Brevet FR2170997A1 — publié le 19730921

La présente invention concerne un appareil pour la mesure d'un phénomène os oscillatoire de fréquence et d'amplitude variables, plus particulièrement destiné à la vérification de ltétat de la suspension d'un véhicule automobile et notamment de ses amortisseurs. I1 est souvent nécessaire de pouvoir mesurer à distance les mouvements élé- mentaires d'organes oscillants, d'accès plus ou moins difficile. Les capteurs de dd- placement connus jusqu'à ce jour ne permettent pas d'obtenir une mesure fidèle et précise et ces déplacements élémentaires, sinon au prix de grandes complications de l'ensemble de l'installation de mesure. La présente invention vise essentiellement à remédier à cet inconvénient en fournissant un appareil de conception particulièrement simple et permettant de relever aisément, mdme à une distance relativement grande, le mouvement oscillatoire d'un organe. A cet effet, cet appareil pour la mesure d'un phénomène oscillatoire de fréquence et d'amplitude variables et caractérisé en ce qu'il comporte un capteur d'accélération angulaire comprend un tambour sur lequel est enroulé un câble accroché à son extrémité à l'organe dont le mouvement oscillatoire doit Autre mesuré, et qui est rappelé en position de repos par un ressort, et un alternateur auquel est accouplé ledit tambour par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission mécanique comportant une roue libre et un train d'engrenages multiplicateur, et un circuit électrique pour transformer la tension alternative délivrée par l'alternateur en une indication de l'accélération angulaire de l'alternateur, c'est-à-dire de l'accélération linéaire de l'orgene oscillant. L'appareil de mesure suivant l'invention offre l'avantage que le capteur délivre un même signal de sortie quelle que soit la longueur de câble déroulée à partir du tambour, autrement dit quelle que soit la distance entre le capteur et l'organe dont le mouvement oscillatoire est mesuré. L'appareil de mesure suivant l'invention trouve une application particulièrement intéressante dans les bancs de contrôle de la suspension et des amortisseurs d'un véhicule automobile. Dans ce cas l'appareil est caractérisé en ce que le circuit de mesure comporte deux capteurs indépendants, relevant séparément les mouvements de la coque et de l'aie de la roue du véhicule, au moyen de câbles, accrochés à ceux-ci et enroulés sur les tambours accouplés aux alternateurs délivrant des signaux de sortie alternatifs, deux amplificateurs de mise en forme, pour redresser, amplifier et polariser les tensions alternatives fournies par les deux capteurs, et un étage pour différencier, additionner ou juxtaposer les signaux de sortie des deux amplificateurs et dé- livrer un signal de sortie appliqué, à travers un amplificateur, à un appareil indicateur. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en perspective d'un capteur en déplacement. La figure 2 est un shéma électrique du circuit de mesure relié à la sortie d'un capteur de déplacement. La figure 3 est un shéma synoptique d'une application de l'invention à un banc de contrôle de la suspension d'un véhicule automobile suivant l'invention. Le capteur suivant l'invention, qui est représenté sur la figure 1, comporte un tambour 1 sur lequel est enroulé un cible 2 terminé par un crochet 3 ou tout autre moyen permettant d'attacher le câble 2 l'organe dont le mouvement doit être contrôlé. Le tambour 1 est solidaire d'un arbre 4 rappelé en position de repos par un ressort spiral 5 ou tout autre moyen élastique équivalent. L'arbre 4 entrasse en rotation, par l'intermédiaire d'une roue libre 6, une roue dentée 7 engrenant avec un pignon 8 solidaire de l'arbre d'un alterneur 9. Si le capteur représenté sur la figure 1 est fixe et si le câble 2 est relié, par le crochet 3, à un organe animé d'un mouvement devant être contrôlé, le déroulement du câble 2 entraîné par ledit organe se traduit par une rotation de l'arbre 4 et par une rotation concomitante du rotor de l'alternateur 9, à une vitesse plus élevée fonction du rapport de transmission entre la roue dentée 7 et le pignon 8. La roue libre 6 permet de mesurer le mouvement de l'organe contrôlé dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens dans lequel la roue libre 6 est active. Le ressort de rappel 5 permet de maintenir le câble toujours tendu et de rappeler l'ensemble mécanique et l'alternateur 9 dans une position de repos, à une vites se suffisamment rapide pour suivre en amplitude et en fréquence le phénomène oscillatoire qui doit être mesuré. La fréquence de réponse de l'ensemble du capteur est donc déterminée par la tension du ressort 5. L'alternateur 9 délivre à sa sortie un courant électrique dont la tension est d'autant plus grande que l'accélération angulaire de l'alternateur, et par conséquent l'accélération linéaire du ctle 2, sont grandes. Pour mesurer cette accélération, on connecte l'alternateur 9 à un circuit électrique qui peut être réalisé de la façon illustrée schématiquement sur la figure 2. Ce circuit comporte un potentiomètre 11 branché en parallèle sur les deux bornes de l'alternateur 9 et dont le curseur est relié à une entrée à courant alternatif d'un pont redresseur 12, dont l'autre entrée à courant alternatif est relié à une borne de