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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION Philippe VAN EECK et Samuel ERRERA " Appareil de mesure d'une faible force électromotrice et potentiomètre convenant pour sa réalisation Il.
La présente invention est relative à un appareil de mesure d'une faible force électromotrice, notamment de la , force électromotrice engendrée par une électrode de pH, com- prenant un amplificateur de tension à tubes électroniques en- tre des bornes de connexion de la source de force électro- motrice à mesurer et un instrument indicateur de l'intensité d'un courant provoqué par la force électromotrice amplifiée, le dit amplificateur étant alimenté à partir d'une source de courant de tension variable.
Avec un appareil de mesure de ce genre, toute variation de tension de la source du courant d'alimentation provoque une variation du courant anodique du tube électrondque de sortie de l'amplificateur et influence, par conséquent, l'instrument indicateur de l'intensité du courant. La pré- sente invention a pour but de remédier à cet inconvénient.
A cet effet, l'appareil de mesure suivant l'invention comprend deux tubes électroniques identiques montés en oppo- @
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sinon dont les anodes sont alimentées à partir du point mi- lieu d'une résistance aux bornes de laquelle l'instrument de mesure du courant est monté,
Grâce à cet appareil, les variations identiques du cou- rant anodique des deux lampes en opposition dues aux fluctua- tions de tension du secteur d'alimentation ont des effets op- posés sur l'instrument indicateur et, par conséquent, celui- ci reste indépendant des fluctuations du réseau.
de plus, l'instrument indicateur de courant est beaucoup plus sensiole quand les variations de courant qui l'influen- cent se produisent à partir d'un courant nul que lorsqu'elles se produisent à partir d'un courant tel que le courant ano- dique permanent du tube de sortie d'un amplificateur.
Enfin, un appareil n'envoyant pas de courant permanent dans l'instrument indicateur permet d'envisager l'emploi d'un instrument indicateur gradué directement en pH dans le cas où l'appareil est destiné à mesurer la force électromotrice engendrée par une électrode de pH.
Cet instrument indicateur peut aussi %tre constitué avantageusement par un appareil enregistreur.
Suivant une forme de réalisation particulière, dans le cas où l'amplificateur comprend une série de deux tubes élec- troniques en cascade à couplage direct par résistance dont le premier a sa grille soumise à la différence de potentiel à mesurer, une série de tubes électroniques en cascade iden- tiques aux deux premiers sont montés en opposition avec ceux- ci et sont connectés identiquement à ces derniers, sauf que la grille du premier tube de cette deuxième série n'est pas soumise à la différence de potentiel à mesurer.
On peut économiser un tube électronique danla forme de réalisation précédente tout en obtenant une compensation ac- ceptable des effets des fluctuations de tension sur le courant influençant l'instrument indicateur, à condition de monter un
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tube électronique en opposition aveo le dernier tube de la série de deux tubes électroniques que comprend l'amplificateur. et dharger sa grille de manière identique à celle du dernier tula be de la série en/connectant à la masse de l'amplificateur par l'intermédiaire d'une résistance d'une valeur égale à la résistance interne du Premier tube de la série susdite.
Pour des facilités de Montage et de maintien des conditions de fonctionnement malgré le vieillement des tubes, cette résistance est chosie réglable. Dans le même but, on a intérêt à monter une autre résistance variable entre le filament du tube en opposition avec le tube de sortie de l'amplificateur et la masse de celui-ci.
Lorsqu'on utilise un appareil de mesure d'une faible force électromotrioe, notamment de la f orae électromotrice engendrée par une électrode de pH, comprenant un amplificateur de tension à tubes électroniques entre des bornes de connexion de la source de force électromotrice à mesurer et un instrument indicateur de l'intensité d'un courant provoqué par la tension amplifiée. le dit amplificateur étant constitué d'au moins un tube électronique à chauffage indirect de la cathode , par le filament et dont la tension anodique obtenue à partir de courant alternatif du secteur, est fournie par l'intermédiaire d'un transformateur et d'un redresseur. il se produit des effets de capacité, entre la grille d'entrée du premier tube et le circuit de chauffage.
L'invention a également pour but de remédier à cet inconvénient .
A cet effet, dans l'appareil suivant l'invention, le filament est alimenté directement par le courant alternatif du secteur qui le traverse en série avec une résistance laissant aux bornes du filament la différence de potentiel prévue pour l'alimentationdu filament.
L'invention est également relative à un appareil de mesue @
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d'une faible force électromotrice ,netainentide la force électro- motrice engendrée par une électrode de pH, dans lequel la source de tension à mesurer est montée en opposition avec une source de force électromotrice de compensation réglable au moyen d'un po- tentiomètre qui permet de déterminer un point au même potentiel que celui fourni par la source de tension à mesurer de façon à empêcher la source de tension à mesurer de débiter du courant dans un circuit comprenant notamment un instrument de mesure du courant alimenté par un amplificateur de courant continu constitué d'au moins un tube électronique à chauffage indirect de la catho- de par le filament parcouru par du courant alternatif.
Dans un appareil de ce genre, la source de force électro- motrice de compensation débite en permanence dans le'potentiomè- tre susdit de sorte que sa tension peut varier avec le temps.
L'invention a également pour but de remédier à cet incon- vénient.
