Brevet FR2334090A1 — publié le 19770701

La présente invention concerne un dispositif enregistreur de données échantillonnant la valeur d'un phénomène analysé à intervalles de temps déterminés. Les différents systèmes d'enregistrement existants enregistrent e n continu des signaux. Ceux-ci nécessitent un support d1enregistrement, qui peut être une bande magnétique ou un ruban de papier, suffisamment long pour que la durée de défilement soit la meme que celle du phénomène enregistré. Les bandes magnétiques ou disques de grande capacité-peuvent permettre des enregistrements de longue durée mais leur performance en augmente le cout. Actuellement, certains appareils existants sur le Marché commercial enregistrent un signal y = ft), t étant le temps, en échantillonnant, à intervalles de temps donné, et en mémorisant soit y seul, soit simultanément la grandeur y et la date correspondante. Aucun des appareils existants n'élimine automatiquement les mesures correspondants à des valeurs de y dont l'en- registrement est sans intéret pour l'exploitation ultérieure. le dispositif de l'invention permet de ntenregis- trer, par exemple, sur support magnétique, tel qu'une bande, que les valeurs du paramètre nécessaires & la caractérisation du phénomène augmentant ainsi la capacité d'enregistrement du système classique pour une longueur de bande donnée. Plus précisément, le dispositif de l'invention est connu pour échantillonner le paramètre mesuré à intervalles de temps donnés. Cependant, il ne mémorise une valeur y et le temps correspondant t que lorsque la valeur de la mesure est intéressante. L'intérêt de la valeur mesurée à enregistrer est définie par a) la variation de l'amplitude de y d'une quantité détermine à l'avance, b) la variation de la pente ag d'une valeur fixée à l'avan- ce ou de sens croissant ou encore décroissant, c) la variation d'un autre paramètre (phase, la variation de l'intégrale de y, symétrie de deux ports par rapport à un extremum, signe de l'amplitude y du phénomène étudié déterminé par rapport à une ligne de base flottante, etc...)0 Si on veut définir I'inntion, on peut dire qu'elle est caractérisée par le fait qu'elle ne mémorise la valeur du phénomène et 1 'heure correspondante que lorsque la mesure de la valeur dudit phénomène est interessante, suivant des critères préétablis. Le critère déterminant l'enregistrement du paramètre peut être une variation de ce paramètre au-delà d'une valeur absolue prédéterminée ou sa vitesse de variation, ou le passage dudit paramètre par une valeur extremum, ou une variation d'un autre paramètre quelconque relatif à l'évolution dudit phénomène. Alors qu'on vient de définir le dispositif par sa fonction, la caractéristique constructive dudit dispositif réside essentiellement dans la combinaison de a) un moyen déterminant le fonctionnement de l'ensemble uniquement aux moments interessants recevant - d'une part, les données à partir d'un convertisseur analogique numérique, - d'autre part, les impulsions de temps d'une horloge en passant par une mémoire horloge, b) d'une mémoire tampon mesure qui reçoit les information3 - du moyen défini en a) - de la mémoire horloge - et d'un clavier alphanumérique en passant par une mémoire tampon du clavier et un sélecteur de cette dernière mémoire, ledit clavier servant à introduire des commentaires relatifs au phénomène étudié, et qui envoie les signaux d'information à sélectionner sur ltenre- gistreur proprement dit en passant par un dispositif dit de formatage) rendant aptes lesdits signaux à faire fonctionner la tête d'enregistrement. Pour détecter et échantillonner des amplitudes supérieures à un incrément donné, la dernière mesure effectuée est gardée en mémoire jusqu'à la mesure suivante et, à ce moment, on compare les valeurs absolues des deux mesures pour ensuite comparer cette différence à un incrément fixe fourni par un générateur d'incréments (exemple : roues codeuses), un circuit logique déterminant la sortie vers