Brevet FR2399642A1 — publié le 19790302

L'invention est relative à un dispositif pour détecter électriquement la situation d'une pièce par rapport à un repère fixe, cette situation étant un état d'accélération ou la position de la pièce par rapport à un repère fixe. Elle a pour but de fournir un dispositif de ce genre d'un type nouveau et particulièrement fiable. A cet effet, le dispositif selon l'invention est caracterisé par le fait qu'il comporte : une enveloppe hermétiquement close formant ampoule ; au moins deux éléments conducteurs de l'électricité, fixés côte-à-côte à l'intérieur de l'enveloppe et isolés l'un de l'autre i un organe de pontage propre à se déplacer librement à l'intérieur de l'enveloppe pour établir une connexion électrique entre lesdits deux éléments en un point qui dépend de ladite situation ; et au moins deux connexions électriques reliant les deux éléments électriques au milieu extérieur à l'ampoule. L'enveloppe peut avoir une forme tubulaire, soit rectiligne pour la détection d'une position de translation, soit courbe pour la détection d'une position angulaire ou d'une accélération. Quant auxdits éléments électriques contenus dans l'enveloppe, l'un peut être continu ou discontinu. Dans le cas où il est continu, il est du type résistif. Dans le cas où il est discontinu, il est constitué d'une succession de plots sélectivement mis sous tension par l'organe mobile de pontage. On--comprendra bien l'invention à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence auxdessinsannexei dans lesquels: Fig. 1 est une coupe transversale d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention Fig. 2 est une vue analogue à la fig. 1 et relative à une variante Fig. 3 et 4 montrent, en élévation, un dispositif, selon deux modes de réalisation de l'invention, fonctionnant par gravité Fig. 5 montre, en élévation, un dispositif selon l'invention pour la mesure d'une position de translation et fonctionnant par champ magnétique Fig. 6 et 7 montrent schématiquement deux modes de fonctionnement électrique du dispositif selon l'invention ; Fig. 8 est une vue arrachée d'un dispositif selon une autre variante ; et Fig. 9 est une schématique d'une partie du dispositif de la fig. 8. Comme montré à la fig. 1, le dispositif selon l'invention comporte une enveloppe extérieure tutulaire 1, hermétiquement close, formant ampoule sous vide ou non. Elle est par exemple en verre et de section droite circulaire. Dans la partie inférieure de la face intérieure de l'enveloppe 1 sont fixés, côteà-côte, par collage ou autre, au moins deux éléments électriques 2, 3, séparés l'un de l'autre. A l'intérieur de l'enveloppe 1 est également prévu un organe 4 propre à établir une connexion électrique entre les éléments 2 et 3, en un point mobile qui dépend de la position à détecter. L'organe 4 est par exemple constitué par un petit volume de mercure. Dans le mode de réalisation de la fig. 2, l'enveloppe 1 ménage un canal inférieur 5 servant à la réception d'éventuels déchets de friction. Les éléments 2, 3 sont analogues à ceux de la fig. 1 mais organe 4 est, cette fois, constitué par une bille conductrice de l'électricité et, dans certaines applications, en matière magnétique. Dans les fig. 1 et 2, les éléments-2 et 3 sont reliés à l'extérieur, pour leur branchement électrique, comme il ressortira des fig. 6 et 7. On a montré aux fig. 3 à 5 trois formes possibles pour l'enveloppe. Dans la fig. 3, l'enveloppe 1 est de forme générale circulaire et présente deux appendices terminaux 6, 7 voisins, dans sa partie inactive. L'agencement de la fig. 3 peut être utilisé en position verticale, avec un organe 4 sous forme de mercure ou de bille, pour la détection d'une position angulaire dans le plan vertical ou pour une mesure d'accélération horizontale. Au repos l'organe 4 est en position basse extrême et, en l'absence d'accélération horizontale, y demeure. Si l'enveloppe tourne dans son plan vertical, l'organe 4 se déplace par gravité et établit la connexion électrique entre les éléments 2, 3 en un autre point, En cas d'accélération, l'organe 4 vient occuper une position représentative de la valeur de cette accélération. Comme montré en traits mixtes sur la fig. 3, l'enveloppe 1 peut aussi être ininterrompue, pour la libre circulation de l'organe 4 sur plusieurs tours. L'agencement de la fig. 4 permet de mesurer des positions angulaires sur plusieurs tours. L'enveloppe 1 est sous forme d'une hélice à plusieurs spires, avec des appendices terminaux 6, 7 à ses extrémités. Comme dans la fig. 3, l'organe 4 peut être constitué par du mercure-ou par une bille. En fonctionnement, l'organe 4 reste toujours en position basse, en parcourant les spires successives à mesure que l'en- veloppe tourne avec son support. Les dispositifs des fig. 3 et 4 sont également utilisables en position horizontale, avec un organe 4 sous forme de bille, pour la détection de positions angulaires. Diverses variantes sont possibles pour l'enveloppe I de forme courbe. C'est ainsi que l'enveloppe pourrait avoir une forme en arc de cercle de grand diamètre ou en hélice (cylindrique ou autre). On a montré à la fig. 5 un agencement du dispositif selon l'invention pour la détection d'une position de translation rectiligne. Dans ce cas, on utilise la bille 4. L'enveloppe 1 est constituée par un tube rectiligne et la bille repose sur les éléments 2, 3 essentiellement par gravité. La pièce dont on désire détecter la position est constituée par un aimant ou électro-aimant 8, situé sous l'ampoule, qui attire la bille 4 et lui fait suivre son mouvement. Ainsi, à tout moment, la bille 4 occupe par rapport à l'enveloppe 1 une position représentative de la position du support de l'aimant 8 par rapport à un repère fixe. L'ampoule 