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"Dispositif de commande d'indication,d'enregistrement ou de mesure électrique auto-équilibreurs".
La présente invention a trait aux dispositifs de commande, d'indication, d'enregistrement ou de mesure éleotri- que auto-équilibreurs,tels que potentiomètres auto-équilibreurs ou réseaux à pont ayant des relais sensitifs comprenant une bobine ou tout autre élément pouvant être déplacé dans un champ magnétique suivant les variations en quantité ou en caractéristique à mesurer, à enregistrer, à indiquer ou à commander, l'invention a trait aux dispositifs comportant le moyen de produire une tension dont la ,valeur et la phase dé- pendent de la déviation dudit élément et dans lequel les ré- glages nécessaires pour rendre le'dispositif à sa condition d'équilibre sont effectués par un dispositif comprenant un amplificateur électronique,auquel est appliquée la tension à partir du moyen précité.
Une réalisation d'un tel dispositif a
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. été proposée antérieurement dans laquelle ledit moyen prend la forme d'un deuxième élément, relié mécaniquement mais isolé électriquement par rapport au premier élément, et placé dans un champ alt erlatif .
On pourrait rencontrer des difficultés en adoptant un tel dispositif pour indiquer, mesurer, enregistrer ou commander une quantité ou une caractéristique, dont l'impor- tance change rapidement, étant donné les limites imposées par l'inertie du dispositif en mouvement, la période naturelle duquel peut être trop grande par rapport au degré de change- ment en quantité ou en caractéristique considéré.
Suivant la présente invention, une bobine ou un élément auxiliaire est prévu, cette bohine ou cet élément étant également placé dans un champ magnétique, et une tension am- plifiée prise à partir de l'amplificateur précité alimente en retour cet élément auxiliaire d'une façon telle,qu'un couple en résulte,qui tend à remettre les éléments à leur position zéro. L'effet en est une réduction de la période effective de temps du dispositif mobile de la même manière que celle d'un ressort de rappel et en même temps l'amplifi- cateur est rendu plus stable.
La tension appliquée à l'élément auxiliaire peut être une tension alternative ou continue et l'élément est ainsi disposé dans un champ alternatif de fré- quence et de phase appropriées, ou dans un champ continu, c'est-à-dire un champ établi par un aimant excité par du cou- rant continu ou par un aimant permanent. Si le dispositif utilise un élément situé dans un champ alternatif et qu'une tension alternative est appliquée à l'élément auxiliaire, ces deux éléments peuvent être dans le même champ. Si une tension continue est appliquée à l'élément auxiliaire, il peut être dans le même champ que l'élément du relais sensitif.
Afin que l'invention soit plus compréhensible, elle sera maintenant décrite, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé,
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sur lequel;
La figure 1 est une vue en perspective représentant les éléments mobiles dans un mode de réalisation conforme à l' invent ion.
La figure 2 est un sbhéma de circuit représentant un amplificateur et des "Thyratrons" pour actionner le mécanisme auto-équilibreur de l'appareil dans le cas où l'élément auxili- aire qui est prévu, conformément à l'invention, est placé dans un champ magnétique alternatif.
La figure 3 est un schéma de circuit relatif à une des dispositions possibles pour produire une tension continue pour alimenter l'élément auxiliaire si celui-ci doit-être dis- posé dans un champ magnétique continu. l'exemple de relais sensitif représenté sur la fi- gure I comporte un dispositif à bobine suspendue. Une bobine mobile. I, oscille dans le champ magnétique continu d'un aimant permanent, dont une partie est représentée par 4. La bobine I est reliée mécaniquement à une autre bobine mobile 2, qui peut être de dimensions semblables et qui oscille dans un champ ma- gnétique alternatif produit par un électro-aimant comprenant une bobinai, et un assemblage de culasse laminée représenté par 5.
Les bobines 1 et 2 se déplacent de manière que leurs axes de révolution coïncident, les bobines elles-mêmes étant approxi- mativement parallèles. Les bobines 1 et 2 sont suspendues dans le champ magnétique par les attaches 7 et 11, ayant, de préfé- renoe la forme de bandes ou de rubans en matière élastique et électriquement conductrices, comme par exemple, du bronze phosphoreux. La connexion électrique est faite avec les bobines 1 et 2 en passant par lesattaches 7 et 11 et par leséléments 6 et 10 en forme de spirale.qui peuvent être constitués par une banda comme celle de 7 et 11 quoique, de préférence, plus fine de façon que l'action exercée par lesdits éléments 6 et 10 en spirale soit plus petite en comparaison de celle desdites
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attaches 7 et 11.
Une troisième bobine ou élément mobile 3, qui est représentée comme étant enroulée par-dessus le- bobine 1, comporte des connexions électriques faites au moyen de conduc- teurs fins 8 et 9 qui sont très flexibles de façon à exercer une foree négligeable sur le système mobile.
