ENREGISTREURS

307. Les enregistreurs sont des appareils manœuvres par l'organe lui-même dont il s'agit d'apprécier la loi de mouvement. Ils fournissent le tracé d'une courbe dont l'examen renseigne après coup sur les circonstances du mouvement.

Dans un premier genre, la courbe est tracée matérielle-

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ment et subsiste après l'expérience. Dans un autre, elle ne constitue qu'une apparence lumineuse.

Piiemier genre. — Enregistreurs à cotirhe. Second genre. — Enregistreurs optiques.

308. Enregistreurs à courre. — La courbe est tracée, soit par nn crayon sur une bande de papier, soit par une pointe sèche sur un disque enduit de noir de fumée.

Ces appareils servent particulièrement pour des mouvements d'une rapidité telle, qu'ils échappent à l'observation directe, comme la chute d'un chien de fusil, l'élévation de la soupape du bélier hydraulique, etc. Il est, d'après cela, nécessaire d'apporter une grande précision dans Tappréciation du temps, et on éprouve à cet égard une grande difficulté, attendu que les appareils d'horlogerie (rue l'on emploie pour produire de prétendus mouvements uniformes ne fournissent au fond que des mouvements périodiques (251), A la vérité, la période est très-courte, mais la durée du mouvement proposé lui étant comparable, l'appareil ne peut dans ces conditions servir d'une manière satisfaisante à la mesure du temps.

On lève cette difficulté par l'emploi du diapason. En même temps que la pointe traçante marque la courbe principale sur la bande de papier qui se dérobe d un mouvement à peu près uniforme, une seconde pointe, fixée au diapason que l'on a mis en vibration sonore, marquera une courbe accessoire de forme sinueuse. Comme on sait que les petits mouvements des corps élastiques sont isochrones, il en faut conclure que des intervalles de temps égaux se sont écoulés entre les instants auxquels ont été marqués les points maxima et rm'nima. On obtient ainsi pour la courbe principale une série d'ordonnées (ou de rayons vecteurs, suivant le mode de tracé) qui correspondent à coup sûr à des intervalles de temps égaux, bien que les apparences en averris-

sent ordinairement assez mal sur la figure. On eonstruira 'alors, pour plus de clarté, une nouvelle épure en reportant à des intervalles égaux ces ordonnées ou w rayons vecteurs. On tracera ainsi, après coup et par points, la courbe qui eût été obtenue directement, si Ton avait pu disposer d'un mouvement rigoureusement uniforme.

Pour donner une idée du degré de précision que ce procédé permet d'atteindre, supposons qu'on se serve du diapason normal qui exécute 896 vibrations par seconde à i5 degrés centigrades ; la durée d'une vibration sera ^ de seconde ; comme, du reste, on est sûr de ne pas se tromper d'une demi-division, l'erreur possible est de 7— de seconde. On remarquera, de plus, que rien n'empêche de se servir d'un diapason plus aigu, pour pousser plus loin l'approximation.

309. On a employé un appareil analogue pour compter les vibrations des bouches à feu. On leur adapte pour cela un style qui trace sur le cylindre une courbe sinueuse. Pour éviter la superposition de ces courbes après un tour complet, on peut attribuer au cylindre, au lieu d'une rotation, un mouvement hélicoïdal qui met mieux en évidence les différentes spires de la courbe.

On peut encore se servir de ce procédé pour comparer les nombres de vibrations des intervalles music^k en faisant tracer des courbes n plusieurs diapasons sur une même plaque, dont le mouvement peut alors être à peu près conque.

Le même principe a été encore appliqué pour l'étude des mouvements du cœur, à l'aide d'un instrument nommé s phygmo graphe, inventé par Vierordt et perfectionné par MM. Buissou et Marey. Les battements sont transmis par des tubes pleins d'air à une membrane très-élastique, et de là à une répétition de leviers destinés à en amplifier l'ex-

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cursion. Une ou plusieurs pointes traçantes sont manœnvrées par ces leviers devant un cylindre tournant, sur lequel ils tracent la courbe représentative.

310. Appareil de M. le général Morin. — Cet appareil a été imaginé pour la vérification des lois de la pesanteur. La formule des hauteurs étant

et les abscisses se succédant d'un mouvement uniforme,

x = vt;

leur relation

montre que la courbe tracée par une pointe pesante dans sa chute sera une parabole.

Pour faciliter l'application du principe, au lieu de faire avancer la bande de papier par une translation horizontale, on l'enroule sur un cylindre qui tourne sur son axe, et on laisse tomber la pointe le long d'une génératrice. C'est après le déroulement que la courbe prend la forme d'une parabole plane.

311 . Appareil tV Ey telwein . — Cet appareil a été imaginé pour apprécier la loi de mouvement de la soupape du bélier hydraulique, qui se soulève avec une extrême rapidité et des alternatives de repos aux deux extrémités de la courbe.

Pour cela on fait porter à la tige la pointe traçante et on dispose en regard un rouleau A qui sert seulement de point d'appui à la bande de papier (Pl. XV, Jig. 245), celle-ci est entraînée du rouleau B par le rouleau C manœuvré par le mouvement d'horlogerie D.

ai

On remarquera l'interposition de la fusée conique E qu'il convient d'introduire dans tous les appareils à bande. En effet, si on admet l'uniformité de la rotation de D, ou de la traction de la corde, c'est-à-dire celle delà vitesse angulaire de C, on n'obtiendra pas pour cela une translation régulière de la bande, car elle est le produit de celte vitesse angulaire constante par la dislance à l'axe, qui se compose du rayon de C plus la somme des épaisseurs enroulées à chaque tour. On évite cet inconvénient en employant le tronc de cône E dont le petit et le grand rayon sont égaux à ceux de C avant et après l'enroulement de /* épaisseurs. On trace une spirale de n tours sur ce cône et on y engage la corde. On voit que dans ces conditions elle agira constamment à la même distance de l'axe que le papier, et comme son mouvement est uniforme, il en sera de même de celui de la bande, la vitesse angulaire de C allant sans cesse en diminuant.

