Brevet FR2194108A1 — publié le 19740222

L'invention, réalisée dans le cadre du département Intermetall de la Société des Produits Industriels ITT, concerne une tête de mesure pour contre de composants électriques. Le contrôle de certains composants électriques, les diodes notamment, consiste entre autres à mesurer la différence de potentiel à leurs bornes pour différentes valeurs de l'intensité qui les traverse. Cela nécessite une source de courant et un ampèremètre connectés en série avec le composant, ainsi qu'un voltmètre connecté en parallèle. Pour éviter d'inclure dans la différence de potentiel mesurée par le voltmètre, la différence de potentiel aux bornes des contacts d'alimentation de la diode, on choisit de connecter séparément la source de courant et le voltmètre, en parallèle sur le composant. On réalise donc un montage tel que représenté par la figure 1. Un composant D possède deux queues de connexion Q et Q Une source de courant S et un ampèremètre A sont montés en série avec le composant D par l'intermédiaire de contacts C1 et C't connectés aux queues de connexion Q et Q'. Un voltmètre V est monté en parallèle sur le composant D par l'intermédiaire de contacts C2 et Ct2 connectés aux queues de connexion Q et Q'. Ce montage permet ainsi, en prévoyant une paire de contacts de part et d'autre du composant, de mesurer avec précision la différence de potentiels aux bornes du composant D. La présente invention concerne une tette de mesure qui puisse établir de tels contacts de façon store et rapide en vue de procéder à un contrôle automatique de composants électriques. En effet, des composants tels que des diodes, en sortie de fabrication, sont assemblés en bande "mitrailleuse", ctest-à-dire disposés côte à csste à intervalles constants, entre deux bandes adhésives. Avant la livraison, les composants ainsi présentés doivent faire l'objet d'un contre de la manière qui vient entre décrite. Ces composants sont très nombreux et il est souhaitable que le contrôle soit très rapide. Les mesures électriques sont brèves et il est possible de mesurer plusieurs composants simultanément ; par conséquent, la cadence de contrôle dépendra essentiellement de la vitesse de fonctionnement de la tête de mesure. La présente invention a donc pour objet une tette de mesure permettant établir des contacts avec un ou plusieurs composants électriques d'une façon particulièrement stre et rapide. Elle a en outre pour objet une tdte de mesure permettant établir des contacts avec des composants électriques sans déformer ou détériorer les queues de connexion de ces composants grace à un ajustement précis de la pression de contact en chaque point de contact. Dans exemple qui précède, on a supposé que la tette de mesure devait établir quatre contacts par composant.Cependant, l'invention est également applicable à une tête de mesure permettant d'établir un nombre différent (inférieur ou supérieur) de contacts. Cette tette de mesure est caractérisée par le fait qu'elle comporte notamment une chambre fermée par une membrane souple et plusieurs pièces de contacts sollicitées par des moyens élastiques pour être en contact avec la membrane de telle sorte que, lorsqu'un fluide sous pression élevée est introduit dans la chambre, la membrane se déforme et repousse chaque pièce de contact pour la porter en contact avec une queue de connexion d'un composant à mesurer. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, déjà citée, un schéma de principe d'un montage électrique dans lequel peut dtre appliquée l'invention - les figures 2a et 2b, le schéma de principe dtun exemple de réalisation de l'invention - la figure 3, la vue éclatée en perspective cavalière d'un exemple de réalisation de la tête de mesure de llinvention - les figures 4a, 4b et 4c, la représentation sous trois vues dont une demi-coupe brisée du couvercle de la figure 3 - les figures 5a, 5b, 5c et 5d, la représentation sous quatre vues dont une en coupe du corps de la figure 3 - les figures 6a, 6b et 6c, la représentation sous trois vues de la plaque de guidage de la figure 3 ; - la figure 7, une tige de contact de la figure 3 - la figure 8, la canule de la figure 3. On va tout d'abord décrire en se reportant aux figures 2a et 2b le schéma de principe d'un exemple de réalisation de la tête de mesure de ltinvention. Cette tête de mesure comporte un couvercle 1, une membrane souple 2, un corps 3, des tiges de contact 4, des ressorts 5. En dessous de la tête de mesure; on a représenté également (figure 2a) un composant D avec ses queues de