EP0066595A1 - Compas magnetique opto-electrique - Google Patents

Compas magnetique opto-electrique

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Publication number
EP0066595A1
EP0066595A1 EP19820900027 EP82900027A EP0066595A1 EP 0066595 A1 EP0066595 A1 EP 0066595A1 EP 19820900027 EP19820900027 EP 19820900027 EP 82900027 A EP82900027 A EP 82900027A EP 0066595 A1 EP0066595 A1 EP 0066595A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
track
housing
magnetic compass
light
rose
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19820900027
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Albert Wache
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR8026587A external-priority patent/FR2496256A1/fr
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority claimed from FR8123446A external-priority patent/FR2518256B2/fr
Publication of EP0066595A1 publication Critical patent/EP0066595A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/02—Magnetic compasses
    • G01C17/04—Magnetic compasses with north-seeking magnetic elements, e.g. needles
    • G01C17/20—Observing the compass card or needle
    • G01C17/26—Observing the compass card or needle using electric pick-offs for transmission to final indicator, e.g. photocell

Definitions

  • the present invention relates to an opto-electric magnetic compass intended more particularly to be used as an autopilot control member for a ship or other mobile machine, but without excluding the application to other uses such as repeater compass, d compass departure alert, among others ...
  • set point which is generally given with respect to geographic North or magnetic North.
  • the information element of the autopilot is then constituted by a device which delivers a signal whose characteristics are a function of the angle formed by the route actually followed by the mobile and the set heading.
  • this element of information is most generally constituted by a blind magnetic compass, the movable rose of which is provided with magnets and perforated with a slot which moves between photoelectric elements and an appropriate light source; other systems include roses made of polarizing material moving in front of two polarizing screens placed orthog ⁇ nally to the center of the rose, or even include roses making it possible to obtain degraded lighting. All these well-known devices are designed to give a voltage V varying as a function of the angle ⁇ formed by the route actually followed by the mobile and the heading set, but they are not free from several drawbacks which should be indicated. :
  • V f ( ⁇ ) is linear over a large sea deviation, which is however almost always sought;
  • the slits (or the pairs of lighting, photoresistors) must be relatively distant from the axis of the rose, moreover in the case of roses produced with polarizing screens or screens with degraded light, the lighting-photosensitive element pairs must be placed outside the inscribed circle in which the magnets are located. This and the fact that the rose itself must be notable To extend beyond the light axes in order to prevent interference with any stray light require roses of a certain size and therefore relatively large compasses.
  • the compass according to the invention eliminates all the drawbacks which have just been listed.
  • the entire device is housed in a removable housing in two parts, placed inside two concentric rings forming a support for the gimbal, the outer ring being fixed. It is completed by flexible electrical connection means allowing all the required movements of the housing, which is suitably ballasted to remain horizontal whatever the movements made by the support, caused for example by the gite or the pitching if it is of a ship. It will appear from the following description that the compass considered not only eliminates the drawbacks of the prior devices, but also has the particularly important advantage of being a very small footprint and in addition not to be sensitive to the possible aging of the photoresist elements.
  • Figure 1 shows schematically in exploded view the components of the compass.
  • FIG. 1 shows in schematic section the same elements as in Figure 1 after installation inside the housing.
  • FIG. 3 represents the bottom of the rose and the associated potentiometric track in isolation.
  • Figures 4 and 5 show, also schematically, the generator-reflector assembly respectively when the light source is a lamp and when this source is a light emitting diode.
  • Figure 6 is an overall view of the housing including the compass, its gimbal support means and flexible means for electrical connection of the compass to the power source.
  • FIGS 7, 8 and 9 illustrate the displacement of the flexible electrical connection means during the pivoting of the housing.
  • FIG. 10 represents an alternative arrangement concerning the opto-electric potentiometric device.
  • FIG. 11 represents the electrical diagram of FIG. 10.
  • Figure 12 shows a diagram of variations Of voltage.
  • Figure 13 shows another variant of the p ⁇ tentiometric device.
