Jean Marie Alfred Carteron, La Celle-Saint-Cloud (Seine-et-Oise, France), est mentionné comme étant l'inventeur La présente invention se rapporte à un appareil pour enregistrer les valeurs successives d'une variable, par exemple, d'une grandeur électrique, telle que tension, puissance, fréquence ou de toute autre grandeur physique, par exemple encore l'orientation et/ou la vitesse de courants marins, etc., à inter valles de temps déterminés, sur une bande sous la forme de perforations.
On sait qu'il existe actuellement au moins trois procédés d'enregistrement, à savoir - l'enregistrement graphique, c'est-à-dire sous forme de courbes, - l'enregistrement sous forme d'impression d'un nombre mesurant cette grandeur, - l'enregistrement sous forme de perforation d'une bande suivant un certain code.
Les deux premiers procédés se prêtent mal à un dépouillement systématique et rapide des variations de la grandeur enregistrée, surtout dans le cas d'en registrements couvrant un grand intervalle de temps.
On a proposé différents procédés d'enregistre ment sur bande perforée qui se prêtent à un dépouil lement rapide et automatique ; ces procédés mettent en oeuvre soit l'avance régulière de la bande et une perforation dès que le compteur a intégré une quan tité type, soit une avance de la bande à chaque quantité type et perforation à intervalles réguliers pour marquer le temps.
Toutefois, ces procédés connus présentent cer tains inconvénients et en particulier - les retraits ou la dilatation du papier créent une erreur, puisque le temps s'exprime par une longueur de papier ; - si l'on veut un enregistrement riche en ren seignements et précis, la longueur de la bande utilisée devient très grande ; - il n'est pas possible d'enregistrer des nombres négatifs, alors que c'est désirable dans de nombreux cas d'application (par exemple enregistrement de puissance réactive transi tant en un point). La présente invention permet de pallier les in convénients précités.
Elle a pour objet un appareil pour enregistrer les valeurs successives d'une va riable, à des intervalles de temps déterminés, sur une bande sous la forme de perforation, caractérisé par un premier dispositif comprenant un compteur- codeur susceptible de commander un organe perfo rateur, des moyens d'introduction desdites valeurs dans ce premier dispositif, un deuxième dispositif pour assurer, d'une part, le déplacement de la bande et, d'autre part, le rapprochement du premier dispo sitif de la bande pour pratiquer la perforation de celle-ci à la fin de chaque intervalle de temps.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'appareil suivant l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, partielle ment en perspective, une première forme d'exécu tion ; Les fig. 2 à 4 montrent certains organes d'une deuxième forme d'exécution.
Les fig. 2 et 3 représentant respectivement des vues en élévation et de côté d'une même partie. La fia. 5 montre une bande perforée utilisée dans la deuxième forme d'exécution.
La fia. 6 est un diagramme de fonctionnement. Les fia. 7 et 8 montrent schématiquement. res pectivement en plan et en coupe, une troisième forme d'exécution.
La fia. 9, enfin, montre en perspective partielle une quatrième forme d'exécution. En se référant tout d'abord à la fia. 1 représen tant une première forme d'exécution, on supposera que l'on se propose d'enregistrer par inscription, sous forme de perforations codées, sur une bande, les valeurs successives d'une variable que l'on suppo sera être une grandeur électrique.
L'ensemble représenté sur la fia. 1 comprend en combinaison avec un appareil de mesure de la grandeur électrique considérée, tel que représenté d'une façon générale en M, fia. 1 un compteur C (fia. 1) propre à enregistrer sur ses organes tels que rouleaux, roues dentées ou autres, les valeurs de la susdite grandeur, tout au moins à certains intervalles de temps déterminés tels que ceux T indiqués plus loin, et cela aussi bien pour des valeurs négatives que pour des valeurs positives de ladite grandeur ou de ses variations, ledit comp teur étant du type codé, par exemple en système bi naire (fia. 1) ou en système binaire-décimal, tel que décrit en référence aux fia.
2 et suivantes, des moyens perforateurs D propres à permettre de transporter sur une bande 10, sous forme de per forations, les valeurs codées enregistrées par ledit compteur, ces moyens perforateurs étant agencés de manière qu'ils forment un même ensemble avec le compteur C, et, enfin, un système d'horloge H, propre à assu rer, d'une part, l'avancement de la bande 10, et, d'autre part, sa perforation, à la fin de chaque inter valle de temps T, à partir du compteur C et en fonction des valeurs à ce moment inscrites sur ledit compteur.
Cette horloge est synchrone au secteur d'alimen tation S, cela de façon qu'on puisse opérer la com paraison rigoureuse de deux bandes coagissant avec des appareils montés en des points éloignés d'un même réseau, dans certaines applications telles que celles envisagées ci-après. En outre, l'horloge est agencée pour présenter une autonomie importante, de plusieurs heures ou plusieurs jours par exemple, afin de continuer à assurer l'entraînement de la bande, même en cas de panne de courant.
En outre, l'ensemble comprend des moyens pou vant, lors de panne de courant ou de tout incident risquant de fausser les résultats de l'enregistrement, invalider les perforations correspondant à des pé riodes T, pendant une partie au moins desquelles â eu lieu une telle panne, ces moyens se manifes tant par une perforation particulière ou l'absence d'une telle perforation sur une piste ou colonne spéciale de la bande 10.
