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" Procédé et dispositif pour la transmission à distance de gran- deurs mesurées par la méthode des impulsions ".
La transmission à distance des grandeurs mesurées se fait essentiellement à l'heure actuelle par deux procédés seulement.
L'un de ces procédés est basé sur la variation proportionnelle à la grandeur mesurée à transmettre, des propriétés caractéris- tiques d'un courant qui s'écoule dans la ligne de transmission (variation d'intensité;, de tension, de fréquence). L'autre pro- cédé repose sur l'émission d'impulsions proportionnelles à la grandeur à mesurer.
Dans le premier procédé, on fait d'ordinaire usage du prin- cipe de deux forces agissant en sens inverse l'une de l'autre,
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dont l'une est soumise à l'action de l'instrument de mesure émet- teur et l'autre à l'action du courant de transmission. Ces deux forces agissent sur un système en équilibre de telle façon que ce système soit ramené à sa position d'équilibre du fait de la modification de la force antagoniste soumise à l'action du cou- rant de transmission, le courant nécessaire pour ce retour en position, et qui agit sur l'instrument de réception à distance, donne la valeur de la grandeur à mesurer.
Le système en équilibre, soumis à l'action de ces forces antagonistes, peut être constitué par une balance à contacts connue par elle-même, cette balance, lorsque la grandeur mesu- rée varie, mettant en action, grâce à son dispositif à contacts, un organe de rappel qui modifie le courant de la conduite de transmission, jusqu'à ce que la perturbation d'équilibre de la balance à contacts soit de nouveau éliminée. La commande et la disposition de l'organe de rappel sur la ligne de transmission peuvent se faire de diverses manières. Comme organe de rappel, on peut employer toutes sortes de dispositifs électriques sus- ceptibles de provoquer d'une manière quelconque une variation de courant dans un circuit. Dans la plupart des cas, on utilise avantageusement comme organe de rappel, en raison de sa construc- tion simple, un potentiomètre.
Ainsi donc, dans la transmission à distance, suivant la méthode de retour en position, le courant, commandé par l'orga- ne de rappel, circulant sur la ligne de transmission vers l'in- strument de réception à distance, et provoquant le retour en position de la balance à contacts, donnait la valeur du courant qui passait dans l'instrument émetteur.
Bien que la mise en oeuvre des procédés de transmission qui reposent sur le principe de la variation de courant, soit par elle-même relativement simple, ces procédés présentent cependant le grave inconvénient de ne pouvoir être employés avec toua les
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genres de lignes de transmission, et de faire dépendre considé- rablement la sécurité de la transmission de l'état de la ligne employée : ainsi, la transmission dépend des défauts d'isolement, de la résistance de la ligne et des dérivations. Ce procédé est donc, en dépit de quelques caractéristiques intéressantes, for- tement désavantagé par rapport au procédé par impulsions.
Dans la transmission à distance des grandeurs mesurées par la méthode des impulsions, on peut encore envisager deux sortes de procédés de transmission : le procédé par nombre d'impulsions et le procédé par durée d'impulsions. Dans le procédé par nombre d'impulsions, on émet des impulsions d'égale durée, dont le nom- bre est proportionnel à la grandeur mesurée. Au contraire, dans le procédé par durée d'impulsions, les impulsions transmises sur la ligne ont une durée proportionnelle à la grandeur mesurée à transmettre. Dans les deux genres de transmission par impulsions, on emploie, pour produire les impulsions proportionnelles à la grandeur mesurée, non pas, comme dans le premier procédé, des instruments à index, mais exclusimement des mécanismes compteurs tournants.
On se sert généralement de ce* appareils de la maniè- re suivante par exemple l'axe rotatif de l'instrument de masure émetteur ferme, à chaque tour, un dispositif à contacts qui pro- voque, par l'intermédiaire de dispositifs de commutation et de contrôle appropriés, l'émission d'impulsions qui agissent sur les appareils récepteurs. Dans la méthode des impulsions, sans doute, on ne dépend plus de l'état de la ligne de transmission, mais on subit cependant l'inconvénient d'avoir besoin, pour la production des impulsions, d'un grand nombre de fermetures de contacts, @ afin d'obtenir une transmission convenable des grandeurs ayant une valeur de
5 à 10 % dela grandeur normale.
La présenta! invention est relative à un procédé de transmis- sion à distance de grandeurs mesurées, qui rassemble à la fois les avantages de la méthode basée sur les variations de courant et
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les avantages de la méthode des impulsions. Conformément à la présente invention, ce procédé consiste en ce que c'est seule- ment lorsque la grandeur mesurée varie.que les impulsions, qui provoquent un décalage de l'appareil récepteur à distance pro- portionnel à la grandeur mesurée sont émises.