  • the reference 1 designates the mobile rose which, in this example, is provided with vertical walls giving it a general shape of a bowl.
  • the bottom of this bowl is provided with two linear magnets 2 arranged parallel to the diameter passing through the center of the rose, on either side of a short radial slot 3 made in said bottom.
  • Pivot 5 allows the rose to move freely in rotation and to take a certain inclination (generally limited to ⁇ 15 ⁇ ).
  • the light generator-reflector assembly 7 is integral with the upper part 8 of the housing. It is placed inside the bowl 1 a short distance from the bottom of the latter.
  • 11 comprises a light source 9, such as a lamp in this example, associated with a tubular reflector comprising two parts, one cylindrical 7a which makes it possible to fix it to the housing 8, the other 7b, of frustoconical shape.
  • the latter fulfills the prism functions as will be described later.
  • the lamp 9 is fixed in a perfectly polished tube housed inside the reflector.
  • the housing 8 is made of an opaque material.
  • the parts 7a and 7b of the reflector are metallized on the outside so as to improve the optical characteristics while preventing part of the light to escape.
  • a support 10 of a photoresistor track in the form of an open crown is integral with the bottom of the lower part 6 of the housing, the surface of which is transparent at least for the part facing the track.
  • a ballasting means such as a lead P is fixed to the lower part 6 of the housing so as to ensure the horizontal retention of the housing assembly 6-8 which is mounted on a cardan support which will be described later in the course from the description of Figure 6.
  • the support 10 comprises a layer of photoresist material 11, a layer of a material with high resistance. 12 and a layer of a conductive material 13.
  • This assembly 11-12-13 is constituted in a known manner so as to form a potentiometric track, the cursor of which is constituted by a luminous flux traversing the track 11.
  • the assembly 11-12 - 13 affecting the shape of an open crown, it is obvious that the rotational movement of the bowl 4 is limited accordingly by means of stops, and the housing is provided with corresponding stops to limit the operation of the device at maximum ⁇ 170 ⁇ in either direction.
  • FIG. 4 which shows in section the generator-reflector assembly 7 in a more detailed although schematic manner, it can be seen that the rays emanating from the lamp 8 are reflected 90 ° circularly by any the frustoconical wall 7b forming a reflector. As a result, the light flux is directed towards the bottom of the bowl over the entire path that the slit 3 can travel depending on the position which the latter occupies under the action of the magnets 2. Thus an opto-electric potentiometer is produced particular whose slot 3 constitutes the cursor.
  • the light source of FIG. 4 constituted by a lamp 9 such as that with filament is replaced by a light-emitting diode 14 whose light flux is reflected by the conical part 15, so that the reflector 7 intervenes under the conditions required to form the light circle defined above.
  • FIG. 6 Reference will now be made to FIG. 6 to describe an embodiment of a gimbal support for the housing 19.
  • the two elements of this support are designated by the references 17 and 18 respectively.
  • references 16 designate the attachment points of the fixed outer “ring” 17 which can be placed at any suitable point.
  • this "ring” 17 is pivotally mounted around an axis XX "the inner ring” 18.
  • Inside the “ring” 18 can pivot along the YY axis the housing 19 formed of two parts 6- 8 ( Figures 1 and 2).
  • the two “rings” 17 and 18 indeed constitute a support allowing the pivoting of the housing 19 in all planes.
  • the electrical connection means characteristic of the invention is constituted by two curved bridges respectively designated by the references 20 and 21, each formed of a plurality of parallel flexible wires. suitably isolated, three in this example where it is assumed that the potentiometric track and the lamp are supplied with the same voltage.
  • the ends of the painted thus formed are respectively connected to lugs secured to flexible supports such as printed circuits 22 and 23 for the bridge 20, and 24 and. 25 for deck 21.
  • the electrical connection from the support 22 is carried out by the bridge 20, the support 23 secured to the inner "ring” 18, the support 24 also secured to this "ring” and electrically connected to the support 23 by rigid connections .
  • the required electrical connection is provided to the elements included in the housing 19 by the support 24, the bridge 21 and the support 25 secured to the housing 19.
