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La présente invention, système Jacques PELPEL et Alexis iîEPOMIAi3'l.'CHY, est relative à un perfectionnement à l'installation de télémesure décrite dans le brevet principale consistant à remplacer, tant au poste é- meteur qu'au poste récepteur le compensateur clectro-mécanique, par un compensateur magnétique, sans organe mobile et par conséquent de construction plus simple et plus économique.
Le compensateur électromécanique décrit au brevet principal est
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composé d'un équipage vat±mé)rique, d'U::l équipage galvanométrique et d'un régulateur d'induction dont les éléments mobiles sont disposées sur le même arbre. Au'poste émetteur, le couple développé par l'équipage wattmé- trique et qui est proportionnel en particulier au courant continu Il, proportionnel lui-même à la valeur de la grandeur à transmettre, est équilibré
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à toU1, instant par le couple développé par l'équipage galvanométrique lequel est proportionnel à un écart de fréquences :
- foi, f étant égal à la dif- férence de fréquences entre une fréquence fixe -et une fréquence variable F2, fonction linéaire du courant Il' et fO (appelée fréquence de base),étant la différence entre F1 et F lorsque le courant Il est nul (c'est-à-dire quand la grandeur à télémesurer a une valeur nulle). Dans ces conditions, on a démontré dans le brevet principal que : Il = K. (f - fo).
Au poste récepteur, le fonctionnement du compensateur électromécanique est analogue à celui du poste émetteur, à cette différence près,
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que le couple développé par l'équipage wat'ùmétrique est proportionnel à un courant continu J ;fourni par un dispositif électronique, courant qui est proportionnel à l'écart de fréquences f - fo, c'est-à-dire, en défini- tive, à la grandeur transmise.
L'invention a pour objet une installation de télémesure ayant même principe que celle décrite dans le brevet principal, caractérisée en ce que le compensateur électromécanique du poste émetteur et celui du poste récepteur sont remplacés par un compensateur magnétique fonctionnant suivant le principe connu des amplificateurs magnétiques (ou transducteurs) et com- portant deux circuits magnétiques identiques dont les enroulements de con-
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trole, comprennent pour chacun de ces circuits magnétiques :
1 ) un premier enroulement parcouru par le courant continu proportionnel à la grandeur à transmettre (ou transmise),un deuxième enroulement parcouru par un courant continu proportionnel à la différence de fréquences f un troisième enrou- lement parcouru par un courant continu d'intensité constante, ces enroulements étant dimensionnés de manière telle que, d'une part, les ampèrestoursdu troisième enroulement annulent exactement ceux du deuxième enroulorsque le courant qui parcourt ce dernier enroulement est propor-
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tionnel à la fréquence de base f , et que, d'autre part, les ampères-tours totaux dus aux trois enroulements' s'annulent mutuellement quand le courant continu proportioniel à la grandeur à transmettre est égal à la différence
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entre le courant continu proportion;
el à la différence de fréquences f et le courant continu constan t. Les deux circuits magnétiques comportent également chacun un enroulement branché aux bornes d'une source à courant al-
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terna-tif et en série avec chacun d'eux, sont branchés des redresseurs montés en pont de Fheatstone, ces derniers alijaentant chacun une résistance. Ces deux résistances ont un point commun et sont montées de façon que les deux tensions entre leurs bornes soient en opposition.
La tension résultante qui apparait entre leurs bornes extrêmes fait varier, au posté émetteur, la tension de polarisation de l'oscillateur à fréquence variable F, tandis qu'au poste récepteur, elle fait varier, par l'intermédiaire d'un amplificateur magnétique la tension de polarisation de-la grille de contrôle de deux tubes thermoioniques montés en opposition dont le courant anodique parcourt l'appareil récepteur.
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L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit et des dessins ci-annexés, lesquels description et dessins ne sont donnés qu' à titre d'indication sens aucun caractère limitatif.
La fig. 1 représente le schéma du poste émetteur comprenant le détail du compensateur conforme à la présente invention.
La fig. 2 représente le schéma du convertisseur fréquencemétri- que utilisé conformément à l'invention, tant au poste émetteur qu'au poste récepteur.
Les figs. 3a, 3b, 3c, 3d représentent les courbes de différentes grandeurs électriques entrant en jeu dans le fonctionnement du convertis- seur fréquencemétrique.
La fig. 4 représente le schéma du dispositif électronique utili- sé dans le poste récepteur en compinaison avec le compensateur conforme à la présente invention.
Sur la fig. l, dans laquelle les mêmes références ont la même signification que dans la fig. 1 du brevet principal, 1 représente le con- vertisseur de mesure, transformant, au poste émetteur la valeur de la gran- deur à transmettre en un courant continu proportionnel I1. 2 est l'oscilla- teur à fréquence constante F1' 3 est l'oscillateur à résistances-capacités décrit en détail dans le brevet principal et produisant'une fréquence F2 qui varie suivant la valeur de sa tension de polarisation. Cette tension de polarisation dépend, en particulier, de la tension aux bornes des résis- tances 33 et 34.
