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[5][_]
Physical
(50/ 193)
[6][_]
1/4 W
(38)
[7][_]
1 percent
(28)
[8][_]
5 percent
(22)
[9][_]
1/2 W
(11)
[10][_]
15 V
(8)
[11][_]
12 tonnes
(6)
[12][_]
zero volt
(5)
[13][_]
17 volts
(5)
[14][_]
10 V
(4)
[15][_]
5 V
(4)
[16][_]
2 V
(4)
[17][_]
de 10 V
(3)
[18][_]
16 V
(3)
[19][_]
47 K
(3)
[20][_]
50 V
(3)
[21][_]
10 tonnes
(3)
[22][_]
4 V
(3)
[23][_]
12 V
(2)
[24][_]
68 ohms
(2)
[25][_]
1000 microfarads
(2)
[26][_]
25 V
(2)
[27][_]
470 microfarads
(2)
[28][_]
14 tonnes
(2)
[29][_]
de 2 V
(2)
[30][_]
6 s
(1)
[31][_]
40 d
(1)
[32][_]
22,5 microfarads
(1)
[33][_]
22 nanofarads
(1)
[34][_]
4,7 nanofarads
(1)
[35][_]
30 m
(1)
[36][_]
20 V
(1)
[37][_]
500 ohms
(1)
[38][_]
de 15 V
(1)
[39][_]
5 m
(1)
[40][_]
10 K
(1)
[41][_]
-114 W
(1)
[42][_]
6,2 Volt
(1)
[43][_]
de 3 mm
(1)
[44][_]
de 10 mm
(1)
[45][_]
de 350 ohms
(1)
[46][_]
100 ohms
(1)
[47][_]
30 V
(1)
[48][_]
de 12 V
(1)
[49][_]
1 V
(1)
[50][_]
de zero volt
(1)
[51][_]
1 tonne
(1)
[52][_]
2 tonnes
(1)
[53][_]
13 tonnes
(1)
[54][_]
14 V
(1)
[55][_]
11 tonnes
(1)
[56][_]
Gene Or Protein
(15/ 69)
[57][_]
CI-3
(18)
[58][_]
Etre
(14)
[59][_]
CI-1
(10)
[60][_]
CI-2
(9)
[61][_]
Ampl
(4)
[62][_]
CABLES
(3)
[63][_]
Tric
(2)
[64][_]
Est A
(2)
[65][_]
DANS
(1)
[66][_]
Neur
(1)
[67][_]
BZX
(1)
[68][_]
Rhl
(1)
[69][_]
Lic
(1)
[70][_]
Tif
(1)
[71][_]
Bou
(1)
[72][_]
Molecule
(6/ 11)
[73][_]
Cl
(4)
[74][_]
DES
(3)
[75][_]
CI5
(1)
[76][_]
RL-2
(1)
[77][_]
constan
(1)
[78][_]
CI2
(1)
[79][_]
Polymer
(2/ 4)
[80][_]
Polyester
(3)
[81][_]
Polyamide
(1)
[82][_]
Disease
(2/ 2)
[83][_]
Bruit
(1)
[84][_]
Torsades
(1)
[85][_]
Generic
(2/ 2)
[86][_]
cations
(1)
[87][_]
metal
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522817A1
Family ID 3178990
Probable Assignee Empresa Nac Hulleras Norte
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title EQUIPEMENT DE CONTROLE DE CABLES-GUIDES
Abstract
_________________________________________________________________
L'EQUIPEMENT DE CONTROLE DE CABLES-GUIDES EST PREVU POUR CONTROLER LES
TENSIONS DANS LES CABLES QUI SERVENT DE GUIDES AUX CAGES OU BENNES DES
PUITS D'EXTRACTION DES MINES SOUTERRAINES, MAIS PEUT AVOIR D'AUTRES
APPLICATIONS.
IL COMPREND UN CONDITIONNEUR DE SIGNAL 2, UN CIRCUIT DE MEMOIRE
ANALOGIQUE 3, UN REDRESSEUR ET CIRCUIT DE DETERMINATION DE NIVEAUX
D'ALARME ET DE COUPURE 8, UN REGISTRE NUMERIQUE 11, UN CAPTEUR
D'EFFORT 1 ET D'UNE SOURCE D'ALIMENTATION. LE CONDITONNEUR 2 EST
DESTINE A EXCITER LE PONT DE MESURE, A AMPLIFIER ET FILTRER LE SIGNAL
EMIS PAR LE CAPTEUR 1. LA MEMOIRE 3 A POUR FONCTION DE REDRESSER LE
SIGNAL DELIVRE PAR LE CONDITIONNEUR 2, PUIS DE COMPARER LE SIGNAL
REDRESSE AVEC LES NIVEAUX DE SEUILS PREETABLIS POUR L'ALARME ET LA
COUPURE ET DE MEMORISER LA VALEUR ABSOLUE MAXIMALE DE LA TENSION
DELIVREE PAR LE CONDITIONNEUR 2. LE REGISTRE 11 EST CONCU POUR, AU
MOYEN D'UN COMMUTATEUR 10, FAIRE LIRE INSTANTANEMENT LES EFFORTS.