connexion Q et Q", reposant sur un support 6. Le couvercle 7 est de forme parallélépipédique. Sa base a pour longueur intérieure L (figure 2a) et pour largeur intérieure 1 (figure 2b). Il comporte une ouverture 10 pour l'admission d'un fluide, tel que de l'air comprimé, sous une pression élevée P. Il comporte également des oreilles 11 pour la fixation du couvercle sur le corps 3. La membrane souple 2 obstrue la partie inférieure du couvercle 1 et a donc des dimensions supérieures à L et 1. Elle est serrée entre le couvercle 1 et le corps 3. La forme et les dimensions de la partie supérieure du corps 3 sont identiques à celles de la base du couvercle 1 de façon que celui-ci s'adapte sur le corps. Le corps 3 possède des oreilles de fixation 30 en correspondance avec les oreilles de fixation 11 du couvercle. Le serrage des oreilles 11 et 30, à l'aide de vis et d'écrous représentés par un trait mixte, permet de plaquer la membrane 2 contre le couvercle de façon à obtenir une chambre étanche dans le couvercle 1. Le corps 3 possède à sa partie inférieure des ouvertures 31 munies de paliers de guidage 32 dans lesquels coulissent les tiges de contact 4.Enfin, le corps 3 possède des ouvertures telles que 33 permettant, d'une part, de conserver ltintérieur du corps 3 à la pression atmosphérique et, d'autre part, le passage de fils électriques 40 connectés aux tiges de contact 4 pour l'alimentation en courant électrique et la connexion des appareils nécessaires aux mesures. Chaque tige de contact 4 possède une butée 41 et une extrémité de contact 42. Un ressort de compression 5 est glissé sur le corps de la tige jusqu'à venir appuyer sur la butée 41. Lorsque la tige est montée à l'intérieur du corps 3, le ressort appuie également sur un palier 32, et pousse la tige de contact 4 contre la membrane. Il est prévu quatre tiges de contact par composant, soit deux tiges de contact par queue de connexion dtun composant, connectables simultanément à un composant tel que D (voir figure 2a). De plus, on prévoit de se connecter simultanément à quatre composants. On dispose donc de quatre séries de quatre tiges de contact (voir figure 2b). On notera par ailleurs, pour faciliter la compréhension de ltinvention, que les composants sont présentés sous forme-dtune bande appelée couramment bande "mitrailleuse". Cette bande est disposée sur le support 6 de forme cylindrique (voir figure 2b), de telle sorte qutaprès chaque mesure, la rotation de quatre pas du support 6 permet de présenter quatre composants suivants à mesurer. L'admission d'air comprimé dans le couvercle 1, par l'ouverture 10, élève la pression à l'intérieur du couvercle. La membrane 2 appuie sur les tiges de contact 4 qui coulissent dans les paliers 32 du corps 3. Les extrémités de contact 42 des tiges 4 entrent en contact avec les queues de connexion (Q, Q) placées en regard. L'avantage d'un tel système réside dans le fait que, la membrane 2 étant suffisamment souple, les pressions exercées par les différentes tiges de contact 4 sur les queues de connexion (Q, Q') des composants sont toutes égales, ce qui permet d'exercer la m8me pression de contact en chaque point de connexion, m8me si la queue de connexion est déformée ou mal placée et d'éviter ainsi de détériorer les queues de connexion aux points de contact, la pression de contact étant réglée à la valeur juste nécessaire par le choix de la pression de l'air comprimé.De plus, si l'on considère les dimensions L et 1 convenablement choisies et les tiges de contact (4) judicieusement disposées à l'intérieur du corps 3, la force appliquée à chaque tige de contact est proportionnelle à la pression de l'air comprimé, à la surface de la membrane 2 et inversement proportionnelle au nombre de tiges de contact. La surface de la membrane 2 peut être relativement grande, ce qui permet d'utiliser de l'air comprimé sous une pression relativement faible pour obtenir une force de contact donnée. Enfin, lorsquton diminue la pression à l'intérieur du couvercle 1, les tiges de contact 4 reviennent en position de repos sous l'action des ressorts 5. On voit donc que la tête de mesure de l'invention permet de réaliser simultanément plusieurs contacts sur les queues de connexion de plusieurs composants et cela en exerçant une meme pression sur chacune d'elles sans les détériorer. De plus, ltexpérience montre qutune telle tette de mesure possède un fonctionnement très rapide. En se reportant aux figures 3 à 8 on va maintenant décrire un exemple de réalisation détaillé de la tette de mesure de l'invention. La