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La présente invention, système André CAZALAS et Jean DELIBRIAS, concerne les perfectionnements aux systèmes de phasemètres, et plus par- ticulièrement, aux systèmes de phasemètres asservis. Ces systèmes permettent l'entraînement d'une charge quelconque, le mouvement de cette charge pré- sentant une relation quelconque connue avec la différence de phase existant entre deux tensions sinusoïdales de même fréquence.
Les phasemètres connus présentent divers inconvénients, les uns sont sensibles aux divers harmoniques des signaux. La mesure de phase se borne alors, en fait, à une mesure de l'intervalle de temps qui sépare le passage des deux signaux périodiques par une même valeur.
Les phasemètres qui mesurent le déphasage entre les fondamentaux des signaux comprennent généralement un élément de filtrage qui limite leur emploi à une fréquence bien déterminée., Le moteur diphasé, jouant à la fois le rôle de moteur et de détecteur de phase, permet d'éviter cet inconvénient mais son rendement en puissance est faible et rend difficile son emploi en tant que détecteur de phase dans un ensemble asservi.
@ Les phasemètres basés sur le principe de la multiplication des deux signaux sont généralement indépendants de la fréquence Cette multi- plication fournit un signal à fréquence nulle dont la valeur est propor- tionnelle au cosinus du déphasage qui existe entre les deux signaux.
La composante du signal de sortie à la fréquence 2 f est facile- ment éliminée par un filtrage si ce dernier s'avère nécessaireoCe type de phasemètre est moins sensible aux harmoniques que les phasemètres précé- dents.
Le plus connu des phasemètres à multiplication est le pont à qua- tre éléments redresseurs, communément appelé modulateur en anneau. Son in- convénient majeur réside dans le fait que la multiplication des deux signaux ne s'opère dans,. Se bonnes conditions que lorsque ceux-ci sont de faible niveau.
Au voisinage du déphasage # radian, bien que la sensibilité soit maximum, le signal utilisable est très faible en valeur absolue.
Suivant l'invention, le phasemètre asservi comporte essentielle- ment en combinaison, un détecteur de phase constitué par un pont composé d'éléments non linéaires d'un type particulier, sur les diagonales duquel sont appliqués l'un directement, l'autre par l'intermédiaire d'un dépha- seur électromécanique, les deux signaux à comparer en phase, le signal de sortie du détecteur de phase servant à actionner dans le sens convenable le moteur qui entraîne, d'une part le dispositif d'affichage ou la charge quelconque, et d'autre part, par l'intermédiaire d'une démultiplication éventuelle, le déphaseur électromécanique de manière à rendre constamment égal à # le déphasage des signaux appliqués sur le détecteur de phase.
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Pour permettre de mieux comprendre l'invention, on va en décrire des modes de réalisation en se référant à la description et aux figures suivantes données à titre d'exemples non limitatifs:
La fig. 1 représente le schéma d'un phasemètre asservi conformé- ment à l'invention.
La fig. 2 représente schématiquement une application de ce dispo- sitif à un asservissement suivant une loi quelconque.
Le phasemètre asservi, représenté schématiquement à la fig. 1, comprend un détecteur de phase 1, dont le signal de sortie est amplifié par l'amplificateur 2 qui alimente le moteur 3 lié à l'organe d'affichage ou
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de télécommande 4. Une boucle de réaction comprend les éléments 5 et 6 qui seront décrits en détail ci-après. Les tensions de même fréquence E et E2 à comparer en phase sont appliquées respectivement sur le détec- teur de phase 1 et sur l'élément 6 qui est un déphaseur électromagnétique.
Suivant l'invention, le détecteur de phase 1 est de préférence constitué par un réseau à redresseurs montés en pont sur les diagonales
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duquel sont appliquées les tensions dont on veut mesurer le dêpliasage, chaque bras du pont comportant en série avec le redresseur une résistance non linéaire.
Une des caractéristiques de l'invention est de permettre, grâce
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à ce montage particulier, 1"utilisation de tensions E1 et E2 de fortes va- leurs et, par conséquent, d'accroître la sensibilité du détecteur sans di- minuer la précision de la multiplication.
La tension E1 est appliquée sur l'une des diagonales. Sur la se- conde diagonale est appliquée la tension de sortie du déphaseur électromé- canique 6.
Celui-ci est, par exemple, du type selsyn, le stator étant couplé à un réseau à résistance-capacité, l'enroulement mobile étant alimenté par
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la tension E 2 et orienté, dans le cas présent, par l'élément 50
Le signal de sortie du détecteur de phase 1 est envoyé à l'amplificateur 2.
Celui-ci peut être du type à courant continu si l'on désire uti- liser un moteur à courant continu, à commande par l'induit par exemple. Il est bien entendu que toutes les variantes de ce type, qui sont du domaine de l'art, sont comprises dans l'invention.
Si l'on désire utiliser un moteur à courant alternatif, un moteur diphasé par exemple, la sortie du détecteur de phase pourra être branchée sur un modulateur d'un type quelconque dont la tension de sortie sera ampli-
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fiée dans un amplifi a.teU1"',à:courant alternatif qui commandera le moteur. Là'encore,rtoutes les variantes possibles restent du domaine de l'invention.