l'enregistreur de la dernière mesure effectuée, uniquement si ladite différence est supérieure à l'incrément. Pour détecter et échantillonner des-extréma, la dernière mesure effectuée est gardée en mémoire Jusqu'd la mesure suivante et, à ce moment, on compare les valeurs absolues des deux mesures pour ensuite comparer cette différence à un seuil, ce seuil étant inférieur à l'incrément précité, la valeur de cette différence supérieure au seuil étant ensuite appréciée en signe dans un circuit logique qui, s'il y a changement de signe, détermine la sortie vers l'enregistreur de la derniè-- re mesure effectuée qui est un extrémum, c'est-à-dire un maximum ou un minimum. Pour détecter, -échantillonner et enregistrer une valeur symétrique après un extrémum, on réalise une liaison entre les deux dispositifs qui viennent d'être définis dans les deux paragraphes précédents, ladite liaison déterminant la sortie vers l'enregistreur de la dernière mesure effectuée si cette mesure est égale à la précédente enregistrée e t si elle survient après l'enregistrement d'un extrémum, cette liaison se faisant par un circuit d'inhibition sur le dispositif de détection de deux valeurs identiques, ce circuit d'inhibition laissant passer la valeur lorsque le dispositif prévu au paragraphe précédent a détecté et laissé enregistrer un extrémum. D'autres circuits peuvent être prévus pour enregistrer des valeurs mesurées suivant des critères déterminés ou une variation d'un paramètre quelconque. On comprend tout l'intérêt du dispositif de l'invention qui permet de concentrer des enregistrements de mesure et d'économiser à la fois sur les supports d'enregistrements et surtout sur le temps nécessaire au dépouillement. La description ci-après donne quelques exemples non limitatifs du dispositif de l'invention qui sont illustrés par les dessins joints dans lesquels - la figure 1 est un schéma par blocs général du dispositif de l'invention, - la figure 2 est un schéma par blocs du dispositif de détection et d'échantillonnage des amplitudes supérieures à un incrément donné et du dispositif de détection des points symétriques, - la figure 3 est un schéma par blocs du dispositif de détection et d'échantillonnage des extrema, - la figure 4 est un schéma du dispositif de liaison entre les dispositifs de détection des qxtréma et de détection des am plitude inférieures à l'incrément mais passant successivement par la mème valeur, cette valeur étant enregistrée, - la figure 5 est un schéma détaillé du dispositif de détection et d'échantillonnage de l'amplitude et de détection des points symétriques. La figure 6 est un schéma détaillé du dispositif de détection et d'échantillonnage des extrema. En se reportant a la figure 1, on voit que les données, venant d'un appareil de mesure schématisé par la flèche 0, appareil de mesure qui est, par exemple, un capteur délivrant une tension à valeurs analogiques; lesdites données sont dirigées vers un convertisseur analogiqueXnumerique 1 avant d'être introduites par la ligne 40 dans le dispositif compresseur de données 2 qui constitue l'essentiel de l'invention0 Les don néesnumeriques sont codées en B-C-D, ce qui explique les quatre conducteurs représentés dans les schémas détaillés des figures 5 et 6. Le dispositif de compression de données 2 est relié à une mémoire horloge 10 par la ligne 42, ladite mémoire horloge étant reliée par la ligne 43 à l'horloge 9. De leur côté, le dispositif de compression de données 2 et la mémoire horloge 10 sont reliés à une mémoire tampon 3 respectivement par des lignes 41 et 44. La mémoire tampon 3 est reliée à un circuit de sélection des mémoires 8 par la ligne 47, le circuit de sélection 8 étant lui-même relié à la mémoire tampon du clavier 7 par la ligne 48, ladite mémoire 7 étant reliée au clavier alpha numérique 6 par la ligne 49. Le système de nformatage" de l'enregistrement 4 reçoit des informations à la fois de la mémoire tampon mesure 3 par la ligne 45 et de la mémoire tampon du clavier 