Brevet FR2115287A1 — publié le 19720707

" 2115287 la présente invention concerne un dispositif pour mesurer la vitesse angulaire d'un .arbre rotatif et , en particulier, la vitesse d'un véhicule routier. le moyen classique de mesure de la vitesse d'un véhicule 5 consiste à relier un câble ,par l'intermédiaire d'engrenages, entre l'organe d'entraînement finale la boîte de changement de vitesseset un compteur de vitesse de type classique. Ce moyen conventionnel présente l'inconvénient de constituer une connexion mécanique et d'être sujet , de ce fai^ à l'usure et 10 à line défaillance finale. De plus, en raison de l'inertie de l'appareil de mesure l'aiguille ne suit pas avec précision les fluctuations soudaines de vitesse, car s'.il est sur-amorti sa réponse est lente et s'il sous-amorti sa réponse provoque des dépassements et de oscillations de l'aiguille. 15 la présente invention a par conséquent pour objet de remédier partiellement ou totalement aux inconvénients susmentionnés. On prévoit, selon la présente invention, un dispositif pour mesurer la vitesse angulaire d'un arbre rotatif , comportant 20 "" 3S moyens pour délivrer une pluralité de sorties de tension engendrées séquentiellement dans le temps avec la vitesse de rotation dudit arbre, des moyens pour engendrer un champ rotatif grâce aux sorties de tension séquentielles précitées et des moyens pour mesurer le couple engendré par ce champ tournant 25 de façon à donner une mesure de la vitesse de rotation de l'arbre. le dispositif selon l'invention comporte, de préférence, trois électroaimants disposés selon un triangle équilatéral , ces électroaimants ayant leurs facesterminales fermant des intervalles d'air égaux avec un disque électriquement conducteur 30 monté sur un arbre et empêché de tourner par un ressort spiral. Le dispositif peut comporter également un amplificateur de courant à commutation inverse prévu pour effectuer une. commutation rapide. 35 D'autres caractéristiques et avantages de lsinvention apparaîtront au cours de la description qui va suivre . Dans les de asins annexés donnés uniquement à titre d'exemple; 71 41523 2 2115287 - la figure 1 est un diagramme-bloc d'un mode préférentiel de réalisation d'un dispositif de mesure de la vitesse d'un véhicule routier séon l'invention - la figure 2 est une représentation schématique en 5 perspective de la partie du dispositif indiquant la vitesse - la figure 3 représente le circuit d'un mode de réalisation préférentiel d'un amplificateur de courant à commutation inverse utilisé avec ledit dispositif - la figure 4 est une vue en élévation frontale d'un mode 10 préférentiel de réalisation d'un dispositif de découpage ou d'interruption de radiations. En se référant aux dessins on voit que le dispositif comporte une source de radiationsélectromagnétiques 2 qui est , de préférence, une lampe à l'arsénure de gallium émettant des 15 radiations dans la région infra-rouge du spectre électromagnétique ; un organe de découpe ou d'interruption des radiations 4 monté sur un arbre 6 entraîné en synchronisme avec l'organe d'entraînement final de la boite de vitesses ;un détecteur de radiations électromagnétiques 8 qui est , de préférence , 20 un photo-transistor ou une paire d'éléments photosensibles à montage de Darlington ; un amplificateur de courant à commutation inverse 10; un compteur annulaire 12 comportant trois transistors qui sont commutés séquentiellement pour donner trois sorties X,Y et Z; trois électroaimants 14,16 et 1 &,alimentés 25 par les sorties X,Y et Z respectivement et un compteur ou indicateur de vitesse actionné par un champ rotatif produit par les trois électroaimants . En se référant à la figure 4 ,un dispositif de découpe de radiations4 présente, selon un mode de réalisation préférentiel, 30 une forme sensiblement circulaire de façon à donner un rapport spatial d'obturation et de passage égal à l'unité pour les radiations infra-rouges atteignant le phototransistor.8. Le phototransistor 8 est monté sur un bras fixe 30 qui est muni d'une/entille ou analogue 28 de façon à concentrer les 35 radiations sur la jonction p-n dudit transistor 8. Il convient de comprendre que le rapport spatial d'obturation et de passage des radiations atteignant le phototransistor 8 peut avoir une 3 71 41523 2115287 autre valeur quelconque. En se référant à la figure 2 les trois électroaimants 14,16 et 18 sont montés sur le bâti ou analogue du compteur de vitesse de façon à former un triangle équilatéral . Un disque 5 électriquement conducteur 20 ( par exemple en cuivre ) est monté sur un arbre 22 tournant dans une portée ou analogue 23 montée- sur la plaque postérieure 21 de l'instrument, l'arbre 22 traverse le centre du triangle équilatéral formé par les électroaimants et le disque de cuivre 20 est monté sur l'arbre 10 de façon que l'une de ses faces délimite un étroit intervalle d'air avec les faces d'extrémité des électroaimants,qui ont tous la même polarité magnétique, par exemple nord . Une aiguille ou analogue 24 est fixée à l'arbre et prévue pour se déplacer sur une échelle ( non représentée ).Une extrémité d'un ressort 15 hélicoïdal 26 est fixée à l'arbre 22 tandis que son autre extrémité 27 est fixée au bâti ( non représenté ) de l'instrument, le ressort hélicoïdal 26 sollicite l'aiguille vers la position zéro de l'échelle en absence de tout champ rotatif produit par les électroaimants. 