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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS INDICATEURS ET DE MESURE ELECTRIQUES.
La présente invention concerne les dispositifs automatiques de réglage pour des appareils électriques démesure et d'indication dans lesquels se produisent des variations de courant indésirables mais lentes par rapport aux variations produites pendant les mesures.
De telles variations peu désirables résultent par exemple, des variations de température, des variations d'humidité, des variations dûes à l'âge, et se produisent pour des causes différentes dans presque tous les appareils de mesure. Ces variations,,à leur tour, changent la valeur des éléments compris dans le dispositif de mesure, par exemple les impédances dans un accouplement à pont ou la lampe amplificatrice dans un amplificateur.
La présente invention, qui permet d'éliminer ces inconvénients est caractérisée, en premier lieu, par le fait qu'un dispositif de réglage est in- sére dans l'appareil et connecté au dispositif de mesure et/ou d'indication.
Ce dispositif de réglage est construit de façon à corriger lesdits dispositifs de mesure quand les courants s'écartent de leurs valeurs normales. Cette com- pensation, pourtant, se fait lentement par rapport aux variations qui se pro- duisent pendant les mesures.
L'invention trouve un champ d'emploi important dans les disposi- tifs d'alarme dits "à capacité", lesquels doivent souvent fonctionner en res- tant de longues périodes sans soinso
Elle trouve un autre champ d'application dans les sélecteurs auto- matiques qui doivent aussi assurer un service exact pendant de longues pério- des sans soinso
En général, l'invention convient très bien aux dispositifs de me- sure agissant automatiquement, surtout lorsque le temps de compensation peut être long, par exemple plus d'une minute.
Dans les cas où les temps ont une telle longueur, des circuits à temps ordinaires comportant des résistances électriques et des condensateurs ne peuvent pas être employés d'habitude à cause des valeurs beaucoup trop éle-
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vées obtenues dans les éléments constituants de couplage.
L'invention se prête spécialement aux appareils de mesure avec des circuits comparatifs, tels que par exemple des ponts, qui sont connectés à des amplificateurs, afin d'obtenir une sensibilité plus grande.
Elle permet de corriger les impédances faisant partie des ponts.
Elle permet également d'éviter qu'un amplificateur , connecté à un dispositif de mesure, par exemple le circuit de sortie d'un pont (dériva- tion zéro), ait un champ de travail assez large pour inclure même les varia- tions indésirables; mais il suffit que ce champ inclue seulement les variations nécessaires pour la mesure.
L'invention sera décrite avec plus.de détails en se référant aux figures qui montrent des exemples de l'application de 1-'invention.
Les figures 1-3 montrent les principes des dispositifs de. mesure comportant un accouplement à ponto
La figure 4 montre un dispositif de compensation-comportant un mo- teur dit "à impulsions"..
La figure 5 est un dispositif de compensation avec moteur à impul-. sions dont le sens de rotation peut être changé au moyen d'un champ de polarisa- tion :
La figure 6 est un dispositif de compensation actionné par une for- ce thermique avec des "transisteurs" comme amplificateurs.
La figure 7 montre un détail du dispositif représenté sur la figu- re 60 et la figure 8 représente les différents éléments constituant un... groupe complet.
Le pont de mesure de la figure 1 est alimenté par une source de courant V, et comporte à la manière habituelle, les impédances Z1, Z2, Z3, Z4, conjointement avec un dispositif indicateur J qui peut être connecté au dispo- sitif de mesure à travers un amplificateur F, par exemple un amplificateur à "transducteur" Or, si 1?une ou plusieurs des impédances possèdent des carac- téristiques telles que leurs valeurs varient, il est facile de voir que des er- reurs peuvent altérer les mesures.
Comme il a été déjà dit, l'objet de la présente invention est de corriger de telles variations, par exemple de corriger l'impédance Z2, afin d'obtenir des mesures exactes ou sensiblement exactes, malgré les changements des impédances, si ceux-ci produisent des variations relativement lentes dans le courant du pont comparées aux variations au moment des mesures. A cet ef- fet, le dispositif indicateur J comporte un organe de compensation, par exem- ple un moteur qui modifié l'équilibrage du pont, en agissant par exemple sur Z2, de manière à rétablir l'exactitude des mesures. Si ce moteur est un moteur à courant continu,l'aimant inducteur ou l'induit peut être connecté à 1-'ampli- ficateur F, tandis que l'induit ou l'aimant inducteur respectivement reçoit un courant ou voltage sensiblement constant.
La figure 2 montre un dispositif connu pour mesurer de petites variations de capacité, spécialement dans des dispositifs d'alarme.