Comme représenté sur la fia. 1, à titre d'exemple, l'appareil de mesure M est du type électrodyna mique à disque tournant, et pour lequel on a supposé que les valeurs étaient transférées, depuis l'appareil de mesure M jusqu'au compteur C, par un système de transmission à impulsions, étant entendu qu'on pourrait assurer cette transmission de toute autre manière, comme il apparaîtra également à la fin de la présente description.
On se propose d'enregistrer les valeurs succes sives d'une grandeur électrique qui peut être par exemple une puissance, une tension, etc. ; cette gran deur électrique est appliquée aux bornes<I>A</I> et<I>B</I> de l'appareil de mesure M, à stator 1 et disque 2, l'angle de rotation de ce dernier étant proportionnel à l'intégrale dans le temps des variations de G
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le rôle du compteur-per- forateur C étant d'enregistrer ladite intégrale à chaque période T et de la transporter à la fin de cette période sur la bande 10.
Pour enregistrer le nombre de tours n du disque 2 sur le compteur C, on a recours à des impulsions engendrées par un doigt 4 entraîné par le disque 2 et agissant sur des contacts 5 et des électrodes 6, et 6_ A chaque tour, fraction de tour ou groupe de tours (selon le mode de réalisation choisi), le disque 2 vient déclencher par 4 le dispositif de contacts 5, qui est du type bipolaire, de façon que, si la rotation est directe, on assure l'émission d'une impulsion dite positive venant agir sur l'électrode 61, tandis que si la rotation s'effectue en sens opposé, on assure l'émission d'une impulsion dite négative venant agir sur l'électro-aimant 6.,.
En outre, il y a lieu d'interposer dans le circuit des impulsions, un système de relais-mémoire 7 (fia. 1), pour tenir compte du fait que le dispositif de compteur-codeur C n'est pas prêt à recevoir l'action des impulsions pendant le temps t1, (fia. 6) correspondant à la perforation de la bande et éven tuellement à la remise à zéro dudit dispositif. Ce temps tT, sera d'ailleurs très court, de l'ordre par exemple de une seconde, ou de quelques secondes (voire même de moins de une seconde).
Cela étant, les relais 61, 6., viennent donc agir, par des cliquets 8 et une roue à rochet 9, sur l'arbre 3 du compteur-codeur C.
Le compteur représenté très schématiquement sur la fia. 1 convient au codage binaire. Il est cons titué essentiellement par trois rouleaux RI , R_, , R.; reliés les uns aux autres par des roues ou dispositifs de report r. Chacun de ces rouleaux correspond à quatre ordres binaires successifs, c'est-à-dire peut occuper seize positions différentes, les digits 1 et les digits 0 du système binaire étant représentés respectivement par des dents d et par les creux qui les séparent, et le tout étant propre à agir sur les moyens perfo rateurs D destinés à transporter, sur la bande 10, les valeurs codées représentées par lesdites dents.
Il est inutile d'insister sur ces rouleaux, bien connus dans la technique du système binaire. Des renseignements plus précis seront donnés plus loin, dans le cas du système binaire décimal.
Les moyens perforateurs D, qui actionnent le compteur C (RI, R_,, R..;), sont constitués par au moins un électro-aimant 13 (commandé à partir de l'horloge H) actionnant une barre générale de frappe 14, propre à commander des outils perforateurs ou poinçons 15. Ces derniers ne peuvent être solli cités que dans les ordres binaires où l'un de leurs éléments 18 aura été amené en position de frappe en étant repoussé par une dent d (sur la fig. 1, on n'a représenté qu'un seul des outils 15, 18, dans un rang binaire déterminé).
Finalement, l'actionnement des outils perfora teurs à la fin de chaque période T aura pour effet d'assurer l'inscription du nombre binaire sur trois lignes successives<I>al , a., ,</I> a.3 et quatre colonnes <I>I, Il, 1l1, IV</I> de la bande<B>10</B> (colonne<I>c i</I> fig. 1, le tout correspondant dans l'exemple représenté à' 16 ordres binaires successifs), les digits 1 et 0 de la numérotation binaire étant représentés, les premiers par des perforations 17 et les seconds par l'absence de perforations, ou encore par des points 16 (ceux-ci étant cependant indiqués surtout dans un but de compréhension).
Des moyens sont prévus pour faire apparaître les nombres négatifs par une perforation supplémen taire 20, comme on le montrera en référence aux fi-. 2 à 5.
Pour ce qui est de l'entraînement de la bande, la fig. 1 montre que celui-ci est obtenu à l'aide de l'horloge H par au moins une roue à picots 33 co- agissant avec des trous d'entraînement 12 de ladite bande.
La même horloge provoque à la fin de la période T la fermeture de contacts 30 entraînant l'excitation du relais 13 du système perforateur D.
Elle provoque en même temps l'intervention du système de validation E, qui comporte un relais 21 propre à provoquer la perforation de la bande 10 en 23, à l'aide d'un dispositif perforateur 22. La pré sence d'un trou en 23, sur une colonne supplémen taire c v, indique que les perforations 17 réalisées sur la bande à partir du compteur C sont valides, tandis que l'absence de trou correspond à une inva lidation. Un dispositif est donc prévu - tel que celui décrit plus loin en référence à la fig. 4 pour empêcher le fonctionnement du relais,21 (aucun trou n'étant alors obtenu en 23), lorsqu'une panne de secteur (ou toute autre opération incorrecte) a eu lieu au cours de la période T précédant le transport des valeurs codées du compteur C sur la bande 10.
