Brevet FR2019221A1 — publié le 19700626

La présente invention est relative à un nouvel appareil électrique, notamment pour instrument de mesure à réponse non linéaire, et, plus particulièrement, à un tel instrument à réponse logarithmique. Il est souvent souhaitable dans les instruments électriques que la relation entre le signal d'entrée et le signal de sortie donné par l'instrument soit une fonction autre que lineaire. Par exemple,l'instrument peut avoir à donner une réponse logarithmique. Quand un instrument de mesure est utilisé pour indiquer l'intensité de la lumière ou peur regier la durée d'exposition dans un appareil photogra phoque de prise de vue en fonction de cette intensite, il est intéressant que la réponse de l'instrument suive une fonction logarithmique de l'intensité de la lumière. La raison e est que la densité optique d'un cliché photographique est directement proportionnelle au logarithme de l'exposition. Comme la plupart des détecteurs photoélectriques sont à l'heure actuelle presque linéaires, la correction de ia réponse doit en être faite soit par l'instrument lui-même, soit par un mécanisme séparé ajoute au dispositif de réglage de ltexposition. Il est donc clair qu'une réponse logarithmique est particulièrement utile dans un dispositif de mesure de l'intensité de la lumière. On a déjà fabriqué des instruments de messure pour lesquels la déflexion de l'index par rapport à l'échelle de lecture est une fonction logarithmique de la grandeur d'entrée. On y est parvenu e, calculant le champ magnétique de l'instrument de telle manière qu'il s'affaiblit proportionnellement au déplacement de l'index ou de l'aiguille. Cependant, si on arrive à affaiblir suffisamment le champ magnétique pour obtenir une réponse d'allure convenable sur toute l'étendue de l'échelle de messure, l'amortissement électrodynamique devient souvent insuffisant pour obtenir de bons résultats. Suivant la présente invention, oj utilise pour pallier cet inconvénient, un élément magnétorésistant Incorpore au dispositif de mesure. Un matériau magnétorésistant est un leateraau dont la résistance électrique en fonction des variations au flux magnétique ambiant. Si un tel élément magnétorésistant est place dans un instrument dans lequel la densité de flux varie suivant la position de l'armature, on tel élément est soumis à des varia- tions de flux quand l'armature mobile circule sur la trajectoire. Si un tel élément magnétorésistant est connecté au oobiaa:e de 'instrument de mesure, il modifiera ia reponse de l'instrument n fonction des variations de la densité du flux magnétique qu'il subit. Au dessin annexé donné seulement à titre d'exemple - la Fig.l est une vue Cil perspective schématisée d'un instrument électrique de mesure utilisant un élément magnétorésistant, suivant l'invention; - la Fig.2 est un diagramme schématique d'un circuit utilisant un élément magnétorésistant connecté en parallèle avec le bobinage de l'instrument - la Fig.3 est une vue schématique d'un circuit utilisant un élément magnétorésistant en série avec le bobinage de l'instrument - la Fig.4 est un graphique qui montra l'altération de ta réponse d'un instrument qui utilise le circuit de la Fig.2 ; et - la Fig.5 est un graphique qui montre l'alteration de la réponse d'un instrument qui utilise le circuit de ta A la Fig.1, on â représenté un instrument utillsant un bobinage place sur un équipage mobile 1, montre sur un axe 2 lui-même engage dans deux supports 3 et 4. En association avec l'équipage mobile, deux aimants 5 et 5' assurent l'établissement d'un champ magnétique nécessaire au mouvement de L 7équipage mobile 1. Un élément magnetoresistan 6 est attache à la bobine mobile de l'instrument, comme décrit an détail ci-apres. Les éléments magnetorésistants sont aien connus an soi Parmi les matériaux pouvant être utilises comme éléments magnétorésistants citons des alliages de différents metaux nobles et de métaux de transition, et certains semi-conducteurs, tel l'antimoniure d'indium. La Fig.2 représente le circuit électrique d'un instrument photosensible , utilisant une cellule photoélectrique 11 connectée en serie avec une pile ou toute autre source de tension 10, et le bobinage de l'instrument 1. l'élément magnétorésistant 6 est connecte en parallèle avec ce bobinage 1. Comme il est bien connu, si de la lumière tombe sur la cellule photoélectrique 1, qui peut être par exemple une cellule au sulfure de cadmium, la résistance de la cellule photoélectrique diminue et davantage de de courant peut ainsi traverser le bobinage de l'instrument 1. Ceci provoque la rotation du bobinage i rar rapport aux aimants 5 et 3-. Comme la bobine se déplace, l'élément magnétorésistant 6 qui lui -st fixé, se dé place également. Pendant ce déplacement, il est soumis à des variations de densité de flux qui viennent modifier la resistance de l'élément magnétorésistant. Un abaissement de cette résistance entraîne un abaissement du courant qui passe à travers la bobine mobile branchée en parallèle, rédui- sant ainsi la sensibilité de l'instrument. L'élément magnétorésistant est disposé de telle facon que sa résistance décroisse en fonction de l'amplitude du