A cet effet, dans l'appareil suivant l'invention, la source de force électromotrice de compensation est raccordée en permanence à un chargeur dont le débit vaut au moins autant que le débit à travers la résistance du potentiomètre.
L'invention est enfin relative à un potentiomètre comprenant un fil résistant disposé à la périphérie d'un disque isolant à base circulaire et au contact duquel on peut déplacer un curseur,
Dans les potentiomètres de ce genre employés jusqu'à présent, le fil résistant est enroulé en hélice et celle-ci est disposée dans unpAan pe pendiculaire à l'axe du disque de façon que le curseur qui se déplace autour de cet axe passe successivement d'une spire à l'autre.
Ce potentiomètre ne permet pas d'obtenir une variation conti- nue de tension par le déplacement du curseur . Il ne convient donc par exemple pas pour être monté dans le circuit d'une force électromotrice constante en opposition avec une source de faible force électromotrice à mesurer grâce au concours d'un, amplifica-
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teur courut . Continu tubes "t1Uf}ï teur de oourant oontinu à tubes éleotroniques dont la grille le circuit anodique aux deux sources en opposition et dont le circuit anodique de Sortie est connecté à Un instrument indicateur de courant. sortie est connecté à un instrument qui La présente invention a comme objet un Potentiomètre Permet d'obtenir une variation tout à fait continue de la tension par le déplacement de son curseur.
Cet effet, dans potentiomètre, -.rri""# 8 sur résistant est enroulé sur le disque isolant et le Our¯ seur comprend un galet qui peut rouler sur ce fil.
####t qui Peut rouler sur ce fil.
Suivant une forme de réalisation avantageuse@ résistant est enroulé en hélice sur le le fil est Porte hélice sur disque galet est porté par Un bras qui Pour un tour, est entraîné parai. l'hélice. l'axe du disque d'une quantité égale au pas de l'hélice.
De cette façon la réalisation de la graduation est grandement facilitée puisqu'elle est effectuée à partir de 360 .
D'autres particularités et détails l'invention apparattront au cours de la description des dessins annexés au Pre. t des dessins annexés présent mémoire et qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est un schéma d'un appareil de mesure suivant l'invention, les figures et représentent deux variantes d'une partie de l'appareil suivant la figure 1, variantes d'une La figure 4 est une vue en perspective, après brisures partielles,d'un potentiomètre suivant l'invention, brisures la figure 5 représente une autre forme de réalisation de ce potentiomètre. réalisât Dans ces différentes figures les mémes notations de référence désignent des éléments identiques.
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A la figure 1, on a représenté un appareil de mesure d'une faible force électromotrice telle que celle engendrée par une électrode de pH. Celle-ci peut être connectée à deux bornes telles que 2 et 3. La borne 2 est connectée par
103 un conducteur/ à la grille 4 d'un tube électronique 5 du type à écran . Ce tube 5 est monté en série avec un autre tube 8 et à cet effet, son anode 7 est reliéeà la grille 8 du tube 6 par un conducteur 9.
Le secteur à courant alternatif 10 alimente un transfor- mateur 11 comprenant un enroulement primaire 12 et deux en- roulements secondaires 13 et 14. L'enroulement secondaire 13 est destiné à fournir la tension anodique des différents tubes de l'amplificateur . Le courant qu'il fournit est redressé par un redresseur 15 et filtré par une bobine de self-induc- tion 16 et des condensateurs 17 et 18. L'alimentation de l'anode 7 du tube 5 est effectuée à travers une résistance 19, qui est par exemple de deux mégohms , au delà de laquel- le le conducteur 9 est connecté à l'anode 7. L'anode 20 du tube 6 est connectés à la même source de tension à travers une résistance 21.
L'écran 22 du tube électronique 5 est con- necté à la masse 23 de l'amplificateur à travers une résistan- ce 24, qui est par exemple de 5000 ohms . La grille 4 est connectée à la masse 23 à travers une résistance 25 de quinze mégohms , tandis que la cathode 26 est connectéeà la masse 23 à travers une résistance 27 de 1500 ohms , La cathode 28 du tube électronique 6 est connecté à l'écran 22 à travers une résistance 29 ayant la même valeur que la résistance 24, soit 5.000 ohms.
Une tube électronique 30 identique au tube 6 est monté en opposition avec celui-ci . Son anode 31 est alimen- tée à travers une résistance 32 égale à la résistance 21. Sa grille 33 est chargée de manière identique à la grille 8 du tube 6 en étant connectée à la masse de ce dernier tube par
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l'internéàiaire d'une résistance 34 dont la valeur est égale à la résistance interne du premier tube 5. exact e Pour cette On peut facilement obtenir la valeur exacte pour Peut en résistanee én aàoptant une résistanee réglable . 0n peut en ,,sistance On p adoptant Une résistance 'réglable - 0 ube outre faciliter le réglage fonctionnement du tubs 30 la outre le tube 6 en oonneetant la cathode 35 a opposition ds l'apparsi1 .
trsvers une autre résistance varia- masse 23 de l'appel choisie Pour cette résistance doit étre égale La Valeur dss vs1surs des résistances 24 et 29.
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Les trois csthodS psr fi1sent. Les filaments 37, 38 indj'r act clé cathode par ileeell tubes sont
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appartenant respectivement aux tubes ont alimentés
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connectés en série avec une résistance 40 et sont aiiaentés en courant alternatif à partir du secteur 10. Cette résistan- ce à0 a une valeur telle qu'elle laisse subsister aux bornes de chaque filament la différenoe de Potentiel prévue chauffa
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l'alimentation du filament considéré.