On peut résumer le fonctionnement de la forme d'exécution de la fig. 1 en indiquant que celle-ci comporte le transport sur une bande à chacune des périodes T déterminées, de valeur codée (perfora tion 17 et, éventuellement, points 16) correspondant aux valeurs de la grandeur - ici l'intégrale de cette grandeur - pendant ladite période, ces valeurs pouvant être aussi bien négatives que positives (la discrimination se faisant par des perforations spé ciales 20 correspondant au signe moins).
La perforation, conjuguée directement au comp teur C, est assurée par une horloge H synchronisée sur le réseau et par la présence de moyens propres à assurer, à partir de l'horloge, une invalidation en cas de panne de courant, cette invalidation se faisant à l'aide de perforations supplémentaires 23 sur la bande.
On va maintenant décrire, en référence aux fig. 2 à 5, le dispositif compteur perforateur d'une autre forme d'exécution.
On adopte, pour le codage du compteur et de la perforation, le système binaire décimal.
Dans ce système, qui est illustré sur la bande 10 de la fig. 5 et qui est supposé sur cette figure appliqué à des nombres à trois chiffres en système décimal, on dispose de trois rangées <I>al , a, , a;</I> respectivement pour les unités, les dizaines et les centaines, et, dans chacune de ces rangées, la perforation a lieu dans le système binaire.
Un nombre décimal, avec des unités, dizaines et centaines, s'inscrit donc respectivement sur les trois a1 <I>,</I> a., <I>,</I> a,; (f étant, par exemple, le sens d'entraîne ment de la bande), et en tenant compte de ce que, sur chaque ligne, les perforations successives sur les colonnes I,<I>II, III, IV,</I> correspondent aux nombres 1, 2, 22, 2:s c'est-à-dire, en système décimal, 1, 2, 4, 8 Le chiffre 1 se représente par une perforation dans la colonne 1, le chiffre 2, par une perforation dans la co lonne 11, le chiffre 3, par deux perforations respective ment dans les colonnes<I>1 et II,</I> le chiffre 4 par une perforation dans la colonne <I>l11,</I> etc.
On a montré, sur la fig. 5, le chiffre 239. Pour faire apparaître un nombre négatif, on prévoit dans ce cas l'inscription d'une perforation supplémentaire, telle que celle représentée en 20 sur la ligne a:;. On a choisi, pour l'endroit de cette perforation, la quatrième position<I>(IV)</I> sur ladite ligne a3 <I>,</I> auquel cas le système ne peut pas enre gistrer des chiffres supérieurs à 799 ; ce n'est là qu'un exemple. Cette même figure 5 montre deux inscriptions valides (val), pour -f- 239 et<B>-239,</B> caractérisées par le fait qu'il existe une perforation de validation en 23 sur la colonne c v.
Elle montre aussi deux inscriptions non valables (inv), pour les mêmes nombres, caractérisées par le fait qu'une telle per foration n'existe pas.
Cela étant exposé, on voit sur les fig. 2 et 3 un compteur perforateur particulièrement simple fonctionnant dans le système binaire-décimal susvisé.
Ce compteur comporte trois roues RI R_, R.# res pectivement pour les unités, les dizaines et les cen taines, ces roues étant identiques et formées chacune d'une plaque ayant la forme d'un décagon. Des roues de report à une dent sont prévues en r, <I>r,</I> I@ , propres à engrener avec des roues dentées intermédiaires à dix dents 31. Le codage binaire apparaît sur les faces 32 des plaques, et cela sous forme de saillies<B>32,</B> correspondant aux ordres binaires choisis pour for mer chacun des chiffres décimaux 0 à 9, ces saillies étant propres à agir sur les poinçons perforateurs 15.
Au lieu de provoquer la perforation en agissant sur les poinçons 15 comme supposé sur la fig. 1, on provoque le déplacement de l'ensemble du compteur vers lesdits poinçons.
A cet effet (fi . 4), le dispositif est tel que, chaque fois que doit intervenir la perforation à la fin de la période T, sous l'effet des contacts 30, une came 34 attaque un levier 35 sur lequel est monté l'axe 36 du compteur C<I>(RI</I> R@ & ).
Cette came 34 est montée sur un arbre de com mande 37 pouvant servir à d'autres fins, en parti culier à la remise à zéro du compteur.
En effet, dans la forme d'exécution de la fig. 1, où l'on suppose que l'on veuille inscrire à chaque période T la valeur moyenne de la grandeur, c'est- à-dire le nombre de tours de l'appareil de mesure M, il convient d'assurer cette remise à zéro du compteur (laquelle cependant peut ne pas être indispensable dans d'autres applications), aussitôt après la perfo ration, pendant l'intervalle de temps t".
Dans l'exemple de la fig. 4, cette remise à zéro intervient par le fait d'au moins une roue à denture incomplète 38 montée sur l'arbre 37 et en prise avec un pignon 39 également à denture incomplète, appartenant au compteur.
En fin de période T, c'est-à-dire pendant la pé riode t" (fig. 6), l'arbre 37 est amené à faire un tour complet, provoquant à la fois la perforation et la remise à zéro.
A cet effet, ledit arbre est entraîné (fig. 4) par un moteur 40, mis en marche par la fermeture de contacts 41 intervenant sous l'effet du relais D (13). L'armature mobile 42 dudit relais est notamment agencée de façon à verrouiller la came 34 et l'arbre 37, en l'absence de courant dans ledit relais, et cela par la pénétration d'un taquet 43 dans une encoche 44 de la came 34. Lors de l'excitation du relais<B>13</B> par la fermeture momentanée des contacts 30, le moteur 40 est mis en marche, l'arbre 37 et sa came tournent, et cette rotation est maintenue par le fait que le taquet 43 est sorti de son encoche et que l'armature 42 maintient les contacts 41 fermés. La rotation dure donc un tour complet, jusqu'à ce que le taquet 43 retombe dans ladite encoche, l'ar mature 42 ouvrant alors les contacts 41.
