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ETRE
(20)
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DANS
(1)
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Gne
(1)
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SS1
(1)
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MSS1
(1)
[11][_]
Physical
(4/ 7)
[12][_]
2 N
(3)
[13][_]
5 volts
(2)
[14][_]
0,47 percent
(1)
[15][_]
1 N
(1)
[16][_]
Polymer
(1/ 4)
[17][_]
Mylar
(4)
[18][_]
Molecule
(2/ 3)
[19][_]
tantalum
(2)
[20][_]
DES
(1)
[21][_]
Generic
(1/ 1)
[22][_]
cations
(1)
[23][_]
Company Reg No.
(1/ 1)
[24][_]
LM 120 H
(1)
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Images Mosaic View
Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514143A1
Family ID 8023924
Probable Assignee Simerl R A
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title ANEMOMETRE DESTINE A ETRE TENU A LA MAIN
EN Title HAND-HELD ELECTRONIC ANEMOMETER - HAS HALL SENSOR COUPLING
ROTATING SHAFT TO ELECTRONIC CIRCUIT GIVING ADAPTED SCALE READ-OUT TO
LCD
Abstract
_________________________________________________________________
CET ANEMOMETRE EST LOGE DANS UN BOITIER 1 QUE L'ON PEUT TENIR A LA
MAIN. UN ARBRE 2 EST ENTRAINE EN ROTATION GRACE A DES COUPELLES DE
PRISE DE VENT 8 ET LE MOUVEMENT DE ROTATION DE L'ARBRE 2 EST
TRANSFORME EN IMPULSIONS ELECTRIQUES PAR UN CAPTEUR ELECTROMAGNETIQUE
19 DU TYPE A HALL, PAR EXEMPLE. LE CIRCUIT ELECTRONIQUE 13, 14 ASSOCIE
A CE CAPTEUR COMPORTE UN CIRCUIT D'ADAPTATION D'ECHELLE PERMETTANT
L'AFFICHAGE SUR UN ECRAN 9, 10 DE LA VITESSE DU VENT EN UNE UNITE DE
MESURE POUVANT ETRE CHOISIE PAR L'UTILISATEUR.
The anemometer casing contains a rotary shaft fitted with arms, pref.
foldable, connected to cups (8) driven by the wind. The rotary shaft
is mechanically coupled to an electronic circuit which displays the
speed of the wind. The shaft is coupled to the electronic circuit
through an electro-magnetic sensor. The display is connected to the
output of the electromagnetic sensor, through a scale adaptation
circuit which adapts the scale of the display, in order to give the
speed of the wind in the units chosen by the user. The sensor is of
the Hall effect type and the display includes a LCD. The output of the
sensor is fed to a pulse shaper, an integrator and a scaling circuit.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention est relative a un anemometre portable destine a
etre tenu a la main au cours de la mesure de la vitesse du vent. Un
tel anemometre peut etre utilise avantageusement par exemple par les
plaisanciers, les agriculteurs, etc, afin de permettre la mesure
exacte et rapide de la vitesse du vent sur place.
Un anemometre de ce type est decrit dans le FR.
78 19 990 et comporte un boitier destine a etre tenu a la main et dans
lequel est montee rotative une broche qui en fait saillie et qui porte
a son extremite libre des bras espaces radiaux de preference repliable
et termines par des coupelles de prises du vent pour entrainer ladite
broche en fonction de la vitesse de celui-ci, ladite broche etant
couplee mecaniquement a un circuit electronique au moyen duquel la
vitesse de cet arbre peut etre affichee sur un dispositif d'affichage.
L'invention a pour but de perfectionner cet anemometre de facon a
rendre la lecture de la vitesse du vent plus commode et plus precise.
A cet effet, l'invention a pour objet un anemometre du type indique
ci-dessus, caracterise en ce que ledit circuit electronique est couple
audit arbre par l'intermediaire d'un capteur electromagnetique et en
ce que ledit dispositif d'affichage est connecte a la sortie du
capteur electro-magnetique par l'intermediaire de moyens d'adaptation
selective de l'echelle dudit dispositif d'affichage, a au moins deux
unites de vitesse du vent.