La résistance 33 est parcourue par le courant continu Il engendré par le convertisseur 1. 4a est un convertisseur fréquencemétrique produisant un courant continu If proportionnel à la fréquence f, égale à la différence des fréquences : F1- F2, et à la tension U de la source auxi- liaire à courant continu 21. Ce convertisseur fréquencemétrique sera décrit en détail ci-après, en se référant à la fig. 2. Les tensions de fréquences F1 et F2 respectivement issues des oscillateurs 2 et 3 sont transmises sur la voie de liaison 36 par l'intermédiaire de l'amplificateur apériodique de sortie 6.
Suivant l'invention, le compensateur magnétique qui remplace le compensateur 5 du brevet principal, comporte essentiellement deux circuits magnétiques identiques 100 et 100'. Ces deux circuits magnétiques compren- nent respectivement trois enroulements de commande 101, 102, 103, et 101', 102', 103'. Les enroulements 101 et 101', connectés en série sont parcou- rus par le courant continu Il, lequel, comme cela a été indiqué précédemment est issu du convertisseur de mesure 1 et parcourt la résistance 33.
Les enroulements 102, et 102', également connectés en série, sont parcou- rus par le courant continu If issu du convertisseur fréquencemétrique 4a.
Les enroulements 103 et103'.également connectés en série, sont branchés aux bornes de la source auxiliaire à courant continu 21, et parcourus par un courant constant IO.
Les trois enroulements respectifs des circuits magnétiques 100 et 100' sont dimensionnés de façon telle que :
1 ) Les ampères-tours de chacun des enroulements 103 et 103' par- courus par le courant Jo annulent respectivement ceux des enroulements 102 et 102' lorsqu'ils sont parcourus par un courant Ifo, valeur du courant If lorsque f est égale à fo, fo étant la fréquence de base.
2 ) les ampères-tours des trois enroulements s'annulent égale - ment lorsque-le courant Il est égal à la différence entre le courant If et
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le courant Io, En effet, dans ces conditions on a :
K' I1= K11 (1 - 1) = IL (If-Ifo) ou encore Il = K (f - fO).
Les circuits magnétiques 100 et 100' comprennent, en outre, comme cela est connu, un enroulement supplémentaire parcouru par du courant alter- natif . Cet enroulement est désigné par 104 pour le circuit magnétique 100, et par 104', pour le circuit magnétique 100'. Ces enroulements sont ali- mentés respectivement par les secondaires 108 et 108' d'un transformateur
106 dont le primaire 107 est branché aux bornes d'une source à courant alternatif 22. En série avec chacun de ces enroulements, sont connectés les redresseurs 105 et 105', 109 est une résistance parcourue par le courant redressé par le redresseur 105; 109' est une résistance parcourue par le courant redressé par le redresseur 105'. Ces deux résistances ont un point commun 110 et sont montées de façon que les tensions U et U' entre leurs bornes soientren opposition.
Les bornes extrêmes 111 et 112 de ces résis- tances, entre lesquelles apparaît la tension résultante : Ur = U - U' sont connectées, par l'intermédiaire d'un circuit filtrant (constitué par les impédances 113, 113' et le condensateur 114), aux bornes de la résistance 34 qui est en série avec la résistance 33 dans le circuit de polarisation de l'oscillateur 3.
Le fonctionnement du compensateur magnétique, au poste émetteur est le suivant :
Lorsque la valeur de la grandeur à transmettre est nulle, le courant continu I1, issu du convertisseur de mesure est nul. Dans ces conditions, l'oscillateur 3 à fréquence variable émet une fréquence F2 dont la valeur est telle que le battement de cette fréquence avec la fré- quence fixe F1 émise par l'oscillateur 2 ait pour valeur la fréquence de base fO. Le courant continu If, issu du convertisseur fréquencemétrique 4a a, ainsi que cela a été indiqué précédemment, une valeur telle, que les ampères-tours dans les enroulements 102 et 102' parcourus par ce courant, annulent les ampères-tours des enroulements 103 et 103' parcourus par le courant constant Io.
Dans -ces conditions, les tensions U et U' aux bornes respectives des résistances 109 et 109' ont des valeurs minimum, égales et de signes contraires. La tension résultante Ur est nulle.
Si les fréquences F1. ou F2 viennent à varier accidentellement, de sorte que leur fréquence de battement devienne différente de la fréquen- ce de base fo. les ampères-tours dans les enroulements 102 et 102' parcou- rus par le courant I , issu du convertisseur fréquencemétrique 4a sont dif- férents des ampères-tours des enroulements 103 et 103' parcourus par le courant constant Io. Dans ces conditions, les tensions U et U' ont des va- leurs différentes, de sorte que la tension résultante Ur n'est plus nulle.
Cette tension appliquée aux bornes de la résistance 34 fait varier la ten- sion de polarisation de l'oscillateur 3, ce qui entraîne une variation de sa fréquence jusqu'à ce que celle-ci prenne une valeur telle,que son batte- ment avec la fréquence F1 ait de nouveau pour valeur la fréquence de base fo.