La fig. 4 montre aussi avec quelques détails, un dispositif d'invalidation E, illustré schématiquement sur la fig. 1, avec relais 21 et armature 22.
Cette armature 22 agit sur un doigt intermé diaire 63, monté en bout d'un levier de réarmement 64 soumis à l'action d'un ressort 45.
Dans les conditions normales, c'est-à-dire le cou rant passant dans le relais 21 et l'armature 22 étant attirée, le doigt 63 se trouve enclenché dans. la po sition représentée et son extrémité active 46 se présente entre une saillie 47 du levier 35 (comman dé par la came 34) et le poinçon de validation 48. La perforation de validation 23 est donc assurée.
Dès qu'il y a panne de courant, l'armature 22 est libérée et le levier 64 prend la position pointillée représentée, pour laquelle l'extrémité 46 du doigt 63 se retire de la saillie 47, de sorte que la perfo ration 23 ne peut plus se faire.
Il est à noter qu'à ce moment et tant que dure la panne, rien ne se passe dans l'appareil, sinon que la bande 10 continue à être entraînée (à supposer que le moteur 40 soit lui-même alimenté par le sec teur, donc lui-même arrêté en cas de panne). Lorsque le courant revient, il faut que la première inscription codée enregistrée sur la bande soit invalidée : c'est ce que réalise l'ensemble, puisque la perforation 23 n'a pas lieu, comme il vient d'être indiqué. Mais il faut, en outre, que le dispositif d'invalidation E (21) soit réarmé pour la période T suivante.
Ce dernier résultat est obtenu par le fait que la came 34, au cours de sa rotation, vient réarmer le levier 64 et remettre l'ensemble en place, ledit ensemble se réen- clenchant sur l'armature 22 à nouveau attirée par le relais 21.
Il est à noter qu'on n'a pas représenté, sur les fig. 2 à 5, le poinçon pour la perforation 20 des nombres négatifs, mais il est aisé au technicien d'agencer les moyens pour actionner un tel poinçon.
La forme d'exécution décrite aux fig. 2 à 5 fonctionne suivant les lignes générales données plus haut en référence à la fig. 1, c'est-à-dire entraînement continue de la bande 10, inscription sur le compteur C, pendant chaque période T, des indications de l'appareil de mesure (ici l'intégrale ou valeur moyenne de la grandeur G), et, à chaque fin de période, pendant un court intervalle t" , report des inscriptions du compteur sur la bande, par perforation, avec validation (ou in validation) et inscription éventuelle de la perforation 20 dans le cas d'un nombre négatif.
On obtient ainsi une bande qui reproduit fidèle ment, sous forme de perforations et d'absence de perforations sur des lignes régulièrement espacées, la loi de variation de la grandeur pendant chacun des intervalles de temps T prédéterminés, étant en tendu d'ailleurs que l'on peut obtenir, à partir de ces bandes, toutes autres formes représentatives de ladite loi.
C'est ainsi qu'en liaison avec un lecteur de bande on pourrait utiliser la forme d'exécution décrite ci- dessus avec un dispositif reproducteur sur carte per forée, avec une machine à écrire automatique, inscri vant les nombres en système décimal, avec un traceur de courbe, ete.
La forme d'exécution des fig. 2 à 4 permet d'utiliser des longueurs de bande très faibles (par exemple un enregistrement sur une bande d'une me sure par heure, avec une précision de 1/2000, peut occuper 60 m seulement d'une bande large de 18 mm, soit un rouleau de 4 à 5 cm de rayon). Du fait que l'horloge est synchrone avec le réseau et possède une réserve de marche, on peut faire l'économie de l'inscription de l'heure (chaque inscription par perfo ration correspondant à une période T prédéterminée). En outre, on peut inscrire à volonté sur une ou plusieurs lignes ; on peut inscrire des nombres né gatifs aussi bien que des nombres positifs ; on peut réaliser une invalidation, ce qui élimine automatique ment des mesures erronées et on peut enfin réaliser des ensembles simples et peu coûteux.
Il convient encore d'ajouter que le synchronisme réalisé entre l'horloge et le réseau permet d'effectuer ainsi tous travaux de corrélation entre deux enre gistreurs éloignés.
Ces travaux de corrélation peuvent consister par exemple, à comparer la loi de variation entre la puis sance électrique totale consommée, dans un pays ou une région, et la température extérieure, ou à comparer les variations de la puissance consommée en un point d'alimentation d'un réseau et les fluctuations de tension chez l'abonné le plus éloigné.
De telles comparaisons ou corrélations exigent des mesures en des points éloignés, donc l'inscription sur des bandes différentes dont le synchronisme doit être maintenu parfait, ce que permettent les appareils décrits (et sans que les variations de longueur du papier, par dilatation, aient aucunement à interve nir).
Il convient encore de noter que, si dans l'appareil de la fig. 1, on enregistre l'intégrale de la grandeur, il est également possible d'enregistrer les valeurs mêmes de la grandeur, par exemple les valeurs de celles-ci à la fin de chaque période T (valeur absolue ou valeur relative par rapport à la valeur prise à la fin de la période précédente) et plus spécialement dans le cas où la durée de cette période T est faible (quelques secondes ou quelques minutes).
