Brevet FR2298910A1 — publié le 19760820

La présente invention a trait à un appareil de comptage chronométrique propre à indiquer soit les temps d'apparition de signaux successifs, soit le nombre d'impulsions reçues en un temps donné à partir d'une source quelconque. Pour fixer les idées par des exemples précis, appareil permet dtétudier le mouvement d'un corps (par exemple sa chute dans un milieu déterminé) à laide de détecteurs ou capteurs éme-ttant chacun un signal au passage de ce corps, ou encore la période d'oscillation pendulaire d'une masse sous lteffet de la gravité et/ou de ressorts, tandis que par ailleurs on peut également ltutiliser pour compter les impulsions provenant d'un compteur de Geiger. L'appareil suivant l'invention comprend essentiellement une horloge à sélecteur susceptible de fournir des impulsions chronométriques dont la période peut strie choisie à volonté, un circuit de réception de signaux extérieurs, un système de comptage avec affichage, un inverseur-commutateur permettant d'envoyer au système de comptage soit les impulsions chronométriques provenant de lthor- loge, soit les signaux extérieurs (mis sous forme dtimpulsions), et des dispositifs de déclenchement assurant la mise en marche et 1'arrewt du comptage en fonction soit des signaux extérieurs, soit des impulsions chronométriques de l'horloge. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer La figure unique de ce dessin représente le schéma d'un appareil suivant l'invention. Cet appareil renferme une horloge 1, par exemple à quartz, à laquelle est combiné un sélecteur grâce auquel on peut choisir la cadence des impulsions de sortie. L'horloge 1 peut par exemple fournir des impulsions avec une cadence de 10 microsecondes, son sélecteur, convenablement commandé par un organe approprié 2, permettant de diviser cette cadence par 10, 100, 1000, etc... de façon à obtenir des cadences de plus en plus lentes pouvant aller jusqu' la seconde. I1 est d'autre part prévu un circuit principal d'entrée 3 auquel sont reliés deux capteurs 4 et 5 correspondant au début et à la fin du phénomène à étudier. Ce circuit reçoit les signaux des capteurs et il les met sous forme dtimpulsions propres à assurer la commande des autres éléments de l'appareil. L'horloge 1 et le circuit d'entrée 3 sont reliés à un inverseur commutateur 6 comportant deux sorties 6a, 6b qui aboutissent respectivement à oeux portes ET négatives 7 et 8 dont les sorties sont reliées aux entrées respectives d'une troisième porte 9 du même type, la sortie de cette dernière allant au système de comptage dont l'ensemble a été référencé 10. La porte 8 reçoit la sortie de deux bascules 11 et 12 qui correspondent respectivement au début et à la fin du phénomène à étu- dier. L'entrée de la bascule 11 est reliée à la sortie 6a de l'în- verseur 6 à travers une porte 13, toujours du type ET négatif. D'autre part le circuit d'entrée 3 comporte une sortie supplémentaire 3a par laquelle le signal provenant du capteur 5 de fin de phénomène peut parvenir à un premier élément d'une porte 14. Cette dernière est à plusieurs éléments reliés saune mebme sortie 14a, ces divers éle- ments pouvant tre choisis par un dispositif sélecteur manuel 15. On notera que la porte 13 comprend-une seconde sortie 13a qui aboutit à un circuit 16 appelé ci-après circuit de "fin" potin des raisons qu on comprendra mieux plus loin. Ce circuit est agencé de manière à envoyer une impulsion sur l'une de ces sorties 16a, 16b, 16c respectivement pour trois, cinq ou onze impulsions ret de 13a. Il doit etre entendu que ces nombres trois, cinq et onz correspondent à une application particulière (mesure de périodes d'oscillation dans l'enseignement), mais qu'on pourrait prévoir autant de sorties qu'on le deblrerait eL affecter à chacune d'ej$t tout nombre n d'impulsions (par exemple 1, 10, 100 et 1000 si l'on voulait procéder par voie décimale).Les sorties 16a, 16b et 16e aboutissent à trois autres éléments de la porte 14 qui, dans ltexem- ple représenté, en comprend finalement quatre. Le système de comptage 10 comprend un circuit de décade 17 qui reçoit la sortie de la porte 9. La sortie de ce circuit traverse une porte individuelle 18, puis une porte générale 19 et un sélecteur 20 pour aboutir à un