LE CAPTEUR RECUEILLE LES EFFORTS DE TENSION DU CABLE ET LES TRANSFORME
EN IMPULSIONS ELECTRIQUES TRANSMISES, PAR LE CONDITIONNEUR 2, AU
CIRCUIT DE MEMOIRE ANALOGIQUE 3, PUIS, PAR LE COMMUTATEUR 10, AU
REGISTRE 11 POUR LA LECTURE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un equipement de controle de
cables-guides.
L'equipement se compose des elements suivants:
1 Un conditionneur de signal.
2 Un circuit de memoire analogique, de redressement et de
determination de niveaux d'alarme et de coupure.
3 Un registre numerique.
4 Un capteur d'efforts.
Une source d'alimentation.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description
suivante d'un exemple de realisation, ladite description etant faite
en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig 1 est le
blocdiagramme de l'ensemble de l'equipement, la Fig 2 est le schema du
conditionneur de signal, la Fig 3 est le schema du circuit de memoire
analogique, de redressement et de determination des niveaux d'alarme
et de coupure, la Fig 4 est le schema du registre numerique, la Fig 5
est une vue en perspective, avec arrachement, d'un capteur d'efforts,
la Fig 6 est une vue en plan d'une demi-couronne superieure du capteur
de la Fig 5, la Fig 7 est une vue en coupe d'un boulon du capteur de
la Fig 5, la Fig 8 est une vue en coupe de la demi-couronne de la Fig.
6, suivant la ligne VIII-VIII, la Fig 9 est un schema du pont de
Wheatstone, la Fig 10 est un schema d'un circuit de connexion, et la
Fig 11 est le schema de la source d'alimentation.
Le schema d'ensemble de l'equipement de contr 8 le de cables-gui- des
est represente a la Fig 1.
Son principe de fonctionnement est base sur le fait de doter chacun
des cfibles-guides d'un capteur d'efforts 1 qui est sensible aux
efforts de tension du cable, les transforme en impulsions elec- tric
qui sont transmises, a travers le conditionneur de signal 2, au
circuit de memoire analogique 3, puis de la au moyen d'un commutateur
10 vers un registre numerique 11 pour lecture Le condi- tionneur de
signal 2 comporte un bloc d'excitation 4 et un bloc d'amplification 5.
2 2522817
Le circuit de memoire analogique 3 est dote de dispositifs d'alarme 6
et de coupure 7 reglables selon des seuils de tension preetablis, les
dispositifs agissant respectivement en produisant un signal acoustique
ou lumineux et la coupure de l'alimentation de l'installation, quand
le seuil preetabli correspondant a ete depasse, ces seuils etant contr
8 oles par des comparateurs 8.
Les signaux envoyes par le capteur 1 peuvent etre regroupes sur un
enregistrement graphique de fonctionnement continu prevu a la sortie
9.
On va maintenant decrire chacun des elements composant de l'equipement
de contr 8 le de cables-guides.
1 Conditionneur de signal Le conditionneur de signal et le circuit
charge d'exciter le pont de mesure, d'amplifier et de filtrer le
signal.
Le schema du circuit est represente par la Fig 2.
Le circuit d'excitation est compose du circuit integre CI-4, du
diviseur a resistance R 16, R 17 et R 18, des transistors TR 1 et TR
2, et des resistances limiteuses R 19, R 20, R 21 et R 22 Les sorties
d'excita- tion Ex + et Ex s'appliquent directement au pont de mesure.
Le circuit d'amplification et de filtrage est constitue des circuits
integres CI-1, CI-2 et CI-3 avec leurs resistances annexes.
Le signal obtenu du pont de mesure s'applique aux entrees e (entree
inverseuse) et e+ (entree non inverseuse) Ce montage correspond a un
etage d'application d'entrees symetriques dont le gain depend des
relations suivantes: Premier etage (CI-1 et CI-2): Gain differentiel =
1 + 2 R 42 (R 4 = R 5)
R 1 + R 2
Second etage (1/2 CI-3) Gain = R 710 R 6 9 (R 9 = R 10)
R 7 + R 6 R 8
Le gain du premier etage est reglable au moyen de R 2.
La resistance ajustable R 6 s'utilise pour obtenir la symetrie de gain
entre les deux branches de l'amplificateur differentiel.
L'etage de filtrage constitue par C 1, C 2, l'autre amplifica- teur
operationnel percent CI-3 et ses resistances annexes, est dispose de
telle maniere qu'on peut faire varier la frequence de coupure en
changeant les valeurs de Cl et C 2.