Le fonctionnement de ce dispositif de mesure devient encore plus clair quand il est réalisé sous la forme d'un pont comme dans la figure 30 Le dispositif indicateur dans le circuit-de plaque du tube E a été omis dans la figure 3.
Comme il apparait clairement sur la figure 3, la tension est pe- tite entre la grille et la cathode du tube E si L1 = L2 C1 = C3 et R1 = la résistance de rayonnement de l'antenne A1, de sorte que des oscillations ne se produisent pas. Si Ci est plus grand que C3, des oscillations ne se pro- duisent pas non plus, car les oscillations qui tendent à se produire entre la grille et la cathode sont hors de phase. Quand, au contraire, C1 est plus pe- tit que C3, des auto-oscillations se produisent et alimentent Iranienne. A
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cause du grand amortissement dans le circuit oscillateur, dépendant princi-
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palement de la résistance Ri, le degré doscil1ation du tube peut être ré- glé à volonté, par exemple à la moitié de l'amplitude maximum. Ce réglage peut se faire au moyen du condensateur C1.
Quand le tube oscille, il fonc-
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tionne aussi comme détecteur à rectification de grille, c' est s.mcl.ire que la grille reçoit un potentiel négatif pàr rapport à la cathodeLa grandeur de ce voltage dépend du degré d'oscillation atteint par le tube. Le voltage né- gatif de la grille produit une chute du courant de plaque.
Quand un objet s'approche de Iranienne, la capacité C3 entre la grille et la terre augmente et la résistance de rayonnement de l'antenne peut aussi varier, de sorte que le degré d'oscillation du tube-diminue, le voltage de grille diminue et le courant de plaque augmente.
Le moteur M de la figure 4'tourne dans l'une direction ou dans
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l'autre, suivant l'influenee du relais RE1. Si le courant à travers le dis- positif indicateur J de la figo 1, ou à travers l'enroulement II du relais de la fig. 2, s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée, les contacts 4 et 6 se ferment, et si ce courant tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée, les contacts 3 et 5 se fermente
Afin d'obtenir le dit fonctionnement du relais, on peut employer à la manière habituelle un relais polarisé avec un enroulement opposé,!, ou se servir d'un relais dit à deux étapes.
Quand on fait tourner le rotor ri du moteur de la manière décrite ci-dessous, on règle ladite impédance, par exemple le condensateur C1 dans les figures 2 et 3, dans le sens voulu pour
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que la valeur, du courant à travers 1-'enroulemEnt II du relais REi redevien- ne normale il en résulte que les contacts du relais s'ouvrent et que le moteur s'arrête.
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Les relais moteurs RE2=4 s9ouvrent et se ferment successivement de la manière suivanteo Si on suppose que tous-les relais sont,d9abord ouverts, le relais RE2 est excité par du courant du contact 2 du relais N4 , d'où le contact 2 de de RE2 se ferme, de sorte que l'enroulement S3 du moteur reçoit du courant si
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le contact 4 du relais RE1 est fermé, et S2 reçoit du courant si le contact 6 est fermé. Il en résulte que le relais RE3 est excité par du courant du con- tact 3 de RE2i et RE4 est excité par du courant du contact 3 de RE. Quand RE4 est excité son contact 2 s'ouvre, d'où le relais RE2 se désexcite après un certain laps de temps.
Les temps d'ouverture des. relais RE2-4 sont très retardés par les condensateurs 02-04-respectivement. Quand le relais RE2 s'ou+ vre, les enroulements S2 et S3 du moteur reçoivent du courant,du contact 1 de RE2 et du contact 2 de RE3. Il en résulte que le rotor ri du moteur avance encore d'un paso Quand le relais RE3 s'ouvre à son tour (seul RE4 est attiré)
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19enroulement Si sur le moteur reçoit du courant du contact 1 de RE2, 1 de RE3 et 1 de RE4 . Il s'ensuit que le rotor du moteur accomplit ainsi une révolu- tion complète.
Le relais RE4 s'ouvre et le fonctionnement se reproduito Se- lon que les contacts 3 et 5 ou 4 et 6 sont fermés, le moteur tourne dans l'un ou dans l'autre sens, et corrige le réglage du condensateur jusqu'à ce que le courant normal de plaque soit obtenu dans le tube, de sorte que les contacts
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du relais REI s9ouvrent.