dispositif d'affichage 21. D'autre part pour permettre d'étudier un phénomène entre on début et sa fin, par exemple le mouvement d'un corps entre son points de départ et son point d'arrivée, l'on a prévu deux capteurs inter- médiaires 22 et 23 reliés à deux circuits d'entrée individuels 24 et 25 dont les sorties aboutissent à leur tour à deux mémoires respectives 26 et 27 prévues dans le système 10. Ces memoires reçoivent sur leurs entrées d'enregistrement les impulsions provenant du circuit de décade 17, tandis que les entrées reliées aux circuits 24 et 25 commandent l'arrêt de l'enregistrement avec conservation du nombre enregistré. Les contenus des mémoires 26, 27 sont envoyés à deux portes respectives 28 et 29 qui peuvent les transmettre à la porte commune 19 précitée. Outre les commandes manuelles 2 et 15 sus-mentionnées, il est prévu les suivantes : une première 30 pour agir sur ltinverseur- commutateur 6, une autre 31 pour agir simultanément et en sens inverse sur les portes 7 et 8, une autre encore 32 pour commanderla porte 7 seule, une autre 33 associée à la porte 13, une autre 34 pour commander simultanément les portes 18, 28 et 29, et enfin une autre 35 pour commander sélectivement les portes 28 et 29. L'appareil comporte encore un dispositif de remise à zéro 36 qui agit non seulement sur les bascules 11 et 12, comme montré, mais encore sur le circuit de fin 16, le circuit de décade 17, les circuits 24, 25 et les mémoires 26 et 27. Le fonctionnement est le suivant On supposera tout d'abord qu'on veuille étudier un phénomène non répétitif, tel que la chute d'un corps dans un certain milieu (vide, air, gaz sous pression, liquide, etc...). On dispose les capteurs 4 et 5 aux points de départ et d'arrivée, et ceux 22, 23 en des points intermédiaires appropriés. Ces capteurs peuvent filtre de tout type : mécanique, électrique, photo-électrique, magnétique, etc... Dans le cas d'un capteur photo-électrique le faisceau doit évidemment être de très faible épaisseur, moins de 1 mm par exemple. Lorsque le corps étudié est libéré et amorce sa chute, la capteur 4 émet un signal qui est mis en forme par le circuit 3. L'inverseur 6 a été réglé de manière que le signal qui lui est ainsi transmis par 3 sorte en 6a. La porte 13 étant en position d'ouverture, le signal arrive à la bascule Il qui déclenche le processus en ouvrant la porte 8. Les impulsions chronométriques de l'horloge 1, convenablement réglées, arrivent donc à la décade 17 qui commence à les compter, son décompte s'enregistrant simultanément dans les mémoires 26 et 27. Quant le corps passe au droit du capteur intermédiaire 22, celui-ci émet un signal qui, par le circuit 24, bloque la mémoire 26, laquelle conserve le décompte auquel elle était arrivée lors du signal. Un instant après ctest le capteur 23 qui intervient à son tour pour bloquer la mémoire 27. Enfin le corps arrive vers le capteur de fin 5 qui émet à son tour un signal correspondant. Celui-ci arrive au premier élément de la porte 14 qu'on a réglée par le sélecteur 15 de manière que ce premier élément soit relié à la sortie 14a. Dans ces conditions le signal parvient à la bascule d'arrêt 12 qui ferme la porte 8 en arrêtant le comptage chronométrique. On notera que la porte 13 a bien envoyé des signaux au circuit 16, mais aucune des sorties de celui-ci ne peut traverser la porte 14, puisque celle-ci a été réglée pour ne recevoir que la sortie 3a du circuit 3. L'opérateur peut alors actionner la commande 34. Celle-ci conditionne les portes 28 et 29, mais sans les ouvrir. Par contre elle ouvre la porte 18, de sorte que le contenu du circuit de décade 17 traverse la porte 19, le sélecteur 20 et arrive au dispositif d'affichage 21, lequel indique ainsi la durée du déplacement du corps avec une précision qui dépend uniquement de la cadence choisie pour les impulsions chronométriques, c'est-à-dire finalement de l'unité de temps utilisée (par exemple 10 microsecondes dans exemple décrit). Pour connaStre les temps intermédiaires, ltopérateur doit alors manoeuvrer la commande 35. S'il ltactionne dans un sens, la porte 28 s'ouvre et le contenu de la mémoire 26 arrive au sélecteur pour être affiché par le dispositif 21. En manoeuvrant 35 dans l'autre sens, c'est le contenu de la mémoire 27 