Brevet FR2626374A1 — publié le 19890728

DISPOSITIF DE CONTROLE D'UNE VITESSE DE ROTATION, NOTAMMENT PAR RAPPORT A UN SEUIL La présente invention concerne un dispositif de mesure de la vitesse de rotation d'ion objet autour d'un axe. Par objet, on entend principalement tout corps solide animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe. A titre d'exemple, ce corps peut être constitué par l'arbre de transmission d'un moteur. Pour mesurer une vitesse, on connait déjà des dispositifs répondant à la définition générale suivante, et comprenant - un générateur d'impulsions, comportant une partie mobile solidaire de l'objet en rotation, et une partie fixe, délivrant un train d'impulsions électriques de mesure, généré par la rotation dudit objet ; -un moyen de mesure d'une grandeur caractérisant le train d'impulsions éléctriques, et représentative de la vitesse de rotation ; la grandeur précitée correspond au nombre n d'impulsions par unité de temps t, mesuré soit par intégration, par exemple au moyen de la charge d'un condensateur avec les impulsions éléctriques de mesure, soit par comptage A titre d'exemple, le générateur d'impulsions peut être constitué d'un index opaque en rotation, traversant périodiquement un faisceau lumineux colimaté, produisant ainsi des impulsions lumineuses; ces impulsions lumineuses peuvent être alors transformées en impulsions éléctriques, au moyen d'une cellule photoéléctrique placée en regard du faisceau lumineux. La précision du dispositif de mesure défini précédemment varie beaucoup avec la vitesse de rotation à mesurer et/ou à comparer - si la vitesse de rotation est élevée, le nombre d'impulsions éléctriques prises en compte est important, et l'erreur systématique introduite, soit une impulsion par unité de temps t, est faible - si la vitesse de rotation est peu élevée, le nombre d'impulsions électriques prises en compte devient insuffisant par rapport à l'erreur systématique ; ainsi, si pendant l'unité de temps t le nombre d'impulsions de mesure prises en compte est de l'ordre de 10, alors la précision du dispositif ne peut excéder 10 %. Par ailleurs, avec un dispositif tel que précédemment défini, on ne peut obtenir une mesure instantanée ou quasi-instantanée, puisqu'un certain temps t doit s'écouler pour obtenir le train de n impulsions de mesure ou rotation, n représentant la valeur de la vitesse de rotation. La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient. Elle a pour objet un dispositif comportant un générateur d'impulsions de rotation, comme précédemment, mais délivrant un signal de mesure - dont la précision dépend beaucoup moins de la gamme de vitesses de rotation mesurée - et ce, de manière instantanée, ou quasi-instantanée. Selon la présente invention - le moyen de mesure est un compteur d'impulsions éléctriques de référence correspondant à une base de temps, dont une entrée de remise à zéro est commandée par chaque impulsion électrique de mesure ou de rotation; - au moins un générateur d'impulsions de référence, de fréquence haute par rapport à celle des impulsions de mesure, est en relation avec une entrée du compteur, de telle sorte que le nombre d'impulsions de référence, dénombrées entre deux impulsions de mesure, caractérise la période des impulsions de mesure à la sortie du générateur ; à partir de cette période peut alors être obtenue la vitesse de rotation de l'objet considéré. La précision du dispositif de mesure conforme à l'invention est de fait considérablement augmentée. Il suffit de choisir la fréquence prédeterminée des impulsions de référence , en relation avec la gamme des vitesses à mesurer, pour compter en permanence un très grand nombre d'impulsions de base de temps, entre deux remises à zéro consécutives du compteur. L'invention consistant en définitive à mesurer la période entre deux impulsions de rotation, alors le temps nécessaire à une telle mesure devient quasi-infinitésimal, de telle sorte que la réponse du dispositif de mesure devient quasi-instantanée. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui de la figure annexée. La figure 1 représente un synoptique simplifié d'un dispositif destiné à comparer des vitesses de rotation, par rapport à des valeurs ou seuils donnés, le dispositif en question étant conforme à la présente invention. Selon la présente invention, on munit un arbre moteur (non représenté) d'un générateur d'impulsions électriques (1), correspondant à la rotation de l'arbre. Ces impulsions éléctriques sont alors mises en forme au moyen d'un organe de mise en forme (2), destiné à donner à ces impulsions, une forme désirée, par exemple , en forme carrée, dents de scie.., convenant ensuite à un traitement numérique.Ces impulsions sont en outre calibrées en durée au moyen d'un monostable (3), et ce de manière conventionnelle. Chaque impulsion de mesure provoque, d'une part immédiatement le transfert du contenu d'un compteur (4) dans une mémoire (6), et d'autre part, avec un certain retard, grâce à un organe de retard (7), la remise à zéro du compteur (4). Ainsi, avant d'être remis à zéro, le compteur (4) peut basculer dans la mémoire (6) le nombre compté des impulsions de référence définies ciaprès. Le dispositif comporte au moins un générateur d'impulsions de référence de base de temps, ce dernier étant constitué par un oscillateur haute fréquence . Ce générateur (5a,5b) émet des impulsions électriques, dites de référence, selon une haute fréquence par rapport à la fréquence des impulsions de mesure ou rotation délivrées par le générateur (1). Dans l'exemple décrit, le dispositif comporte deux générateurs d'impulsions de référence, respectivement (5a) et (5b), à savoir un générateur destiné à émettre des impulsions de référence de fréquence relativement haute, pour des vitesses de ro tation élevées à mesurer, et l'autre destiné à émettre des impulsions de référence de fréquence relativement basse, pour permettre la mesure de vitesses de rotation plus faibles.De