L'élément 5, commandé également par l'arbre de sortie précédent, est constitué selon le cas, par une multiplication, une démultiplication ou simplement un arbre rigide reliant l'arbre de sortie de l'ensemble 3 au rotor du déphaseur 6.
Ce phasemètre asservi fonctionne d'après le principe suivant :
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le déphaseur 6 est alimenté par la tension E2 de phase 28 Il fournit une tension El 1 de phase v 1 qui est comparée dans le détecteur de phase 1 avec la tension E 1 de phase 18 Le détecteur fournit alors une tension variant comme le cosinus de déphasage entre El et Pli,, On dispose alors à la sortie du détecteur, d'un courant de commande qui agit que le moteur - et celui-ci sur le déphaseur - pour le faire tourner dans un sens tel que le déphasage
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de Eu et E 1 tende à devenir égal à TC 2 radian.
Si l'on désire que le déphasage entre E1 et El 1 tende à s'annu- ler, on intercalera, par exemple, entre E1 et le détecteur de phase, un or- gane fournissant un déphasage fixe de la tension E de # dans le sens convenable. 2
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Le phasemètre asservi précédent peut être avantageusement uti- lisé, moyennant certaines modifications, pour entraîner une charge méca- nique quelconque, la position de cette charge présentant une relation dé- terminée avec le déphasage entre deux tensions sinusoïdales de même fré- quenceoEn désignant par x la grandeur d'entrée, et 7 la grandeur de sor- tie, l'asservissement permet de réaliser entre ces deux grandeurs, une re- lation du genre y = k.x ,k étant une fonction quelconque liant à x.
On va décrire une application pratique d'un tel asservissement à une transmission angulaire, mais il va de soi que cet exemple n'est en rien limitatif, et que la grandeur d'entrée x peut prendre toute autre forme.
Sur la fige 2 , représentant le schéma de cette transmission les éléments analogues à ceux de la fig. 1 portent les mêmes référenceso
L'élément 10 est l'organe de transformation de la grandeur d'en- trée x en un signal électrique périodique dont la phase du premier har- monique est variable linéairement (rapport de proportionnalité égal par exemple à 1) avec la grandeur x. Dans le cas actuel, cet organe peut être un déphaseur électromécanique du genre du déphaseur 6 précédemment repré- senté sur la fige 1.
Sur ce déphaseur est appliquée une tension sinusoïdale provenant d'un générateur auxiliaire (non représenté) dont la phase # 0 est considé- rée comme la phase zéro et sert de référence.
L'enroulement mobile du déphaseur est orienté par l'information angulaire d'entrée, et le signal de sortie appliqué sur le détecteur de phase 1.
L'élément 6 est le dispositif transformant la grandeur de sortie de l'élément 5 en signal électrique périodique dont la phase du premier harmonique est variable linéairement, (rapport de proportionnalité par exem- ple égal à 1) avec la grandeur de sortie de l'élément 5. Dans le cas pré- sent, ce sera un déphaseur de même nature que l'élément 10. Les autres élé- ments dû dispositif sont reliés de manière analogue à ceux de la fig. 1.
Il existe toutefois une différence, c'est que la tension E2 de phase Le 2 qui alimentait l'enroulement mobile du déphaseur 6 de la figo 1 est rempla- cée par le même signal à phase de référence ( 0 que celui qui est envoyé sur le déphaseur 10.
Les remarques faites sur les éléments 2 et 3 restent valables, la nature de la charge et d'autres considérations (précision, vitesse de réponse, stabilité ..... ) pouvant influer sur le choix d'un moteur à courant alternatif ou continua
Il convient de noter que l'élément 5 qui ne jouait jusqu'ici que le rôle d'une simple multiplication mécanique, peut avoir une fonction plus complexe. Cet élément réalise la fonction inverse 1 (en écriture sym- k bolique), de la fonction liant ± à x, c'est-à-dire qu'il transforme la grandeur de sortie en une grandeur de même nature et de même forme que la grandeur d'entrée.
Si par exemple, la relation à réaliser est une intégra- tion y = # x (t). dt, l'élément 5 devra effectuer l'opération inverse et délivrer à sa sortie une grandeur de la forme : x = dy. De même, s'il dt s'agit d'une différenciation y = dx , on devra recueillir à la sortie dt de 5, la grandeur x = #y (t) dt.
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Si, dans le cas de la transmission angulaire, on désire que la relation entre x et y soit x = y, autrement dit :k = 1, l'élément 5 se réduira à un axe rigide reliant la grandeur de sortie y à l'élément 6.
Le fonctionnement de ce dispositif étant analogue à celui décrit en relation avec le phasemètre, ne nécessite pas de développement particu- lier.
Ce dernier dispositif s'adapte facilement à la transmission à distance en se combinant avec un système à comparaison de phase, déjà con- nu. Les lignes en traits interrompus XX indiquent de quelle manière ledit système vient s'intercaler dans le schéma de la fige 2. le signal de sor- tie du déphaseur 10 représente le signal d'information à phase variable, le signal provenant du générateur auxiliaire le signal à phase de réfé- rence.Ces deux signaux modulent des ondes porteuses de fréquence diffé- rente qui sont transmises au récepteur, où, 'après filtrage, démodulation et amplificateur, les deux signaux sont restitués et respectivement appli- qués sur les éléments 1 et 6 du phasemètre, dont la constitution et le fonctionnement restent inchangés.