20 la figure 3 montre , de façon plus détaillée , un mode de réalisation préférentiel d'un amplificateur de courant à commutation inverse. Cet amplificateur est représenté/6omme comportant un phototransistor TR1 qui forme le détecteur de radiations électromagnétiques 8 de la figure 1. le phototransistor 25 TR1 a une résistance R.1 dans son circuit de collecteur L'amplificateur proprement dit comporte quatre transistors au silicium NPIT :TR2, TR3, TR4 et TR5 , montés en cascade à partir du phototransistor TR1,de sorte que le collecteur d'un transistor soit relié à la base du transistor suivant . Tous 30 les transistors TR1 à TR5 ont leurs émetteurs reliés à la masse ou à la borne négative d'une batterie B, tandis que leurs collecteurs sont reliés à la borne positive de la batterie par l'intex-médiaire de résistances R1 à R5 respectivement. Chacun des transistors TR2 à TR5 , qui constituent l'amplifica-35 teur de courant à commutation inverse , travaille en opposition par rapport à ses voisins. S'ilestconducteur ses voisins sont non conducteurs et vice et versa, le princpe de cet amplificateur 71 41523 4 2115287 est basé sur le fait que le transistor qui a un courant de base élevé relativement à son courant de collecteur présente une faible chute de tension entre ses bornes de colleeteur/émetteur, suffisamment faible pour être inférieureà la tension base/émetteur 5 amenant à l'état conducteur "un transistor identique. "Ainsi chaque transistor est soit totalement non conducteur soit totalement saturé. Chaque étage de l'amplificateur est prévu pour amplifier le courant par commutation inverse de celui-ci ,par un facteur dé 10 cinq. Si le courant dans le phototransistor TR1 est approximativement de 1,6 ^ A, il est amplifié par les étages successifs TR2,TR3, TR4 et TR5 à 8 ( En fonctionnement, chaque fois qu'une radiation infra-rouge est coupée ,les transistors TR1.,TR3 et TR5 sont rendus non conducteurs tandis que les transistors TR2 et TR4 sont rendus conducteurs. Le transistor TR5 ,lorsqu1il est rendu conducteur, 30 délivre une tension élevée au collecteur qui excite le/$ompteur annulaire 12. La sortie du compteur annulaire 12 délivre séquentiellement des sorties X,Y et Z chaque fois qu'il y a trois interruptions des: radiations électromagnétiques par l'organe de découpe 4. Ces sortiessont délivrées séquentiellement aux 35 trois électroaimants 14,16et 18 qui engendrent un champ rotatif, l'intensite de ce champ étant proportionnalle à la vitesse de rotation de l'organe de découpe et par conséquent à la vitesse 71 41523 2115287 de l'arbre rotatif 6. Ce champ rotatif tend à faire tourner le disque 20 contre l'action du ressort hélicoïdal 26, le couple produit étant proportionnel à la vitesse, de telle sorte que l'échelle peut être calibrée pour lire des kilomètres par heure dans le cas où le dispositif est utilisé pour mesurer la vitessedd'un véhicule routier. Au lieu de prévoir trois sorties pour le compteur annulaire 12 et trois électno.aimants ,on peut utiliser un nombre quelconque de sorties et un nombre correspondant d'éleetroaimants pour produire le champ rotatif. Le dispositif décrit ci-dessus pour mesurer la vitesse angulaire d'arbres rotatifs et en particulier la vitess-e d'un véhicule routier est moins sujet aux défaillances mécaniques et sa réponse est sensiblement instantanée quelque soit l'accélération ou la décélération de l'arbre rotatif. Eien' entendu l'invention n'est nulëment limitée aux modes de réalidation décrits et représentés qui n'oit été donnés qu'à titre d'exemple . En particuler , elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 71 41523 6 2115287 R_E_T_E__S_D_I_C_A_I_I_0_S_S 1Dispositif pour mesurer la vitesse angulaire d'un arbre rotatif caractérisé en ce qu'il comporte/les moyens pour délivrer une pluralité de tensions de sortie engendrée séquentiellement avec la vitesse de rotation dudit arbre , des moyens pour engendrer 5 un champ rotatif grâce aux tensions de sortie séquentielles précitées et des moyens pour mesurer le couple engendré par ce champ rotatif de façon à donner une mesure de la vitesse de rotation de l'arbre précité. 2.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce 10 que les moyens pour délivrer une pluralité de tensions de sortie engendrée séquentiellement avec la rotation de l'arbre comportent une source de ^radiations infrarouges,un détecteur de radiations, un organe interrompant les radiations,,placé entre les deux élémentè précités et entraîné par l'arbre précité , ledit 15 organe comportant une partie qui arrête les radiations et une partie découpée qui permet aux radiations d'atteindre le détecteur; un amplificàteur de courant à commutation inverse excité par la sortie dudit détecteur et un compteur annulaire délivrant , sur trois sorties séparées , des impulsions séquentielles 20 synchronisées avec la rotation dudit organe d'interruption des radiations. 3.- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'amplificateur de courant précité comporte upB':pluralité d'étages à transistors en cascade, prévus pour être,à un instant quelconque"., 25 conducteurs et non oonducteurs, ou vice et versa. 4.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens pour engendrer et mesurer le champ rotatif comportent trois électroaimants placés selon un triangle équilatéral, leurs faces d'extrémité formant des intervalles d'air égaux 30 avec un disque électriquement conducteur monté sur1 un arbre et dont la rotation est empêchée par un ressort hélicoïdal.