Pour obtenir un filtre avec une structure du type BUTTERWORTH du
second ordre (40 d B/decade), on peut employer les formules simpli-
fiees suivantes pour ce calcul: Cl = 22,5 microfarads f
5
C 2 = microfarads, avec fc = frequence de coupure en Hz fc c Pour une
frequence de coupure fc = 1 k Hz, suffisante pour le controle du
cableguide, on obtient:
Cl = 22 nanofarads et C 2 = 4,7 nanofarads.
REGLAGES
Dans cette partie, on ne mentionnera ni les reglages d'equili- brage
par R 23, ni de gain par R 2, qui forment deja une partie de
l'ensemble capteur conditionneur.
Le reglage du decalage des deux amplificateurs operationnels
CI-3 n'ont pas d'importance sur le fonctionnement normal du condition-
neur Si on desire le realiser, on doit inclure les potentiometres R 24
et R 25 Le reglage se realisera en ouvrant les ponts Jl et J 2, et en
mettant les extremites de R 6 et R 8 a la masse, en reglant d'abord
R 24 jusqu'a o;btenir zero volt a la sortie de l'amplificateur opera-
tionnel CI-3 (borne 12) On va regler R 24 pour obtenir de la meme
facon zero volt a la sortie de signal.
Avec le potentiometre R 2, a moitie de sa course, on met e+ et e a la
masse et on regle R 3 jusqu'a obtenir la meme tension aux sorties de
CI-1 et CI-2 (mesures sur les points Jl et J 2) Ensuite, pour regler R
6 (symetrie), on court-circuite les ponts Jl et J 2, on met e a la
masse et, avec une source d'alimentation stabilisee avec un
attenuateur, on applique a e+ une tension entre 10 et 30 m V, en
mesurant la tension a la sortie S On invertit e avec e+ et on regle R
6 pour obtenir la meme tension, de signe contraire On repete
l'operation, jusqu'a ce que cela soit verifie. tous les reglages
doivent etre realises une heure apres la mise sous tension du circuit.
Pour les mesures de tension, il convient d'employer au moins un
appareil de mesure universel numerique a 3 X chiffres.
On doit verifier que la tension d'excitation est correcte, c'est a
dire trouver plus ou moins 10 V, mesures entre la masse et Ex+, d'une
part, et la masse et Ex-, d'autre part, ou bien 20 V entre
Ex+ et Ex-.
Les references des composants qui sente a la Fig 2 sont les suivantes:
R 1 Resist.
R 2 Pot ajust.
R 3 Pot ajust.
R 4 Resist.
R 5 Resist.
R 6 Pot ajust.
R 7 Resist.
R 8 Resist.
R 9 Resist.
Rl O Resist.
Rll Resist.
R 12 Resist.
R 13 Resist.
R 14 Resist.
R 15 Resist.
R 16 Resist.
R 17 Resist.
R 18 Resist.
R 19 Resist.
R 20 Resist.
R 21 Resist.
R 22 Resist.
R 23 Pot ajust.
Cl C 2
CI-1 Ampli Op.
CI-2 Ampli Op.
CI-3 Ampli Op.
CI-4 Ampli Op. constituent le circuit repre-
500 ohms, 1/4 W, 1 percent Kilohms, 17 tours kilohms, 17 tours
kilohms, 1/4 W, 1 percent kilohms, 1/4 W, 1 percent Kilohms, 17 tours
12 kilohms, 1/4 W, 1 percent kilohms, 1/4 W, 1 percent 300 Kilohms,
1/4 W, 1 percent 300 Kilohms, 1/4 W, 1 percent Kilohms, 1/4 W, 1
percent kilohms, 1/4 W, 1 percent Kilohms, 1/4 W, 1 percent 6,8
kilohms, 1/4 W, 1 percent 46 Kilohms, 1/4 W, 1 percent kilohms, 1/4 W,
1 percent kilohms, 1/4 W, 1 percent kilohms, 1/4 W, 1 percent 3,3
kilohms, 1/4 W, 5 percent 3,3 kilohms, 1/4 W, 5 percent ohms, 1/4 W, 5
percent ohms, 1/4 W, 5 percent kilohms, 17 tours 22 n F 4 n F p A 741
y A 741 u A 747 p A 747 2 Circuit de memoire analogique, redresseur,
seuils d'alarme et de coupure Ce circuit, represente a la Fig 3, a les
fonctions suivantes: Redresser le signal obtenu a la sortie du
conditionneur de signal. Comparer le signal redresse avec les niveaux
de seuil etablis pour l'alarme et la coupure.
Memoriser la valeur maximale de la valeur absolue de la tension
delivree par le conditionneur. La premiere fonction est realisee dans
le circuit forme par deux amplificateurs operationnels integres CI-1,
formant un redres- seur de precision en double alternance au moyen des
diodes Dl et D 2 et des resistances annexes Le signal de sortie de ce
circuit est la valeur absolue du signal d'entree, avec un gain unite.