  • the supports 23 and 24 and their connections can be replaced by a single flexible printed circuit bent at 90 ⁇ eno 26.
  • the conductive wires can advantageously be formed by a phosphor bronze-type spring wire.
  • FIGS. 7 and 8 the displacement from D to E of the central conductor wire of the bridge 21 fixed to the support is shown when the housing 19 pivots, for example by 45 ⁇ around the axis YY in "! 'Ring" 18 .
  • FIG. 9 shows more precisely the angular displacement of the support 25 and of the three flexible conductors which are fixed to it. It can be seen that this DOE angular displacement is not significant. Consequently, the return torque is very low. On the other hand during displacement the three conductors remain practically parallel.
  • the mode of range of the bowl on the housing allows, as can be seen, not only a rotational movement but also slight tilting movements whose amplitude is limited, the length of the slot 3 being provided so that the photoresist track 11 is always under the effect of light projection in the event of an inclination of the bowl.
  • the light beam will sufficiently illuminate the photoresist part of the track so that its resistance is low (generally less than 50 KB). If the resistance of the track itself is low, the voltage will therefore be supplied by a low impedance source. .
  • FIG 10 In Figure 10 are shown two continuous concentric tracks 31 and 32.
  • the outer track 31 is itself formed of three tracks 33a, 34a and 35a, respectively conductive, photoresist and resistant.
  • the layout is identical for runway 32, with 33b, 34b and 35b.
  • Track 31 is connected to a current source at points A and B diametrically opposite, while track 32 is connected to this source at points C and D also diametrically opposite and arranged at right angles to AB of track 31, both diameters considered are therefore orthogonal.
  • the conductive tracks 33a and 33b are each provided with an output connection, E and F respectively, the positions of which are indifferent.
  • Reference 36 designates the spot emanating from the light source.
  • FIG. 11 represents the electrical diagram of the two tracks 31 and 32.
  • an electrical circuit is represented represented by the diagram: one collects at the point E a tension Ve and at the point F a tension Vf
  • this information can be used as it is or formatted appropriately using known means depending on the corresponding application.
  • Figure 13 an alternative embodiment also comprising two tracks.
  • track 31 is completely circular.
  • Track 32 being only semi-circular and constituted by two conductive tracks, respectively 37 and 38, arranged on either side of photoresist track 39.
  • the connection points A, B, C, D are all distributed on the same diameter.
  • the device which is the subject of the invention being an angle indicator, the rose of which constitutes a shutter, the latter can be replaced by a simple shutter driven by a concentric control pin indicating the relative positions whose knowledge is required.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

Le dispositif comprend inclus dans un boitier de faible encombrement: une rose libre en rotation pourvue de moyens magnetiques d'orientation et dans le fond de laquelle est pratiquee une etroite fente radiale; au moins une piste potentiometrique; et un generateur reflecteur de lumiere separe de la dite piste par la rose formant obturateur. Le boitier (19) est monte a la cardan et pourvu de plaquettes de contact (22-23 et 24-25) assurant les liaisons electriques requises a la source d'alimentation. Les elements sont disposes de telle sorte que les mouvements relatifs entre le boitier et la rose determinent les informations et eventuels signaux de commande requis. Applications: entre autres, organe de commande de pilote automatique de navire ou autres engins mobiles, compas repeteur, compas d'alerte de sortie de cap, et tous detecteurs d'angles.

Description

COMPAS MAGNETIQUE OPTO-ELECTEIQUE.
La présente invention a pour objet un compas magnétique opto-électrique prévu plus particulièrement pour être utilisé comme organe de commande de pilote automatique de navire ou autre engin mobile, mais sans exclure l'application à d'autres utilisations telles que compas répéteur, compas d'alerte de sortie de cap, entre autres ...
On sait que dans tous les systèmes de pilotage automatique il est nécessaire d'asservir la route du navire à un cap choisi appelé "cap consigne", lequel est en général donné par rapport au Nord géographique ou au Nord magnétique.