Par ce mode de chauffage
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,,,tation du filament "....irot e. on évite effets de ooapiage entre le circuit clé chauffage
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on évite les du premier tube 5-
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et la grille d'entrée du premier tube 5. #### Un appa..11 indicateur de l'intensité du courant an0d'- appar e ri et 3() est monté en dérivation sur les résis que àes tubes 6 et 3Q est monté en àérivation SUr les résiB- tances 21 et 32, uet appareil est désigné par 41. Il est par sx..p1e constitué pa< un mi11iampèreètre accusant des par eXEMP18 0 onstitu, jjjiampère
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courants entre 0 et 1 milliampère.
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Dans l'appareil représenté à la figure lb la borne est oonnectée par un conducteur curseur 43 d'un potentiOM6- .r un conducteur 42 au 41 et 48 tre 44 monté en série avec deS résistsnces 45, 46. ainsi monté un interrupteur 49 dans le circuit d'une sous courant continu telle qu'une pile ov un acevmuiateur 50. cette dernièrs source .. de courant est charge 51 et 52 par le courant redressé débité par des reàresseùrs 51 et 52 conne ctés à l' en<ou1 een secondaire 14e cbSr1l\ eur c one ti tu par ilenrouleraent primaire 12. l'enrou1eent secondeire 14 il.
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et les redresseurs 51 et 52 est réalisé de façon que son dé- bit soit au moins égal au débit de la source 50 à travers le potentiomètre 44 et les résistances 45, 46, 47 et 48.
La ré- sistance 48 est une résistance variable qui est destinée à laisser subsister dans le reste du circuit une différence de exactement à
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potentiel égale àxxàaextxxxt7gxxxx
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deux volts. Les résistances 45, 46 et 47 sont égales entre elles ainsi qu'à la résistance du potentiomètre 44. Elles pro- voquent dans chacune une chut; de tension d'un demi-volt lorsque la résistance 48 est ajustée convenablement. L'ajus- tement de la résistapce 48 peut être obtenu facilement gsâce à un voltmètre 53 connecté entre le pôle positif de la source de courant 50 et le point commun aux résistances 45 et 46.
Lorsque la résistance 48 est amenée à la valeur désirée, il ne circule plus aucun courant dans le voltmètre 53 au moment où on ferme l'interrupteur 49.
Les résistances 45, 46 et 47 sont en liaison électrique avec des polts 54, 55, 56 et 57. On peut amener un curseur 58 connecté à la masse 23 au contact de l'un quelconque d'en- tre eux.
Supposons que le curseur 43 soit amené à l'extrémité 59 du potentiomètre 44 et le curseur 58 sur le plot 54.
A ce moment, la borne 3 est donc connectée à la masse 23 de l'appareil. Si aucune source de courant n'est raccordée aux bornes 2 et 3, le courant anodique permanent des tubes 6 et 30 reste sans influence sur l'instrument indicateur de courant 41.
Les fluctuations éventuelles de la tension du secteur 10 sont également sans influence sur cet instrument,mais lorsqu'on raccorde une source de courant aux bornes 2 et 3, il circule dans le circuit anodique du tube 6 un courant supplémentaire qui influence l'instrument 41. Si la course raccordée aux bornes 2 et 3 est une électrode de pH, l'instrument 41 peut être gradué directement en pH. Si cette source reste raccordée en permanence, on peut obtenir un enregistrement de la varia-
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tion du pH en utilisant un appareil enregistreur en déri- vation sur les résistances 21 et 32.
Si on veut faire une mesure très précise de la valeur du pH, on peut monter l'électrode de pH en opposition avec la source constante de courant continu 50.
Cette dernière source peut alors être utilisée pour compenser exactement la tension développée par l'électrode de pH en réglant au moyen du potentiomètre 44 la fraction opposée à cette électrode.
:En déplaçant le curseur 43', on peut amener celui-ci à un point qui est exactement au même potentiel que celui fourni par la source de tension à mesurer raccordée aux bornes 2 et 3.
De cette façon, on empêche cette dernière source de débiter du courant dans l'amplificateur.
Par conséquent, si au moment où on raccorde l'électrode de pH aux bornes 2 et 3, l'instrument indicateur de courant 41 n'indique aucun courant, c'est que le potentiomètre 44 a été amené dans une position pour laquelle la tension opposée à l'électrode de pH compense exactement celle-ci.
Au lieu de deux résistances fixes égales 21 et 32, on a intérêt à utiliser une résistance dont le point milieu peut être recherché à l'aide d'un curseur 60. Ce curseur per- met d'ailleurs d'adapter le potentiel à appliquer aux anodes 20 et 31, de façon que les courants anodiques permanents se compensent exactement.
Si on désire amener l'aiguille de l'appareil indicateur de courant 41 dans une zone de graduation autre que celle du zéro, on peut y arriver aisément en déplaçant le curseur 60, Dans l'appareil de la figure 1, on fait travailler le tube 30 dans des conditions identiques à celles du tube 6 en connectant sa grille 33 à la masse à travers une résistan- ce 34 égale à la résistance interne du tube 5.