Lorsque la grandeur à télémesurer a une certaine valeur, le con- vertisseur de mesure 1 produit un courant continu Il dont la valeur est proportionnelle à celle de la grandeur à transmettre. Ce courant continu par- court la résistance 33 ainsi que l'enroulement 101 du circuit magnétique
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100 et l'enroulement 101, du circuit magnétique 100'. Il produit dans la résistance 33 une tension continue qui fait varier la tension de polarisation de l'oscillateur 3. La fréquence émise par cet oscillateur varie, ,de sorte que la fréquence de battement de cette fréquence avec la fréquence
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fixe 31, prend une certaine valeur f différente de fez. Dans ces conditions, le convertisseur fréquencemétrique 4.â produit un coursent continu I proportionnel à f.
Si l'écart de fréquences (f - so) est proportionnel au courant I1, les ampères tours dans les trois enroulements 101, 102; 103
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d'une part et 101', 1tu2', z d'autre part, s'annulent respectivement et la tension U est nulle. r
Si, pour une cause quelconque, la valeur du courant I1 n'est plus
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proportion-elle à f - fo, et que ce courant ait une valeur : Je = Il + Il, il apparaitrait aux bornes de la résistance 34 une tension Ur produite par le compensateur suivant l'invention. Cette tension Ur appliquée aux bornes de la résistance 34 fait varier la tension de polarisation de l'oscillateur 3, ce qui entraîne une variation de sa fréquence.
Il s'ensuitune
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correction du terme o Il, lequel atteint une valeur &3 A I1 A étant le coefficient d'amplification du système à contre réaction constitué par l'ensemble Comparateur Magnétique Oscillateur 3 - Convertisseur fréquence-
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métrique ...a.
La :fige 2 représente le schéma du convertisseur fréquencemétrique 4a, utilisé dans la présente invention, dont la réalisation est plus simple que celle du convertisseur fréquencemétrique décrit dans le brevet principale car il doit produire un courant proportionnel en particulier à
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la fréquence f, et non plus à l'écart de fréquences (f - f 0) . 151 est un dispositif connu qui reçoit à ses bornes d'entrée
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les signaux de fréquences F 1 et F. issus respectivement des oscillateurs 2 et 3 (fig. 1) et qui engendre un signal à la fréquence de battement f ces deux fréquences. 152 est un filtre passe-bas qui permet de sélectionner la fréquence f. 153 est un dispositif multiplicateur de la fréquence f,de tout type connu.
154est un dispositif également connu dans lequel le signal n.f. issu du multiplicateur de fréquence, et qui est sensiblement sinusoïdal, est converti d'abord en un signal rectangulaire de même fréquence, puis est transformé à l'aide d'un circuit de différentia-
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T,ion,, en impulsion de courte durée par rapport à leur période, de :a forme représentée sous la référence 155. Ces impulsions sont conduites à la grille de commande du thyratron 156 (dont le circuit de chauffage n'a pas été représenté par raison de simplification).
En l'absence de ces impulsions, cgtte grille est maintenue à un potentiel négatif par la source à courant continu 157 dont le pôle négatif est relié à ladite grille par l'intermédiaire d'une résistance 158, Le pôle positif de la source à courant continu 21 est relié à l'anode du thyratron par l'intermédiaire des enroulements 102 et 102' du compensateur magnétique (fig. 1) et d'une résistance 159, tandis que le pôle négatif de la source est relié à la cathode du thyratron.
L'anode et la cathode du thyratron sont reliées par un circuit oscillantpeu
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amorti, composé d'une inductance 160, dont le coefficient de sel±-inducÉïon est L et d'un condensateur 161 de capacité C. La période propre de ce circuit est : 1 = 2@ @
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Le :fonction-lement du convertisseur fréquencemétrique est indiqué ci-après en se référant aux courbes des Figs. 3a, 3b, 3c, 3d, qui représentent respectivement la variation de la tension aux bornes du condensateur 161, la variation de la tension aux bornes de l'inductance 160, la variation du courant dans cette inductance et la variation, du courant dans le thyratron.
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Lorsque le thyratron n'est pas amorcé, le condensateur 160 se charge d'une quantité d'électricité Q = C.U, U étant la valeur de la ten- sion de la source à courant continu 21. Le condensateur conserve cette charge tant que le thyratron n'est pas amorcé. Mais celui-ci s'amorcera.- périodiquement à chaque impulsion positive 155 ainsi que le montrent les droites OMN et O'M'N' de la fig. 3 d, de sorte que le condensateur 161 se déchargera périodiquement à travers l'inductance 160. Le circuit 160-
161 étant peu amorti, le condensateur 161 se trouve, à la fin de la demi- période d'oscillation JE- de ce circuit, porté à une tension : - U, ainsi que l'indique la partie A-B de la courbe de la fig. 3a.
Pendant cette demi-période, la tension aux bornes de l'inductance 160 varie comme l'in- dique la partie C-D de la courbe de la fig. 3b, et le courant dans cette inductance varie comme l'indique la courbe 0 E F de la fig. 3c reportée en pointillé sur la fig. 3d. Après la demi-période T, le courant dans l'in-
2 ductance 160 prend une valeur négative, et au point G il atteint une valeur
QG égale et de sens inverse à celle du courant que débite dans le thyratron la source de courant continu 21. Celui-ci se désamorce (droite NQ de la fig. 3d).
