Brevet FR2037203A1 — publié le 19701231

la presente invention a pour objet un dispositif-pour la mesure de la pression d'écriture d'un sujet testé comprenant un instrument d'écriture et un appareil enregistreur pour ltaffichage des courbes de pression. Lors de tests graphologiques pour l'appréciation du sujet soumis au test, il convient non seulement de retenir le caractère du dessin graphologique, mais également de la pression exercée par le sujet en écrivant ainsi que du genre de mouvement d'écriture, facteurs importants desquels le graphologue peut tirer des informations précieuses.Pour l'enregissnent de la pression d'écriture, on eonnalt depuis de nombreuses années un dispositif no'nmé 'balance dtecriture' dans lequel un plateau reposant sur des ressorts est relié à un bras de levier qui commande un appareil scripteur et permet d'en- registrer la vitesse, la force et l'allure des variations de pression de ltécri- ture Une telle balance est par exemple décrite dans l'étude de A. GROSS, "Untersuchungen tuber die Handschrisft Gesunder und Geisteskranker", publié dans la revue tPsychologischen Arbeiten"2, 450 - 586. 1899.Les balances modernes utilisent un plateau récepteur de la pression d'écriture électrique, ainsi que desappareils dtenregistrement électrique, tels que des traceurs de courbes ou des oscilloscopes. Ces dispositifs, travaillant avec une base sensible à la pression, présentent essentiellement deux inconvénients les variations des pressions à enregistrer doivent êtreslesurées au moyen d'un plateau, c'est-Ci-dire au moyen d'un dispositif-mécanique se déplaçant au rythme de la variation de pression, dispositif dont les dimensions et les propriétés élankiques influencent aussi bien la sensibilité que l'enregistrement de variations rapides de pression.La fiabiIité et la qualité d'une analyse de pression d'écriture dépend naturellement de l'exactitude avec laquelle des finesses tant dans la pression que dans la variation de la-pression, sont enregistrées et sont disponibles pour l'interprétation de la mesure, interprétation dans laquelle la pression maximale, c'est-à-dire la plus forte augmentation de pression apparaissant dans la courbe, la pression minimale, ctest-à-dire la plus forte chute de pression apparaissant dans la courbe, les pressions moyennes maximales et minimales, les différences entre ces deux valeurs ainsi que la qualité de l'image obtenue telle que l'ondulation de la courbe, les irrégularités, les discontinuités, etc.. jouent un rôle particulier.L'exactitude avec laquelle ces caractéristiques sont enregistrables est cependant influencée, dans les dispositifs connus par les propriétés du système mécanique de mesure de la pression. D'autre part, la construction de l'installation de test avec son plateau et ses liaisons électriques le relisant au système drenregistxsnent crée un "climat d'examen" dans lequel le sujet testé ne se comporte pas sans une certaine contrainte qu'il conviendrait au contraire d'éíziter pour obtenir un échantillon correct d'écriture permettant une analyse graphologique valable. Or, la connaissance du fait que l'échantillon d'écriture est enregistré dans le but d'un analyse graphologique et installation électrique du test entourant Ie sujet provoquent chez ce dernier une certaine crispation qui modifie sa façon normale d'écrire. L'invention se propose d'éviter les inconvénient9 susmentionnés des dispositifs connus pour l'enregistrement delta pression d'écriture et de fournir une installation dans laquelle l'inertie des élétnents du dispositif n'influencent pratiquement pas l'enregistrement des courbes de pression, de telle sorte que l'on peut obtenir une sensibilité optimale et un pouvoir de séparationq?timal des détails des courbes, et qui permette en outre de mesurer la pression d'écriture d'un sujet testé sans que le sujet testé n'en ait connaissance, sur la base de l'instrument d'écriture qui lui a été remis, par exemple un stylo à bille, et sans que le sujet puisse déceler un test de I1aspect de la place qui lui est assignée pour écrire. Afin d'apporter une solution à ce problème, le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend, monté dans le corps de l'instrument d'é- criture un détecteur de mesure, réagissant i la pression d'écriture et un émetteur miniature alimenté par batterie et commandé par le détecteur de mesure, transmettant sans fil les valeurs mesurées et que l'appareil d'enregistrement est couplé avec un récepteur accordé a la fréquence de l'émetteur et commandant l'enregistrement. Le plateau de pression ainsi que les éléments mécaniques du dispositif et les cables électriques à la place assignée au sujet et l'appareil d'enregistrement ne sont plus nécessaires et le sujet testé reçoit simplement un instrument d'écriture d'apparence normale avec lequel il peut écrire sur un sous main quelconque et