Brevet FR2183592A1 — publié le 19731221

La présente invention concerne un dispositif électro-acoustique pour la mesure de cadences d'armes et notamment d'armes automatiques. Cette mesure est essentielle notamment pour la mise au point de ces armes ainsi que pour les essais de munitions. On cannait jusqu'à présent deux types de dispositifs qui permettent de mesurer les cadences d'armes automatiques. Ces deux types de dispositifs sont d'une part les dispositifs dits à barrières optiques" et d'autre part les enregistreurs électro-acoustiques. Un dispositif conforme au premier type comprend essentiellement deux barrières optiques constituées chacune par une source lumineuse émettant un faisceau lumineux focalisé sur une cellule photoélectrique. La mesure des cadences se fait en enregistrant les variations de tension aux bornes de la résistance de charge de la cellule, variations dues à l'occultation partielle du faisceau lumineux par un projectile. La base de mesure est constituée par les deux barrières,dont la distance est connue, associées à deux amplificateurs générateurs d'impulsions de commande destinées à actionner un chronomètre. Ce premier type de dispositif enregistreur de cadences d'armes a l'inconvénient majeur de ne permettre que la mesure d'armes automatiques tirant des cartouches à balle. D'autre part, la base, constituée par les deux barrières optiques, est généralement placée à environ deux mètres de la bouche de l'arme, dards l'axe de la trajectoire du projectile, ce qui rend ces deux barrières vulnérables. Enfin, ce type de dispositif est lourd et encombrant et ne permet que les mesures en installations fixes, par exemple en stand de tir. En ce qui concerne les enregistreurs de cadence d'armes du type électro-acoustique, on trouve actuellement un dispositif disponible sous la marque "i2USER" comportant deux éléments principaux, un rupteur électro-acoustique et un dispositif enregistreur. Le rupteur électro-acoustique est constitué par un dispositif assurant un contact électrique, en position de repos, et soumis à l'action d'une membrane de caoutchouc qui reçoit les ondes de détonation des cartouches. Ainsi, lorsqu'une onde de détonation atteint la membrane du rupteur, le circuit électrique qui comporte un aimant traceur est imsédiatement ccupé. L'enregistreur, proprement dit, de ce type de dispositif est constitué par un stylet traceur actionné par 1' électro-aimant et imprimant une bande de papier ciré entratnée par un rouleau cranté tournant à vitesse constante grâce à un moteur synchrone. Llécartement en-tre deux marques successives faites par stylet et correspondant chacune à un coup, permet la détermination, à l'aide d'une simple règle graduée, du nombre de coups tirés par minute. Ce dernier type de dispositif ne permettait à I origine que la mesure des cadences d'armes automatiques tirant des cartouches à balle, mais en modifiant le rupteur, on peututiliser des cartouches de tir à blanc. Toutefois, dans les deux cas, le dispositif est d'un emploi peu satisfaisant en raison notamment de la difficulté de la nise en place du rupteur dans une position permettant d'obtenir une trace lisible et correcte sur le papier enregistreur, du mauvais déroulement de la bande de papier, des réflexions d'ondes dans le tunnel de tir, de la mise en route fréquemsent retardée lors du début de la rafale ou au contraire en raison d'un arrêt prématuré survenant avant la fin de cette rafale. En outre, lors des tirs de cartouches à blanc, le rupteur placé dans l'axe de l'arme et près de la bouche de celle-ci,se détériore relativement vite rendant ainsi l'ensemble inutilisable. Le dispositif enregistreur suivant l'invention ne possède pas ces divers inconvénients et son fonctionnement est pratiquement indépendant des conditions dans lesquelles se déroule le tir. La présente invention concerne un dispositif électro-acoustique pour la mesure de cadences d'armes, notamment d'armes automatiques caractérisé en ce qu'il comporte un microphone délivrant un signal,des moyens de traitement de ce signal, des moyens transformant le signal traité en impulsions et des moyens de comptage de ces impulsions. Le dispositif selon l'invention peut comporter en outre un dispositif déterminant une base de temps, c'est-à-dire un dispositif du type périodemètre, tel qu'un chronomètre. Plus particulièrement, le signal délivré par le microphone est un signal alternatif basse fréquence, ayant de préférence un amortissement rapide. Les moyens de traitoejent de ce signal peuvent comporter un ensemble amplificateur et un ensemble redresseur rouvrant consister en un circuit monostable à créneau d'amplitude et de durée constantes. Les moyens transformant le signal ainsi traité en impulsions peuvent consister en un dispositif de différenciation. Afin de bien faire comprendre les caractéristiques essentielles de l'invention, on Va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes particuliers de réalisation, en se référant au dessin annexé dans lequel La figure 1 représente un tableau synoptique indiquant les différents éléments constituant un dispositif conforme à l'invention. La firme 2 représente un signal basse fréquence rapidement amorti délivré par le microphone. La figure 3 représente un créneau d'amplitude et de durée cons- tantes. La figure 4 représente le même créneau différencié et La figure 5 représente le créneau différencié dont on n'a conservé que l'impulsion positive0 La figure 6 représente les signaux obtenus aux différents étages du dispositif lors d'une mesure d'une cadence de 21 coups. Le dispositif particulier illustrant l'invention que l'on va décrire à titre d'exemple permet l'interprétation des cadences classiques sur 5, 15 ou 20 coups. On a, en outre, la possibilité d'effectuer des mesures sur 2 - 4 - 8 12 - 16 et 21 coups0 Le tableau synoptique de la figure 1 indique les éléments essentiels constituant le dispositif de mesure de cadence d'armes. Il représente un microphone I, relié à un amplificateur d'entrée II associé à un oacillateur monostable dont les deux stages III et IV ont été représentés. L'ensemble T représente 5 oscillateurs bistables VI, V2, V3, V4 et V5 correspondant aux combinaisons 1, 2, 4, 8 et 16. Un amplificateur de puissance SI est associé à un dispositif de comptage JV au coup par coup. Un amplificateur de courant VII est relié à la sortie S1 correspondant au départ du premier coup d'une rafale. Un amplificateur de courant-opérateur "ET" VIII est relié à la sortie 52 correspondant à l'arrêt du 11ème coup et au départ du 11ème coup. Un amplificateur de courant-opérateur ttETw IX relié à la sortie 33 correspond à l'arrêt du 21ème coup0 Une commende de remise à zéro n est reliée à un expanseur X tandis qu'un voyant de remise à zéro XIII est relié à un amplificateur de courant monté en opérateur "ET" ni. Enfin IV représente une plaque à bornes correspondant aux sorties des oscillateurs bistables V. Le dispositif de cet exemple comprend plus précisément un microphone I qui, lorsqu'il est soumis à une onde de détonation, délivre un signal alternatif basse fréquence rapidement amorti, tel qu'il est représenté sur la figure 2. Ce signal est appliqué à travers un condensateur à l'entrée d'un premier transistor monté en oollecteur commun; ce transistor est polarisé de manière à autre bloqué en absence de signal. Une diode montée en détecteur doubleur de tension avec le circuit base de ce transistor assure cette polarisation tout en redressant le signal. La charge de ce premier transistor est constituée par un potentiomètre de 100 ohms en série avec l'émetteur; on recueille les tensions redressées sur le curseur du potentiomètre et on les applique sur la base d'un second transistor monté en émetteur commun à travers un condensateur. Ce second transistor est polarisé de manière à outre bloqué en absence de signal.Une diode montée en détecteur doubleur de tension avec le circuit base du second transistor assure cette polarisation tout en redressant le signal; après amplification, les tensions positives sont injectées à l'entrée d'un oscillateur monostable qui est chargé de délivrer un créneau positif représenté par la figure 3 de très forte amplitude et d'une durée de 40 mS, afin d'englober toutes les oscillations basse fréquence délivrées par le micro. Ce créneau amplifié en puissance, actionne l'électro-aimant d'un compteur mécanique. Par ailleurs, ce même créneau, est, dès la sortie de l'oscillateur monostable, différencié (fig. 4), puis détecté (fig. 5) dans l'une des deux diodes d'entrée du premier oscillateur bistable en ne conservant que la lancée positive, qui fait changer l'état de ce premier oscillateur bistable. Une seconde impulsion positive rétablira l'oscillateur dans son état initial. Mais, de ce fait, celui-ci délivrera une impulsion positive qui injectée à l'entrée du second oscillateur bistable le fera à son tour, changer d'état, et ainsi de suite. De cette façon le premier bis table change d'état à chaque coup de feu, le second bistable change d'état tous les deux coups, le troisième bistable, tous les quatre coups, le quatrième bistable tous les huit coups, enfin le cinquième tous les seize coups. L'appareil étant destiné à compter un nombre donné d'intervalles, par exemple 10 ou 20, afin d'en mesurer la somme des temps, une sortie nDépart chrono" (S1) délivrant une impulsion positive est prise après la première amplification du créneau fourni par le monostable. C'est donc la lancée positive qui déclenchera le chronomètre. D'autre part, deux autres sorties, 11 ou 21 coups au choix sont prises aux sorties des bistables qui correspondent à 11 ou 21 coups. Pour 11 coups les bîstables considerés sont les bistables N0 s 1, 2 et 4 qui correspondent à (1 + 2 + 8) coups. Pour 21 coups les bistables seront les N s 1, 3 et 5 qui correspondent à (1 + 4 + 16) coups. Ces deux