A partir de ce moment, la tension aux oornes du condensateur 161 passe de : - U à + U (courbe GHA' de la fig. 3a) et conserve -cette valeur jusqu'au prochain amorçage du thyratron qui aura lieu à une nouvelle impul- sion positive 155 (point A' de la fig. 3a et droite O'M' de la fig. 3d).
Grâce b la disposition qui consiste à connecter entre la cathode et l'anode un circuit oscillant peu amorti et dont la période d'pscillation est bien définie, le temps de passage du courant à travers le thyratron quand il est amorcé, est constant et indépendant des caractéristiques du thyratron. Le courant If qui parcourt les enroulements 102 - 102' ne dé- pend que de la fréquence n.f des impulsions positives 155, la tension U restant constante.
Ce courant If s'exprime par la relation :
If = n. f (Q1 + Q2) , expression dans laquelle : Q = 2 U.C, représente la quantité d'électricité qui s'écoule dans le condensateur entre le désamorçage et l'amorçage du thyratron.
Q2. =U., représente la quantité d'électricité qui s'é-
R coule dans le circuit 102' - 102 - 159 - 156, de résistance totale égale à R, pendant l'amorçage du thyratron qui a lieu pendant un temps constant e , légèrement supérieur à la demi-période T du circuit oscillant
2 160-161.
Sur la fig. 4, on voit le schéma du dispositif électronique utilisé dans le poste récepteur en combinaison avec le compensateur con- forme à la présente invention.
Dans cette figure, les références 100 à 114 concernant les éléments du compensateur et ont la même signification que dans la fig. 1 de la présente addition.
Les bornes de sortie 111 et 112 du compensateur magnétique, en- tre lesquelles apparait la tension résultante u sont connectées, par l'in- termédiaire du circuit filtrant 113- 113'- 114, aux bornes d'une enroule- ment 181 d'un amplificateur magnétique 180.
Les enroulements 101 et 101' des circuits magnétiques 100 et 100', connectés à l'appareil récepteur 47 et à un circuit de filtrage (self- inductance 620 et condensateur 621), sont parcourus par le courant anodique J1 des tubes 609 et 610, qui ainsi que cela a été indiqué dans le brevet
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principal sont montés en opposition.
Les enroulements 102 et 102' parcourus par le courant continu Jf, proportionnel à la fréquence f et issu du convertisseur fréquencemétrique 4a, sont connectés à l'enroulement 182 de l'amplificateur magnétique 180.
Les enroulements 103 et 103' sont connectés à l'enroulement 183 de l'amplificateur magnétique 180 et ces trois enroulements sont branchés aux bornes de la source auxiliaire à courant continu 44 et parcourus par un courant constant J . o
Bien entendu, les enroulements 101, 102, 103 d'une part, et 101', 102', 103' d'autre part sont dimensionnés d'une façon analogue à cel- le indiquée dans la description du poste émetteur, c'est-à-dire :
1 ) les ampères-tours de chacun des enroulements 103 et 103' parcourus par le courant J annulent respectivement ceux des enroulements 102 et 102' lorsqu'ils son parcourus par un courant Jfo' valeur du courant Jf lorsque f est égale à fo.
2 ) les ampères-tours des trois enroulements s'annulent également lorsque le courant J1 est égal à la différence entre le courant Jf et le courant Jo, c'est-à-dire lorsqu'on a: J1=k(f-fo).
Les enroulements 182 et 183 de l'amplificateur magnétique 180 sont dimensionnés de façon telle que les ampères-tours de l'enroulement 183 parcourus par le courant Jo annulent ceux de l'enroulement 182 lors- qu'il est parcouru par un courant Jfo
L'amplificateur magnétique 180 comprend en outre un enrouelement 184, connecté en série avec l'enroulement primaire 186 d'un transformateur 185, ces deux enroulements étant branchés aux bornes de la source à courant alternatif 57.
L'enroulement secondaire 187 du transformateur 185 est branché, d'une part, à la cathode du tube 609 et à l'anode du tube 610, et d'autre part, à la grille de contrôle du tube 609. L'enroulement secondaire 188 du transformateur 185 est branché, d'une part, à l'anode du tube 609 et à la cathode du tube 610, et d'autre part, à la grille de contrôle du tube 610.
190 est un transformateur dont l'enroulement primaire 189 est branché aux bornes de la source à courant alternatif 57. Ce transformateur comporte deux enroulements 191 et 192 quialinentent le circuit de chauffage des filaments des tubes 609 et 610, et un troisième enroulement 193 qui fournit la tension anodique aux deux tubes.
