Dispositif de compensation automatique pour appareils indicateurs et de mesure électriques. La présente invention concerne un dis positif de compensation automatique pour ap pareils indicateurs et de mesure électriques-, dans lesquels se produisent des variations indé sirables des grandeurs électriques entraÎnant (les variations de courant perturbatrices qui sont, lentes par rapport aux variations nor- inales du courant pendant les mesures.
De telles variations peu désirables résul tent par exemple, des variations de tempéra ture, des variations d'humidité, des variations (lues<B>à</B> l'âge, et se produisent pour des causes différentes dans presque tous les appareils de mesure. Ces variations,<B>à</B> leur tour, changent la valeur des grandeurs électriques comprises dans le dispositif de mesure, par exemple les impédances dans un accouplement<B>à</B> pont ou la lampe amplificatrice dans un amplifi cateur.
La présente invention, qui permet d'éli miner ces inconvénients, est caractérisée en ce que le dispositif comprend des éléments (lui sont disposés de manière que, sous Fin- fluence desdites variations indésirables, ils provoquent une compensation automatique de ces dernières<B>à</B> une vitesse notablement plus faible que la vitesse de variation normale des courants de mesure ou d'indication.
L'invention trouve un champ d'emploi important dans les dispositifs d'alarme dits <B> à</B> capacité , lesquels doivent souvent fonc- tionner en restant de longues périodes sans soins.
Elle trouve un a-Litre champ d'application dans les sélecteurs automatiques qui doivent aussi assurer un service exact pendant de longues périodes sans soins.
En général, l'invention convient très bien aux dispositifs de mesure fonctionnant auto matiquement, surtout lorsque le temps de compensation peut être long, par exemple plus dune minute.
Dans les cas où les temps ont une telle longueur, des circuits<B>à</B> temps ordinaires com portant des résistances électriques et des con densateurs ne peuvent pas être employés d'habitude<B>à</B> cause des valeurs beaucoup trop élevées obtenues dans les éléments consti tuants de couplage.
L'invention se prête spécialement aux ap pareils de mesure avec des circuits compara tifs, tels que par exemple des ponts, qui sont connectés<B>à</B> des amplificateurs, afin d'obtenir une sensibilité plus grande.
Elle permet en particulier de corriger les impédances faisant partie des ponts.
Elle permet également par exemple d'évi ter quun amplificateur, connecté<B>à</B> un dis positif de mesure, par exemple le circuit de sortie d'un pont (dérivation zéro), ait un champ de travail assez large pour inclure même les variations indésirables; mais il suf- lit que ce champ inclue seulement les varia tions nécessaires pour la mesure.
Les figures du dessin annexé représentent, <B>à</B> titre d'exemple, des applications de l'objet de l'invention et des formes d#exécution parti- eulières de cet objet.
Les fig. <B>1 à ô</B> montrent une forme d'exé cution de l'objet de l'invention appliquée<B>à</B> un pont. de mesure.
La fi,,. 4 montre une forme d'exécution #M comportant un moteur dit<B> à</B> inipulsions . La<B>f</B> i<B>g. 5</B> est une forme d'exécution coin- portant un moteur<B>à</B> impulsions dont le sens de rotation peut être change au moyen d'un champ de polarisation.
La fig. <B>6</B> est une forme d'exécution du dis positif actionné par une force thermique avec des transisteLirs comme amplificateurs.
La fig. <B>7</B> montre un détail du dispositif représenté sur la fig. <B>6,</B> et la fig. <B>8</B> représente les différents éléments constituant un groupe complet.
Le pont de mesure de la fig. <B>1</B> est ali menté par une source de courant Y et coin- porte, <B>à</B> la manière habituelle, les impédances ZI, Z2, Zs et ZI conjointement avec un dis positif indicateur<B>J</B> qui peut être connecté ait dispositif de mesure<B>à</B> travers un amplifiea- teur <B>P,</B> par exemple un amplificateur<B>à</B> transducteur .
Or, si lune ou plusieurs des impédances possèdent, des caractéristique,, telles que leurs valeurs varient, il est facile de voir que des erreurs peuvent altérer les mesures.
