<Desc/Clms Page number 1>
Systèmes de mesure.
La présente invention est relative à des systèmes de mesure pour le réglage de la grandeur d'un premier effet é- lectrique tendant à la rapprocher de celle d'un second effet électrique ou à l'égaliser audit second effet. Bien que l'in- vention ait un domaine d'application très large, elle est par- ticulièrement utile, en ce qui concerne les sytèrnes utilisant de l'énergie de rayonnement pour la mesure électrique des distances et, en conséquence, elle sera décrite à ce point de vue.
Certains systèmes, antérieurement proposés pour la mesure des distances au moyen d'énergie de rayonnement, pren- nent dans le circuit de sortie d'un récepteur de signal ondu-
<Desc/Clms Page number 2>
latoire une tension unidirectionnelle dont la grandeur est directement proportionnelle à la distance mesurée. Pour obtenir une indication directe de la distance mesurée,le système de mesure de distance comporte un dispositif électrique en pont permettant de comparer la grandeur de la tension unidirection- nelle dérivée à celle d'un autre tension mnidirectionnelle de grandeur réglable. Lorsque les tenions comparées sont de grandeurs inégales, le pont est déséquilibré.
Un dispositif entraîné par moteur est excité en réponse à tout déséquilibre du pont et, lorsqu'il est excité, il est susceptible de régler la grandeur de la tension unidirectionnelle réglable pour l'é- galiser à celle de la tension unidirectionnelle dérivée indi- quée ci-dessus, rétablissant ainsi l'équilibre du pont. La grandeur de la tension unidirectionnelle réglable fournit donc une indication de la distance mesurée.
Un système de mesure du type décrit ci-dessus comporte ordinairement une paire de voies à amplificateurs à tubes élec- troniques disposés de façon identique et montés entre les par- ties correspondantes du dispositif en pont et le moteur du dis- positif entrainé par moteur. Pour assurer un fonctionnement convenable du système de mesure des distances, il importe que les dites voies présentent des caractéristiques de gain sensi- blement identiques à tout moment et dans toutes les conditions de fonctionnement normales. A défaut, la précision de l'indica- tion de distance est insuffisante. L'égalité des gains des voies n'est pas toujours commode à réaliser dans la pratique sans uh réajustement fréquent en particulier sur des périodes de fonc- tionnement de longue durée.
Ceci est dû en partie au fait que les caractéristiques électriques des composantes correspondan- tes des voies varient de façon différentes sur une période de temps déterminée. Il en est particulièrement ainsi pour les tu- bes amplificateurs. En outre, s'il devenait nécessaire de rem-
<Desc/Clms Page number 3>
placer l'un des tubes amplificateurs, l'étalonnage antérieur du dispositif en pont ne serait plus précis à moins que le tu- be de remplacement présente des caractéristiques électriques, correspondant exactement à celles du tuble remplacé. En prati- que, une telle éventualité est extrêmement rare.
L'un des objets de l'invention est d' obtenir un systè- me de mesure donnant le même résultat final que le système in- diqué ci-dessus sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des voies à amplificateurs équilibrés.
Suivant l'invention, un système de mesure de petites charges de tension en particulier pour la mesure des distances par comparaison d'une tension de signal reçue avec une tensénn réglable produite de façon locale, comporte des organes per- mettant d'appliquer une troisième tension dont la grandeur va- rie périodiquement sur une certaine gamme comprenant des gran- deurs des deux autres tensions et des organes susceptibles d'être actionnés lorsque la grandeur de la troisième tension est un rapport prédéterminé avec la grandeur d'au moins une des deux autres, ce qui permet de régler la grandeur de la tension réglable en tendant à la rendre égale à celle de la tension à mesurer.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui représentent à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de ladite invention.
Les figures 1, 3 et 5 sont des schémas de montage de système de mesure de distance par énergie de rayonnement réa- lisant la présente invention.
Les figures 2 et 4 sont des graphiques utiles à l'expli- cation du fonctionnement desdits systèmes.
On considérera tout d'abord plus particulièrement la figure 1. Le système de mesure de distance par énergie de ra- yonnement comporte un système d'antennes 10-11, couplé à un
<Desc/Clms Page number 4>
interrogateur-répondeur 12 de construction classique dont les détails sont bien connus de l'homme de la partie, de sorte qu' il est inutile d'en faire ici une description détaillée.Toute- fois, on peut dire que dans ses grandes lignes, l'interrogateur- répondeur comporte un émetteur pour la transmission d'impulsion. d'interrogation à un objet éloigné tel qu'un avion 13 dont la distance à partir de l'interrogateur-répendeur 12 doit être mesurée. L'avion 13 porte un émetteur-répondeur classique qui reçoit chaque impulsion d'interrogation et luirépond en émettant une impulsion de signal de réponse.
L'élément 12 comporte en outre un récepteur pour la captation des impulsions de signal de réponse provenant de l'avion 13. L'interrogateur-répondeur 12 est susceptible de développer à ses bornes de sortie un ef- fet de commande et plus précisément une tension de sortie uni- directionnelle désignée par e2 dont la grandeur est proportion- nelle à la durée de propagation aller et retour entre l"élément 12 et l'avion 13, c'est-à-dire une grandeur ayant une relation déterminée avec la distance, séparant ledit élément dudit avion.
