Brevet FR2513795A1 — publié le 19830401

La présente invention concerne un procédé d'enregistrement d'informations contenues dans un grand nombre de signaux produits par des phénomènes quelconques le cas échéant aléatoires et un système enregistreur pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connatt déjà des procédés d'enregistrement et des systèmes appropriés, qui permettent de capter les signaux analogiques, de les convertir en des signaux numériques et de les stocker dans une mémoire. Ces procédés et systèmes connus ont pour inconvénient majeur qu'ils nécessitent une mémoire de grande capacité, notamment lorsqu'il s'agit d'enregistrer pour une analyse ultérieure un très grand nombre de signaux d'intensiti différentes, ctest-à-dire de significations différentes, ou dans les cas où parmi de très nombreux signaux reçus seulement une faible quantité est significative et où, de surcroît, les signaux significatifs sont aléatoires et risquent d'être très espacés dans le temps, les uns des autres.Or, pour éviter que la mémoire soit déjà occupée par des signaux peu intéressants,à la réception d'un signal de forme significative, il est indispensable dans les systèmes connus de prévoir suffisamment grande la capacité de la mémoire. La présente invention a pour objectif de pallier cet inconvénient inhérent à l'état de la technique. Pour atteindre ce but, le procédé selon l'invention qui est du type décrit plus haut et défini dans le préambule de la revendication principale, est caractérisé en ce que lton détecte les signaux dépassant un seuil prédéterminé et ne prend en mémoire que la forme de ces signaux. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, on stocke temporairement tous les signaux reçus , y compris une partie prédéterminée du signal ayant dépassé le seuil prédéterminé et on traite ces signaux de façon à ne mettre en mémoire que les informations significatives du contenu des signaux stockés temporairement, Le système enregistreur pour la mise en oeuvre du procédé selon lfinvention, qui est du type comprenant au moins un capteur de signaux, une mémoire de stockage et, le cas échéant, un convertisseur analogique-numérique monté entre le capteur et la mémoire, est caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque capteur de signaux un détecteur de seuil agencé pour recevoir les signaux captés et adapté pour produire un signal de commande lors de la détection d'un dépassement de son seuil prédéterminé et un dispositif de traitement de ces signaux adapté pour assurer la mise dans la mémoire de stockage seulement des informations significatives relatives à la forme des signaux ayant dépassé ledit seuil, en réponse audit signal de commande provenant du détecteur. Selon une caractéristique avantageuse du système enregistreur selon l'invention, le dispositif de traitement comprend une mémoire temporaire telle qu'une mémoire circulante montée en amont de la mémoire de stockage et une unité de traitement des signaux contenus dans la mémoire temporaire. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure I montre sous forme d'un schéma-bloc le principe d'un système enregistreur suivant la présente invention; et - la figure 2 est un schéma-bloc d'un exemple de réalisation du principe suivant la figure 1, de la présente invention. Suivant le schéma-bloc de la figure 1, illustrant le principe de la présente invention, un système enregistreur selon l'invention comprend essentiellement deux capteurs 1 suivis chacun d'un montage en série formé par un conditionneur de signal 2, un détecteur de seuil 3 agencé pour produire un signal de commande lorsqu'il détecte un dépassement d'un seuil prédéterminé et par un convertisseur analogique-numérique 4. Les sorties de tous les convertisseurs sont reliées à des entrées 5 d'une mémoire temporaire 6, telle qu'une mémoire circulante. Une unité de traitement 7 est prévue, qui a pour fonction de traiter les signaux contenus dans la mémoire circulante, à la suite de la réception du signal de commande produit par le détecteur de seuil 3, à travers la liaison 89et de ne transférer à une mémoire de stockage 9 que les informations relatives à la forme des signaux ayant dépassé ledit seuil. En 10 est représentée une interface de sortie reliant la mémoire de stockage 9 à un micro-ordinateur non représenté. Le système enregistreur comprend en outre une horloge 11 reliée à l'unité de traitement 7 et aux convertisseuz 4. 4. La liaison entre l'horloge Il et les convertisseurs 4 est sur la figure matérialisée que pour un seul convertisseur , pour des raisons de clarté du dessin.C'est d'ailleurs pour la même raison que la figure 1 illustre en 8 la liaison entre un seul détecteur de seuil 3 et l'unité de traitement 7. Bien entendu, cette liaison existe pour tous les détecteurs de seuil 3 du système enregistreur selon la présente invention. Bien que le système représenté ne comprenne que deux capteurs, il est entendu que leur nombre peut être plus grand. Il est encore à noter que la nature des capteurs peut être différente. Les capteurs peuvent être par exemple des capteurs de pression, de choc, d'accélération , de température, d'humidité, de vitesse, ou encore accomplir simultanément plusieurs de ces fonctions. Il est en outre à remarquer que le seuil des détecteurs de seuil est variable. On décrira ci-après le fonctionnement du système enregistreur qui vient d'être décrit. Les signaux reçus par un capteur 1, qui sont par exemple des signaux analogiques produits par des phénomènes physiques ou chimiques de nature quelconque, sont transformés en signaux électriques et ensuite conditionnés, le