Comme il a été<B>déjà</B> (lit-, le but de la pré sente invention est de corriger de telles va riations, par exemple de corriger Fimpédanee <U>Z.</U> afin d'obtenir des mesures exactes ou sen siblement exactes, mal,,r6 les changements (les impédances, si ceux-ci produisent des varia tions relativement lentes dans le courant du pont comparées aux variations aux moments de mesures.<B>A</B> cet effet, le dispositif indica teur<B>J</B> comporte un organe de compensation, par exemple un moteur qui modifie l'équilibrag-e du pont, en agissant par exemple sur Z#>, de manière<B>à</B> rétablir l'exactitude des mesures.
Si ce moteur est un moteur<B>à</B> courant con- tinu, l'aimant inducteur ou Finduit petit être connecté<B>à</B> l'amplificateur F, tandis que Finduit ou l'aimant inducteur respectivement recoit un courant ou voltage sensiblement constant.
La fig. 2 montre un dispositif connu pour mesurer (le petites variations de capacité, spe,- cialement dans des dispositifs d'alarme.
Le fonctionnement de ce dispositif de nie,- sure devient encore plus clair quand il est réalisé sous<B>la</B> forme d'Lin pont comme dans la fi-.<B>13.</B> lie dispositif indicateur dans le cir cuit de plaque du tube<B>E</B> a été omis clans la fig. <B>3.</B>
Comme il apparaît clairement sur la fig. <B>3,</B> la tension est petite entre la grille et la cathode du tube<B>E</B> si LI <B><I>=</I></B><I><U>L.,</U><B>(Il</B></I> # C3 et <I>R,</I><B>=</B> la résistance de rayonnement de Fan- tenne .11, de sorte que des oscillations ne se produisent pas. Si<B>Cl</B> est plus grand que<B>C3,</B> des oscillations ne se produisent pas non plus, car les oscillations qui tendent<B>à</B> se produire entre la grille et la cathode sont hors de phase.
Quand, ait contraire,<B>Cl</B> est plus petit que Cj, des auto-oscill at ions se produisent et alimentent l'antenne.<B>A</B> cause du -rand amor tissement dans le circuit oscillateur<B>\</B> dépen dant principalement, de la résistance RI,<B><I>le</I></B> degré d'oscillation du tube petit être réc-glé <B>à</B> volonté, par exemple<B>à</B> la moitié de l'ampli tude maximum. Ce réglage peut se faire a-Li moyen du condensateur (Il. Quand le tube oseille, il fonctionne aussi comme déteeteur, la grille recevant un potentiel négatif par rapport<B>à,</B> la cathode.
La grandeur de ce vol tage dépend du degré d'oscillation atteint par le tube. Le voltage négatif de la grille pro duit une chute du courant de plaque.
Quand un objet s'approche<B>de</B> l'antenne, la capacité C3 entre la grille et la terre aug mente et la résistance de rayonnement de l'antenne peut aussi varier, de sorte que le degré d'oscillation du tube diminue, le vol tage de grille diminue et le courant de plaque augmente.
Le moteur JI de la fig. 4 tourne dans l'une direction ou dans l'autre, suivant l'in fluence du relais RE,. <B>Si</B> le courant<B>à</B> tra- vers le dispositif indicateur<B>J</B> de la fig. <B>1</B> ou <B>à</B> travers l'enroulement Il du relais de la 2 s'élève au-dessus d'une valeur prédé terminée, les contacts 4 et<B>6</B> se ferment, et si <B>ce</B> courant tombe au-dessous d'une valeur pré déterminée, les contacts<B>3</B> et<B>5</B> se ferment.
<B>.</B> Afin d'obtenir ledit fonctionnement du relais, on peut employer<B>à</B> la manière habi tuelle un relais polarisé avec un enroulennent opposé<B>1</B> ou se servir d'un relais dit<B>à</B> deux étapes. Quand on fait tourner le rotor r, (lu moteur de la manière décrite ci-dessous, on règle ladite impédance, par exemple le con densateur<B>Cl</B> dans les fig. 2 et<B>3,</B> dans le sens voulu pour que la valeur du courant<B>à</B> tra vers l'enroulement II du relais RE, rede vienne normal; il en résulte que les contacts du relais souvrent et que le moteur s'arrête.