Etant donne que l'arbre portant les bras et les coupelles de prise de
vent n'est ainsi mecaniquement relie au boitier que par
l'intermediaire de ses propres paliers, et non pas par une liaison
mecanique due au capteur de vitesse, on obtient une meilleure
precision de la mesure, tandis que la vitesse de rotation de l'arbre a
laquelle la mesure devient significative est atteinte plus rapidement.
En outre, la lecture de la valeur de vitesse du vent peut se faire au
choix de l'utilisateur dans l'unite de mesure qui lui est familiere ou
qui lui est plus utile au moment de la mesure, par exemple en raison
du fait qu'elle figure dans un manuel de navigation employe par
l'utilisateur.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, le capteur
electro-magnetique comporte un detecteur de
Hall associe a une roue aimantee calee sur l'arbre portant les bras et
les coupelles de prise du vent.
Selon encore une autre caracteristique, ledit cap- - teur de Hall est
connecte, eventuellement par l'interme- diaire d'un conformateur
d'impulsions a un integrateur suivi d'un circuit d'adaptation
d'echelle
Le circuit d'adaptation d'echelle peut etre realise a l'aide d'un
groupe de resistances de valeurs differentes selectivement commutables
et associees chacune a une unite donnee de vitesse du vent.
Par ailleurs, la sortie du circuit d'adaptation d'echelle peut etre
reliee a un convertisseur analogique/ numerique et ledit dispositif
d'affichage peut comprendre une unite d'affichage a commande numerique
comprenant des cristaux liquides, par exemple.
Dans ces conditions, il est avantageux que ledit dispositif
d'affichage comprenne des elements d'affichage representant chacun
l'une des unites de mesure de la vitesse du vent pouvant etre choisies
par l'utilisateur.
Il est en outre avantageux que ledit dispositif d'affichage comprenne
un element d'indication de charge d'une source d'alimentation
incorporee dans l'anemometre, element qui est connecte a des moyens de
commande sensibles a la difference entre la tension fournie par cette
source et une tension de reference
L'invention est exposee ci-apres plus en detail a l'aide de dessins
representant seulement un mode d'execu- tion sur lesquels
- la Fig.l represente une vue schematique en eleva- tion et en coupe
axiale d'un anemometre suivant l'invention;
- la Fig.2 est un schema electrique de cet anemometre.
Sur la Fig.l, on voit que l'anemometre suivant l'invention comporte un
boitier 1 de forme parallelepipedique et presentant des dimensions
telles que l'appareil puisse etre facilement tenu dans une seule main.
Un arbre 2 fait saillie de la paroi superieure 3 du boitier et est
monte rotatif dans des supports 4 munis de paliers 5 et solidai rendu
boitier 1. A son extremite libre, l'arbre 2 porte, de preference par
l'intermediaire d'articulations 6 des bras de support 7 (en
l'occurence trois bras radiaux sont prevus) se terminant par des
coupelles 8 de prise de vent.
La realisation de cette partie de l'anemometre est decrit en detail
dans le brevet francais precite.
L'une des parois verticales du boitier comporte une fenetre
d'observation 9 devant laquelle est dispose un ecran d'-affichage 10
comportant des cristaux liquides.
I1 est prevu egalement un commutateur 1l de marche-arret et un
commutateur 12 de selection de l'unite avec laquelle la vitesse du
vent est affichee sur l'ecran 10 de l'a nemometre. La partie
electronique de ce dernier est montee sur deux cartes de circuit
imprime 13 et 14 p-lacees verticalement dans le boitier.
Une pile d'alimentation 15 est placee dans uncom- partiment 16 menage
dans la partie inferieure du boitier 1.
L'arbre 2 est solidaire d'un disque 17 dispose perpendiculairement a
son axe et pourvu de deux parties aimantees 18 diametralement
opposees. Le disque est place en regard d'un capteur de Hall 19
solidaire de la carte de circuit imprime 13, de sorte qu'il peut etre
excite au passage de chacun des aimants permanents 18 montes; sur le
disque 17.