A supposer, par exemple, que la grandeur à mesurer se manifeste sur l'appareil de mesure, non plus par la rotation d'un disque comme sur la fig. 1, mais par la position angulaire d'un organe tel que cadre mobile, aiguille aimantée, etc., on pourra uti liser la forme d'exécution représentée aux fig. 7 et 8 où l'on conserve le dispositif de transmission par impulsion de la fig. 1, ce dispositif recevant, par exemple, à la fin de chaque période T, un nombre d'impulsions correspondant à la position angulaire dudit organe mobile, cela à l'aide d'un dispositif chercheur combiné à cet organe,
ou bien la forme d'exécution représentée en fig. 9 où la position du compteur C est asservie à celle dudit organe.
La forme d'exécution des fig. 7 et 8 est agencée pour mesurer, à des intervalles de temps T, les valeurs de la direction d'un courant marin, par rap port au nord magnétique, c'est-à-dire par rapport à la direction d'une aiguille aimantée 49.
Ladite aiguille coopère, à l'intérieur d'un boîtier non représenté, avec une couronne 50 de mise à la masse et avec des plots 51, respectivement reliés à ceux 52 d'un chercheur 53, du genre des rotatifs téléphoniques.
A la fin de chaque période T, c'est-à-dire pendant la période t1, <I>,</I> on provoque par exemple les opérations suivantes (commandées par l'horloge H) mise momentanée d'une tension, par l'aiguille 49, sur l'un des plots 51, en regard (par exemple par basculement, sous l'effet d'un solénoïde 54 apparte nant au boîtier de l'appareil et lié à l'horloge en 63), cette tension étant alors appliquée aussi au plot cor respondant 52 du chercheur, et mise en marche de l'organe mobile 55 dudit chercheur qui, partant de son origine, émet des im pulsions jusqu'à ce qu'il rencontre le plot de tension, ou le plot à la masse, le nombre de ces impulsions étant donc proportionnel à l'angle qu'il s'agit d'en registrer sur le compteur C,
de sorte que tout fonctionne comme dans le cas de la fig. 1, sous l'effet des impulsions émises en 56, sauf que l'on enregistre à la fin de chaque période T la valeur même de la grandeur, ou sa valeur relative, au lieu de son intégrale.
La forme d'exécution représentée en fig. 9 com prend une aiguille aimantée 49 coopérant avec un potentiomètre 57, de façon à appliquer à chaque instant une tension variable U, à un comparateur 58, lequel reçoit par ailleurs une tension U' provenant d'un potentiomètre 59 entraîné par un moteur 60 des tiné à commander par réducteur 61 le compteur C.
Ce moteur recevant la tension U, résultant de la comparaison entre<I>U</I> et<I>U',</I> on voit que la position du compteur C sera à chaque instant asservie à la position relative de l'aiguille par rapport à son boîtier.
Un interrupteur est prévu en 62, cet interrupteur étant commandé par l'horloge, de façon à arrêter le moteur pendant la perforation.
Il n'y a pas, ici, de remise à zéro du compteur ; il doit être entendu qu'il peut en être ainsi dans de nombreuses applications. Il est à préciser, au surplus, que la grandeur à mesurer peut être quelconque et qu'elle pourra toujours être transformée, par exemple, en un cou rant ou tension continu proportionnel, propre à assu rer l'actionnement du compteur C en vue de l'enre gistrement à réaliser par perforation.
Jean Marie Alfred Carteron, La Celle-Saint-Cloud (Seine-et-Oise, France), is mentioned as the inventor The present invention relates to an apparatus for recording the successive values of a variable, for example, d 'an electrical quantity, such as voltage, power, frequency or any other physical quantity, for example also the orientation and / or the speed of marine currents, etc., at determined time intervals, on a strip in the form perforations.
We know that there are currently at least three recording methods, namely - graphic recording, that is to say in the form of curves, - recording in the form of printing of a number measuring this size, - recording in the form of perforation of a tape according to a certain code.
The first two methods do not lend themselves well to a systematic and rapid analysis of the variations of the recorded quantity, especially in the case of recordings covering a large time interval.
Various methods of recording on perforated tape have been proposed which lend themselves to rapid and automatic peeling; these methods implement either the regular advance of the strip and a perforation as soon as the counter has integrated a standard quantity, or an advance of the strip at each standard quantity and perforation at regular intervals to mark the time.
However, these known methods have certain drawbacks and in particular - the shrinkage or expansion of the paper creates an error, since time is expressed by a length of paper; - if one wants a recording rich in information and precise, the length of the tape used becomes very large; - it is not possible to record negative numbers, although this is desirable in many application cases (eg recording of reactive power passing through a point). The present invention overcomes the aforementioned drawbacks.
Its object is an apparatus for recording the successive values of a variable, at determined time intervals, on a strip in the form of perforation, characterized by a first device comprising a counter-encoder capable of controlling a perforating member , means for introducing said values into this first device, a second device for ensuring, on the one hand, the displacement of the strip and, on the other hand, the bringing together of the first device of the strip to perform the perforation of the strip. this at the end of each time interval.
The appended drawing represents, by way of example, some embodiments of the apparatus according to the invention.
Fig. 1 shows, schematically, partially in perspective, a first embodiment; Figs. 2 to 4 show certain members of a second embodiment.
Figs. 2 and 3 respectively showing elevation and side views of the same part. The fia. 5 shows a perforated strip used in the second embodiment.
The fia. 6 is an operating diagram. The fia. 7 and 8 show schematically. respectively in plan and in section, a third embodiment.