Les relais motepr RE#,-4 s'ouvrent et se foi-nient successivement de la manière sui vante: Si on suppose que tous les relais sont d'abord ouverts, le relais RE. est excité par du courant du contact 2 du relais RE,, d'oÙ le contact '22 de RE2 se ferme, de sorte que J'enroulement <B>83</B> du moteur reçoit du cou rant si le contact 4 du relais RE, est fermé, et<B><U>8.></U></B> reçoit du courant si le contact<B>6</B> est fermé.
Il en résulte que le relais RE,#, est excité par du courant du contact<B>3</B> de RE2, et RE-, est excité par du courant<B>du</B> contact <B>3</B> de RE,.. Quand REl est excité, son contact <B><U>'1</U></B> s'ouvre, d'oit le relais RE. se désexcite après un certain laps de temps. Les temps d'ouverture des relais W>-4 sont très retar <B>dés</B> par les condensateurs C#_C,1 respective ment.
Quand le relais RE#, s'ouvre, les en roulements<B><U>S.</U></B> et<B>S3 du</B> Moteur reçoivent du courant du contact<B>1</B> de RE. et du contact 2 de RE##. <B>Il</B> en résulte que le rotor<B>r,</B> du mo teur avance encore d#un pas.
Quand le relais RE#, s'ouvre<B>à</B> !son tour (seul RE4 est attiré), l'enroulement<B>S,</B> sur le moteur reçoit du courant du contact<B>1</B> de RE2, <B>1</B> de RE3 et<B>1</B> de RE4- Il s'ensuit que le rotor du mo teur accomplit ainsi une révolution complète.
Le relais RE,, s'ouvre et le fonctionnement se reproduit, Selon que les contacts<B>3</B> et<B>5</B> ou 4 et<B>6</B> sont fermés, le moteur tourne dans l'un ou l'autre sens et corrige le réglage de con densateur jusqu'à ce que le courant normal de plaque soit obtenu dans le tube, de sorte que les contacts du relais RE, s'ouvrent.
Si on désire obtenir un réglage rapide, par exemple si l'antenne Al est changée, on ma- n#uvre le commutateur Ki, les condensateurs C2-C4 sont ainsi mis hors circuit. La vitesse d'impulsion des relais RE2_1 est ainsi no tablement augmentée et portée par exemple<B>à</B> <B>25</B> 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<B>250</B> fois plus grande est obtenue avec le réglage ra pide.
Si une certaine compensation nécessite une heure avec les condensateurs en circuit, on n'a besoin que de
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de Minute pour la même compensation avec le réglage rapide.
Dans le cas du moteur de la fig. 4, le sens de rotation est changé par le fait que ses pâles moteurs (81-Ss) reçoivent des iftipul- sions de courant par successions différentes. <B>A</B> cet effet, un relais de contrôle RE, est né cessaire. Dans J'exemple de la fig. <B>5,</B> au con traire, le sens de rotation du moteur peut être changé en modifiant la direction d'un champ magnétique, un tel champ étant<B>dé-</B> nommé champ de polarisation . Le moteur a un champ de pulsations produit par les enroulements S(;-Sq, dont chacun est en roulé sur son propre noyau.
Le champ pola risé est produit, par les enroulements Slo et <B>811,</B> enroulés sur un noyau commun. Ces enroulements correspondent aux enroulements du relais RE, de la fig. 2. Normalement, le nombre d'ampères-tours est le même, mais dans des sens opposés, dans les deux enroule ments, de sorte que le champ polarisé est an nulé. Le rotor r,2 est solidaire d'un arbre a, portant une vis sans fin qui fait tourner une roue spirale a2, laquelle<B>à</B> son tour agit sur le condensateur<B>Cl</B> ou un condensateur con necté en série ou/et en parallèle avec ce der- nier.