plus, afin de pouvoir selectionner le générateur d'impulsions de référence (5a, 5b), lorsque l'on a une idée sur l'ordre de grandeur de la vitesse à mesurer, le dispositif comprend des commutateurs (9, 10), respectivement un pour les -vitesses élevées, et l'autre pour les faibles vitesses, la sortie de ces commutateurs étant connectée à une porte logique ET (11,12), dont l'autre entrée est connectée au générateur (5a) ou (5b) considéré. Les deux portes logiques ET (11,12) sont connectées à une porte logique OU (13), dont la sortie est reliée au compteur (4). Ainsi, entre deux remises à zéro consécutives du compteur (4), effectuées par les impulsions de mesure, le compteur enregistre un certain nombre d'impulsions de référence émises par le générateur (5a) ou (5bu. De fait, connaissant la fréquence des impuls;ons de référence, et connaissant le nombre de celles-ci entre deux impulsions de mesure, de par le compteur (4), on peut donc déterminer de manière rigoureuse la période des impulsions de mesure, donc la vitesse de rotation de l'arbre moteur. La mémoire (6) est reliée à un convertisseur numérique/analogique (8) destiné à transformer les informations numériques stockées dans la mémoire en signaux analogiques. Ces derniers sont alors comparés avec des valeurs seuils au moyen d'amplificateurs opérationnels (14,15), respectivement un pour les grandes vitesses, et un pour les petites vitesses, la sortie de ces derniers étant connectée à une porte logi que ET (16,17), dont l'autre entrée est connectée à un commutateur (18), fonction de la gamme de vitesses à laquelle appartient la vitesse comparée.Les signaux de sortie des deux portes logiques ET (16,17) sont stockés dans les mémoires (19,20), puis amplifiés au moyen d'amplificateurs (21,22), dont la sortie, dans le cas d'espèce actionne un voyant lumineux (23,24), indiquant si la valeur de la vitesse mesure appartient ou non à la gamme de vitesse considérée. Les mémoires (19,20) sont remises à zéro au moyen d'un organe d'acquittement de mémoire (25) de manière tout à fait conventionnelle. Une application tout à fait intéressante de la présente invention concerne le controle de la constance d'un rapport de deux vitesses de rotation, à savoir d'un objet à rotation rapide, par exemple l'arbre d'entrée d'un réducteur de vitesse, et d'un objet à rotation lente, par exemple l'arbre de sortie du même réducteur de vitesse: ceci permettant, dans le cas d'un réducteur, de détecter toute rupture entre les deux arbres. Pour ce faire, il suffit d'adapter le dispositif selon l'invention de la manière suivante - le générateur d'impulsions de mesure correspond ou est placé sur l'arbre lent de sortie du réducteur - le générateur d'impulsions de référence ou de base de temps, (5a) ou (5b), est remplacé par un générateur d'impulsions, placé sur l'arbre rapide d'entrée du réducteur ; ce générateur, comme précédemment, comporte une partie mobile solidaire de l'arbre rapide, et une partie fixe, et délivre des impulsions électriques, lesquelles seront utilisées dans le cas présent comme impulsions de référence. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de controle de la vitese de rotation d'un objet autour d'un axe, comprenant - un générateur d'impulsions (1, comportant une partie mobile solidaire de l'objet en rotation, et une partie fixe, délivrant un train d'impulsions électriques de mesure, générées par la rotation dudit objet - un moyen de mesure d'une grandeur caractérisant le train d'impulsions de mesure, et représentant la vitesse de rotation, caractérisé en ce que - le moyen de mesure est un compteur (4) d'impul sions éléctriques de référence correspondant à une base de temps, dont une entrée de remise à zéro est commandée par chaque impulsion de mesure ou de rotation, - au moins un générateur (5a,5b) d'impulsions de référence, de fréquence haute par rapport à celle des impulsions de mesure, est en relation avec une entrée du compteur (4), le nombre d'impulsions de référence dénombré entre deux impulsions de mesure caractérisant la période du train d'impulsions de mesure à la sortie du générateur d'impulsions de mesure. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux générateurs (5a,5b) d'impulsions de référence, l'un de fréquence relativement haute pour la mesure des vitesses de rotation relativement élevées, et l'autre de fréquence relativement basse, pour la mesure des vitesses de rotation relativement faibles, l'un ou l'autre de ces générateurs étant actionné au moyen d'un commutateur (9,10) fermant ou ouvrant une porte logique (11,12) correspondante. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le compteur (4) communique avec une mémoire (6) pour le stockage du nombre des impulsions de- référence entre deux impulsions de mesure, correspondant à deux remises à zéro consécutives du dit compteur (4). 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sortie du générateur d'impulsions de mesure (1) commande à la fois la mémoire (6), et , au moyen d'un retardateur (7) , la mise à zéro du compteur (4). 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un convertisseur numérique/analogique (7), transformant les signaux numériques issus de la mémoire (6) en signaux analogiques. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu;il comporte au moins un comparateur (14,15) du signal analogique avec un seuil prédeterminée, délivrant un signal de contrôle. 7/ Dispositif selon la revendication 1, pour controler la constance d'un rapport de deux vitesses de rotation, à savoir d'un objet à rotation rapide et d'un objet à rotation lente respectivement, caractérisé en ce que - le générateur d'impulsions de mesure correspond à l'objet à rotation lente - et le générateur d'impulsions de référence comporte une partie mobile solidaire de l'objet en rotation rapide, et une partie fixe, et délivre un train d'impulsions électriques, générées par la rotation dudit objet à rotation rapide, et utilisées comme impulsions de référence.