The fia. 9, finally, shows in partial perspective a fourth embodiment. Referring first to the fia. 1 represents a first embodiment, it will be assumed that it is proposed to record by writing, in the form of coded perforations, on a tape, the successive values of a variable which it is assumed will be a quantity electric.
The assembly shown on fia. 1 comprises in combination with an apparatus for measuring the electrical quantity considered, as shown generally at M, fia. 1 a counter C (fia. 1) suitable for recording on its components such as rollers, toothed wheels or the like, the values of the aforesaid quantity, at least at certain determined time intervals such as those T indicated below, and that both for negative values and for positive values of said quantity or of its variations, said counter being of the coded type, for example in binary system (fia. 1) or in binary-decimal system, as described in reference to fia.
2 et seq., Perforating means D suitable for making it possible to transport on a strip 10, in the form of perforations, the coded values recorded by said counter, these perforating means being arranged so that they form the same unit with the counter C , and, finally, a clock system H, suitable for ensuring, on the one hand, the advancement of the strip 10, and, on the other hand, its perforation, at the end of each time interval T , from counter C and as a function of the values at that moment written on said counter.
This clock is synchronous with the power supply sector S, so that a rigorous comparison can be made between two bands coacting with devices mounted at remote points on the same network, in certain applications such as those envisaged below. -after. In addition, the clock is designed to have significant autonomy, of several hours or several days for example, in order to continue to drive the tape, even in the event of a power failure.
In addition, the assembly comprises means capable of invalidating the perforations corresponding to periods T during a power failure or any incident likely to falsify the results of the recording, during at least part of which took place. such a failure, these means are manifested both by a particular perforation or the absence of such a perforation on a special track or column of the strip 10.
As shown on fia. 1, by way of example, the measuring device M is of the electrodynamic type with a rotating disc, and for which it has been assumed that the values were transferred, from the measuring device M to the counter C, by a pulse transmission system, it being understood that this transmission could be provided in any other way, as will also appear at the end of the present description.
We propose to record the successive values of an electrical quantity which can be for example a power, a voltage, etc. ; this electrical magnitude is applied to terminals <I> A </I> and <I> B </I> of the measuring device M, with stator 1 and disc 2, the angle of rotation of the latter being proportional to the time integral of the variations of G
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the role of the counter-perforator C being to record said integral at each period T and to transport it at the end of this period on the tape 10.
To record the number of revolutions n of disc 2 on counter C, use is made of pulses generated by a finger 4 driven by disc 2 and acting on contacts 5 and electrodes 6, and 6_ At each revolution, fraction of turn or group of turns (depending on the embodiment chosen), the disc 2 triggers by 4 the contact device 5, which is of the bipolar type, so that, if the rotation is direct, the emission of a so-called positive pulse acting on the electrode 61, while if the rotation takes place in the opposite direction, the emission of a so-called negative pulse acting on the electromagnet 6.,.
In addition, it is necessary to interpose in the pulse circuit, a memory relay system 7 (fia. 1), to take account of the fact that the counter-encoder device C is not ready to receive the 'action of the pulses during the time t1 (fia. 6) corresponding to the perforation of the strip and possibly to the resetting of said device. This time tT will moreover be very short, of the order for example of one second, or of a few seconds (or even of less than one second).
This being the case, the relays 61, 6, therefore act, by pawls 8 and a ratchet wheel 9, on the shaft 3 of the counter-encoder C.
The meter represented very schematically on the fia. 1 is suitable for binary coding. It consists essentially of three rollers RI, R_,, R .; connected to each other by wheels or transfer devices r. Each of these rollers corresponds to four successive binary orders, that is to say can occupy sixteen different positions, the digits 1 and the digits 0 of the binary system being represented respectively by teeth d and by the hollows which separate them, and the whole being adapted to act on the perforating means D intended to transport, on the strip 10, the coded values represented by said teeth.
It is unnecessary to dwell on these rollers, well known in the art of the binary system. More precise information will be given later, in the case of the binary decimal system.
The perforating means D, which actuate the counter C (RI, R_ ,, R ..;), consist of at least one electromagnet 13 (controlled from the clock H) actuating a general striking bar 14, suitable for controlling perforating tools or punches 15. The latter can only be called upon in binary orders where one of their elements 18 has been brought into the striking position by being pushed back by a tooth d (in FIG. 1). , only one of the tools 15, 18 has been shown in a determined binary rank).
Finally, the actuation of the perforating tools at the end of each period T will have the effect of ensuring that the binary number is written on three successive lines <I> al, a.,, </I> a.3 and four columns <I> I, II, 1l1, IV </I> of band <B> 10 </B> (column <I> ci </I> fig. 1, the whole corresponding in the example shown at ' 16 successive binary orders), the digits 1 and 0 of the binary numbering being represented, the first by perforations 17 and the second by the absence of perforations, or even by points 16 (these being however indicated mainly in a purpose of understanding).
Means are provided for showing negative numbers through an additional perforation 20, as will be shown with reference to fi-. 2 to 5.
As regards the belt drive, fig. 1 shows that this is obtained with the aid of the clock H by at least one sprocket wheel 33 coacting with drive holes 12 of said strip.
The same clock causes at the end of period T the closing of contacts 30 leading to the energization of relay 13 of the perforator system D.
At the same time, it causes the intervention of the validation system E, which comprises a relay 21 capable of causing the perforation of the strip 10 at 23, using a perforating device 22. The presence of a hole in 23, on an additional column cv, indicates that the perforations 17 made on the strip from the counter C are valid, while the absence of a hole corresponds to an invalidation. A device is therefore provided - such as that described below with reference to FIG. 4 to prevent the operation of the relay, 21 (no hole then being obtained in 23), when a mains failure (or any other incorrect operation) has occurred during the period T preceding the transport of the coded values of the counter C on band 10.