Pour la mise en oeuvre du procédé, on fait usage, ici en- core, d'une balance à contacts placée du côté de l'émission, et soumise à l'action de l'instrument de mesure et du système de rappel. Cependant, dans ce cas, comme il s'agit non pas d'un procédé par variation de courant, mais d'un procédé par impul- sions, la balance à contacts ne produit pas, comme dans les in- stallations connues, la commande directe du système de rappel qui provoque une variation da courant dans la ligne de trans- mission, mais, conformément à la présente invention, cette balan- ce à contacts produit la commande d'un système émetteur d'im- pulsions qui agit sur les appareils récepteurs à distance et sur le système de rappel.
Pour produire les impulsions, le système émetteur est donc muni d'un mécanisme d'horlogerie commandé par la balance à con- tacts, ce mécanisme contrôlant un dispositif à contacts qui pro- voque la naissance des impulsions. Ce mécanisme d'horlogerie peut être d'une construction très variée. Il n'est aucuns-ment nécessaire que ce mécanisme d'horlogerie ait une vitesse de ro- tation constante; au contraire cette vitesse peut être soumise à des fluctuations quelconques, ce qui est particulièrement avantageux.
On a aussi prévu des dispositifs de commutation qui provo- quent toujours un fonctionnement correct correspondant aux deux contacts de la balance des appareils récepteurs excités par les impulsions. Par exemple, on peut utiliser comme dispositif de commutation un relais inverseur excité pour l'une des positions de la balance à contacts, et qui provoque la permutation polaire de la ligne de transmission. Bien entendu, les relais à impulsions
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des appareils récepteurs et système de rappel doivent être constitués de telle façon qu'il se produise le décalage d'un in- dex dans le sens voulu. A cet effet, en peut employer par exem- ple des relais polarisés de commutation à degrés qui agissent dans deux sens.
Naturellement, d'autres genres de transmission des impulsions qui agissent sur les appareils de réception à distance et sur le système de rappel, sont possibles. Le mode d'exécution qui est indiqué ici ne constitue qu'une simple pos- sibilité.
L'accouplement entre le système de rappel et la balance à contacts se fait de préférence mecaniquement par intercalait on d'un ressort à boudin. Bien entendu, beaucoup d'autres accouple- ments, entre le système de rappel et la balance à contacts, sont possibles. Par exemple on pourrait envisager de provoquer d'une manière purement électrique, comme dans les balances à contacts connues, le retour en position.
De plus, la manière dont les instruments recepteurs à dis- tance donnent des indications peut faire l'objet de nombreuses variantes. Un certain nombre de cas seulement sera indiqué briè- vement ici. Le relais de réception des impulsions peut provoquer directement le décalage d'un index qui indique la grandeur me- surée, ou encore produire une modification de l'état d'un cir- cuit qui contient les instruments récepteurs. Cette dernière opération peut encore provenir de ce que le relais à impulsions commande le contact mobile d'un potentiomètre intercalé dans le circuit de réception. A la place d'un potentiomètre, on peut naturellement aussi employer d'autres dispositifs électriques, par exemple un régulateur d'induction.
Ce genre dindication à distance a le grand avantage de permettre l'utilisation, comme instruments récepteurs, , d'instruments normaux appartenant au type enregistreur ou intégrateur.
L'appareillage d'émission des impulsions possède en outre un commutateur qui se trouve dans le circuit de commande du méca-
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nisme d'horlogerie et qui permet le réglage au zéro de tous les instruments indicateurs. Dans ces conditions, s'il se produit des défauts de coïncidence des indications des valeurs mesurées, on peut rétablir facilement le synchronisme. Ce commutateur peut être commandé à la main, ou - ce qui pourrait être plus avanta- geux - d'une manière périodique par un mécanisme d'horlogerie,
La nouvelle installation de transmission à distance convient aisément, comme on peut s'en rendre compte sans difficulté, à l'addition d'un certain nombre de grandeurs équivalentes carac- térisant le fonctionnement de différentes usines génératrices, cette addition se faisant à un poste central.
Grâce à cette installation de transmission à distance des mesures, on peut transmettre des grandeurs mesurées d'un genre quelconque, aussi bien physiques que mécaniques.
On a représenté au dessin annexé un mode d'exécution du procédé conforme à l'invention, avec lequel ce sont des grandeurs électriques qui doivent être transmises,
La figure 1 montre un montage de cette installation; et la figure 2 est une représentation schématique d'un dis- positif d'addition de mesures à distance.
Le poste émetteur se compose d'une balance à contacts A, d'un appareil B émetteur d'impulsions, commandé par la balance à contacts A, et d'un système de rappel C qui provoque le retour en position de la balance à contacts A.
La balance à contactSA comporte deux contacts 1-2 reliés à un circuit de commande de l'appareil émetteur d'impulsions, ain- si qu'un levier de contact 4, également intercalé dans le cir- cuit de commande, et jouant entre les contacts 1-2. Ce levier de contact est soumis à l'action d'un compteur de débit 3.
