Brevet FR2569836A1 — publié le 19860307

La présente invention concerne les dispositifs de mesure, en particulier les dispositifs de mesure des caractéristiques géométriques de produits longs, et a notamment pour objet un dispositif pour la mesure du diamètre des fils métalliques. L'invention peut être appliquée directement lors de la fabrication des fils métalliques dans la métallurgie, l'industrie électronique et l'industrie radiotechnique. On connaît un dispositif pour la mesure du déplacement d'une tige métallique, constitué par un pont à transformateur dans lequel est monté un convertisseur capacitif différentiel se composant d'une électrode à bas potentiel fixée sur une plaque-écran et de deux électrodes plates à haut potentiel fixées sur une plaque-écran avec un certain écartement entre elles (cf. , par exemple, Atsjukovsky V.A., "Les convertisseurs capacitifs de déplacement", Moscou, Léningrad, Editions 'rEnergia", 1966, p. 247). Dans ce dispositif , les électrodes à haut potentiel sont placées en regard de l'électrode à bas potentiel. La tige métallique peut se déplacer entre ltélectrode à bas potentiel et les deux électrodes à haut potentiel. Ledit dispositif peut aussi être utilisé pour la mesure du diamètre d'un fil. Etant donné que son électrode à bas potentiel est fixée sur une plaque-écran, il apparaît une grande capacité parasite entre l'électrode à bas potentiel et la plaque-écran, ce qui entraîne une erreur importante dans la mesure du diamètre du fil, c'est-à-dire une diminution de la précision de mesure. On connaît un dispositif pour la mesure du diamètre d'un fil, comprenant un transformateur et un convertisseur capacitif différentiel montés en pont, dont une branche est constituée par l'enroulement secondaire du transformateur et par une première électrode à haut potentiel et une première électrode à bas potentiel du convertisseur,entre lesquelles est disposé le fil à mesurer, ces électrodes étant placees en vis-à-vis sur les faces d'un premier boîtier rectangulaire individuel, une seconde branche dudit pont étant constituée par l'enroulement secondaire du transformateur et par une seconde électrode à haut potentiel et une seconde électrode à bas potentiel du convertisseur, entre lesquelles est disposé un élément compensateur, ces secondes électrodes étant placées en vis-à-vis sur les faces d'un second boîtier rectangulaire individuel, la face de ce second boîtier sur laquelle est placée la seconde électrode à bas potentiel du convertisseur étant juxtaposée à la face du premier boîtier individuel sur laquelle est placée la première électrode à bas potentiel du convertisseur, la diagonale dudit pont étant constituée par un appareil de mesure (cf. , par exemple, Gorbov MM., Tsirlin A.M., Fedotov V.K., Yakob V.K., "Système de mesure automatique du diamètre d'une fibre conductrice", revue "Mekhnizatsia i avtomatizatsia proizvodstva", NO 4, Moscou, Editions "Mashinostroenie", 1976). Dans ce dispositif, les électrodes à bas potentiel sont fixées sur les faces juxtaposées des boîtiers rectangulaires individuels et sont en fait reliées électriquement entre elles. Il s'ensuit l'apparition d'une grande capacité parasite des électrodes à bas potentiel par rapport aux faces des boîtiers rectangulaires, et, par conséquent, une diminution de la précision de mesure du diamètre du fil. On s'est donc proposé de créer un dispositif pour la mesure du diamètre d'un fil, dont les électrodes à bas potentiel, conjointement avec leurs boîtiers rectangulaires individuels, seraient réalisées de façon à permettre une élévation notable de la précision de mesure du diamètre du fil. La solution consiste en un dispositif pour la mesure du diamètre d'un fil métallique, du type comprenant un transformateur et un convertisseur capacitif différentiel montés en pont, dont l'une des branches est constituée par l'enroulement secondaire du transformateur et par une première électrode a haut potentiel et une première électrode a bas potentiel du convertisseur, entre lesquelles est disposé le fil a mesurer et qui sont placées en vis-a-vis sur les faces d'un premier boîtier rectangulaire individuel, la seconde branche dudit pont étant constituée par l'enroulement secondaire du transformateur et par une seconde électrode a haut potentiel et une seconde électrode a bas potentiel du convertisseur, entre lesquelles est disposé un élément compensateur et qui sont placées en vis-a-vis sur les faces d'un second boîtier rectangulaire individuel, la face de- ce second boîtier sur laquelle est placé la seconde électrode a bas potentiel du convertisseur étant juxtaposée a la face du premier boîtier rectangulaire individuel sur laquelle est placée la première électrode a bas potentiel, et la diagonale