Brevet FR2313661A1 — publié le 19761231

La présente invention concerne les techniques de mesure et a notamment pour objet un dispositif de détermination des angles d'inclinaison, destiné, en particulier, aux systèmes de commande automatique de la position de l'organe de travail des niveleuses, des machines de bonification, des machines agricoles et d'autres engins. On connaft des dispositifs Q déterminer les angles d'inclinaison dans lesquels la verticale d'appui est reproduite à l'aide d'un élément non équilibré constitué par un pendule lourd sous forme d'un secteur de circonférence ayant un axe de suspension et immergé dans un liquide d'amortissement contenu dans le corps de l'appareil et servant d'amortisseur des oscillations de l'élément non équilibré. L'angle d'inclinaison de l'élément non équilibré est transformé en signal électrique au moyen d'un convertisseur. Les inconvénients de ces dispositifs sont leur grand poids, l'instabilité du degré d'amortissement obtenu, leur précision insuffisante et la complexité de leur construction. On connaît d'autres dispositifs pour la détermination des angles d'inclinaison, qui comportent des ensembles analogues et dans lesquels , pour l'élimination partielle des inconvénients mentionnés, l'élément non équilibré (pendule) est réalisé sous forme d'un flotteur cylindrique, ce qui permet de décharger l'axe de suspension. Cependant, la conception de ces dispositifs est compliquée et leur précision est insuffisante. Sn plus des inconvénients mentionnés, tous les dispositifs indiqués ont un inconvénient principal commun limitant leurs possibilités d'emploi et résidant dans l'apparition d'oscillations parasites de l'élément noniQuilibré (du pendule) dont le signal de sortie comprenant la composante de ces oscillations ne correspond pas i la position réelle de l'organe de travail de la machine. Les causes provoquant les oscillations de l'élément non équilibré (du pendule), sont : - les composantes horizontales des accélérations apparaissant en résultat des déplacements de la machine et de son organe opératoire ; - le frottement dans les appuis du pendule - l'action de retour du convertisseur sur le pendule et les forces s'exerçant lors de l'interaction de l'amortisseur des oscillations avec le pendule et provoquant la perturbation de déphasage du signal de sortie du dispositif à déterminer les angles d'inclinaison. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients indiqués On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif à déterminer les angles d'inclinaison qui assurerait une précision améliorée de la détermination des angles d'inclinaison gracie à la diminution de l'influence des oscillations parasites de l'élément non équilibré. Ce problème est résolu du fait que dans le dispositif à déterminer les angles d'inclinaison, comportant un élément non équilibré, monté sur un axe de suspension, un convertisseur de l'angle d'inclinaison de I'élénent non équilibré en signal électrique et un amortisseur des oscillations de l'élément non équilibré, selon l'invention, l'élément non équilibré est exécuté sous forme d'un anneau dont le centre de gravité est décalé par rapport à l'axe de suspension d'une valeur ne dépassant pas la racine carrée de la demi-somme des carrés des rayons extérieur et intérieur de l'anneau. L'emploi d'un anneau en tant qu'élément non équilibré reproduisant la verticale d'appui assure l'obtention, pour un encombrement donné du dispositif pour la détermination des angles d'inclinaison, d'un rapport I maximal, avec l'augmentation ma duquel l'influence des accélérations parasites décrort. Dans cette formule : I est le moment d'inertie de I'élément non équilibré en forme d'anneau in, 1 a masse dudit élément a, l'excentricité du centre de gravité de l'anneau par rapport à l'axe de suspension. La valeur maximale du rapport indiqué s'obtient lorsque le balourd est disposé de sorte que la diminution de l'excentri- cité entraîne l'augmentation de la période des oscillations propres de l'élément non équilibré. En cas d'emploi du convertisseur conforme à la présente invention, on obtient une réduction maximale de l'action de retour sans diminuer le signal de sortie, ce qui permet de réduire la valeur du couple de rétablissement créé par l'élément non équilibré sans réduire la précision statique du dispositif à déterminer les angles d'inclinaison, contribuant ainsi à accroître le rapport I . Simultanément, la réduction de la masse diminue la charge sur les paliers de l'axe de suspension et facilite l'amortissement.En particulier, ceci permet d'utiliser un amortissement réglable, qui 'accro1t lors de l'apparition d' oscillations d'une grande amplitude et diminue pendant la diminution de l'amplitude des oscillations. on maintient ainsi au niveau minimal requis la force nuisible de l'action de retour de l'amortisseur sur l'élément non équilibré. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description détaillée d'un iode de réalisation non limitatif illustré par le dessin unique annexé qui représente une vue schématique d'ensemble, avec arrachement, du dispositif faisant l'objet de l'invention Le dispositif à éterminer les angles d'inclinaison comporte un élément non équilibré constituant une verticale d'appui, réalisé sous forme d'un anneau en aluiiniui 1 avec un balourd 2 et suspendu sur un axe 3 monté dans des paliers 4 fixés dans le corps 5 du dispositif. L'emplacement du balourd 2 est choisi de façon que la diminution de 1' excentricité, ne dépassant la racine carrée de la demi-sommes des carrée des rayons extérieur et intérieur de l'anneau 1, et par conséquent, la distance entre le centre des lai-s de l'élément non équilibré de l'anneau 1 et son axe 3 de suspension, provoquent l'augmentatien des oscillations propres de l'élément non équilibré ou meneau 1. L'écran 6 en matériau diamagnétique, par exemple en aluminium, se trouve dans le jeu entre les bobines primaires 7t-ss', et les bobines secondaires 7"-8" servant à transformer les déplacements angulaires relatifs du corps 5 et de l'élément non équilibré ou anneau 1 en signal électrique de sortie. Pour l'augmentation de l'efficacité, les bobines indiquées peuvent être placées dans des noyaux de type blindé, non reliés par le circuit magnétique (non représenté sur le dessin). les bobines primaires 7'-8' sont alimentées en courant sinusoïdal d'une fréquence élevé, à partir d'une génératrice 9. Le signal émis par les bobines secondaires 7"-8", après avoir traversé un détecteur 10 à sensibilité de phase, est appliqué à un appareil d'enregistrement 11. te même signal est utilisé pour la stabilisation automatlque de la position angulaire de l'organe de travail de la machine (non représenté sur le dessin). Â cet effet, la sortie du détecteur à sensibilité de phase doit titre branchée sur le régulateur de stabilisation autontique de la position angulaire (non représenté sur le dessin) Pour l'amortissement des oscillations de l'élément non équilibre ou anneau 1, on a prévu un amortisseur à induction niagnétique 12 connecté au détecteur 10 à travers un amplificateur 13 de sorte que le courant traversant son airant s'accroisse avec l'augmentation de l'amplitude des oscillations de l'anneau 1. Le dispositif à déterminer les angles d'inclinaison fonctionne de la manière suivante Pendent la rotation du corps 5 par rapport à la verticale de gravitation constituée par l'élément non équiliré ou anneau 1, l'écran 6 se déplace dans le jeu entre les bobines 7'-ss' et 79-8". Ceci antraîne une modification de liaison inductive entre les paires de bobines indiquées et, respectivement, un changement de la tension du courant alternatif à l'entrée du détecteur à sensibilité de Phase 10. Le signal électrique redressé, proportionnel à la position angulaire du corps 5, par rapport à l'élément non équilibré ou anneau 1, est appliqué i l'appareil d'enregistrement 11 et, après amplification par l'amplificateur 13, est transmis 8 l'amplificateur à induction magnétique 12, ce qui assure l'amortissement des oscillations de l'élément non équilibré ou anneau 1 Bien entendu, 1'inventionn'est nullement limitée su mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple, En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif à déterminer les angles d'inclinaison, comportant un élément non équilibré monté sur un axe de suspension, un convertisseur de l'angle d'inclinaison de L'élément non équilibré en signal électrique et un amortisseur des oscillations de l'élément non équilibré, caractérisé en ce que l'élément non équilibré est exécuté sous forme d'un anneau dont le centre de gravité est décalé par rapport à l'axe de suspension d'une valeur ne dépassant pas la racine carrée de la moitié de la somme des carrés des rayons extérieur et intérieur de l'anneau. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que diamétralement à l'anneau est disposé un écran relié à celui-ci , situé sur l'axe de suspension et dont les oscillations dans le jeu entre les bobines du convertisseur d'angle d'inclinaison se transforment en signal électrique appliqué à un dispositif d'enregistrement et à l'amortisseur pour l'amortissement des oscillations de 1 'anneau.