Le fonctionnement du posté récepteur est le suivant :
Lorsque la valeur de la grandeur transmise est nulle, la diffé- rence de fréquences f est égale à fo, de sorte que les ampères-tours de l'enroulement 102 annulent ceux de l'enroulement 103, les ampères-tours de . l'enroulement 102' annulent ceux de l'enroulement 103' et les ampères-tours de l'enroulement 102 annulent ceux de l'enroulement 183. La tension résul- tante Ur est nulle, de sorte qu'aucun courant ne parcourt l'enroulement 181 Dans ces conditions, il n'y a pas de tension aux oornes de l'enroulement 186, ni par conséquent aux bornes des enroulements 187 et 188.
Les tubes thermoioniques 609 et 610 débitent alors un courant égal mais de signes contraires dans le circuit comprenant l'appareil récepteur 47 et les enrou- lements 101 et 101', de sorte que le courant résultant dans ce circuit est nul.
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Si la grandeur transmise a une certaine valeur, le convertis- seur fréquencemétrique 4a produit un courant continu J proportionnel à f. Les ampères-tours de l'enroulement 183, parcouru par le constant J, n'annulent plus ceux de l'enroulement 182. parcouru par le courant Jf.
Dans ces conditions, une tension apparait aux bornes de l'en.roulement 186 du transformateur 185, ce qui produit, dans les enroulements secondaires
187 et 188 de ce transformateur, des tensions induites qui modifient respectivement et en sens inverse la tension de polarisation des grilles de contrôle des tubes 609, et 610. Ceux-ci débitent un courant j1 dans l'appareil récepteur 47 et les enroulements 101 et 101'. Si le courant J1 a une valeur telle que l'égalité : J1= K (f- fo) est satisfaite, les ampères-tours dans les enroulements 101, 102, 103 d'une part, et 101', 102', 103' d'autre part, s'annulent respectivement et la tension résultante Ur est nulle.
Si pour une raison quelconque (par exemple, manque de proportionalité entre la tension aux bornes de l'enroulement 186 et le courant J1 débité par les tubes thermoioniques 609 et 610 dans le récepteur 47 et les enroulements 101 et 101'), la valeur de ce courant n'est plus proportionnelle à : f - fo et que ce courant ait une valeur J'1 = J1 ¯ ¯ J1, une tension résultante U apparait et un courant traverse l'enroulement 181 de l'amplificateur magnéique 180, ce qui provoque une variation dans ja tension de polarisation des grilles de contrôle des tubes 609 et 610.
Il s'ensuit une correction du terme ¯ J1 lequel atteint une valeur : ¯ J1/A', A' étant le coefficient d'amplification du compensa- teur, de l'amplificateur magnétique et du circuit électronique.
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The present invention, Jacques PELPEL and Alexis iîEPOMIAi3'l.'CHY system, relates to an improvement to the telemetry installation described in the main patent consisting in replacing, both at the transmitting station and at the receiving station, the electro compensator. -mechanical, by a magnetic compensator, without moving member and therefore of simpler and more economical construction.
The electromechanical compensator described in the main patent is
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composed of a vat ± me) ric crew, U :: l galvanometric crew and an induction regulator whose moving parts are placed on the same shaft. At the transmitting station, the torque developed by the wattmetric unit and which is proportional in particular to the direct current Il, itself proportional to the value of the quantity to be transmitted, is balanced
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at toU1, instant by the torque developed by the galvanometric equipment which is proportional to a frequency difference:
- faith, f being equal to the difference in frequencies between a fixed frequency -and a variable frequency F2, linear function of the current Il 'and fO (called the base frequency), being the difference between F1 and F when the current Il is zero (that is to say when the quantity to be telemeasured has a zero value). Under these conditions, it was shown in the main patent that: Il = K. (f - fo).
At the receiving station, the operation of the electromechanical compensator is similar to that of the transmitting station, except for this difference.
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that the torque developed by the wat'ùmetric crew is proportional to a direct current J; supplied by an electronic device, a current which is proportional to the difference in frequencies f - fo, that is to say, ultimately tive, to the magnitude transmitted.
The object of the invention is a telemetry installation having the same principle as that described in the main patent, characterized in that the electromechanical compensator of the transmitter station and that of the receiver station are replaced by a magnetic compensator operating according to the known principle of magnetic amplifiers (or transducers) and comprising two identical magnetic circuits, the conductor windings of which
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trole, include for each of these magnetic circuits:
1) a first winding traversed by the direct current proportional to the quantity to be transmitted (or transmitted), a second winding traversed by a direct current proportional to the difference in frequencies f a third winding traversed by a direct current of constant intensity , these windings being dimensioned in such a way that, on the one hand, the amperages of the third winding exactly cancel those of the second winding when the current flowing through this last winding is proportional.
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tional to the base frequency f, and that, on the other hand, the total ampere-turns due to the three windings cancel each other out when the direct current proportional to the quantity to be transmitted is equal to the difference
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between the direct current proportion;
el with the difference of frequencies f and the constant direct current. The two magnetic circuits also each have a winding connected to the terminals of an al- current source.
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Ternative and in series with each of them, are connected rectifiers mounted in Fheatstone bridge, the latter each alijaentant a resistance. These two resistors have one point in common and are mounted so that the two voltages between their terminals are in opposition.