en tout lieu. D'autre part, l'appareil enregistreur peut entre disposé dans un autre local de telIe sorte que le sujet testé ne remarque rien de l'enregistrement. Comme Ia pression exercée par le sujet est transmise directement sous forme de si gnaux électriques par un détecteur situé dans l'instrument d'écriture, par exemple un cristal piézoélectrique ou un condensateur sensible à la pression, il n'y a plus de facteur susceptible de réduire la sensibilité de la détection et la finesse de l'enregistrement. L'instrument d'écriture utilisé dans le dispositif selon l'invention peut être aisément équipé d'un ou deux détecteurs supplémentaires utilisables pour détecter la pression exercée par le sujet directement sur le corps de l'instrument et éventuellement, la transpiration du sujet. Pour la mesure de la pression sur le corps d'un instrument, la périphérie de ce corps saisi par le sujet peut- être réalisée en matière élastique, de telle sorte que cette partie de la paroi extérieure agisse sur un détecteur de pression en contact avec la paroi intérieure du corps de l'instrument.Pour la mesure auxiliare de la transpiration, il est avantageux d'effectuer une mesure capacitive en utilisant la paroi extérieure du corps de l'instrument comme l'une des électrodes du condensateur, dont l'autre électrode est constituée par les doigts du sujet, la capacité mesurée étant fonction de l'humidité des doigts. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de l'invention comprenant un stylo à bille équipé de trois détecteurs associés à trois émetteurs. La figure I représente une coupe axiale partielle du stylo à bille. La figure 2 représente une schéma électrique avec un détecteur et un metteur. La figure 3 représente le schéma électrique d'une seconde forme d'exécu-tion d'un détecteur. La figure 4 représente le schéma électrique d'une troisième forme d'exécution d'un détecteur utilisable avec l'émetteur représenté a la figure 2 La figure 5 représente une quatrième forme d'exécution de détecteur. Le stylo à bille représenté à la figure 1 est utilisé simultanément pour la mesure de la pression d'écriture, de la pression de saisie et de la transpiration, ainsi que pour la transmission sans fil des signaux de mesure sur trois canaux. Ces signaux sont reçus par des récepteurs montés dans un transcripteur multiple de courbes non représenté tel qu'on peut le trouver dans le commerce et sont utilisés pour la commande de tois stylets scripteurs du transcripteur de courbes. I1 est bien entendu possible d'utiliser trois transc'ripteurs indépendants. Dans un trou axial du bottier 1 du corps de l'instrument est disposée une pointe écrivante 2 de type usuel munie d'une,b-le bille 3 soumise, lors de ltécriture, à des pressions dirigées axiaIement et obliquementtel qu'indiqué par les flèches -P, forces qui agissent par la pointe écrivante 2 et un tampon 4 solidaire de cette pointe sur un détecteur M. Ge détecteur est constitué, dans l'exemple considéré par un cristal piézoélectrique 5 en forme de plaque ou de bande, fixé uniquement par ses extrémités en contact avec une batterie B servant simultanément de support et susceptible ainsi de fléchir dans sa zone médiane. Le tampon 4 présente de préférence une surface bombée 4a appuyant sur le cristal 5 de manière à ne présenter qu'un contact pratiquement ponctuel, de sorte que les pressions présentant des composantes radiales soient transmises de facon satisfaisante sur le cristal dans les limite s iu jeu de la pointe écrivante 2. Le cristal 5 est monté dans un circuit d'émetteur E (figure 2) se présentant sous la forme d'une unité miniature compacte inserrée dans le corps 1. Ce circuit comprend la batterie B et un circuit 6, de préférence imprimé ouintégré, comprenant un transistor T et une bobine S entourant un noyau 7 à haute fréquence. Le circuit 6 et au moins une partie de la batterie B sont blindés par une feuille métallique 8. Le corpslcomprend, pour la mesure de la pression de saisie de l'instrument, un deuxième détecteur MI constitué également par un cristal piézoélectrique 11 fixé par ses extrémités. Ce cristal est situé à proximité de la paroi élastique 10. Cette zone comprend l'endroit habituellement saisi par les doigts du sujet La pression de saisie est dirigée essentiellement radialement selon P et transmise par la déformation de la paroi élastique 10 sur le cristal Il disposé dans un circuit d'émetteur de la même manière que le cristal 5. Pour la mesure de la transpiration du sujet, le stylo a bille est équipé d'un troisième détecteur MZ, constitué dans le présent exemple, simplenent par une feuille- métallique 12 entourant le corps de l'instrument et constituant l'une des électrodes d'un condensateur dont l'autre électrode est constituée par les doigts du sujet ce condensateur étant disposé dans le circuit d'un troisiè me émetteur, Ia capacité