7 par la ligne 46 ; le système de nformatagen 4 rend apte les signaux émis par les mémoires 3 et 7 à être utilisés dans la tete d'enregistrement de l'enregistreur 5, les signaux passant par la ligne 50 En fait, le dispositif de compression de données 2 est modulaire et comprend plusieurs circuits qui sont détaillés dans les figures 2, 3, 4, 5, et 6. Les deux principaux modules sont schématisés aux figures 2 et 30 Le dispositif d'échantillonnage des amplitudes, schématisé à la figure 2, reçoit, comme on l'a dit, les données nu uriques , venant du convertisseur 1 par la ligne 40 qui est branchée directement sur l'ensemble de bascules 27 et qui comporte une dérivation 52 qui est connectée directement au soustracteur 28.Le soustracteur 28 reçoit d'autres données par la ligne 51 venant de l'ensemble de bascules 27 ; il envoie la différence au comparateur 29 au moyen de la ligne 53. Le comparateur 29 compare cette différence reçue par la ligne 53 à l'incré- ment I venant du générateur dlincrément 30 par la ligne 54. Le comparateur 29 renvoie les mesures de comparaison par la ligne 412. En termes plus imagés, une mesure précédente B transmise par le convertisseur 1 est envoyée par la ligne 51 au soustracteur 28, tandis qu'une mesure actuelle A est envoyée par la ligne 40 directement à la bascule 7 et, par la dérivation 52, directement au soustracteur 28. Le soustracteur 28 a le rôle de mesurer A - B, valeur qui est envoyée dans la ligne 412 sortant du comparateur 29, si elle est supérieure ou égale à I. Une liaison 55 est prévue entre la ligne 412 et la bascule 279 Au cas où la valeur h est égale à B, 3a différence A - B est nulle et une dérivation de la ligne 53 est pré vue pour alimenter le circuit 31 qui produit un signal transmis par la ligne 411, les deux lignes 411 et 412 constituant la ligne 41 dont il a été question ci-dessus. Pour plus de détails concernant le dispositif qui vient d'être décrit, il faudra se reporter à la figure 5 où les mêmes éléments sont désignés par les memes repères et/ou les blocs sont aussi représentés. On voit que la ligne 40 se divise en trois éléments de quatre conducteurs, chacun des éléments correspondant aux unités, aux dizaines et aux centaines qui alimentent respectivement les bascules 11, 12 et 13. A la sortie de l'ensemble de bascules 27, t1 existe deux fois trois groupes de quatre conducteurs correspondants aux lignes 51 et 52 pour les unités, les dizaines et les centaines, ces conducteurs alimentant les additionneurs - soustracteurs binaires 14, 15 > 16. Lesdits additionneurs - soustraeteurs binaires alimentent des circuits portes 24, 25, 26.Les deux premiers circuits portes 24 et 25 alimentent, respectivement, des additionneurs - soustracteurs 17, 18 ; le troisième additionneur soustracteur 16 n'alimente pas lui-même d'additionneur car, dans l'ememm ple choisi, il n'est guère besoin d'une capacité plus grande. Les 12 lignes portant des additionneurs - soustracteurs binaires 16, 17 et 18 sont schématisés par la- ligne 53 qui alimente directement le comparateur 29 composé des deux comparateurs binaires 19 et 20 recevant les incréments par les huit conducteurs de la ligne 54 > incréments produits par les roues codeuses représentées globalement par 30. Les conducteurs de la ligne 53 alimentent, en dérivation, des circuits 21, 22, 23 constitués d'inverseurs et de circuits logiques ET - NON. La ligne 55 relie les bascules 11, 12 et 13 en parallèle à la ligne 412 en passant par des mono stables 551 et 552. En se reportant à la figure 3, on voit que certains déments sont similaires à ceux de la figure 2, pour fixer les idées. Toutefois, la ligne 53 est reliée au comparateur 33 lui-meme constitué d'un comparateur binaire 331, relié directement aux lignes correspondant aux unités, et de deux circuits logiques 332, 333 composés d'inverseurs et de circuits logiques ET - NON. le comparateur 33 est relié aux cavaliers de sélection du seuil 34 par la ligne 60. La ligne 62, provenant du