Brevet FR2329976A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne un dispositif de marquage par surbrillance de graduations ou de valeurs particulières sur l'affichage par échelle lumineuse d'un appareil de mesure du type à simple rampe comportant un oscillateur pilote, l'afficheur par échelle comprenant des plots pouvant étre allumés successivement l'un après l'autre dans un même sens au rythme de 1' oscillateur pilote. On connais des afficheurs par échelle, permettant de faire apparaitre le résultat d'une mesure 80U8 forme d'allumage de barres ou de plots juxtaposés, en ligne droite ou courbe. Ces dispositifs peuvent avoir les qualités de robustesse et de précision des affichages numériques digitaux2 tout en ayant la faci- lité de lecture des appareils à affichage analogique. On connaît en particulier un dispositif où l'allumage des barres est obtenu par un amorçage d'un plasma autour d'électrodes contenues dans une enveloppe de verre. La pré-ionisation des barres situées à c8té des barres amorcées permet, au moyen d'un système à au moins trois phases, de faire progresser l'allumage dans un sens donné, d'une barre à la suivante, au rythme des impulsions d'un oscillateurpilote. A titre d'exemple, un tel dispositif d'affichage par échelle est commercialisé sous le nom de "BAB-GRAPH". Un tel dispositif d'affichage peut être commandé simplement par un appareil de mesure électronique du type à simple rampe, dans lequel les impulsions d'un oscillateur pilote sont transmises à l'afficheur tant qu'une rampe de tension, obtenue par intégration, a une valeur inférieure à la tension à mesurer. Dans de tels afficheurs, on peut titre amené à faire une mesure avec une précision meilleure que 1 % et à avoir par exemple une échelle constituée par 200 barres distantes entre elles de 0,5 mm. Dans de telles conditions, le marquage d'une graduation sur la face avant de ltappareil, sur le verre ou sur le coté de l'afficheur, conduit à une erreur de parallaxe importante, et une lecture précise n'est pas aisée. La présente invention a pour but de faire apparaître une graduation sur les barres elles-memes, au moyen d'une surbrillance appliquée à certaines barres, de façon à supprimer l'erreur de parallaxe. Un autre but de l'invention est de pouvoir modifier aisément cette graduation au moyen d'une commutation électrique, de façon à ce que l'appareil de mesure puisse ttre employé en multimètre. Dans un appareil de mesure à rampe équipé d'un afficheur du type "BAR-GRÂP", la valeur mesurée est donnée par la valeur supérieure de la colonne lumineuse tronquée. Ceci peut présenter des inconvénients, notamment s'il faut pouvoir apprécier l'écart entre la valeur mesurée et la valeur maximale mesurable. Un autre but de l'inventlon est de faire apparaître la valeur mesurée sous forme de surbrillance d'une barre sur une échelle graduée non tronquée, la surbrillance de la barre de la mesure étant supérieure à celle des barres de la graduation. I1 peut aussi être souhaitable de situer la valeur mesurée par rapport à un ou plusieurs seuils, ces derniers étant modifiables et réglables, de préférence en se référant à la méme graduation que celle utilisée pour la lecture de la mesure. Le dispositif, objet de l'invention1 permet de réaliser un tel contrôle. Dans le cas de deux seuils, l'invention prévoit, soit la surbrillance de ces deux seuils, soit de préférence une surbrillance de la plage comprise entre ces deux seuils. Suivant l'invention, lorsque l'on veut marquer certaines barres par une surbrillance, il est prévu de modifier la fréquence de l'oscil- lateur pilote pendant un temps donné, de façon à prolonger la durée de l'impulsion arrivant sur ces barres. Par suite de la persistance rétinienne de l'observateur, l'allumage de ces barres pendant un temps plus long que celui des autres barres dans un cycle d'affichage fait apparaître ces barres avec une surbrillance. L'invention est caractérisée par le fait que, la mesure étant élaborée par un dispositif à simple rampe utilisant l'oscillateur pilote de l'affichage, il est prévu une modification de caractéristique de cette rampe, de façon à ce que la valeur de la mesure ne soit pas altérée par la modification de la fréquence de l'oscillateur pilote. Pour cela, Si la fréquence est diminuée d'un rapport K, il est prévu de diminuer simultanément la pente de la rampe dans ce même rapport K. Selon un autre mode de fonctionnement important de l'invention, l'oscillateur est bloqué pendant un temps donné lorsque l'on a atteint une certaine barre et l'intégration du générateur de rampe est suspendue pendant ce temps. Ce mode de fonctionnement revient au précédent, en ayant donné au rapport K une valeur infinie. L'invention prévoit que les instants où l'on procède à une modification des caractéristiques de l'oscillateuret de la rampe sont déterminés1 soit par l'apparition de la valeur mesurée, soit par ltapparition d'un seuil de la grandeur mesurée, soit encore par l'apparition périodique de valeurs correspondant à des repères de graduation, ces différents modes de fonctionnement pouvant entre combinés au cours d'un mEme cycle de mesure, et une hiérarchie des surbrillances étant établie de façon à differencier la mesure des seuils et des graduations. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins non limitatifs annexés, dans lesquels - la Figure 1 représente la combinaison connue d'un voltmètre à simple rampe avec un afficheur à échelle - la Figure 2 représente cette méme combinaison, modifiée suivant l'invention, de façon à faire apparaître une graduation en surbrillance. - la Figure 3 représente cette mEme combinaison, modifiée suivant l'invention, de façon à faire apparattre en surbrillance le résultat de la mesure sur une échelle non tronquée. - la Figure 4 représente les organes à ajouter à un des dispositifs précédents pour obtenir la surbrillance d'une plage comprise entre deux seuils. En se référant à la Figure 1, on a représenté en (7) un afficheur à échelle, commandé par une unité logique (2), cette dernière recevant les impulsions d'un oscillateur pilote (3) de fréquence F. Un générateur de rampe (4) comprend une source de référence (5), alimentant à travers une résistance d'entrée (6) un intégrateur constitué par un amplificateur (7) et un condensateur (8). La sortie du générateur de rampe (4) est connectée à un comparateur (9), dont l'autre entrée reçoit la grandeur à mesurer (10). Un adaptateur (11), commandé par la sortie du comparateur (9), interdit l'allumage ultérieur d'autres barres de l'afficheur (1).Un détecteur de fin de cycle de mesure est constitué par exemple par un autre comparateur (12), qui compare la sortie du générateur de rampe (4) à une grandeur (13), égale à la grandeur maximale mesurable. La sortie de ce comparateur (12) commande la remise à zéro de l'afficheur (1) par l'intermédiaire de l'unité logique (2) et ramène également le générateur de rampe (4) à zéro en court-circuitant le condensateur (8) au moyen d'un interrupteur (14), représenté sous forme mécanique, mais qui bien entendu, sera de préférence du type à semi-conducteur. Ce voltmètre à simple rampe à affichage par échelle est connu, et il n'est pas nécessaire d'en expliciter le fonctionnement. Un exemple de résultat d'affichage a été partiellement représenté sur l'afficheur (7). Sur la Figure 2, on retrouve de (1) à (14) les mimes éléments que ci-dessus. On a rajouté en (15) un compteur recevant les impulsions de l'oscillateur pilote (3) et délivrant toutes les N impulsions reçues un report. Ce report commande un monos table (16). A partir du moment où ce monostable est déclenché, il émet pendant une durée déterminée un signal de sortie. Ce dernier est utilisé d'une part, pour bloquer l'oscillateur pilote (3) sur l'impulsion en cours, et d'autre part pour commander un commutateur (17) de préférence électronique, qui met l'entrée de l'intégrateur à la masse. Si le nombre N est par exemple fixé à 5, l'unité logique (2) recevra donc toutes les 5 impulsions à partir de l'origine une impulsion dont la durée sera augmentée, provoquant une augmentation apparente de la brillance des barres correspondantes.Le résultat de la mesure n'est pas modifié- par l'augmentation de la durée de certaines impulsions1 en raison de ltarrêt de l'intégration pendant ces durées supplémentaires. Un exemple de résultat d'affichage est partiellement représenté sur l'afficheur(1). Sur la Figure 3, on retrouve de (1) à (10) et de (12) à (14), ainsi que (17), les mimes éléments que ceux des figures précédentes. Cependant, la sortie du comparateur (9) commande un monostable (18) qui, comme le monostable (16) précédent, bloque l'oscillateur pilote (3) sur une impulsion et met l'entrée de l'intégrateur à la masse pendant une durée déterminée. De plus, l'adaptateur (11) est supprimé et l'allumage des barres se poursuit jusqu'à la fin du cycle d'affichage déterminé par le comparateur (12). Le résultat de la mesure apparat donc en surbrillance sur une échelle non tronquée. Un exemple de résultat d'affichage est partiellement représenté sur l'affichcur(1). Sur la Figure 4, on retrouve de (1) à (8) et de (12) à (14), ainsi que (17) les mêmes éléments que ceux des figures précédentes. On a rajouté en (19) un premier comparateur auxiliaire, comparant le signal de rampe du générateur de rampe (4) à une première source auxiliaire réglable (20), et en (21) un deuxième comparateur auxiliaire, comparant ce même signal de rampe à une deuxième source auxiliaire réglable (22). Les sorties de ces deux comparateurs attaquent un circuit OU exclusif (23). La sortie de ce dernier commande, d'une part un