du condensateur variant en fonction de l'humidité des doigts et cette variation modulant les signaux de l'émetteur. L'émetteur miniature représenté à la figure 2 est piloté -par le détecteur M connecté entre les bornes a et b, iI comprend un transistor T dans le circuit d'émetteur duquel est montée une résistance R tandis que dans le circuit de collecteur est monté un circuit re'sor-ant comprenant d'unepart la bobine S et d'autre part un condensateur C en parallèle å cette bobine.La base du transmise tor T est reliée d'une part à la borne d du circuit résonnant å travers un condensateur CI et d'autre part a' l'un des pôles de Ia batterie B, dont l'autre PAO le est reIié par une borne c à travers une résistance RI 'a la borne d du cir- cuit résonnant. r parallèle à la résistance Rl est monté le détecteur M en rie avec un condensateur C2 L'émetteur E travaille dans une zone de fréquen- ces autorisée, par exemple 1000 MHz, et ne consomme qu'une puissance ce quelques microwatts, voir même, s l'on utilise un circuit intégré, moins qu' un microwatt. La fréquence porteuse de l'émetteur est modulée de façon connue en amplitude par les signaux du détecteur M. Si l'on utilise comme détecteur un cristal piézoélectrique, les déformations mécaniques du cristal par la pression exercée sur celui-ci engendrent des tensions électriques. Toutefois les charges électriques apparaissant sur les faces extérieures du cristal et engendrant-précisemment les tensions s'écoulent dans le circuit dans lequel est disposé le cristal si l'état de déformation persiste un certain temps,c'est--dire Si le-sujet maintient une certaine pression d'écri- ture. De manière à enregistrer également de façon la plus exacte une telle pression persistante, onpeut monter un condensateur en parallèle au cristal, ce condensateur se chargeant Iors d'une déformation du cristal et conservant par sa charge la tension représentative de la pression. Le circuit émetteur à module on d'amplitude représenté à la figure 2 peut etre bien entendu réalisé avec d'autres types de détecteurs de pression engendrant des signaux électriques en fonction de la pression ou d'un déplacement provoqué par la pression ou modifiant des caractéristiques électriques du circuit d'émetteur. Par exemple, on peut utiliser au lieu du cristal 5 selon la figure 2, une résistance sensible à la pression ou un potentiomètre actionné par la pression, ou une colonne de mercure ou encore un condensateur sensible à la pression, en particulier un condensateur variable (trimmer) dont l'une des élec- trodes est déplacée par l'organe de pression 4, modifiant ainsi la distance des électrodes, et par conséquent la capacité du condensateur. I1 peut entre également judicieux de concevoir le circuit détecteur de telle manière qu'il constitue un circuit oscillant dont la fréquence de résonance est située très en dessous de la fréquence de la porteuse de l'émetteur et que le détecteur proprement dit constitue un organe déerminant la fréquence de réso nance de ce circuit oscillant.On peut alors utiliser la fréquence de ce cirez cuit pour moduler la porteuse en fréquence Des exemples de circuit sont représentés aux figures 3 et 4. Le détecteur représenté à la figure 3 est constitué par un oscillateur de la technique horlogère (brevets No 376 062 et 418 23B} comprenant comme- élé- ment résonant deux quart Sa et Sb en sur ef siffles sur un support commun par lequel ils sont couplés mécaniquement, l' un de ces quartz étant dispose dans Ie circuit base-émetteur d' un transistor TI t rt li autre dans le circuit- émetteur-collecteur de ce transistor ; le circuit résonnant formé par les deux quartz est alimenté par une batterie B1 oscillant à une fréquence déterminée par la fréquence propre des deux quartz. L' une des extrémités libre de l'un des quartz, par exemple le quartz Sa est soumis à la pression de 1' organe 4 (figure T) de telle sorte que la fréquence propre de ce quartz, et ainsi la fréquence du circuit résonnant, est modifiée en fonction de la pression. Dans cecas, le signal électrique n' est pas engendré directement par la variation de la tension air bornes du cristal, mais par une modification de la fréquence de résonance du quartz. Des résistances RZ et R3 sont montées en parallèle aux quartz et le circuit est relié par ses bornes a et b aux bornes a et b du circuit de la figure 2 La fréquence de 1' émetteur E est ainsi ruodulée par la fréquence variable du détecteur, la fréquence de modulation poudrant être située dans une zone de 1, 5 à 3 Khz. Un tel circuit présente 1' avantage de permettre de mesurer exactement aussi bien les-variations de pression que le valeurs absolues de cette pression. Une telle modulation de fréquence peut etre également obtenue, selon figu- re 4, au moyen d'un circuit resonnant comprenant une bobine, une résistance et un condensateur C4 