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Procédé pour mesurer l'amplitude des alternances d'un organe oscillant, notamment du balancier d'un mouvement d'horlogerie, et dispositif pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un procédé pour mesurer l'amplitude des alternances d'un organe oscillant, notamment du balancier d'un mouvement d'horlogerie, caractérisé en ce qu'on détecte, au passage, au moyen d'au moins une tête de lecture, au moins un repère porté par l'organe oscillant, de façon à obtenir deux signaux électriques successifs, en ce qu'on enclenche un générateur de courant alternatif de fréquence stable et connue pendant le temps compris entre les deux dits signaux produits par l'organe oscillant,
en ce que l'on compte le nombre de périodes dudit courant passant pendant ce temps, et en ce qu'on transforme ce nombre de périodes en la grandeur de l'amplitude des alternances dudit organe oscillant.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une tête de lecture destinée à détecter au moins un repère porté par l'organe oscillant, un amplificateur, un générateur de courant alternatif de fréquence stable et connue, un commutateur pour la commande du générateur, un compteur électronique, un dispositif d'enclenchement pour l'amplificateur, et des moyens pour transformer et enregistrer les indications données par le compteur électronique.
Le dessin représente schématiquement, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif pour la mise en aeuvre du procédé suivant l'invention.
La serge du balancier 1 porte un trait 4 qui est destiné à coopérer avec deux têtes de lecture 5. En variante, on pourrait aussi avoir deux traits distincts sur la serge du balancier 1 et une seule tête de lec- ture, ce qui donne un montage équivalent. Le trait 4 peut être peint ou gravé sur la serge du balancier 1 ; il peut être reporté magnétiquement sur une bande magnétique susceptible d'être fixée sur le balancier avant son réglage, pour éviter de le dés- équilibrer. Le trait 4 peut aussi être reporté en creux ou en relief. Dans le cas de la variante, les deux traits peuvent être remplacés par les deux bords d'un bras du balancier 1. Les têtes de lecture 5 sont disposées au-dessus de la serge du balancier 1 et permettent de traduire électriquement le passage du trait 4.
Les têtes de lecture 5 peuvent être constituées par des détecteurs de variations de luminosité et sont alors associées à une source de lumière. Elles peuvent aussi être formées par des éléments sensibles aux variations de magnétisme ou encore par des éléments pouvant traduire en variations de capacité le passage d'une division en creux ou en relief.
Quelle que soit la nature du trait 4 et des têtes de lecture 5, les signaux engendrés par ces dernières sont dirigés sur un amplificateur auquel est éventuellement adjoint un traducteur. Ce dernier sert à transformer les signaux émis par les têtes 5 en impulsions électriques lorsque ces signaux ne sont formés que par des variations de capacité. Le dispositif comprend en outre un générateur de courant alternatif et un commutateur pour la commande de ce générateur, ce commutateur étant relié à l'amplificateur susmentionné.
Le passage du trait 4 devant la première tête de lecture 5 produit un signal électrique agissant sur le commutateur, lequel enclenche le générateur ou branche celui-ci à un compteur électronique. Le
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générateur produit un courant alternatif de fréquence stable et connue. Le passage du trait 4 devant la seconde tête de lecture 5 agit sur le commutateur qui déclenche le générateur ou débranche celui-ci du compteur électronique, de sorte que le courant alternatif cesse. Entre l'enclenchement et le déclenchement du générateur ou l'embranchement et le débranchement du compteur, le courant alternatif est dirigé sur le compteur électronique qui compte le nombre de périodes du courant passant pendant le temps compris entre les deux signaux.
Pour commander de façon précise le moment de mise en action et celui de l'arrêt du dispositif de mesurage, on peut utiliser un dispositif d'enclenchement qui est branché entre le commutateur et le compteur électronique. Ce dispositif d'enclenchement peut être commandé par certains bruits de l'échappement, par exemple par le bruit produit par le choc de l'ellipse contre la fourchette de l'ancre (dégagement). Le dispositif d'enclenchement met en marche l'amplificateur et prépare le compteur électronique pour que le mesurage puisse avoir lieu dès que le trait 4 passe devant la première tête 5.