L'arbre si,<B>à</B> son extrémité près du ro tor, est constitué par un tube sur leqael 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 dit champ rotatoire produit, le rotor est construit avec les noyaux des enroulements Sio <I>et</I><B>Si,</B> proloil- gés et insérés dans ledit tube.
Le moteur fonctionne de la manière ci- dessous décrite en se référant aussi aux fi-. 5a-5d. Le champ polarisé ffi <B>p</B> des enroulements<B>S7</B> et Sq est supposé recevoir du courant circulant dans une direction, telle qu'il se produise Lin champ<B>0</B> s, indiqué par les flèches pointillées. Comme on le voit clairement sur la fig. <B>5,</B> les champs cP <B>p</B> et (P s s'opposent dans l'entrefer <B>J 1,</B> tandis qu'ils s'ajoutent dans l'entrefer J, 2.
Par con- séquent, les dents du rotor sont plus forte ment attirées vers le pôle<B>F7</B> que vers le pôle Pg, de sorte que le rotor tourne dans la direc tion des flèches. La manière dont le rotor avance pas<B>à</B> pas dans le sens des flèches par les deux voltages alternatifs hors phase, et dont il est poussé dans l'autre sens quand la direction du champ polarisé est modifiée ap paraît clairement sur les fig. 5a-5d.
La<U>fi-.</U><B>5</B> montre aussi un exemple<B>de</B> l'alimentation du moteur en voltages hors phase. On<B>y</B> voit deux relais<B>à</B> pulsation RE#, et RE,,, analogues aux relais correspondants de la fig. 4.
Quand REs est attiré, le conden sateur<B>C5</B> est chargé en série avec les enroale- ments <B>S7</B> et Sq. Quand, plus tard, RE., <I>se</I> ferme,<B>C6</B> est chargé en série avec<B>S6</B> et Ss. Quand RE3 s'ouvre,<B>C5</B> se décharge en série avec<B>S7</B> et Sq, de sorte qu'une pulsation de -courant est obtenue dans la direction opposée <B>à</B> la pulsation précédente, et quand finale ment RE4 s'ouvre,
il se produit une pulsa tion<B>de</B> courant opposée<B>à</B> travers<B>S6</B> et 'ql' Si on manceuvre le commutateur<B>01,</B> un cou rant alternatif, qui peut avantageusement avoir la fréquence du réseau, est transmis au moteur et le courant<B>à,</B> travers les enroule- MentS 87-Sq est mis hors phase au moyen do condensateur Cr). Si on veut changer le sens de rotation dit #D moteur par l'influence cl-Li relais, comme c'est le cas avec le moteur de la fig. 4,
on connecte les enroulements A'_#l0 et<B>Si,</B> aux contacts du relais en question de fa#-on que le champ reçoive la direction désirée.
Dans la fig. <B>6,</B> le pont de mesure lui- même est le même que celui représenté sur les fig. 2 et<B>3,</B> mais avec cette différence, que le tube électronique,<B>El</B> est, remplacé par -Lin appareil Tl appelé fi##tiisistetir dans lequel 3 est l'électrode commune, l'électrode de basse tension et<B>2</B> l'électrode<B>de</B> haute tension.
Na turellement, on petit connecter a-Li circuit de sortie du transisteur un relais et/ou un dis positif<B>à</B> moteur des mêmes types que ceux décrits ci-dessus et conformes aux fig. <B>1 à 5.</B>
L'organe de<U>réglage</U> représenté<B>à</B> la fig. <B>6</B> est cependant modifié et consiste en un<B>élé-</B> ment de chauffa-e R. et un condensateur dont la construction est telle que sa capacité dépend de la température qui,<B>à</B> son tour, dépend du chauffage produit par le courant <B>à.</B> travers<B><U>R..</U></B> Le condensateur petit coni- prendre une plaque<B><U>1'.</U></B> et un ressort bimétal lique V, (fig. <B>7)</B> qui constitue l'autre plaque du condensateur.
