Baromètre ou altimètre anéroïde
Pour réaliser des instruments peu délicats et facilement transportables, il est connu de mesurer les variations d'altitude ou de pression au moyen d'une boîte anéroide dont les déformations donnent sur un cadran et par l'intermédiaire d'un mécanisme des indications d'altitude ou de pression atmosphérique.
II est connu que la pression ne varie pas de manière linéaire avec l'altitude et que la déformation de la boîte anéroïde n'est pas une fonction linéaire de la variation de pression atmosphérique.
Ainsi, les indications fournies par un appareil pourvu d'une boîte anéro"Idse sont sujettes à deux sortes d'erreur. I1 en résulte que le cadran devrait être pourvu de divisions différemment espacées pour les diverses zones d'utilisation et qu'une même échelle ne pourrait être utilisée pour les basses et les hautes altitudes.
La présente invention a pour objet un baromètre ou altimètre anéroïde dans lequel la boîte anéroide est reliée à son organe indicateur par un mécanisme comprenant des leviers. Il est caractérisé par le fait qu'au moins l'un des leviers présente un bras conformé de manière que sa longueur active varie en cours de rotation de façon à corriger les défauts de non-linéarité de déformation. Ide la boîte.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. I en est une vue en élévation et la fig. 2 une vue en plan.
Les fig. 3, 4, 5, 6 et 7 concernent des détails.
Les fig. 8 et 9 représentent t les défauts de non- linéarité de la pression atmosphérique en fonction de l'altitude et des déformations de la boîte anéroïde en fonction de la pression.
Les fig. 10 et 11 représentent à une échelle agrandie, des leviers correcteurs.
Le baromètre représenté comprend une boîte dont seul le fond 1 est dessiné ; dans cette boîte se trouve la capsule 2 du baromètre anéroïde compre- nant, comme d'habitude, une paroi ondulée 2a soudée à deux joues centrales 3 et 4. La joue inférieure 4 présente un tenon 5 vissé dans le fond 1 ; 6 est un paquetage et 7 une rondelle couvre-joints. Audessus de la capsule 2 est disposé un carter 8 pour le mécanisme de transmission reliant la capsule à l'aiguille indicatrice 9.
Le carter 8 est formé d'un corps 8a fermé par une plaque supérieure 8b ; le corps 8a est représenté en plan vu de dessus en fig. 3, les fig. 4, 5 et 6 étant des coupes par IV-IV, V-V et VI-VI de la fig. 3. Sur le fond du corps 8a est articulé en 12 le levier 13 (voir fig. 7) appuyant par une saillie 1 3a sur la capsule 2 ; ce levier agit sur l'extrémité 14a d'un levier 14 dont la partie 14b est articulée en 12a au carter et situé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du levier 13.
Le levier 14 présente une seconde extrémité 1 4c qui est engagée dans une ouverture 15 de la roue dentée 16; celle-ci engrène avec un pignon 17 dont l'arbre 18 porte l'aiguille 9 et est soumis à l'action d'un ressort spiral de rappel 19 ; l'aiguille 9 se meut sur un cadran 10 donnant la pression de l'air ou les différentes altitudes auxquelles se trouve l'instrument.
Le spiral 19 tend constamment à appliquer les parois de l'ouverture 15 de la roue 16 contre l'extrémité 14c du levier 14.
Les deux leviers 13 et 14 présentent des tourillons 12 et 12a tournant dans des paliers de section carrée, ce qui permet un minimum de jeu et d'es pace. Le corps 8a du carter 8 présente deux ouvertures 8c et 8d disposées à angle droit. Dans la première de celles-ci peut se mouvoir le levier 13 et dans la seconde, le bras 14a du levier 14.
La fig. 8 représente les variations de la pression atmosphérique en fonction de l'altitude. Elle donne en abaisse les pressions en millimètre de mercure et en ordonnée les altitudes. La courbe montre qu'entre o et 2500 m la variation de pression est plus grande qu'entre 7500 et 10000 m. D'autre part, des mesures effectuées sur des boîtes anéroïdes montrent que les déformations de celles-ci ne sont pas proportionnelles à la variation de la pression atmosphérique. La fig. 9 illustre ce phénomène en donnant en abcisse la déformation de la boîte anérolde exprimée en centièmes de millimètre et en ordonnée les altitudes.
La courbe, approximativement rectiligne pour les basses pressions, s'incurve dans sa partie supérieure.
Dans le cas de l'altimètre ou du baromètre ané- roide, les deux phénomènes se superposent et les erreurs créées par chacun d'eux s'ajoutent de telle sorte que les indications données par une aiguille sur un cadran divisé suivant une progression arithmétique peuvent être entachées d'une forte erreur.
Pour compenser ces défauts de linéarité, le levier 14 (fig. 10) comprend une zone 1 4d incurvée par laquelle il est en contact avec le levier 13 de telle manière que la longueur active de ce levier varie en cours de rotation en fonction de la déformation de la boîte anéroïde et conséquemment de la variation de la pression atmosphérique.
La courbure de la zone 1 4d peut être déterminée graphiquement par la méthode des enveloppes en partant des courbes données par les fig. 8 et 9 et en dessinant les leviers dans leurs diverses positions.
Cette méthode est toutefois difficile à appliquer et
I'on préfère utiliser une solution d'approximation selon laquelle on détermine en laboratoire et par des corrections successives, la forme idéale de la surface active du levier.
