Brevet FR2000523A1 — publié le 19690912

L'invention est relative aux appareils de mesure à index lumineux et, particulièrement, aux appareils à détection photosensible pour tableaux de distribution destinés à être utilisés dans des dispositifs de mesure, de contrôle et de régulation. Actuellement on connait déjà plusieurs types d'appareils de mesure à index lumineux, comportant un équipage de mesure à miroir mobile, une source de lumière, un système optique pour former l'index lumineux, une échelle graduée et un ou des-éléments photosenùibles raccordés à un circuit de commande extérieur. Dans les appareils de ce genre l'index lumineux est généralement réalisé sous forme d'index principal et d'index auxiliaire, se mouvant d'une façon synchronie lors de la déviation du miroir mobile de 11 équipage de mesure, provoquée par la variation de la grandeur à mesurer.L'index principal se déplace alors le long de l'échel- le et sert à la lecture de la grandeur mesurée, tandis que l1in- dex auxiliaire coopère avec l'élément photosensible, ce qui donne lieu à l'apparition d'un signal électrique, utilisé pour la signalisation ou pour la commande de la grandeur contrôlée. La valeur de la grandeur mesurée, pour laquelle se déclenche le dispositif à oontact mentionné ci-dessus (limite de régulation) est déterminée par la position de l'6lément photosensible par rapport aux traits de graduation. Le changement de la limite de régulation s'effectue par le déplacement des éléments photosensibles sur des guides le long de l'échelle. Cela se fait généralement à la main sans ouvrir l'appareil. On peut reprocher aux appareils de mesure à détection photosensible connus cet inconvénient, que les dispositifs de fixation et de déplacement des éléments photosensibles le long de l'échel- le pour le choix de la gamme de réglage appropriée sont relativement compliqués. --Un autre inconvénient des appareils connus consiste en ce que l'obtention c'un signal continu à la sortie du dispositif à détection photosensible présente certaines -difficultés. Pour sélectionner la gamme de réglage sur un trait d'échelle quelconque on est obligé de se servir d'un indes lumineux auxiliaire de longueur à peu près égale à celle de l'échelle. Dans de tels appa- reils l'image du diaphragme vient se projeter sur l'échelle avec un grand coefficient d'agrandissement, ce qui provoque une diminution considérable de l'intensité de l'index lumineux ou néces- site l'emploi de lampes d'éclairage relativement puissantes ne fonctionnant qu'à tension de filament élevée. Le premier fait complique considérablement l'observation de l'index et diminue la sûreté de réponse du dispositif à détection photosensible sous l'influence de la lumière diffuse, pénètrant à l'intérieur de l'appareil, tandis que le second réduit la durée de service des lampes, ce qui entraîne 13 nécessité de leurs fréquents remplacements et diminue notablement la fiabilité de l'appareil. La liaison électrique des éléments photosensibles mobiles avec des éléments fixes du circuit dans les appareils connus s'effectue fréquemment au moyen d'un contact coulissant sur des guides. Ce mode de liaison des éléments photosensibles avec des éléments fixes des appareils de mesure présente l'inconvénient de fournir des contacts électriques peu surs risquant de se rompre à cause de l'oxydation ou de l'usure des surfaces de contact. De même, on connaît des appareils, dans lesquels le raccord des éléments photosensibles au circuit électrique se réalise à 1' aide de fils d'amenée de courant fins et flexibles, comme le sont, par exemple, les fils enroulés en spirale. Le désavantage de ce procédé se manifeste, en particulier, dans les appareils munis de plusieurs éléments photosensibles se déplaçant le long d'une longue échelle. Dans ce cas les fils d'amenée de courant sont exposés aux fréquents pliages ce qui peut causer leur rupture. Outre cela, comme il y a lieu d'employer des fils assez longs, il se peut que ces derniers se trouvent occasionnellement sur-le trajet du faisceau lumineux. De même, il y a possibilité que les fils en spirale appartenant au même ou aux différents éléments photosensibles s'embrouillent. Conformément à ce qui a été exposé plus haut, la présente invention a pour objet un appareil de mesure à index lumineux et à détection photosensible, dans lequel sont réalisés une fixation sûre des éléments photosensibles et un déplacement aisé de ces derniers le long de l'échelle, lors de la sélection de la gamme de réglage appropriée. Un autre but de l'invention est la création d'un appareil de mesure à index