Brevet FR2061794A1 — publié le 19710625

La présente invention concerne un anémomètre comprenant un premier conduit de mesure dans lequel de l'air s'écoule à une vitesse proportionnelle à la vitesse du vent et un dispositif dont la résistivité est fonction de la température et qui est exposé aux courants d'air, dispositif dans lequel un premier courant électrique passe de façon à établir une certaine température à laquelle la résistance du dispositif est constante, ce premier courant étant également variable de façon qu'une modification de la température du dispositif et par conséquent de sa -résistance sous l'effet d'une modification de l'écoulement d'air soit compensée par une variation du premier courant.Un tel anémomètre est par conséquent basé sur le fait bien connu que, lorsqu'un fil métallique est chauffé électriquement à une certaine température constante qui:est supérieure à la température de ltair ambiant, sa résistance reste constante. A cet égard, le courant nécessaire pour maintenir la température constante peut castre exprimé par le produit d"un facteur dépendant de la température de l'air et d'un facteur dépendant de la vitesse de l'air. L'invention est en particulier appropriée pour être utilisée dans des tirs d'artillerie ou dans des tirs à partir de tanks où il est d'une grande importance de connaître la vitesse du vent perpendiculaire à la direction de tir aussi bien en grandeur qu'en signe pour améliorer la précision de pointage. Dans les anémomètres connus , il ect nécessaire, entre autres de régler manuellement la tension et l'intensité jusqu a ce mulon atteigne la résistance désirée, ce réglage devant être souvent corrigé en vue-d'obtenir une indication correcte de la vitesse du vent à tous moments. Gela introduit de grosses difficultés, en particulier lorsqu'on utilise ltanémomètre en campagne , n'est pas possible de déterminer rapidement la composante de la vitesse de vent, en grandeur et en signe, perpendiculairement à la direction du tir. L'invention permet de résoudre le problème précité à l'aide d'un anémomètre d'-un type nouveau qui mesure autoniatiquement et indique la grandeur et le signe de la composante de vesse de vent dans une certaine direction. Suivant l'invention, l'anémomètre comprend, d'une part, un second conduit de mesure dans lequel l'air est immobile et une unité présentant une certaine résistivité électrique qui est fonction de la température, correspondant au dispositif, placée de manière que l'unité et le dispositif soient entourés par de l'air d'une température sensiblement uniforme, et dans laquelle passe un second courant électrique, essentiellement constant du fait de l'immobilité de l'air et, d'autre part, des moyens reliés électriquement au dispositif et à l'unité de façon- à produire le premier et le second courant électrique ainsi qu'un instrument indiquant le rapport entre les dits courants. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux conduits de mesure sont identiques, ce qui permet d'obtenir d'une manière très aisée une modification de fonction du dispositif et de l'unité pour une direction inverse du vent. Ainsi,il est possible d'éliminer l'inconvénient essentiel des anémomètres de types connus , pareiemple lorsqu'ils sont utilisés sur des tanks, à savoir que le dispositif de mesure doit être tourné de 1800 lorsque le sens du vent est inversé. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels Figure 1 est une vue en perspective schématique d'un anémomètre; Figure 2 est une coupe de l'anémomètre de la figure 1, et Figure 3 représente un circuit électronique utilisé dans l'anémomètre suivant l'invention. L'anémomètre suivant l'invention permet de mesurer automatiquement et d'indiquer la grandeur et le signe de la composante de vitesse de vent dans une certaine direction. L'anémomètre comprend un premier et un second conduit de mesure identiques,dont les embouchures opposées sont désignées par i et 2 sur la figure 1. Sur la figure 2, on a désigné par 3 et 4 les parties horizontales des deux conduits et par 5 et 6 leurs parties verticales situées à l'intérieur d'un chapeau commun 7.Pour faciliter la description on va supposer que les conduits-de mesure sont disposés l'un par rapport à l'autre de manière que de l'air s'écoule dans le premier conduit 3, 5 avec une vitesse proportionnelle à la vitesse du vent tandis que l'air est immobile dans le second conduit 4, 6; un fil métallique 8 est placé dans l'écoulement d'air passant dans le premier conduit tandis qu'un second fil métallique 9 est placé dans le second conduit. Les conduits sont agencés de façon que le premier et le second fil métallique soient entourés par de l'air à des températures sensiblement égales. Le premier et le second fil métallique sont constitués d'une matière conductrice de l'électricité dont la résistivité esX fonction de la température et sont orientés perpendiculairement aux axes des parties 5 et 6 des conduits de mesure. Des éléments mobiles 10 et 11 sont placés dans les- parties 3 et 4 des conduits de mesure à-proximité des orifices 1 et 2, chacun des éléments 10, 11 pouvant être déplacé par des outils appropriés dans la direction longitudinale du conduit de mesure--dans deux rainures 12, 13 et 14,15 respectivement mais ne pouvant pas être en traînés'par par l'écoulement d'air. Le premier et le second fil métalliques ont des valeurs