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Grâce à cet artifice, on a réalisé à l'aide de trois tubes électroniques seulement un appareil qui est l'équi- valent de l'appareil à quatre tubes électroniques représenta à la figure 2.
Dans celui-ci, à chacun des tubes 5 et 6 couplés direc- tement entre eux par résistance, est opposé un autre tube électronique identique . Les tubes 61 et 30 constituent une d uxième série de tubes électroniques en cascade . Ils sont montés en oppisition avec ceux de la première série de tubes et sont connectés identiquement à ces derniers, sauf que la grille 62 du premier tube 61 n'est pas soumise à la différen- ce de potentiel à mesurer comme l'est le grille 4 du tube 5.
Dans le schéma de la figure 2, on n'a plus représenté la source de tension anodique qui doit êtreappliquée entre les bornes 63 et 64 ni la force électromotrice de compensa- tion montée en opposition avec la fosce électromotrice à mesurer et réglable grâce au potentiomètre 44.
Dans cette figure, les éléments connectés au tube 61 qui jouent le même rôle que ceux connectés au tube 5 sont désignés .par les mêmes notations de référence que ces der- niers éléments, sauf que ces notations sont effectuées du signe ' .
Le filament 65 du tube 61 est connecté en série avec les filaments 37, 38 et 39 des trois autres tubes et la résistance chutrice 66 est choisie de façon à laisser subsis- ter aux bornes de chaque filament la tension prévue pour l'alimentation du filament considéré.
A la figure 3, on a représenté une autre forme de réa- lisation d'un appareil suivant l'invention dans laquelle l'amplificateur ne comprend qu'un seul tube . Celui-ei est constitue par un tube à écran 67 qui, au lieu d'être monté à la façon d'un tube bigrille comme le tube 5 des figures 1
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et 2, est connecté comme les tubes à écran ordinaires.
Son écran 68 est, par exemple, connecté à la borne de haute tension 64 à travers une résistance 69 de 200.000 ohms, tandis que son anode 70 est connectée à cette même borne à travers une résistance 71 de 5.000 ohms. La grille 72 est connectée à la masse 23 à travers une résistance 73 et la cathode 74 est connectée à cette même masse à tra- vers une résistance 75.
Le tube 67' est identique au tube 67, est monté en opposition avec celui-ci et est connecté identiquement.
Les éléments qui s'y rapportent sont désignés pamme ceux se rapportant au tube 67, sauf qu'ils sont affectés du signe '
Les filaments 76 et 76' sont montés en série avec une résistance chutrice 77 pour être alimentée directement par le réseau 10.
A cause de la grande amplification fournie par l'am- plificateur , pour que le potentiomètre 44 de la figure 1 puisse donner lieu à une compensation exacte de la faible force électromotrice à mesurer, il est nécessaire que ce potentiomètre soit réalisé de façon à permettre une varia- tion continue de la force électromotrice de compensation.
La figure 4 représente un potentiomètre permettant d'obtenir ce résultat.
Ce potentiomètre comprend un fil calibré résistant 78, de préférence en un métal non oxydable, par exemple en platine, qui est enroulé sur un disque isolant 79 en étant logé dans une rainurecirculaire de ce disque .
Les extrémités 80 et 81 de ce fil sont serrées entre le disque et une plaquette désignés respectivement par 82 et par 83, ladite plaquette étant traversée par une vis telle que 84 ou 85 vissée dans le disque 79.
Un curseur constitué en principe par un galet 86 peut
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se déplacer en roulant sur ce fil:..... Ce galet est porté par un bras 87 pivotant autour d'un pivot 88 porté par un plateau 89. Celui-ci présente un rebord 90 pourvu d'une graduation dont une partie est représentée en 91, la dite graduation étant mobile avec le plateau 89 en regard d'un index fixe non représenta et qui se trouve, par exemple, sur la paroi portant le potentiomètre.
Le plateau 89 est calé sur un arbre 92 passant dans une buselure 93 solidaire d'un support 94 pouvant être fixé à une paroi fixe.
Le disque /est serré entre un épaulèrent de la buselure 93, non visible au dessin,et un écrou 95 engagé sur une partie filetée de la buselure 93.
L'arbre 92 est empêché de sortir de cette buselure grâce à. un collier 96 fixé sur lui en avant de la buselure au Moyen d'une vis de serrage 97.
Dans cette forme de réalisation, le galet 86 ne peut pas décrire un tour complet au contact du fil 78. Or. pour faciliter le marquage de la graduation 91, on a intérêt à faire faire exactement un tour au galet 86.
La forme de réalisation représentée à la Figure 5 per- met d'arriver à ce résultat. Dans ce cas, le fil calibré résistant 78 est enroulé sur le disque 79 suivant une héli- ce ; il est à cet effet disposé dans un filet ménagé à la péri- phérie du disque 79,
Le galet 86 est porté par la partie recourbée 98 d'un bras 99 calé sur un arbre100. celui-ci est engagé dans la buselure fixe 93 solidaire du support 94. Il présente sur une partie de sa longueur un filet 101, et dans ce filet est engagé un pointeau lu2.
Le filet 101 a le même pas que le filet ménagé à la périphérie du disque 79. 11 en résulte que si on fait tourner le bras 99 d'un tour, il se déplace parallèlement à l'axe du disque 79 d'une quantité égale au
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pas de l'hélice suivant laquelle le fil 78 est enroulé sur le disque .