faisceaux sont respectivement additionnés par des diodes et dirigés vers leurs bornes de sortie correspondantes. C'est l'une de ces deux bornes qui sera reliée à la borne "Arrêt" du chronomètre. Par ailleurs, chaque sortie de bistable est reliée à une borne propre située sur une plaque à bornes à l'arrière de l'appareil permettant éventuellement d'obtenir une impulsion à n'importe quel coup au choix. L'ensemble est complété,par des organes d'affichage du type compteur, par un bouton pousser de remise à zéro et un voyant permettant de contrôler cette remise à zéro. On a détaillé, sur la figure 6, les différents signaux obtenus aux différents étages du dispositif lors d'une mesure d'ure cadence de 21 coups0 La figure 6 a représente les sioux amortis délivrés yar le microphone, ces signaux étant ensuite redressés et amplifiés en courant, c 'est-à- dire tels que représentés sur la figure 6 b. La figure 6 c correspond à l'étage suivant où les signaux sont inversés et amplifiés en tension. La figure 6 d représente les créneaux obtenus dans le monostable correspondant à un temps de 40 ms. La figure 6 e représente les créneaux après différenciation et la figure 6 f après redressement. La figure 6 g représente le créneau obtenu à la sortie du bistable 1 et destiné à ltexploitation tandis que la figure 6 h représente le créneau obtenu à la sortie du bistable 1 et destiné au fonctionnement. Les figures 6 i et 6 j représentent le créneau de la figure 6 h après différenciation puis après redressement. Les figures 6 k et 6 1 représentent les créneaux exploitation et fonctionnement du bistable 2. Les figures 6 m, 6 n, 6 o, 6 p, 6 q, représentent les créneaux obtenus à la sortie des bistables 1, 2, 3, 4, 5 prévus et destinés à l'exploitation tandis que les figures 6 r et 6 s représentent les créneaux obtenus pour une cadence de 11 coups (soit 8 + 2 + 1) et de 21 coups (soit 16 + 4+ 1). Le mode de réalisation particulier décrit dans cet exemple peut fonctionner sur secteur 110/220 V ou sur batterie 12 V. Il est associé à un chronomètre du type Dix 3, avec son module standard, couramment utilisé dans les services effectuant ce genre de tirs, mais peut être replacé par tout autre chronomètre ayant une précision minimum du l/lOCO de seconde, qui donne une précision de la cadence au coup près, quelle que soit la cadence de tir à mesurer. Le micro, monté sur trépied, peut être placé à une distance pratiquement quelconque de l'arme; un réglage de sensibilité étant prévu sur l'appareil. Le mode de réalisation décrit dans cet exemple n'est pas limitatif et il peut notamment être adapté à d'autres cadences de tir. Ainsi, toutes les combinaisons de différents bistables sont possibles. On peut en outre étudier les variations de cadence d'une même rafale, en utilisant des chronomètres judicieusement connectés. Par exemple, On peut utiliser un premier chronomètre A associe, aux sorties 1 et 2 de faccn à mesurer les 11 premiers coups puis un second chronomètre B associés aux sorties 2 et 7 pour mesurer les 11 derniers coups. Il permet, avec un matériel léger, de mesurer les cadences de toutes les armes automatiaues, tant au tir à blanc qu'au tir à balles. Il peut être utilisé aussi bien en tir en stand qu'en tir de campagne, sur secteur, ou sur batterie. On notera qu'il est adapté à des tirs en rafales fort différents puisqu'on peut capter les coups à distance et éliminer les bruits parasites par simple réglage de la sensibilité du microphone. Il permet l'enregistrement au coup par coup et sa sensibilité permet de détecter les différences de rafales entre chaque coup. On peut en outre mesurer plusieurs cadences en même temps. Enfin, selon la norrnalisation du signal détecté, la fidélité de reproduction des essais obtenus avec le dispositif peut permettre de reconnaître le type d'arme qui effectue un tir, et cela même à distance. REVENElCATIONS 1 - Dispositif électro-acoustique pour la mesure de cadences d'armes, notamment d'armes automatiques, caractérisé en ce qu'il comporte un microphone délivrant un signal, des moyens de traitement de ce signal, des moyens transformant le signal traité en impulsions, et des moyens de comptage de ces impulsions. 2 - Dispositif selon 1 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen du type période- mètre pour déterminer une base de temps0 3 - Dispositif selon 2 caractérisé en ce que le périodemètre est un chronomètre0 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le microphone délivre un signal basse fréquence rapidement amorti. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens de traitement du signal délivré par le microphone comportent un ensemble amplificateur et un ensemble redresseur comprenant au moins un circuit monostable à créneaux d'amplitude et de durée constantes. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens transformant le signal traité en impulsion3 comportent un ensemble de différenciationb