Ces conducteurs fins 8 et 9 sont reliés à des sup- ports qui ne sont pas représentés, mais à partir desquels la connéxion est faite avec un système amplificateur décrit ci-des- sus et représenté schématiquement sur la figure 2, sur laquelle le dispositif de bobinesuspendues est représenté sur le côté gauche par les éléments 1,2, 3 et 3a. Le fonctionnement du dispositif peut être brièvement décrit comme suit :
Lorsque le dispositif potentiométrique ou autre dispositif auto-équilibreur, dont font partie le relais sensi- tif et l'amplificateur, est au repos dans un état d'équilibre, aucun couple n'est exercé sur le dispositif mobile du relais sensitif de la figure 1.
Celui-ci se trouve alors dans une disposition telle,que les spires de la bobine mobile 2 dans le champ magnétique alternatif se trouvent être parallèles avec les lignes de force de ce champ. Le flux n'est alors pas lié avec cette bobine. Toutefois, si un état de déséquilibre existe ou est créé par la suiteen raison d'un changement dans la quantité variable ou dans la condition variable,que l'on désire indiquer, enregistrer ou commander, un couple est exercé par la bobine, mobile 1, le courant traversant celle-ci, déterminant la rotation du. dispositif mobile en opposition au contrôle exercé par les attaches 7 et 11 de la suspension élastique. La bobine 2, étant mécaniquement reliée à la bobine 1, est ainsi amenée à tourner dans le champ alternatif entre les pôles laminés 5.
La liaison du flux avec les spires de la bobine 2 qui s'effectue alors détermine l'induction d'une
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tension alternative dans cette bobine, dont la phase, par rap- port à la tension d'aimantation de l'électro-aimant dépend de la direction de rotation du dispositif mobile. La tension alterna- tive ainsi produite est appliquée entre la grille et la cathode d'une lampe A, qui est le premier étage d'un amplificateur thermo ....::-ionique, représenté sur la figure 2, comme un amplificateur à anode accordée de type ordinaire. Après amplification la version amplifiée du courant alternatif induit dans la bobine mobile 2 apparaît à travers un transformateur c à partir duquel il est appliqué à deux triodes D et E remplies de gaz.
Leurs anodes sont alimentées en courant alternatif (par l'intermédiaire du transformateur F) qui est d'une fréquence égale à celle qui ali- mente l'électro-aimant du relais sensitif. La disposition est telle que les tensions aux anodes sont séparées de'.'180 en phase par rapport aux cathodes. La relation de phase entre les tensions appliquées à l'enroulement des champs magnétiques alternatifs du relais et à l'anode aux triodes remplies de gaz peut être réglée d'une féçon convenable par des réseaux à déplacement de phase, qui ne sont pas représentés, afin d'obtenir les condi- tions optima de fonctionnement. Dans le circuit d'anode des triodes D et E sont compris des éléments G et H qui sont des dispositifs d'excitation au moyuendesquels le rééquilibrage de l'appareil peut être effectué.
Ainsi G et H peuvent repré- senter les enroulements d'un moteur électrique réversàble ou peuvent constituer les enroulements de deux embrayages magné- tiques dont l'un d'eux doit entraîner le mécanisme auto-équili- breur dans un sens ou dans l'autre pour établir l'équilibre du dispositif.
La tension appliquée aux grilles des relais D et E remplie de gazdétermine la conductibilité de l'un ou l'autre
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desdits relais dès que l'importance de la tension appliquée est suffisante. Une tension de polarisation dérivée du poten- tiomètre J détermine l'importance de la tension appliquée aux grille des relais remplis de gaz et nécessaire pour déterminer la conductibilité. Il dépendra de la relation de phase entre les tensions de grille et d'anode pour que D ou E soit conduc- teur. Etant donné que la phase de la tension de grille dépend du sens de déplacement du système mobile du relais sensitif en partant de se position zéro ou nulle,les dispositifs peuvent être répérés par suite de l'excitation des éléments G et H qui détermineront le rétablissement de l'équilibre.
Les relais rempli de gaz peuvent être remplacés par des lampes à vide et l'ampli- ficateur à anode accordée peut être remplacé par une autre forme d'amplificateur thermo-ionique .
La rapidité avec laquellele rétablissement de l'équi- libre peut être obtenu ou la facilité avec laquelle des condi- tions d'équilibrege peuvent être maintenues,lorsque la quantité ou la caractéristique variable devant être indiquée, enregis- trée ou commandée change rapidement, sera influencée par les caractéristiques du système mobile du relais sensitif et par- ticulièrement par sa période naturelle d'oscillation.
Suivant l'invention,une partie de la version amplifiée de la tension induite dans l'élémént ou bobine 2,qui apparaît au transforma- teur C est retransmise à un troisième élément ou bobine 3 de la figure 1 de manière qu'un, couple est exercé sur le système mobile,dont le troisième élément ou bobine fait partie dans un sens déterminé de façon à créer une tendance au rétablissement du système mobile dans sa position zéro ou nulle. Ce couple aide le contrôle exercé par les attaches 7 et 11 et son effet sur le système mobile est d'en réduire la période naturelle d'oscillation en permettant ainsi d'atteindre plus rapidement
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1.'équilibrage.
