Brevet FR2292287A1 — publié le 19760618

La présente invention, due aux travaux de Nr. Jacques LANGL~IS, concerne un calculateur numérique continu de la variation d'une grandeur incrémentale, c'est-à-dire d'une grandeur qui varie par bonds de valeur unitaire constante (incréments) mais de façon variable dans le temps. Cette grandeur incrémentale peut être absolument quelconque, par exemple une longueur repérée par une règle graduée, un angle repéré par un disque gradué, un poids par exemple d'un liquide déversé dans un récipient placé sur le plateau d'un instrument de pesage dont les indications sautent par unités de poids prédétermIn#ea, un nombre d'objets défilant sur une bande transporteuse devant un poste fixe, etc. On suppose que chaque variation - qu'on supposera pour plus de simplicité entre toujours une augmentation - d'un incrément de la grandeur incrémentale g(t) donne lieu à l'émission d'une impulsion, de sorte que l'on peut connaître la valeur G(*) de la grandeur à l'instant t i un incrément près par simple comptage d'impulsions. On veut connaître la valeur numérique de G(t)-G(t-T) T oh T est un laps de temps prédéterminé, le numérateur et le dén C - nateur de ce "débit" étant exprimés en unités arbitraitement dhoisies. On sait que le problème ainsi posé est susceptible de salutionrr analogiques connues, par transformation de fréquences en tensions mais qui présentent les inconvénients suivants - nécessité d'une fréquence de référence - transformation coûteuse de l'information analogique de sortie en information numérique - faiblesse du signal de sortie (de l'ordre du mV à pleine échlle) - difficulté de mise au point - importance non négligeable de la dérive thermique. La présente invention a pour but, en exploitant le fait que la grandeur incrémentale dont on veut faire apparaître la variation est déjà donnée en impulsions, de proposer une solution purement numéri- que du problème posé qui élimine tous les inconvénients signalés. A cette fin suivant l'invention, un calculateur numérique continu de la variation d'une grandeur incrémentale en unités prédéterminées (p incréments) de la grandeur par unité prédéterninée de temps (q secondes), se caractérise en ce qu'il comporte - un capteur d'incréments - un compteur recevant ces incréments non retardés pour donner constamment par totalisation la valeur G(t) de la grandeur à l'instant t ;; - un registre à décalage piloté par les impulsions d'une horloge et recevant à son entrée les mêmes incréments non retardés pour les retarder d'un laps de temps T - un compteur recevant les incréments retardés du registre pour donner constamment par totalisation la valeur G(t-T) de la grandeur à l'instant t-T - un soustracteur établissant pour affichage la différence G(t) - G(t-T)1 le nombre n d'éléments binaires du registre étant pris au moins égal à fmax x } t t ax est la fréquence maximale d'apparition des p incréments et la fréquence d'horloge å n x q Il est aisé à comprendre que - du fait du choix de la fréquence d'horloge, chaque élément du registre ne peut recevoir que l'un des chiffres binaires 0 ou 1 - du fait du nombre d'éléments binaires du registre, le soustracteur fait apparaître directement la valeur de G(t) T (t ) dans les unités choisies pour le numérateur et pour le dénominateur de cette expression. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation et à l'examen des dessins correspondants annexés, dans lesquels - la Fig. 1 est un schéma d'un calculateur suivant l'invention (première forme de réalisation ) - la Fig. 2 est un schéma analogue à celui de la Fig. 1 (seconde forme de réalisation) - les Fige. 3 et 4 sont des diagrammes temporels représentatifs des totaux d'impulsions et du débit cherché obtenu par soustraction de ces totaux,di,gramnies qui correspondent respectivement aux exemples des Figs. 1 et 2. On prendra comme exemple particulièrement simple celui d'objets, par exemple de bouteilles, défilant sur une bande transporteuse à travers une barrière photo-#lectrique constituant un donneur dtim- pulsions de comptage 11, émettant une impulsion au franchissement de la barrière par chaque bouteille. Les impulsions ainsi émises sont transmises directement à un compteur d'impulsions non retardées 13, par exemple