Brevet FR2386044A1 — publié le 19781027

La présente invention concerne un procédé et une installation pour la mesure automatique de fils conducteurs. Pour mesurer la résistance, la résistivité ou la section d'un fil, il faut prélever un échantillon et le raccorder aux bornes d'un pont de mesure. Le fil n'étant pas forcément droit car genéralement issu d'une bobine où il- se trouvait enroulé, l'opérateur doit prendre soin de le tendre soigneusement en veillant tant à le maintenir en place qu'à ne pas ltétirer, ce qui fausserait la mesure. L'appréciation de la force de traction nécessaire est dif ficile, la section du fil à mesurer pouvant varier dans des proportions dépassant le rapport de un à cent. Dans l'état actuel de la technique, il est généralement fait appel à des dispositifs relevant du laboratoire et nécessitant une mise en place soigneuse de l'échantillon. La traction sur le fil est au mieux effectuée par des ressorts ou des contrepoids. De plus, la mesure est entachée d'une erreur due à la difficulté de mesure de la température réelle du fil qui est susceptible d'un échauffement même limité. Le résultat en est que les installations existantes sont ou trop délicates pour être utilisées hors du laboratoire, ou insuffisamment précises pour répondre aux exigences actuelles. Dans tous les cas, le temps nécessaire à la mesure est relativement long. Pour le procédé selon l'invention, il est possible d'effectuer le travail de manière simplifiée, le dispositif assurant automatiquement la tension correcte du fil mesuré, cette tension étant une fonction de la section, par exemple directement proportionnelle. Le dispositif comprend à cet effet un moteur électrique rotatif ou linéaire exerçant sur le fil un effet de traction indépendant de la longueur de fil à déplacer mais seulement fonction du courant qui lui est appliqué. Ce courant est fourni par un circuit électrique convention nel- qui reçoit lui-mSme l'information de la section ou du diamètre du fil mesuré. La relation entre section et tension mécanique du fil peut être linéaire ou non, selon que l'on admet que la contrainte mécanique spécifique doit rester la même ou au contraire être modifiée selon la section, les fils de faible diamètre étant souvent considérés comme relativement plus résistants. La valeur de la section à introduire dans ce circuit est soit prélevée sur les circuits du pont de mesure électrique, particulièrement lorsqu'il s'agit d'un pont de comparaison par rapport à une valeur nominale, soit mesurée mécaniquement à l'aide d'un palpeur. Dans ce dernier cas, l'information du palpeur peut être utilisée pour commuter automatiquement la valeur de référence (étalon) du pont de mesure. De même, la manoeuvre d'un levier de serrage rapide peut être utilisée pour enclencher automatiquement la fermeture des pinces de contact "tension" si un système mécanisé doit être prévu pour perforer l'isolant de fils isolés, effectuer la mise en place du palpeur mesurant le diamètre, le démarrage en douceur du système de tension mécanique et la séquence de mesure proprement dite. La figure unique du dessin annexé représente à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif utilisant le procédé. Les flèches n'indiquent que le sens de destination des informations. Le fil à mesurer 1) est introduit dans les pinces à autoblocage 2) disposées en bout d'arbre du moteur 3) à l'une de ses extrémités et dans une pince de serrage 4) munie d'un levier de manoeuvre rapide 5) entratnant également la fermeture d'un contact 6). Ce contact initialise le circuit de commande séquentielle 7) qui est relié électriquement aux autres organes du dispositif pour leur fournir les ordres logiques nécessaires. Par simplification, ces connexions n'ont pas été représentées sur le dessin. Ainsi, un palpeur 8) mécanisé par électroaimant, piston pneumatique ou hydraulique ou tout autre moteur usuel 9) presse le fil sur un appui fixe 10). Un capteur de déplacement 11) fournit un signal à un circuit de mesure de diamètre 12) qui discrimine celui-ci au moyen de circuits connus selon une série de valeurs nominales préétablies et exprimées en diamètre ou en section à l'affichage de contrôle 13). Chaque valeur normalisée de diamètre ou de section est associée à des valeurs de résistances électriques de référence contenues dans le circuit 14). Un circuit pourvu d'un amplificateur 15) reçoit alors l'indication de la section sous for me d'un signal électrique auquel il fera correspondre selon une loi de proportionnalité préétablie un courant alimentant le moteur 3).Afin d'éviter des chocs pouvant provoquer une élongation intempestive du fil, le courant est établi de manière graduelle dans l'organe moteur 3), étant admis que cet organe moteur exerce une force de traction liée selon une loi de proportionnalltÉ connue au courant électrique issu du circuit 15), cette force étant liée directement au couple dans le cas d'un moteur rotatif. Le courant alimentant l'organe moteur 3) peut encore être modulé de manière à lui imprimer une légère vibration, vibration suffisant à vaincre les frottements