Brevet FR2287685A1 — publié le 19760507

La présente invention concerne un dispositif pour ltenregistrement de signaux à mécanisme d'impression simple et robuste, ledit dispositif étant fiable et d'un coût réduit comparativement aux enregistreurs à plume pivotant autour d'un long bras qui sont actuellement utilises. Le dispositif d'enregistrement conforme à l'invention est principalement caractérisé en ce qu'il comporte . un élément de marquage - associé à des moyens de marquage fonction du support d'enregistrement utilisé - constitue' par une pièce de faibles dimensions, au moins partiellement en matériau magnétique, mobile dans un guide linéaire en forme de gouttière disposé perpendiculairement à la direction de déplacement du support d'enregistrement et dont la longueur est au moins égale à la largeur t dudit support, ledit élément de marquage constituant l'induit d'un organe moteur électromagnétique dont l'inducteur a ses piles répartis le long du guide linéaire pour définir des zones d'attraction sélective pour l'élément de marquage . un circuit de counande de l'inducteur conçu de façon à provoquer le déplacement de la pièce mobile entre un premier et un second piles par magnétisation séquentielle des pâles qui, parmi l'ensemble des polies, se trowent entre lesdits premier et second pâles, des dispositions étant prises pour qu'en fin de séquence ledit second pile soit alimenté en permanence ; et des circuits d'enregistrement associés au circuit de commande comportant essentiellement un comparateur auquel est fourni - sur l'une de ses entrées - le signal à enregisLrei et dont l'autre entrée reçoit un signal représentatif de la position de l'élément de marquage dans le guide linéaire, des dispositions étant prises pour que, par l'intermédiaire du circuit de corranande, la position de l'élément de marquage soit modifiée jusqu'à égalisation des deux signaux fournis au comparateur. Les autres caractéristiques de l'invention apparattront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite, à titre d'exemple non limitatif en se reportant aux dessins annexés qui représentent figure 1, une vue schématique, en coupe transversale, du dispositif d'enregistrement au niveau de l'organe moteur; figure 2, une vue en coupe longitudinale d'une partie de pièce polaire de l'inducteur de l'organe moteur figure 3, une illustration de la disposition des piles relativement à une portion développée du guide linéaire . figure 4, schématiquement, le circuit de commande ; . figure 5, schématiquement, les circuits d'enregistrement. Conformément à l'invention, le dispositif d'enregistrement comporte un organe moteur électromagnetique dont un exemple de réalisation est représenté et illustré figures 1, 2, 3. Cet organe moteur constitue l'élément essentiel du dispositif ; il comporte Il un induit constitué par une pièce mobile 1 de faibles dimensions ; cette pièce est, dans l'exemple représenté, de forme sphérique et entièrement faite dun matériau magnétique.La pièce 1 est placée à l'intérieur d'un guide linéaire 2 en forme de gouttière ; le diamètre intérieur du guide est légèrement supérieur à celui de la pièce mobile pour éviter tout coincement ; la pièce mobile peut donc se déplacer dans le guide dans une direction perpendiculaire au plan du dessin 2/ un inducteur dont le circuit magnétique CM comporte, dans l'exemple reprsenté, trois pièces polaires a, b, c ; à chaque pièce polaire est affectée une bobine d'excitation, soit ba, bb, bc. La figure 2 représente, en coupe longitudinale, une partie de la pièce polaire a, les pièces polaires b et c étant de forme identique.Chaque pièce polaire présente donc au niveau du guide linéaire une rangée de pales de forme telle que leur surface de contact avec le guide linéaire se réduit à une zone de faibles dimensions ainsi que l'illustre la figure 3. Si l'on se reporte à cette dernière qui schématise la disposition des pales au niveau de la portion cylindrique a b c développée du guide linéaire, on observe que les pôles de l'inducteur se répartissent sous forme de trois rangées (n dans le cas