ohmiques RW 1 et RW 2 et sont-branchés dans un circuit électronique de manière qu'un qu'un'premier courant IRW 1 passe dans le premier fil et qu'un second courant IRW-2 passe dans le second fil. Ce circuit électronique comprend en plus des moyens de génération des premier et second courants, également un instrument V indiquant le rapport entre lesdits courants et constitué par un instrument du type à bobines croisées dont la déviation est proportionnelle aubrapport entre les courants passant dans les bobines. Les moyens de génération des courants IRW 1 et IRW 2 comprennent deux lignes d'alimentation et deux groupes identiques d'éléments. Sous sa forme la plus simple, chaque groupe d'éléments comprend, en premier lieu, une résistance de référence, à savoir respectivement RA 1 et RA 2, en second lieu, d'autres résistances désignées respectivement par RB 1, RC 1, RD 1 et RB 2, RC 2, RD 2, en troisième lieu, six transistors à jonctions TA 1 et TA 2 qui seront appelés dans la suite les premiers transistors TC 1 et TC 2 qui seront appelés dans la suite les seconds transistors et TB i et TB 2 qui seront appelés dans la suite les troisièmes transis- tors. Dans chaque groupe d'éléments, les résistances de référence RA 1 et RA 2 sont reliées à une ligne d'alimentation positive et sont branchées respectivement en parallèle avec le premier et le second fil métallique, les autres bornes des résistances de référence étant reliées respectivement aux bases des premiers transistors TA 1 et TA 2 (de type pnp), les émetteurs des transistors étant reliés respectivement au premier et au second fil métallique tandis que leurs collecteurs sont reliés aux bases des seconds transistors TC 1 et TC 2 (de type npn); les collecteurs des seconds transistors sont reliés respectivement au premier et au second fil métallique par l'intermédiaire des résistances RC l et RC 2 tandis que leurs émetteurs sont reliés à une ligne d'alimentation négative par l'intermédiaire des bobines de l'instrument à déviation V. Les bases des seconds transistors sont également reliées à la ligne d'alimentation négative par l'intermédiaire des résistances RD-l et RD 2.Les résistances de référence RA 1 et RA 2 sont branchées dans le circuit de collecteur des troisièmes transistors EB 1 et TB 2 (de type npn) dont les bases sont connectées au premier et au second fil métallique et dont les émetteurs sont connectés aux collecteurs des seconds transistors TO 1 et Ta 2 par l'intermédiaire des résistances RBl et RB 2. Le fonctionnement de l'anémomètre suivant l'invention est basé sur le principe que, lorsqu'un fil métallique est maintenu chauffé électriquement à une certaine température constante qui est supérieure à la température de l'air environnant, sa résistance reste constante et le courant électrique nécessaire pour maintenir la température constante peut être exprimé comme le produit facteur fonction de la température de l'air et d1un facteur fonction de la vitesse de l'air. Du fait de la conception précitée de l'anémomètre, le premier et le second fil métallique sont entourée par de l'air à même température, le second fil métallique étant entouré par de l'air immobile et le premier fil métallique par de l'air s'écoulant à une vitesse proportionnelle à la composante de vitesse de l'air externe dans la direction du conduit .Le rapport entre les courants IRW 1 et IRW 2 passant respectivement dans le premier et le second fil métallique sont , par conséquent , fonction seulement de la vitesse du tent. Le circuit électronique fonctionne de manière que le troisième transistor TBl règle le courant passant dans le résistance RB 1 de telle sorte que la tension aux bornes de cette résistance soit égale à la tension aux bornes de la résistance RC l.Â ltéquilibre,les courantspassant dans le premier transistor TÂ 1 sont faibles par comparaison aux courants passant dans les résistances RB 1 et RC 1 et, en conséquence, on peut supposer que le mgme courant passe dans les résistances RA 1 et 1w 1 et que le même courant passe dans les résistances RWl et RC 1.Par conséquent, la tensionaux bornes de la résistance RA 1 est égale à la tension aux bornes de la résistance RW 1 multipliée par le fac teur ( RCi. RA1 ) RWI. FBI ) Les valeurs ohmiques des résistances RA 1, RB 1 et RG i sont choisies de manière que la tension aux bornes de RA i de- vienne égale à la tension aux bornes de RW 1 lorsque cette ré sistancé a la valeur ohmique qui correspond à la température désire du premier fil métallique.Par refroidissement du premier fil métallique, la résistance RW i est réduite de façon que la tension aux bornes de RA 1 devienne supérieure à la-tension aux bornes de RW1 et le transistor TA 1 fait alors augmenter le courant passant-dans la résistance RD-1, puis le transistor TG i augmente le courant passant dans la résistance RW i et celui~pas- sant dans la résistance RA i jusqu a ce que RW i ait atteint la valeur -correspondant à l'échauffement du fil. Lorsque cette valeur a été åtteinte, le courant d'émetteur du transistor TC 1 est égal à fois le courant passant dans le premier fil métallique.D'une manière correspondante , le courant d'émetteur passant dans le transistor TC 2 est égal à fois le courant passant dans le second fil métallique' Si RC 1 = RG 2 et RB i = RB 2, le rapport entre lesdits courants d'émetteur est égal au rapport des courants passant dans le premier et le second fil métallique. La déviation de l'instrument V est proportionnelle à ce rapport et ne-dépend, par conséquent, que de la vitesse du vent. L'échelle de l'instrument peut cette directement graduée en vitesse de vent et peut être également agencée de façon à indiquer si le vent vient de la droite ou de la gauche par rapport à une certaine direction. Les éléments mobiles 10 et 11 peuvent eAtre utilisés pour adapter l'anémomètre à des conditions locales d'écoulement de vent lorsqu'il est fixé par exemple sur un toit de véhicule de manière que la vitesse du vent dans le conduit de mesure, dont l'orifice est tourné dans la direction du vent, soit proportio- nelle à la composante de la vitésse de vent à une certaine distance du toit du véhicule. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS i - Anémomètre comprenant un premier conduit de mesure 5,5 ou 4,6 dans lequel de l'air s'écoule à une vitesse proportionnelle à la vitesse du vent et un dispositif 8 dont la résistivité électrique est fonction de la température et qui est exposé aux courants d'air, dispositif dans lequel un premier courant électri- que IRW i- passe de façon à établir une certaine température à laquelle la résistance du dispositif est constante, le premier courant étant également variable de façon qu'une modification de la température du dispositif et , par conséquent, de sa résistance sous l'effet d'une modification de l'écoulement d'air soit compensée par une variation du premier courant, caractérisé en ce qu'il comprend également, d'une part, un second conduit de mesure 4,6 ou 5,5 dans lequel l'air est immobile et une unité 9 présentant une certaine résistivité électrique fonction de la température, correspondant audit dispositif, placée de manière que l'unité 9 et le dispositif 8 soient entourés par de l'air à température sensiblement égale, et dans laquelle passe un second courant électrique IRW 2essenti-ellement constant par suite de l'immobilité de l'air, et, d'autre part, des moyens reliés électriquement au dispositif et à l'unité pour engendrer les premier et second courants et un instrument indiquant le rapport entre lesdits courants IRW i et IRW 2. 2 - Anémomètre suivant la revendication i, caractérisé en ce que, dans les moyens de génération des premier et second courants, les éléments traversés par le premier courant sont identiques à des éléments correspondants traversés par le second courant 7 - Anémomètre suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments correspondant aux premier et second courants comprennent une résistance de référence (respectivement RA i et RA 2 qui est reliée à une première ligne d'alimentation et qui est branchée respectivement en parallèle avec le dispositif 8 et l'unité 9, l'autre borne de résistance de référence étant reliée à la base d'un premier transistor (respectivement TA i et TA 2) dont l'émetteur est connecté respectivement au dispositif 8 et à l'unité 9 et dont le collecteur est relié à une seconde ligne d'alimentation par l'intermédiaire d'une résistance (respectivement RD 1 et RD 2) et de la base d'un second transistor (respectivement TC i et TC 2) qui a une conductivité de type op posé et dont le collecteur est relié respectivement au dispositif 8 et à l'unité 9 par l'intermédiaire d'une résistance (respectivement RG 1 et RC 2). 4 - Anémomètre suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la résistance de référence (respectivement RA i et RA 2 est branchée dans le circuit de collecteur d'un troisième transistor (respectivement TB 1 et TB 2) qui a le même type de conductivité que le second transistor (respectivement TC i et TG 2) et dont la base est reliée respectivement au dispositif 8 et à l'unité 9 tandis que son émetteur est -connecté au collecteur du second transistor (respectivement C i et TC 2) par l'intermédiaire d'une résistance (respectivement RB i et RB 2). 5 - Anémomètre suivant la revendication 5 ou 4, caractérisé en ce:que l'émetteur du second transistor (respectivement TC 1 et TC 2) est relié à la seconde ligne d'alimentation par l'intermédiaire des bobines d'un instrument à déviation V du type à bobine croisées. 6 - Anémomètre suivant l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que les conduits de mesurez, 5 et 4, 6)-sont identiques pour permettre l'adaptation. du disposi tif 8et de l'unité 9 à la mesure du vent après une inversion de la direction de ce dernier. 7 - Anémomètre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les orifices 1,2 des conduits de'mesure 5, 4 et 4, 6)portent des éléments mobiles 10,11 qui sont réglables dans des positions telles que la vitesse de' l'air dans un des conduits soit proportionnelle à la composante de vitesse d'écoulement'de l'air à une certaine distance de l'appareil, cette composante étant parallèle au conduit, et que l'air situé dans l'autre conduit soit immobile. 8 - Anémomètre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif 8 et l'unité 9 sont des fils métalliques. 9 - Anémomètre suivant l'une quelconque des revendications i à 8, caractérisé en ce que le premier transistor (respectivement TA i et TA 2) est du type pnp et en ce que le second (respectivement TG 1 et TC 2) et le troisième (respectivement TB i et TB 2) transistor sont du type npn, la première et la seconde ligne d'alimentation étant respectivement positive et négative.