-Les comparateurs de niveau sont constitues par le circuit CI-2, les
valeurs de declenchement s'ajustant avec les potentiometre R 8, pour
la coupure, et R 9, pour l'alarme Les resistances Rll et R 10 et les
diodes D 3 et D 4 servent a adapter les niveaux de sortie des
comparateurs aux circuits integres logiques a technologie CMOS du
circuit d'enregistrement.
Le circuit de memoire analogique est constitue des elements suivants:
Le comparateur CI-3.
L'horloge C 1-4, avec inhibition.
Le compteur numerique CI-5.
Le convertisseur numerique/analogique CI-7 et CI-3.
La source de reference CI-6.
La valeur maximale de la tension est retenue numeriquement dans le
compteur CI-5 et convertie a sa valeur analogique au moyen du
convertisseur numerique/analogique.
Pendant son fonctionnement normal, la tension presente a la sortie S
du CI-3 est comparee au moyen de l'autre amplificateur operationnel
CI-3 Si cette tension de sortie est superieure a celle que delivre le
redresseur, l'horloge est inhibee (borne 9) et la valeur presente en S
est maintenue Dans le cas contraire, le comparateur fait passer sa
sortie a saturation en permettant aux impulsions d'horloge d'etre
appliquees au compteur jusqu'a ce que la tension de sortie soit egale
a la tension redressee.
L'horloge est constituee de deux portes NON-ET de CI-4 (CMOS a V)
formant un bistable dont la sortie peut etre inhibee quand apparatt
sur la borne 9 une tension superieure a 15 V Le compteur numerique
CMOS 15 V CI-5 est de douze bits, dont on utilise les huits bits de
poids les plus significatifs, et qui peut etre mis a zero en
appliquant 15 V sur la borne 11.
Le convertisseur numerique/analogique est forme du circuit CI-7, la
source de references de 10 V CI-6 et le convertisseur courant/tension
CI- 3.
VERIFICATIONS
Avant de mettre sous tension, il convient de verifier que le
potentiometre R 22 presente sa resistance maximale.
On alimente le circuit a plus ou moins 15 V et on verifie que la
tension de reference, a la sortie S de CI-3, est de 10 V On verifie de
la meme facon que le fonctionnement de l'horloge est correcte en
visualisant avec un oscilloscope le signal present a la borne 8 de
CI-4; ce signal doit etre une onde rectangulaire de 15 V d'amplitude
et d'une frequence de l'ordre de 100 k Hz.
Si on dispose d'un generateur basse frequence, on peut verifier le
redresseur de precision en appliquant un signal rectangulaire de 1 k
Hz a l'entree E et en visualisant avec un oscilloscope le signal de
sortie qui doit etre un signal a courant continu, sans ondulation.
REGLAGES
Les reglages des seuils d'alarme et de coupure sont effectues en
reglant l'ensemble R 8 et R 9.
Pour le reste des reglages, on doit disposer d'une source
d'alimentation variable et d'un appareil de mesure universel numeri-
que. On applique a l'entree E un signal continu de 10 V On actionne la
remise a zero On ajuste avec precaution R 22 jusqu'a obtenir 10 V a la
sortie S Pendant ce reglage, on repete la remise a zero.
Ensuite, on abaisse la tension d'entree jusqu'a 5 V On verifie que la
tension de sortie reste a 10 V, on actionne la remise a zero et on
observe que la sortie est abaissee a 5 V. L'entree etant mise a la
masse, on maintient la remise a zero et on regle en meme temps R 23
pour obtenir une tension de sortie de + m V Ensuite, on regle R 7
jusqu'a obtenir a la sortie du redresseur de precision 5 m V Ces
reglages doivent etre realises de cette maniere afin de retarder le
comptage en CI-5, puisque sans cela, on compterait plus d'impulsions
que le nombre correct, ce qui augnen- terait considerablement l'erreur
de lecture.