1 présente à ses extrémités deux appendices terminaux 6, 7. Bien entendu, pour la détection d'une position de translation, l'ampoule í peut avoir une forme autre que rectiligne. En général, la forme de l'ampoule est adaptée au profil du trajet que peut suivre la pièce dont on désire détecter la position. On va maintenant décrire, en référence aux fig. 6 et 7, deux modes de conception électrique du dispositif selon l'invention applicables aux diverses formes de l'ampoule. Le dispositif peut fonctionner de manière analogique ou numérique. Dans la fig. 6, l'élément 2 est constitué par une résistance continue dont les deux bornes sortent par les appendices 6, 7 pour leur branchement aux bornes d'une source de tension V. L'élément 3 est un simple conducteur, sans résistance, dont une borne sort par l'un des appendices 6, 7. La traversée des appendices se fait de manière hermétique pour éviter que.l'es- pace intérieur à l'ampoule, qui peut être sous vide, soit en contact avec le milieu ambiant. La tension V' prélevée sur la borne de sortie est une fonction linéaire de la position de l'organe 4 qui agit ainsi en curseur de diviseur de tension. Dans la fig. 7, l'élément 2 est constitué par une succession de plots séparés, reliés chacun à l'extérieur par une prise traversant hermétiquement la paroi de l'enveloppe 1. L'élément 3 est un conducteur continu sans résistance et sous tension. L'organe 4 relie sélectivement l'élément 3 à un ou deux des plots 2 ; l'organe 4 agit ainsi en commutateur. Le dispositif selon l'invention, montré aux fig. 1 à 7, sert à la détection dans une direction. Au contraire, le dispositif montré aux fig. 8 et 9 permet une détection spatiale. Dans le mode de réalisation représenté à ces figures, le dispositif comporte deux sphères concentriques 8, 9. La sphère intérieure 9 est retenue par la sphère extérieure 8 à l'aide de bras fins 10. La face externe de la sphère intérieure 9 est rendue totalement conductrice ; pour cela, elle est revêtue ou constituée par une couche métallique continue il reliée électriquement à l'extérieur par un conducteur 12. Quant à la sphère extérieure 8, elle est garnie sur sa face interne d'un grand nombre de plots 13 conducteurs de I'électrlcité, régulièrement répartis à l'intersection de parallèles 14 et de méridiens 15 de la sphère. Chaque plot 13 est relié à l'extérieur par un conducteur 16. L'espace compris entre les deux sphères 8, 9 renferme l'organe de pontage 4. Celui-ci sera constitué par une goutte de mercure ou par une bille métallique. La densité des plots 13 est telle que l'organe 4 soit en contact, en permanence, avec au moins un plot 13. En fonctionnement, la sphère intérieure 9 est mise sous tension et les conducteurs 16 sont tous reliés à une unité détectrice (non représentée) propre à détecter celui ou ceux des plots 13 qui sont mis sous tension par l'organe 4, de manière analogue au dispositif de la fig. 7. Il ressort de ce qui précède que l'invention fournit un dispositif qui est totalement à l'abri du milieu ambiant, ce qui le rend particulièrement fiable. R E Y E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pour la détection électrique de la situation d'une pièce, caractérisé par le fait qu'il comporte : une enveloppe hermétiquement close formant ampoule ; au moins deux éléments conducteurs de l'électricité, fixés côte-à-côte à l'intérieur de l'enveloppe et isolés l'un de l'autre ; un organe de pontage propre à se deplacer librement à l'intérieur de l'enve- loppe pour établir une connexion électrique entre lesdits deux éléments en un point qui dépend de ladite situation ; et au moins deux connexions électriques reliant les deux éléments électriques au milieu extérieur i l'ampoule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit organe mobile est constitué par un petit volume de mercure. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit organe mobile est constitué par une bille métallique. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le déplacement dudit organe mobile est commandé par gravité. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le déplacement dudit organe mobile est commandé par voie magnétique ou électro-magnétique. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que l'enveloppe a une forme tubulaire appartenant au groupe des formes rectiligne, en arc de cercle, circulaire, en spirale et en hélice. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'un desdits deux éléments est un conducteur électrique sans résistance relié à l'extérieur. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'autre élément est constitué par une résistance continue sous tension électrique, ledit organe mobile agissant en curseur de diviseur de tension. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'autre élément est constitué par une succession de plots séparés, reliés chacun à l'extérieur, ledit organe mobile agissant en commutateur. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte deux volumes ménageant entre eux un espace de largeur constant, les faces en regard des deux volumes portant, l'une, une couche totale continue de matière conductrice de l'électricité et, l'autre, un grand nombre de plots conducteurs, la couche et les plots étant reliés à l'extérieur. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ladite couche est portée par le volume intérieur et les plots par le volume extérieur. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé par le fait que la couche est mise en permanence sous tension et les plots sont tous reliés à une unité propre à détecter celui ou ceux des plots mis sous tension par ltor- gane de pontage. 13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé par le fait que les deux volumes sont des sphères concentriques.