Les bornes de sortie de l'interrogateur-répondeur sont connec- tées à un système de commande 15 réalisant la présente invention,
Le système de commande 15 comporte des organes appliquant un premier effet électrique ou une tension de grandeur réglable, lesdits organes comportant une source 16 de tension unidirection- nelle telle qu'une batterie connectée aux bornes extrêmes d'un potentiomètre 17. La batterie 16 est susceptible de développer une tension de sortie pratiquement constante en vue de son ap- plication aux bornes extrêmes du potentiomètre 17. La tension de grandeur réglable précédemment indiquée est par e1, est ob- tenue entre le contact rotatif 18 du potentiomètre et l'une de ses bornes extrêmes.
Le système de commande! comporte, d'autre part, un circuit d'entrée susceptible de recevoir un second ef- fet électrique dont la grandeur peut varier sur une certaine période de temps. Ce circuit d'entrée comporte une paire de
<Desc/Clms Page number 5>
bornes d'entrée 20 qui sont couplées aux bornes de sortie de l'interrogateur répondeur 12, de manière à recevoir la tension unidirectionnelle e2 indiquée ci-dessus.
Le système de commande 15 comporte par ailleurs un cir- cuit d'entrée auquel on peut appliquer un troisième effet élec- trique dont la grandeur varie de façon prédéterminée sur une gamme comprenant les grandeurs des deux premières tensions el et e2; Ledit circuit d'entrée comporte une paire de bornes 21 qui sont susceptibles d'être connectées à un générateur de ten- sion périodique 22 qui peut produire une tension en dents de scie ou sinusoïdale mais qu'on supposera dans la présente des- cription sinusoïdale. Le générateur 22 développe donc une ten- sion de sortie alternative dont la valeur excède périodiquement celle des tensions unidirectionnelles e1 et e2.
La périodicité de ladite tension est largement supérieure à la périodicité maximum envisagée pour la variation de la tension e2,
Le système de commande 15 comporte, d'autre part, des organes dont le fonctionnement est déclenché chaque fois que la grandeur de la tension provenant du générateur 22 est dans un rapport prédéterminé avec la grandeur d'au moins l'une des tensions el et e2, de manière à faire varier la grandeur de la tension el pour la rapprocher de l'égalité avec la tension e2; Ces organes comportent un dispositif désigné par la référence générale 25 et comprenant une paire de dispositifs redresseurs diode 26 et 27 dont les anodes sont interconnectées et reliées à l'une des bornes du générateur 22.
La cathode du dispositif redresseur 26 est connectée par l'intermédiaire d'une résistan- ce 23 à l'une des bornes de sortie de l'élément 12 et la catho- de du dispositif redresseur 27 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 24 au contact rotatif 18 du potentiomètre 17.
Les anodes des dispositifs redresseurs 26 et 27 sont, en outre, connectées par l'intermédiaire d'une résistance 31 aux anodes
<Desc/Clms Page number 6>
de deux dispositifs à décharge électronique 29 et 30. Ces der- niers dispositifs sont de préférence du type à atmosphère ga- zeuse, ce qui assure un passage d'énergie relativement grand à travers lesdits dispositifs. La cathode du dispositif redres- seur 26 est connectée à l'électrode de commande du dispositif à décharge électronique 29 par l'intermédiaire d'un condensa- teur de couplage 32 et la cathode du dispositif redresseur 27 est connectée d'une manière analogue, par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 33, à l'électrode de commande du dispositif à décharge électronique 30.
L'électrode de com- mande du dispositif à décharge 29 est mise à la terre à travers une source de polarisation unidirectionnelle 35 telle qu'une batterie et à travers une résistance de grille 36. L'électrode de commande du dispositif à décharge 30 est également mise à la terre par l'intermédiaire d'une batterie 37 et d'une résis- tance de grille 38. La cathode du dispositif à décharge électro- nique 29 est mise à la terre par l'intermédiaire d'un moteur à courant continu 40 susceptible de tourner dans un sens prédé- terminé, par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre, lorsqu'il est excité.
La cathode du dispositif à décharge élec- tronique 30 est mise à la terre par l'intermédiaire d'un moteur à courant continu analogue 41 qui est susceptible de tourner en sens inverse du premier, c'est-à-dire, dans l'exemple consi- déré, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre lorsque le dispositif 30 est conducteur. Les rotors des moteurs 40 et 41 sont couplés mécaniquement entre eux, comme représenté par la ligne en trait interrompu, et sont également couplés à l'ar- bre du contact rotatif 18 du potentiomètre 17.
Le système de commande comporte, d'autre part des orga- nes couplés au pototiomètre 17, pour indiquer la grandeur de la tension e2 lorsque les tensions e1 et e2 sont ajustées de telle façon qu'elles soint sensiblement égales. Ces organes
<Desc/Clms Page number 7>
comportent un indicateur 45 comprenant une échelle graduée fixe convenable 46 et un index 47 qui peut tourner par rapport à l'échelle graduée et est couplé mécaniquement au contact rotatif 18 du potentiomètre 17, comme indiqué par la ligne en trait interrompu. Bien que l'indicateur 45, dans l'exemple représenté, soit distinct du potentiomètre 17, il est évident que les deux dispositifs peuvent être combinés s'il y a lieu en une seule structure.