cas échéant amplifiés et mis en forme, par un conditionneur 2, avant d'être transmis à un détecteur de seuil 3. Celui-ci assure l'acheminement des signaux au convertisseur analogique-numérique 4 qui les transforme en signaux numériques pour qu'ils puissent être emmagasinés temporairement dans la mémoire circulante 6. Bien que le détecteur 3 laisse passer tous les signaux, il produit néanmoins un signal de commande lorsqu'il constate qu'un signal dépasse un seuil prédéterminé. Ce signal de commande est transmis à l'unité de traitement 7, à travers la liaison 8.En réponse à ce signal de commande, l'unité de traitement laisse encore circuler la mémoire circulante 6 un nombre de fois prédéterminé avant de l'arrêter. Ceci assure que cette mémoire contient des informations intéressantes relatives au signal ayant franchi le seuil prédéterminé, par exemple relatives au flanc ascendant , à la crête et au flanc descendant de ce signal, et une partie du signal antérieur au seuil de déclenchement. Puis le contenu de la mémoire circulante 6 est traité par l'unité de traitement 7 qui est adaptée pour comprimer ce contenu et, de façon générale, de traiter ce contenu de façon à ne retenir et transmettre à la mémoire de stockage que les informations significatives par exemple relatives à la forme du signal ayant franchi le seuil, du contenu dans la mémoire temporaire 6. Dans ce système d'enregistreur, l'horloge 11 a pour fonction de cadencer le fonctionnement de l'unité de traitement, de déterminer, le cas échéant, la fréquence d'échantillonnage et de donner une référence dans le temps aux signaux et de permettre à la restitution d'un signal de définir sa position dans le temps par rapport à un instant initial donné. Il est à noter que la fréquence d'échantillonnage des convertisseurs, au lieu d'être commandée par l'horloge 11, peut être déterminée par l'unité de traitement 7. Le processus d'acquisition des signaux, qui vient d'être décrit, se repète tant que la mémoire de stockage n'est pas totalement occupée. Lorsque la période d'acquisition est terminée, il est possible de couper l'alimentation du système sans perdre les informations contenues dans la mémoire de stockage 9. Par la suite, ces informations peuvent être restituées en couplant le système à un micro-ordinateur par l'intermédiaire de l'interface de sortie 10. Comme cela a été dit ci-avant, l'horloge 7 peut servir de référence dans le temps à la restitution. il est encore à noter que le système selon l'invention permet de programmer dans le temps les moments où l'on veut enregistrer un signal et que la mémorisation peut être déclenchée par le résultat d'un calcul sur les signaux d'entrée. On comprend aisément que le système selon l'invention est particulièrement avantageux dans le cas où les phénomènes à enregistrer représentent en durée un temps faible par rapport au temps d'observation et quand ils apparaissent d'une manière aléatoire. Grâce à l'utilisation d'une mémoire temporaire , dans le cas présent circulante, et au traitement du contenu de celle-ci,. comprenant des compressions de ce contenu, la mémoire de stockage n'a pas besoin d'avoir une grande capacité. Mais il est quand même assuré que cette mémoire contienne les informations significatives du phénomène ou des phénomènes que l'on désire observer ou surveiller. La figure 2 illustre, également sous forme d'un schéma-bloc, une réalisation particulière d'un enregistreur selon l'invention, à savoir d'un enregistreur de choc. L'enregistreur de choc comprend troisvoiesidentiquoe# réception de signaux a, b, c. De ce fait, seulement une voie est représentée. Les autres ne sont indiquées que par des lignes fantômes. Chaque voie comprend un capteur 1 formé par unaccdldrombtre piézo-électrique. Les trois capteurs sont placés selon des axes trirectangles. Les trois voies de réception et d'acheminement des signaux reçus ne sont pas multiplexées pour assurer une plus grande vitesse de conversion. La logique de traitement accomplissant la fonction de l'unité de traitement précitée et de ce fait désignée par le chiffre de référence 7 est formée par un microprocesseur par exemple du type RCA 1802 auquel sont associées la mémoire circulante 6, la mémoire de stockage 9 et une mémoire programme 12, de la manière représentée.La mémoire circulante 6 et la mémoire de stockage 9 sont des mémoires du type RAM statique en technique C NOS. La mémoire circulante a par exemple une capacité de 256 oct. La capacité de la mémoire de stockage est par exemple de 2 Koct. Le microprocesseur 7 est agencé pour mettre en oeuvre deux algorithmes de compression. Le logicisl permet une sortie des informations selon le mode série vers un calculateur par exemple du type Commodore CBM 4000, par l'intermédiaire de l'interface calculateur 10. Le calculateur peut reconstituer les trois signaux reçus par les trois capteurs 1 et produits par un choc et calculer, à partir de ces trois signaux reconstitués, l'amplitude du choc, sa durée et sa direction et visualiser le résultat par exemple sur une table traçante. Pour donner, à titre d'exemple, une indication concernant la coopo--ation entre la mémoire circulante 6 et l'unité de traitement 7, ce dernier permet à la mémoire circulante ayant une capacité de 526 oct. de continuer à circuler, après la réception du signal indicateur d'un franchissement du seuil, pour prendre en mémoire encore par exemple 200 oct. L'enregistreur de choc suivant la figure 2 peut être autonome et alimenté par piles. Son volume peut être inférieur à 1 dm3. Sa imoire de stockage peut être statique, c'est-à-dire non constituée par une bande magnétique ou une disquette. L'enregistreur de choc suivant la figure 2, qui comprend donc tous les éléments déjà représentés à la figure 1 (et indiqués par les mêmes chiffres de référence) fonctionne également de la manière décrite plus haut en se reportant à la figure 1. Bien entendu le système enregistreur selon l'invention n'est pas limité à un enregistreur de choc. Le système selon l'invention est applicable à des nombreux cas, par exemple pour des tests d'emballage, des tests destructifs d'automobile , des essais en sites inacessibles pendant des mesures, par exemple à l'aide de ballons-sondes, de satellites ou analogues, des traitements avant impression de certains enregistrements et pour la surveillance de phénomènes aléatoires. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'enregistrement des informations contenues dans un grand nombre de signaux produits par des phénomènes quelconques le cas échéant aléatoires, selon lequel on capte les signaux, on les transforme en signaux électriques, le cas échéant on les convertit en signaux numériques, et on les stocke dans une mémoire, caractérisé en ce que l'on détecte les signaux franchissant un seuil prédéterminé et on ne prend en mémoire que la forme des signaux ayant franchi ledit seuil. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on stocke temporairement tous les signaux reçus, y compris une partie du signal ayant franchi le seuil précité et on traite ces signaux de façon à ne mettre dans la mémoire que les informations significatives du contenu des signaux stockés temporairement. 3.- Système enregistreur pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 et 2, du type comprenant au moins un capteur de signaux, une mémoire de stockage, et, pour chaque capteur, le cas échéant un convertisseur analogique-numérique monté entre ledit capteur et la mémoire de stockage, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur de seuil (3) agencé pour recevoir les signaux captés et adapté pour produire un signal de commande lors de la détection d'un franchissement-d'un seuil prédéterminé et un dispositif de traitement des signaux (6, 7) adapté pour assurer la mise en mémoire seulement des informations significatives, relatives à la forme des signaux ayant franchi ledit seuil, en réponse audit signal de commande provenant du détecteur de seuil (3). 4.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de traitement comprend une mémoire temporaire (6) montée en amont de la mémoire de stockage (9) et une unité de traitement (7) des signaux contenus dans la mémoire temporaire (6). 5.- Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'unité de traitement (7) est adaptée pour assurer , après la réception d'un signal de commande représentatif d'un franchissement du seuil précité, et avant le traitement des signaux, la mise en mémoire temporaire d'une quantité d'informations prédéterminée relative à la forme du signal ayant franchi ledit seuil. 6.- Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mémoire temporaire (6) est une mémoire circulante et en ce que l'unité de traitement (7) est adaptée pour permettre, à la suite de la réception d'un signal de commande indicateur d'un franchissement de seuil, la circulation de la mémoire (6) pour un nombre de fois prédéterminé, pour arrêter ensuite la mémoire circulante et pour procéder au traitement précité des informations contenues dans la mémoire circulante (6). 7.- Système selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le traitement du contenu de la mémoire temporaire (6), par l'unité de traitement (7) comprend une compression du contenu. 8.- Système selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un micro-ordinateur agencé pour restituer les informations contenues dans la mémoire de stockage (9), sous toute forme appropriée, par exemple sous forme graphique sur un écran ou sur une table traçante. 9.- Système selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une base de temps en forme d'une horloge (11) pour permettre à la restitution des informations mémorisées de connattre leur position dans le temps par rapport à un instant de temps de référence. 10.- Système selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il est agencé pour permettre un déclenchement de la mémorisation par le résultat d'un calcul sur les signaux d'entrée. 11.- Système selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce qu'il est adapté à une programmation dans le temps des moments où l'enregistrement d'un signal est souhaité. 12.- Système selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que le seuil des détecteurs de seuil #(3) est réglable, le cas échéant, de façon sélective. 13.- Système selon l'une des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que les capteurs peuvent être de nature quelconque, telle que des capteurs de pression, de choc, d'accélération, de température, d'humidité, ou de vitesse. 14.- Système selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend simultanément des capteurs de nature différente 15.- Système selon l'une des revendications 3 à 14, caractérisé en ce que son volume est inférieur à 1 dm3. 16.- Système selon l'une des revendications 3 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend une alimentation autonome en énergie électrique, telle que des piles. 17.- Système selon l'une des revendications 3 à 16, caractérisé en ce que l'unité de traitement (7) est formé par un microprocesseur auquel sont associées une mémoire programme #(2), une mémoire circulante (6) et une mémoire de stockage (9), les mémoires de programme et de stockage étant des mémoires du type RAM statique.