Les references des composants constituant le circuit de la Fig. 3 sont
les suivantes: Rl Resist 15 kilohms 1/4 W 1 percent R 2 Resist 15
kilohms 1/4 W 1 percent R 3 Resist 15 kilohms 1/4 W 1 percent R 4
Resist 15 kilohms 1/4 W 1 percent R 5 et R 6 Resist -15 kilohms 1/4 W
1 percent R 7 Pot ajust 10 kilohms 17 volts R 8 Pot ajust 50 kilohms
17 volts R 9 Pot ajust 50 kilohms 17 volts R 10 Resist 10 kilohms 1/4
W 5 percent Rll Resist 10 kilohms 1/4 W 5 percent R 13 Resist 10
Kilohms 1/4 W 5 percent R 14 Resist 3,6 kilohms 1/4 W 1 percent R 15
Resist 3,6 kilohms 1/4 W 1 percent R 16 Resist 10 kilohms 1/4 W 5
percent R 17 Resist 1,6 kilohms 1/4 W 1 percent R 18 Resist 15 kilohms
1/4 W 1 percent R 19 Resist 12 kilohms 1/4 W 1 percent R 20 Resist 5
kilohms 1/4 W 1 percent R 21 Resist 5 kilohms 1/4 W 1 percent R 22 Pot
ajust 10 kilohms 17 volts R 23 Pot ajust 10 K 17 volts R 24 Resist 10
kilohms -114 W 5 percent ci C 2 C 3 C 4 c 5 C 6 Dl D 2 D 3 D 4 D 5 D 6
Condens. Condens. Condens. Condens. Condens. Condens. Diode Diode
Diode Diode Diode Diode 1 kilohm 1 kilohm kilohms kilohms kilohms
Kilohms signal signal signal signal signal Zener
BZX 79-C 5 V 6
D 7 Diode Zener BZY 88-C 5 Vl D 8 Diode Zener 6,2 Volt CI-1 Ampl ope j
A 747 CI-2 Ampl Ope p A 747 CI-3 Ampl ope p A 747 CI-4 Circ int CD
4011 CI5 Circ int CD 4040
CI-6 Ampl ope p A 74.
CI-7 Circ int DAC 08
3 REGISTRE NUMERIQUE
Le circuit de ce registre numerique est represente a la Fig 4.
Ce circuit est realise en technologie CMOS 15 V et est divise en deux
parties essentielles: alarme et coupure La seconde partie est
constituee d'une porte OU CI-3 a huit entrees, en logique negative,
dont la sortie est reliee a un relais RL 1 a contacts de travail, par
un transistor TRI 1 d'amplification Quel que soit le signal de coupure
d'un des capteurs, le relais RL 1 est actionne.
Le circuit d'alarme est constitue par le reste du circuit de la Fig 4
CI1 et CI-2 constituent huit portes inverseuses CI-4, CI-5, CI-6 et
CI-7 sont des double registres C-D dont le but est de memoriser ou de
retenir l'information du capteur qui a produit l'alarme. CI-8 et RL 2
sont montes et fonctionnent de la meme facon que
CI-3 et RL 1.
CI-9 et CI-10 constituent huit portes inverseuses avec amplifi-
cations de courant a la sortie pour l'envoi d'informations a huit
diodes electroluminescentes, en limitant le courant par les re-
sistances R 5 a R 12.
Quand apparait un signal d'alarme sur l'une quelconque des entrees, le
relais de sortie ferme ses contacts en meme temps que la diode
electroluminescente correspondant au capteur s'allumera Ce signal sera
maintenu jusqu'a etre rearme au moyen de l'entree de remise a zero
mise a la masse.
Dans ce circuit, la sortie du relais d'alarme porte la refe- rence 12,
la sortie du relais de coupure la reference 13 et l'entree de remise a
zero la reference 14.
VERIFICATIONS
La partie de coupure peut etre verifiee facilement en mettant toutes
les entrees de CI-3 moi'is une a 15 V, en connectant cette derniere a
cette meme tension, mais a travers une resistance de 10 kilohms
Ensuite, on connecte cette derniere borne a la masse et on observe que
le relais R Ll s'excite.
Pour la partie circuit d'alarme, on realise la meme operation, avec la
reserve que le relais reste verrouille et que s'allume la diode LED
correspondant a l'entree mise a la masse jusqu'a ce que l'on connecte
l'entree de remise a zero a la masse ce qui rearme ou desexcite le
relais RL 2.
Les references des composants du circuit de la Fig 4 sont les
suivantes: CI-1 CI-2 CI-3 CI-4 CI-5 CI-6 CI-7 CI-8 CI-9 CI-10 Circuit
Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit
Circuit integre integre integre integre integre integre integre
integre integre integre
CD 4069
CD 4069
CD 4068
CD 4013
CD 4013
CD 4013
CD 4013
CD 4068
CD 4049
CD 4049
Diode IN 4148 Diode IN 4148 Transistor SC Transistor SC Rel 12 V, 40
Rel 12 V, 40 Resist. Resist. Resist. Resist. Resist. Resist. m A, m A,
OMRON G 2 V-2
OMRON G 2 V-2
39 Kilohms, 1/4 W, 5 percent 68 ohms, 1/2 W, 5 percent 39 Kilohms, 1/4
W, 5 percent 68 ohms, 1/2 W, 5 percent 1 kilohm, 1/2 W, 5 percent 1
Kilohm, 1/2 W, 5 percent D 1 D 2 TR 1 TR 2 RL 1 RL-2 R 1 R 2 R 3 R 4 R
5 R 6 R 7 Resist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 percent R 8 Resist 1 Kilohm, 1/2
W, 1 percent R 9 Resist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 percent R 10 O Resist 1
Kilohm, 1/2 W, 5 percent Rhl Resist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 percent R 12
Resist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 percent R 13 Resist 10 Kilohms, 1/4 W, 5
percent 4 Capteur d'efforts Le capteur d'effort est l'element sensible
aux tensions du cable loge entre la piece superieure d'une rotule et
la machotre du cable-guide. Les elements sensibles a la compression
sont quatre boulons cylindriques 15 filetes dans leur partie
inferieure et semi spherique dans leur partie superieure, auxquels
viennent s'appuyer deux jauges extensometriques formant avec les
quatre boulons un double pont de Wheastone. A la Fig 5, on peut voir
que l'ensemble est forme de deux demi-couronnes superieures 16, deux
demi-couronnes inferieures 17 separees par- les quatre boulons 15,
plus des chapeaux de protection.