statiques propres à tout système mécanique, frottements qui pourraient fausser la valeur de la force de traction prévue pour le fil en mesure lorsque celuici est de faible section. Le fil étant maintenant fixé et tendu entre les organes 2) et 4) assurant sa fixation, les pièces d'appui 16) et 17) mues par des organes moteurs 18) et 19) de nature semblable à ltorgane 9) précédemment décrit peuvent presser le fil contre des couteaux 20) et 21) qui constituent les contacts "tension" du pont de mesure 22), alors que les contacts "courant" du dit pont sont assurés par les pinces de fixation 4) et 2), les parties 8) et 10) du palpeur de mesure du diamètré étant naturellement isolées par rapport au bâti, de même que les pièces d'appui 16) et 17). Dans le cas où le fil à mesurer 1) est isolé, les couteaux 20) et 21) sont taillés de manière telle que le contact soit réalisé par perforation de l'isolant sans qu'il y ait rupture du fil. I1 en est de mêmedes pièces de serrage 2) et 4), étant admis que pour la gamme des fils à mesurer l'épaisseur d'isolant est approximativement connue. Dans le cas de fils isolés par de la matière plastique, le palpeur de mesure du diamètre est muni de couteaux de chaque côté du fil, ces couteaux pouvant être chauffés. Lors de la fermeture du palpeur, une première mesure, dite diamètre sur isolation, est effectuée au premier effort de résistance mécanique présenté par l'isolation. Les couteaux peuvent alors être chauffés et la pression de contact augmentée pour pénétrer l'isolation. Une deuxième mesure de diamètre est alors effectuée lorsque les couteaux rencontrent le cuivre, cette rencontre pouvant être dé tectée par la modification de la résistance mécanique rencontrée par les couteaux ou par la simple détection électrique du contact de ceux-ci avec le fil en mesure, au moyen d'un circuit électrique auxiliaire flottant ne perturbant pas la mesure. Selon une autre exécution de l'invention, le dispositif palpeur indépendant constitué des organes 8), 9), 10), 11) peut être par exemple remplacé par des capteurs de déplacement et/ou de position (non représentés sur la figure) associés aux organes moteurs et/ou aux pièces d'appui mobiles 16) et 17), lesquelles auront une forme convenable pour perforer l'isolation pour l'une d'entre elles, s appuyer sur l'isolation sans la blesser sur un côté pour la seconde. De la même manière, un déplacement peut être mesuré pour les couteaux de contact 20) et/ou 21), les pièces d'appui 16) et 17) venant alors buter en position fixe. Dans une exécution simplifiée de l'appareillage, les appuis 16) et 17) mécanisés par les organes moteurs 18) et 19) peuvent être remplacés par des organes de serrage manoeuvrés à la main ou meme supprimés complètement si l'on ne mesure que des fils non isolés. De même le dispositif palpeur 8), 9), 10) et 11), le circuit de mesure du diamètre 12) et son affichage 13) peuvent être remplacés par un simple commutateur de sélection si le diamètre ou la section du fil à mesurer sont a priori connus de l'opérateur. Lors de la mesure, le fil est appuyé sur toute la longueur d'une règle arquée 23) qui sert de support aux couteaux de contact 20) et 21) et qui renferme un capteur de température 24) relié aux circuits du pont 22) pour permettre la compensation de tèmpé- rature de la mesure de résistance du fil, étant admis que cette température est pratiquement égale à celle de la règle support, vu la faible inertie thermique du fil d'une part et le faible échauffement dû au courant de mesure d'autre part, ce courant étant limité dans le temps par l'usage du pont de mesure 22) à commande automatique 7). Une imprimante 25) elle aussi commandée par le circuit séquentiel 7) permet l'impression automatique des paramètres de la mesure effectuée, à savoir diamètre et/ou section nominale du fil, diamètre et/ou section mesurées mécaniquement, résistance et/ou conductance et/ou section électrique mesurées, température, numéro d'ordre et/ ou toute autre information- utile. Deux affichages 26) et 27) permettent en outre de visualiser les valeurs des paramètres de mesure. La séquence de mesure terminée, les organes moteurs décrits sont relâchées automatiquement et un nouvel échantillon de fil peut être mis en place de la même manière que le précédent. REVENDI CATI ONS 1 - Procédé pour la mesure automatique des paramètres électri ques et mécaniques de fils conducteurs caractérisé par le fait qu'on effectue automatiquement une série d'opérations comprenant : la mise sous tension mécanique contrôlée du fil (cette tension étant fonction de la section du fil de manière à le soumettre à une contrainte prédé terminée), le raccordement de l'échantillon aux circuits du pont de mesure, les diverses phases de mesure proprement dites, leur inter - pretation et l'impression des résultats. 2 - Procédé selon la revendication 1 > caractérisé par le fait que les opérations nécessaires se déroulent automatiquement. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diamètre du fil est mesuré mécaniquement et que le résultat de cette mesure est utilisé co=e grandeur de référence pour les mesures électriques. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'Scaorma'ion de diamètre mesurée est interprétée comme se rapportant à l'une ou l'autre des valeurs normalisées préétablies du diamètre et/ou de la section. 5 - Procédé selon 1'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la traction exercée sur le fil est une fonction préétablie du diamètre ou de la section normalisée du fil. 6 6 - Procédé selon l'une des revendicatons 1 ou 2, caracbé- risé par le fait que la valeur mesurée de la résistance est automa tiquement compensée en fonction de la température qui est imposée au fil par la surface sur laquelle il s'appuie. 7 - Procédé selon l'une des revendications -1 ou 2, caractérisé par le fait que le fil mesurer est mis en place sans être preala- blement dénudé. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les résultats de la mesure et les para mètres du fil mesuré sont retranscrits automatiquement en tout ou partie sur une imprimante. 9 - Installation de mesure automatique de fils conducteurs pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des rezen- dications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte un en semblè de dispositifs automatiques mécanisés pour la mise en place du fil par rapport aux contacts, sa mise en tension mécanique selon une contrainte prédéterminée et le déroulement automatique des opérations de mesure, d'interprétation etdtimpression des résultats. 10 - Installation selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la traction sur le fil est obtenue au moyen d'un moteur électrique rotatif ou linéaire dont l'effort est proportionné au courant qui l'alimente, mais indépendant de la course qu'il doit effectuer. 11 - Installation selon la revendication 10, caractérisée par le fait que l'organe moteur dispose de pinces à autoserrage pour l'entrainement de l'échantillon. 12 - Installation selon la revendication 9, caractérisée par le fait quelle présente pour le fil à mesurer une surface d'appui incurvée permettant d'obtenir très rapidement un équilibre de température suffisant entre les contacts de mesure de la tension. 13 - Installation selon la revendication 12, caractérisée par le fait-qu'elle est pourvue d'un capteur de température situé dans la surface d'appui et destiné à la compensation de la mesure de résistance en fonction de cette température. 14 - Installation selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'elle est pourvue d'un dispositif automatique de mesure du diamètre du fil et d'un circuit électrique à discriminateurs logiques ou analogiques permettant de faire correspondre une série de diamètres et/ou sections normalisés à la valeur effective mesurée par un dispositif palpeur. 15 - Installation selon la revendication 14 > caractérisée par le fait que le palpeur de mesure du diamètre est muni de couteaux chauffés ou non permettant la mesure du diamètre du fil malgré la présence d'une isolation en matière plastique. 16 - Installation selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisée par le fait qu'elle est munie d'un deuxième palpeur pour mesurer le diamètre extérieur sur isolation. 17 - Installation selon la revendication 16, caractérisée par le fait que le palpeur de mesure de diamètre du fil conducteur et le palpeur de mesure du diamètre sur isolation sont combinés en un seul palpeur, deux mesures étant effectuées successivement, avant et après l'effort de pénétration des couteaux perforant l'isolation. 18 - Installation selon l'une quelconque des revendications 14 à 17 > caractérisée par le fait que les palpeurs de mesure du diamètre du fil conducteur et/ou du diamètre sur isolation sont remplacés par des capteurs de mesure de position et/ou de déplacement associés aux dispositifs d'appui du fil sur des couteaux de contact "tension" et/ou à ces contacts directement. 19 - Installation selon l'une quelconque des revendications 10 et 14 à 18, caractérisée par le fait qu'elle .dispose d'un circuit électrique opérant la relation entre le diamètre, c'est-àdire la section du fil, et le courant appliqué au moteur, c'està-dire la force de traction exercée sur le fil. 20 - Installation selon la revendication 19, caractérisée par le fait que le circuit opérant la relation entre section et courant engendrant l'effort de traction fournit ce courant de manière progressive au cours du temps de façon à éviter un mouvement brusque pouvant entraner une élongation indésirable du fil à mesurer. 21 - Installation selon l'une des revendications 19 ou 20, caractérisée par le fait que le circuit de commande du moteur peut être modulé pour obtenir une vibration appropriée de celuici afin d'éliminer l'influence des forces de frottement. 22 - Installation selon l'une quelconque des revendications 9, 10 et 13 à 19, caractérisée par le fait qu'elle dispose d'une imprimante et de circuits de commande et de traitement d'information permettant d'imprimer automatiquement tout ou partie des résultats de mesure et des paramètres caractéristiques du fil et de la mesure après avoir effectué les calculs désirés.