L'élément d'information du pilote automatique est alors constitué par un appareil qui délivre un signal dont les caractéristiques sont fonction de l'angle formé par la route effectivement suivie par le mobile et le cap consigne.
Sur les pilotes automatiques cet élément d'information est le plus généralement constitué par un compas magnétique aveugle, dont la rose mobile est pourvue d'aimants et perforée d'une fente qui se déplace entre des éléments photoélectriques et une source lumineuse appropriée; d'autres systèmes comprennent des roses en matière polarisante se déplaçant devant deux écrans polarisants placés orthogόnalement par rapport au centre de la rose, ou encore comprennent des roses permettant d'obtenir des éclairages dégradés. Tous ces dispositifs bien connus sont conçus pour donner une tension V variant en fonction de l'angle α formé par la route effectivement suivie par le mobile et le cap consigne, mais ils ne sont pas exempts de plusieurs inconvénients qu'il convient d'indiquer :
- difficulté d'obtenir avec ces dispositifs que la variation de tension : V = f(α ) soit linéaire sur un grand écart de mer, ce qui est pourtant presque toujours recherché;
- l'utilisation de photorésistances obscurcies à un moment donné a pour conséquence que ces appareils ont des impédances de sortie très élevées, ce qui, en particulier à bord des navires, constitue un grave inconvénient pour l'utilisation à distance;
- variation des caractéristiques des éléments photosensibles utilisés dues au vieillissement affectant la fidélité de l'appareil dans le temps;
- difficulté d'obtenir des variations de tension V = f (α) suffisantes pour être utilisables lorsque l'angle α dépasse 50 à 60⍜. Avec les systèmes à écran polarisant on ne peut dépasser en principe 45⍜
- pour obtenir une précision suffisante, les fentes ( ou les couples d ' éclairage , photorésistances) doivent être relativement éloignées de l'axe de la rose, du reste dans le cas de roses réalisées avec des écrans polarisants ou des écrans à lumière dégradée, les couples éclairage-éléments photosensibles doivent être disposés à l'extérieur du cercle inscrit dans lequel sont situés les aimants. Cela et le fait que la rose elle-même doit notable ment déborder des axes lumineux afin d'empêcher les interférences avec toute lumière parasite nécessitent des roses d'une certaine dimension et par conséquent des compas relativement importants.
Le compas suivant l'invention supprime tous les inconvénients qui viennent d'être énumérés.
Il comprend essentiellement :
- une rose mobile orientée par des moyens magnétiques et dans laquelle une étroite fente est pratiquée;
- au moins une piste photorésistance constituant piste potentiométrique ;
- un générateur réflecteur de lumière séparé de cette piste par la rose et projetant la lumière sur toute la surface de la piste photorésistance, cette lumière ne pouvant exviter cette piste que par la fente pratiquée dans la rose.
L'ensemble du dispositif est logé dans un boîtier démontable en deux parties, disposé à l'intérieur de deux anneaux concentriques formant support à la cardan, l'anneau extérieur étant fixe. Il est complété par des moyens de connexion électriques souples autorisant tous les mouvements requis du boîtier, lequel est convenablement lesté pour rester horizontal quels que soient les mouvements effectués par le support, provoqués par exemple par la gite ou le tangage s'il s'agit d'un navire. Il résultera de la description qui va suivre que le compas considéré non seulement supprime les inconvénients des dispositifs antérieurs, mais de plus présente l'avantage particulièrement important d'être d'un encombrement très réduit et en outre de ne pas être sensible au vieillissement éventuel des éléments photorésistants.
Au dessin annexé qui donne à titre non limitatif des modes de réalisation conformes à l'invention :
La figure 1 représente schématiquement en vue éclatée les éléments constitutifs du compas.
La figure 2 représente en coupe schématique les mêmes éléments que sur la figure 1 après mise en place à l'intérieur du boîtier.
La figure 3 représente isolément le fond de la rose et la piste potentiométrique associée.
Les figures 4 et 5 représentent, également schématiquement , l'ensemble générateur-réflecteur respectivement lorsque la source de lumière est une lampe et lorsque cette source est une diode électroluminescente.
