Brevet FR2600161A1 — publié le 19871218

La présente invention concerne un dispositif pour la mesure d'une grandeur physique telle qu'une pression ou une température, comprenant un corps, un levier monté par une articulation dans ledit corps pour pivoter de part et d'autre d'une position d'équilibre sous l'action, d'une part, d'une force représentative de la grandeur à mesurer, et d'autre part, d'une deuxième force antagoniste à la première, exercée par des moyens élastiques, et un organe d'actionnement commandé par ledit levier. De tels dispositifs sont déjà utilisés, par exemple, dans des régulateurs de pression ou des régulateurs de température à tension de vapeur. Le pivotement du levier résulte d'un déséquilibre de forces entre un élément qui transmet une pression et un ressort qui équilibre cette dernière. Ce pivotement commande à son tour l'organe d'actionnement d'un microrupteur, de sorte que le déséquilibre précité entrasse un changement de signal électrique, pneumatique ou lumineux, en tout ou rien ou progressif. Pour les appareils de précision, il est nécessaire d'obtenir une grande sensibilité dans la variation du signal pour de faibles changements de la grandeur mesurée, ainsi qu'une grande fidélité dans la répétition du point de consigne ou de la valeur du signal. La sensibilité s'obtient en diminuant les frictions au point d'application des forces, par l'utilisation de montages du type couteauxenclumes ou pointeaux-crapaudines. Par contre, ces montages n'apportent pas de solutions satisfaisantes en ce qui concerne la fidélité. En effet, dans les dispositifs connus, le levier est relié au corps par un axe et des paliers. Un tel agencement présente l'inconvénient de ne pas être stable aux vibrations, aux chocs, aux variations rapides de la grandeur à mesurer, et à l'exploration alternative de la totalité de la gamme. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en fournissant un dispositif procurant à la fois la sensibilité et la fidélité tout en présentant une grande simplicité da réalisation. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour la mesure d'une grandeur physique telle qu'une pression ou une température, comprenant un corps, un levier monté par une articulation dans ledit corps pour pivoter de part et d'autre d'une position d'équilibre sous l'action, d'une part, d'une force représentative de la grandeur à mesurer, et d'autre part, d'une deuxième force antagoniste à la première exercée par des moyens élastiques, et un organe d'actionnement commandé par ledit levier, caractérisé par le fait que ladite articulation comprend une lame solidaire du levier à une de ses extrémités et du corps à son autre extrémité. Une telle lame peut être réalisée en métal ou en matière plastique de très faible épaisseur, et assure par sa rigidité une parfaite mise en place du levier dans tous les plans tout en n'opposant qu'unie contrainte négligeable au mouvement de ce levier. Par ailleurs, ce montage n'entrasse aucun frottement et n'est en outre pas sensible à l'usure. I1 en résulte une amélioration considérable de la robustesse et de la stabilité du dispositif, particulièrement dans les cas de variations rapides de la grandeur à mesurer > de vibrations, de chocs, et de fonctionnements pour de très faibles forces exercées. Le dispositif selon l'invention présente- de plus une grande précision du point de consigne, sans dérive. Les forces antagonistes précitées peuvent être exercées en un point médian du levier, ledit organe d'actionnement étant monté dans le corps au voisinage d'une des extrémités du levier, et le levier étant articulé sur le corps à son autre extrémité. Ces forces antagonistes peuvent par exemple être appliquées au levier par l'intermédiaire d'un ensemble couteaux-enclumes ou pointeauxcrapaudines. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite lame est disposée dans un-plan sensiblement perpendiculaire au levier. Cette dernière caractéristique permet de faire travailler la lame presque uniquement en traction ou en compression, ce qui évite, pour des déplacements angulaires réduits, toute modification de la position du point d'articulation. Plus particulièrement la lame peut être de forme allongée dans une direction sensiblement perpendiculaire au levier, l'un de ses bords longitudinaux étant rigidement lié au levier et son autre bord longitudinal étant rigidement lié au corps. Le levier peut alors se présenter sous la forme d'une plaque disposée dans un plan passant sensiblement par l'axe longitudinal de la lame. De manière à simplifier le montage du dispositif tout en assurant un maximum de rigidité, chaque bord longitudinal de la lame peut être noyé dans un bloc rigide, l'un de ces blocs étant fixé au levier et l'autre bloc au corps du dispositif. On décrira maintenant, à titre d'exemple non-limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif selon l'invention, et - la figure 2 est une vue selon la flèche Il de la figure 1. Ce dispositif comprend tout d'abord un corps 1 sensiblement fermé, à l'intérieur duquel est disposée une capsule manométrique, ou soufflet, 2. L'intérieur du soufflet 2 est relié par un conduit 3 à une source de pression, cette pression pouvant être soit la grandeur à mesurer elle-même, soit, par exemple dans le cas de la mesure d'une température, représentative de cette grandeur. A l'opposé de la capsule manométrique 2, le corps 1 recoit un ressort hélicoïdal 4 d'axe confondu avec celui de la capsule 2. Le ressort 4 est en appui sur une coupelle de butée 5 dont la position axiale peut etre réglée à l'aide d'une vis 6 permettant la fixation du point de consigne du dispositif. La capsule manométrique 2 et le ressort 4 supportent deux pointeaux 7 et 8 respectivement, situés en vis-à-vis.