général), les pales d'une rangée étant décalés par rapport aux pôles des rangées voisines de façon que les pales de rang r des trois rangées, soit ra, rb, rc, se situent le long du guide linéaire entre le pôle (r - l)c de la troisième rangée et le pôle (r + l)a de la première rangée.De préférence, comme dans l'exemple représenté, les pôles d'une rangée, soit les pôles d'une pièce polaire sont équidistants, par exemple au pas 3q (n . q dans le cas de n rangées), et les décalages sont égaux, ce qui ramène le pas entre deux pales consécutifs le long du guide linéaire à la valeur q. De préférence également les nombres de pales de rangées (ou pièces polaires) sont égaux, par exemple à nz De sorte que, si la course du moteur - (plus grand déplacement de la pièce mobile 1) - est égale à L - la longueur du guide linéaire étant, bien entendu, au moins égale à L - on peut écrire L S I: (m. n) - 1 9 q. On a représenté également figure 1 le support dlenregistrement 3 se déplaçant par exemple dans le sens de la flèche, la pièce mobile 1 se déplaçant donc au contact du support perpendiculairement au sens de déroulement de ce dernier. Un fil 4 assure une tension convenable au support d'enregistrement et amortit le mouvement de la pièce mobile ; on conçoit que - dans cette application on ait donné à la pièce mobile la forme d'une bille qui lui permet de tourner dans le guide linéaire en forme de gouttière, ce qui assure un contact billesupport pratiquement constant en dépit de l'usure que peut subir ladite bille. Les moyens utilisables pour transmettre sur le support 3 la "mémoire" des mouvements de la bille n'ont pas été représentés. Parmi les solutions envisagées, trois ont été retenues sans qu'elles puissent constituer une limitation à la portée de l'invention 1/ La bille est encrée ; la gouttière est alors poreuse et se trouve en communication avec un réservoir d'encre ; on peut alors utiliser un papier quelconque à titre de support d'enregistrement. 2/ On fait un marquage, par effet thermique, la gouttière étant chauffée par un courant électrique ; la bilte se trouve, par conséquent, chauffée et on utilise, pour le support, un papier spécial se colorant ou noircissant par élévation de température. 31 On fait un marquage électrique et le support est un papier électrosensible : la bille est, par l'intermédiaire de la gouttière, portée à un potentiel différent de celui de la métallisation du papier ; un courant électrique circule alors entre la bille et le papier et impressionne ce dernier. On a représenté figure 4 le circuit de commande de l'inducteur supposé comporter n pièces polaires (ou rangées de p & es) de chacune m pôles, et - par suite - n bobines d'excitation schématisées en B1, B2 .... Bn. Les bobines sont alimentées depuis une source de tension A, chacune par llintereediaire d'une norte ET de transfert. soit p1 pour la bobine B1, p2 pour la bobine B2, pn pour la bobine Bn. Les portes pl, p2, ...... pn sont validées par les signaux vpl, vp2, ...... vpn, respectivement. Ces signaux sont issus du compteur-décompteur de validation CDV. Le compteur-décompteur de validation CDV comporte (m . n) positions dont queloues-unes ont été illustrées, soit les positions 1, 2 et n du groupe constitué par les n premières positions, les positions n + 1, n + 2, 2n et 2n + 1, 2n + 2, 3n des deux groupes constitués respectivement par les positions de rang compris entre n et 2n, et, 2n et 3n, et les positions (m - 1 . n) + 1, (m - 1 . n) + 2 et (m . n) du groupe constitué par les n dernières positions. Les sorties du compteur-décompteur de validation correspondant aux positions 1, n + 1, 2n + 1, ...... (m - I . n) + 1 valident toutes la porte pl, ainsi que l'illustre le signal de validation vpl ; les sorties correspondant aux positions 2. n + 2, 2n + 2, ..... Cm - 1 . n) + 2 valident toutes la porte p2, ainsi que l'illustre le signal de validation vp2 ; les sorties correspondant aux positions n, 2n, 3n, (m . n) valident toutes la porte pn, ainsi que l'illustre le signal de validation vpn. Le fonctionnement est alors le suivant comme il