dudit pont étant constituée par un appareil de mesure, ledit dispositif étant caractérisé, d'après l'invention, en ce que les première et seconde électrodes a bas potentiel du convertisseur capacitif différentiel sont réalisées d'une seule pièce sous la forme d'une seule électrode commune a bas potentiel du convertisseur, et les faces juxtaposées des premier et second boitiers rectangulaires individuels comportent des fenêtres dans lesquelles est placée ladite électrode commune a bas potentiel. Il est avantageux que les faces juxtaposées des premier et second boîtiers rectangulaires individuels soient réalisées d'une seule pièce, sous la forme d'une seule paroi commune des premier et second boîtiers rectangulaires individuels, avec, par conséquent, une seule fenêtre commune, l'électrode commune a bas potentiel étant fixée dans cette fenetre commune. Une telle conception du dispositif de mesure faisant l'objet de l'invention permet d'élever la précision de mesure. L' invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux a la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement a titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente le schéma électrique de principe d'un dispositif pour la mesure du diamètre d'un fil, conforme a l'invention; - la figure 2 représente les boîtiers rectangulaires individuels du dispositif de la figure 1 (vue en perspective, face avant enlevée); - la figure 3 représente une vue en coupe suivant III-III de la figure 2;; - la figure 4 représente une variante de réalisation des boîtiers rectangulaires individuels du dispositif de la figure 1 (vue en perspective, face avant enlevée); - la figure 5 représente une vue en coupe suivant V-V de la figure 4. Le dispositif pour la mesure du diamètre d'un fil, conforme à l'invention, comprend un transformateur 1 (figure 1) et un convertisseur capacitif différentiel 2, montés en pont. L'enroulement primaire 3 du transformateur 1 est raccordé à un générateur 4. L'enroulement secondaire 5 du transformateur 1 constitue, conjointement avec l'élec- trode 6 à haut potentiel du convertisseur 2 et avec son électrode 7 à bas potentiel, une branche du pont. Entre les électrodes 6 et 7 est disposé le fil 8 à mesurer. L'enroulement secondaire 5 du transformateur 1 constitue d'autre part, conjointement avec l'électrode 9 à haut potentiel du convertisseur 2 et avec son électroae 7 à bas potentiel, la seconde branche du pont. Entre les électrodes 7 et 9 est disposé un élément compensateur 10, réalisé, dans l'exemple considéré de réalisation du dispositif, sous la forme d'un fil compensateur. De la sorte, le convertisseur 2 comprend une électrode à bas potentiel commune unique 7, réalisée d'une seule pièce, pour les deux branches du pont, et deux électrodes 6 et 9 à haut potentiel. La diagonale du pont est constituée par un appareil de mesure Il dont une entrée est raccordée à l'enroulement secondaire 5 du transformateur 1, et la seconde entrée, à l'électrode commune à bas potentiel 7. Les électrodes à haut potentiel 6 (figure 2) et 9 (figure 3) sont placées sur les faces latérales respectives 12 et 13 des boîtiers rectangulaires individuels 14 et 15, sur des supports isolants 16 et 17. Les faces latérales respectives 18 et 19 des boîtiers 14 et 15, respectivement opposées aux faces 12 et 13, sont juxta- posées et comportent des fenêtres 20 et 21 dans lesquelles est placée l'électrode à bas potentiel commune 7 fixée au moyen d'isolateurs 22. De la sorte, dans les boîtiers individuels 14 et 15 sont respectivement disposées en vis-à-vis, d'une part l'électrode à haut potentiel 6 et l'électrode à bas potentiel commune 7, et d'autre part, l'électrode à bas potentiel commune 7 et l'électrode à haut potentiel 9. Suivant une variante de réalisation du dispositif pour la mesure du diamètre d'un fil, conforme à l'invention, lesdites faces latérales juxtaposées sont réalisées sous forme des faces d'une paroi commune 23 (figure 4) des boîtiers rectangulaires individuels 24 et 25, avec, par conséquent, une fenêtre commune unique 26. L'électrode commune à bas potentiel 7 (figure 5) est placée dans cette fenêtre 26, dans laquelle elle est fixée au moyen d'isolateurs 27. Dans la variante décrite de réalisation du dispositif, l'élément compensateur 10 (figure 4) est une vis placée à la partie supérieure du boîtier 25 et se vissant dans ce boîtier entre les électrodes 7 et 9 (figure 5), de façon à provoquer une variation de la capacité entre les électrodes 7 et 9. Dans les deux variantes décrites, les boîtiers 14 (figure 2) et 24 (figure 4) ont une fente 28 pour l'introduction du fil à mesurer. Les électrodes à haut potentiel 6 et 9 (figure 1) du dispositif conforme à l'invention sont plus grandes que l'électrode à bas