- Un levier 9 en forme de plaque est disposé entre la capsule manométrique 2 et le ressort 4, avec une de ses extrémités reliée au corps 1 par une articulation 10 qui sera décrite plus en détail ci-après > de façon à permettre une rotation du levier 9 autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure. Un microrupteur 11 est disposé au voisinage de l'extrémité du levier 9 opposée à l'articulation 10, de manière que cette extrémité du levier puisse -venir en contact avec l'organe d'actionnement 12 du microrupteur. Le levier 9 porte, dans sa partie médiane comprise entre ses deux extrémités, une pièce 13 formant une crapaudine 14 du côté du levier faisant face au ressort 4, et une crapaudine 15 du côté du levier faisant face à la capsule 2. Ainsi, le pointeau 8 est engagé dans la crapaudine 14 tandis que le pointeau 7 est engagé dans la crapaudine 15 > de sorte que la capsule manométrique 2 et le ressort 4 exercent sur la lame 9 des efforts antagonistes. On comprend qu'au fur et à mesure que la pression augmente dans la capsule 2, le levier 9 pivote vers le haut autour de l'articulation 10 contre l'action du ressort 4, jusqu'à ce que l'extrémité libre du levier vienne commander l'organe d'actionnement 12 du microrupteur 11, déclenchant ainsi la channe de régulation. L'articulation 10 se compose essentiellement d'une lame mince 16 ne présentant qu'une contrainte de flexion négligeable pour les déplacements angulaires du levier 9 envisagés. La lame 16 est de forme rectangulaire et, dans le cas pré sent > elle est disposée dans un plan vertical avec ses deux bords longi tudinaux 17 et 18 horizontaux. Elle se trouve donc perpendiculaire au levier 9. Les bords 17 et 18 sont noyés dans des blocs rigides en matière plastique ou métalliques, 19 et 20, respectivement, ne laissant entre eux qu'une étroite bande libre 21, de manière à assurer la localisation précise de l'articulation. Dans le cas présent, la bande 21 se trouve au niveau de l'axe longitudinal de la plaque 16. Des trous 23 permettent de visser le bloc 20 sur le corps 1 et le bloc 19 sur un rebord 24 du levier 9 sensiblement perpendiculaires au plan de ce levier. Le rebord 24 est agencé de telle sorte que l'axe d'articulation, c'est-à-dire l'axe horizontal de la bande 21, se trouve sensiblement dans le plan du levier 9. La lame 16 se trouvant perpendiculaire au plan du levier 9 > les forces exercées sur ce levier par l'intermédiaire des pointeaux 7 et 8 sont reprises par la lame 16 en traction ou en compression. I1 en résulte une très faible déformation de cette lame et par conséquent une très grande stabilité dans la position de l'axe d'articulation. En outre, la lame 16 peut être suffisamment mince pour n'opposer aucune résistance notable au pivotement du levier 9. Cet agencement assure donc une grande fidélité au dispositif selon l'invention et, d'une manière générale, à tout régulateur utilisant un tel dispositif. Diverses variantes et modifications peuvent bien entendu être apportées à la description qui précède sans sortir pour autant du cadre ni de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la mesure d'une grandeur physique telle qu'une pression ou une température, comprenant un corps (1) , un levier (9) monté par une articulation (10) dans ledit corps pour pivoter de part et d'autre d'une position d'équilibre sous l'action, d'une part, d'une force représentative de la grandeur à mesurer, et d'autre part, d'une deuxième force, antagoniste à la première, exercée par des moyens élastiques, et un organe d'actionnement (12) commandé par ledit levier, caractérisé par le fait que ladite articulation comprend une lame (16) solidaire du levier à une de ses extrémités et du corps à son autre extrémité. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites forces antagonistes sont exercées en un point médian du levier, ledit organe d'actionnement étant monté dans le corps au voisinage d'une des extrémités du levier et le levier étant artieulé sur le corps à son autre extrémité. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdites forces antagonistes sont appliquées au levier par l'intermédiaire d'un ensemble (7,8,14,15) à couteaux-enclumes ou à pointeaux-crapaudines. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ladite lame est disposée dans un plan sensiblement perpendiculaire au levier. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite lame est de forme allongée dans une direction sensiblement perpendiculaire au levier, l'un de ses bords longitudinaux étant rigidement lié au levier et son autre bord longitudinal étant rigidement lié au corps. 6. Dispositif selon l'ensemble des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que le levier se présente sous la forme d'une plaque disposée dans un plan passant sensiblement par l'axe longitudinal de la lame. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que chaque bord longitudinal de la lame est noyé dans un bloc (19,20) rigide, l'un de ces blocs étant fixé au levier et l'autre bloc- au corps du dispositif.