figure 3 représente une vue éclatée d"un exemple de réalisation de la tige de mesure de l'invention faisant apparattre l'interdépendance des différentes pièces constitutives de la tette de mesure. Cette tdte de mesure comporte un couvercle 1, une membrane souple 2, un corps 3 représenté en coupe brisée selon ltaxe CC de la figure 5d, une plaque de guidage 70 s'empilant dans l'ordre, des tiges de contact telles que 4, sur lesquelles sont enfilés des ressorts 5 et coulissant dans des trous de la plaque de guidage 70, une canule 80 se vissant dans le corps 3 et permettant ltalimenta- tion en air comprimé de la teste de mesure.En effet, on remarquera dès maintenant, qu'à la différence du schéma de principe des figures 2a et 2b, l'air comprimé n'est pas fourni à la partie supérieure du couvercle, mais sur la face avant du corps, puis par un chemin qui sera décrit ultérieurement est transmis à travers la membrane 2 dans des cavités prévues sur la face non visible (face inférieure) du couvercle 1. On va maintenant décrire les différentes pièces de la figure 3. Les figures 4a, 4b, 4c représentent trois vues de détail du couvercle 1. Notamment, la figure 4a représente la face 100 du couvercle 1 non visible sur la figure 3 (vue de dessous) qui sera prise comme face de référence. La figure 4b est une vue de gauche et la figure 4c est une vue en demi-coupe brisée selon l'axe BB' de la figure 4a. Le couvercle 7 est réalisé en matériau rigide. Il a une forme générale en tronc de pyramide pour des raisons de solidité et de légèreté. Il possède un trou central 101 pour le passage d'une vis de fixation comme on le verra ultérieurement, un orifice 102 d'arrivée d'air comprimé, des canalisations intérieures telles que 103 et 104 et des évents tels que 105 en forme de U aménagés dans la face 100 de part et d'autre de l'orifice 102. L'orifice 102 est un trou borgne percé à partir de la face 100. A partir de cet orifice deux trous tels que 103 diamétralement opposés sont percés et débouchent dans des trous borgnes tels que 1042 de façon à mettre en communication les évents 105 avec l'orifice 102. Les évents ont des formes, des dimensions et une disposition telles que l'air comprimé fourni par l'orifice 102 soit réparti le plus régulièrement possible à la surface de la face 100 du couvercle 1. La membrane 2, en raison de sa simplicité, ne fait pas l'objet de figures spéciales. Elle est réalisée en matériau souple et électriquement isolant. Elle a pour dimensions, les dimensions extérieures de la face 100 du couvercle 1, de façon qu'appliquée sur cette face elle la recouvre en entier. Elle possède un trou central 201 en correspondance avec le trou 101 du couvercle 1 pour le passage d'une vis de fixation du couvercle et un trou 202 en correspondance avec le trou 102 du couvercle pour le passage de l'air comprimé. Les figures 5a, 5b, 5c et 5d représentent quatre vues du corps 3. La figure 5b est une vue de face, la figure 5d une vue de dessus, la figure 5a une vue de droite en coupe selon l'axe AAt et la figure 5c une vue de gauche. Le corps 3 est réalisé en matériau rigide. Il a pour épaisseur H3. On prendra comme face de référence pour le corps 3, la face 300 visible en vue de dessus (figure 5d) et la face 30t visible en vue de face (figure 5b). Le corps 3 comprend deux chambres telles que 302 auvertes aux parties supérieures et inférieures du corps et séparées par une paroi centrale 303. Un trou fileté 304 correspondant au trou 101 du couvercle et 201 de la membrane est pratiqué à partir de la face 300 du corps au centre de la paroi 303. Ce trou permet de visser une vis pour la fixation du couvercle sur le corps, ce qui explique la forme en tronc de pyramide du couvercle. Un trou borgne fileté 305 est pratiqué dans le corps 3 à partir de la face 301. Ce trou permet le montage de la canule 80 de la figure 3 pour l'entrée de l'air comprimé. En correspondance avec l'orifice 102 du couvercle 1 et le trou 202 de la membrane 2, un trou 306 est percé dans la paroi 303 à partir de la face 300 de façon à déboucher dans le trou 305. Ainsi, de ltair comprimé fourni par l'intermédiaire de la canule 80 sera transmis par les trous 305 et 306 du corps et le trou 202 de la membrane à l t orifice 102 du couvercle. La hauteur de la paroi arrière du corps 3 opposée à la face 301 est diminuée ce qui donne lieu à des ouvertures (307) pour la mise en communication avec l'atmosphère des chambres 302. Des ouvertures telles que 308 pratiquées dans la face avant 301 du corps et donnant accès aux chambres 302 permettent