circuit inverseur (24), et d'autre part une des entrées d'une porte ET (25). La sortie du circuit OU exclusif (23) provoque aussi le basculement du commutateur (17). L'autre entrée de la porte ET (25) est attaquée par la sortie d'un diviseur de fréquence (26) ayant un rapport de réduction égal à K. L'oscillateur pilote (3) commande l'entrée de ce diviseur de fréquence (26) ainsi qu'une des entrées d'un circuit ET (27).L'autre entrée de ce circuit est commandée par la sortie du circuit inverseur (24). Les sorties des circuits ET (25 et 27) attaquent les entrées d'un circuit OU (28) dont la sortie commande l'unité logique (2). Le basculement du commutateur (17) a pour effet de remplacer la source de référence (5) par une autre source de référence (29), cette dernière ayant une valeur K fois plus faible que la précédente. Le fonctionnement du dispositif suivant la Figure 4 est le suivant: Au départ d'un cycle d'affichage, les comparateurs (19 et 21) sont à zéro et le circuit OU (23) ne délivre pas de signal. L'inverseur (24) commande le circuit ET (27) autorisant l'attaque de l'unité logique (2) par l'oscillateur (3) à une fréquence F. I1 en résulte sur l'afficheur (1) l'allumage successif des barres à une luminosité qualifiée de normale.Lorsque la rampe du générateur (4) atteint une valeur égale ou supérieure à celle de la première source auxiliaire réglable (20), le comparateur (19) bascule et le circuit OU (23) délivre un signal qui, d'une parut, valide la porte ET (25) et d'autre part, par l'intermédiaire de l'inverseur (24), n'autorise plus l'envoi des impulsions de fréquence F de l'oscillateur pilote (3) dans l'unité logique (2). Par contre, cette unité logique (2) reçoit maintenant des impulsions de fréquence F/K par l'intermédiaire de la porte ET (25) et du diviseur de fréquence (26) de rapport de réduction égal à K. Simultanéments le circuit OU (23) commande le basculement du commutateur (17) qui remplace la source de référence (5) de valeur V par l'autre source de référence (29) de valeur V/K. Bien entendu, sans sortir du domaine de l'invention, au lieu de remplacer la source de référence 5) par une source (29) K fois plus faible, on aurait pu aussi remplacer la résistance (6) par une autre résistance K fois plus grande. La rampe montant avec une pente K fois plus faible et la fréquence des impulsions étant aussi K fois plus faible que dans le fonctionnement qualifié de normal, cette rampe atteindra donc la valeur à mesurer au bout d'un meme nombre d'impul usions sur l'afficheur que dans le fonctionnement normal. Le résultat d'une mesure n'aura donc pas été modifié par ce changement de caractéristiques.Cependant, dès que le premier seuil de la source (20) a été atteint, les barres sont excitées pendant un temps plus long que pendant le fonctionnement normal, ce qui fait que ces barres apparaissent plus brillantes que les précédentes. Ce fonctionnement se poursuit jusqu'à ce que le deuxième seuil de la source (22) soit atteint. A ce moment, les circuits logiques sont ramenés dans leur état initial. I1 apparat donc une plage en surbrillance comme cela est partiellement représenté sur l'afficheur (1). On peut remarquer que dans cette disposition, les gources auxiliaires réglables (20 et 22) n'ont pas besoin autre étalonnées, car on peut lire directement leurs valeurs sur l'afficheur de la mesure.Dans des dispositifs connus à seuil, l'affichage précis est souvent réservé au seuil et la valeur mesurée n'est indiquée que par différence avec le seuil, ce qui est d'une exploitation moins aisée. Dans d'autres dispositifs connus, on rajoute des affichages séparés pour des seuils, ce qui est plus onéreux. Bien entendu, les différents modes de fonctionnement décrits cidessus peuvent être combinés sans difficulté dans un même appareil. On peut alors avoir une échelle complète graduée toutes les N barres1 avec une plage dans laquelle devrait normalement se trouver la mesure, cette dernière apparaissant distinctement de ces marquages. On est alors amené à définir une hiérarchie des surbrillances, pouvant par exemple comporter par ordre croissant : une zone comprise entre deux seuils, les graduations, et la valeur mesurée. On a constaté expérimentalement que pour différencier deux marquages, il faut que l'un dure plus de deux fois plus longtemps que l'autre. Pour avoir un bon contraste, il est préférable d'avoir un rapport de durée de l'ordre de 3 à 6. L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'entre décrits. Ainsi l'afficheur pourrait comporter,pour chaque niveau d'affichage, deux électrodes situées sur une mtme ligne, l'une réservée à la mesure et l'autre au marquage de graduations et de seuils. De même, au lieu d'utiliser un afficheur comportant des électrodes contenues dans une enveloppe de verre commune, la progression des