We can summarize the operation of the embodiment of FIG. 1 by indicating that this comprises the transport on a tape at each of the determined periods T, of coded value (perforation 17 and, possibly, points 16) corresponding to the values of the quantity - here the integral of this quantity - during said period, these values possibly being both negative and positive (the discrimination being made by special perforations 20 corresponding to the minus sign).
The perforation, combined directly with the counter C, is ensured by a clock H synchronized on the network and by the presence of means suitable for ensuring, from the clock, an invalidation in the event of a power failure, this invalidation taking place. using additional perforations 23 on the strip.
We will now describe, with reference to FIGS. 2 to 5, the counter-perforator device of another embodiment.
For the encoding of the counter and the perforation, the binary decimal system is adopted.
In this system, which is illustrated on strip 10 of FIG. 5 and which is assumed in this figure applied to numbers with three digits in the decimal system, there are three rows <I> al, a,, a; </I> respectively for the units, the tens and the hundreds, and , in each of these rows, the perforation takes place in the binary system.
A decimal number, with units, tens and hundreds, is therefore inscribed respectively on the three a1 <I>, </I> a., <I>, </I> a ,; (f being, for example, the direction of belt drive), and taking into account that, on each row, the successive perforations on columns I, <I> II, III, IV, </ I > correspond to the numbers 1, 2, 22, 2: s that is to say, in decimal system, 1, 2, 4, 8 The number 1 is represented by a perforation in column 1, the number 2, by a perforation in column 11, number 3, by two perforations respectively in columns <I> 1 and II, </I> number 4 by a perforation in column <I> l11, </I> etc. .
It has been shown in FIG. 5, the number 239. In order to show a negative number, provision is made in this case to write an additional perforation, such as that shown at 20 on line a:;. For the location of this perforation, we have chosen the fourth position <I> (IV) </I> on said line a3 <I>, </I> in which case the system cannot record digits greater than 799; this is just one example. This same figure 5 shows two valid inscriptions (val), for -f- 239 and <B> -239, </B> characterized by the fact that there is a validation perforation at 23 on the column c v.
It also shows two invalid inscriptions (inv), for the same numbers, characterized by the fact that such a perforation does not exist.
This being explained, it can be seen in FIGS. 2 and 3 a particularly simple perforating counter operating in the aforementioned binary-decimal system.
This counter comprises three wheels RI R_, R. # respectively for units, tens and hundreds, these wheels being identical and each formed of a plate having the shape of a decagon. One-tooth transfer wheels are provided at r, <I> r, </I> I @, suitable for meshing with intermediate toothed wheels with ten teeth 31. The binary coding appears on the faces 32 of the plates, and this in the form of projections <B> 32, </B> corresponding to the binary orders chosen to form each of the decimal digits 0 to 9, these projections being suitable for acting on the perforating punches 15.
Instead of causing the perforation by acting on the punches 15 as assumed in FIG. 1, the entire counter is caused to move towards said punches.
For this purpose (Fig. 4), the device is such that, each time the perforation must occur at the end of the period T, under the effect of the contacts 30, a cam 34 drives a lever 35 on which is mounted the 'axis 36 of the counter C <I> (RI </I> R @ &).
This cam 34 is mounted on a control shaft 37 which can be used for other purposes, in particular for resetting the counter.
In fact, in the embodiment of FIG. 1, where it is assumed that one wants to enter at each period T the average value of the quantity, that is to say the number of revolutions of the measuring device M, it is necessary to ensure this discount to zero of the counter (which however may not be essential in other applications), immediately after the perforation, during the time interval t ".
In the example of FIG. 4, this resetting takes place by the fact of at least one incomplete toothed wheel 38 mounted on the shaft 37 and engaged with a pinion 39 also with incomplete toothing, belonging to the counter.
At the end of period T, that is to say during period t "(FIG. 6), the shaft 37 is caused to make a complete revolution, causing both the perforation and the reset.
To this end, said shaft is driven (FIG. 4) by a motor 40, started by the closing of contacts 41 occurring under the effect of relay D (13). The movable armature 42 of said relay is in particular arranged so as to lock the cam 34 and the shaft 37, in the absence of current in said relay, and this by the penetration of a lug 43 in a notch 44 of the cam. 34. When the relay <B> 13 </B> is energized by the momentary closing of the contacts 30, the motor 40 is started, the shaft 37 and its cam rotate, and this rotation is maintained by the fact that the tab 43 is out of its notch and that the armature 42 maintains the contacts 41 closed. The rotation therefore lasts one full turn, until the cleat 43 falls back into said notch, the mature artery 42 then opening the contacts 41.
Fig. 4 also shows, in some detail, an invalidation device E, schematically illustrated in FIG. 1, with relay 21 and armature 22.
This reinforcement 22 acts on an intermediate finger 63, mounted at the end of a reset lever 64 subjected to the action of a spring 45.
Under normal conditions, that is to say the current passing through the relay 21 and the armature 22 being attracted, the finger 63 is engaged in. the position shown and its active end 46 is between a projection 47 of the lever 35 (controlled by the cam 34) and the validation punch 48. The validation perforation 23 is therefore ensured.
As soon as there is a power failure, the frame 22 is released and the lever 64 takes the dotted position shown, for which the end 46 of the finger 63 is withdrawn from the projection 47, so that the perforation 23 does not can no longer be done.