Le capteur comprend le conditionneur de signal fixe au demi-chapeau
inferieur par des vis et des separateurs.
Les deux semi-chapeaux inferieurs 17 sont fixes par six tiges, non
representees, qui y sont vissees, tout en passant dans la rotule.
Les deux demi-chapeaux superieurs sont fixes aux mlchoires par six
autres tiges, non representees, qui y sont fixees en passant dans ces
demichapeaux. A la Fig 6, on a montre un des demi-chapeaux superieurs
sur lesquels on voit les orifices 18 pour la fixation au moyen des
tiges mentionnees ci-dessus.
A la Fig 7, on a montre la forme des boulons 15 tandis qu'a la Fig 8,
on a montre une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la
Fig 6.
Au montage, on prend soin que les moitiees superieures et inferieures
restent respectivement croisees par rapport aux moities des machoires
et de la rotule.
Les vis utilisees pour la fixation du circuit imprime du conditionneur
de signal sont de 3 mm environ, des vis du type N 3 pouvant etre
utilisees, avec une longueur approximative de 10 mm.
Une perspective schematique de l'ensemble est representee a la Fig 5
Les plaques protectrices semi-cylindriques, non representees, se
fixent uniquement sur la partie inferieure avec des vis de type Allen
M 3 ou M 4 Il est preferable de caler avec de la gomme afin d'eviter
l'entree de poussieres De meme, il est preferable de recouvrir
l'ensemble, une fois installe, d'un vernis protecteur; pour ceci, on
peut employer les vernis commerciaux pulverisables utilises pour la
protection des plaques de circuits electroniques.
CHOIX ET MONTAGE DES JAUGES EXTENSIOMETRIQUES
Les boulons subissant la tension du cable fonctionnent selon le
principe de la deformation elastique Dans le cas d'une piece cylin-
drique soumise a compression, les deformations sont determinees de la
facon suivante: Deformation axiale = 2 ED ED 4 u F Deformation radiale
= 4
W ED 2 avec F Force de compression D Diametre du boulon E Module
d'elasticite u Module de Poisson.
Les deformations axiales peuvent se mesurer a l'aide d'une jauge
extensometrique placee dans le sens axial et les deformations radiales
peuvent se mesurer a l'aide d'une jauge extensiometrique placee dans
le sens radial De cette facon, on peut former un pont de Weaston
resistif dont la sortie, en volts, est: V 2 Vex K (1 F
7 and #x003C; ED 2 avec Vs tension de sortie V tension d'excitation ex
K facteur de jauge.
Dans notre cas, il y a deux jauges montees sur chacun des boulons, une
axiale et l'autre radiale, l'ensemble formant un pont de
Weaston complet avec deux resistances sur chaque branche Les con-
nexions entre les jauges sont representees a la Fig 9 Avec ce montage,
on obtient que la tension de sortie soit proportionnelle a la force de
compression, meme lorsque les boulons ne subissent pas la meme
pression.
Dans notre cas, on doit employer soit les jauges EA-06-125 BF -
350, soit les jauges EA-06-250 BF 350.
Leur resistance nomimale est de 350 ohms et le facteur de jauge est
approximativement de 2 Elles sont construites en fil de constan- tan
sur un support de polyamide L'adhesif recommande pour cette
application est le M-BOND 600, compose d'un adhesif plus un cataly-
seur. A la Fig 10, on montre la disposition du pont de mesure et sa
liaison au conditionneur de signal Les numeros representent le boulon
etele signe la disposition radiale ou axiale.
SOURCE D'ALIMENTATION
La source d'alimentation fournit une tension stabilisee de + ou 15 V
et 5 V pour l'alimentation de toute la partie electronique, avec une
intensite allant jusqu'a 1 A qui est suffisante pour alimen- ter huit
modules.
Dans le schema electronique de la Fig 11, la tension stabili- see
s'obtient au moyen de CI-1, CI-2 et CI-3.
Pour obtenir une symetrie entre les tensions, on a monte Pl et R 1 sur
la branche positive En reglant R 1, on peut obtenir une symetrie entre
des tensions positives et negatives.