Les deux plaques sont con tenues dans une boîte T, qui ressemble<B>à</B> une bouteille thermos et possède un bon isoleirieiit thermique. Les plaques _Vl et<B><U>1'.</U></B> du eonden- sateur peuvent convenablement être connec tées en parallèle<B>à<I>Cl</I></B> '-) et ' . Si Vl et <U>V.</U> sont, construit-, de facon que la capacité diminue pour une hausse de température,<U>le,,
</U> doit être connecté<B>-à</B> une dérivation de<B>vol-</B> tage sur R3 telle que le courant<B>à</B> travers<U>le.,</U> diminue quand le courant<B>à</B> travers RE, aug mente. Il faut observer que la correction ob tenue par V, et<B><U>V.</U></B> lie doit pas être assez grande pour donner une compensation coin- plète, car dans ce cas des petites oseillations auraient lieu puisque la correction foiie- tionne comme un dispositif de eoi-iipeii,;iitioil et les phénomènes typiques de compensation se produiraient.
Les variations de eapaeité désirées pour un changement de courant dé terminé<B>à</B> travers RE, peuvent être obtenues en partie par une construction convenable (le V, et V2 et en partie par le choix conve nable sur R3 de la dérivation qui conduit<B>à,</B> <U>R-</U> Le redresseur L-1 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 ré- Ollage est déconneetA ait moyen d'un eommu- tateur 02 qui déconnecte R2 du transisteur et<B>le</B> connecté<B>à</B> une dérivation de voltage sur R3, de sorte quun courant normal le tra verse. La constante de temps désirée est ob tenue par un isolement thermique convenable (le la boîte 9'. et par le choix d'une subs tance de remplissage de la boîte qui conserve plus oit moins la chaleur.
Une compensation des variations clé tem pérature extérieure peut aussi être obtenue au moyen d'un choix convenable de la ma tière clé la résistance R.,. Dans Fexemple doiiiié ci-dessus, où la capacité diminue entre 17, et V2 quand la température s'élève, c'est- a-dire pour une augmentation du courant<B>à</B> travers R2, la capacité diminuera aussi si la température extérieure s'élève.
lie courant<B>à</B> travers R# devrait ainsi diminuer quand la température s'élève, et pour cette raison la résistance R, doit avoir un eoeffieient de température positif et bien équilibré, afin (]'obtenir une compensation convenable pour des variations de température extérieuire.
Pendant les signaux, le dispositif de réglage est déconnecté, et ceci se fait, dans<B>le</B> dispositif des fig. 4 et<B>5,</B> au moyen d'un relais connecté dans le, circuit de plaque ou de eathode du tube, par exemple eu série avec le relais RE,, lequel relais interrompant le eaurant du moteur du dispositif de réglage.
Ce relais, qui petit aussi être pourvu de eoii- tact,, pour donner des signaux supplémen- laires, p#,n- exemple des lampes oit des soit- iiettes, ne doit pas être influencé par les pe tites variations du courant clans le dispositif (le mesure causées par la compensation.
-Milsi, si un contact, par exemple le<B>22</B> du relais RE,, est influencé quand le courant tombe clans le circuit de plaque du tube<B>El,</B> le courant passe de la source d'alimentation alternative Vs<B>à</B> travers le redresseur<B>L5</B> et fait tourner le moteur 111 avec le condensa teur<B>Cl</B> qui est accouplé au moteur 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 circuit de plaque du tube<B>El</B> aug mente, le contact<B>3</B> du relais RE, se ferme, d'où le moteur<B>11</B> reçoit du courant dans le sens opposé et corrige la position du conden- sateLir <B>Cl</B> jusqu'à ce que le contact s'ouvre de nouveau. Une vitesse de correction arbitraire petit être choisie pour le moteur, par exem ple en choisissant des impulsions positives ou négatives de la source d'alimentation V3, puisque celle-ci consiste en impulsions alter natives.
Si, toutefois le courant dans le circuit, de plaque s'élève rapidement, le contact<B>1 du</B> relais RE, est aussi influencé. Dans ce cas, le relais RE5, qui était fermé via la lampe LIO, est chanté, et la lampe s'allume. L'en roulement du relais devrait avoir une valeur ohmique assez élevée pour que la lampe ne s'allume pas, ou seulement brille faiblement, quand elle reçoit du courant seulement<B>à</B> tra vers l'enroulement du relais. Les signaux<B>dé-</B> sirés sont produits par le contact du relais (non représenté) dans le dessin. Le relais reste ouvert jusqu'à ce qu'il soit de nouveau formé manuellement.
