Brevet FR2509518A1 — publié le 19830114

I - "Interrupteur d'écran de garde actionné par une sonde " L'invention concerne de manière générale des mécanismes interrupteurs de sécurité, et en particulier, un interrupteur qui est actionné par l'insertion et le retrait d'une sonde. Certains instruments électroniques d'essais et de mesures, tels que des multimètres numériques, sont conçus pour offrir un grand nombre de possibilités de mesure, y compris les mesures dites flottantes, par exemple des mesures faites en se référant à un potentiel différent de celui de la masse A cet effet, on prévoit de manière classique quatre bornes d'entrée, à savoir niveau élevé, niveau bas, garde et masse du châssis, qui sont séparées électriquement par des impédances prédéterminées à l'intérieur de l'instrument de mesure La mesure effective est faite entre l'entrée de niveau élevé et l'entrée de niveau bas On prévoit généralement une barre omnibus déconnectable entre les bornes niveau bas et masse du châssis, -pour effectuer des-mesures de courant continu par rapport aulchâssis; cette barre omnibus est déconnectée pour les mesures flottantes La borne de garde est reliée électriquement à un écran de garde qui est disposé au voisinage des circuits internes, de manière à obtenir de ce fait une impédance fortement capacitive entre les entrées niveau bas et garde L'utilisation d'un écran de garde est une technique passive destinée à réduire le bruit en mode commun entre les bornes d'entrée de niveau élevé et de niveau bas d'une part, et la masse du châssis d'autre part, en écartant des bornes d'entrée par shuntage ce phénomène de bruit par rapport à la masse Grâce à la réjection du bruit en mode commun effectuée de cette manière, onpeut faire des mesures de précision plus grande A cet effet, la borne de garde peut être reliée à une source de tension de garde extérieure qui peut comprendre une tension de référence à l'intérieur du circuit dans lequel on effectue la mesure, et qui peut même constituer l'entrée de niveau bas à la source de p -2 mesure, tout cela afin de piloter extérieurement l'écran de garde. Il est souvent souhaitable de relier l'entrée niveau bas à l'entrée de garde à l'intérieur de l'instrument de mesure afin de court-circuiter l'impédànce entre ces deux entrées et amener ainsi l'écran de garde-au potentiel qui est appliqué à la borne d'entrée de niveau bas, en particulier lorsque l'on n'applique pas de tension exté- rieure de garde Ceci peut être réalisé en plaçant tout simplement un interrupteur entre l'entrée de niveau bas et l'entrée de garde; cependant d'autres problèmes surgissent du fait qu'il y a des risques de choc sur la borne de garde inutilisée et de ce fait une tension-de garde extérieure - peut être court-circuitée-à un potentiel différent appliqué sur l'écran de garde par l'intermédiaire de l'interrupteur. Conformément à la présente invention, on prévoit un interrupteur d'écran de garde actionnéEar une sonde entre les entrées niveau bas et garde d'un multimètre numérique afin de relier, de manière automatique, l'écran de garde à l'entrée niveau bas lorsque l'on retire une sonde de garde L'interrupteur et la douillerecevant la garde sont disposés dans un bottier non conducteur Unpiston d'actionnement qui est soumis d l'action d'un ressort et qui s'engage dans un poussoir de l'interrupteur est disposé le long d'un axe qui est transversal par rapport à l'axe de la douille recevant la garde; lorsqu'il est à fond de course, ce piston constitue une porte non conductrice traversant au moins une partie de la douille recevant la garde afin d' éliminer tout risque de choc Lorsque la sonde de garde est insérée dans la borne- de garde, le piston d'actionnement est déplacé à l'inverse de la pression exercée par le ressort de manière à dégager l'axe de la douille recevant la sonde et, de cette manière, le piston actionne l'interrupteur et débranche l'entrée bas niveau de l'écran de garde avant que la sonde ne vienne en contact avec ladouille la recevant On réalise de cette manière une séquence p-. -3- "repos-avant-travail" afin d'éliminer tout risque de choc, du fait que la borne bas niveau n'est jamais reliée à la sonde de garde Lorsque l'on retire la sonde, le piston est ramené à sa position initiale sous l'action du ressort. C'est donc un objet de la présente invention de prévoir, dans un appareil de mesure électronique, un interrupteur d'écran de garde qui relie,de manière automati- que, un écran de garde à une borne d'entrée niveau bas lorsqu'il n'y a pas de sonde de garde de branchée. Un autre