La figure 6 est une vue d'ensemble du boîtier incluant le compas, de ses moyens de support à la cardan et des moyens souples de connexion électrique du compas à la source d'alimentation.
Les figures 7, 8 et 9 illustrent le déplacement des moyens souples de connexion électrique lors du pivotement du boîtier.
La figure 10 représente une variante de disposition concernant le dispositif potentiométrique opto- électrique.
La figure 11 représente le schéma électrique de la figure 10.
La figure 12 représente un diagramme des variations de tension.
La figure 13 représente une autre variante du dispositif pσtentiométrique.
Sur les figures 1 et 2, la référence 1 désigne la rose mobile qui, dans cet exemple, est pourvue de parois verticales lui donnant uni forme générale de cuvette. Le fond de cette cuvette est pourvu de deux aimants linéaires 2 disposés parallèlement au diamètre passant par le centre de la rose, de part et d'autre d'une courte fente radiale 3 pratiquée dans le dit fond.
Ce dernier comprend en son centre une crapaudine 4 reposant sur un axe formant pivot 5 fixé dans la partie inférieure 6 du boîtier. Le pivot 5 permet à la rose de se mouvoir librement en rotation et de prendre une certaine inclinaison (limitée en général à ± 15⍜).
L'ensemble générateur-réflecteur de lumière 7 est solidaire de la partie supérieure 8 du boîtier. Il est disposé à l'intérieur de la cuvette 1 à une faible distance du fond de cette dernière. 11 comprend une source lumineuse 9, telle qu'une lampe dans cet exemple, associée à un réflecteur de forme tubulaire comprenant deux parties, l'une cylindrique 7a qui permet de le fixer au boîtier 8, l'autre 7b, de forme tronconique . Cette dernière remplit les fonctions de prisme comme il sera décrit plus loin. Dans cet exemple la lampe 9 est fixée dans un tube parfaitement poli logé à l'intérieur du réflecteur. Le boîtier 8 est réalisé dans un matériau opaque. Les parties 7a et 7b du réflecteur sont métallisées à l'extérieur de manière à en améliorer les caractéristiques optiques tout en empéchant une partie de la lumière de s'en échapper.
Un support 10 d'une piste photorésistance en forme de couronne ouverte est solidaire du fond de la partie inférieure 6 du boîtier dont la surface est transparente au moins pour la partie en regard de la piste.
Un moyen de lestage tel qu'un plomb P est fixé à la partie Inférieure 6 du boîtier de manière à assurer le maintien horizontal de l'ensemble boîtier 6-8 qui est monté sur un support à la cardan qui sera décrit plus loin au cours de la description de la figure 6.
Sur la figure 3 sont représentés isolément de manière plus visible les aimants 2 et la fente radiale 3 du fond de la cuvette 4 ainsi que le support 10. Ce dernier comprend une couche de matière photorésistante 11, une couche d'un matériau à forte résistance 12 et une couche d'un matériau conducteur 13. Cet ensemble 11-12-13 est constitué de manière connue de façon à former une piste potentiométrique dont le curseur est constitué par un flux lumineux parcourant la piste 11. L'ensemble 11- 12- 13 affectant la forme d'une couronne ouverte, il est évident que le mouvement de rotation de la cuvette 4 est limité en conséquence au moyen de butées, et le boîtier est pourvu d'arrêts correspondants pour limiter le fonctionnement de l'appareil au maximum à ± 170 ⍜ dans un sens et dans l'autre.
Sur la figure 4 qui représente en coupe l'ensemble générateur-réflecteur 7 de manière plus détaillée bien que schématique, on voit que les rayons émanant de la lampe 8 sont réfléchis à 90⍜ circulairement par toute la paroi troncunique 7b formant réflecteur. Il en résulte que le flux lumineux est dirigé vers le fond de la cuvette sur tout le trajet que peut parcourir la fente 3 en fonction de la position que cette dernière occupe sous l'action des aimants 2. Ainsi est réalisé un potentiomètre opto-électrique particulier dont la fente 3 constitue le curseur.