apparaît de la figure 4, il n'y a jamais qu'une seule bobine d'excitation alimentée à un moment donné, et il s'agit de la bobine dont la porte ET d'entrée est validée par le signal de sortie correspondant à la position sur laquelle se trouve le compteur-décompteur CDV. La pièce mobile se trouve donc sur l'un des pôles de la pièce polaire (ou rangée de pôles) à laauelle cette bobine est affectée.Si l'on désire provoquer le déplacement de la bille, on fournit au compteur-décompteur une première information, soit le signal ss, qui définit le sens du déplacement, CDV fonctionnant alors soit en compteur, soit en décompteur, et on fait progresser ou régresser ledit compteurdécompteur sous la commande d'impulsions ip, ce qui revient - étant donné le couplage CDV - portes précédemment décrites - à alimenter successivement les bobines selon une séquence soit B1, 32 Bn, soit 3N B2, BN,......B2, 31. on peut donc dire que, de ce fait, les pôles sont magnétisés séquentiellement puisque l'effet, sur la pièce mobile, sera de la faire "quitter" le pale en face duquel elle se trouve et qui appartient à une pièce polaire dont l'alimentation vient d'être coupée, pour "occuper" le pôle qui - parmi les (m.n) pales - se trouve soit en aval, soit en amont et qui appartient à la pièce polaire qui est alors alimentée et dont les pôles définissent la rangée de pales soit de rang supérieur, soit de rang inférieur, la pièce mobile se dirigeant toujours vers le pale magnétisé, leplus rapproché. S'il s'agit de provoquer un déplacement sur une distance D, il suffit de faire progresser cu régresser le compteur-décompteur sous la commande de D/q impulsions. Sur la figure 5, sont représentés les circuits du dispositif d'enregistrement qui viennent compléter le circuit de commande de la figure 4. Le signal à enregistrer se est transféré à l'une des entrées d'un comparateur C. L'autre entrée de ce comparateur est couplée à la sortie d'un convertisseur numérique/analogique C D/A qui convertit en signal analogique le signal numérique fourni par un compteur-décompteur d'évaluation CDE. Ce dernier comporte (m . n) positions. A tout moment la position dans laquelle il se trouve est re présentative de la positon de la bille dans la gouttière qui constitue le guide linéaire. En fonctionnement, le comparateur C fournit donc un signal ss qui fixe le signe de la différence entre les signaux Qui lui sont transférés et, par suite, le sens de la progression du compteur-décompteur CDE.Ce dernier progresse sous la commande des impulsions fournies par une horloge H ; le circuit ainsi conçu se stabilise de lui-même puisque toute prise en compte d'une impulsion ip d'horloge amenant le signal fourni par le convertisseur C D/A à une valeur supérieure ou inférieure à celle du signal se sera compensée par une régression ou une progression du compteur-décompteur, respectivement. Par ailleurs, et ainsi qu'on l'a dit précédemment, les signaux ss et les impulsions ip étant transférés également au compteur-décompteur CDV de la figure 4, les états de deux compteurs-décongteurs sont identiques, et le compteur-décompteur CDE identifie bien à tout moment la position de la bille dans la gouttière constituant le guide linéaire. On remarquera que, moyennant quelques précautions dans les couplages, il est possible de n'utiliser au' un seul compteur-décompteur à ia place des deux compteurs-décompteurs CDV et CODE. On a dit précédemment que le circuit ainsi conçu se stabilise de lui même. En fait, assez souvent, le niveau du signal se sera compris entre deux niveaux convertis du signal numérique fourni par le compteur-décompteur CD, et par suite, si le signal se se ma-ntient à un niveau constant pendant un certain temps, ledit co3pteur-décompteur sera commardé, sous la dépendance du comparateur-C, par l'horloge H qui le fera passer alternativement dans l'une et l'autre de deux de ses positions voisines, ce qui se traduire par un mouvement oscillent de faible amplitude pour la bille. Si l'on estime oue ce fonctionnement est un inconvénient, il est possible d'adjoindre aux circuits