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BELL TELEPHONE 1L0DTIJFACTURING C4MP.NY 4, rue Boudewyns .ENVERS DISPOSITIFS CONVERTISSEURS POUR
COURANTS CONTINUS
Cette invention fait l'objet d'une demande de brevet déposée en- France le 25 Octobre 1943 au nom de'la Société dite "LE MATERIEL
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T,GLE'T301'IUF".
La présente invention concerne des dispositifs convertisseurs pour courants continus, applicables notamment mais non exclusivement
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aux systèmes de mesure de oourants" oontinus de faible intensité.
Il est en effet difficile d'amplifier directement les courants oontLnus', ou de très basses fréquences, 'Sous de faibles tensions,ce qui rend leur mesure délicate. La présente invention a, par suite, pour objet de prévoir des dispositifs permettant de convertir les courants continus à mesurer en tensions alternatives, qui sont am- plifiées puis comparées à la tension alternative de référence par un procédé de ne sure sensible à la phase et a l'amplitude.
Selon certaines caractéristiques de l'invention, un oonver- tisseur pour courant continu comporte des self-indus tances à noyaux magnétiques saturablesdont les enroulements sont disposés de façon différentielle pour obtenir une tension alternative de déséquilibre fonction du courant, qui modifie de façon différente la saturation' des diverses bobines.
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L'invention sera exposée en détail dans la description"" vante, donnée' en relation aveo les dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 représente le schéma général d'un système de m
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-sure, avec pont de déséquilibre; w',;',''
La figure 3 représente un exemple de montage d'un détecteux différentiel selon,le schéma de la figure 1;
La figure3 représente une courbe théorique de la tension détectée par l'ensemble de la figure 2, en fonction de la tension déséquilibre du pont; et,
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La figure 4 représente soh ématiquement un dispositif vertisseur de courants continus faibles, réalisé selon des caractéri tiques de l'invention.
Pour les mesures de zéro, telles nue les mesures de ponts, il apparaît ordinairement une difficulté consistant à différenciera
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le sens du déséquilibre entraîné par le courant de mesure, et, pour éviter cette difficulté, on peut utiliser un montage tel que celui indiqué par le schéma de la figure 1. Le, pont de mesures P, d'un type
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quelconque, est alirznté par une source de tension alternative E et 1' tension de déséquilibre est amplifiée en A puis comparée à la tension; ' ':'!":I':":'I'II F de même phase de 1800 près, dans un détecteur di ffj rentie1'DD. l':I,'I'':;'::I:J , y'Ii''7,Ï I,I' 'IIII 1,,1 La figure 2 représente un exemple de montage conforme an schéma de la figure l, Le pont de nesure P est représenté sous 'to' r 1 I!I 'I! arbitraire de quatre impédances.
Il est alimenté par le secondaire d'un transformateur Tl dont le primaire est conneoté à la source a1 'l' "'IIM I,, ternative non représentée. La tension de doséoullibre El du pont P,^ "''^, est appliquée .sur un anplifioateur : de tout type bien connu appropria ., ,,,,'j,i! i 1 et la tension amplifiée E2 est transmise à un circuit détecteur ou mé langeur différentiel DD qui peut avantageusement consister en on pont de phase dans lequel a lieu la comparaison de la tension E2 aveo une
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tension alternative F prélevée sur un seoondaire du transfoxmateu,'," d'excitation Tl.
Le détecteur différentiel est constitué par exemple
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par le transformateur T2, les redresseurs RD et les résistances R."," filtre LC permet d'éliminer la oomposante alternative à la sorti
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détecteur. La tension de sortie oontinue du dJteoteur, aux borneN,,
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est donc fonction de l'amplitude de la tension E2 et s'inverse par suite lorsque cette tension variable s'inverse par rapport à la ten -sion de référence F. Dans.ces conditions, la tension continue de sortie EU peut présenter l'allure de la courbe de la figure 3, en fonction de la tension d'entrée E2 de l'amplificateur.
