Circuit de commande d'lm instrument électrique de mesure
L'invention se rapporte à un circuit de commande d'un instrument électrique de mesure, notamment d'un galvanomètre, dans lequel un signal électrique est appliqué à UiT amplificateur déterminant le courant de commande de l'instrument.
Entre autres applications possibles, I'invention peut être emplayée dans les dispositifs de commande automatique du diaphragme qui sont souvent utilisés dans les appareils de prise de vues photographiques ou cinématographiques. Dans ces dispositifs, on a généralement recours à un photomètre électronique, comprenant un galvanomètre, au moins un élément photoélectrique pilotant un amplificateur à au moins un élément semiconducteur, cet amplificateur déterminant le courant de commande du galvanomètre.
Le plus souvent, le galvanomètre commande directement une ou plusieurs pales jouant le rôle des éléments mobiles d'un diaphragme et destinées à modifier la section de passage des rayons lumineux en fonction de leur position.
Les dispositifs photométriques dans lesquels l'élément photoélectrique est placé en arrière du dia pliragme sont souvent préférés, car l'exposition correcte est indiquée lorsque l'élément photoélectrique reçoit une intensité lumineuse déterminée et toujours la même. Toutefois, comme le temps de réponse du gal- vanomètre à son signal de commande est relativement court, tandis que le temps de réponse de l'élément photoélectrique est relativement long, il est difficile d'éviter que tout l'ensemble n'oscille pas de façon continue. En effet, il existe une réaction continuelle entre la valeur de l'ouverture du diaphragme et la quantité de lumière qui vient frapper l'élément photoélectrique qui pilote lui-même le diaphragme.
Pour éviter ces oscillations, il est nécessaire de prévoir un amortissement suffisant de l'équipage mobile du galvanomètre. Comme l'amortissement dépend de toute une série de paramètres, parmi lesquels on peut citer le flux magnétique, la résistance électrique du cadre de support de la bobine, la résistance interne de la bobine, les forces de frottement mécanique an cherche à obtenir un fonctionnement optimum par un choix judicieux des paramètres précités. Dans tous les cas, étant donné la place limitée dans une caméra et les faibles énergies en jeu, la construction mécanique d'un tel galvanomètre doit être extrêmement soignée. Il reste par conséquent très sensible aux chocs et aux facteurs susceptibles de modifier les frottements dans les paliers.
La présente invention a pour but, dans le cas cité ci-dessus, de permettre l'utilisation de galvanomètres de construction simple et robuste tout en évitant de facon absolument sûre le risque d'oscillations entretenues.
L'invention a pour objet un circuit de commande d'un instrument électrique de mesure à équipage mobile, notamment d'un galvanomètre, dans lequel un signal électrique est appliqué à un amplificateur à au moins un élément semi-conducteur, cet amplificateur déterminant le courant de commande de l'instrument, caractérisé en ce quil comprend un circuit de contreréaction agissant sur l'amplificateur, le signal d'entrée de ce circuit étant proportionnel à la vitesse de déplacement de l'équipage mobile.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du circuit objet de l'invention, appliqué à un photomètre.
La fig. 1 montre le schéma électrique de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est le schéma de la seconde forme d'exécution.
En référence à la fig. 1, un pont électrique de mesure est formé par trois résistances Rt, R2, R5 et un élément photoélectrique 1 constitué par un photocon ducteui et alimenté par une source de courant continu branchée aux bornes a et b.
La tension de sortie du pont de mesure est prélevée aux points c et d et agit sur un amplificateur dif férentiel constitué par deux transistors T1 et T2. Les bases de T1 et T2 sont reliées aux points c et d. Les émetteurs de ces deux transistors sont reliés à la borne b par des résistances R4, R5 et T1, tandis que leurs collecteurs sont reliés à la borne a par des résistances R7 et R-..
Les potentiels des collecteurs des deux transistors
T1 et T2 sont appliqués aux deux points d'entrée e, respectivement f, d'un pont de commande dont trois branches sont formées par des résistances Rg, Rlo et Roll, tandis que la quatrième branche est constituée par l enroulement G d'un galvanomètre. Le galvanomètre est ainsi parcouru par un signal qui dépend de la différence de potentiel entre les collecteurs des transistors
T1 et T2, c'est-à-dire de l'état d'équilibre du pont de mesure comprenant l'élément photoconducteur 3. et les résistances R1, R2 et R3.