lumineux et à détection photosensible, dont la fiabilité est accrue grâce à l'augmentation de la durée de service de la source lumineuse, sans alteration des caractéristiques de fonctionnement de l'appareil entier. L'invention a de plus, pour but de créer un dispositif, assurant le contact électrique fixe de l'élément photosensible avec un élément fixe du circuit électrique dans l'appareil de mesure à index lumineux. Outre cela, la présente invention vise à réaliser un appareil de mesure à index lumineux et à dttection photosensible assurant une signalisation visuelle commode, lorsque la grandeur à contrôler dépasse les limites fixées. Les problèmes posés sont résolus par le fait que les éléments photosensibles sont disposés sur des rubans souples qui sont liés à des mécanismes d'entrainement pour être déplacés le long de 1' échelle et qui portent des conducteurs de courant disposés le long desdits rubans et destinés à raccorder lesdits éléments photosensibles à un circuit de commande extérieur. Les éléments photosensibles, fixés aux rubans, sont connectés en parallèle par des conducteurs de courant et disposés à des distances égales les uns des autres de façon que le nombre d'éléments photosensibles sur lesquels agit simultanément chacun des index lumineux ne puisse être supérieur à deux. On utilise comme rubans des pellicules souples et élastiques en substance isolante, dont le mouvement est assuré par un mécanisme denté d'entrainement de ruban. Dans un mode de construction les premières extrémités des rubans se déplacent librement, lorsque les rubans sont déplacés par les mécanismes d'entraînement, tandis que les secondes extrémités sont pliées en boucle et fixées aux éléments fixes de l'appareil, les conducteurs de courant sur les dites secondes extrémités étant branchés en permanence sur les éléments conducteurs de cou rant fixes. Dans une variante les rubans tout entiers sont déplacés par des mécanismes d'entraînement et reliés à des éléments conducteurs de courant fixes au moyen de ressorts conducteurs tendant les rubans et reliés aux conducteurs de courant. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples: la Fig. 1 représente un appareil à index lumineux pour tableau de distribution conforme à la présente invention; la Fig.2 représente un panneau frontal de l'appareil selon Fig. 1; la Fig.3 représente l'appareil suivant la Fig. 1 (coupe suivant X-A); la Fig.4 représente un ruban souple avec des éléments photosensibles; la Fig.5 est un schéma de raccordement des éléments photosensibles aux circuits de commande extérieurs; la Fig.6 représente un schéma de coopération des index lumineux avec les éléments photosensibles; la Fig.7 représente une variante du mode de connexion des éléments photosensibles aux éléments fixes du circuit électrique de l'appareil. L'appareil est constitué par un boîtier 1 (Fig. 1, 2, 3), une source lumineuse 2, un système optique pour former l'index lumineux, ce système comportant un condenseur 3, un diaphragme 4, un miroir fixe 5 et un objectif 6. En outre l'appareil contient un équipage de mesure 7 à miroir mobile 8. Une échelle opaque 9 a un tronçon mat translucide 10, sur lequel vient se former un index lumineux principal 11. Entre l'échelle 9 et un guide opacue 12 sont disposés des rubans mobiles souples 13,14 portant aux différents niveaux des groupes d' éléments photosensibles (photorésistances) 15,16,17 et 18,19, 20 respectivement. Outre un orifice 21, prévu pour la formation de l'index lumi neux principal 11, le diaphragme 4 est muni d'orifices 22, 23 qui forment des index lumineux auxiliaires 24,25. Une rotation du miroir mobile â de l'équipage ce mesure se traduit par le déplacement synchrone des index lumineux auxiliaires 24,25 avec 1' index lumineux principal il le long de l'échelle 9. L'index 24 coopère avec le groupe de photorésistances 15, 16 et 17, tandis que l'index 25 agit conjointement avec le groupe de photorésistances 18, 19 et 20. Le déplacement des rubans souples 13 et 14 est assuré par des mécanismes d'entraînement de ruban 26 et 27, pourvus de roues dentées 28, 29 et de vis de réglage 30, 31 se vissant dans les roues respectives 28 et 29. Les rubans ont une perforation 32 dans laquelle s'engagent ès s roues dentées 28 et 29. Au cours du déplacement des rubans souples 13 et 14 l'opéra- teur est à même d'observer leur position par rapport à l'échelle 9 à travers une région transparente 33 (Fig. 2,3). Les parois latérales du.boîtier 1 sont munies de "poches" 34 et 35, dans lesquelles les rubans souples 13 et 14 sont pliés en boucles et fixés à