Sur la figure 5, à la source de lumière de la figure 4 constituée par une lampe 9 telle qu'à filament est substituée une diode électroluminescente 14 dont le flux lumineux est réfléchi par la pièce conique 15, de telle sorte que le réflecteur 7 intervienne dans les conditions requises pour former le cercle lumineux défini plus haut.
On se référera maintenant à la figure 6 pour décrire un mode de réalisation d'un support à la cardan du boîtier 19. Les deux éléments de ce support, de forme carrée, sont désignés respectivement par les références 17 et 18.
Sur cette figure, les références 16 désignent les points d'attadhe de"l'anneau " extérieur fixe 17 qui peut être placé en tout point approprié. Sur cet "anneau" 17 est monté pivotant autour d'un axe XX "l'anneau " intérieur 18. A l'intérieur de "l'anneau"18 peut pivoter suivant l'axe YY le boîtier 19 formé des deux parties 6-8 (figures 1 et 2).
On comprend ainsi que les deux "anneaux " 17 et 18 constituent bien un support autorisant le pivotement du boîtier 19 dans tous les plans. On décrira également au moyen de cette même figure 6 les moyens de connexion électrique caractéristiques de l'invention. Suivant cette dernière, la liaison électrique entre le potentiomètre opto-électrique et sa source lumineuse à la source d'alimentation en courant est constituée par deux ponts cintrés respectivement désignés par les références 20 et 21,formés chacun d'une pluralité de fils souples parallèles convenablement isolés, au nombre de trois dans cet exemple où l'on suppose que la piste potentiométrique et la lampe sont alimentées avec la même tension.
Les extrémités des peints ainsi constitués sont reliées respectivement à des cosses solidaires de supports souples tels que des circuits imprimés 22 et 23 pour le pont 20, et 24 et. 25 pour le pont 21.
Ainsi, la liaison électrique à partir du support 22 est réalisée par le pont 20, le support 23 solidaire de"l'anneau" intérieur 18, le support 24 également solidaire de cet "anneau" et relié électriquement au support 23 par des connexions rigides. Enfin, la liaison électrique requise est assurée aux éléments inclus dans le boîtier 19 par le support 24, le pont 21 et le support 25 solidaire du boîtier 19.
Aux supports 23 et 24 et à leurs connexions peut être substitué un unique circuit imprimé souple coudé à 90⍜ eno 26. Les fils conducteurs peuvent être avantageusement consiritués par un fil à ressort genre bronze phosphoreux.
Sur les figures 7 et 8 est représenté le déplacement de D en E du fil conducteur central du pont 21 fixé au support- 25 lorsque le boîtier 19 pivote, par exemple de 45⍜ autour de l'axe YY dans"!'anneau"18. La figure 9 représente plus précisément le déplacement angulaire du support 25 et des trois conducteurs souples qui y sont fixés . On constate que ce déplacement angulaire DOE est peu important. En conséquence le couple de rappel est très faible. D'autre part lors du déplacement les trois conducteurs restent pratiquement parallèles.
Il convient de noter que la disposition de l'ensemble générateur-réflecteur 7 à l'intérieur de la cuvette et que le boîtier étanche à la lumière entourant cette cuvette et l'ensemble générateur-réflecteur interdisent toute pénétration de lumière parasite extérieure sur la piste photorésistante.
D'autre part, le mode de portée de la cuvette sur le boîtier autorise, comme on le constate, non seulement un mouvement de rotation mais encore de légers mouvements d'inclinaison dont l'amplitude est limitée, la longueur de la fente 3 étant prévue de telle sorte que le piste photorésistante 11 soit toujours sous l'effet de la projection lumineuse dans le cas d'une inclinaison de la cuvette.
Enfin, le faisceau lumineux éclairera suffisamment la partie photorésistante de la piste pour que sa résistance soit faible (en général inférieure à 50 Ko) Si la résistance de la piste elle-même est faible,la tension sera donc délivrée par une source à faible impédance.