sensible à la pression, ce circuit étant connecté entre les bornes c et d de 1' émetteur de la figure Z Le condensateur sera de pré- férence constitué par un condensateur variable du type trimmer, dont la capacité varie par la modification de I distance entre ses électrodes. Dans les circuits représentés aux figues 3 et 4, il est possible, comme dans Ie cas de la modulation d' amplitude, d' ïnserrer un détecteur de pression d'un autre type -; son rôle sera de déterminer la fréquence de résonance du circuit résonnant. I1 est dès brs également possible d' utiliser une résistance sensible à la pression ou une bobine à inductivité variable -dans laquelle, par exemple un noyau se déplace sous 1' effet de la pression. Cet élément peut être également constitué par un transformateur différentiel dans lequel un noyau se déplace sous 1' effet de la pression. Toutes les solutions envisagées ci-dessus sont également valables pour le détecteur M1. En ce qui concerne le détecteur M2 pour la mesure de la transpiration, on peut utiliser un condensateur modulant la fréquence de 1' émetteur et disposé de telle manière que la périphérie du corps de l'instrument que les électrodes du condensateur sont disposées à faible distance 1' une de I' autre, toutes deux sur la face extérieure du corps de 1' instrument, de manière à pouvoir être pontées par les doigts du sujet testé. Dans ce cas également, la capacité du condensateur est modifiée en fonction de 1' humidité des doigs. I1 est également possible de prévoir plusieurs paires d' électrodes sur la face extérieure du corps de 1' instrument, en série ou en parallèle. La transmission des signaux de mesure peut etre effectuée par modulation de fréquence de I' émetteur de telle manière que le détecteur constitue directement un organe déterminant la fréquence dans le circuit émetteur proprement dit. Le détecteur M2 peut etre par exemple constitué par le condensateur C du circuit selon la figure 2. D'autre part, il s'est avéré que la fonction du détecteur M2 peut etre éventuellement assurée par le détecteur M ou le détecteur M1, car, généralement la capacité de la main du sujet, qui est fonction de son humidité, a pour conséquence un déplacement plus ou moins prononcé de la modulation de masse des signaux émis par 1' émetteur E. Les effets de la modulation de la main dans 1' enregistrement des courbes est dès lors représentée par un déplacement du niveau zéro des signaux enregistrés. On peut ainsi renoncer au détecteur particulier M2 et à 1' émetteur correspondant en se référant aux courbes de pression inscrites pour tirer des conclusions au sujet de la transpiration. Dans 1' exemple représenté à la figure 5, le détecteur estconstitué simplement par une partie 4' en matière ferro-magnétique, par exemple une vis en métal, fixée à 1' extrémité de la pointe écrivante 2' et s' appuyant contre un disque en caoutchouc 5', de préférence au silicone, en contact avec la face frontale d'un barreau de ferrite/entouré par une'bobine S' d'un émetteur 6' . Dans ce cas, la distance entre la partie 4' et le barreau 7', et avec elle le champ magnétique de la bobine émetteur, varie en fonction de la pression exercée sur la pointe écrivante. Cette forme d' exécution est particulièrement pratique et économique. I1 est bien entendu possible de renoncer à la mesure de la transpiration, la seule pression d' écriture permettant au grapholoque de tirer des renseignements importants. Pour 1' enregistrement des courbes, on utilise avantageusement des transcripteurs tels qu' on les trouve dans le commerce, dans lesquels sont montés des émetteurs accordés aux fréquences porteuses des émetteurs et aux types de ces émetteurs et comprenant des circuits de démodulation adéquats pour la commande des organes d' enregistrement de 1' appareil. Le dispositif selon 1' invention a déjà permis d' obtenir d' excellents résultats et transcrire des courbes de pression dont le détail est clairement reconnaissable, ce qui n' était pas le cas avec les dispositifs utilisés jusqu' ici. Les émetteurs miniatures montés dans le corps de 1' instrument, de préférence réalisés en circuits intégrés, sont de si faible dimension qu'il est sans autre possible de les monter dans un stylo de dimension courante.Par exemple, le circuit émetteur selon la figure 1, avec sa batterie B, a été réalisé dans un cylindre de 8 mm de diamètre et de 20 mm de longueur. Il n' est en outre pas nécessaire d' utiliser un stylo avec une pointe écrivante 2 mais il est également possible d'utiliser un porte-plume, un stylo à bec ou à feutre ou à mine de craton, car les circuits détecteurs sont extraordinairement sensibles et réagissent à la plus petite variation de pression, pour autant que le détecteur se trouve à 1' intérieur du corps de 1' instrument en contact avec 1' extrémité écrivante, bec, mine ou feutre. On peut également