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Relais courant-temps dont le circuit d'excitation comprend un tube électronique.
Le procédé suivant l'invention permet, dans les interrup- teurs à commande électrique, tels qu'on les utilise, par exemple, sous forme de relais courant-temps pour des appareils à rayons X, de supprimer l'influence de l'inertie de l'interrupteur sur le temps de couplage réel.
Il est relatif à tous interrupteurs dans lesquels, après une période déterminée, on doit éliminer un certain état de fonc- tionnement. On expliquera le procédé plus en détail en se référant à un problème qui se présente dans la technique des rayons X.
Dans les radiographies, le noircissement de la couche sen- sible d'un film ou d'une plaque varie avec le produit milliampères-
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secondes (mAs) du courant qui traverse le tube à rayons X, c'est-à dire que pour obtenir le même noircissement, un courant d'inten- sité relativement faible exige un temps d'exposition plus long qu'un courant fort. On connaît généralement le produit courant- temps nécessaire pour un objet déterminé à radiographier et on peut le relever sur des tables d'exposition usuelles. Pour tout appareil à rayons X, il est donc nécessaire, au.moyen de disposi- tifs de couplage convenables, de veiller à ce qu'on obtienne exactement le produit courant-temps requis.
A cette fin, on a construit des interrupteurs horaires dans lesquels le produit milliampères-secondes voulu est réparti sur des milliampères et des secondes d'une façon telle qu'on ajuste un courant déterminé, alors qu'un mécanisme d'horlogerie de construction convenable, après expiration du temps correspondant à ce courant, actionne un interrupteur dont le mouvement inter- rompt la production de rayons X. Ces interrupteurs horaires ont l'inconvénient cependant qu'on n'obtient le produit milliampères- secondes voulu que s'il est possible de maintenir exactement le temps d'exposition et si le courant présente réellement l'inten- sité préajustée pendant toute la durée d'exposition et, en outre, conserve cette ,intensité constante. Toutefois, cela n'est pas tou- jours certain dans les appareils à rayons X.
L'ordre de grandeur des courants et des temps requis est tel que de petites influences incontrôlables puissent même produire des changements de l'un ou des deux facteurs mentionnés et provoquer une déviation inadmissi- ble du produit milliampères-secondes voulu.
On connaît également des dispositifs à rayons X dans les- quels le courant d'excitation d'un relais est interrompu quand le produit milliampères-secondes voulu est atteint. Les dispositifs connus fonctionnent en principe conformément à un montage tel que celui représenté schématiquement sur la fig.l.
Le circuit du tube comprend un relais mAs 1 qui sert, ne fois le produit mAs préajusté atteint, à -ouvrir ou à fermer
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le circuit d'une bobine 2 et, en conséquence, à ouvrir les contacts 3 et à interrompre l'enroulement primaire du transformateur 4. Bien que ces dispositifs permettent d'éviter les inconvénients préci- tés des montages horaires purs, il se manifeste dans ce cas une autre influence gênante, notamment l'inertie du relais.
On entend par l'inertie d'un relais le temps T en secondes qui s'écoule à partir de l'application de la tension à la bobine jusqu'à l'ouverture du contact actionné par celle-ci, c'est-à-dire jusqu'à l'interruption proprement dite. Par conséquent, quand la mise en circuit est effectuée au moment tl et l'ouverture des contacts au moment t2, l'inertie du relais est représentée par
T = t2 - tl t2 étant naturellement plus grand que tl.
A l'aide du graphique représenté sur la fig. 2, on expli- quera l'importance de l'inertie du relais dans l'établissement du produit mAs. La figure montre la dépendance du produit mAs du temps. La ligne droite A passant à travers zéro représente la relation entre ces deux valeurs pour un courant d'intensité déter- minée, la pente croissant avec une augmentation de courant. Le courant qui traversé le tube peut être, par exemple de 500 mAs et le produit courant-temps requis de 20 mAs. Il s'ensuit de la fig.2 que ce produit nécessite un temps d'exposition de 0,04 sec. Si l'interrupteur mAs 1 de la fig. 1 est ajusté de façon à interrom- pre, après expiration dudit temps, le courant qui passe par la bobine du relais, la durée d'exposition réelle serait augmentée du temps naturel T du relais.