le logement de connecteurs électriques auxquels sont connectées les tiges de contacts. Des trous filetés, tels que 309 permettent la fixation à l'aide de vis de ces connecteurs sur le corps 3. Enfin, des trous filetés tels que 310 sont pratiqués à partir de la face 311 opposée à la face 300. Ces trous filetés serviront à la fixation de la plaque de guidage 70 sur le corps 3. La figure 7 représente une tige de contact 4, vue en coupe longitudinale. Une tige de contact est réalisée en matériau rigide conducteur de l'électricité. Elle a pour longueur H4. Elle comporte une tige cylindrique 400 à une extrémité de laquelle est prévue une partie de contact 401 constituée par un alésage conique de degrés en bout de contact de façon à améliorer le contact entre la tige et une queue de connexion de composant. L'autre extrémité de la tige de contact comporte une tdte 402 dont la partie supérieure 403 est arrondie de façon à ne pas détériorer la membrane 2. Un alésage 404 prévu dans la titre 403 permet l'insertion et la fixation par soudage d'une broche de connexion 405 à laquelle sera fixé un fil de connexion électrique tel que le fil 40 du schéma de principe de la figure 2a.La partie inférieure 406 de la tdte 403 constitue un épaulement sur lequel appuie le ressort 5 (figure 3). Les figures 6a, 6b et 6c représentent trois vues de la plaque de guidage 70. La figure 6b, notamment, représente la face visible en pointillés sur la figure 3 de la plaque de guidage 70. La plaque de guidage 70 est réalisée en matériau rigide et électriquement isolant. Elle a pour épaisseur H 70. On prendra comme face de référence, pour la plaque 70, la face 700 prévue pour entre appliquée contre la face 311 du corps 3 (figure 5b) et visible en traits forts sur la figure 3. Elle comporte des trous tels que 701, 702, 703 et 704 pour le passage de tiges de contact 4. Les trous 701 et 702 reçoivent deux tiges permettant de réaliser deux contacts sur une queue de connexion d'un composant. Les trous 703 et 704 reçoivent deux tiges permettant de réaliser deux contacts sur l'autre queue de connexion du meme composant. La plaque 70 possède 3 autres séries de trous tels que 701 à 704, ce qui permet de mesurer quatre composants simultanément. Ces différents trous débouchent dans deux évidements 705 et 706 aménagés dans la face opposée à la face 700. De cette façon, la partie restante 707 de cette face protègera les extrémités de contact 401 des tiges de contact 4 lorsqueoelles-ci seront en position de repos. La partie arrondie 708 de 707 facilite le passage des composants à mesurer sous la tette de mesure. Les trous 709 correspondent aux trous filetés 310 du corps et permettent le passage de vis pour la fixation de la plaque 70 sur le corps 3. La figure 8 représente la canule en demi-coupe. Elle est en matériau rigide et comporte trois parties une partie filetée 800 se vissant dans le trou fileté 305 du corps 3 (figure 5b), une partie hexagonale 801 pour le vissage de la canule à l'aide dune clé, une partie 803 constituée d'une série de canes facilitant nltemmanchement dtun tuyau dtadmission d'air comprimé et le retenant en position une fois emmanché. Enfin, la canule 80 comporte un trou axial 803 pour le passage de l'air comprimé. Les différentes pièces de la tdte de mesure etassemblent comme décrit précédemment et illustré par la figure 3. La membrane 2 recouvre la face 100 du couvercle 1. La face 300 du corps se plaque contre la membrane 2. Des tiges de contact 4 pourvues de ressorts 5 sont glissées dans les trous tels que 704 de la plaque 70 et la face 700 de celle-ci est plaquée contre la face 311 du corps 3. Enfin, la canule 80 est vissée dans le trou fileté 305 du corps. Une vis non représentée traverse le couvercle 1 (par le trou 100), la membrane 2 (par le trou 201) et se visse dans le trou 304 du corps pour comprimer la membrane 2 entre le couvercle 1 et le corps 3. La membrane 2 obstrue alors efficacement la face 100 du couvercle 1. On notera que la longueur totale H4 d'une tige de contact 4 est légèrement inférieure à la somme des épaisseurs H3 du corps 3 et H 70 de la plaque de guidage 70 de façon qu'en position de repos, son extrémité 401 se trouve dans un évidement (705, 706) de la plaque de guidage et soit ainsi protégée. Par ailleurs, un ressort 5 appuie, d'une part, sur la face 700 de la plaque de guidage 70 et, d'autre part, sur la partie inférieure 406 de la tête 402 de la tige de contact 4. Il pousse donc la tdte 402 contre la membrane 2. Sa longueur h (figure 3) au repos devra donc entre supérieure