On considérera maintenant le fonctionnement du système de mesure de distance comprenant le système de commande qui vient d'être décrit et, en examinant les courbes de la figure 2, on peut voir qu'une impulsion d'interrogation de signal est transmise par l'interrogateur-répondeur 12 à l'avion 13 et qu'un signal de réponse est émis ou renvoyé par ledit avion. Ce si- gnal de réponse est intercepté par le système d'antenne 10,11 et dans le circuit de sortie de l'élément 12 il se développe une tension unidirectionnelle e2 Dont la grandeur est propor- tionnelle à la distance entre l'élément 12 et l'avion 13. La- dite tension est représentée par la courbe A de la figure 2.
On supposera que la position du contact rotatif 18 du potentio- mètre 17 est à ce moment telle que la tension unidirectionnelle e1 représentée par la courbe B entre ledit contact rotatif et la terre soit légèrement inférieure à la tension de sortie e2 de l'élément 12. On supposera, d'autre part, qu'à l'instant to les dispositifs redresseurs 26 et 27 sont dans un état de non conductibilité en raison des tensions unidirectionnelles leur respectives e2 et e1 qui sont appliquées et que les dispositi fs à décharge électronique 29 et 30 sont également non conducteurs en raison des polarisations de maintien à l'état de hon conduc- tibilité appliquées à leurs électrodes de commande à partir des sources de polarisation respectives 35 et 37.
Le générateur de tension périodique 22 applique aux dispositifs redresseurs 26 et 27 une tension de sortie repré-
<Desc/Clms Page number 8>
sentée par la courbe C qui varie de façon sinusoïdale sur une gamme de grandeur comprenant celles des tensions unidirection- nelles e1 et e2. Dans les conditions supposées ci-dessus, à l'instant t1, la grandeur de la tension sinusoïdale appliquée à l'anode du dispositif redresseur 27 est tout d'abord égale puis supérieure à la tension el appliquée à la cathode du dit dispositif. Ce dernier devient alors conducteur et pendant l'intervalle de temps t1 - t5 il se développe aux bornes de la résistance 24 une tension ayant la forme d'onde représentée par la courbe D.
A l'instant t2, la tension développée aux bor- nes de la résistance 24 et appliquée par l'intermédiaire du condensateur de couplage 33 à l'électrode de commande du dis- positif à décharge électronique 30 a une grandeur supérieure à la polarisation critique nécessaire pour maintenir le dispo- sitif 30 dans un état de non conductibilité. En conséquence, celui-ci devient conducteur et un courant spatial de valeur relativement grands circule. Une tension unidirectionnelle ay yant la forme d'onde représentée par la courbe E est en consé- quence appliquée pendant l'intervalle de temps t2-t6 comme ef- fet de commande ou comme tension d'excitation au moteur à cou- rant continu 41.
Ledit effet de comnande se termine à l'instant t6 immédiatement avant la fin, à l'instant t7, de la demi-pé- riode positive de la tension produite par l'élément 22. La dé- sionisation du dispositif 30 se produit un court instant plus tard et ledit dispositif revient à son état non conducteur primitif.
A l'instant t3, la teràon appliquée à l'anode du dispo- sitif redresseur 26 à partir du générateur 22 est égale à la tension de polaristaion e2 appliquée à la cathode dudit dispo- sitif qu'elle excède ensuite. Le dispositif 26 devient, en con- séquence, conducteur et une tension est développée aux bornes de la résistance 23 pendant la période t3-t4, comme représenté par la courbe F.. Cette tension est appliquée par l'intermédiaire
<Desc/Clms Page number 9>
du condensateur de couplage 32 à l'électrode de commande du dispositif à décharge 29.
Bien que la grandeur de la polarisa- tion de maintien à l'état de non conductibilité appliquée aux électrodes d'entrée du dispositif à décharge 29 par la batterie 35 soit dépassée un court instant après t3 par la grandeur de la tension appliquée par l'intermédiaire du condensateur de cou- plage 32, le dispositif à décharge 29 reste effectivement à son état non conducteur. Ceci est dû à la difficulté inhérente bien connue qui surgit lorsqu'on s'efforce d'obtenir un fonction nement ou une décharge en parallèle de deux dispositifs à décharge électronique du type à atmosphère gazeuse.
D'autre part la tension d'anode réduite des dispositifs à décharge 29 et 30 due à la chute de tension à travers la résistance d'anode 31 lorsque le dispositif 30'devient conducteur empêche le dis- positif à décharge 29 de devenir conducteur pendant l'interval- le de temps t3-t4. En conséquence, un seul des moteurs, à sa- voir le moteur 41, dans les conditions supposées, est sensible à un certain instant au cours de l'intervalle t0-t7 à l'effet de commande représenté par la courbe E de la figure 2. Le mo- teur 41 tourne en conséquence dans le sens des aiguilles d'une montre et développe une force de réglage qui est appliquée au contact rotatif 18 du potentiomètre 17. Ledit contact 18 est alors déplacé dans un sens tendant à augmenter la tension el.
Un court instant après l'application de l'impulsion d'énergie au moteur 41, celui-ci commence à ralentir sa rotation et tend à s'arrêter.
Au cours de l'intervalle suivant t7 -t8 correspondant à la demi-période négative de la tension appliquée aux disposi- tifs redresseurs 26-et 27 par le générateur 22, la polarité de ladite tension est telle que lesdits dispositifs ne sont pas conducteurs et que les moteurs 40 et 41 ne sont pas excités.