Le relais R5 est com mun<B>à</B> un certain nombre de relais RE,, comme les flèches Pindiquent. Le redresseur <B>L7</B> est connecté de façon que le courant du contact<B>1</B> du relais RE <B>1</B> ne puisse pas allu mer les lampes Llo qui appartiennent<B>à</B> un autre relais RE,. Quand le relais R,5 s'ouvre, il petit, naturellement être disposé de manière <B>à</B> déconnecter la source d'alimentation V,# afin d'empêcher une compensation ultérieure.
Le relais RE1 peut être convenablement blo qué en position clé fonctionnement par un enroulement<B>à</B> basse valeur ohmique connecté en série avec le contact L, la pointe de con- neetion de la lampe L, et le redresseur LI. (non représenté sur le dessin).
Naturellement, le relais RE, peut aussi être pourvu d'un autre contact analogue a-Li contact<B>1,</B> mais qui est influencé si le courant dans le circuit de plaque du tube tombe ra pidement. Ce contact peut, en plus, être cou- necté <B>à</B> une antre lampe et relais analogues<B>à</B> Llo et PL5 respectivement.
Comme le montre clairement la fig. <B>6,</B> le moteur et le tube<B>El,</B> conjointement avec les éléments dîecouple- ment constituants, forment un bloc-anteline par eux-mêmes, tandis que les autres parties, dont Lin certain nombre est commun<B>à</B> plu sieurs blocs-antenne, sont situées dans un ap pareil dit central .
Pour des réglages rapides du condensa teur<B>Cl,</B> un courant alternatif est connecté en permanence comme source d'alimentation V3.
Au lieu de prévoir des contacts pour la compensation sur les relais RE,, on peut uti liser un dispositif dit sélecteur qui connecte <B>à</B> la, fois au tube<B>El,</B> d'une part, un dispositif de contrôle sensible au voltage ou au courant de la plaque et, d'a-Litre part, le circuit d'ali- nientation du moteur. Dans ce cas, si le cou rant de plaque n'a pas la valeur qui convient, le dispositif de contrôle est pourvu d'un<B>dis-</B> positif, par exemple un relais sensible, qui fournit du courant au moteur pour la com pensation.
Si le courant dans le circuit de plaque du tube<B>El</B> fait tourner le moteur, dans un sens ou dans l'autre comme il a été expliqué en se référant<B>à</B> la fig. <B>I,</B> le circuit inducteur du moteur peut être pourvu (le deux enroulements de la même manière que le relais RE,. L'indait du moteur est ainsi alimenté en courant continu constant ou<B>à</B> pulsations.
Conformément<B>à</B> une variante, le rehiis RE, selon la fig. <B>8</B> peut être potirvu de cou- tacts 2 et na, actionnés par un courant faible et d'au moins un contact<B>1</B> intervenant ulté rieurement après avoir surmonté la résis tance d'un ressort, le premier contact don nant la correction et le deuxième la produc tion de signaux et l'interraption du dispositif de correction.
L'organe de fonctionnement<B>(El</B> fig. 4, <B>01</B> fig. <B>5)</B> pour l'ajustement rapide du dis- positif de réglage doit naturellement être placé de façon qu'il lie puisse pas être actionné sans qu <B>I</B> 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<B>à</B> code ou un système sein- blable, auquel des personnes non autorisées ne peuvent avoir accès.
Une telle serrure<B>à</B> code peut être pourvue de contacts qui, dans -une position, déconnectent le dispositif des signaux<B>à</B> la manière habituelle et, dans l'autre position, connectent un relais qui fait marcher le dispositif de réglage rapide.
Le moteur peut aussi consister en un dis positif actionné pas<B>à</B> pas du type utilisé en technique téléphoniqae avec un mécanisme pas<B>à</B> pas pour la rotation dans un sens et -uni autre mécanisme analogue pour la rotation en sens inverse.