Les composants di C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 -rads, 16 V C 8 C 9 CI-1
CI2 CI-3 u circuit de la Fig 1 Cond electrique Cond electrique Cond
electrique Cond electrique Cond polyester Cond polyester Cond
electrolytique Cond electrolytique Cond Polyester Stabilisateur 7815
Stabilisateur 7915 1 sont les suivants: 1000 microfarads, 25 V 1000
microfarads, 25 V 470 microfarads, 16 V 470 microfarads, 16 V
47 K, 50 V
47 K, 50 V
470 microfa- microfarads, 10 V (en chassis separe)
47 K, 50 V
Stabilisateur 7805 (en chassis separe) Pl Pot reg 100 ohms, 17 tours
El Resist 10 Kilohms, 1/2 W, 5 percent PR Pont redresseur BY 164 Tr
Transf tor 220/15 + 15 V, 30 V A. 6 Reglages globaux de l'ensemble Les
reglages globaux sont qui correspondent au montage complet en
fonctionnement:
Gain du contionneur.
Zero du pont de mesure.
Niveau de difference entre alarme et coupure.
Les deux premiers reglages se realisent sur le circuit condi- tionneur
de signal Pour le realiser, on doit disposer d'une presse hydraulique
calibree et ayant la possibilite de conserver une pres- sion donnee.
La premiere etape consiste a faire le reglage de l'equilibre.
Pour cela, on doit prealablement mettre R 2 en position moyenne et
regler R 23 pour obtenir zero volt a la sortie S du conditionneur Ce
prereglage doit se faire sans application de pression.
Ensuite, on le soumet a une pression correspondant au poids du cable,
plus un contrepoids equivalents 12 tonnes On regle R 2 jusqu'a obtenir
un signal de sortie de 12 V, c'est a dire 1 V par tonne.
On maintient cette derniere pression et on regle R 23 jusqu'a obtenir
zero volt a la sortie On augmente la pression jusqu'a 14 tonnes et on
verifie que le signal de sortie est de 2 V On abaisse a 10 tonnes et
on verifie que le signal de sortie est de 2 V Si on obtient ce
resultat, le reglage est correct Si il y a un phenomene d'hysteresis
au passage a 12 tonnes, on verifie que le mecanisme est correcte et
que les boulons reposent bien sur la et ne subissent pas de flexion.
* Si le reglage est bien realise, comme mentionne ci-dessus, la mesure
peut etre plus sensible en augmentant le gain jusqu'a 2 V par tonne
Pour cela, on regle le zero a 12 tonne; on augmente la pression a 14
tonnes et on regle R 2 jusqu'a obtenir + 4 V; on baisse la pression a
10 tonnes et on mesure 4 V a la sortie On verifie, de la meme facon,
qu'au passage a 12 tonnes, la tension de sortie est de zero volt.
Pour ces reglages, on doit alimenter le circuit a plus ou moins a V,
avec mise de la masse a terre pour eviter le bruit pendant la mesure
que l'on doit faire avec un voltmetre numerique.
Les reglages des niveaux d'alarme et de coupure peuvent etre realises
en reliant le circuit, qui contient ces reglages, au cap- teur, plus
le conditionneur, ou a l'aide d'une source de tension stabilisee et
regulee Si on opte pour le premier mode, on suppose un niveau d'alarme
de plus ou moins 1 tonne et un niveau de coupure de plus ou moins 2
tonnes, on doit maintenir la pression a 12 tonnes, l'augmenter ensuite
a 13 tonnes et regler R 9, Fig 3, jusqu'a ce que la sortie SA passe a
+ 14 V; on verifie que le passage a 11 tonnes revient a sauter a ce
niveau Pour le reglage du niveau de coupure, on repete la meme
operation avec R 2 en passant par 14 et 10 tonnes.
Si l'on desire d'autres seuils de difference, on regle de la meme
facon.
En utilisant la source de tension, on applique a l'entree plus ou
moins 2 V pour l'alarme et plus ou moins 4 V pour la coupure, ou
d'autres tensions donnees, en faisant les memes operations que dans le
cas de precedent.
On doit tenir compte du fait que 12 tonnes correspondent a zero volt.
7 Montage
L'installation la meilleure sera realisee sous une baie metal- lic o
'seront logees les cartes du registre et les memoires analogiques,
plus la source d'alimentation.
Les cables de connexion au capteur seront realises torsades a quatre
fils pour le signal.
