Brevet FR2510263A1 — publié le 19830128

Sonde électrique miniature La présente invention concerne de manière générale les sondes de mesure électrique, et en particulier une sonde de mesure électrique du type miniature qui comporte deux pointes de sonde réglables destinées à saisir un conducteur ou -5 une borne d'un composant. Pour certains types de circuit, on désire visualiser simultanément plusieurs signaux sur un appareil d'affi chage Ceci est particulièrement vrai dans le cas des signaux logiques parce que fréquemment c'est la relation temporelle entr E plusieurs signaux qui fournit une information signifi- cative Selon une pratique qui est devenue usuelle, on munit un appareil d'affichage à plusieurs canaux, tel qu'un oscilloscope ou un analyseur logique, d'un bouchon de sonde, auquel on peut relier de nombreuses sondes de mesure Pour cette usage, on uti- lise de manière usuelle des sondes dont les dimensions sont for- tement réduites par rapport aux sondes de mesure électrique con- ventionnelles àusage général; cependant, ces sondes restent encore grandes si on les compare aux circuits miniaturisés aux- quels elles sont reliées La technique antérieure connue utilise également des éléments de pointes de sonde usuelles telles que des crochets ou des pinces à ressort, dont les dimensions sont réduites de manière proportionnelle Il est difficile de branchez et de débrancher ces pointes de sonde usuelles dans des configu- ration de circuit à haute densité, comme cela est le cas des cir- cuits intégrés connus sous le nom de boîtier "dual-in-line' (DIP) parce que la pointe de sonde peut entrer en contact avec des con- ducteurs ou des bornes adjacentes lorsqu'elle vient en contact avec le conducteur concerné, ce qui crée un court-circuit qui peut, à son tour, avoir pour résultat la destruction catastrophi- que de un ou plusieurs éléments de circuit de prix élevé. Conformément à la présente invention, une sonde électrique miniature est pourvue de deux électrodes d'ex- trêmité de forme allongée et destinées a saisir un conducteur ou -2- une borne d'un composant Ces électrodes d'extrémité sont dis- posées à une certaine distance l'une de l'autre et sont dispo- sées substantiellement à angle droit par rapport à l'axe longi- tudinal du corps de la sonde Dans la position ouverte, les deux électrodes d'extrémité sont essentiellement parallèles l'une à l'autre On les fait tourner de 900 l'une vers l'autre, de ma- nière à réaliser la position "fermée" dans laquelle elles sai- sissent le conducteur et s'accrochent sur lui L'action d'accro- chage est réalisée partiellement, au moyen d'un élément élas- tique, ou d'un élément amortisseur, qui est disposé à l'extrê- mité de la sonde, entre le corps de la sonde et les électrodes d'extrémité Le conducteur, ou la borne de composants, est poussé dans l'élément amortisseur, avant que les électrodes d'ex- trémités ne soient actionnées en rotation vers la position "fer- mée" L'effet combiné de l'élément amortisseur et de la rotation des électrodes d'extrémité est tel que l'on évite des courts- circuits accidentels lorsque L'on branche ou que l'on débranche- la sonde sur un conducteur ou sur une borne de composants et tout le temps que la sonde est effectivement connectée. Selon un mode de réalisation de l'invention, un mécanisme de rotation des électrodes d'extrémités comprend des surfaces de cames en forme de rampe disposées sur une bague cou- lissante qui coopèrent avec des pattes de came aménagées dans les axes longitudinaux des électrodes d'extrémités, ce qui force les- pattes de came à tourner vers l'intérieur, l'une vers l'autre, lorsqu'on déplace longitudinalement la bague en direction de l'extrémité de la sonde Lorsque la bague est déplacée en arrière, les pattes de came tournent vers l'extérieur-en s'écartant l'une de l'autre. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, un corps de sonde en matière plastique en une seule pièce comprend une section fixe et une-section formant levier qui- en est séparée par une charnière qui constitue une seule pièce avec elle Les deux électrodes traversent longitudinalement la section fixe et-:se terminent dans la section formant levier. -3- Dans chaque électrode on réalise un angle faible à proximité de la charnière et le bras de levier qui en résulte dans chaque électrode est inséré à l'intérieur d'une fente associée de la section formant levier Lorsque la section formant levier est déplacée en l'écartant de l'axe longitudinal central de l'échan- tillon, les bras de leviers sont entraînés avec elle, ce qui entraîne la rotation des électrodes d'extrémité vers l'intérieur, en direction l'une de l'autre. Le corps de la sonde peut être réalisé en matière plastique légère et sa longueur peut être inférieure à 13 mm, ce qui réalise une sonde miniature extrêmement légère destinée à saisir des conducteurs ou des bornes de composants. C'est donc un objet de la présente inven- tion