Par contre, lors des demi-périodes positives suivantes de la
<Desc/Clms Page number 10>
tension du générateur 22, le fonctionnementdécrit ci-dessus à propos de la première demi-période positive se reproduit et le moteur 41 continue à être excité par intermittence jusqu'à ce qu'il ait déplacé le contact mobile 18 du potentiomètre jus- qu'à une position où la tension el a pris une valeur sensible- ment égale à la valeur de la tendon eg.
Lorsque la tension e1 est égalisée à la tension e2, ehaque demi-période positive de la tension appliquée au systè- me de commande 15, à partir du générateur 22, peut ensuite ren- dre conducteur l'un ou l'autre des dispositifs à décharge 29, 30, de sorte que l'un des moteurs 40 ou 41 est excité de la manière générale exposée précédemment. Il en résulte une rota- tion du contact mobile 18 sur une petite distance dans un sens tel que les tensions el et e2 deviennent légèrement différentes.
Ainsi, en supposant que le dispositif à décharge 29 devienne conducteur à ce moment, il applique une impulsion de tension au moteur 40, ce qui provoque une rotation du contact mobile 18 du potentiomètre d'une petite distance dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La tension el devient alors légère- ment inférieure à la tension e2, de sorte que lors de le demi- période positive suivante de la tension du générateur 22, le fonctionnement décrit à l'origine se renouvelle et le moteur 41 actionne le contact mobile 18 du potentiomètre légèrement sans un sens qui tend à rétablir l'égalité des tensions e1 et e. De cette manière, une série d'impulsions de commande uni- directionnelles sont appliquées à l'un ou à l'autre des moteurs 40,
41 de façon continue pour maintenir pratiquement l'égalité entre les grandeurs des tensions e1 et e2, étant donné que ces dernières peuvent varier de temps en temps suivant la mesure des distances. Il est évident, d'après ce qui précède, que l'in- dicateur 45 assure en permanence l'indication désirée de la dis- tance mesurée entre l'élément 12 et l'avion 13.
Dans le système de commande de la figure 1, chacune des impulsions commandant le moteur a une teneur en énergie sensi-
<Desc/Clms Page number 11>
blement égale à celle de chacune des autes impulsions et, en conséquence, le moteur, en réponse à chacune desdites impulsions développe une force égale à celle développée pour les autres.
Par suite, le moteur entraîne le potentiomètre avec une force qui ne varie pas, que la différence susdite entre les grandeurs des deux tensions soit grande ou réduite.Toutefois, dans cer- tains cas, il peut être désirable, dans de tels systèmes de commande, que chacune des impulsions intermittentes d'énergie appliquée au moteur ait une valeur proportionnelle à la diffé- rence entre les deux tenions qui sont en cours d'égalisation.
Lorsque ladite différence de potentiel est grande, la teneur en énergie des impulsions individuelles est importante et la force de réglage totale développée par le moteur, en réponse auxdites impulsions est également importante. Cette disposition désirable permet au potentiomètre entraîné par le moteur de résuire à l'origine plus rapidement la différence entre les deux tensions en cours d'égalisation mais à mesure que cette différence de tension est réduite, la force de réglage diminue de façon correspondante. Par suite, lorsque les deux tenions sont presque égales, la force de réglage à une valeur faible, comme cela est désirable, et toute course excessive du potentio- mètre entraîné par le moteur, avec l'effet oscillateire ou pom- page résultant, est évité dans une grande mesure.
Les figures 3 et 5 représentent des dispositifs susceptibles de réaliser ce but.
Le système de commande 15.du dispositif de la figure 3 diffère de celui de la figure 1 en ce qu'il comporte des moye-ns sensibles à la troisième tension électrique produite par le gé- nérateur 22 pour la comparaison des grandeurs des tensions elet 22 de,manière à dériver une force de réglage dont la valeur va- rie avec la différence entre les grandeurs desdites tensions.Ces moyens comportent une paire de voies de conversion de signaux 50 et 80 et un moteur à courant alternatif réversible 42 couplé
<Desc/Clms Page number 12>
à chacune des voies d'une manière qui sera décrite plus loin sous une forme plus détaillée.
A l'exception de légères diffé- rences de leur circuit d'entrée, les voies 50 et 80 sont de construction identique et les éléments de la voie 80 correspon- dant aux éléments analogues de la voie 50 sont désignés par les mêmes chiffres de référence suivis de l'indice a.
Le circuit, (Feutrée de la voie 50 comporte un dispositif redresseur 51 dont la cathode est couplée par l'intermédiaire d'une résistance 43 à la borne à chaute tension 20 du circuit d'entrée, tandis que l'anode du dispositif 51 est connectée à la borne à haute tension 21 de l'autre circuit d'entrée. D'une manière sensible.nent identique ; le circuit d'entrée de la voie 80 comporte un dispositif redresseur 51a dont la cathode est couplée par l'intermédiaire d'une résistance 43a au contact ro- tatif 18 du potentiomètre 17, tandis que l'anode du dispositif 51a est connectée en commun avec l'anode du dispositif redres- seur 51 à la borne à haute tension 21 du circuit d'entrée.