qui parvient à ltaffichage. Une fois les lectures effectuées, l'opérateur actionne la remise à zéro 36 de manière que 11 appareil soit prtt pour un nouveau cycle de fonctionnement. Si maintenant lton suppose que ltétude porte sur un phénomène répétitif, tel qu'unie oscillation, on peut actionner le sélecteur 15 de manière que la porte 14 laisse passer l'une quelconque des sorties 16a, 16b, 16c du circuit 16, c'est-à-dire que n soit égal à trois, cinq ou onze. On ne conserve plus que le capteur 4, du moins si l'on ne veut pas étudier les positions intermédiaires, et l'on procède comme exposé plus haut.Le fonctionnement reste le même à ceci près que la bascule d'arrêt 12 est actionnée par la porte 14 lors de la réception de l'une des sortiesî6a, 16b, 16c du circuit 16, c'est-à-dire après trois, cinq ou onze passages du corps oscillant en face du capteur 4. La possibilité de ntarreter ainsi le comptage qu'au bout de n oscillations permet d'obtenir une très grande précision sans qulil soit besoin de recourir à une unité de temps particulièrement petite. Si maintenant l'on désire compter des impulsions extérieures pour en connattre la fréquence moyenne, on inverse par 30 l'inverseur- commutateur 6. Ce sont alors les impulsions chronométriques de l'horloge 1, réglées à une cadence faible (par exemple une par seconde) qui déclenchent d'abord la bascule 11, puis la bascule 12. Pendant le temps qui s'écoule entre les deux déclenchements, ce sont les impulsions extérieures qui arrivent à la décade 17 et qui y sont comptées, leur affichage pouvant autre obtenu à la façon sus-indiquée. On conçoit que là encore on peut actionner le sélecteur 15 de manière que le comptage ne starrEte qutau bout d'un certain nombre d'impulsions de l'horloge (soit donc par exemple trois, cinq ou onze secondes). L'invention a donc bien permis de réaliser un appareil de comptage universel en ce sens qu'il permet soit de compter des impulsions chronométriques entre des évènements pour étudier le phénomène correspondant, soit au contraire de compter pendant un temps donné des impulsions d'origine extérieure en vue de déterminer leur cadence moyenne. Il doit d'ailleurs eAtre entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1 - Appareil de comptage propre à indiquer soit les temps d'apparition de signaux successifs, soit le nombre dtimpulsions d'origine extérieure reçues pendant un temps déterminé, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison les éléments suivants - une horloge propre à fournir les impulsons chronométri- ques ; - un circuit de réception de signaux extérieurs - un système de comptage avec dispositif d'affichage - un commutateur permettant d'envoyer au système de COillp- tage soit les impulsions chronométriques provenant de horloge, soit les signaux extérieurs ; - et des dispositifs de déclenchement assurant la mine en marche et l'arrêt du comptage en fonction soit des signaux extérieurs. soit es impulsions chronométriques de horloge. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en que horloge comporte un sélccteur-diviseur permettant de n'envisager au commutateur qu'une seule impulsion sur un nombre déterminé c celles engendrées initialement par elle, par exemple une sur 10, une sur 100, etc... 3 - Appareil-suivant lu revendication 4, caractérisé en ce r-- la partie des dispositifs ce déclenchement assurant l'arrêt du comp- tage comporte un système suceptible d'autre réglé pour ne laisser passer que la n-ième des impulsions qui lui sont appliquées, de flc nière à permettre l'étude de plusieurs cycles successifs d'un fl mène répétitif, su de multiplier le temps de réception d'impulsions extérieures sous contrôle chronométrique. 4 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système de comptage renferme au moins une mémoire auxiliaire qui enregistre le décompte des impulsions reçues par ledit système cette mémoire pouvant autre bloquée par un signal extérieur provenait par exemple d'un capteur intermédiaire, de manière à conserver le décompte qu'elle renfermait à l'instant de ce signal. 5 - Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la mémoire auxilia-ire peut autre reliée au dispositif d'affichage du système de comptage en vue de faire apparattre son contenu lorsque désiré.