déplacement de l'instrument. Cette relation apparait sur le graphique de la Fig.4, où la courbe supérieure 20 représente la réponse de l'instrument quand l'élément magnétorésistant n'est pas utilisé. La courbe inférieure 21, par contre, montre la réponse de l'instrument quand l'élément magnétorésistant est utilisé, comme illustré sur la Fig.2. Comme on peut le voir d'après ces deux courbes, la réponse est d'allure plus logarithmique quand on utilise l'élément magnétorésistant. Sur la Fig.3, on voit un circuit utilisant une source de tension 10, une cellule photoélectrique 11, un élément magnétorésistant 6, et un instrument à bobinage 1, toutes les connexions étant faites en série. La résistance de la cellule décroissant, lîamplitude du déplacement de l'équipage mobile s'ace croit. L'élément magnétorésistant est disposé de telle façon que sa résistance s'accroit en fonction de l'amplitude du déplacement de l'équipage mobile, ce qui a pour effet d'accrottre sensiblement la résistance du circuit du bobinage. Ce résultat apparait sur la Fig.5 où la courbe inférieure 30 montre la réponse de l'équipage mobile dans un circuit en série n'utilisant pas d'élément magnétorésistant, alors que la courbe supérieure 31 montre la réponse de l'équipage mobile quand un élément magnétorésistant est connecté en série avec la cellule photoélectrique et le bobinage de l'équipage mobile. Ainsi l'élément magnétorésistant peut être connecté soit en série soit en parallèle avec la bobine de l'instrument, à condition d'être disposé de manière convenable, de manière à rendre l'allure de la réponse de l'instrument plus réellement logaritmique. Le circuit de la Fig.2 est particulièrement efficace, comme on peut le voir par l'écart des réponses illustré sur la Fig.4, où l'on désire obtenir pour des valeurs croissantes de la luminance une réponse du système notablement atténuée. Le dispositif décrit est associé à une cellule photoélectrique telle qu'une cellule au sulfure de cadmium, mais il est clair que l'élément magnétorésistant fonctionnerait de la même manière si on utilisait une cellule photo voltatque ou une autre cellule photosensible. De même, si dans notre exemple l'instrument utilise une bobine mobile, il est évident que la bobine peut être fixe alors que l'aimant est mobile. Quel que soit l'élément en mouvement, l'arbre sur lequel il est fixé, est rattaché à une aiguille de lecture (non représentée) ou à un mécanisme entrainant le diaphragme de l'appareil photographique (non représenté). REVENDICATIONS 1 - Appareil électrique comprenant un aimant et un bobinage électrique placé dans son champ, le bobinage et l'aimant étant mobiles l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend une magnétorésistance solidaire du bobinage et électriquement connectée à ce bobinage pour en altérer la résistance. 2 - Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la magnéto résistance est électriquement reliée en série avec le bobinage. 3 - Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la magnéto résistance est électriquement reliée en parallèle avec le bobinage. 4 - Appareil conforme à l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'aimant est fixe tandis que le bobinage tourne en réponse aux varia tions d'un courant circulant dans le bobinage. 5 - Instrument électrique photosensible, comprenant une cellule photosensible et un appareil électrique constitué d'un aimant et d'un bobinage électrique monté rotatif par rapport à cet aimant et électriquement relié à la cellule photo sensible, caractérisé en ce qu'il comprend une magnétorésis tance solidaire du bobinage et électriquement relié à ce bobinage et à la cellule photosensible. 6 - Instrument conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la cellule photosensible est reliée en série avec le bobinage et la magnétorésistance en parallèle sur le bobinage. 7 - Instrument conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la cellule photosensible, le bobinage et la magnétorésistance sont en série. 8 - Instrument conforme à l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que la cellule photosensible est un éléments photoconducteur, une source de potentiel en série avec cet élément et. le bobinage fournissant du cou rant à l'instrument. 9 - Instrument conforme à l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'aimant est fixe et le bobinage mobile en rotation par rapport à l'aimant. 10- Instrument électrique équipé d'un dispositif d'aiustement de la réponse, comprenant un moyen d'établissement d'un champ magnétique, un bobinage électrique alimenté par un courant, ce bobinage étant mobile dans le champ suivant des déplacements dont L'amplitude dépend du courant qui la traverse, caractérisé en ce qu'il comprend un élément électrique permettant de varier la résistance effective du bobinage en fonction de son déplacement. 11- Instrument conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément électrique est une magnétorésistance qui se déplace dans le champ proportion nellement au déplacement du bobinage, cette magnétorésistance étant élec triquement reliée au bobinage pour en modifier la résistance effective en fonction de son déplacement.