Brevet FR2273261A1 — publié le 19751226

La présente invention est relative à un dispositif d'affichage de mesures, et en particulier à un galvanomètre. Les dispositifs d'affichage de mesures les plus courants se rapportent à deux types : le premier, dit analogique, comporte une aiguille qui se déplace devant un cadrant gradué, le secondait numérique ou parfois "digital", comporte un dispositif d'affichage qui permet à 1 observateur de lire directement les chiffres qui représentent la Il mesure. Le premier système, le plus ancien, oblige, pour avoir une bonne précision,8 une échelle et donc une course de l'aiguille, de longueur importante, ce qui est obtenu soit en allongeant l'aiguille,soit en augmentant son angle de déviationjsoit en combinant les deux. L'allongement de l'anguille augmente la fragilité de l'appareil, ainsi que les risques de frottements perturbateurs et l'inertie de l'équipage.L'augmentation de l'angle de déviation, laquelle ne peut oestre indéfinie, pose des problèmes de parallaxe dont la solution, à son tour, entrain d'autres difficultés obligation pour l'observateur de se déplacer par exemple); de plus, elle oblige à prévoir un appareillage dont la réponse soit suffi aiment linéaire sur toute l'étendue de la déviation. Le système numérique, plus récent, gagne actuellement beaucoup de terrain, car, sans augmenter la précision il est d1uelec- ture plus facile pour l'utilisateur et élimine les problèmes de mesures en valeurs relatives en évitant toute interprétation de lecture. Toutefois, il est généralement - plus coQ- teux de construction et exige souvent, en particulier, un inter zmédiaire électronique pour envoyer l'information au dispositif d'affichage. La présente intention fournit un dispositif qui élimine ou réduit considérablement les inconvénients des systèmes analogoues, tout en conservant leur simplicité et en étant sensiblement moins coûteux de construction qu'un dispositif numérique. Elle consiste, à partir d'un dispositif de type analogique, à remplacer le couple formé par l'aiguille et échelle graduée par un ensemble comprenant des conduits de lumière. L'invention sera expliquée de façon plus simple en en décrivant un exemple d'application relatif à un galvanomètre et en se reportant à la figure Jointe, qui représente un schéma de principe d'un galvanomètre selon l'invention. Si l'on se reporte à la figureson constate que l'appareil col- porte un équipage galvanométrique à cadre mobile 1 et rubans tendus 2, 2', tournant dans l'entrefer d'un aimant NS .Cet équipage porte, au lieu de l'aiguille habituelle, un écran 3, porté par un support 4. Cet écran 3 a la forme d'un segment de cylindre de révolution dont l'axe est situé sur les rubans tendus 2,2' et constitue l'axe de rotation de l'équipage; un de ses bords 5 est parallèle à cet axe 2.2', Il se déplace devant une surface de réception 6 représentée écartée de lui pour des raisons de clarté de la figure, mais qui, dans la réalité,en est à la plus faible distance possible.Cette surface de réception, qui est également en forme de segment de cylindre de révolution d'axe 2 2', est constituée par les terminaisons d' une sériedeN faisceaux de lumière disposés côte à cate. La terminaison 7 d'un de ces faisceaux 8 est conformée en une bande étroite, allongée parallèlement au bord 5 de l'écran 4, de largeur 1 au moins égale au diamètre d'un conduit unitaire de lumière, et de hauteur h. L'appareil comporte, par ailleurs, un cadran gradué plan 9, pourvu d'une part d'une échelle graduée 10 et d'autre part d'une rampe lumineuse de lecture ll constituée par les terminaisons des faisceaux de lumière. Chacune de ces terminaisons i2 a la forme d'un rectangle de hauteur H et de largeur I situé dans le plan du cadran 9.Les dimPnsSms Hetl sont du même ordre de grandeur et la surface L x H de chaque terminaison est la même que celle 1 x h de l'autre terminaison. Une source lumineuse 12,constituède préférence par une ampoule électrique dont le filament est parallèle à ltaxe 2 2', projette l'ombre de l'écran 4 sur la surface 6.Dans une réalisation pratique, la surface de réception 6 a la forme d' un quart de cylindre de révolution, de diamètre 20 mm environ, de hauteur 15 mm environ, formée de 100 terminaisons de faisceaux ayant chacune une hauteur h de 20 mm et une largeur l de 0,3 mm environ. La rampe de lecture ll est formée des 100 terminaisons opposées 12 des faisceaux, chacune d'elles ayant une hauteur H = 3 mm et une largeur de 1,5 mm. Une course de 30 mm environ de l'écran 4 se lit ainsi sur une échelle de 150 mm, ctest-à-dire avec