Sur la Fig.2, on a represente un schema electrique du montage realise
sur les cartes de circuit imprime 13 et 14. La batterie 15 est
connectee d'une part a une li gne d'alimentation 20 et d'autre part
par l'intermediaire de l'interrupteur marche/arret Il a une autre
ligne d'alimentation 21. Un regulateur de tension 22 est connecte la
jonction de la batterie 15 et de la ligne 20 et fournit sur une ligne
23 une tension regulee avec precision.
Entre la ligne 20 et la ligne 23, est connecte un condensateur 24
ainsi que le capteur de Hall 19 dont la sortie de mesure 26 est reliee
a une Resistance 27 et a l'entree d'un circuit conformateur
d'impulsions 28. Ce dernier est connecte entre les lignes
d'alimentation 20 et 23, la resistance 27 etant egalement reliee a la
ligne 20.
La sortie du conformateur d'impulsions 28 est reliee-a un integrateur
29 compose d'un condensateur -30 connecte en serie avec une diode 3i
elle-meme reliee a la ligne 23. Le point de jonction entre le
condensateur 30 et la diode 31 est relie a une autre diode 32 dont la
borne opposee est reliee a un condensateur 33. Le point de jonction
entre la diode 32 et le condensateur 33 constitue la sortie de
l'integrateur 29. Cele-ci est connectee a un circuit d'adaptation 34
de l'unite de mesure de la vitesse du vent.Ce circuit comporte un jeu
de quatre potentiometres35a a 35d relies entre la sortie de
l'integrateur 29 et la ligne d'alimentation 23 a tension sta bilisee.
Les curseurs des potentiometres sont connectes respectivement au
contact fixe d'une section S1 du commutateur 12. Le contact mobile de
cette section S1 est'relie a un circuit de filtrage 37 comportant une
resistance 38 et un condensateur 39 relie a cette derniere, le point
de jonction de ce condensateur 39 et de la resistance 38 etant
connecte a une resistance 40 elle-meme reliee a un condensateur 41.
Les bornes des condensateurs 39 et 41 opposees aux resistances 38 et
40 sont reliees ensemble a la sortie du circuit d'adaptation 34,
tandis que les bornes du condensateur 41 sont reliees a deux entrees
d'un circuit 42 convertisseur analogique/numerique.
Les sorties de ce dernier sont reliees a l'unite d'affichage 10 sur
l'ecran duquel apparaissent respectivement les valeurs mesurees de la
vitesse du vent ainsi que l'unite de mesure choisie par l'utilisateur
pour l'affichage de cette vitesse.
L'indication de cette unite de mesure dont les cristaux liquides ont
ete symbolises en bas a gauche sur la
Figure par quatre rectangles Ma a Md, sont connectes au contact fixe
d'une seconde section S2 du commutateur 12, le contact mobile de cette
section etant relie au collecteur d'un transistor 44,- dont la base
est reliee par l'intermediaire d'une resistance 45 une borne de sortie
42a du convertisseur 42.
Le collecteur du transistor 44 est egalement relie par l'intermediaire
d'une resistance 46 a une-borne de tension d'alimentation positive de
+ 5 volts par exemple.
L'emetteur du transistor 44 est relie a une borne d'alimentation de -
5 volts par exemple, tandis qu'une resistance 47 relie sa base a son
emetteur.
La resistance 46 est egalement reliee a un circuit serie compose des
circuits collecteur-emetteur de deux transistors 48 et 49 dont le
point de jonction est relie a une autre unite d'affichage a cristaux
liquides 50 pour le controle de la charge de la batterie 15. Les bases
des transistors 48 et 49 sont reliees par l'interme- diaire des
resistances respectives 51 et 52 a la sortie d'un amplificateur
operationnel 53 dont les entrees sont attaquees respectivement par des
diviseurs de tension composes d'une part des resistances 54 et 55 et
d'autre part par les resistances 56 et 57. Le collecteur du transistor
49 est relie egalement a la borne 42a du convertisseur 42.