soustracteur 28, envoie ses signaux à la bascule 351 et > ladite bascule 351 reçoit, par la ligne 63, des signaux sortant du comparateur 33 par la ligne 61 et le monostable retard 352 connecté à la bascule 351 par la ligne 63. A la sortie de la bascule 351, une ligne 64 renvoie des signaux aux monostables 36 et 37 qui, par des lignes 65 et 66 sont reliés au circuit logique OU 38 de sortie qui renvoie des signaux par la ligne 67. En se reportant à la figure 4, on retrouve les trois lignes 411, 67 et 412 qui sont branchées sur un circuit logi- que OU 68 renvoyant les signaux sélectionnés par la ligne 41 dont il a été question au début de la présente description. Toutefois, entre la ligne 41.1 et le circuit logique 68, il existe un circuit d'inhibition du point symétrique 69, relié au circuit 68 par la ligne 70. Une dérivation 71 de la ligne 67 commande le circuit d'inhibition 69. - Le fonctionnement du dispositif de l'invention va maintenant être expliqué avec plus de détails. Le temps t déterminé par l'horloge 9 est enregistré par la mémoire horloge 10 qui n'oriente t vers la mémoire 33 que lorsque le phénomène. y = f (t) est sélectionné. Le module de compression 2 est connecté en amont à l'appareil de mesure à l'aide du convertisseur analogique-numOrique 1 dont la cadence de mesure et la résolution est fonction du phénomène étudié.Le module 2 est suivi et relié en aval à un enregistreur mini-cassette 5 à l'aide d'un interface comprenant - une mémoire tampon 3 qui permet de paginer l'enregistrement sur bande, - un système de formatage 4, transformant le code à quatre bits du convertisseur analogique numérique 1 en-un code compatible avec l'ordinateur qui sera utilisé pour le traitement des données ; dans l'exemple choisi, il pourra stagir du code A S C I 1. En option, le dispositif peut être complété par un clavier alphanumérique 6 qui permet une identification de la bande magnétique avant toute expérimentation. Ceci facilite le dépouillement des bandes magnétiques lors du traitement. Un système de sélection des mémoires 8 donne la priorité à la mémoire tampon mesure 3. La mémoire tampon du clavier 7 pourra n'être vidée que si la mémoire tampon mesure 3 est dans le mode d'écriture des données d'entrée. Lorsqu'il s'agit de faire un échantillonnage en amplitude, le voltmètre I donne une mesure A en code binaire déci- mal par la ligne 40. A un temps donné, la mesure précédente B est enregistrée dans l'ensemble de bascules 27 et est renvoyée par les lignes 51 à l'entrée du sostracteur 28. La valeur actuelle A du voltmètre est retranchée à B par ce soustracteur 28. La différence de la valeur absolue A - B passe dans la ligne 53 et est comparée par le comparateur 29 à l'incrément I venant des roues codeuses 70 par la ligne 54. Lorsque la valeur A - B est supérieure ou égale à I, le comparateur 29 renvoie une impulsion, par la ligne 412, aux autres systèmes décrits. te circuit 31 détermine la sortie 411 dans le cas où A = B, pour déterminer le point symétrique après un extrémum qui aura été déterminé comme il va être expliqué ci-après. Pour détecter un extrémum, le système du soustracteur formé par la bascule 27 et le soustracteur 28 est identique aux précédents. La différence A - B, présente dans la ligne 53 en valeur absolue, est comparée par le comparateur 33 au seuil 34. Le dispositif 39, constitué essentiellement par la bascule 351 et les monostables 352, 36 et 37, permet de déterminer le changement de signes du soustracteur mais à variation donnée fixée par le seuil. Le dispositif schématisé à la figure 4 et recevant les informations des deux dispositifs précédents, permet de grouper les différentes informations issues des deux dispositifs précédents et de déterminer le point symétrique après un extrémumo L'utilisation du dispositif décrit permet d'enregistrer un nombre plus faible de données sans que cela entraîne une perte d'information puisque la valeur du paramètre mesuré à un instant donné peut être déduite, avec une