de fournir une sonde d'essai électrique du type miniature qui comporte deux électrodes d'extrémité mobiles en rotation et destinées àsaisir un conducteur ou une borne de composant. C'est un autre objet de l'invention de fournir une sonde qui peut être branchée ou débranchée à un circuit sans entrer en contact avec les conducteurs adjacents et sans causer, de ce fait, des court-circuits. C'est encore un autre objet de l'invention de fournir une sonde de mesure électrique du type miniature qui peut être branchée et débranchée de manière de manière simple. Un objet supplémentaire de l'invention est de fournir une nouvelle sonde de mesure comprenant une extrémité de blocage - D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins ci- annexés sur lesquels les figures 1 et 2 sont des vues en pers- pective isométrique d'un premier mode de réalisation d'une sonde électrique du type miniature conforme à la présente invention, représentant les positions "ouvert" et "fermé" respectivement; la figure 3 est une vue éclatée de la sonde des figues 1 et 2, -4- la figure 4 est une vue de -dessus d'un deuxième mode de réalisation d'une sonde électrique du type mi- niature conforme à la présente invention, et les figures 5 et 6 sont des vues de côté de la sonde de la figure 4 représentant les positions "ouvert' et "fermé" respectivement, les figures 1, 2 et 3 représentent un premier mode de réalisation de la présente invention qui est des- tinée à saisir un conducteur ou une borne-de composants Deux électrodes d'extrémité 10 et 12, de forme allongée,, mobiles en rotation, et ayant chacune une extrémité libre et une extrémité de pivotement, font saillie d'un corps isolant 14, leurs extré- mités de pivotement étant disposées à une certaine distance l'une de l'autre; ces deux électrodes d'extrémité sont disposées à peu près à angle droit par rapport à l'axe longitudinal du corps 14 - Ce dernier peut être réalisé en tout matériau-non conducteur con- venable, tel que de la matière plastique Deux -cavités 16 et 18, creuses et de forme allongée sont disposées parallèlement l'une à l'autre et parallèlement à l'axe longitudinal du corps de la sonde 14 et des parties conductrices longitudinales 20 et 22 des électrodes d'extrémité 10 et 12 sont disposées à l'intérieur de ces cavités 16 et 18 Des pattes de came 24 et 26 sont aména- gées dans les axes longitudinaux des parties longitudinales 20 et 22 des électrodes d'extrémité et ces pattes de came font saillie dans des ouvertures 28 et 30 du corps 14 -Les ouvertures 28 et 30 doivent être maintenues aussi petites que possible et les pattes de came 24 et 26 peuvent être recouvertes de matière isolante afin de réduire la possibilité de fausses manoeuvres De même, les bords des ouvertures 28 et 30 constituent des surfaces de bu- tée afin de s'opposer à un mouvement longitudinal des parties 20 et 22 des électrodes d'extrémité Un élément de commande coulis- sant, tel qu'une bague 32, est placée sur le corps 14 de manière télescopique et présente deux ouvertures 34 et 36 en forme de rainures qui sont opposées lune à l'autre à leur extrémité avant et qui convergent en spirale l'une vers l'autre vers leur extrâ- mité arrière Les pattes de came 24 et 26 sont logées dans les ouvertures en forme de rainure 34 et 36 et, de cette manière, la bague 32 constitue un mécanisme d'actionnement en vue de fair tourner de manière simultanée les électrodes d'extrémités 10 et 12 de 90 de manière à obtenir les positions "ouvert" et "fermé" de la sonde Lorsque la bague 32 est en position rétractée, comm représentée à la figure 1, les pattes de came 24 et 26 sont à l'extrémité avant des ouvertures en forme de rainure 34 et 36 et les électrodes d'extrémités 10 et 12 sont parallèles l'une par rapport à l'autre Lorsque l'on fait glisser vers l'avant la bague 32, les pattes de came 24 et 26 s'engagent sur les surfaces de came en forme de rampe des bords des ouvertures 34 et 36 en forme de rainures et tournent vers l'intérieur en se rapprochant l'une de l'autre, la bague se déplaçant longitudinalement vers l'extrémité de la sonde, ce qui cause la rotation simultanée des électrodes d'extrémités 10 et 12 de 90 vers la position d'accro- chage représentée figure 2. Un élement élastique ou un élément amortis seur 40 est disposé entre le corps 14 et les électrodes d'extrémi té 10 et 12 de manière à réaliser de manière partielle l'action de blocage Lorsque les électrodes d'extrémité sont dans la posi- tion de fermeture représentés figure 2, le conducteur, ou l'élé- ment qui est saisi, est appuyé dans l'élément amortisseur 40 qui se déforme Cependant, l'élément amortisseur n'est pas défor- mable de manière permanente puisqu'il est réalisé à partir d'une matière souple, élastique, telle qu'une matière plastique ou un élastomère souple, et il revient à sa forme initiale lorsque les extrémités de la sonde sont en position ouverte La figure 3 permet de voir des