On peut compter les périodes du courant correspondant à un seul passage du trait 4 entre les têtes de lecture 5, c'est-à-dire pour une seule alternance, ou pour plusieurs passages successifs, ce qui permet de connaître l'amplitude moyenne d'un certain nombre d'alternances. Le courant alternatif de référence est dirigé, pendant ses périodes d'enclenchement, sur un dispositif approprié (marqué intégrateur sur le dessin) qui traduit sous forme d'une grandeur électrique, par exemple la charge d'un condensateur, le nombre de périodes passant entre l'enclenchement et le déclenchement correspondant à une alternance.
Cette grandeur est enregistrée au moyen d'un appareil approprié (marqué enregistreur à papier sur le dessin) sous forme de diagramme sur lequel on peut lire la valeur de l'amplitude de chaque alternance du balancier 1, le diagramme représentant en outre les variations de l'amplitude des alternances du balancier au cours du temps.
L'interprétation des grandeurs enregistrées peut se faire au moyen de la formule suivante, donnant le temps t2 - t1 pour passer de l'élongation cpl à l'élongation cp2
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où cpo désigne l'amplitude, I le moment d'inertie du balancier et C le moment élastique du spiral. Connaissant la différence t2 - t1 et les autres grandeurs cpl , q12 , I et C, on peut tirer de cette formule la valeur de l'amplitude cpo . Bien que cette formule ne tienne pas compte de l'amortissement par frottements, les résultats obtenus ainsi sont suffisamment exacts.
La précision de la méthode dépend de la fréquence du courant alternatif de référence, et elle est d'autant meilleure que cette fréquence est plus élevée.
Au lieu d'enregistrer, comme indiqué plus haut, les résultats des mesures donnés sur le compteur électronique, on peut, selon une variante non représentée, enregistrer au moyen d'une caméra cinématographique les chiffres affichés à la fin de chaque alternance du balancier sur le compteur électronique, la caméra étant solidaire d'un dispositif de synchronisation qui déclenche son obturateur au moment opportun et ramène ensuite le compteur à zéro pour le préparer à recevoir un nouvel affichage.
Une autre possibilité d'enregistrer les résultats consisterait à utiliser des mémoires magnétiques et à déchiffrer ensuite au moyen d'un appareillage approprié, de type connu, le contenu de celles-ci.
L'emploi du dispositif décrit ne se limite pas au mesurage de l'amplitude des alternances d'un balancier de mouvement d'horlogerie, mais peut s'appliquer en général au mesurage de l'amplitude des alternances de tout organe oscillant à mouvement périodique.
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Method for measuring the amplitude of the vibrations of an oscillating member, in particular of the balance wheel of a clockwork movement, and device for implementing this method The present invention relates to a method for measuring the amplitude of the vibrations of an oscillating member, in particular of the balance of a clockwork movement, characterized in that, in passing, by means of at least one read head, at least one mark carried by the oscillating member is detected, so as to obtain two successive electrical signals, in that an alternating current generator of stable and known frequency is switched on for the time between the two said signals produced by the oscillating member,
in that the number of periods of said current flowing during this time is counted, and in that this number of periods is converted into the magnitude of the amplitude of the vibrations of said oscillating member.
The invention also relates to a device for implementing said method. This device is characterized in that it comprises at least one read head intended to detect at least one mark carried by the oscillating member, an amplifier, an alternating current generator of stable and known frequency, a switch for controlling the generator, an electronic counter, an interlocking device for the amplifier, and means for transforming and recording the indications given by the electronic counter.
The drawing shows schematically, by way of example, an embodiment of the device for implementing the method according to the invention.