Comme T est d'ordinaire de l'ordre de grandeur de 0,01 sec., on obtiendrait pour l'exemple choisi une durée d'exposition de 0,05 sec. et l'exposition du film s'ef- fectuerait par 25 mAs au lieu de 20 mAs. Comme le temps naturel T est une valeur constante (elle ne dépend en principe que de la construction et du fonctionnement du relais 2), l'erreur dans le produit mAs qui en résulte est, en pourcentage, grande pour des produits petits. Si, par exemple, cette erreur est déjà de 25%
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pour un courant de 500 milliampères et un produit mAs de 20 mAs, cette erreur est déjà augmentée de 50% pour le même courant et un. produit de 10 mAs. Il en résulte que la mise en circuit du relais doit être avancée du temps naturel T, c'est-à-dire qu'il faut déjà circuiter au temps t1 - T.
On a construit des dispositifs à rayons X dans lesquels, pour compenser cette déviation, le relais mAs fonctionne avec une tension de polarisation qu'on choisit con- formément à l'inertie de l'interrupteur. Toutefois, on a trouvé en pratique que ces dispositifs connus ne permettent pas d'obtenir l'exactitude requise pour le produit mAs voulu.
La présente invention permet d'obvier à ces difficultés en faisant en sorte que la constante de temps d'une combinaison d'un condensateur et d'une résistance insérée dans le circuit de grille ou dans le circuit anodique d'un tube électronique, condensateur qui est chargé par le courant traversant le tube à rayons X ou par un courant proportionnel à celui-ci, soit égale à l'inertie de l'interrupteur.
On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, dont les figures 3 et 4 représentent schématiquement deux modes de réalisation de l'invention, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Le dispositif représenté sur la fig.3 comporte une bobine 5 qui peut actionner le jeu de contacts 6 prévu, par exemple, dans l'enroulement primaire du transformateur de haute tension. Elle est excitée par la source de courant 7 par l'intermédiaire d'un interrupteur sous forme d'une triode désignée par 8. La cathode de celle-ci est reliée à la borne négative de la source de courant 7, de sorte qu'elle coupe le courant allant à la bobine 5 si la grille est suffisamment négative par rapport à la cathode. La tension de la grille 9 est constituée par deux composantes, une composante positive et une composante négative. Cette dernière est--
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constante, mais réglable et est fournie par le condensateur 12, qui dérive sa charge d'un potentiomètre 14 relié à la batterie 13.
La composante positive de la tension de grille est variable et est constituée par la tension qui existe à la combinaison de la résis- tance 10 et du condensateur 11, ce qui fait que le courant i du tu- be à rayons X ou un courant proportionnel s'écoule. Lors de la mise en circuit du tube à rayons X, la tension qui existe aux bornes du condensateur 11 est zéro et le tube 8 est bloqué par suite de la tension négative du condensateur 12. Au cours du fonc- tionnement, la tension du condensateur 11 augmente conformément à l'expression T, dans laquelle C est la capacité du condensateur 11 et T le temps durant lequel le courant i s'écoule.
Pour un rap- port déterminé des tensions se contrariant, le tube 8 livrera passage au courant plus tôt ou plus tard selon la grandeur de la tension de polarisation qui existe aux bornes du condensateur 12 et cela conduira à la mise en circuit du relais 5. Par conséquent, lorsqu'on connait la tension de grille pour laquelle le tube 8 donne passage au courant pour la tension anodique appliquée, on peut donner aux diverses constantes du montage, c'est-à-dire l'inertie du relais,la résistance 10, la capacité du condensateur 11, ainsi que la tension du condensateur 12 des valeurs telles que la mise en circuit du relais 5 soit avancée d'un temps qui correspond à son temps naturel. Dès que le courant passant par la bobine du relais commence à s'écouler, les contacts 6 doivent être actionnés.