The resulting voltage which appears between their extreme terminals causes the polarization voltage of the variable frequency oscillator F to vary, at the transmitter station, while at the receiver station, it varies, by means of a magnetic amplifier. polarization voltage of the control grid of two thermionic tubes mounted in opposition whose anode current flows through the receiving apparatus.
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The invention will be fully understood with the aid of the following description and the accompanying drawings, which description and drawings are given only by way of indication and are not in any way limiting.
Fig. 1 represents the diagram of the transmitter station comprising the detail of the compensator in accordance with the present invention.
Fig. 2 shows the diagram of the frequency / frequency converter used in accordance with the invention, both at the transmitting station and at the receiving station.
Figs. 3a, 3b, 3c, 3d represent the curves of various electrical quantities coming into play in the operation of the frequency converter.
Fig. 4 shows the diagram of the electronic device used in the receiving station in conjunction with the compensator according to the present invention.
In fig. 1, in which the same references have the same meaning as in FIG. 1 of the main patent, 1 represents the measurement converter, transforming, at the transmitting station, the value of the magnitude to be transmitted into a proportional direct current I1. 2 is the constant frequency oscillator F1 '3 is the resistor-capacitor oscillator described in detail in the main patent and producing a frequency F2 which varies according to the value of its bias voltage. This bias voltage depends, in particular, on the voltage across resistors 33 and 34.
The resistor 33 is traversed by the direct current Il generated by the converter 1. 4a is a frequency-meter converter producing a direct current If proportional to the frequency f, equal to the difference of the frequencies: F1- F2, and to the voltage U of the DC auxiliary source 21. This frequency converter will be described in detail below, with reference to FIG. 2. The voltages of frequencies F1 and F2 respectively coming from oscillators 2 and 3 are transmitted on the link channel 36 by means of the aperiodic output amplifier 6.
According to the invention, the magnetic compensator which replaces the compensator 5 of the main patent essentially comprises two identical magnetic circuits 100 and 100 '. These two magnetic circuits respectively comprise three control windings 101, 102, 103, and 101 ', 102', 103 '. The windings 101 and 101 ', connected in series, are passed through by the direct current II, which, as has been indicated above, comes from the measurement converter 1 and travels through the resistor 33.
The windings 102, and 102 ', also connected in series, are passed through by the direct current If coming from the frequency converter 4a.
The windings 103 and 103 ′, also connected in series, are connected to the terminals of the auxiliary direct current source 21, and carried by a constant current IO.
The three respective windings of the magnetic circuits 100 and 100 'are dimensioned in such a way that:
1) The ampere-turns of each of the windings 103 and 103 'flowing by the current Jo cancel respectively those of the windings 102 and 102' when they are flowing through a current Ifo, value of the current If when f is equal to fo , fo being the base frequency.
2) the ampere-turns of the three windings also cancel each other out when the current Il is equal to the difference between the current If and
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the current Io, Indeed, under these conditions we have:
K 'I1 = K11 (1 - 1) = IL (If-Ifo) or again Il = K (f - fO).
The magnetic circuits 100 and 100 'further comprise, as is known, an additional winding carried by the alternating current. This winding is designated by 104 for the magnetic circuit 100, and by 104 ', for the magnetic circuit 100'. These windings are supplied respectively by the secondaries 108 and 108 'of a transformer.
106, the primary 107 of which is connected to the terminals of an alternating current source 22. In series with each of these windings, the rectifiers 105 and 105 'are connected, 109 is a resistor traversed by the current rectified by the rectifier 105; 109 'is a resistance traversed by the current rectified by the rectifier 105'. These two resistors have a common point 110 and are mounted so that the voltages U and U 'between their terminals are opposed.
The extreme terminals 111 and 112 of these resistors, between which appears the resulting voltage: Ur = U - U 'are connected, by means of a filter circuit (constituted by the impedances 113, 113' and the capacitor 114 ), across resistor 34 which is in series with resistor 33 in the bias circuit of oscillator 3.
The operation of the magnetic compensator at the transmitter station is as follows:
When the value of the quantity to be transmitted is zero, the direct current I1, coming from the measurement converter is zero. Under these conditions, the variable-frequency oscillator 3 emits a frequency F2 whose value is such that the beating of this frequency with the fixed frequency F1 emitted by the oscillator 2 has the base frequency f0 as its value. The direct current If, coming from the frequency converter 4a has, as has been indicated previously, a value such that the ampere-turns in the windings 102 and 102 'traversed by this current cancel the ampere-turns of the windings 103 and 103 'traversed by the constant current Io.
Under these conditions, the voltages U and U 'at the respective terminals of resistors 109 and 109' have minimum values, equal and of opposite signs. The resulting voltage Ur is zero.
If the frequencies F1. or F2 accidentally change, so that their beat frequency becomes different from the base frequency fo. the ampere-turns in the windings 102 and 102 'traversed by the current I, coming from the frequency converter 4a, are different from the ampere-turns of the windings 103 and 103' traversed by the constant current Io. Under these conditions, the voltages U and U 'have different values, so that the resulting voltage Ur is no longer zero.