objet de la présente inven- tion est d'éliminer un risque d'insécurité dans un instrument électronique à entrées multiples dans lequel deux ou plusieurs entrées peuvent être reliées électriquement de manière interne, en prévoyant un mécanisme d'interrupteur "repos-avant-travail"' qui est actionné par l'insertion ou le retrait d'une sonde d'entrée afin de déconnecter lesdites entrées les unes des autres avant d'appliquer une tension externe. Encore;un-autre objet de la présente invention est d'éliminer le risqué de choc associé à une borne de tension exposée en la couvrant au moins partiellement avec un élément non conducteur lorsqu'elle n'est pas utilisée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite en se référant au dessin ci-annexé sur lequel La Fig 1 est une représentation schématique de la partie "bornes d'entrée"d'un multimètre numérique Y La Fig 2 est une vue en coupe d'un interrupteur d'écran de garde actionné par la sonde conforme à la présente invention, la sonde étant retirée, et La Fig 3 est une vue en coupe d'un interrupteur selon la présente invention, la sonde étant mise en place. Sur la Fig 1 on voit une représenta- tion schématique de l'entrée d'un multimètre numérique conforme 4 - à la présente invention Il y a quatre bornes d'entrée 10-1, -2, 10-3, et 10-4 qui portent respectivement les repères "niveau élevé", "niveau bas', "garde" et "masse du chassis"; ces quatre bornes sont reliées respectivement au conducteur * 12-1, 12-2, 12-3, 12-4 Une impédance Z 1, qui est représentée branchée entre les conducteurs 12-1 et 12-2, représente l'impédance des circuits du multimètre Une impédance Z 2, qui est représentée,branchée entre les conducteurs 12-2 et 12-3, représente l'impédance entre le circuit et l'écran de garde Une troisième impédance Z 3 qui est représentée branchée entre les conducteurs 12-3 et 12-4, représente l'impédance entre l'écran de garde et la masse Un interrupteur 14 d'écran de garde est branché entre les conducteurs 12-2 et 12-3 afin de court-circuiter, de manière sélective, ' ipédance Z 2 et amener ainsi le potentiel appliqué à l'entrée niveau bas 10-2 sur ' écran de garde, qui peut être représenté par le conducteur 12-3 Un mécanisme d'actionnement 16 est disposé au voisinage de la borne d'entrée "garde" 10-3 et sera décrit ci-après en référence aux figures 2 et 3 Lorsque la bornet d'entrée "garde" 10-3 n'est pas utilisée, l'interrupteur 14 est dans la position représentée à gauche, dans laquelle les conducteurs 12-2 et 12-3 sont reliés entre eux Si une sonde d'entrée est reliée à la borne d'entrée "garde" 10-3, l'interrupteur 14 est amené dans la position "droite" -, ce qui, réalise le branchement de l'impédance Z 2 dans le circuit entre les conducteurs 12-2 et 12-3 Les Figures 2 et 3 montrent les détails de l'interrupteur d'écran de garde dans ses deux positions L'interrupteur 14 qui peut être avantageusement un micro-interru Dteur conventionnel comportant un poussoir 16 d'actionnement soumis à l'action d'un ressort, est disposé dans un bottier 18 réalisé en un matériau non conducteur tel qu'une matière synthétique Il est Prévu une ouverture d'insertion de sonde 20 dans une partie rapportée de la paroi du bottier; dans l'alignement de l'axe de cette ouverture -5- se trouve une douille de réception 22 tubulaire conductrice,en métal, qui est destinée à recevoir une fiche de sonde 24 d'une sonde d'essai 26, selon un engagement à friction La fiche de sonde 24, qui est représentée engagée à la figure 3, peut être avantageusement une fiche "banane" On peut également utiliser d'autres types de fiches pour autant que la douille de de réception 22 convienne au type choisi Un piston d'actionne- ment 30,de forme allongée, soumis à l'action d'un ressort et réalisé en matériau non conducteur tel qu'une matière synthétique, est disposé à l'intérieur du bottier 18 selon un axe qui est transversal par rapport à l'axe central de la. douille de réception 22 Un ressort en spirale 32,qui est représenté en traits interrompus,est disposé entre l'extrémité la plus éloignée-du piston 30 et le haut du bottier 18 de manière à pousser le piston vers le bas Le piston 30 comporte une paire desurfaces-d'appui 30 et 34 inclinées et opposées afin de transformer le déplacement horizontal de la fiche de I sonde 24 en un déplacement vertical du piston 30 et, de manière correspondante, en un déplacement;horizontal du poussoir d'actionnement 16 de-l'interrupteur 14 Les pentes des surfaces &dappui 34 et 36, qui ont été représentées à un angle approxi- mativement égal à 450 par rapport