Le fonctionnement de ce circuit est le suivant. Lorsque l'anemometre
est tenu a la main et expose au vent, les coupelles 8 entrainent
l'arbre 2 autour-de son axe a une vitesse qui est fonction de la
vitesse du vent. Par suite, le disque 17 est entraine en rotation et
ses ai mants 18 passent periodiquement devant le capteur de Hall 19
qui fournit donc deux fois par tour de l'arbre 2 une impulsion
electrique. Cette derniere est mise en forme dans le conformateur 28
et le train d'impulsions ainsi engendre est integre dans l'integrateur
29 pour fournir un signal analogique representant la vitesse du
vent.Ce signal analogique est traite dans le circuit d'adaptation 34
pour etre transforme en une valeur rapportee a l'unite de mesure a
l'aide du commutateur 12 (section S1). Bien entendu, lorsque
l'utilisateur choisit l'unite de mesure, la section S2-assure la
commutation convenable sur l-'uni- te d'affichage Ma a Md
correspondante.
Le signal analogique ainsi adapte est filtre dans le circuit de
filtrage 37 et applique au convertisseur analogique-numerique 42 qui
transforme ce signal en un signal binaire utilisable pa l'unite
d'affichage 43 comme cela est bien connu dans la technique.
Les unites d'affichage Ma a Md choisies par l'utilisateur sont
selectivement alimentees par l'intermediai- re de la borne 42a de ce
convertisseur a travers le -transistor 44.
La sortie du convertisseur 42 qui est appliquee a travers la
resistance 45 au transistor 44 est appele signal d'attaque de fond "
de- cristaux li quides.Ce signal presente une forme d'ondes carrees
qui est engendree des la mise en marche de l'appareil et qui ne
concerne pas le signal analogique d'entree du convertisseur. Le
transistor 44 a une fonction d'inversion de l'onde carree
Pour allumer un cristal liquide, un signal de la phase opposee doit
etre applique a la borne d'attaque du fond. Le transistor 44 realise
cette fonction d'inversion.
De plus, la sortie du transistor 44 est utilisee par le transistor 48.
Lorsque la batterie se trouve au-dessus d'un niveau predetermine, le
transistor 49 est conducteur et le transistor 48 est bloque. il en
resulte l'applica tion du signal"d'attaque de fond" sur le collecteur
du transistor 49 qui le transmet a l'unite d'affichage 50.
Comme ce signal est le meme que le signal "d'attaque de fond ", le
segment de cristal liquide correspondant n'est pas allume. Lorsque la
tension de la batterie descend endessous du niveau predetermine,
l'amplificateur 53 debloque le transistor 48 et bloque le transistor
49. Ainsi, le signal "d'attaque de fond " sur le collecteur du
transistor 48 sera connecte au segment 50 pour l'allumer.
L'amplificateur operationnel 53 est destine a surveiller le niveau de
charge de la batterie 50 et lorsqu'il y a une disymetrie sur ces
entrees, cet amplificateur bascule pour commander les transistors 48
et 49 ce qui entra;- ne l'alimentation de l'unite d'affichage 50
signalant a l'utilisateur que la charge de la batterie n'est plus
suffisante.
Les unites pouvant etre choisies par l'utilisateur sont par exemple,
le mille par heure, le noeud, le kilometre par heure ou le metre par
seconde, tout autre unite de mesure pouvant bien entendu etre choisie
en calibrant convenablement les resistances 35a a 35d, dont le nombre
peut etre superieur ou inferieur a quatre.
L'ecran d'affichage peut egalement comporter d'autres indications. Par
exemple, il est possible de calibrer l'affichage numerique de cet
ecran pour qu'il indique la pression du vent par unite de surface
selon des formules qui sont connues des specialistes.
Bien entendu, l'unite d'affichage 43 peut comporter d'autres elements
d'affichage tels que des diodes electroluminescentes par exemple. En
outre, il est possible d'envisager l'utilisation d'un capteur
electromagnetique autre qu'un capteur de Hall et fournissant des
impulsions dont le rythme depend de la vitesse de rotation de l'arbre
2.