This voltage applied to the terminals of resistor 34 causes the bias voltage of oscillator 3 to vary, which causes its frequency to vary until it takes a value such that its beating with the frequency F1 again has the base frequency fo as its value.
When the quantity to be telemeasured has a certain value, the measurement converter 1 produces a direct current II, the value of which is proportional to that of the quantity to be transmitted. This direct current flows through resistor 33 as well as winding 101 of the magnetic circuit.
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100 and winding 101, of the magnetic circuit 100 '. It produces in resistor 33 a direct voltage which varies the bias voltage of oscillator 3. The frequency emitted by this oscillator varies,, so that the beat frequency of this frequency with the frequency
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fixed 31, takes a certain value f different from fez. Under these conditions, the frequency converter 4.â produces a continuous course I proportional to f.
If the frequency difference (f - so) is proportional to the current I1, the amperes turns in the three windings 101, 102; 103
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on the one hand and 101 ', 1tu2', z on the other hand, cancel each other out and the voltage U is zero. r
If, for any reason, the value of the current I1 is no longer
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if it is proportional to f - fo, and this current has a value: I = Il + Il, it would appear across resistor 34 a voltage Ur produced by the compensator according to the invention. This voltage Ur applied to the terminals of resistor 34 causes the bias voltage of oscillator 3 to vary, which causes its frequency to vary.
It follows a
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correction of the term o Il, which reaches a value & 3 A I1 A being the amplification coefficient of the feedback system constituted by the set Magnetic Comparator Oscillator 3 - Frequency converter -
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metric ... a.
La: fig 2 represents the diagram of the frequency converter 4a, used in the present invention, the realization of which is simpler than that of the frequency converter described in the main patent because it must produce a current proportional in particular to
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the frequency f, and no longer at the frequency difference (f - f 0). 151 is a known device which receives at its input terminals
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the signals of frequencies F 1 and F. originating respectively from oscillators 2 and 3 (FIG. 1) and which generates a signal at the beat frequency f these two frequencies. 152 is a low pass filter which selects the frequency f. 153 is a multiplier device for the frequency f, of any known type.
154 is a device also known in which the signal n.f. resulting from the frequency multiplier, and which is substantially sinusoidal, is converted first into a rectangular signal of the same frequency, then is transformed using a differentiation circuit.
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T, ion ,, in pulse of short duration with respect to their period, of: a form shown under the reference 155. These pulses are conducted to the control grid of thyratron 156 (whose heating circuit has not been shown for the sake of simplicity).
In the absence of these pulses, this gate is maintained at a negative potential by the direct current source 157, the negative pole of which is connected to said gate by means of a resistor 158. The positive pole of the current source DC 21 is connected to the anode of the thyratron via the windings 102 and 102 'of the magnetic compensator (fig. 1) and a resistor 159, while the negative pole of the source is connected to the cathode of the thyratron .
The anode and the cathode of the thyratron are connected by an oscillating circuit
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damped, composed of an inductance 160, whose salt coefficient ± -induction is L and of a capacitor 161 of capacity C. The natural period of this circuit is: 1 = 2 @ @
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The: function of the frequency converter is indicated below with reference to the curves of Figs. 3a, 3b, 3c, 3d, which respectively represent the variation in the voltage across the capacitor 161, the variation in the voltage across the inductor 160, the variation in the current in this inductor and the variation in the current in the thyratron.
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When the thyratron is not fired, the capacitor 160 is charged with a quantity of electricity Q = CU, U being the value of the voltage of the direct current source 21. The capacitor retains this charge as long as the thyratron is not primed. But this will start - periodically at each positive pulse 155 as shown by the lines OMN and O'M'N 'in fig. 3 d, so that the capacitor 161 will periodically discharge through the inductor 160. The circuit 160-
161 being little damped, the capacitor 161 is, at the end of the half-period of oscillation JE- of this circuit, brought to a voltage: - U, as indicated by part AB of the curve in fig. . 3a.
During this half-period, the voltage at the terminals of inductor 160 varies as indicated by part C-D of the curve of FIG. 3b, and the current in this inductor varies as indicated by the curve 0 E F in fig. 3c shown in dotted lines in FIG. 3d. After the half-period T, the current in the
2 ductance 160 takes a negative value, and at point G it reaches a value
QG equal and in the opposite direction to that of the current which the direct current source 21 delivers in the thyratron. The latter is deactivated (line NQ in fig. 3d).
From this moment, the voltage across capacitor 161 goes from: - U to + U (GHA curve 'in fig. 3a) and retains this value until the next ignition of the thyratron which will take place at a new pulse. - positive ion 155 (point A 'in fig. 3a and straight line O'M' in fig. 3d).
Thanks to the arrangement which consists in connecting between the cathode and the anode an oscillating circuit with little damping and whose oscillation period is well defined, the time of passage of the current through the thyratron when it is initiated, is constant and independent characteristics of the thyratron. The current If flowing through the windings 102-102 'depends only on the frequency n.f of the positive pulses 155, the voltage U remaining constant.