à l'axe du piston, peuvent être orientées sous tout angle qui permet de réaliser les mouvements voulus et il en résulte que les deux surfaces peuvent être à des angles différents Le bottier 18 peut être fixé à un multimètre numérique en utilisant de nombreuses méthodes connues et les fiches de l'interrupteur 14 et de la douille de réception 22 peuvent être reliées aux circuits correspondants de toutesmanièresconnues. Il est important de noter sur la figure 2, que la douille de réception 22 est disposée en arrière à une distance importante de l'ouverture 20 et que l'extrémité proche ou inférieure du piston 30 non conducteur forme, lorsqu'il est en bout de course, le ressort étant-dans sa forme la moins comprimée, une porte qui s'étend à travers au moins une 6 - 2509518 -6 - partie de la dou J 41 ede réception conui&ctrice 22 afin de diminuer, de ce fait, les risques-de choc. Lorsque la sonde 26 d'entrée de tension de garde est insérée dans l'ouverture 20, la fiche 24 vient en contact avec la surface d'appui 34, ce qui force le piston à remonter contre l'action du ressort 32, en poussant et en faisant rentrer le bouton poussoir d'actionnement 16, en débranchant l'interrupteur 14 (en le mettant dans la position représentée à droite sur la figure 1), avant que la fiche de-sonde 24 ne-réalise un contact électrique avec la douille de réception 22 De cettenanière on réalise une séquence kepos-avant-travail" afin de débrancher la borne d'entrée bas niveau 10-2 de l'écran de garde 12-3 avant qu'une tension de garde soit appliquée à la borne 10-3 en éliminant de ce fait un risque d'insécurité En fait, grâce au mécanisme faisant l l'objet de la présente invention, la-borne niveau bas ne peut jamais être reliée à la sonde de garde Lorsque l'on retire la fiche de sonde 24, elle doit dégager l'extrémité de la douille de réception 22 avant que le piston ne coulisse vers le bas sous l'action du ressort, ce qui permet au bouton poussoir d'actionnement 16 de sortir du corps de l'interrupteur sous l'effet de son propre ressort de pression Lorsque l'on enlève ia sonde de garde, l'interrupteur; 4 rebranche de manière automatique la borne niveau bas à l'écran de garde. La description ci-dessus n'est fournie à titre d'exemple nullement limitatif et il est évident que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. p 7 - REVENDICATIONS 1 Mécanisme pour actionner, de manière automatique, un interrupteur lors de l'insertion et du retrait d'un connecteur de sonde, caractérisé en ce qu'il comprend un bottier non conducteur ( 18) comportant une ouverture ( 20) d'insertion de la sonde, une douille de réception ( 22), disposée en alignement axial avec ladite ouverture ( 20) en vue de recevoir ledit connecteur de sonde ( 24), - un interrupteur ( 14) disposé dans ledit bottier ( 18), et un élément d'actionnement ( 30) soumis à l'action d'un ressort et disposé environ à angle droit par rapport à l'axe central de ladite douillede réception ( 22), ledit élément d'actionnement ( 30) étant en liaison mécanique avec ledit connecteur de sonde ( 24) lorsque celui- ci est inséré et déplacé sous l'action de ce dernier en actionnant ledit interrupteur ( 14) 2 Mécanisme d'interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladouillede-réception ( 22) est rapportée sur ledit bottier ( 18) et en ce que ledit élément d'actionnement ( 30) comporte unepartie qui est disposée entre ladite ouverture ( 20) et ladite pièce de réception ( 2-2), de manière que, après insertion dudit connecteur de sonde ( 24), ledit interrupteur ( 14) soit actionné avant que ledit connecteur de sonde ( 24) ne vienne en contact avec ladite douillede réception ( 22). 3 Mécahnisme d'interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément d'actionnement ( 30) est constitué par un piston allongé dont l'extrémité proche s'étend en travers d'au moins une partie de ladite douillede réception ( 22) de manière à créer une porte de protection lorsque ledit piston se trouve en position extrême, le ressort étant détendu. 4 Mécanisme d'interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en-ce que ledit piston ( 30) comporte une paire de surfaces d'appui ( 34,36) qui sont inclinées par rapport à l'axe central de ladite douille de réception ( 22), l'une ( 34) de adite paire de surfaces d'appui étant prévue à l'extrémité rapprochée dudit piston ( 30), de manière à s'engager xcaniquement avec ledit connecteur de sonde ( 24), et l'autre ( 36) de ladite paire de surfaces d'appui étant disposée à proximité dudit interrupteur ( 14) en vue d'actionner ce dernier.