The rim of the balance 1 bears a line 4 which is intended to cooperate with two reading heads 5. As a variant, one could also have two distinct lines on the rim of the balance 1 and a single reading head, which gives a equivalent assembly. Line 4 can be painted or engraved on the serge of balance 1; it can be magnetically transferred to a magnetic strip capable of being attached to the balance before it is adjusted, to avoid unbalancing it. Line 4 can also be reported in hollow or in relief. In the case of the variant, the two lines can be replaced by the two edges of an arm of the balance 1. The reading heads 5 are arranged above the rim of the balance 1 and make it possible to translate the passage of the line electrically. 4.
The read heads 5 can be formed by detectors of variations in brightness and are then associated with a light source. They can also be formed by elements sensitive to variations in magnetism or by elements which can translate into variations in capacitance the passage of a division in hollow or in relief.
Whatever the nature of the line 4 and the read heads 5, the signals generated by the latter are directed to an amplifier to which a translator may be added. The latter serves to transform the signals emitted by the heads 5 into electrical pulses when these signals are formed only by variations in capacitance. The device further comprises an alternating current generator and a switch for controlling this generator, this switch being connected to the aforementioned amplifier.
The passage of the line 4 in front of the first read head 5 produces an electrical signal acting on the switch, which engages the generator or connects it to an electronic meter. The
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generator produces an alternating current of stable and known frequency. The passage of the line 4 in front of the second read head 5 acts on the switch which triggers the generator or disconnects it from the electronic counter, so that the alternating current ceases. Between switching on and off of the generator or branching and disconnecting the meter, the alternating current is directed to the electronic meter which counts the number of periods of the current flowing during the time between the two signals.
In order to control precisely when the metering device is switched on and off, it is possible to use an interlocking device which is connected between the switch and the electronic meter. This interlocking device can be controlled by certain noise from the exhaust, for example by the noise produced by the impact of the ellipse against the fork of the anchor (release). The interlocking device turns on the amplifier and prepares the electronic counter so that the measurement can take place as soon as the line 4 passes in front of the first head 5.
It is possible to count the periods of the current corresponding to a single passage of the line 4 between the read heads 5, that is to say for a single half-wave, or for several successive passages, which makes it possible to know the average amplitude d 'a number of alternations. The reference alternating current is directed, during its periods of engagement, on a suitable device (marked integrator in the drawing) which translates in the form of an electrical quantity, for example the charge of a capacitor, the number of periods passing between switching on and switching off corresponding to an alternation.
This quantity is recorded by means of a suitable device (marked paper recorder on the drawing) in the form of a diagram on which the value of the amplitude of each alternation of the balance 1 can be read, the diagram also representing the variations of the amplitude of the alternations of the balance over time.
The interpretation of the recorded quantities can be done using the following formula, giving the time t2 - t1 to go from elongation cpl to elongation cp2
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where cpo denotes the amplitude, I the moment of inertia of the balance and C the elastic moment of the balance spring. Knowing the difference t2 - t1 and the other quantities cpl, q12, I and C, we can derive from this formula the value of the amplitude cpo. Although this formula does not take into account the damping by friction, the results obtained thus are sufficiently exact.
The precision of the method depends on the frequency of the reference alternating current, and it is all the better as this frequency is higher.
Instead of recording, as indicated above, the results of the measurements given on the electronic counter, it is possible, according to a variant not shown, to record by means of a cinematographic camera the figures displayed at the end of each alternation of the balance on the electronic counter, the camera being integral with a synchronization device which triggers its shutter at the opportune moment and then returns the counter to zero to prepare it to receive a new display.
Another possibility of recording the results would consist in using magnetic memories and then deciphering, by means of suitable equipment, of known type, the content thereof.
The use of the device described is not limited to measuring the amplitude of the vibrations of a pendulum of a clockwork movement, but can generally be applied to the measurement of the amplitude of the vibrations of any oscillating member with periodic movement. .