It should be noted that at this moment and as long as the failure lasts, nothing happens in the apparatus, except that the band 10 continues to be driven (assuming that the motor 40 is itself supplied by the mains. , therefore itself stopped in case of failure). When the current returns, the first coded inscription recorded on the tape must be invalidated: this is what the assembly does, since the perforation 23 does not take place, as has just been indicated. But it is also necessary for the invalidation device E (21) to be reset for the following period T.
This last result is obtained by the fact that the cam 34, during its rotation, resets the lever 64 and puts the assembly back in place, said assembly re-engaging on the armature 22 again attracted by the relay 21 .
It should be noted that it has not been shown in FIGS. 2 to 5, the punch for punching 20 negative numbers, but it is easy for the technician to arrange the means for actuating such a punch.
The embodiment described in FIGS. 2 to 5 operates according to the general lines given above with reference to FIG. 1, that is to say continuous drive of the strip 10, inscription on the counter C, during each period T, of the indications of the measuring device (here the integral or average value of the quantity G), and , at the end of each period, for a short interval t ", transfer of the inscriptions of the counter on the strip, by perforation, with validation (or in validation) and possible inscription of the perforation 20 in the case of a negative number.
A strip is thus obtained which faithfully reproduces, in the form of perforations and the absence of perforations on regularly spaced lines, the law of variation of the magnitude during each of the predetermined time intervals T, being in tension besides that l all other forms representative of said law can be obtained from these bands.
Thus, in connection with a tape reader, the embodiment described above could be used with a reproducing device on a drilled card, with an automatic typewriter, writing the numbers in the decimal system, with a curve plotter, ete.
The embodiment of FIGS. 2 to 4 allows very short tape lengths to be used (for example a recording on a tape of one measure per hour, with an accuracy of 1/2000, may occupy only 60 m of an 18 mm wide tape , i.e. a roll with a radius of 4 to 5 cm). Due to the fact that the clock is synchronous with the network and has a power reserve, it is possible to avoid writing the time (each inscription by perforation corresponding to a predetermined period T). In addition, one can write at will on one or more lines; negative numbers can be entered as well as positive numbers; an invalidation can be carried out, which automatically eliminates erroneous measurements, and finally simple and inexpensive sets can be produced.
It should also be added that the synchronism achieved between the clock and the network thus makes it possible to carry out all correlation work between two distant recorders.
This correlation work can consist, for example, in comparing the law of variation between the total electrical power consumed, in a country or a region, and the outside temperature, or in comparing the variations in the power consumed at a supply point. network and voltage fluctuations at the most distant subscriber.
Such comparisons or correlations require measurements at distant points, therefore the inscription on different bands whose synchronism must be kept perfect, which allows the devices described (and without the variations in length of the paper, by expansion, having nothing to intervene).
It should also be noted that, if in the apparatus of FIG. 1, the integral of the quantity is recorded, it is also possible to record the actual values of the quantity, for example the values of these at the end of each period T (absolute value or relative value with respect to the value taken at the end of the preceding period) and more especially in the case where the duration of this period T is small (a few seconds or a few minutes).
Assuming, for example, that the quantity to be measured is manifested on the measuring device, no longer by the rotation of a disc as in FIG. 1, but by the angular position of a member such as a movable frame, magnetic needle, etc., it is possible to use the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 where the pulse transmission device of FIG. 1, this device receiving, for example, at the end of each period T, a number of pulses corresponding to the angular position of said movable member, this using a searcher device combined with this member,
or else the embodiment shown in FIG. 9 where the position of the counter C is slaved to that of said organ.
The embodiment of FIGS. 7 and 8 is arranged to measure, at time intervals T, the values of the direction of a marine current, with respect to magnetic north, that is to say with respect to the direction of a magnetic needle 49.
Said needle cooperates, inside a housing not shown, with a grounding ring 50 and with pads 51, respectively connected to those 52 of a finder 53, of the rotary telephone type.
At the end of each period T, that is to say during the period t1, <I>, </I>, for example the following operations (controlled by the clock H) are brought about, momentarily setting a voltage, by the hand 49, on one of the studs 51, opposite (for example by tilting, under the effect of a solenoid 54 belonging to the housing of the device and linked to the clock at 63), this voltage is then also applied to the corresponding pad 52 of the finder, and switching on the movable member 55 of said finder which, starting from its origin, emits pulses until it meets the voltage pad, or the pad to ground, the number of these pulses being therefore proportional to the angle to be recorded on the counter C,
so that everything works as in the case of fig. 1, under the effect of the pulses emitted at 56, except that at the end of each period T the actual value of the quantity, or its relative value, is recorded instead of its integral.
The embodiment shown in FIG. 9 com takes a magnetized needle 49 cooperating with a potentiometer 57, so as to apply at each instant a variable voltage U, to a comparator 58, which also receives a voltage U 'coming from a potentiometer 59 driven by a motor 60 of the tined to be controlled by reducer 61 the counter C.
This motor receiving the voltage U, resulting from the comparison between <I> U </I> and <I> U ', </I> we see that the position of the counter C will be at every moment slaved to the relative position of the needle in relation to its housing.
A switch is provided at 62, this switch being controlled by the clock, so as to stop the motor during the perforation.
There is no resetting of the counter here; it should be understood that this may be the case in many applications. It should be specified, moreover, that the quantity to be measured can be any and that it can always be transformed, for example, into a proportional direct current or voltage, suitable for ensuring the actuation of the counter C with a view to the recording to be made by perforation.