l'amplificateur différentiel AD, et le circuit de commande de l'horloge CH. L'amplificateur différentiel AD, auquel sont transférés les signaux présents ' l'enXree du comparateur C, fournit un siens fonction de l'amplitude de la différence entre lesdits signaux ; le circuit C peut être conçu pour simplement arrenter l'horloge H si cette différence est inférieure a un niveau prédéterminé ; il peut être plus complexe et commander la modification de la fréquence des impulsions in dans le sens d'une diminution de cette fréquence à mesurer que l'amplitude de la différence entre les signaux diminue, jusqu'à réduire cette fréquence à O pour les amplitudes inférieures à un niveau prédéterminé. Cette version a alors pour avantage de réduire le temps de réponse du dispositif si l'amplitude de la différence est plus grande. On notera que le compteur-décompteur comporte une commande de remise à O bien que cettedernière ne soit pas représentée. il est bien entendu que la description qui précède a été faite à titre d'exemple non limitatif et que des variantes - concernant notamment la forme du circuit magnétique, celles de la pièce mobile et du guide linéaire, la conception dess circuits de commande et d'enregistrement - peuvent être envisagées sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour ltenregistrement de signaux -utilisant comme élément de marquage une bille magnétisable constituant induit d'un organe moteur électromagnétique dont l'inducteur a ses pôles répartis le long d'un trajet linéaire pour définir des zones d'attraction sélective pour ledit élément de marquage- caractérisé en ce que - la forme de l'inducteur est telle qutil définit, entre ses pôles, un logement pour recevoir un guide dans lequel est retenu et se déplace ltélément de marquage, lesdits pôles étant répartis en 3 > 3 rangées, les pôles de chaque rangée étant décalés par rapport aux pales des rangées voisines de façon que les pôles de rang r des rangées 1 à n se situent le long du guide entre le pôle de rang (r - 1) de la nième rangée et le pôle de rang (r + 1) de la première rangée, chaque rangée de pôles constituant une pièce polaire intégrée dans un circuit magnétique commun aux n rangées de pôles et à laquelle est affectée une bobine d'excitation indépendante, - la forme des pôles polaires et la conception des circuits de commande de l'inducteur et des circuits d'enregistrement associés étant telles que l'élément de marquage se déplace dans l'un ou l'autre sens du guide linéaire, pas à pas, entre des zones d'attraction sélective formées par des surfaces de contact très courtes entre lesdits pôles et le guide linéaire. 2. Dispositif pour l'enregistrement de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les n pièces polaires sont dispo sees selon n plans rayonnants et équidistants d'une configuration cylindrique dont l'axe longitudinal est confondu avec celui du guide linéaire, et dont une partie de la périphérie est confondue avec celle du circuit magnétique commun intégrant lesdites pièces polaires de sorte que ladite configuration est ouverte sur son autre partie et constitue un segment sectoriel creux pour le passage du support d'enregistrement venant en contact avec l'élément mobile, 1 sépaisseur des pièces polaires perpendiculairement aux plans rayonnants selon lesquels elles sont disposées étant telle qu'elle permet l'insertion des bobines d'excitation indépendantes affectées à cha cune d'entre elles et ltextrémité de de chaque pièce polaire au niveau du guide étant faconnée pour former le long dudit guide une rangée de pyramides droites dont les sommets constituent les pôles d'une rangée et sont en contact avec ledit guide linéaire. 