utiliser comme détecteur, notamment pour la mesure de la pression de saisie du corps de 1' instrument (détecteur MZ) un dispositif de mesure d' allongement (bande). RE VENDICAT IONS 1. Dispositif pour la mesure de a pression d'écriture d'un sujet compre nant un instrument d'écriture et un appareil enregistreur pour Itinscription des courbes de pression, caractensé par le fait qu'il comprend, monté dans te corps de l'instrument d'écriture un détecteur de mesure, réagissant a la pression d'écriture et un émetteur miniature alimenté par batterie et commandé par le détecteur de mesure, transmettant sans fil les valeurs mesurées et que l'appareil d'enregistrement est couplé avec un récepteur accordé å la fréquence de l'émetteur et commandant l'enregistrement 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour la mesure auxiliaire de la pression de saisie du corps (1) de l'instrument un second détecteur de pression ( sensible à la déformation, par les doigts du sujet testé, d'une partie élastique (10 > de la paroi dudit corps et un deuxième émetteur pour la transmission sans fiI des valeurs mesurées du deuxième détecteur sur une deuxième fréquence et un deuxième récepteur accordé sur la deuxième fréquence et un deuxième appareil enregistreur commandé par ce récepteur. 3. Dispositif selon La revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour la mesure auxiliaire de la transpiration du sujet testé, au moins une partie de la paroi extérieure (12) du-corps saisie par les doigts du sujet, et constituant une partie d'un troisième détecteur (M2) réagissant à l'humidité, un troisième émetteur pour la transmission sans fil des valeurs mesurées par ce troisième détecteur sur une troisième fréquence et un troisième récepteur accordé à cette troisième fréquence et commandant un troisième appareiI enregistreur. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins un des détecteurs (M;M1) est constitué par un cristal piézoélectrique (5;11) dont la tension électrique, engendrée en fonction de sa déformation, module la fréquence porteuse de l'émetteur (E). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le cristal piézoélectrique est monté en parallèle avec un condensateur. 6. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des détecteurs (M;M1) est constitué par un condensateur dont la capacité varie avec la pression et module la porteuse de L'émetteur. 7. Dispositif selon la revendication i ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des détecteurs (M;M1) est constitué par au moins une résistance sensible a la pression dont la valeur variable module la fréquence de la porteuse de 1'émetteur. 8. Dispositif selon La revendication 6, caractérisé par le fait que le condensateur est un condensateur variable de type trimmer dont la distance des plaques varie en fonction de la pression 9. Dispositif selon la revendication I ou 2; caractérisé par le läl: qu'au moins 1'un des détecteurs (M;M1) constitue l'organe déterminant Ia fréquence d'un circuit résonnant, cette fréquence r-òdulant la fréquence porteuse de l'émetteur. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit circuit résonnant comprend deux cristaux piézoélectriques en série (5a- 5b) et un transistor (T 1) et que la fréquence du circuit résonnant est modifiable par la pression d'un organe de pression, (4) en contact avec l'organe écrivant (2), sur l'un des cristaux, 11.Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le troisième détecteur (M2) présente une feuille métallique (12) entourant la paroi extérieure de l'instrument d'écriture à endroit où celui-ci est saisi par les doigts du sujet de telle manière que ladite feuille métallique et les doigts du sujet forment ensemble un condensateur. li Dispositif selon la revendicationl ou 2, caractérisé par Ie fait qu'au moins l'un des détecteurs présente une partie ferro-magnétique (4' > mobile relativement à un barreau en ferrite entouré par une bobine (5') appartenant au circuit d'émetteurs, cette partie ferro-magnétique s'appuyant sur un disque en caoutchouc (5') en contact avec le barreau en ferrite. 13. Dispositif selon la revendicatier l ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des détecteurs est un dispositif de mesure d'allongement. 14. Dispositif seLon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des circuits émetteurs est sensible a la capacité de la main du sujet par déplacement de la modulation de rhasse. 15. Dispositif selon la revendication 1, -caractérisé par le fait que 1'é- metteur et la batterie sont montés dans une unité disposée dans une ouverture centrale du corps de l'instrument d'écriture, cette unité portant le détecteur (M) du côté de L'organe écrivant, contre lequel la partie frontale de l'organe écrivant s'appuie par l'intermédiaire d1un organe de pression (4) présentant une surface de pression arrondie (4a).