à ltépaisseur H3 du corps diminuée de la hauteur de la tdte 402 de la tige de contact 4. Des vis également non représentées sont vissées dans les trous 310 du corps 3 à travers les trous 709 de la plaque 70 et fixent celle-ci sur le corps 3. Des connecteurs électriques peuvent être placés en regard des ouvertures 308 du corps 3 et fixés par des vis vissées dans les trous 309 du corps. Des fils de connexion électriques connectent les broches de connexion 405 des tiges de contact 4 à ces connecteurs. Enfin, un tuyau d'arrivée d'air comprimé est emmanché sur la canule 80. La tdte de mesure est alors prête à fonctionner. De l'air comprimé injecté par la canule 80 dans le corps 3 est transmis par les trous 305 et 306 du corps 3, le trou 202 de la membrane 2, jusqu'à l'orifice 102 puis par les trous tels que 103 et 104 aux évents tels que 105. La membrane 2 étant plaquée contre la face 100 du couvercle, cet air comprimé a pour effet de pousser la membrane qui elle-même pousse les tiges de contact 4. Celles-ci coulissent alors dans les trous tels que 704 de la plaque de guidage 70 et établissent des contacts avec les queues de connexion de composants placés sous la tette de mesure. On notera que les ouvertures 307 en mettant les chambres 302 du corps 3 à la pression atmosphérique ambiante permettent le déplacement sans contrainte de la membrane 2. A la suppression de l'air comprimé, les ressorts tels que 5 commandent le retour au repos des tiges de contact 4. La tette de mesure ainsi réalisée permet donc bien d'établir avec rapidité des contacts sur les queues de connexion à raison de deux contacts par queue de connexion, les pressions exercées par les différents contacts étant égales de façon à éviter de détériorer les queues de connexion. Il est à noter, par ailleurs, que la fixation du couvercle 1 sur le corps 3 par une seule vis centrale rend aisé et rapide le changement de la membrane 2 sans Qtre gdné par le tuyau d'arrivée d'air comprimé emmanché sur la canule 80. Il est bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes sont susceptibles d'erre envisagées sans sortir pour autant du cadre de ltinvention. REVENDICATIONS 1. T8te de mesure pour contre de composants électriques permettant d'établir plusieurs contacts sur les queues de connexion d'un composant, caractérisée par le fait quelle compbrte notamment une chambre fermée par une membrane souple et une ou plusieurs pièces de contact sollicitées par des moyens élastiques pour être en contact avec la membrane de telle sorte que, lorsqutun fluide sous pression élevée est introduit dans la chambre, la membrane se déforme et repousse chaque pièce de contact pour la porter en contact avec une queue de connexion d'un composant à mesurer. 2. Tête de mesure telle que définie en 1, caractérisée par le fait quelle comporte, empilés les uns sur les autres, un couvercle muni d'un orifice d'arrivée d'air comprimé, une membrane souple obstruant l'intérieur du couvercle, et un corps creux comprenant des paliers de guidage dans lesquels coulissent des tiges de contact munies dtépaulements, perpendiculaires à la membrane et plaquées contre celle-ci par des ressorts de compression s'appuyant, d'une part, sur les paliers du corps et, dSautre part, sur les épaulements des tiges de contact. 3. Tête de mesure telle que définie en 2, caractérisée par le fait que le corps comporte une ou plusieurs ouvertures mettant l'intérieur du corps à la pression atmosphérique ambiante de façon à permettre toute déformation aisée de la membrane. 4. T8te de mesure telle que définie en 2, caractérisée par le fait que le corps possède une paroi centrale et que le couvercle est fixé au corps par une seule vis centrale traversant le couvercle et la membrane, et se vissant dans un trou fileté de cette paroi ce qui permet de changer rapidement la membrane. 5. T8tede mesure telle que définie en 4, caractérisée par le fait que l'alimentation en fluide sous pression du couvercle se fait par l'intermédiaire d'un circuit pratiqué dans le corps, puis traversant la membrane pour aboutir dans le couvercle. 6. Tette de mesure telle que définie en 5, caractérisée par le fait que le couvercle comporte deux chambres fermées par la membrane et correspondant chacune aux deux parties du corps délimitées par la paroi centrale, ces deux chambres étant alimentées de façon symétrique en fluide sous pression. 7. Tête de mesure telle que définie en 2, caractérisée par le fait que le corps comporte des ouvertures pour le passage des fils électriques connectés aux tiges de contact.