La voie 50 comporte, en outre, des organes sensibles à la tension périodique du générateur 22 lorsque sa grandeur est dans un rapport prédéterminé avec celle de la tension e2 à sa- voir lorsque la grandeur de la tension périodique excède la gran- deur de la tension e2, pour l'obtention d'un signal de commande.
Ces organes comportent un commutateur électronique classique 52 dont l'électrode de commande est couplée à la cathode du disposi- tif redresseur 51 par l'intermédiaire d'un condensateur de cou- plage 53 et à la terre par l'intermédiaire d'une résistance 54.
Les tensions d'alimentation du tube 52.sont fournies par les sources indiquées respectivement par +B et +Sc d'une manière clae sique. Une résistance de cathode 55 qui est couplée à la source +Sc par l'intermédiaire d'une résistance de réduction de tension 56, développe une tension de polarisation d'une valeur suscepti- ble de maintenir normalement le tube 52 dans un état de non con- ductibilité.
La voie 80 comporte un commutateur électronique
<Desc/Clms Page number 13>
52a dispoqé pour l'obtention d'une façon analogue d'un second signal de commande lorsque la grandeur de la tension périodique du générateur 22 est supérieure à celle de la tension e1
Les voies de conversion de signal 50 et 80 comportent, d'autre part, des moyens sensibles aux signaux de commande ob- tenus à partir des commutateurs électroniques 52 et 52a, ce qui permet de déterminer, dans l'une des voies de conversion de si- gnal sélectées un effet de commande variant avec la différence entre les grandeurs des tensionsel et e2. Les dits moyens com- portent un organe commutateur électronique sous la forme d'une pentode 57 dans la voie de conversion 50 et d'une pentode 57a dans la voie de conversion de signal 80.
Les électrodes de com- mande des pentodes 57 et 57a sont reliées directement aux ano- des des commutateurs électroniques respectifs 52 et 52a. Les anodes des pentodes 57 et 57a sont excitées à partie d'une sour- ce de tension indiquée par la référence +B, par l'intermédiaire des résistances respectives 58 et 58a. Les cathodes desdits tu- bes sont reliées à une source de tension un peu plis faible, indiquée par +B'. Les électrodes-écrans des pentodes 57 et57a sont connectées à une source de tension indiquée par +Sc, par l'intermédiaire des résistances respectives 59 et 59a. Les élex- trodes d'arrêt des pentodes 57 et 57a sont reliées à la source +B' par l'intermédiaire des résistances respectives 60 et 60a et à la terre par l'intermédiaire des résistances respectives 61 et 61a.
Les tensions qui sont appliquées aux électrodes-é- crans des pentodes 57 et 57a sont de grandeur telle que le courant d'écran passe normalement dans lesdits tubes. Par con- tre, les électrodes d'arrêt des tubes sont polarisées à une va- leur positive plus faible que leurs cathodes, de sorte que le passage du courant d'anode à travers les pentodes est normale- ment empêché.L'électrode-écran de la pentode 57 est couplée à l'électrode d'arrêt de la pentode 57a par l'intermédiaire d'un
<Desc/Clms Page number 14>
Le rotor du moteur 42 est couplé mécaniquement au con- tact rotatif 18 du potentiomètre 17 pour permettre le réglage de la grandeur de la tension el tendant à l'égaliser à celle de la tension e2.
On considérera d'autre part le fonctionnement du systèè me de mesure des distances et du système de commande 15' qui vient d'être décrit et les courbes de la figure 4. Une impulsion d'interrogation est transmise par l'interrogateur répondeur 12 à l'avion 13 et un signal de réponse est émis ou retransmis par l'avion. Ce signal est intercepté par le système d'antenne 10- 11 et une tins ion unidirectionnelle e2. est développée dans le circuit de sortie de l'élément 12. Ladite tension a une grandeur proportionnelle à la distance entre l'élément 12 et l'avion 13.
Une valeur hypothétique de cette tension est représentée par la courbe horizontale A de la figure 4. On supposera, d'autre part que la position du contact rotatif 18 du potentiomètre 17 est à ce moment telle que la tension unidirectionnelle el représen- tée par la courbe horizontale B de la figure 4 entre le contact rotatif et la terre est légèrement inférieure à la tension de sortie e2 de l'élément 12. On supposera également qu'une pério- de du fonctionnement commence à l'instant t0 où les dispositifs redresseurs 51 et 51a sont dans un état de non conductibilité en raison de l'application à leur cathode des tensions positives el et e2.
Le générateur de tension périodique 22 applique, aux bornes 21 de l'élément 15', un signal en dents de scie qui varie sur une gamme de grandeurs comprenant celles des tensions uni- directionnelles e1 et e2, comme représenté par la courbe C.Dans les conditions supposées indiquées ci-dessus, à l'instant t1, la grandeur de la tension en dents de scie appliquée à l'anode du dispositif redresseur 51a devient égale, puis supérieure à la tension e1 servant de tension de polarisation positive sur la cathode du dispositif redresseur 51a. Ceui-ci devient alors
<Desc/Clms Page number 15>
conducteur et pendant l'intervalle de temps tl-t5, il se déve- loppe, aux bornes de la résistance 43a, une tension ayant la forme d',onde représentée par la courbe D.
A l'instant t3, la tension appliquée à l'anode du dispositif redresseur 51, à par- tir du générateur 22, commence à excéder la tension de polarisa- tion e2 appliquée à la cathode du dispositif redresseur 51. Ce dernier devient alors conducteur et la tension développée aux bornes de la résistance 43 pendant la période t3ct5 a la forme d'onde représentée par la courbe E.
