Brevet FR2502802A1 — publié le 19821001

La présente invention se rapporte à un circuit de synchronisation et elle a trait plus particulièrement mais non exclusivement à un circuit de synchronisation uti- lisé dans la technique de la Dhotographie des projectiles, tels que des balles de fusil ou analogues, de façon à éclai- rer un projectile à un point précis de son parcours, quelle que soit sa vitesse. Ce circuit est utilisable, d'une manière générale, pour provoquer le déclenchement d'un phénomène désiré quelconque à un point précis du trajet de déplace- ment d'un objet, quelle que soit la vitesse de cet objet. Dans la technique de la photographie des projec- tiles, tels que des balles de fusil, il a été très diffici- le jusqu'à présent de déterminer exactement le moment o le projectile atteint le champ de vision de l'appareil de prise de vue. Par conséquent, on a quelquefois utilisé la pratique qui consiste à la fois à faire fonctionner l'ap- pareil de prise de vues continuellement, s'il s'agit d'une caméra de cinéma, et à éclairer continuellement la région située à l'intérieur du champ de vision de l'appareil de prise de vues pendant tout le temps du parcours du pro- jectile. Ceci se traduit par un gaspillage de pellicule et par une utilisation de longue durée des lampes d'éclairage qui ont une espérance de vie relativement courte. Cette utilisation prolongée nécessite, à son tour, que les lam- pes soient remplacées plus fréquemment que si la région si- tuée à l'intérieur du champ de vision de l'appareil de prise de vues n'était éclairée que lorsque le projectile se trou- ve dans cette région. Si l'appareil de prise de vues est un appareil photographique et non une caméra, il est alors important que l'obturateur de l'appareil soitdéclenché exactement au moment o le projectile se trouve dans le champ de vision de l'ap- pareil. La synchronisation correcte de ces fonctions a été difficile à réaliser. Ceci est dé au fait que la vitesse pré- cise d'une balle individuelle est inconnue avant qu'elle soit tirée. Si la vitesse précise était connue, il serait facile de calculer le temps mis après le départ pour atteindre un point donné et, par conséquent, l'appareil de prise de vues et les lampes pourraient être action- nés à ce moment. Le problème est rendu plus compliqué par le fait qu'il peut être nécessaire de photographier l'un après l'autre des projectiles ayant des vitesses net- tement différentes et, par conséquent, d'utiliser des réglages de temps complètement différents. Par conséquent, l'un des buts de la présente invention est de réaliser un circuit de synchronisation pour provoquer la production d'un phénomène à un point précis du trajet de déplacement d'un objet, quelle que soit la vitesse de déplacement de cet objet. Par conséquent, conformément à un objet général de la présente invention, il est prévu un circuit de syn- chronisation pour provoquer la production d'un phénomène à un point précis du trajet de déplacement d'un objet, quelle que soit la vitesse de déplacement de l'objet sur ce trajet, ce circuit comprenant des premiar et second détecteurs espacés situés en amont dudit point précis et actionnables pour détecter le passage d'un objet devant eux et pour produire en réponse à ce passage des signaux de sortie, un circuit de comptage qui compte dans un sens lors- que le premier détecteur produit le signal de sortie et qui compte dans le sens opposé à partir de la valeur du compte compté en premier lieu, lorsque le second détecteur produit un signal de sortie, et un circuit fonctionnant en réponse au retour du circuit de comptage à un compte prédéterminé pour déclencher la Droduction dudit phénomène. De préférence, l'objet est une balle de fusil et le phénomène est l'éclairement de la balle par un dispositif éclair approprié. Il est également considéré Dréférable que les détecteurs soient des détecteurs magnétiques. Pour que l'invention puisse être plus facile- ment comprise, on en décrira maintenant un mode de réalisa- tion préféré conçu pour 4tre utilisé pour la cinématogra- phie à grande vitesse d'une balle en se référant aux des- sins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'un système utilisé pour fimer une balle pendant son passage à un emplacement particulier; la figure 2 est une vue schématique d'une par- tie d'une tête de détection utilisée pour détecter le pas- sage d'une balle; et la figure 3 représente un schéma détaillé d'un circuit électronique préféré. Sur la figure 1 à laquelle on se référera tout d'abord, on a représenté une balle 1 qui se déplace suivant une trajectoire 2 vers une cible 3 montée dans une botte réceptrice 4. La botte réceptrice 4 comporte d'un côté une fenêtre ou ouverture 5 de sorte qu'une caméra 6 peut fil- mer la balle qui traverse la botte réceptrice 4 et frappe la cible 3. La caméra 6 comporte des moyens d'éclairage éclairs connus, non représentés. Deux détecteurs SI et S2 sont placés en amont de la botte réceptrice 4 et les dé- tecteurs SI et S2 sont placés espacés l'un de l'autre d'une distance connue X. Les détecteurs sont connectés à un cir- cuit électronique utilisé pour synchroniser la production de l'éclair servant à éclairer le projectile lorsque ce dernier est