En même temps, le fait que le dispositif mobile est contrôlé à un degré considérable par le couple dû au courant de retour le rend plus stable et montre moins de changement par rapport au zéro que si ledit dispositif n'était contrôlé que par ces dispositifs d'attache.
Si le courant de retour doit être pppliqué à un troi- sième élément ou élément auxiliaire placé dans un champ magné- tique de courant alternatif,une partie de la version ampli- fiée de la tension induite dans la deuxième bobine 2 peut être prise à partir d'un point du dispositif amplificateur therm- ionique représenté par X sur la figure 2, et renvoyée au troi- sième élément qui est indiqué par 3a sur la même figure. La tension se manifestant en X a la même fréquence que le flux magnétique alternatif du circuit électro-magnétique, de sorte que le dourant circulant dans l'élément 3a paut être amené à produire un/couple sur le dispositif mobile du relais sensi- tif dans la direction requise.
Il peut être nécessaire, pour obtenir le rendement optimum, d'introduire un dispositif de déplacement de phase entre le point X et l'élément 3a afin d'ob- tenir le couple maximum de rétablissement.
Toutefois, il peut être désirable d'appliquer le cou- rant de retour à une bobine située dans le champ d'un courant continu ou d'un aimant permanent. Il est alors nécessaire avant tout de produire un courant continu,qui sera proportionnel à la version appliquée de la tension induite dans la deuxième bobine 2 et ayant une polarisation dépendant de la phase de cette tension. Un tel apurant peut être obtenu au moyen d'un complément au circuit de la figure 3, dont un exemple est représenté séparément sur la figure 3.
La tension partant du point X est appliquée entre les grilles et les cathodes de deux lampes P et Q thermo-ioniquesqui peuvent être des triodes
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comme on l'a représenté ou toutes autres lampes amplificatrices ou qui peuvent être d'un type connu de lampe double comme par exemple la double triode connue sous le nom de lampe type 79, Les anodes des deux lampes ou les deux parties d'une double lampe sont alimentées psr des tensions dérivées du transforma- teur T. L'alimentation en courant alternatif doit être de la même fréquence que la tension arrivant deX et il doit être phasé convenablement par rapport à celle-ci de façon que les tensions appliquées aux anodes ont leur maximum ou leur minimum en même temps que la tension en X.
Les tensions anodiques déri- vées du transformateur T à double enroulement sont des phases contraire par rapport aux cathodes de P et de Q. La disposition est telle que, soit l'une, soit l'autre de ces lampes aura une tension positive à l'anode par rapport à sa cathode au même moment, étant donné que sa grille est positive par rapport à sa cathode, tandis que l'autre lampe aura une anode positive par rapport à sa cathode lorsque sa grille est négative par rapport à celle-ci.
Si la tension de X subit un renversement de phase, comme cela arrive lorsque les éléments mobiles du relais positif sont déviés dans un sens opposé, les conditions de P et de Q seront inversées. Si le système mobile du relais,sensitif est à sa position zéro ou nulle, aucun signal n'est reçu de X et les lampes P et Q font chacune passer des courants appropriés aux tensions d'anode appliquées, les grilles ayant le même potentiel que les cathodes. Dans ces conditions le points d'ap- plication de la résistance R est réglé de façon que la diffé- rence moyenne de potentiel entre ces bornes,due à l'afflux de courant à l'anode,soit nulle.
Si un signalest maintenant fourni par X par suite d'un déséquilibre du dispositif, les courantsd'anode changeront,
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l'un s'élevant et l'autre diminuant suivant la phase des anodes respectives par rapport au signal inséré. Une tension continue apparaît maintenant à travers la résistance R, cette tension étant proportionnelle à celle fournie par X et dont la polari- sation dépend de la phase de X. Cette tension alimente en re- tour le troisième élément ou bobine situé dans le champ de l'élé- ment permanent de courant continu du relais sensitif, de façon à produire un couple sur son dispositif mobile tendant à le rétablir dans sa position zéro ou nulle.
Pour certaines applications, il peut être plus convenable d'alimenter en retour de cette façon plutôt que d'appliquer une tension alternative dérivée de X à un troisième élément dans un champ magnétique alternatif. La conséquence sur le dispositif est sensiblement la même,c'est-à-dire qu'elle augmente la vitesse de réponse du relais sensitif tout en le ren- dant moins dépendant des caractéristiques des attaches 7 et 11. qui suspendent le dispositif mobile. En effet il est possible, en théorie, que celles-ci exercent un contrôle négligeable sur le système mobile et il est possible d'effectuer entièrement le contrôle requis au moyen de couple produit par l'alimentation en retour de l'amplificateur.
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