Un tel appareil est directement utilisable pour les ponts de mesure alimentés en alternatif, mais, pour les ponts de mesure ali- mentés en continu il est nécessaire de prévoir un arrangement aonver -tissant les variations continues en variations alternatives. Un tel arrangement consiste, selon certaines caractéristiques de l'inventi- on,. en un pont composé de -self-inductances à noyaux magnétiques sa- turés, de préférence de haute perméabilité. Le courant continu de faible intensité qui doit être mesuré est appliqué de manière à pro- voquer le déséquilibre du pont par augmatation de la perméabilité de deux inductances'et la saturation des deux autres.
La conversion continu-alternatif est ainsi réalisée dans le pont même de mesure, et la tension différentielle résultante est appliquée sur l'amplifica- teur
La figure 4 représente sohématiquement un exemple de montage d'un tel pont convertisseur. Les bobines d'inductance Sa du pont sont polarisées par un enroulement Sp alimenté en tension contnue fixe par une batterie B: L'enroulement de ne sure Se est alimenté en courant continu aux bornes M par une source non repr entée,sur laquelle on doit effectuer'la mesure. Bien que superposés en pra- tique, les enroulements Sp et Se ont été représentés séparés pour rendre le dessin plus clair.
Le courant de mesure provoque le déséquilibre du pont par accrois- sement de la perméabilité de deux bobines Sa et la saturation des deux autres. La tension alternative différentielle résultante est appliquée en El aux bornes d'entrée de l'amplificateur A, figure 2.
L'établissement de ce pont à inductances saturées est réali- sée de manière à éviter, autant que possible, les fuites et les dou- plages parasites . Par exemple, chaque branohe du pont peut être
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constituée par une bobine toroidale à noyau uniformément scturé au moyen d'un enroulement de polarisation (Sp) toroidal.
Pour réduire les couplages parasites, on peut, soit assooier deux tores de ohamps alternatifs opposés dans le même bobinage de po- larisation, soit mettre en surieles bobinages de polarisation de pai- res de tores dont les champs sont de même sens. De nombreux modes de réalisation, bien connus en eux-mêmes, peuvent être adoptés pour un groupement'équilibré des enroulements .
Afin de rendre faible, le coefficient d'induction mutuelle entre les enroulements à courant alternatif Sa et les enroulements à oourant continu distincts Sp et Se, lorsque le pont n'est plus équili- bré', et'éviter ainsi le déséquilibre de la charge présentée par le pont à la source d'excitation d'une alternance à l'autre, on peut avoir re- oours à un ensemble de deux ponts, disposés de manière à parfaire la symétrie, et annuler les inductances résiduelles. On peut, par exemple utiliser un pont dont toutes les branches sont saturées pour l'alter- nance positive et un deuxième pont seturé pour l'alternonce négative.
Afin d'effectuer le réglage de l'équilibre du pont, on pént prévoir chaque paire de tores comooée d'une bobine comportant quel- ' ques spires de moins que l'autre, mais ayant un noyau magnétique légè- rement plus faible, de façon à, donner aux deux bobines des oourbes d'inductances, fonctions du champ de polarisation, qui se oroisent sous un angle très faible dans une portion convenable du cycle de sa- , turation. Une légère variation du courant de polarisation permet alors de régler l'équilibrage. On peut également utiliser à. cet effet, des noyaux de section utile réglable, avec des enroulements shuntés par des potentiomètres ou autres résistances ajustables.
Il est clair que, lorsqu'on ne désire pas identifier le sens de déséquilibre du pont, mais simplement mesurer sa valeur, le déteo- teur différentiel devient inutile et l'oppareil de mesure, avantageuse- ment mais non exclusivement un oscillographe cathodique ou un appareil à champs composés, est directement connedté à, la sortie de l'amplifica- leur.
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Comme pour tout montage en pont, il est clair qu'au lieu de prévoir variables les quatre bras du pont, ce qui donne le maximum de sensibilité, le pont ne peut comporter qu'un nombre moindre d'im- pédances variables, et même une seule.