potentiel 7 d'une valeur supérieure au double de la distance entre l'électrode à haut potentiel 6 ou 9 et l'électrode à bas potentiel 7. Le principe de fonctionnement du dispositif pour la mesure du diamètre d'un fil, faisant l'objet de l'invention, consiste en ce qui suit. La tension sinusoîdale fournie par le générateur 4 (figure 1) est appliquée au transformateur 1, puis au convertisseur capacitif différentiel 2. Quand le fil à mesurer 8 est engagé dans le convertisseur 2 entre les électrodes 6 et 7 à travers la fente 28 (figures 2 et 3), on équilibre le pont d'après l'appareil de mesure 11 (figure 1) par variation de la capacité entre les électrodes 7 et 9 à l'aide de l'élément compensateur 10 (fil compensateur de diamètre égal à celui du fil à mesurer 8). Les écarts de diamètre du fil 8 par rapport à la valeur prescrite sont indiqués par l'appareil de mesure 11. L'électrode à bas potentiel 7 (figure 3) est commune aux deux branches du pont : elle est placée dans les fenêtres 20 et 21 des boîtiers 14 et 15, où elle est fixée sur des isolateurs 22. On obtient ainsi une diminution de plus d'un ordre de grandeur de la capacité parasite par rapport aux boîtiers rectangulaires 14 et 15, et par conséquent, une élévation de la précision de mesure. Comme la longueur des électrodes à haut potentiel 6 et 9 (figure 1) est choisie plus grande que celle de l'électrode à bas potentiel 7 d'une valeur supérieure au double de la distance entre l'électrode 6 ou 9 et l'électrode 7, le champ engendré le long de l'électrode à bas potentiel 7 sera pratiquement plan-parallèle, car, lorsque le pont est équilibré, le potentiel de l'électrode à bas potentiel 7 est égal au potentiel des boîtiers 14 et 15 (figure 2). il en résulte que le diamètre du fil 8 est mesuré sur une zone du fil 8 égale à la longueur de l'électrode à bas potentiel 7. Ceci aussi se traduit par une élévation de la précision de mesure du diamètre du fil 8. Le principe de fonctionnement du dispositif suivant les figures 4 et 5 est analogue à celui du dispositif suivant les figures 1, 2 et 3, à cette différence près, que l'équilibrage du pont d'après l'appareil de mesure Il (figure 1) steffectue par vissage ou dévissage de l'élément compensateur 10 (figure 4), qui est une vis. Le réglage et la réponse rapides, ainsi que la précision des mesures effectuées à l'aide du dispositif conforme à l'invention, permettent d'améliorer notablement la qualité du fil métallique produit, d'abaisser la durée d'exécution des mesures et d'accroître le rendement de l'équipement utilisé pour la fabrication du fil. REVENDICATIONS 1.Dispositif pour la mesure du diamètre d'un fil métallique, du type comprenant un transformateur (1) et un convertisseur capacitif différentiel (2) montés suivant un circuit en pont dont l'une des branches est constituée par l'enroulement secondaire (5) du transformateur (1) et par une première électrode à haut potentiel (6) et une première électrode à bas potentiel du convertisseur (2), entre lesquelles est disposé le fil à mesurer (8) et qui sont placées en vis-à-vis sur les faces (12, 18) d'un premier boîtier rectangulaire individuel (14), la seconde branche dudit circuit en pont étant constituée par l'enroulement secondaire (5) du transformateur (1) et par une seconde électrode à haut potentiel (9) et une seconde électrode à bas potentiel du convertisseur (2), entre lesquelles est disposé un élément compensateur (10) et qui sont placées en vis-à-vis sur les faces (13, 19) d'un second boîtier rectangulaire individuel (15), la face (19) de ce second boîtier (15) sur laquelle est placée ladite seconde électrode à bas potentiel du convertisseur (2) étant juxtaposée à la face (18) dudit premier boîtier rectangulaire (14) sur laquelle est placée ladite première électrode à bas potentiel, et la diagonale dudit circuit en pont étant constituée par un appareil de mesure (11), caractérisé en ce que les première et seconde électrodes à bas potentiel du convertisseur capacitif différentiel (2) sont réalisées d'une seule pièce formant une électrode unique et commune à bas potentiel (7) du convertisseur (2), et les faces juxtaposées (18, 19) des premier et second boîtiers rectangulaires individuels (14, 15) comportant des fenêtres respectives (20,21) dans lesquelles est placée ladite électrode commune à bas potentiel (7). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites faces juxtaposées des premier et second boîtiers rectangulaires individuels (24, 25) sont réalisées sous la forme d'une paroi unique commune (23) des premier et second boîtiers rectangulaires individuels (24, 25), avec, par conséquent, une fenêtre unique et commune (26), l'électrode commune à bas potentiel (7) étant fixée dans cette fenêtre commune (26).