La tension développée aux bornes de la résistance 43a et représentée par la courbe D est transmise par le condensateur 53a à l'électrode de commande du commutateur électronique 52a et peut surmonter la polarisation appliquée à ladite électrode de commande par la résistance de cathode 55a. Il en résulte dans le circuit de sortie du commutateur 52a à l'instant t1 un signal de commande ayant kne forme d'onde d'impulsions négatives comme représenté par la courbe F.
Ledit signât de commande dont l'impulsion se termine approximativement à l'instant t 5 est appliqué à l'électrode de commande de la pentode 57a et cha- cune des impulsions dudit signal réduit l'intensité du courant décran. En conséquence, la tension de l'électrode-écran de la pentode 57a a une forme d'onde d'impulsions positives, comme re- présenté par la courbe G, et est appliquée comme signal de com- mande à impulsions positives par l'intermédiaire du condensateur de couplage 62a à l'électrode d'arrêt de la pentode 57. Ceci permet le passage du courant d'anode à travers ce dernier tube et, en conséquence, la tension d'anode du tube 57 décroît à l'instant t , comme représenté par la courbe H.
A l'instant t3, la tension développée aux bornes de la résistance 43 surmonte la polarisation sur l'électrode de zôm- mande du commutateur 52 et ce dernier devient conducteur. Un signal de commande ayant une forme d'onde d'impulsions négatives
<Desc/Clms Page number 16>
est, en conséquence, produit sur l'anode du commutateur 52 et chacune des impulsions dudit signal, dans les conditions supposées, a une durée approximative t3-t5, comme représenté par la courbe i. Ce signal de commande est appliqué à l'électro- de de commande de la pentode 57. Etant donné que chaque impul- sion du signal est négative, elle fait cesser dans la pentode 57 le passage du courant spatial produit antérieurement à l'in- térieur dudit tube à l'instant t1 par l'impulsion appliquée à son électrode d'arrêt à partir du tube 57a.
Il en résulte que la tension d'anode de la pentode 57 augmente à l'instant t3 pour prendre la forme d'onde représentée par la courbe H. Le potentiel de la grille écran du tube 57 augmente également com- me représenté par la courbe J. En conséquence, un signal ayant la forme d'onde d'une impulsion positive est appliqué à l'é- lectrode d'arrêt de la pentode 57a mais ce signal ne peut pro- voquer le passage du courant d'anode dans ce tube en raison de la polarisation négative élevée appliquée pendant l'intervalle de temps tl-t5 à l'électrode de commande de la pentode 57a, à partir du tube précédent 52a. En conséquence, dans les conditi ons supposées, aucun signal de sortie n'est développé sur l'a- node de la pentode 57a pendant l'intervalle de temps t1-t5.
A l'instant t5, les impulsions du signal de commande appliquées aux électrodes de commande des pentodes 57 et 57a se terminent, ce qui permet à chacun desdits tubes de revenir à son état ori- ginal.
L'impulsion négative de sortie de la pentode 57 est appli- quée, par l'intermédiaire du condensateur de couplage 64, au dispositif redresseur diode 63. Ladite impulsion rend le dis- positif 63 conducteur et développe, aux bornes du réseau 66, une tension de commande négative ayant la forme d'onde représen- tée par la courbe K. Ladite tension de commande polarise l'am- plificateur à courant continu 67 au delà de la tension de cou- pure du courant d'anode et développe dans le circuit de sortie
<Desc/Clms Page number 17>
dudit amplificateur une tendon de commande positive amplifiée ayant la forme d'onde représentée par la courbe L. L'amplitude de la tension de commande décroit de façon exponentielle à mesure que la charge appliquée au circuit 66 diminue d'une ma- nière bien connue à une vitesse déterminée par la constante de temps du réseau.
A l'instant t7, l'amplificateur à courant continu 67 redevient conducteur et la voie 50 est ramenée à ses condietions initiales.
L'énergie de tension alternative provenant de la source 78 est appliquée à l'anode et à la cathode des tubes électroni- ques 69 et 69a, par l'intermédiaire de l'enroulement inducteur 73 du :moteur à partir des moitiés individuelles de l'enroulement secondaire à prise médiane 70 du transformateur 71. L'appliqau tion de la tension de commande positive à partir du circuit de sortie de l'amplificateur à courant continu 67 au circuit d'en- trée du tube électronique à atmosphère gazeuse 69 permet de vaincre la polarisation de ce dernier produite par la différen- ce de potentiel aux bornes de la résistance 68, ce qui rend le tube 69 conducteur à l*instant tl.
Il se produit alors un pas- sage de courant relativement important à travers 1'enroulement 73, courant dont le déphasage, par rapport à celui qui traverse l'autre enroulement 74 du moteur est tel qu'un champ magnéti- que rotatif est produit, ledit champ étant susceptible d'entrai- ner le rotor du moteur 42 dans le sens de aiguilles d'une montre Le contact rotatif 18 dupotentiomètre 17 tourne alors lui-même dans le sens des aiguilles d'une montre et règle la grandeur de la tension el en la rapprochant de celle de la tension e2. Appro- ximativement à l'instant t7, le tube électronique 69 cesse d'ê- tre conducteur et se désionise, de sorte que l'application d'é- nergie vers l'enroulement 73 du moteur cesse.