L'arbre 100 est soumis à une poussée axiale dans le sens de la flèche X pa.r un ressort 103 comprimé entre une cuvette 104 à l-extrémité antérieure de la buselure 93 et und cuvette 105 maintenue sur l'extrémité filetée de l'arbre 100 au moyen d'un écrou 106. pour limiter exactement à un tour la rotation de qui
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1'arbre J9, le plateau 89 porte une butée 10'l', dans une position à fond de course, appuie contre und butée 108 solidaire du disque 79. Celui-ci est pourvu d'une autre butée 109 un peu plus longue que la butée 108 et dont un bec 110 se trouve sur le trajet de la butée mobile 107 lorsque celui-ci a décrit exactement un tour partir de la position qu'elle occupait lorsqu'elle appuyait contre la butée 108.
C'est grâce au déplacement axial de la butée 107 au cours de la rotation du plateau 89 que la butée 111 qui n'a pas été retenue par la butée fixe 109 au commencement de son mouvement est venue se placer la fin de celui-ci de façon à rencontrer le bec 110 de la butée 109.
Le galet 86 est monté sur un coulisseau 112 qui peut
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coulisser pax rapport â la partie recourbée 98 du bras 99' parallèlement à l'axe du disque 79.
Ce coulisseau est cependant maintenu appliqué à frot-
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tement doux contre ce braS sous l'action d'un léger ressort 113. Le roulement du galet 86 est en outre freiné par un ressort 114. oui vient Grâce au coulisseau 112 monté de la façon qui vient @@@@@@@@@@@ d'être décrite, le galet 86 peut suivre exactement le filet ménagé à la périphérie du disque 79, même si celui-ci s'est @@@@@@@@@@@ galet reste légèrement voilé. La pression d'application du galet reste donc constante.
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Il est évident que l'invention n'est pas excluvivement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans la réalisation de l'invention,à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendication suivantes.
REVENDICATIONS.
1. Appareil de mesure d'une faible force électromotrice, notamment de la force électromotrice engendrée par une élec- trode de pH, comprenant un amplificateur de tension à tubes électroniques entre des bornes de connexion de la source de force électromotrice à mesurer et un instrument indicateur de l'intensité d'un courant provoqué par la force électro- motrice amplifiée, le dit amplificateur étant alimenté à partir d'une source de courant de tension variable,caractérié en ce qu'il comprend deux tubes électroniques identiques montés en opposition dont les anodes sont alimentées à par- tir du point milieu d'une résistance aux bornes de laquelle l'instrument de mesure du courant est monté.
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PATENT OF INVENTION Philippe VAN EECK and Samuel ERRERA "Device for measuring a low electromotive force and potentiometer suitable for its realization II.
The present invention relates to an apparatus for measuring a low electromotive force, in particular the electromotive force generated by a pH electrode, comprising a voltage amplifier with electronic tubes between the source connection terminals. electromotive force to be measured and an instrument indicating the intensity of a current caused by the amplified electromotive force, said amplifier being supplied from a current source of variable voltage.
With a measuring device of this kind, any variation in the voltage of the supply current source causes a variation of the anode current of the output electrode of the amplifier and therefore influences the instrument indicating the intensity. current. The object of the present invention is to remedy this drawback.
For this purpose, the measuring apparatus according to the invention comprises two identical electron tubes mounted in opposite direction.
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otherwise, the anodes of which are supplied from the midpoint of a resistor across which the current measuring instrument is mounted,
Thanks to this device, the identical variations of the anode current of the two opposing lamps due to the voltage fluctuations of the mains supply have opposite effects on the indicating instrument and, consequently, it remains independent of network fluctuations.
moreover, the current indicator instrument is much more sensitive when the current variations which influence it occur from a zero current than when they occur from a current such as the ano current. - permanent disk of the output tube of an amplifier.
Finally, an apparatus which does not send a permanent current into the indicating instrument makes it possible to envisage the use of an indicating instrument graduated directly in pH in the case where the apparatus is intended to measure the electromotive force generated by an electrode. of pH.
This indicating instrument can also advantageously be constituted by a recording device.
According to a particular embodiment, in the case where the amplifier comprises a series of two electronic tubes in cascade with direct coupling by resistance, the first of which has its grid subjected to the potential difference to be measured, a series of electronic tubes in cascade identical to the first two are mounted in opposition to the latter and are connected identically to the latter, except that the grid of the first tube of this second series is not subjected to the potential difference to be measured.
An electron tube can be saved in the previous embodiment while still obtaining acceptable compensation for the effects of voltage fluctuations on the current influencing the indicating instrument, provided a
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electron tube in opposition with the last tube of the series of two electron tubes included in the amplifier. and unload its gate in the same way as that of the last tula be of the series by / connecting to the mass of the amplifier via a resistance of a value equal to the internal resistance of the First tube of the aforementioned series .
For ease of assembly and maintenance of operating conditions despite the aging of the tubes, this resistance is adjustable. For the same purpose, it is advantageous to mount another variable resistor between the filament of the tube in opposition to the output tube of the amplifier and the mass thereof.