Les valeurs des éléments du pont de commande qui comprend le galvanomètre G sont choisies de façon à assurer l'équilibre du pont en l'absence de mouvement du galvanomètre G. Si l'on désigne par R g la résistance ohmique de l'enroulement du galvanomètre, les autres résistances sont choisies de façon que l'on ait la relation:
Rg R9 Rzr R10
De préférence, on choisira RO égal à Rg, tandis que les résistances Rlo et R11 pourront avoir des valeurs beaucoup plus élevées, afin de ne pas charger inutilement la sortie de l'amplificateur différentiel.
La tension de sortie du pont de commande est prélevée aux points g et h et est appliquée à un second amplificateur différentiel comprenant deux transistors T1 et T4 qui sont également branchés entre les bornes a et b. Les points de sortie g et h du pont de commande sont reliés respectivement aux bases des transistors T5 et T4 et appliquent donc entre ces bases une différence de potentiel qui est due uniquement à la force électromotrice induite dans l'enroulement du galvanomètre lors des déplacements de ce dernier. Les potentiels des collecteurs de T3 et T4 sont appliqués aux points c, res pectisement d, du pont de mesure. On obtient ainsi une contre-réaction agissant sur l'amplificateur différentiel formé par T1 et T2.
Le signal d'entrée de ce circuit de contre-réaction est dérivé de la tension induite dans le galvanomètre par suite de ses déplacements.
Cette tension est de polarisation telle qu'elle produise sur l'amplificateur différentiel formé par T1 et T2 un effet s'opposant aux déplacements du galvanomètre commandés par ledit amplificateur différentiel T1 et T2.
De cette façon, on obtient l'effet de freinage désiré, cet effet étant élevé lorsque l'élément photoélectrique commande un grand déplacement du galvanomètre, tandis que cet effet devient pratiquement nul lorsque le galvanomètre a atteint la position désirée.
Dans la forme d'exécution selon la fig. 2, le circuit comprend un galvanomètre comportant deux enroulements W1 et W.. Le circuit de la fig. 2 est comparable à celui de la fig. 1 pour ce qui est du pont de mesure comprenant les résistances R1, RoX R3 et l'élément photoélectrique 1, ainsi que pour l'amplificateur différentiel formé par les transistors T1 et T2. Toutefois, les collecteurs de ces deux transistors sont reliés directement par l'enroulement W1 de commande du galvanomètre.
Comme dans la première forme d'exécution, L'effet de l'amplificateur différentiel est modifié par les deux transistors T3 et T4 dont les bases reçoivent cette fois directement la tension qui est induite dans l'enroulement W du galvanomètre lors des déplacements de celui-ci. Cet enroulement W peut avantageusement présenter un nombre de spires beaucoup plus grand que l'enroulement W1, ce qui permet d'obenir facilement une tension de commande de contre-réaction relativement élevée. Cette tension peut, par exemple, atteindre 10 mV pour des déplacements relativement rapides du galvanomètre.
Le photomètre dont deux formes d'exécution de l'électronique ont été décrites en référence aux fig. 1 et 2 est très avantageux, car il permet l'emploi de galvanomètres simples réalisés à la façon d'un moteur électrique sans collecteur et ne comprenant pas de cadre mobile ni de ressort de rappel. La partie mobile d'un tel galvanomètre se compose d'un aimant permanent et du blindage magnétique en forme de cloche solidaire avec l'axe. Dans le champ magnétique entre l'aimant et le blindage se trouve la partie fixe, le stator du galvanometre portant au moins un bobinage. Ce stator est en métal non magnétique, de préférence en cuivre, ou en matière plastique. Les pales sont entraînées par la cloche ou directement par l'axe.
De la sorte, la construction de ces galvanomètres peut être très robuste, ce qui assure une grande insensibilité aux chocs, avantage apprécié dans les appareils de prise de vues.
D'autre part, si le dispositif portant les pales du diaphragme présente des points durs dans son pivotement, le couple moteur du galvanomètre croît immédiatement dès qu'une résistance, et par conséquent un ralentissement de son équipage mobile intervient, ce qui permet de vaincre ces points durs.