A un instant prédéterminé ultérieur à l'instant t,sui- vant la périodicité du générateur de tension périodique 22,une
<Desc/Clms Page number 18>
autre tension en dents de scie correspondant à celle représen- tée par la courbe C dE, la figure 4 est appliquée par le généra- teur 22 aux bornes 21, après quoi le fonctionnement décrit ci- dessus se renouvelle en supposant, bien entendu, que la tension e1 soit encore inférieure à la tension e2' Ce fonctionnement se poursuit, l'enroulement 73 du moteur 42 recevant les impul sions d'énergie successives jusqu'à ce que le moteur ait tour- né suffisamment pour régler la tension e1 à l'égalité avec la tension e2.Toutefois, étant donné que la différence de poten- tiel susdite diminue,
la teneur en énergie des impulsions suc- cessives appliquées à l'enroulement 73 du moteur diminue et la force de règlage développée par le moteur 42, en réponse auxdites impulsions, diminue également de façon correspondante.
En pratique, la force de réglage appliquée par le moteur 42 au potentiomètre 17 varie en raison directe de la différence entre les grandeurs des tensions e1 et e2. On peut le démontrer facilement d'après les différentes courbes en trait interrompu de la figure 4. On supposera, d'autre part, qu'à 1.+instant to, les conditions précédemment supposées du système de commande 15' règnent, à cela près, que le potentiomètre 17 a été réglé de telle façon qu'une tension e'1 est aloes appliquée à la voie 80 à partir du potentiomètre. Ladite tension, représentée par la courbe en trait interrompu B' de la figure 4, est supérieure à la tension e1 mais encore inférieure à la tension e2.
Ces conditions peuvent se présenter, par exemple, après un règlage initial du potentiomètre 17 par la moteur 42 dans un sens ré- duisant la différence entre les tensions el et e . D'après l'ex-
2 plication qui précède, il est évident , en conséquence, que le dispositif redresseur 51a ne devient conducteur qu'à l'instant t2 et applique une tension ayant la forme d'onde représentée par la courbe en trait interrompu D' à l'électrode de commande du commutateur électronique 52a. La tension qui est appliquée
<Desc/Clms Page number 19>
à l'électrode de commande du commutateur électronique 52 a la forme d'onde représentée par la courbe E et rend le commutateur 52 conducteur à l'instant t3.
D'une manière analogue à celle précédemment décrite, des signaux de commande ayant les formes d'onde représentées par la courbe en trait interrompu F' et par la courbe en trait plein I sont appliqués.- aux électrodes de cpmmande des pentodes respectives 57a et 57. Le signal appliqué à l'électrode-écran de la pentode 57 à l'instant t2 apparaît sous la forme représentée par la courbe en trait interrompu G' et le signal de sortie de l'anode de la pentode 57 a la forme d'onde représentée par la courbe enbtrait interrompu H'. En conséquence, les signaux de sortie des dispositifs 63 et 67 sont respectivement représentés par les courbes en trait inter- rompu K' et L'.
On peut voir, d'après les courbes indiquées ci-dessus et, en particulier, d'après les courbes L et L' que l'énergie appli- quée à l'enroulement 73 du moteur 42 diminue à mesure que la différence entre les tensions e1 et e2 est réduite. En consé- quence, la force de réglage développée par le moteur en vue de son application au potentiomètre 17 est également réduite. Il est clair également que ladite force de réglage varie en rai- son directe de la différence entre les grandeurs des tensions e1 et e2. En conséquence, le moteur 42 ne tend pas à dépasser la position qui maintient le règlage du potentioèmtre 17 en un point d'équilibre, ce qui empêche tout pompage indésirable.
Il est clair qu"un fonctionnement identique se produit lorsque la tension el est supérieure à la tension e2. Dans ce cas, le dispositif redresseur 51 devient tout d'abord conducteur et la pentode 57a, et non plus la pentode 57, produit un signal de sortie d'anode. Ce signal est appliqué au dispositif redres- seur diode 63a et le signal de sortie de ce dernier, est amplifié par l'amplificateur 67a. Le signal de sortie de l'amplificateur
<Desc/Clms Page number 20>
67a rend le tube électronique 69a conducteur et provoque un pas- sage de courant à travers l'enroulement 73.
Etant donné que les anodes des tubes 69 et 69a sont connectées aux bornes opposées de l'enroulement secondaire 70 du transformateur 71, le courant qui traverse l'enroulement 73, lorsque le tube électronique 69a est conducteur,présente un déphasage par rapport à celui de l'enroulement 74 tel que l'induit du moteur 42 tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La force de règlage développée par le moteur 42 fait tourner le contact rotatif 18 du potentiomètre 17 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et réduit la grandeur de la tension e1. Les impulsions successives d'énergie dont la valeur diminue à mesure que la grandeur de la tension el se rapproche de celle de la tension e2, sont appliquées à l'enroulement 73 du moteur 42.
Lesdites impulsions, en combinaison avec l'énergie appliquée à l'enrou- lement 74 du moteur, actionnent celui-ci et permettent d'égali- ser rapidement la grandeur de la tension e1 à celle de la ten- sion e .