When using an apparatus for measuring a low electromotive force, in particular the electromotive force generated by a pH electrode, comprising a voltage amplifier with electronic tubes between terminals for connection of the source of electromotive force to be measured and an instrument indicating the intensity of a current caused by the amplified voltage. the said amplifier consisting of at least one electron tube with indirect heating of the cathode, by the filament and of which the anode voltage obtained from the alternating current of the sector, is supplied by means of a transformer and a rectifier. capacitance effects occur between the inlet grid of the first tube and the heating circuit.
The object of the invention is also to remedy this drawback.
To this end, in the apparatus according to the invention, the filament is supplied directly by the alternating current of the sector which passes through it in series with a resistance leaving at the terminals of the filament the potential difference provided for the supply of the filament.
The invention also relates to a measuring device @
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of a low electromotive force, netainentide the electromotive force generated by a pH electrode, in which the voltage source to be measured is mounted in opposition to a source of compensating electromotive force adjustable by means of a potentiometer which makes it possible to determine a point at the same potential as that supplied by the voltage source to be measured so as to prevent the voltage source to be measured from delivering current in a circuit comprising in particular a current measuring instrument supplied by a direct current amplifier consisting of at least one electron tube with indirect heating of the cathode by the filament through which the alternating current flows.
In such an apparatus, the source of compensating electro-motive force continuously flows into the aforesaid potentiometer so that its voltage may vary with time.
The object of the invention is also to remedy this drawback.
To this end, in the apparatus according to the invention, the source of compensating electromotive force is permanently connected to a charger whose flow rate is at least as much as the flow rate through the resistance of the potentiometer.
The invention finally relates to a potentiometer comprising a resistance wire arranged at the periphery of an insulating disc with a circular base and in contact with which a cursor can be moved,
In the potentiometers of this type used up to now, the resistance wire is wound in a helix and the latter is arranged in a pendulum angle to the axis of the disc so that the cursor which moves around this axis passes successively through 'one turn to another.
This potentiometer does not allow a continuous variation of voltage to be obtained by moving the cursor. It is therefore not suitable for example to be mounted in the circuit of a constant electromotive force in opposition to a source of low electromotive force to be measured thanks to the assistance of an amplifica-
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Teur ran. Continuous tubes "continuous current" with eleotronic tubes whose grid the anode circuit to the two sources in opposition and whose anode output circuit is connected to A current indicating instrument. Output is connected to an instrument which The present invention has as object a Potentiometer Allows to obtain a completely continuous variation of the tension by the displacement of its cursor.
This effect, in potentiometer, -.rri "" # 8 on resistor is wound on the insulating disc and the Our¯seur includes a roller which can roll on this wire.
#### t who Can ride on this wire.
According to an advantageous embodiment @ resistant is wound in a helix on the wire is propeller holder on a roller disc is carried by an arm which for one turn is driven by it. the propeller. the axis of the disc by an amount equal to the pitch of the propeller.
In this way the realization of the graduation is greatly facilitated since it is carried out from 360.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended to Pre. t of the accompanying drawings which represent schematically, and by way of example only, some embodiments of the invention.
Figure 1 is a diagram of a measuring device according to the invention, the figures and represent two variants of a part of the device according to Figure 1, variants of a Figure 4 is a perspective view, after partial breakages, of a potentiometer according to the invention, breakages FIG. 5 shows another embodiment of this potentiometer. implemented In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
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In Figure 1, there is shown an apparatus for measuring a low electromotive force such as that generated by a pH electrode. This can be connected to two terminals such as 2 and 3. Terminal 2 is connected by
103 a conductor / to the grid 4 of an electron tube 5 of the screen type. This tube 5 is mounted in series with another tube 8 and for this purpose, its anode 7 is connected to the grid 8 of tube 6 by a conductor 9.
The alternating current sector 10 supplies a transformer 11 comprising a primary winding 12 and two secondary windings 13 and 14. The secondary winding 13 is intended to supply the anode voltage of the various tubes of the amplifier. The current which it supplies is rectified by a rectifier 15 and filtered by a self-induction coil 16 and capacitors 17 and 18. The anode 7 of tube 5 is supplied with power through a resistor 19, which is for example two megohms, beyond which the conductor 9 is connected to the anode 7. The anode 20 of the tube 6 is connected to the same voltage source through a resistor 21.
The screen 22 of the electron tube 5 is connected to the ground 23 of the amplifier through a resistor 24, which is for example 5000 ohms. Grid 4 is connected to ground 23 through a resistor 25 of fifteen megohms, while cathode 26 is connected to ground 23 through a resistor 27 of 1500 ohms, Cathode 28 of electron tube 6 is connected to the screen 22 through a resistor 29 having the same value as resistor 24, ie 5,000 ohms.
An electron tube 30 identical to tube 6 is mounted in opposition to the latter. Its anode 31 is supplied through a resistor 32 equal to the resistor 21. Its grid 33 is charged in an identical manner to the grid 8 of the tube 6 by being connected to the ground of the latter tube by
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The internal resistance of a resistor 34 whose value is equal to the internal resistance of the first tube 5. Exact For this The exact value for May can easily be obtained by resistance by opting for an adjustable resistance. 0n can in ,, resistance One p adopting an adjustable resistance - 0 ube in addition to facilitate the adjustment of the operation of the tubs 30 besides the tube 6 by oonneetant the cathode 35 in opposition ds the apparatus.
through another variable resistor 23 of the selected call For this resistor must be equal The value dss vs1 over resistors 24 and 29.