3. Dispositif pour l'enregistrement de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce quril comporte - un circuit de commande de l'inducteur conçu de façon à provoquer le déplacement de la pièce mobile entre un premier et un second pôles par magnétisation séquentielle des pôles qui, parmi l'ensemble des pôles, se trouvent entre lesdits premier et second pôles, des dispositions étant prises pour qu'en fin de séquence ledit second pôle soit alimenté en permanence et - des circuits d'enregistrement associés au circuit de commande comportant essentiellement un comparateur auquel est fourni -sur l'une de ses entrées- le signal à enregistrer et dont l'autre entrée reçoit un signal représentatif de la position de l'élément de marquage dans le guide linéaire, des dispositions étant prises pour que, par l'intermédiaire du circuit de commande, la position de l'élément de marquage soit modifiée jusqu'à égalisation des deux signaux fournis au comparateur. 4. Dispositif pour l'enregistrement de signaux selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le circuit de commande de l'inducteur comporte une source d'alimentation couplée à chacune des n bobines d'excitation indépendantes affectées aux n pièces polaires, par l'intermédiaire de n portes à coincidence ET, respectivement, et un compteur-décompteur de validation à (m . n) positions auquel est fournie une première information qui fixe le fonctionnement dudit compteur-décompteur en compteur ou en décompteur et une seconde information qui fixe l'amplitude de sa progression ou de sa régression, et dont les (m . n) positions sont couplées, aux n portes à covnci- dence par groupes consécutifs de chacun n positions, les positions 1 à n de chaque groupe validant respectivement les portes à coinciden- ce 1 à n associées respectivement aux n bobines d'excitation qui sont affectées aux n pièces polaires. 5. Dispositif pour ltenregistrement de signaux selon les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que les circuits d'enregistrement comportent -en outre- un convertisseur numérique/analogique qui fournit le signal représentatif de la position de l'élément de marquage dans le guide linéaire, ledit convertisseur étant couplé à la sortie d'un compteur-décompteur d'évaluation à (m . n) positions dont la progression ou la régression sont commandées par les impulsions fournies par une horloge, lesdites impulsions constituant la seconde information fournie au compteur-décompteur de validation du circuit de commande de l'inducteur et la sortie du comparateur étant couplée aux compteurs-décompteurs d'évaluation et de validation pour constituer la première information qui fixe leur fonctionnement en compteur ou en décompteur selon le signe de la différence entre les signaux fournis audit comparateur, des dispositions étant prises pour que le support d'enregistrement garde la mémoire des mouvements de la pièce mobile dans le guide linéaire. 6. Dispositif pour l'enregistrement de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide linéaire est en un matériau poreux et communique avec un réservoir d'encre. 7. Dispositif pour l'enregistrement de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support d'enregistrement est en un matériau thermosensible, le guide linéaire étant chauffé électriquement. 8. Dispositif pour l'enregistrement de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support d'enregistrement est en un matériau électrosensible porté à un potentiel V1, le guide linéaire étant porté à un potentiel V2 différent de Vi 9. Dispositif pour ltenregistrement de signaux selon l'une des revendications 1, 3, 4, 5, caractérisé en ce que les circuits d'enregistrement comportent de plus un amplificateur différentiel auquel sont fournis les signaux reçus par le comparateur, et un circuit de commande d'horloge couplé en entrée à l'amplificateur différentiel, en sortie à l'horloge, conçu de façon à arrêter ladite horloge lorsque l'amplitude de la différence entre les signaux reçus par le comparateur est inférieure à un niveau prédéterminé. 10. Dispositif pour l'enregistrement de signaux selon l'une des revendications 1, 3, 4, 5, caractérisé en ce que le circuit de commande est conçu de façon à réduire la fréquence des impulsions fournies par ladite horloge à mesure que l'amplitude de la différence entre les signaux fournis à l'amplificateur différentiel diminue, jusqu'à réduire cette fréquence à zéro pour les amplitudes inférieures à un niveau prédéterminé.