ce dispositif recevant, par exemple, à la fin de chaque période T, un nombre d'impulsions correspondant à la position angulaire dudit organe mobile, cela à l'aide d'un dispositif chercheur combiné à cet organe,
ou bien la forme d'exécution représentée en fig. 9 où la position du compteur C est asservie à celle dudit organe.
La forme d'exécution des fig. 7 et 8 est agencée pour mesurer, à des intervalles de temps T, les valeurs de la direction d'un courant marin, par rap port au nord magnétique, c'est-à-dire par rapport à la direction d'une aiguille aimantée 49.
Ladite aiguille coopère, à l'intérieur d'un boîtier non représenté, avec une couronne 50 de mise à la masse et avec des plots 51, respectivement reliés à ceux 52 d'un chercheur 53, du genre des rotatifs téléphoniques.
A la fin de chaque période T, c'est-à-dire pendant la période t1, <I>,</I> on provoque par exemple les opérations suivantes (commandées par l'horloge H) mise momentanée d'une tension, par l'aiguille 49, sur l'un des plots 51, en regard (par exemple par basculement, sous l'effet d'un solénoïde 54 apparte nant au boîtier de l'appareil et lié à l'horloge en 63), cette tension étant alors appliquée aussi au plot cor respondant 52 du chercheur, et mise en marche de l'organe mobile 55 dudit chercheur qui, partant de son origine, émet des im pulsions jusqu'à ce qu'il rencontre le plot de tension, ou le plot à la masse, le nombre de ces impulsions étant donc proportionnel à l'angle qu'il s'agit d'en registrer sur le compteur C,
de sorte que tout fonctionne comme dans le cas de la fig. 1, sous l'effet des impulsions émises en 56, sauf que l'on enregistre à la fin de chaque période T la valeur même de la grandeur, ou sa valeur relative, au lieu de son intégrale.
La forme d'exécution représentée en fig. 9 com prend une aiguille aimantée 49 coopérant avec un potentiomètre 57, de façon à appliquer à chaque instant une tension variable U, à un comparateur 58, lequel reçoit par ailleurs une tension U' provenant d'un potentiomètre 59 entraîné par un moteur 60 des tiné à commander par réducteur 61 le compteur C.
Ce moteur recevant la tension U, résultant de la comparaison entre<I>U</I> et<I>U',</I> on voit que la position du compteur C sera à chaque instant asservie à la position relative de l'aiguille par rapport à son boîtier.
Un interrupteur est prévu en 62, cet interrupteur étant commandé par l'horloge, de façon à arrêter le moteur pendant la perforation.
Il n'y a pas, ici, de remise à zéro du compteur ; il doit être entendu qu'il peut en être ainsi dans de nombreuses applications. Il est à préciser, au surplus, que la grandeur à mesurer peut être quelconque et qu'elle pourra toujours être transformée, par exemple, en un cou rant ou tension continu proportionnel, propre à assu rer l'actionnement du compteur C en vue de l'enre gistrement à réaliser par perforation.