Si on désire obtenir un réglage rapide, par exemple si l'antenne
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Ai est changée, on manoeuvre le commutateur Ki, les condensateurs C2-04 sont ainsi mis hors circuit. La vitesse d'impulsion des relais RE2-4 est ainsi notablement augmentée et portée par exemple à 25 impulsions par relais par seconde. Si la vitesse d'impulsion avec les condensateurs en circuit est, par exemple, d'une impulsion par relais par dix secondes, une vitesse 250 fois .plus grande est obtenue avec le réglage rapide.
Si une certaine compensation nécessite une heure avec les conden- sateurs en circuit, on n'a besoin que de 1060 - 6 = 1/4 de minute pour la
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même compensation avec re"glage 250 25 même compensation avec le réglage rapideo
Dans la figure 5 se trouve encore un exemple de moteurs qui conviennent particulièrement à la présente invention. Dans le cas du moteur de
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la figure 4, le sens de rotation est changé par le fait que ses pôles moteurs (SI = S3 ) reçoivent des impulsions de courant par successions différentes.
A cet effet, un relais de contrôle Re1 est nécessaire. Dans l'exemple de la figure 5, au contraire, le sens de rotation du moteur peut être changé en mo-
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difiant la direction d'un champ magnétique, un tel champ étant dénommé o9cha de polarisations. Le moteur a un champ de pulsations produit par les enroule- ments 56-Bq, dont chacun est enroulé sur.son propre noyauo Le champ polarisé est produit par les enroulements S10 et Sll, enroulés sur un noyau commun.
Ces enroulements correspondent aux enroulements du relais RE1 de la figure 20 Normalement, le nombre d'ampères-tours est le même, mais dans des sens opposés; dans les deux enroulements, de sorte que le champ polarisé est annulé. Le ro- tor r2 est solidaire d'un arbre al portant une vis sans fin qui fait tourner
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une roue spirale a2, laquelle-.son tour agit sur le condensateur Cl ou un con- densateur connecté en série ou/et en parallèle avec ce dernier. L'arbre al, à son extrémité près du rotor, est constitué par un tube sur lequel le rotor est solidement rivé.
Afin d'obtenir un bon transfert du champ aux plaques, et de diminuer les pertes causées par des courants de Foucault et l'influence du champ rotatoire produit, le rotor est construit avec les noyaux des enrou-
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lements Slo et S11 prolongés et insérés dans ledit tube.
Le moteur fonctionne de la manière ci-dessous décrite en se réfé- rant aussi aux figures 5a=5O. Le champ polarisé 9i/p des enroulements S7 et S9 est supposé recevoir du courant circulant dans une direction telle qu'il se produise un champ 0 s, indiqué par les flèches pointillées. Comme on le voit clairement sur la figure 5, les champs 0 p et s s'opposent dans l'entre-
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fer> l, tandis qu'ils s'ajoutent dans l'entrefer > 20 Par conséquent, les dents du rotor sont plus fortement attirées vers le pôle P7, que vers le pôle P9, de sorte que le rotor tourne dans la direction des flèches.
La manière dont le rotor avance pas à pas dans le sens des flèches par les deux voltages
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alternatifs hors phase, et dont il est poussé dans l'autre sens quand la direct tion du champ polarisé est modifiée apparait clairement sur les figures 5a-5d.
La figure 5 montre aussi un exemple de l'alimentation du moteur en voltages hors phase. On y voit deux relais à pulsation RE3 et RE4, analo- gues aux relais correspondants de la figure 4. Quand RE3 est attiré, le con- densateur C5 est chargé en série avec les enroulements S7 et S9. Quand, plus
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tard, HE4 se ferme, C6 est chargé en série avec S6 et S80 Quand RE3 s'ouvre, C5¯se décharge en série avec S7 et Sq de sorte qu'une pulsation de courant est obtenue dans la direction opposée à la pulsation précédente, et quand-finale- ment RE4 s'ouvre, il se produit une pulsation de courant opposée à travers S6
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et S8. Si on manoeuvre le commutateur 01. un courant alternatif, qui peut a- vantageusement avoir la fréquence du réseau, est transmis au moteur et le cou- rant à travers les enroulements S7 S est mis hors phase au moyen du conden- sateur C5.
Si on veut changer le sens de rotation du moteur par l'influence
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du relais, comme o9est le cas avec le moteur de la figure 4, on connecte les enroulements oet Sll aux contacts du relais en question de façon que le champ reçoive la direction désirée.
Dans la figure 6, le pont de mesure lui-même est le même que celui représenté sur les figures 2 et.3, mais avec cette différence, que le tube électronique El est remplacé par un appareil Ti appelé "transisteur" dans le- .