l'alternateur. La tension du courant alternatif fourni par l'alternateur 9 est ainsi redresser par le pont de de diodes 12. Les deux bornes à courant continu de ce pont redresseur sont reliées, par l'intermédiaire d'un rhéostat 13 en série pour le règlage de la sensibilité, à l'enroulement 14 d'un appareil indicateur électrique 15, enroulement sur lequel est branché en parallèle un condensateur d'intégration 16. l'Ai- guille de l'appareil indicateur 15 dévie ainsi proportionnellement à l'accélération angulaire de l'alternateur 9, c'est-à-dire en fait à l'accélération linéaire du câble 2. Le principal avantage du type du capteur qui vient d'être décrit réside en ce que la mesure fournie par l'appareil indicateur 15 n'est pas influencée par la position de la fixation du câble 2,c'est-à-dire du crochet 3. Autrement dit, une course alternative sur un centimètre de câble de mesure 2 se traduit par la même mesure sur l'appareil indicateur 15, quelle que soit alors la longueur de câble déroulée, du fait que l'alternateur 9 délivre toujours une tension alternative proportionnelle à la vitesse angulaire de rotation de ce rotor (avant saturation) quel que soit le nombre de tours ou de pôles déplacés. On décrira maintenant, en se référant à la figure 3, une application du capteur suivant l'invention, au contrôle de l'état de la suspension d'un véhicule automobile et plus particulièrement de l'état des amortisseurs de ce dernier. Sur la figure 3 est représenté shématiquement un véhicule 17 monté sur un chas- sis 18 oacillant verticalement sous la commande d'un générateur 19 de mouvement oscillatoire vertical. Le véhicule 17 comprend des roues 20 et un essieu 21 relié à sa caisse 22 par des ressorts de suspension 23 et des amortisseurs 24. Le dispositif de contrôle comporte deux capteurs A et B destinés à détecter respectivement et séparément les mouvements verticaux de la caisse 22 et de la roue 20. Â cet effet, les capteurs A et B comportent respectivement des cables de mesure 2a et 2b accrochés à leurs extrémités à la caisse 22 et à la roue 20. Les deux alternateurs tels que 9 des capteurs A et B sont équilibrés de façon qu'un mouvement, en amplitude et en vitesse, donne une différentielle nulle. Les sorties des capteurs A et B, c'est-à-dire de leurs alternateurs 9, sont respectivement reliées aux entrées d'amplificateurs de mise en forme 25 et 26. Dans ces amplificateurs, la tension alternative fournie par chaque capteur est redressée, amplifiée et polarisée. La tension fournie par le capteur B peut être en phase avec celle fournie par le capteur A ou en opposition de phase suivant l'application. Les signaux de sortie des deux amplificateurs 25 et 26 sont appliqués aux deux entrées d'un circuit de traitement 27 où ces signaux sont différenciés, additionnés ou juxtaposés suivant les applications. Le signal de sortie résultant de ce circuit 27 est transmis, à travers un amplificateur 28, à un appareil indicateur 29. L'amplificateur 28 neutralise ou déplace le signal résultant par rapport au zéro pour que l'indicatear 29 exploite la totalité de son échelle, pour des valeurs absolues plusieurs fois supérieures à son calibre. Le dispositif de contrôle qui a été décrit précedemment a été conçu en vue de mesurer ou d'enregistrer la différence de mouvement oscillatoire d'une masse suspendue, en l'occurence de la coque 22 d'un véhicule automobile, d'après le déplacoment du support (roue 20), qui est animé d'un mouvement constant dont les effets oscil latoires sont atténués par chacun des amortisseurs 24. La base de la mesure réside en un mouvement alternatif vertical uniforme de la roue du véhicule, en vitesse et en amplitude, créé par le banc oscillant. REVENDICATIONS 7. Appareil pour la mesure d'un phénomène oscillatoire de fréquence et d'amplitude variables caractérisé en ce qu'il comporte un capteur d'accélération angulaire comprenant un tambour 1 sur lequel est enroulé un câble 2 accroché à son extrémité 3 à l'organe dont le mouvement oscillatoire doit dtre mesuré, et qui est rappelé en position de repos par un ressort 5, et un alternateur 9 auquel est accouplé ledit tambour par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission mécanique comportant une roue libre 6 et un train d'engrenages multiplicateur 7,8 et un circuit électrique pour transformer la tension alternative délivrée par l'alternateur en une indication de l'accélération angulaire de l'alternateur, c'est-à-dire de l'accélération linéaire de l'organe oscillant. 2. Appareil suivant la revendication 1, appliqué au contrôle de la suspension d'un véhicule automobile, notamment de ses amortisseurs, caractérisé en ce que le circuit de mesure comporte deux capteurs indépendants A, B, relevant séparément les mouvements de la coque 22 et de l'axe de la roue 20 du véhicule, au moyen de câbles 2a, 2b, accrochés à ceux-ci et enroulés sur les tambours accouplés aux alternateurs délivrant des signaux de sortie alternatifs, deux amplificateurs de mise en forme 25, 26, pour redresser, amplifier et polariser les tensions alternatives fournies par les deux capteurs A, B, et un étage 27 pour différencier, additionner ou juxtaposer les signaux de sortie des deux awplificateurs et délivrer un signal de sortie appliqué, à travers un amplificateur 28, à un appareil indicateur 29.