La forme de la courbe active du levier 14 est adaptée à l'unité de l'échelle de lecture. Il est ainsi possible, par un changement de la courbure du levier 14, d'obtenir entre la boîte et le cadran un rapport de transmission différent. On peut alors diviser le tour du cadran en 3000 m ou en 10000 pieds dans le cas d'un altimètre, en 760 mm de mercure ou 1000 millibars dans le cas d'un baromètre. La fig. 11 représente un levier 14 dont la courbure 14e a été étudiée pour que les lectures sur le cadran puissent être effectuées en pieds.
Barometer or aneroid altimeter
To produce instruments that are not very delicate and easily transportable, it is known practice to measure the variations in altitude or in pressure by means of an aneroid box, the deformations of which give onto a dial and by means of a mechanism of the indications of. altitude or atmospheric pressure.
It is known that the pressure does not vary linearly with altitude and that the deformation of the aneroid box is not a linear function of the variation in atmospheric pressure.
Thus, the indications provided by an apparatus provided with an anero "Idse box are subject to two kinds of error. The result is that the dial should be provided with divisions spaced differently for the various zones of use and that the same scale could not be used for low and high altitudes.
The present invention relates to an aneroid barometer or altimeter in which the aneroid box is connected to its indicator member by a mechanism comprising levers. It is characterized by the fact that at least one of the levers has an arm shaped so that its active length varies during rotation so as to correct the defects of non-linearity of deformation. Ide the box.
The accompanying drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the present invention.
Fig. I is an elevational view thereof and FIG. 2 a plan view.
Figs. 3, 4, 5, 6 and 7 are for details.
Figs. 8 and 9 represent t the non-linearity defects of the atmospheric pressure as a function of the altitude and of the deformations of the aneroid box as a function of the pressure.
Figs. 10 and 11 represent, on an enlarged scale, corrective levers.
The barometer shown comprises a box of which only the bottom 1 is drawn; in this box is the capsule 2 of the aneroid barometer comprising, as usual, a corrugated wall 2a welded to two central cheeks 3 and 4. The lower cheek 4 has a tenon 5 screwed into the bottom 1; 6 is a package and 7 is a gasket washer. Above the capsule 2 is arranged a housing 8 for the transmission mechanism connecting the capsule to the indicator needle 9.
The housing 8 is formed of a body 8a closed by an upper plate 8b; the body 8a is shown in plan seen from above in FIG. 3, fig. 4, 5 and 6 being sections through IV-IV, V-V and VI-VI of FIG. 3. On the bottom of the body 8a is articulated at 12 the lever 13 (see FIG. 7) pressing by a projection 1 3a on the capsule 2; this lever acts on the end 14a of a lever 14, the part 14b of which is articulated at 12a to the housing and located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the lever 13.
The lever 14 has a second end 14c which is engaged in an opening 15 of the toothed wheel 16; the latter meshes with a pinion 17, the shaft 18 of which carries the needle 9 and is subjected to the action of a spiral return spring 19; the needle 9 moves on a dial 10 giving the air pressure or the different altitudes at which the instrument is located.
The spiral 19 constantly tends to apply the walls of the opening 15 of the wheel 16 against the end 14c of the lever 14.
The two levers 13 and 14 have journals 12 and 12a rotating in bearings of square section, which allows a minimum of play and space. The body 8a of the housing 8 has two openings 8c and 8d arranged at right angles. In the first of these can move the lever 13 and in the second, the arm 14a of the lever 14.
Fig. 8 represents the variations in atmospheric pressure as a function of altitude. It gives lower pressures in millimeters of mercury and ordinates the altitudes. The curve shows that between o and 2500 m the pressure variation is greater than between 7500 and 10000 m. On the other hand, measurements taken on aneroid boxes show that the deformations of these are not proportional to the variation in atmospheric pressure. Fig. 9 illustrates this phenomenon by giving on the abscissa the deformation of the anérolde box expressed in hundredths of a millimeter and on the ordinate the altitudes.
The curve, approximately rectilinear for low pressures, curves in its upper part.
In the case of the altimeter or the aneroid barometer, the two phenomena overlap and the errors created by each of them are added so that the indications given by a needle on a dial divided according to an arithmetic progression can be tainted with a strong error.
To compensate for these linearity defects, the lever 14 (fig. 10) comprises a curved zone 1 4d through which it is in contact with the lever 13 so that the active length of this lever varies during rotation as a function of the deformation of the aneroid box and consequently of the variation in atmospheric pressure.
The curvature of the zone 1 4d can be determined graphically by the envelope method, starting from the curves given in FIGS. 8 and 9 and drawing the levers in their various positions.
This method is however difficult to apply and
It is preferred to use an approximation solution according to which the ideal shape of the active surface of the lever is determined in the laboratory and by successive corrections.
The shape of the active curve of the lever 14 is adapted to the unit of the reading scale. It is thus possible, by changing the curvature of the lever 14, to obtain a different transmission ratio between the box and the dial. We can then divide the revolution of the dial into 3,000 m or 10,000 feet in the case of an altimeter, 760 mm of mercury or 1,000 millibars in the case of a barometer. Fig. 11 shows a lever 14 whose 14th curvature has been studied so that the readings on the dial can be taken in feet.