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The three psr methods are fi1sent. The filaments 37, 38 indj'r act key cathode by ileeell tubes are
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belonging respectively to the tubes supplied
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connected in series with a resistor 40 and are supplied in alternating current from the sector 10. This resistance to 0 has a value such that it leaves at the terminals of each filament the potential difference provided for heating.
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the supply of the filament considered.
By this heating method
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,,, tation of the filament ".... irot e. ooapiage effects between the key heating circuit are avoided
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we avoid the first tube 5-
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and the inlet grid of the first tube 5. #### An appa..11 indicator of the intensity of the current an0d'- appear ri and 3 () is mounted as a shunt on the resis that to the tubes 6 and 3Q is mounted in aérivation SUr the resistors 21 and 32, uet apparatus is designated by 41. It is by sx..p1e constituted by <a mi11iampere accusing of by eXEMP18 0 onstitu, jjjiampère
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currents between 0 and 1 milliampere.
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In the apparatus shown in FIG. 1b, the terminal is connected by a slider conductor 43 of a potentiOM6- .r a conductor 42 to 41 and 48 being 44 mounted in series with resistors 45, 46. thus mounted a switch 49 in the circuit of an under direct current such as a battery or a receiver 50. this last source .. of current is charged 51 and 52 by the rectified current debited by the rectifiers 51 and 52 connected to the in <ou1 een secondary 14th cbSr1l \ eur c one ti tu par ilrouleraent primary 12. the secondary winder 14 il.
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and the rectifiers 51 and 52 is made so that its flow rate is at least equal to the flow rate of the source 50 through the potentiometer 44 and the resistors 45, 46, 47 and 48.
Resistor 48 is a variable resistor which is intended to leave in the rest of the circuit a difference of exactly to
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potential equal to xxàaextxxxt7gxxxx
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two volts. The resistors 45, 46 and 47 are equal to each other as well as to the resistance of the potentiometer 44. They each cause a drop; voltage of half a volt when resistor 48 is properly adjusted. The adjustment of the resistor 48 can be easily obtained by means of a voltmeter 53 connected between the positive pole of the current source 50 and the point common to the resistors 45 and 46.
When the resistor 48 is brought to the desired value, no current flows in the voltmeter 53 when the switch 49 is closed.
The resistors 45, 46 and 47 are in electrical connection with the polts 54, 55, 56 and 57. A cursor 58 connected to the ground 23 can be brought into contact with any one of them.
Suppose the cursor 43 is brought to the end 59 of the potentiometer 44 and the cursor 58 to the pad 54.
At this moment, terminal 3 is therefore connected to ground 23 of the device. If no current source is connected to terminals 2 and 3, the permanent anode current of tubes 6 and 30 has no influence on the current indicating instrument 41.
The possible fluctuations of the voltage of the mains 10 also have no influence on this instrument, but when a current source is connected to terminals 2 and 3, an additional current flows in the anode circuit of tube 6 which influences the instrument 41 If the stroke connected to terminals 2 and 3 is a pH electrode, the instrument 41 can be directly graduated in pH. If this source remains permanently connected, a recording of the variation can be obtained.
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tion of the pH using a derivative recording device on resistors 21 and 32.
If you want to make a very precise measurement of the pH value, you can mount the pH electrode in opposition to the constant source of direct current 50.
This latter source can then be used to compensate exactly for the voltage developed by the pH electrode by adjusting the fraction opposite to this electrode by means of the potentiometer 44.
: By moving cursor 43 ', it can be brought to a point which is exactly at the same potential as that supplied by the voltage source to be measured connected to terminals 2 and 3.
In this way, the latter source is prevented from delivering current to the amplifier.
Consequently, if when the pH electrode is connected to terminals 2 and 3, the current indicator instrument 41 does not indicate any current, it is because the potentiometer 44 has been brought to a position for which the voltage opposite the pH electrode exactly compensates for this.
Instead of two equal fixed resistors 21 and 32, it is advantageous to use a resistor whose midpoint can be sought using a cursor 60. This cursor also makes it possible to adapt the potential to be applied. to the anodes 20 and 31, so that the permanent anode currents exactly offset each other.
If it is desired to bring the needle of the current indicating device 41 into a graduation zone other than that of zero, this can be easily achieved by moving the cursor 60. In the device of FIG. 1, the tube 30 under conditions identical to those of tube 6 by connecting its grid 33 to ground through a resistance 34 equal to the internal resistance of tube 5.
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Thanks to this artifice, using only three electron tubes, an apparatus which is equivalent to the apparatus with four electron tubes represented in figure 2 has been produced.
In this, to each of the tubes 5 and 6 coupled directly to each other by resistance, is opposed another identical electron tube. The tubes 61 and 30 constitute a second series of electronic tubes in cascade. They are mounted in opposition to those of the first series of tubes and are connected identically to the latter, except that the grid 62 of the first tube 61 is not subjected to the potential difference to be measured as is the grid. 4 of tube 5.
In the diagram of FIG. 2, the anode voltage source which must be applied between terminals 63 and 64, nor the compensating electromotive force mounted in opposition to the electromotive force to be measured and adjustable using the potentiometer, is no longer represented. 44.
In this figure, the elements connected to the tube 61 which play the same role as those connected to the tube 5 are designated by the same reference notations as these latter elements, except that these notations are carried out with the sign '.