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quel 3 est l'électrode commune 1, 1-* .àlectrode-d basse tension et 2 l'électro. de de haute tension. Naturellementon peut connecter au circuit de sortie du transisteur un relais et/ou un dispositif à moteur des mêmes types que ceux décrits ci-dessus et conformes aux figures 1-5.
L'organe de réglage selon le modèle représenté à la figure 6 est cependant modifié et consiste en un élément de chauffage R2 et un condensateur dont la construction est telle que sa capacité dépend de la température, qui à son tour dépend du chauffage produit par le courant à travers R2. Le conden sateur peut comprendre une plaque V2 et un ressort bi-métallique V1 (fig. 7) qui constitue 19 autre plaque du condensateur. Les deux plaques sont contenues dans une boite Tg qui ressemble à une bouteille thermos et possède un bon iso- lement thermique. Les plaques V1 et V2 du condensateur peuvent convenablement
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être connectées en parallèle à C1 (figures 2 et 3).
Si V1 et V2 sont cons- truits de façon que la capacité diminue pour une hausse de température, R2 doit être connecté à une dérivation de voltage sur R3 telle que le courant à travers R2 diminue quand le courant à travers RE1 augmentée Il faut obser- ver que la correction obtenue par V1 et V2 ne doit pas être assez grande pour donner une compensation complète, car dans ce cas des petites oscillations auraient lieu puisque la correction fonctionne comme un dispositif de compen- sation et les phénomènes typiques de compensation se produiraient Les va- riations de capacité désirées pour un changement de courant déterminé à tra- vers RE1 peuvent être obtenues en partie par une construction convenable de V1 et V2,
et en partie par le choix convenable sur R3 de la dérivation qui conduit à R2 o Le redresseur L4 empêche le courant de traverser R2 dans la fausse direction ce qui pouvait arriver par suite d'un réglage erroné de la dérivation sur R3. Le dispositif de réglage est déconnecté au moyen d'un commutateur 02 qui déconnecte R2 du transisteur, et le connecte à une dériva- tion de voltage sur R3, de sorte qu'un courant normal le traverse. La cons- tante de temps désirée est obtenue par un isolement thermique convenable de la boite Tg, et par le choix d'une substance de remplissage de la boite qui conserve plus ou moins la chaleur.
Une compensation des variations de température extérieure peut aus-, si être obtenue au moyen d'un choix convenable de la matière de la résistance R2. Dans 1'exemple donné ci-dessus, où la capacité diminue entre V let V2 quand la température s'élève, c'est-à-dire pour une augmentation du courant à travers R2, la capacité diminuera aussi si la température extérieure s'élève. Le cou- rant à travers R2 devrait ainsi diminuer quand le température s'élève, et pour cette raison la résistance Ri doit avoir un coefficient de.température positif et bien équilibré, afin d'obtenir une compensation convenable pour des varia- tions de température extérieureo
Pendant les signaux,le dispositif de réglage est déconnecté, et ceci se fait,
'dans le dispositif des figures 4 et 5, au moyen d'un relais con- necté dans.le circuit de plaque ou de cathode du tube, par exemple en série avec le relais RE1, lequel relais interrompant le courant du moteur du dis- positif de réglageo Ce relais, qui peut aussi être¯pourvu de contacts pour donner des signaux supplémentaires, par exemple des lampes ou des sonnettes, ne doit pas être influencé par les petites variations du courant dans le dis- positif de mesure causées par la compensation.
Ainsi, si 'un contact, par exemple le 2 du relais RE1, est influen- cé quand le courant tombe dans le circuit de plaque du tube El, le courant passe de la source d'alimentation alternative V3 à travers le redresseur L5 et fait tourner le moteur M avec le condensateur C1, qui est accouplé au mo- teur, dans une direction telle que le courant dans le tube monte de nouveau ,jusqu'à ce que le contact 2 s'ouvre. Si, au contraire, le courant dans le cir- cuit de plaque du tube El augmente, le contact 3 du relais RE1 se ferme, d'où le moteur M reçoit du courant dans le sens opposé et corrige la position du condensateur CI jusqu'à ce que le contact s'ouvre de nouveau.
Une vitesse de correction arbitraire peut être choisie pour le moteur, par exemple en choisi- ssant des impulsions positives ou négatives de la source d'alimentation V3, puisque celle-ci consiste en impulsions alternativeso
Si, toutefois, le courant dans le circuit de plaque s'élève rapide- ment, le contact 1 du relais RE1 est aussi influencé. Dans ce cas, le relais R5, qui était fermé via la lampe L10, est shunté, et la lampe s'allume. L'en- roulement du relais devrait avoir une valeur chmique assez élevée pour que la lampe ne s'allume pas, ou seulement brille faiblement, quand elle reçoit du courant seulement à travers l'enroulement du relaiso Les signaux désirés sont produits par le contact du relais (non représenté) dans le dessin.