Le vieillissement de la partie photorésistante de la piste qui se manifesterait par la variation de sa résistance dans le temps sera sans effet sur la tension délivrée, ce qui rend les caractéristiques de l'appareil insensibles au vieillissement. On décrira maintenant deux variantes consistant à substituer à la piste unique en forme de couronne ouverte (tel que représenté sur la figure 3) , deux pistes dont l'une au moins est totalement circulaire. Une telle disposition permet d'obtenir un signal d'information continu sans angle mort.
Sur la figure 10 sont représentées deux pistes concentriques continues 31 et 32. La piste extérieure 31 est formée elle-même de trois pistes 33a, 34a et 35a , respectivement conductrice, photorésistante et résistante. La disposition est identique pour la piste 32, avec 33b, 34b et 35b.
La piste 31 est reliée à une source de courant aux points A et B diamétralement opposés, tandis que la piste 32 est reliée à cette source aux points C et D également opposés diamétralement et disposés à angle droit avec A B de la piste 31, les deux diamètres considérés sont donc orthogonaux. En outre, les pistes conductrices 33a et 33b sont pourvues chacune d'une connexion de sortie, respectivement E et F, dont les positions sont indifférentes.
La référence 36 désigne le spot émanant de la source de lumière.
La figure 11 représente le schéma électrique des deux pistes 31 et 32.
Lorsqu'un spot situé sur un rayon faisant un angle avec A B frappe les deux pistes, on réalise un circuit électrique représenté par le schéma : on recueille au point E une tension Ve et au point F une tension Vf
Quand α varie, ces tensions sont représentées sur le diagramme qui constitue la figure12.
Sur ce diagramme on constate que la tension Ve donne pour l'angle α une information similaire quand α varie de O à 180⍜ et quand α varie de 360⍜ à 180⍜.
Toutefois, si l'on examine comment varie la tension
VF, on constate que ;
et que
Or, il est facile de comparer à l'aide de moyens connus (circuit comparateur) la tension , et de cette façon, soit de connaître le signe de α
soit d'ajouter à VE une tension fixe égale à U pout connaître α de O à 360⍜ également au moyen de circuits connus (additionneur ), dans ce cas ,
on obtient donc bien ainsi un moyen de connaître l ' angle α d'une manière continue.
En fonction des applications envisagées, cette information peut être utilisée telle quelle ou mise en forme appropriée à l'aide de moyens connus en fonction de l'application correspondante.
Sur la figure 13 est représentée une variante de réalisation comprenant également deux pistes. Suivant cette variante, la piste 31 est totalement circulaire. La piste 32 étant seulement semi-circulaire et constituée par deux pistes conductrices, respectivement 37 et 38, disposées de part et d'autre de la piste photorésistante 39. Les points de connexion A, B, C, D sont tous répartis sur un même diamètre.
Le spot frappant simultanément l'ensemble des pistes, si O <α < π , on recueille un signal en F, et si π <α<2 π , on ne recueille pas de signal en Fet ces informations pourront être interprétées comme précédemment.
Il est entendu que le mode de réalisation décrit et représenté n'est aucunement limitatif et que sans sortir du cadre de l'invention toutes modifications et variantes pourront être apportées concernant le nombre, la forme et la composition des éléments constitutifs, auxquels peuvent être substitués tous moyens procurant les mêmes effets. Dans cet ordre d'idée, aux aimants linéaires 2 pourra être substituée une bague aimantée radialement convenablement orientée.
Il est évident que le dispositif objet de l'invention étant un indicateur d'angle dont la rose constitue obturateur, cette dernière peut être remplacée par un simple obturateur entraîné par un axe de commande concentrique indiquant les positions relatives dont la connaissance est requise.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Compas magnétique de faible encombrement , caractérisé en ce qu'il inclut un potentiomètre opto- électrique et en combinaison : a) une roae libre en rotation (1) pourvue de moyens magnétiques d'orientation (2) et dans le fond de laquelle est pratiquée une courte et étroite fente radiale (3);
b) un boitier en deux parties, la partie inférieure (6) constituant support sur lequel repose la dite rose mobile par l'intermédiaire d'une crapaudine (4) et d'un pivot (5) autorisant une libre rotation ainsi qu'une légère inclinaison limitée en amplitude, la partie supérieure du dit boîtier (8) supportant un ensemble générateur-réflecteur de lumière(7);
c) une piste potentiométrique opto-électrique en forme de couronne ouverte comprenant en juxtaposition une piste de résistance élevée, une piste photorésistante, une piste conductrice et solidaires du fond de la dite partie inférieure (6) du boîtier, le dit fond étant en matériau transparent au-moins pour la partie en regard de la dite piste potentiométrique opto-électrique.