dans le champ de vision de la caméra 6, à l'intérieur de la botte réceptrice 4. Le circuit de syn- chronisation peut également 4tre utilisé pour déclencher le fonctionnement de la caméra 6, si désiré. Les détecteurs Si et S2 sont des détecteurs électromagnétiques qui détectent la perturbation du champ qui émane de chacun d'eux à la suite du passage de la balle devant eux. Les détecteurs Si et S2 sont des détec- teurs creux et la trajectoire 2 de la balle 1 passe à travers eux. Une construction typique d'un détecteur a été re- présentée sur la figure 2 sur laquelle seul le détecteur Si a été montré. Les détecteurs Si et S2 sont montés sur un organe support commun 10 qui est un tube en matière plastique de 700 millimètres de long. Le détecteur Si est monté à une extrémité du tube et le détecteur 52 est monté à l'autre extrémité du tube. Le diamètre du tube 10 en matière plastique est de 110 millimètres. Chaque bobine comporte 500 spires de fil de cuivre de 32 g. L'en- roulement s'étend sur 10 millimètres de longueur dans le sens longitudinal de l'organe 10. La distance entre les centres de chacune des bobines Si et S2 est de 60C milli- mètres. Quinze barreaux aimantés de 75 millimètres de long sont montés centralement sur chaque bobine, régulièrement espacés autour de la circonférence de cette dernière. Les pôles nord sont tous disposés d'un même côté de la bo- bine. Deux cibles coaxiaux sont connectés aux extrémités des enroulements et connectent chacune des bobines détectrices SI et S2 au circuit électronique. L'organe support peut être monté sur des supports, non représentés, qui le maintiennent dans la position requise. Pour donner de la robustesse aux bobines et aux aimants, ils sont en- robés dans une composition de caoutchouc de silicone dé- signée par la référence générale 17. Le détecteur SI est un détecteur qui met en marche un premier compteur dans un sens de comptage progres- sif et le détecteur S2 est un détecteur qui met en marche un second compteur qui compte dans le sens opposé de ce- lui du premier compteur - dans un sens de comptage régres- sif - de sorte que lorsque ce compteur atteint une valeur connue - dans le présent cas zéro - la lampe éclair 6 peut #tre déclenchée. La distance entre le détecteur S2 et la botte réceptrice 4 est une distance connue eu égard aux rythmes de comptage des premier et second compteurs. Les vitesses de la balle 1 sont comprises dans l'intervalle de 1000 à 2000 m/s. Ainsi, on peut voir que si la distance X est de 600 millimètres et si le compteur progressif (déclenché en réponse à l'actionnement du dé- tecteur Si) fonctionne à un rythme constant et si le comp- teur régressif (qui est déclenché par le détecteur S2) fonctionne à un rythme plus rapide mais également constant, le temps total du comptage varie d'une manière proportion- nelle à la vitesse de la balle et produit ainsi une impul- sion de déclenchement à une distance constante des dé- tecteurs Si et S2, quelle que soit la vitesse de la balle 1. Ceci est montré dans le tableau ci-dessous. Vitesse Temps pour par- Temps de comp- Total Distance courir 600 mm tage régressif 1000 m/s (1 mm/ys) 600 us 250 ps 850 vs 850 mm 2000 m/s (2 mm/ps) 300 ps 125 ps 425 ys 850 mm Le circuit électronique représenté sur la figure 3 fonctionne de la manière suivante. Les impulsions de dé- part et d'arrêt émises par les détecteurs Si, S2 sont ap- pliquées à des bascules bistables 74a et 74b du type DM 7474 par l'intermédiaire d'amplificateurs à un seul étage du type MPS 6515 puis par l'intermédiaire de minu- teurs du type LM 3905. Ces minuteurs produisent des impul- sions de 250 ys chacune qui sont ensuite appliquées aux bascules bistables 74a et 74b. Les signaux de ces bascules déterminent les moments o les impulsions produites par deux oscillateurs "04 Progressif" et "04 Régressif" sont ap- pliquées à un compteur progressif/régressif 192a et 192b qui fait partie du circuit de bascules bistables 74a et 74b. Pendant que la balle 1 franchit l'espaceentre les détecteurs Sl, S2, le compteur 192a et 192b compte dans le sens progressif à un rythme déterminé par l'oscillateur "104 Progressif" du type DM 7404. Lorsque la balle franchit le second détecteur S2, seul l'oscillateur du type "04 Ré- gressif" est connecté et le compteur compte alors dans le sens régressif au nouveau rythme de l'oscillateur "04 Ré- gressif". Un détecteur du type à coïncidence de zéros raccordé à la sortie du compteur et qui comporte les por- tes 02 et 20 détermine si le compteur a atteint un compte zéro. Cette condition zéro est le Doint correct pour le déclenchement de l'éclair et ce résultat est ob- tenu en provoquant la Droduction par le minuteur du type 555a d'un signal de sortie appliqué par l'intermédiaire d'une porte 00 qui actionne un interrupteur à transistor du type MPS 3645 pour déclencher la lampe éclair. L'im- pulsion de sortie de la porte 00 est également appliquée en retour aux bascules bistables 74a et 74b et au compteur 192, les remettant automatiquement dans les conditions ini- tiales pour le tir suivant. Il est prévu un circuit d'essai T qui comprend un second minuteur du type 555B qui est incorporé pour en- gendrer des impulsions de bobine simulées artificiellement