un facteur d'amplification de 5. De plus, cette échelle est plane et aucune erreur de parallaxe n'est à craindre. L'information apparait sous la forme d'une ligne lumineuse allant soit depuis le zéro de l'échelle jusqu'à la valeur de la mesure, soit, pour une autre disposition de l'écran 4, depuis la valeur de la mesure jusqu'au maximum de ltéchelle. La zone lumineuse et la zone non éclairée sont séparées par une zone de transition, correspondant à un faisceau partiellement éclairé, de largeur égale au maximum à 1,5 mm,soit un centième de la largeur de l'échelle On peut aussi prévoir un écran présentant une fente parallèle à Itaxe 2 2', la mesure apparait alors sous forme d'un spot lumineux, ou bien un écran réduit à une baSOdreS très mince, parallèle à 1 axe 2 2', la mesure apparaissant/ sous forme d'une ligne sombre. On peut également prévoir que la fente ou la bande mince aient un bord rectiligne parallèle à l'axe 2 2', l'autre bord étant oblique ou dentelés la mesure apparaît alors sous forme d'une trace, lumineuse ou sombre selon le cas, avec un bord net, qui constitue la mesure, et un bord dont l'intensité varie graduellement. Un tel résultat peut aussi être obtenu avec un écran transparant sur lequel on a déposé un revetement d'opacité graduellement variàble. On peut aussi, à l'aide d'un miroir solidaire de l'équipage, projeter une image du filament de la source lumineuse 12 sur la surface de réception 6. Cette solution permet d'obtenir un équipage mobile particulièrement léger et robuste, les parties en porte à faux étant pratiquement éliminées. La forme de la rampe de lecture peut, évidemment, être choisie à volonté. On peut, dans le cas le plusSimple, la prévoir rectiligne (en un ou plusieurs tronçons). Il est possible, pour faciliter la lecture, de décaler vers le haut ou vers le bas une ter minaison de faisceaux de lumière sur 5 ou sur 10 par exemple. L'échelle peut être resserrée ou dilatée sur une partie de l'étendue de mesurerpar exemple en faisant varier le rapport l/L d'une zone à l'autre, ou encore en donnant à la surface de réception 6 une forme différente de celle d'un cylindre de révolution d'axe 2 2 t, à condition bien entendu que les limites entre les teiminaisons 7 restent parallèles au bord 5 de l'écran. Suivant une autre disposition, la rampe de lecture peut avoir la forme d'un arc de cerele ayant un angle au centre qui peut al ler Jusqu a près de 360 . Suivant une autre disposition encore, a rampe de lecture est divisée en deux partie l'une correspondant aux dizaines du nombre de la lecture et l'autre aux unités. Les conduits de lumière sont alors dédoublés à partir de la surface de réception, une partie étant regroupée par groupe de dix faisceaux consécutifs pour alimenter la rampe des dizaines, l'autre partie étant regroupée à raison d'un tous les dix pour alimenter la rampe des unités. On obtient ainsi un dispositif dont la lecture est la même que celle d'un dispositif numérique dit aigital. Une autre application intéressante de l'invention se trouve dans le domaine de l'horlogerie. Dans ce domaine, en effet, le système analogique constitué par des aiguilles tournant devant ce cadran portant des chiffres est également concurrencé par le système numérique à affichage de chiffres montés par exemple sur des tambours tournants. Le premier système oblige à ne pas trop stécarter, pour le cadran, d'une forme circulaire, puisque les extrémités des aiguilles décrivent des cercles, et si l'on dessine des cadrans de forme différente, rectangulaire ou oblongue par exemple, on ne peut aller très loin dans cette voie sans nuire à la lisibilité. Les dispositifs numériques permettent encore moins de fantaisie,car les chif fres doivent, en principetapparaltre dans des fenêtres fixes dont la position ne peut guère varier d'un appareil à un autre. La présente invention, au contraire, ouvre la voie à une très grande variété de formes et de dessins. On peut prévoir, par exemple, au bout d'un axe qui peut faire un tour par minute, par heure ou p r 12 heures, un miroir incliné à 450 sur cet axe,et une source lumineuse placée en prolongement de cet axe. Le miroir projettera un faisceau lumineux sur une surface de réception en forme de cylindre de révolution, et les terminaisons opposées pourront être disposées au gré de -l'imagina- tion du créateur, à la seule condition de respecter une visibilité convenable. On peut par exemple remplacer le cadran par une étoile régulière ou irrégulière, plane ou gauche, dont les sommets correspondent aux heures et le périmètre est parcouru par des points