2
Bien que le fonctionnement du système de commande 15' ait été décrit dans le cas d'une valeur constante de la tension de sortie ede l'élément 12, il est évident que le système permet également d'égaliser la valeur de la tension el à une tension e2 QUI peut avoir une grandeur variable à condition que la vitesse de variation de la tension e2 SOIt notablement infé- rieure à la périodicité de la tension appliquée aux bornes 21.
D'après la description qui précède du système de commande 15', on peut voir que les pentodes 57 et 57a constituent dans les voies de conversion de signaux 50 et 80 des organes commuta- teurs électroniques sensibles au flanc avant des signaux de com- mande provenant des rubes électroniques 52 et 52a et permettant d'obtenir, à partir desdits tubes, dans une voie sélectée, un
<Desc/Clms Page number 21>
effet de commande variant en raison directe de la différence entre les grandeurs des tensions électriques eet e2.
On considérera maintenant la figure 5. Elle représente schématiquement une partie d'un système de commande réalisant une variante de l'invention. Cette partie est analogue, dans ses grandes lignes, à la partie correspondante du système de commande de la figure 3 représentée à la droite des condensa- teurs 64 et 64a sur ladite figure. En conséquence, les éléments correspondants du dispositif de la figure 5 sont désignés par les mêmes chiffres de référence suivis du signe prime. Les ano- des des amplificateurs à courant continu 67' et 67a' sont con- nectées à une source de tension indiquée par la référence + B par l'intermédiaire des résistances respectives 68' et 68a'.
Les tensions de fonctionnement appliquées auxdites anodes sont telles que lesdits amplificateurs soient normalement conducteurs et leurs anodes normalement environ au potentiel de la terre par suite de l'application desdites tensions.
Au lieu d'utiliser un moteur à courant alternatif comme dans le système de commande de la figure 3, on utilise un moteur à courant continu 42' pour actionner le potentiomètre. Une sour- ce de tension indiquée par la référence +B est connectée à l'une des bornes du moteur 42' par l'intermédiaire du circuit anode- cathode d'un tube commutateur électronique 90 et est connectée, d'une manière analogue, à l'autre borne du moteur par l'inter- médiaire d'un tube commutateur électronique 91 analogue. La première borne indiquée est susceptible d'être mise à la terre par l'intermédiaire du circuit anode-cathode d'un tube commuta- teur électronique 92 et la seconde borne indiquée est de même susceptible d'être mise à la terre par l'intermédiaire d'un tube commutateur électronique 93.
L'anode de l'amplificateur 67' est reliée à l'électrode de commande du tube 90 par l'intermédiaire d'une résistance 95 et à l'électrode de commande du tube 93 par
<Desc/Clms Page number 22>
l'intermédiaire d'une résistance 96. D'une manière analogue, l'anode de l'amplificateur 67a' est reliée aux électrodes de commande des tubes 92 et 91 par l'intermédiaire des résistances respectives 97 et 98. Les valeurs ohmiques des résistances 96 et 97 sont notablement supérieures à celles des résistances 95 et 98. pour des raisons qui seront exposées ci-dessous. Les tensions appliquées aux tubes 90-93 sont telles que lesdits tubes sont normalement maintenus dans un état de non conducti- bilité.
En considérant dans ses grandes lignes le fonctionnement du dispositif de la figure 5, on constate que l'application d'un signal de commande négatif a l'un des dispositifs redres- seurs diodes, par exemple au dispositif 63', le rend conducteur et développe un signal négatif sur l'électrode de commande de l'amplificateur à courant continu 67'. L'amplificateur 67' est alors polarisé à la tension de coupure et applique un signal positif à l'électrode de commande des tubes commutateurs élec- troniques 90 et 93, de sorte que les dits tubes deviennent don- ducteurs. Les résistances 95 et 96 limitent la valeur du cou- rant de grille susceptible de traverser les tubes 90 et 93 à une valeur raisonnable.
La résistance 96 maintient la grandeur de la tension appliquée à l'électrode de commande du tube 93 à une valeur permettant l'établissement d'un circuit conducteur entre la source + B et la terre par l'intermédiaire du trajet de courant spatial du tube 90, du moteur 42' et du trajet de courant spatial du tube 93. A ce moment, le moteur 42, dévelop- pe une force de réglage de sens convenable pour amener les deux tensions e1 et eg précédemment mentionnées à l'égalité, après quoi les tubes de la voie de conversion de signaux actionnés sont ramenés à leur condition de fonctionnement normale. Le mo- teur 42' est entrâné en rotation dans le sens opposé lorsque les tubes 91 et 92 sont rendus conducteurs par les signaux de
<Desc/Clms Page number 23>
commande provenant du dispositif redresseur diode 63a' et de l'amplificateur à courant continu 67a'.
Le dispositif de la figure 5 est utile pour les instal- lations dans lesquelles une source d'énergie continue peut ne pas être disponible, par exemple sur la plupart des aviond.Un moteur à courant continu est quelquefois préféreble dans les applications où il est essentiel de disposer des couple de dé- marrage assez élevés, par exemple dur les avions qui peuvent avoir à opérer à des altitudes élevées ou dans des régions froides. Aux altitudes élevées et dans les régions froides, la viscosité accrue des lubrêfiants des portées peut rendre néces- saire l'utilisation d'un moteur d'entrânement ayant un couple de démarrage assez élevé.