The filament 65 of the tube 61 is connected in series with the filaments 37, 38 and 39 of the other three tubes and the drop resistor 66 is chosen so as to leave at the terminals of each filament the voltage provided for the supply of the filament. considered.
In Figure 3, there is shown another embodiment of an apparatus according to the invention in which the amplifier comprises only one tube. This is constituted by a screen tube 67 which, instead of being mounted in the manner of a bigrille tube like tube 5 of FIGS.
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and 2, is connected like ordinary screen tubes.
Its screen 68 is, for example, connected to the high voltage terminal 64 through a resistor 69 of 200,000 ohms, while its anode 70 is connected to this same terminal through a resistor 71 of 5,000 ohms. The grid 72 is connected to the ground 23 through a resistor 73 and the cathode 74 is connected to this same ground through a resistor 75.
Tube 67 'is identical to tube 67, is mounted in opposition to the latter and is identically connected.
The elements which relate to them are designated pamme those relating to the tube 67, except that they are affected by the sign '
The filaments 76 and 76 'are connected in series with a drop resistor 77 to be supplied directly by the network 10.
Because of the large amplification provided by the amplifier, so that the potentiometer 44 of figure 1 can give rise to an exact compensation for the small electromotive force to be measured, it is necessary that this potentiometer be made in such a way as to allow a continuous variation of the compensating electromotive force.
FIG. 4 represents a potentiometer making it possible to obtain this result.
This potentiometer comprises a resistant calibrated wire 78, preferably made of a non-oxidizable metal, for example platinum, which is wound on an insulating disc 79 while being housed in a circular groove of this disc.
The ends 80 and 81 of this wire are clamped between the disc and a plate designated respectively by 82 and by 83, said plate being traversed by a screw such as 84 or 85 screwed into the disc 79.
A cursor consisting in principle of a roller 86 can
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move while rolling on this wire: ..... This roller is carried by an arm 87 pivoting around a pivot 88 carried by a plate 89. This has a flange 90 provided with a graduation part of which is shown at 91, said graduation being movable with plate 89 facing a fixed index, not shown, which is located, for example, on the wall carrying the potentiometer.
The plate 89 is wedged on a shaft 92 passing through a nozzle 93 integral with a support 94 which can be fixed to a fixed wall.
The disc / is clamped between a shoulder of the nozzle 93, not visible in the drawing, and a nut 95 engaged on a threaded portion of the nozzle 93.
The shaft 92 is prevented from coming out of this nozzle thanks to. a collar 96 fixed on it in front of the nozzle by means of a tightening screw 97.
In this embodiment, the roller 86 cannot describe one complete revolution in contact with the wire 78. However, to facilitate the marking of the graduation 91, it is advantageous to make the roller 86 make exactly one revolution.
The embodiment shown in Figure 5 achieves this result. In this case, the resistant gauge wire 78 is wound on the disc 79 in a helix; for this purpose it is placed in a net formed at the periphery of the disc 79,
The roller 86 is carried by the curved part 98 of an arm 99 wedged on a shaft100. the latter is engaged in the fixed nozzle 93 integral with the support 94. It has a thread 101 over part of its length, and in this thread is engaged a needle lu2.
The thread 101 has the same pitch as the thread at the periphery of the disc 79. As a result, if the arm 99 is rotated by one turn, it moves parallel to the axis of the disc 79 by an equal amount. at
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step of the helix along which the wire 78 is wound on the disc.
The shaft 100 is subjected to an axial thrust in the direction of the arrow X by a spring 103 compressed between a cup 104 at the front end of the nozzle 93 and a cup 105 held on the threaded end of the shaft 100 by means of a nut 106. to limit the rotation of which to exactly one revolution
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1'arbre J9, the plate 89 carries a stop 10'l ', in a full stroke position, presses against a stop 108 integral with the disc 79. The latter is provided with another stop 109 a little longer than the stop 108 and a spout 110 of which is located on the path of the movable stop 107 when the latter has described exactly one revolution from the position it occupied when it pressed against the stop 108.
It is thanks to the axial displacement of the stop 107 during the rotation of the plate 89 that the stop 111 which was not retained by the fixed stop 109 at the beginning of its movement came to be placed at the end of the latter. so as to meet the spout 110 of the stop 109.
The roller 86 is mounted on a slide 112 which can
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slide pax relative to the curved portion 98 of the arm 99 'parallel to the axis of the disc 79.
This slide is, however, kept applied rub-
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very soft against this braS under the action of a light spring 113. The bearing of the roller 86 is also braked by a spring 114. yes comes Thanks to the slide 112 mounted in the way that comes @@@@@@@@@ @@@ described, the roller 86 can follow exactly the fillet formed at the periphery of the disc 79, even if it has @@@@@@@@@@@ roller is slightly warped. The application pressure of the roller therefore remains constant.
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It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in the realization of the invention, provided that these modifications not contradict the object of each of the following claims.
CLAIMS.
1. Apparatus for measuring a low electromotive force, in particular the electromotive force generated by a pH electrode, comprising a voltage amplifier with electron tubes between terminals for connection of the source of electromotive force to be measured and an instrument indicator of the intensity of a current caused by the amplified electro-motive force, the said amplifier being supplied from a current source of variable voltage, characterized in that it comprises two identical electronic tubes mounted in opposition with which the anodes are supplied from the midpoint of a resistor across which the current measuring instrument is mounted.