et qui sont appliquées aux circuis. Le résultat produit est une indication de temps fixe par le circuit et le dé- clenchement de la lampe éclair électronique. Des modifications peuvent être apportées à l'invention. Par exemple, au lieu que les détecteurs Si et S2 soient constitués par des bobines creuses à travers les- quelles la balle est tirée, ils pourraient être consti- tués par d'autres détecteurs appropriés pour détecter le passage d'un projectile. On doit noter, cependant, que du fait que les deux bobines Si et S2 sont identiques, les champs émis par chacune d'elles sont approximativement identiques et que, par conséquent, la distance X entre les bobines SI et S2 est une mesure de la distance entre les points o la balle perturbe le champ de chacune d'elle suffisamment pour provoquer la production d'une impulsion de déclenchement à un niveau particulier. Cette impulsion est engendrée par chacun des détecteurs au moment o la balle atteint la même position d'intensité magnétique du champ qui entoure chacun des détecteurs S1, S2. Etant dnnné que les deux détecteurs Si, S2 sont identiques, la dis- tance X entre les bobines est une mesure de la distance entre ces points des champs respectifs. Dans un autre mode de réalisation, chacun des détecteurs Si, S2 peut comprendre une feuille de matière plastique revêtue d'un milieu électriquement conducteur de sorte que la charge électrostatique qui est accumulée sur la surface de la balle 1 par suite de son passage dans l'air est détectée et utilisée pour déclen- cher le fonctionnement des compteurs. Ces modifications ainsi que d'autres peuvent être effectuées sansscrUrdu cadre de l'invention dont la nature doit être déterminée à partir de la description qui précède et qui n'est limitée que dans la mesure dé- finie par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1 - Un circuit de synchronisation pour provoquer la production d'un phénomène à un point précis du trajet de déplacement d'un objet (1), quelle que soit la vitesse de déplacement de l'objet sur ce trajet, caractérisé en ce qu'il comprend des premier et second détecteurs espacés (Si, S2) situés en amont dudit point précis et actionnables pour détecter le passage d'un objet devant eux et pour produire en réponse à ce passage des signaux de sortie, un circuit de comptage (192a, 192b) qui compte dans un sens lorsque le premier détecteur produit un signal de sortie et qui compte dans le sens opposé à partir de la valeur du compte compté en premier lieu, lorsque le second détecteur produit un signal de sortie, et un circuit (02, 20) fonctionnant en réponse au retour du circuit de comptage à un compte prédéterminé pour déclencher la production du- dit phénomène. 2 - Circuit de synchronisation selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que le circuit de comptage comporte deux moyens de comptage séparés (192a et 192b), l'un pour compter dans le premier sens et l'autre pour compter dans le sens opposé, et en ce que le circuit fonc- tionnant en réponse au circuit de comptage comporte un cir- cuit de coïncidence de zéros connecté aux sorties de cha- cun des moyens de comptage séparés de façon à produire un signal de sortie utilisable pour déclencher la production du phénomène lorsqu'une coïncidence de zéros se produit. 3 - Circuit de synchronisation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les premier et second détecteurs espacés (SI, S2) sont constitués par des détecteurs électromagnétiques. 4 - Circuit de synchronisation selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que chacun des détecteurs élec- tromagnétiques (SI, S2) comporte une bobine qui, en service, produit un champ qui s'étend dans le trajet de l'objet (1) et en ce que le circuit de comptage est actionné par chaque détecteur lorsque ce dernier détecte une per- turbation dans son champ à la suite du passage de l'objet devant lui. Circuit de synchronisation selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que les deux bobines sont montées sur un organe support commun (10) qui sert à les porter de manière certaine et à les maintenir espacées dans une position dans laquelle l'objet (1) passe approxima- tivement à la même distance de chacune d'elles. 6 - Circuit de synchronisation selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que celui des deux moyens de comptage (192a, 192b) qui est actionné le premier par le passage de l'objet (1) compte à un rythme plus lent que le second des deux moyens de comptage. 7 - Circuit de synchronisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'objet est une balle tirée et en ce que ledit phénomène est l'éclairement de la balle lorsqu'elle atteint une position prédéterminée, ledit circuit comprenant, en outre, une lampe pour éclairer la balle (1) et un circuit de déclen- chement susceptible d'être actionné par le circuit en ré- ponse au circuit de comptage. 8 - Circuit de synchronisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est as- semblé à une caméra ou appareil de photographie et à des moyens d'éclairement de façon à filmer ou photographier un objet (1) qui se déplace devant les premier et second dé- tecteurs (Si, S2) lorsqu'il atteint un point précis de son trajet de déplacement.