leurs extrémités à des plaquettes fixes 36 et 37. Le long de chacun des rubans souples 13 et 14 sont fixés des conducteurs d'amenées 38, 39, 40 et 41 (six. 1 et 4) par exemple sous forme de feuilles en métal, ces conducteurs étant isolés les uns des autres. Il y a possibilité de réalisation d'autres constructions de rubans, par exemple les conducteurs 38, 39, 40 et 41 peuvent être obtenus par dépôt de minces couches métalliques sur la surface des rubans souples 13 eut 14 en matière isolante. Les photorésistances 15, 16, 17, 18, 19 et 20 sont fixées aux rubans souples à des distances à peu près égales les unes des autres, leur liaison électrique avec les conducteurs 38, 39, 40 et 41 étant assurée par leurs contacts de façon que les photorésistances 15, 16, 17 et 18, 19, 20 dans chaque groupe soient montées en parallèle. Le groupe parallèle de photorésistances 15, 16 et 17 est raccordé à un dispositif de commande extérieur 42 (Fi. 5), tandis que le groupe parallèle de photorésistances 18, 19 et 20 est relié à un second dispositif de commande extérieur 43. Selon la présente invention la distance 1 (Fig. 4, 6), sépa rant les photorésistances, doit être égale à la longueur des index lumineux auxiliaires 24 et 25, afin que lors du déplacement de ces derniers le nombre de photorésistances éclairées ne soit jamais supérieur à deux et inférieur à un. En diminuant la distance entre les photorésistances (et, respectivement, en augmentant le nombre de ces dernières) la longueur des index lumineux auxilia ires peut être rendue suffisamment petite pour assurer une grande intensité de tous les index lumineux sans augmenter la puissance de la source de lumière. Grâce à ce fait, on obtient dans un appareil ayant une source de lumière relativement faible et durable un index lumineux intense ce qui permet d'assurer un fonctionnement précis du dispositif à détection photosensible. Les conducteurs 38, 39, 40 et 41 aux extrémités fixes des rubans souples 13 et 14 sont soudés à des contacts fixes 44, 45, 46 et 47 fixés aux plaquettes 36 et 37. Les contacts sont raccordés aux dispositifs extérieurs de façon én soi connue, par exemple à l'aide de fils (non représentés). Pour la sélection des gammes de réglage l'opérateur tourne la vis 30 ou 31 et faisant ainsi tourner les roues dentées 28, 29, déplace les rubans souples 13 et 14 le long de l'échelle. Sur les rubans souples 13 et 14 sont prévus des limiteurs 48 et 49 qui, en luttant contre les roues dentées 28 et 29, empêchent les rubans de se désengrener. Les boucles des rubans se déplacent dans les poches 34 et 35 sans rompre la liaison mécanique des extrémités des rubans 13 et 14 et la liaison électrique des extrémités des conducteurs de courant 38, 3 , 40 et 41 avec les contacts 44, 45, 46 et 47, fixés aux plaquettes 36 et 37. De cette façon la construction proposée assure un contact électrique fixe persistant des photorésistances avec des déments fixes du circuit électrique de l'appareil. Lorsque la grandeur à mesurer subit une variation, l'index lumineux 11 se déplace le long de l'échelle. Avec lui se déplacent les index auxiliaires 24 et 25. La position des index représentée sur la Fig.6 correspond au cas où la grandeur contrôlée se maintient dans les limites établies. Lorsque la grandeur mesurée diminue, les index lumineux se déplacent vers la gauche. Alors l'index lumineux 24 éclaire d' abord la photorésistance 15 dont la résistance, et par suite le dispositif de commande 42 reçoit un signal électrique. Le dispositif de commande 42 transforme ce signal en un signal de commande de l'objet contrôlé. Si l'importance de la variation de la grendeur à mesurer est telle que l'index lumineux 11 se déplace vers la fin de l'échel- le, l'index 24, en se déplaisant successivement sur les photorésistances 15, 16, 17, insérées en parallèle, en éclaire à tout moment donné au moins une. Par suite, un signal continu est appliqué au dispositif de commande 42. De même, lorsque la grandeur mesurée augmente au-dessus d'une limite déterminée, les index lumineux se déplaçent vers la droite et l'index 25 éclaire successivement les photorésistances 18, 19, 20 en parallèle, et un signal ininterrompu est appliqué au dispositif de commande 43. La construction proposée de l'appareil assure en même temps la production d'un signal d'avertissement visuel, lorsque la grandeur mesurée dépasse les limites établies. A cette fin les rubans souples sont, au moins en partie (dans la région de déplacement de l'index lumineux principal), réalisés en ung substance transparente colorée, de sorte que l'index lumineux 