certaine incertitude, des informations enregistrées, même si elle-même n'a pas été enregistrée. On a décrit ci-dessus un dispositif enregistrant les variations d'un paramètre mais, il va de soit que ce ne serait pas sortir du cadre de l'invention que d'enregistrer plusieurs paramètres dans une installation plus complexe rassemblant plusieurs dispositifs de l'invention. REVENDICATIONS 10/ Dispositif enregistreur de données échantillonnant la valeur d'un ou de plusieurs paramètres représentatifs d'un phénomène analysé à intervalles de temps déterminés, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il ne mémorise la valeur du paramètre et ltheure correspondante que lorsque la mesure de la valeur du paramètre est intéressante, suivant des critères préétablis 20/ Dispositif, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le critère déterminant l'enregistrement de la valeur du paramètre est une variation du phénomène au-delà d'une valeur absolue prédéterminée. 30/ Dispositif, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le critère déterminant l'enregistrement de la valeur du paramètre est une variation de la vitesse de variation du phénomène. 4 / Dispositif, tel que défini dans la revendication I, c ara c té r i s é par le fait que le critère déterminant I'enregistreent dfZ a t ls;lr du paramètre est une variation d'un passage dudit phénomène par une valeur extreme. 5 / Dispositif, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications précédentes, c a r a c t é r i s é par la combinaison de a) un moyen 2 déterminant le fonctionnement de l'ensemble uniquement aux moments intéressants recevant - d'une part les données à partir d'un convertisseur analogique/numérique 1, - d'autre part les impulsions de temps d'une horloge 9 en passant par une mémoire horloge 10, b) d'une mémoire tampon mesure 3 qui reçoitles informations: - du moyen défini en a) - de la mémoire horloge 10 - et d'un clavier alphanumérique 6 en passant par une mémoire tampon 7 du clavier et un sélecteur 8 de cette dernière mémoire, ledit clavier 6 servant à introduire les commentaires relatins au phénomène étudié. et qui envoie les signaux d'information à sélectionner sur lten- registreur 5 proprement dit en passant par un dispositif 4 (dit de formatage) rendant aptes lesdits signaux à faire fonctionner la tête d'enregistrement. 60/ Dispositif tel que défini dans les revendication 2 et 5, c a r a c t é r i s é par le fait que la dernière mesure effectuée est gardée en mémoire 27 jusqu'à la mesure suivante et, à ce moment, on soustrait en 28 les valeurs absolues des deux mesures pour ensuite comparer en 29 cette différence à un incrément I fixe fourni par un générateur d'incréments 30, un circuit logique 412 déterminant la sortie vers l'enregistreur de la dernière mesure effectuée, uniquement si ladite différence est supérieure à l'incrément I. 7'/ Dispositif, tel que défini dans l'une ou l'au- tre des revendications 4, 5 et 6, c a r a c t é r i s é par le fait que la dernière mesure effectuée est gardée en mémoire 27 Jusqu'à la mesure suivante et, à ce moment, on soustrait en 28 les valeurs absolues des deux mesures pour ensuite comparer en 33 cette différence à un seuil 34, ce seuil étant inférieur à l'incrément précité, la valeur de cette différence supérieure au seuil étant ensuite appréciée en signe dans un circuit 39, 35, 36, 37, logique qui, s'il y a changement de signe, détermine la sortie vers l'enregistreur de la dernière mesure effectuée qui est un extrémum, ctest-à-dire un maximum ou un minimum. 80/ Dispositif, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 6 ou 7, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait qu'une liaison entre les deux dispositifs définis dans les revendications 6 et 7 détermine la sortie vers l'enregistreur de la dernière mesure effectuée si cette mesure est égale à la précédente enregistrée et si elle survient après ltenregistremen t d'un extrémum, comme spécifié dans la revendication 8.