à deux décades et qui totalise ces impulsions pour donner constamment la valeur G(t) de la grandeur à l'instant t. Les ces impulsions sont transmises à un registre à décalage 15 piloté par une horloge 17 émettant des impulsions à fréquence constante Les impulsions retardées d'un laps de temps T sortant du regis tre 13 sont transmises à un compteur dtimpulsions retardées 19, par exemple à deux décades, et qui totalise également ces impulsions retardées pour donner constamment la valeur G(t-T) de la grandeur à l'instant (t-T). Enfin, un soustracteur 21 recevant constamment les valeurs des deux totaux G(t) et G(t-T) venues des deux compteurs #3, 19 établit leur différence. Les paramètres dont on dispose sont choisis conformément à Il exemple suivant. Exemple Cadence maximale de défilement des bouteilles 3 par seconde Débit des bouteilles que ltoz veut raire apparaître t nombre de lots de 8 bouteilles par minute, donc p=8, q=60 Nembre d1 éléments binaires choisi pour le registre à décalage : au moins égal à 3 x 60 = 22,5 ; 8 on prend par exemple comme existant sur le marché n n 32 Fréquence des impulsions d'horloge 32 x 8 = 64 Hz. 60 15 La première information de débit vrai sera donnée au bout de 60 s 8 P 7,3 secondes. Une seconde forme de réalisation encore plus simple que la précédente (où les éléments homologues à ceux de la précédente ont des numéros-repères augmentés de 100)n'en diffère qu'en ce que le registre à décalage 115 est connecté à un compteur-décompteur unique 127 par l'intermédiaire d'un inverseur 129 effectuant lui-même le changement de signe des impulsions retardées venues du registre 115. On a représenté aux Figes. 3 et 4 les diagrammes représentatifs des modes de fonctionnement des formes de réalisation des Figs. t et 2 et faisant apparaître tous les deux le temps e au bout duquel le débit cherché commence à apparaître. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées qui n1 ont été données qu'à titre d'exemple. Il doit être entendu qu'elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. C'est ainsi que, dans le cas d'un instrument de pesage sur le plateau de charge duquel est disposé un récipient dans lequel se déverse un produit solide granulé ou pulvérulent ou encore un liquide, il se produit normalement des oscillations de la charge; il en résulte que le poids indiqué n'accuse pas une croissance parfaitement continue, mais quelques variations de sens contraire dont il faut tenir compte. Il suffit pour cela que les compteurs 13, 19 du premier exemple soient des compteurs-décompteurs, que le registre à décalage 15 soit dédoublé et que les connexions d'entrée aux compteurs et au registre soient triplées (impulsions, valida- tion compte, validation décompte). REVENDICaTIONS 1 - Calculateur numérique continu de la variation d'une grandeur incrémentale en unités prédéterminées (p incréments) de la grandeur par unité prédéterminée de temps (q secondes), caractérisé en ce qu'il comporte - un capteur d'incréments (il) t - un compteur (13) recevant ces incréments non retardés pour donner constamment par totalisation la valeur G(t) de la grandeur à 11 instant t - un registre à décalage (15) piloté par les impulsions d'une horloge (17) et recevant à son entrée les mêmes incréments non retardés pour les retarder d'un laps de temps T - un compteur 19 recevant les incréments retardés du registre pour donner constamment par totalisation la valeur G(t-T) de la grandeur à l'instant t-T - un soustracteur (21) établissant pour affichage la différence G(t) - G(t-T) G le nombre n d'éléments binaires du registre étant pris au moins égal à fmax x i oi fmax est la fréquence maximale d'apparition des p p incréments et la fréquence d'horloge à n x q, 2 - Calculateur numérique selon la revendication 1, conçu pour le cas où la grandeur incrémentale ne croit pas de façon monotone mais présente de petites oscillations, caractérisé en ce que les compteurs (13, 19) sont des compteurs-décompteurs. 3 - Calculateur numérique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les compteurs, éventuellement compteursdécompteurs (19, 21) et les soustracteurs (21) sont remplacés par un compteur-décompteur unique (127) connecté au registre (715) par l'intermédiaire d'un inverseur (129).