This If current is expressed by the relation:
If = n. f (Q1 + Q2), expression in which: Q = 2 U.C, represents the quantity of electricity which flows in the capacitor between the deactivation and the ignition of the thyratron.
Q2. = U., Represents the quantity of electricity which
R flows in the circuit 102 '- 102 - 159 - 156, of total resistance equal to R, during the starting of the thyratron which takes place during a constant time e, slightly greater than the half-period T of the oscillating circuit
2 160-161.
In fig. 4 shows the diagram of the electronic device used in the receiving station in combination with the compensator according to the present invention.
In this figure, the references 100 to 114 concerning the elements of the compensator and have the same meaning as in fig. 1 of this addition.
The output terminals 111 and 112 of the magnetic compensator, between which appears the resulting voltage u are connected, through the filter circuit 113-113'- 114, to the terminals of a winding 181 of a magnetic amplifier 180.
The windings 101 and 101 'of the magnetic circuits 100 and 100', connected to the receiver device 47 and to a filter circuit (self-inductance 620 and capacitor 621), are traversed by the anode current J1 of the tubes 609 and 610, which as has been indicated in the patent
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main are mounted in opposition.
The windings 102 and 102 'traversed by the direct current Jf, proportional to the frequency f and coming from the frequency converter 4a, are connected to the winding 182 of the magnetic amplifier 180.
The windings 103 and 103 'are connected to the winding 183 of the magnetic amplifier 180 and these three windings are connected to the terminals of the auxiliary direct current source 44 and carried by a constant current J. o
Of course, the windings 101, 102, 103 on the one hand, and 101 ', 102', 103 'on the other hand are dimensioned in a manner similar to that indicated in the description of the transmitter station, that is -to say :
1) the ampere-turns of each of the windings 103 and 103 ′ traversed by the current J respectively cancel those of the windings 102 and 102 ′ when they are traversed by a current Jfo ′ value of the current Jf when f is equal to fo.
2) the ampere-turns of the three windings also cancel each other out when the current J1 is equal to the difference between the current Jf and the current Jo, that is to say when we have: J1 = k (f-fo ).
The windings 182 and 183 of the magnetic amplifier 180 are dimensioned so that the ampere-turns of the winding 183 traversed by the current Jo cancel those of the winding 182 when it is traversed by a current Jfo
The magnetic amplifier 180 further comprises a winding 184, connected in series with the primary winding 186 of a transformer 185, these two windings being connected to the terminals of the alternating current source 57.
The secondary winding 187 of the transformer 185 is connected, on the one hand, to the cathode of the tube 609 and to the anode of the tube 610, and on the other hand, to the control grid of the tube 609. The secondary winding 188 of transformer 185 is connected, on the one hand, to the anode of tube 609 and to the cathode of tube 610, and on the other hand, to the control grid of tube 610.
190 is a transformer whose primary winding 189 is connected to the terminals of the alternating current source 57. This transformer has two windings 191 and 192 which form the circuit for heating the filaments of the tubes 609 and 610, and a third winding 193 which provides the anode voltage at the two tubes.
The operation of the receiver is as follows:
When the value of the transmitted quantity is zero, the frequency difference f is equal to fo, so that the ampere-turns of winding 102 cancel out those of winding 103, the ampere-turns of. winding 102 'cancel out those of winding 103' and the ampere-turns of winding 102 cancel out those of winding 183. The resulting voltage Ur is zero, so that no current flows through it. winding 181 Under these conditions, there is no voltage at the oornes of the winding 186, nor consequently at the terminals of the windings 187 and 188.
The thermionic tubes 609 and 610 then output an equal current, but of opposite signs, into the circuit comprising the receiving apparatus 47 and the windings 101 and 101 ', so that the resulting current in this circuit is zero.
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If the quantity transmitted has a certain value, the frequency converter 4a produces a direct current J proportional to f. The ampere-turns of winding 183, traversed by constant J, no longer cancel out those of winding 182. traversed by current Jf.
Under these conditions, a voltage appears at the terminals of the winding 186 of the transformer 185, which produces, in the secondary windings
187 and 188 of this transformer, induced voltages which modify respectively and in the opposite direction the bias voltage of the control gates of the tubes 609, and 610. These deliver a current j1 in the receiving device 47 and the windings 101 and 101 '. If the current J1 has a value such that the equality: J1 = K (f- fo) is satisfied, the ampere-turns in the windings 101, 102, 103 on the one hand, and 101 ', 102', 103 ' on the other hand, cancel each other out and the resulting voltage Ur is zero.
If for some reason (for example, lack of proportionality between the voltage at the terminals of the winding 186 and the current J1 supplied by the thermionic tubes 609 and 610 in the receiver 47 and the windings 101 and 101 '), the value of this current is no longer proportional to: f - fo and this current has a value J'1 = J1 ¯ ¯ J1, a resulting voltage U appears and a current crosses the winding 181 of the magnetic amplifier 180, which causes a variation in the bias voltage of the control gates of the tubes 609 and 610.
It follows a correction of the term ¯ J1 which reaches a value: ¯ J1 / A ', A' being the amplification coefficient of the compensator, of the magnetic amplifier and of the electronic circuit.