Le relais reste ouvert jusqu'à ce qu'il soit de nouveau fermé manuellement. Le relais R5 est commun à un certain nombre de relais RE1, comme les flèches l'indiquent.
Le redresseur L7 est connecté de façon que le courant du contact 1 du relais RE1 ne puisse pas allumer les lampes L10 qui appartiennent à un autre relais RE1. Quand le relais R5 s'ouvre, il peut naturellement être disposé de maniè- re à déconnecter la source d'alimentation V3 afin d'empêcher une compensation
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ultérieure. Le relais RE1 peut être convenablement bloqué en position de fonctionnaient par un enroulement à basse valeur ohmique connecté en série avec le contact 1, la pointe de connexion de la lampe L et le,redresseur L1 (non représenté sur le dessin).
Naturellement, le relais RE1 peut aussi être pourvu d'un autre contact analogue au contact 1, mais qui est influencé si le courant dans le circuit de plaque du tube tombe rapidement. Ce contact peut, en plus, être connecté à une autre lampe et relais analogues à L10 et R5 respectivement.
Comme le montre clairement la figure 8, le moteur et le tube El, conjointe- ment avec les éléments d'accouplement constituants, forment un bloc un bloc- antenne-par eux-mêmes, tandis que les autres parties, dont un certain nombre est commun à plusieurs blocs-antenne.. sont situées dans un appareil dit "cen- tral".
Pour des réglages rapides du condensateur C1, un courant alterna- tif est connecté en permanence comme source d'alimentation V3.
Au lieu de prévoir des contacts pour la compensation sur les re- lais RE1, on peut utiliser un dispositif dit "sélecteur" qui connecte à la fois au tube El d'une part un dispositif de contrôle sensible au voltage ou au cou- rant de la plaque, et d'autre part, le circuit d'alimentation du moteur. Dans ce cas, si le courant de plaque n'a pas la valeur qui convient, le dispositif de contrôle est pourvu d'un dispositif, par exemple un relais sensible, qui fournit du courant au moteur pour la compensation. Si le courant dans le cir- cuit de plaque du tube E1 fait tourner le moteur, dans un sens ou dans l'autre comme il a été expliqué en se référant à la figure 19 le circuit inducteur du moteur peut être pourvu de deux enroulements de la même manière que le relais RE1.
L'induit du moteur est ainsi alimenté en courant continu constant ou à , pulsations.
Conformément à une variante, le relais RE1 selon la figure 8 peut être pourvu de contacts 2 et 3, actionnés par un courant faible et d'au moins un contact 1 intervenant ultérieurement après avoir surmonté la résistance d'un ressort, le premier contact donnant la correction et le deuxième la pro- duction des signaux et l'interruption du dispositif de correction.
L'organe de fonctionnement (K1 fig. 4, O1 fige 5) pour Injuste- ment rapide du dispositif de réglage doit naturellement être placé de façon qu'il ne puisse pas être actionné sans qu'un signal soit donné. Pour cette raison, cet organe est placé dans la salle de garde, ou il est connecté au moyen d'une serrure à code ou un système semblable, auquel des personnes non-auto risées ne peuvent avoir accès. Une telle serrure à code peut être pourvue de con- tacts qui dans une position déconnectent le dispositif des signaux à la ma- nière habituelle, et dans l'autre position connectent un relais qui fait mar- cher le dispositif de réglage rapide.
Naturellement, le dispositif de réglage peut être modifié à volon- té tout en restant conforme au principe de l'invention. Ainsi, le moteur peut consister en un dispositif actionné pas à pas du type utilisé en technique té- léphonique,, avec un mécanisme pas à pas pour la rotation dans un sens et un autre mécanisme analogue pour la rotation en sens inverse.
REVENDICATIONS.
1. - Dispositif de réglage automatique pour appareils indicateurs et de mesure électriques caractérisé par le fait que les dispositifs de mesure et d'indication, dans lesquels se produisent des variations de courant indési- rables qui sont lentes par comparaison avec les variations normales pendant les mesures, sont connectés à des organes de réglage qui sont disposés de ma- nière que sous l'influence des dites variations indésirables ils puissent cor- riger les dits dispositifs à une vitesse notablement plus petite que la vites- se de variations normale des courants de mesure ou d'indication, de sorte qu'u- ne indication exacte est toujours obtenue.