lumineux de-couleurs diverses correspondant aux minutes ou aux secondes. On peut aussi, à titre d'autre exemple, faire parcourir aux points lumineux des droites parallèles ou des trajets de formes plus fantaisistes. On peut même, mettant à profit la souplesse des fils dont sont faits les conduits de lumière, réaliser des horloges dont la forme peut être modifiée à volonté et réaliser des "montres molles" dont l'idée à déjà été avancée dans la peinture-fiction contemporaine. REVENDICATIO- 1. Dispositif d'affichage de mesures dans lequel un équipage mobile tourne autour d t un axe sous l'influence de la grandeur qu'on veut mesurer, caractérisé en ce que le mouvement de l'é- quipage fait déplacer un signal lumineux sur une surface de ré ception formée par les terminaisons d'une série de conduits de lumière disposés de telle sorte que le signal n'affecte qu t une terminaison à la fois, et que les terminaisons opposées de ces conduits de lumière sont disposées suivant une configuration quelconque, choisie selon les impératifs de la mesure. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le signal lumineux est constitué par le bord de l'ombre portée par un écran sur la surface de réception, cet écran étant soli daire de l'équipage mobile et se déplaçant entre la surface de réception et une source lumineuse. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le signal lumineux est constitué par l'image d'un objet lumineux projetée sur la surface de réception à l'aide d'un miroir soli daire de l'équipage. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la surface de réception a la forme d'un cylindre ou d'un cône de révolution,d'axe parallèle à l'axe de rotation de l'équipage mobile, et que les lignes qui séparent sur cette surface les terminaisons des conduits de lumière sont sensiblement des génératrices dudit cylindre ou cône. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que pour obtenir une échelle de lecture non proportionnelle aux déplacements angulaires de 1' équipage mobile, au.moins une parte de la surface de réception est différente de celle d'un cylindre ou d'un cAne de révolution d'axe parallèle à l'axe de rotation de l'équipage mobile, les lignes qui séparst sur cette surface les terminaisons des conduits de lumière étant sensiblement les intersections de cette surface avec des plans passant par l'axe de rotation de l'équipage mobile. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 5 caractérisé en ce que chaque conduit de lumière-est constitué par un certain nombre de fibres en matière transparente telle que du verre. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendictions 1 à 6 caractérisé en cé que les extrémités des conduits de lumière opposes à la surface réceptrice sont généralement disposées les Unes à caté des autres ou séparées par des intervalles de faible largeur, si bien qutelles constituent une rampe de mesure en un ou plusieurs tronçons, les terminaisons voisines sur cette ram pe de mesure étant celles de conduits de lumière dont les extré mités situées sur la surface de réception sont voisines, si bien qu'à tout déplacement du signal lumineux sur la surface de récep tion correspond un déplacement d'un signal lumineux sur la rampe de mesure. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ca ractérisé en ce que la rampe de mesure est de forme rectiligne, avec éventuellement une indentation toutes les 5 ou 10 terminai sons de conduit de lumière. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 oarac- térisé en ce que la rampe de mesure est en forme d'arc de cercle, avec éventuellement une identation toutes les 5 ou 10 terminai sons de conduit de lumière. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 carac térisé en ce que l'équipage mobile est le cadre d'un galvanomè tre. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, carac térisé en ce que l'équipage mobile est relié à un dispositif d'horlogerie, et en ce que ledit dispositif est destiné à indi quer l'heure. 12. Dispositif selon la revendication ll caractérisé en ce que l'une au moins des rampes de mesure correspondant à la lecture des heures, des minutes ou des secondes est de forme non circulaire. 13. Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce que ladite rampe de mesure est déformable. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications ll à 13 caractérisé en ce qu'il comprend un miroir placé sur un axe et in cliné à 45" sur lui, une source lumineuse placée dans le prolon gement de l'axe, et une surface de réception en forme de cylindre révolution autour dudit axe.