détails de construction; elle représente une vue en coupe partielle de la bague 32 et du corps 14 L'ensemble d'électrodes d'extrémité complet qui comprend les électrodes d'extrémités 10 et 12, les parties conductrices longitudinales et 22 et les pattes de came 24 et 26, peut être constitué à tr d'un seul mtoroeau de fil, ce qui fournit un procédé de fabri- cation simple et peu conteux On peut ensuite réaliser un contact électrique avec le conducteur central d'un câble 46, comme cela est représenté. -6- Les figures 4, 5 et 6 représentent un deu- xième mode de réalisation de la sonde à accrochage La figure 4 est une vue de dessus de la sonde et les figures S et 6 montrent des vues de côté dans' les positions de fermeture et d'ouverture, respectivement Un corps de sonde isolant 50 qui comprend une section fixe 52 et un levier 54, qui en est séparé par une char- nière 56 qui est formée d'une seule pièce avec ledit levier, est réalisé en une seule pièce à partir d'une matière non conduc- trice telle que de la matière plastique Un élément conducteur plat 58 est fixé à une virole 60 et inséré dans la section fixe 52 de la sonde Un conducteur isolé 62 est inséré à l'intérieur de la virole 60 et fixé par toute méthode connue, tel que par soudure ou sertissage Le levier peut être conçu de manière à se bloquer sur la virole 60 de manière à réaliser le verrouillage de la sonde en position de fermeture. Deux électrodes pivotantes 64 et 66 cons- tituées en coudant un conducteur de manière à réaliser des élec- trodes d'extrémité 68 à 70, des sections longitudinales 72 et 74 et des sections en forme de levier 76 et 78, sont disposées dans la partie fixe 52 du corps de la sonde, les sections formant levier 76 et 78 étant engagées dans des rainures 80 et 82 aména- gées dans le levier 54 Les électrodes 64 et 66 sont en contact électrique avec la plaque conductrice plate 58 Un élément amor- tisseur élastique 84 est disposé entre la partie fixe 52 du corps 50 de la sonde et les électrodes d'extrémité 68 et 70, de manière à faciliter l'action d'accrochage, comme cela a été décrit plus haut - Les électrodes d'extrémité 68 et 70 sont entraînés en rotation vers la position-d'ouverture lorsque le levier 54 est écarté de l'axe longitudinal du corps de la sonde, comme représenté figure 6 Deux protubérances 86 et 88 fournissent une butée dans la position d'ouverture lorsque les deux électrodes d'extrémités 68 et 70 sont parallèles Le mouvement de retour du- levier 54 vers l'axe longitudinal du corps de l'échantillon fait tourner les électrodes d'extrémités 68 et 70 l'une vers l'autre de 900 de manière à réaliser la position de fermeture de la sonde -7 comme représenté figures 4 et 5 La partie supérieure dune ouverture en forme de rainure 90 aménagée dans ie levier 54 peut être légârement plus étroite que la virole 60, de manière à réaliser une action de verrouillage du levier dans la position de fermeture de la sonde. La description ci-dessus n'a été fournie qu'à titre d'exemples non limitatifs et il est évident que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. -8- REVENDICATIONS 1 ) Sonde électrique caractérisée en ce qu'elle comprend: un corps isolant ( 14-50) comportant un axe longitudinal, deux électrodes d'extrémité ( 10, 12,68, 70) mobiles en rota- tion et faisant saillie du dit corps ( 14-50), lesdites élec- trodes d'extrémité étant disposées à distance l'une de l'autre à une extrémité de pivotement et étant disposées à environ à angle droit par rapport à l'axe longitudinal du dit corps de la sonde ( 14-50), et -des moyens ( 24, 26, 32, 34,36, 54,56, 76, 78) d'entrainement en rotation simultanée des dites électrodes d'extrémité, lesdites électrodes d'extrèmité ( 10, 12,68,7 Q) étant essentiellement parallèles en position d'ouverture de ladite sonde et étant pi- votées l'une vers l'autre d'environ 90 de manière à réaliser un effet de verrouillage dans la position de fermeture de la- dite sonde. 2 ) Sonde selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle comprend,' en outre, un élément élastique ( 40, 84) disposé entre le dit corps ( 14 ', 50) et lesdites élec- t.rodes d'extrémité ( 10, 12, 68, 70). ) Sonde selon la revendication 1, carac- térisée en ce que lesdits moyens de rotation comprennent des pattes de came ( 24, 26) aménages sur les axes longitudinaux des dites électrodes d'extrémité ( 10, 12), et une bague coulissante ( 32) reliée de manière fonctionnelle audit corps ( 14) et compor- tant des surfaces de came ( 34, 36) coopérant avec ies lesdites pattes de came ( 24, 26). 4 ) Sonde selon la revendication 1, carac- térisée en ce que les dits moyens de rotation comprennent des bras de levier ( 76,78) fixes angulairement par rapport aux axes -longi- tudinaux des dites é-lctrodes-d'extrémité ( 68, 70), et un levier ( 54) relié de manière fonctionnelle au dit corps ( 50) et compor- tant des rainures ( 80, 82) coopérant avec lesdits bras de levier ( 76, 78)