d) un ensemble générateur-réflecteur de lumière comprenant une source lumineuse (9) alimentée en courant électrique et un réflecteur constitué par un moyen tubulaire formé d'une partie cylindrique (7a) et d'une partie tronconique (7b), la dite source lumineuse étant disposée à l'intérieur de la dite partie tronconique de manière que la paroi de cette dernière forme un prisme réfléchissant, de telle sorte que la lumière ainsi réfléchie circulairement excite la piste photorésistante (11) au point en regard de la dite fente pratiquée dans la dite rose mobile (1);
e) des moyens supports à la cardan (17-18) assurant le maintien du boîtier (I9,fig.7) dans la positioin requise ;
f) des moyens souples de connexion assurant la transmission du signal d'information ainsi que l'alimentation en courant de la source lumineuse;
2. Compas magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à la piste potentiometrique optoélectrique en forme de couronne ouverte sont substituées deux pistes concentriques indépendantes totalement circulaires et de même structure ( 31, 32), les deux points de connexion à une source de courant (A,B et C,D) étant pour chacune diamétralement opposées et suivant des diamètres orthogonaux pour l'une et l'autre des dites pistes, de manière à permettre l'obtention d'une information continue et proportionnelle à l'angle de la direction.
3. Compas magnétique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'une des pistes circulaires (32) est substituée une piste semi-circulaire formée de deux pistes conductrices (37, 38) disposées de part et d'autre de la piste photorésistante (39), tous les points de connexion à une source de courant (A,B,C,D) étant disposés sur un même diamètre, ceux de la dite piste sèmi-circulaire (C,D) étant disposés sur un même rayon .
4. Compas magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rose (1) affecte la forme d'une curette à parois verticales, à l'intérieur de laquelle est engagé le réflecteur tronconique (7b), de manière que seuls les rayons lumineux émanant de la source considérée puissent franchri la fente (3) pratiquée dans le fond de la dite rose (1).
5. Compas magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens magnétiques sont constitués par une bague aimantée radialement convenablement orientée.
6. Compas magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble générateur (7) est constitué par une diode électro-luminescente (14) disposée à l'intérieur d'un réflecteur comprenant deux prismes tronconiques pour obtenir une double réflection de la lumière.
7. Compas magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de connexions électriques entre les parties fixe (17) et mobile (18) formant l'ensemble de suspension à la cardan sont constitués par une pluralité de fils conducteurs souples disposés parallèlement et développés suivant un arc de cercle de manière à former un pont cintré (20 et 21) entre leurs extrémités reliées à des supports tels que des circuits imprimés souples (22 et 23 et 24 et 25) pouvant être animés de mouvements relatifs de pivotement suivant un axe parallèle au développement des dits fils, lesquels n'exercent ainsi qu'un faible couple de torsion ne pouvant freiner les dits mouvements.
8. Compas magnétique selon la revendication 7, caractérisé en ce que deux des dits supports (22 et 23) sont respectivement solidaires de l'anneau fixe (17) et de l'anneau intérieur (18), tandis que deux autres des dits supports (24 et 25) sont respectivement solidaires du dit anneau intérieur (18 ) et du boîtier (19), la liaison entre les dits supports solidaires du dit anneau intérieur (18) étant assurée par des connexions rigides.
9. Compas magnétique selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'aux deux supports solidaires de l'anneau intérieur (18) est substitué un unique circuit imprimé souple pouvant être coudé à 90⍜ (en 26).
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