312. Disque tournant de M. le général Mon'n. — Cet appareil a été employé pour la vérification des lois du frottement et pour l'étude du mouvement d'un chien de fusil.

On adapte un plateau à l'arbre dont on veut déterminer la loi de rotation (PL XF,Jîg. 246). Un mouvement d'horlogerie fait tourner suivant le petit cercle NN' une pointe traçante dans l'espace absolu. Si donc le plateau reste immobile, le style y marquera ce cercle; mais si le plateau marche, il tracera une certaine courbe MM'. On peut d'après cette ligne retrouver les angles dont l'arbre a tourné pour des intervalles de temps donnés, de manière a en déduire la loi du mouvement.

En ellct, lorsque le style a marqué le point M, il était à la distance MO du centre du plateau, et comme ce centre csl fixe, il se trouvait dans l'espace sur le cercle MN. Mais

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eu réalité ce style décrit le petit cercle NN'. 11 occupait donc à l'instant en question la position N. 'Il était de même en IV lorsqu'il a marqué le point M', et par conséquent, pendant qu'il s'est déplacé de JSiV, c est-à-dire pendant le temps marqué par cette rotation uniforme, le plateau a tourné de l'angle MOM'.

313. Tachombtre. — Comme disposition, le tachomètre ne diiî'ère pas du régulateur de Flaud (200) (/V. XV, fig. ^37), mais ses fonctions sont très-différentes. On s'en sert dans le contrôle des chemins de fer pour constater qu'à aucun instant la vitesse du train n'a dépassé la limite réglementaire.

A cet effet, l'extrémité des ressorts porte une pointe traçante qui se rapproche d'autaut plus du centre du plateau que les boules s'écartent davantage, c'est-à-dire que la vitesse de l'arbre ou celle du train vont elles-mêmes en croissant. Le plateau tournant uniformément au-dessous, la courbe ainsi tracée indique par la variation de son rayon vecteur celle de la vitesse. Le contrôle se réduit alors à vérifier qu'elle ne pénètre pas au dedans d'un certain cercle.

314. Enregistreurs optiques. — Dans ces nouveaux appareils la courbe n'existe plus matériellement. Elle n'est que la trajectoire d'un point lumineux animé d'un mouvement rapide, et son apparence tient à la persistance de l'impression des objets lumineux sur la rétine.

Kalcidophonc de TFheatstone. — On peut rattachera ce principe \ahaléidophone, constitué simplement d'une petite sphère étamée qui présente, dans toutes ses positions, un point brillant et qu'on installe à l'extrémité d'une lige élastique pour en étudier les vibrations. La section de celte tige est rectangulaire. Il s'ensuit que des déviations imprimées séparément dans les plans de symétrie produiront

ai.

des vibrations dans ces mêmes plans. Tout autre mode de déviation participera plus ou moins de l'un ou l'autre, et déterminera une vibration curviligne qui sera la résultante des deux premières et que la courbe brillante mettra en évidence.

Miroirs vibrants de M. Lissajoux. — Dans une étude trèscomplète dont nous ne pouvons indiquer ici que le principe, M. Lissajoux a employé deux diapasons qui portent des miroirs sur l'une de leurs branches. Si un point lumineux se reflète dans un de ces miroirs, il produira une image qui, dans le repos, sera un point, et qui se déplacera en ligne droite lorsque le diapason vibrera dans son propre plan. Si cette image se reflète dans le miroir du second diapason, et que celui-ci soit au repos, il n'y aura rien de changé; s'il vibre dans le même plan que le premier, l'image éprouvera un déplacement rectiligne qui sera la somme ou la différence des deux 5 enfin, si le second diapason est placé dans un plan rectangulaire, l'image participera des deux déplacements composants et prendra un mouvement curviligne.

La nature de la courbe dépendra de la tonalité relative 'ou du rapport des nombres simultanés de vibrations et aussi de la phase de cette vibration, c'est-à-dire de la coïncidence ou du degré de non-concordance des extrémités de chaque excursion.

M. Lissajoux a imaginé également un appareil ingénieux qui trace les courbes résultant des vibratious distinctes en abscisse et en ordonnée pour toutes les combinaisons de tonalité et de phase. On se le représentera en imaginant deux axes reliés par des engrenages mobiles que Ton peut remplacer à volonté par d'autres présentant un rapport différent de vitesses, et par suite de nombres de vibrations par seconde dans la transmission qu'ils produisent. Ces arbres portent en outre des excentriques circulaires dont les

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cadres se meuvent dans des sens qui sont pour l'un horizontal et pour l'autre vertical, et avec des lois de mouvement que nous savons être sinusoïdales (72) comme celles des corps élastiques, sonores ou lumineux qui forment l'objet de cette étude. Enfin le calage des excentriques est variable, ce qui permet de modifier la phase relative des deux vibrations. Les deux cadres portent des rainures rectilignes perpendiculaires à leur mouvement; la pointe traçante engagée dans ces rainures participe forcément aux deux translations et prend le mouvement résultant.