11, en se déplaçant le long de l'échelle passe à travers les rubans 13 et 14 et, de ce fait, change automatiquement de couleur. Les rubans 13 et 14 peuvent être de couleurs différentes par exemple, de couleur verte et rouge. Dans ce cas la couleur de l' index lumineux Il va passer du blanc (lorsque la grandeur à mesurer se maintient dans les limites établies) au vert ou au rouge, selon que la grandeur à mesurer est respectivement inférieure ou supérieure à la valeur admissible. L'invention peut aussi être réalisée sous forme représentée schématiquement sur la Fig.7. Dans cette version le ruban 13, portant les photorésistances 15, 16 et 17, les conducteurs de courant 38, 39 et le limiteur 48, peut être déplacé par la oue dentée du mécanisme d'entraînement, ladite roue s'engageart dans la perforation 32. A l'extrémité du ruban 13 est fixée une plaquette isolante mobile 50 avec des barres de contact 51, 52 auxquelles sont fixées les extrémités de ressorts spiraux, conducteurs du courant 53,54. les autres extrémités lesdits ressorts sont reliées à des barres de contact fixes 55, 56 respectivement, qui sont fixes à une plaquette isolante fixe 57. Les barres de contact fixe 55, 56 sont connectées d'une façon en soi connue, par exemple, par des fils ordinaires, à des dispositifs de commande extérieure. De cette façon les ressorts 53 et 54 réalisent simultanément les liaisons mécanique et électrique des éléments mobiles du ruban 13 avec les éléments fixes de l'appareil. En tournant la roue dentée 28 du dispositif d'entraînement on met en mouvement le ruban 13 avec les photorésistances 15, 16 et 17 fixées sur ledit ruban et branchées en permanence sur le circuit extérieur. Il y a lieu de noter que la variante de construction selon Fig.7 est à employer de préférence potr une gamme de réglage relativement peu étendue, les ressorts 54, 55 travaillant dans les limites de déformation élastique. Il va de soi que les formes de réalisation de l'invention illustrées et décrites ci-dessus ne sont que des versions possibles et préférées, mais nullement l-itatives. On peut imaginer bien d'autres variantes quant à la forme, aux dimensions et à l'emplacement des divers éléments, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, aux éléments représentés sur le dessin et décrits ci-dessus il est permis de substituer des équivalents. On peut changer l'emplacement de certains éléments. Il est possible d'utiliser certains éléments indépendamment les uns des autres, mais bien entendu à condition que ces changements n'enfreignent ni 1' essence, ni l'étendue ae l'inventio. Revendications 1 - Appareil de mesure à détection photosensible comportant un équipage de mesure à miroir mobile, faisant diriger un index lumineux à travers un système optique générateur d'index, au moins l'index principal venant se projeter sur une échelle et un index auxiliaire étant dirigé vers des éléments photosensibles. capables de se déplacer le long de l'échelle, cet appareil étant caractérisé en ce que les éléments photosensibles sont cisposés sur des rubans souples qui sont reliés à des mécanismes dtentraî- nement pour se foire déplacer le long de l'échelle, et qui portent des conducteurs de courant disposés le-long desdits rubans et destinés à raccorder lesdits éléments photosensibles à un circuit de commande extérieur. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les élénts photosensibles fixés aux rubans sont couplés par des conducteurs de courant en parallèle et placés à des distances égales les uns des autres de façon que le nombre c'éléments photosensibles, sur lesquels peut agir sinultanément chacun des index lumineux, ne s-oit pas supérieur à deux. 3 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que comme rubans on utilise des pellicules souples et élastiques en substancs isolante, dont le mouvement est assuré par un mécanisme denté d'entraînement de ruban. 4 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les premières extrémités des rubans se déplacent librement, lorsque les rubans sont déplacés par les mécanismes d'entraînement, tandis que les secondes extrémités pliées en boucles sont fixées à des éléments fixes de l'appareil, les conducteurs de courant desdites secondes extrémités étant branchés en permanence sur les éléments conducteurs de courant fixes. 5 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tronçons de iubans sont déplacés entièrement par des mécanismes d'entraînement et reliés aux éléments conducteurs de courant fixes au moyen de ressorts conducteurs tendant les rubans et reliés aux conducteurs de courant.