A titre d'exemple, les composants du circuit que l'on vient de decrire
peuvent etre les suivants
Regulateur 22 National-LM 120 H-50
Capteur de Hall 19 Microswitch 8 SS1
Conformateur 28 NE 555
Convertisseur 12 Intersil ICL 7106
Amplificateur 53 CA 3130
Transistor 44 2 N 3904
Transistor 48 2 N 3904-
Transistor 49 2 N 3906
Commutateur 12 Also MSS1 1200 Alco MSS2450
Condensateur 24 Mica 0,22 2s F
Condensateur 30 Mylar 0,022 F
Condensateur 33 tantalum 10 F
Condensateur 39 tantalum 10 vhF
Condensateur 41 Ceramique 0,01 AF
Autre condensateurs Mica 0,22 F; Mylar 0,47 percent F
Disque Mylar 0,IAF; 2 dis ques
Mylar 100F.
Diode 31- et 32 1 N 914
Resistance 27 5 k
Resistances 35a a 35d,
45,54 et 55 50 k
Resistance 56 25 k
Resistance 57 47 k
Resistances 51 et 52 51 k
Resistances 46 et 47 22 k
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Anemometre comportant un boitier (1) destine a etre tenu'a la main
et dans lequel est montee rotative une broche (2) qui en fait saillie
et qui porte a son extremite libre des bras espaces radiaux (7) de
prEfOren- ce repliableset termines par des coupelles (8) de prise du
vent pour entrainer ladite broche en fonction de la vitesse de
celui-ci, ladite broche etant couplee mecaniquement a un circuit
electronique (13,14) au moyen duquel la vitesse de cet arbre peut etre
affichee sur un dispo- sitif d'affichage, caracterise en ce que ledit
circuit electronique (13,14) est couple audit arbre (2) par
l'intermediaire d'un capteur electromagnetique (9) et en ce que ledit
dispositif d'affichage (9,10) est connecte and la sortie du capteur
electromagnetique (19) par l'intermEdiai- re de moyens (34,S1)
d'adaptation selective de l'echelle dudit dispositif d'affichage
(9,10) a au moins deux unites de vitesse du vent.
2. Anemometre suivant la revendidation 1, caracte- rise en ce que le
capteur electromagnetique (.19) comporte un detecteur de Hall associe
a une roue aimantee (17,18) calee sur l'arbre (2) portant les bras (7)
et les coupelles (8) de prise du vent.
3. Anemometre suivant la revendication 2, caracterise en ce que ledit
capteur de Hall (19) est connecte, eventuellement par l'intermediaire
d'un conformateur d'impulsions (28) a un integrateur (29) suivi d'un
circuit d'adaptation d'echelle (34).
4. Anemometre suivant la revendication 3, caracterise en ce que le
circuit d'adaptation d'echelle comporte un groupe de resistances (35a
a 35d) de valeurs differentes selectivement commutables et associees
chacune a une unite donnee de vitesse du vent.
5. Anemometre suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4,
caracterise en ce que le circuit d'adaptation d'echelle (34) est relie
a un convertisseur analogique/ numerique (42) et ledit dispositif
d'affichage (9,10) comporte une unite d'affichage a commande
numerique.
6. Anemometre suivant l'une quelconque des revendications 1 a 5,
caracterise en ce que ledit dispositif draffichage (9,10) comprend des
unites d'affichage (Ma a Md) representant chacun l'une des unites de
mesure de la vitesse du vent pouvant etre choisies par l'utilisateur.
7. Anemometre suivant l'une quelconque des reendi- cations i a 6,
caracterise en ce que le dispositif d'affichage (9,10) comporte un
element d'indication (50) de la charge d'un source d'alimentation (15)
destinee a alimenter le circuit electronique (13,14), ce dernier
comprenant des moyens de commande (53 a 57) sensibles la difference
entre la tension fournie par cette source (15) et une tension de
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