Pour cela une certaine force est nécessaire im- médiatement et le courant admis doit donc être immédiatement aussi fort que possible. C'est pourquoi on utilise, de préférence, un tube à atmosphère gazeuse.
Si, dans un tube de ce genre, l'amorçage s'effectue pour une tension de grille de 0 volt, la tension qui existe aux bornes du condensateur 12 doit être égale à la somme des tensions de la résistance 10 et du condensateur 11, c'est-à-dire, u12 = u10 + u11 (1)
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Dans cette équation, on peut indiquer la chute de tension produite aux bornes de la résistance 10 par u10 = iR (2) où R est la valeur de la résistance 10.
Comme on l'a déjà mentionné au début, la mise en circuit de l'interrupteur 5 doit être avancée de son temps naturel T.
Par conséquent, la tension de charge du condensateur 11 doit déjà être égale à la tension qui existe aux bornes du condensa- teur 12 après le temps t2 - T, si t2 est le temps pendant lequel le courant doit réellement traverser le tube. Si C est la capacité du condensateur 11, la tension u11 qui existe aux bornes de celui- ci peut donc être représentée par:
EMI6.1
Si l'on place les équations (2) et (3) dans l'équation (1), on obtient
EMI6.2
On peut utiliser cette équation pour la fixation de u12, c'est-à-dire de la tension réglable du condensateur 12, et pour la fixation de R, la valeur constante de la résistance 12.
Si, par exemple, R a une valeur telle que la condition
EMI6.3
soit remplie, il en résulte
EMI6.4
La résistance constante R n'est donc variable qu'avec le temps naturel du relais 5, c'est-à-dire avec sa construction et avec son fonctionnement, alors que la tension réglable qui existe aux bornes du condensateur 12 est proportionnelle au produit mAs voulu du courant traversant le tube. Il s'ensuit en outre que, pour tout temps d'exposition voulu (mAs), un réglage exact du potentiomètre 14 permet alors.d'effectuer la mise en circuit du relais d'une
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façon telle que l'inertie ne produise aucune déviation si la constante de temps RC de la combinaison .de la résistance 10 et du condensateur 11 est égale à l'inertie de l'interrupteur.
La compensation de l'inertie du relais au moyen d'une grandeur élec- trique offre l'avantage de pouvoir être effectuée avec une haute exactitude. Comme le courant d'excitation du relais 5 est fermé par un tube électronique exempt d'inertie, on évite ainsi, en outre, toutes sources d'erreurs possibles inhérentes aux inter- rupteurs mécaniques et pouvant provoquer des déviations consi- dérables pour les plus petits temps de couplage utilisés. La fixation du produit mAs à l'aide d'un réglage de la tension permet alors d'obtenir une haute exactitude, même pour les dif- férences les plus faibles.
On obtient les mêmes résultats avec un montage comme représenté sur la fig. 4. Dans ce cas, la résistance 10 et le condensateur 11 sont montés en série avec la bobine d'excitation du relais 5 et avec le tube électronique 8, dont la tension de polarisation négative est fournie par la batterie 13. Comme dans l'exemple de la fig.5 le condensateur 11 est chargé par le cou- rant du tube à rayons X ou par un courant proportionnel à celui- ci. Dans ce cas, son énergie provoque elle-même la mise en circuit du relais. On peut également faire varier le temps de couplage vou- lu (mAs) du relais à l'aide du condensateur 11, pourvu qu'on veille à ce que l'influence de l'inertie du relais soit éliminée en donnant à la résistance 10 une valeur conforme à la relation R = T/C. Le réglage des deux éléments s'effectue, de préférence, en
C commun.