amorçages se faisant par une pré-ionisation et par une commande à trois phases, l'invention peut aussi s'appliquer à un afficheur à diodes électro-luminescentes individuelles, la progression de l'allumage d'une diode à la suivante se faisant par un système de matrices commandées par au moins deux décades, l'une affectée aux anodes et l'autre aux cathodes des diodes. L'invention peut aussi s'appliquer à un affichage par cristaux liquides, la surbrillance étant obtenue par une augmentation de transparence ou de réflexion ou meme par un changement de couleur. il est ainsi entendu que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu, Si ceux-ci le~sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif de marquage par surbrillance sur l'afficheur par échelle d'un appareil de mesure, ce dernier étant du type à simple rampe et comprenant un générateur de rampe comportant une source de réfé rence et une résistance d'entrée, un comparateur qui reçoit sur une entrée ladite rampe et sur l'autre entrée la source à mesurer, un détecteur de fin de cycle de mesure provoquant la remise à zéro du générateur de rampe et un oscillateur pilote, l'afficheur par échel le comprenant des plots pouvant Outre allumés successivement l'un après l'autre dans un mSme sens, au moyen d'une unité logique recevant les impulsions de l'oscillateur pilote, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen de modification de caractéris tique pour modifier dans un rapport K la pente de la rampe, un deuxième moyen de modification de caractéristique pour modifier dans ce méme rapport K la fréquence de ltoscillateur pilote et des moyens de commutation pour démarrer et arrenter simultanément lesdits premier moyen et deuxième moyen de modification de carac téristique pendant une ou plusieurs durées au cours d'un cycle de mesure, de façon à faire apparaitre sur échelle une ou plu- sieurs plages surbrillantes affectant chacune un ou plusieurs plots. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de modification de caractéristique est constitué par une deuxième source de référence de valeur K fois plus petite que la précédente et remplaçant cette dernière. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de modification de caractéristique est constitué par une deuxième résistance d'entrée de valeur K fois plus grande que la précédente et remplaçant cette dernière. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième moyen de modification de caractéristique est constitué par un diviseur de fréquence de rapport 1/K inséré entre l'oscil- lateur pilote et l'unité logique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, et la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commutation sont constitués par un premier comparateur auxiliaire comparant le signal de rampe à une première source auxiliaire réglable et dont la sortie démarre une modification de caractéristique, et par un deuxième comparateur auxiliaire comparant le signal de rampe à une deuxième source auxiliaire réglable et dont la sortie arrête cette modification de caractéristique, de façon à faire apparaître en surbrillance sur l'échelle une plage comprise entre deux seuils réglables. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le rapport K est infini, en ce que le deuxième moyen de modification de caractéristique est constitué par le blocage de l'oscillateur pilote sur une impulsion, et en ce que les moyens de commutation comprennent au moins un monostable (16 ou 18), dont la sortie est validée pendant une durée constante à partir du moment où ce monos table a été déclenché, cette sortie commandant pendant ladite durée une modification de caractéristique. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de commutation comprennent un compteur recevant les impul sions de l'oscillateur pilote et délivrant toutes les N impulsions reçues un report, ce dernier provoquant le déclenchement du monostable (16), de façon à faire apparattre sur l'échelle une graduation sous forme de surbrillance tous les N plots. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie du comparateur recevant la grandeur à mesurer provoque le déclenchement du monostable (18), de façon à faire apparaître le résultat de la mesure sous forme de surbrillance d'un plot sur une échelle non tronquée. 9. Dispositif selon l'ensemble des revendications 5, 7 et 8, caractérisé en ce que le rapport K et les durées des monos tables (16 et 18) sont choisis de façon à avoir un rapport de plus de 2 entre la durée d'allumage d'un plot de plage de seuil et celle d'un plot à brillance normale, entre la durée d'allumage d'un plot d'une graduation et celle d'un plot d'une plage de seuil, et entre la durée d'allumage du plot du résultat de la mesure et celle d'un plot d'une graduation, ce rapport étant de préférence compris entre 3 et 6.