La baie doit etre mise a la terre. t 2522817
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1) Equipement de contr 8 le de c 1 fbles-guides qui est specialement
prevu pour contr 8 ler les tensions supportees dans les cables qui
servent de guides aux cages ou bennes des puits d'extraction des mines
souterraines, et etant de la meme facon susceptible de s'appli- quer
aux mesures de efforts d'un cable quelconque fixe soumis a une
traction, caracterise en ce qu'il comprend un conditionneur de signal
(
2), un circuit de memoire analogique (
3), un redresseur et circuit de determination de niveaux d'alarme et
de coupure, un registre numerique (11), un capteur d'effort (1) et
d'une source d'alimenta- tion, le conditionneur de signal (2) etant
destine a exciter le pont de mesure, a amplifier et filtrer le signal
emis par le capteur d'effort (1), la memoire analogique ayant pour
fonction de redresser le signal delivre par le conditionneur, puis de
comparer le signal redresse avec les niveaux de seuils preetablis pour
l'alarme et la coupure et pour memoriser la valeur absolue maximale de
la tension delivree par le conditionneur, le registre numerique etant
concu pour qu'au moyen d'un commutateur soient lus instantanement les
efforts auxquels sont soumis les cables et qui sont transmis par les
capteurs qui y sont couples, le capteur d'effort dont est dote le
cable-guide recueillant les efforts de tension de ce cable et les
transformant en impulsions electriques transmises, a travers le
conditionneur de signal, au circuit de memoire analogique, puis de la,
au moyen dudit commutateur, au registre numerique pour la lecture. 2)
Equipement suivant la revendication 1, caracterise en ce que le
circuit d'excitation du conditionneur de signal est, de preferen- ce,
principalement compose d'un circuit integre, d'un diviseur resis- tif,
de deux transistors et de quatre resistances limiteuses, et en ce que
le circuit d'amplification et de filtrage dudit conditionneur est
forme principalement et de preference de trois circuits integres avec
leurs resistances annexes correspondantes. 3) Equipement suivant la
revendication 1, caracterise en ce que le circuit de memoire
analogique avec son redresseur et son circuit de determination de
niveaux d'alarme et de coupure ont pour objet de redresser le signal
obtenu a la sortie du conditionneur, de comparer le signal redresse
avec les niveaux de seuils preetablis d'alarme et de coupure, et de
memoriser la valeur maximale de la valeur absolue de la tension
delivree par le conditionneur de facon que le redresse- ment du signal
soit relise au moyen de deux amplificateurs operation- nels integres
formant un redresseur double alternance au moyen de diodes et de
resistances annexes, la comparaison des niveaux du signal redresse se
realisant au moyen des comparateurs respectifs constitues chacun par
un circuit integre tel que les reglages des valeurs de differences
soient effectues avec deux potentiometres, le circuit de comparaison
avec les resistances et les diodes servant a adapter les niveaux de
sortie des comparateurs a la technologie CMOS du circuit du registre,
le circuit de memoire analogique, proprement dit, se composant d'un
comparateur, d'une horloge a inhibition formee de deux portes NON-ET
et d'un circuit integre formant un circuit bistable, d'un compteur
numerique de douze bits, d'un convertisseur numerique-analogique forme
d'un circuit integre, d'un convertisseur intensite-tension, et d'une
source de reference formee par un autre circuit integre.
4) Equipement suivant la revendication 1, caracterise en ce que le
registre numerique est divise en deux parties ou circuits fondamen-
taux, le second etant constitue d'une porte OU a huit entrees dont la
sortie est connectee a un relais (RLI) a contacts de travail, le
circuit d'alarme etant forme par six circuits integres dont deux
constituent huit portes inverseuses et les quatre autres etant desti-
nes a memoriser ou retenir l'information du capteur qui a produit
l'alarme, avec un relais et des resistances limiteuses.
5) Equipement suivant la revendication 1, caracterise en ce que le
capteur d'effort constitue l'element sensible aux tensions du cable
loge entre une piece superieure de la roture et la machotre du
cable-guide, les elements sensibles a la pression etant quatre bou-
lons cylindriques visses dans la partie inferieure et semi-spheriques
a la partie superieure, auxquels s'appuient deux jauges extensome-
tric formant avec les quatre boulons un double pont de Wheastone, les
boulons constituant des moyens separateurs pour deux demi-couron- nes
ou demi-chapeaux superieurs et deux demi-couronnes ou demi-cha- peaux
inferieurs, les demi-chapeaux inferieurs etant fixes au moyen de tiges
a la piece de la rotule alors que les demi-chapeaux superieurs sont
fixes aux macho 1 res egalement au moyen de tiges.
6) Equipement suivant une des revendications 1 a 5, caracterise en ce
que les jauges extensiometriques sont destionees a recueillir la
mesure des efforts sur les capteurs, qui sont fixes aux boulons,
formant des paires, dont l'une axiale et l'autre radiale, pour former
l'ensemble dudit double pont de Wheastone, la tension de sortie etant
donc proportionnelle a la force de pression, meme lorsque les boulons
ne subissent pas des pressions egales.
7) Equipement suivant la revendication 1, caracterise en ce que la
source d'alimentation delivre une tension stabilisee pour alimen- ter
toute l'electronique, en delivrant une intensite suffisante pour
alimenter huit modules ou plus.
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