L'appareil émetteur d'impulsions B comporte un mécanisme d'horlogerie 5 qui commande un dispositif de contact 7 produisant les impulsions et placé sur la ligne ,de transmission 6. Sur un
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branchement 8 du circuit qui commande le mécanisme d'horlogerie
5 se trouve encore un relaisde commutation 10 qui contrôle un permutateur polaire 9. Un commutateur 13, qui peut être interca- lé alternativement dans les branchements 11 et 12 du circuit de commande, permet de plus de fermer le circuit de commande soit à la main, soit périodiquement au moyen d'un mécanisme d'horlo- gerie. Une source de oourant 14 est reliée à la ligne de trans- mission 6.
Le système de rappel C, placé sur la ligne de transmission 6 en arrière du permutateur polaire 9, présente un relais à im- pulsions 15, constitué par un relais de commutation polarisé à degrés et comprenant les bobines 16,17, et une armature 19 bi- polaire, susceptible d'osciller autour d'un point 18. Aux deux extrémités de l'armature 19 sont articulés des cliquets 21,22 qui coopèrent avec un rochet 20. Le rochet 20 porte un index qui se déplace sur une graduation 23. Un ressort à boudin 25 est relié d'une part au rochet 20, et d'autre part au levier de con- tact 4 de la balance à contacts.
Dans les montages de la figure 1, deux appareils D, E de réoeption à, distance sont branchés sur la ligne de transmission 6. Ces appareils D, E comportent essentiellement chacun un re- lais à impulsions 15', 15" , constitué, ainsi que le relais à impulsions 15 du système de rappel C, par un relais polarisé de commutation à degrés.
Dans le premier appareil de réception D, le rochet 20' est relié à un contact mobile 26 d'un potentiomètre 27 monté sur une source; ce relais se trouve dans le circuit de mesure qui con- tient un instrument normal de réception 28.
Dans le second appareil de réception E, le rochet 20" pro- duit directement le deplacement d'un index 24' mobile sur une graduation 23'.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant :
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Lorsque la grandeur mesurée varie, par exemple quand le dé- bit diminue, le levier de contact 4 du wattmètre 3 vient toucher le contact 2, en sorte que le circuit de commande du mécanisme d'horlogerie 5 se trouve fermé. Le dispositif de contact 7, ac- tionné par le mécanisme 5 produit alternativement des fermetures et des ouvertures. Les impulsions de courant, provenant de la source de courant continu 14, et ainsi produites, sont envoyées par l'intermédiaire du permutateur 9 dans la ligne 6 et provo- quent l'excitation du système de rappel C et des appareils de réception à distance D,E.
Les cliquets 21,22 et 21',22', ainsi que 22", 22" des relais à impulsions 15,15', 15", commencent à travailler et provoquent un recul de tous les rochets 20,20',20" du système de rappel C et des appareils de réception D,E.
Du fait de la rotation en arrière du rochet 20 du système de rappel C, le ressort 25 se détend légèrement, et il est fina- lement amené à un état tel que l'équilibre entre les deux cou- ples, celui de l'instrument de mesure 3 et le couple antagoniste du ressort 25, est de nouveau rétabli. Le levier de contact 4 cessera alors de toucher le contact 2 et reprendra sa position de repos. Le circuit de commande du mécanisme 5 est de nouveau interrompu et le mécanisme 5 s'arrête. Etant donné que les re- lais à impulsions 15', 15" des appareils de réception à distan- ce D, E, ont reçu le même nombre d'impulsions de courant que 'le
15 relai@ du système de rappel C, les positions des index des appa- reile récepteurs D, E, correspondent à la position de l'index du système de rappel C.
Les indications des instruments de ré- ception à distance ont donc une valeur proportionnelle à la grandeur mesurée dont on est parti.
Lorsque le débit augmente dans l'instrument émetteur 3, le levier de contact 4 vient toucher le contact 1 et le mécanisme d'horlogerie 5 se trouve alors commandé par l'intermédiaire du relais de commutation 10 situé dans le circuit de commande, ce
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relais provoquant une permutation polaire de la source 14 bran- chée sur la ligne de transmission 6. Les impulsions envoyées dans la ligne 6 par le dispositif de contact 7 excitent alors les relais à impulsions 15,15' , 15" de façon à provoquer un déplacement des rochets 20, 20';, 20" en sens inverse du précé- dent. Ce n'est que quand les couplesdu ressort 25 du système de rappel et de l'instrument de mesure 3 se sont de nouveau com- pensés, que le levier de contact 4 quitte le contact 1, et que, par suite, le circuit de commande du mecanisme 5 se trouve in- terrompu.
Les positions des index de tous les instruments indi- cateurs C, D, E correspondent à la grandeu, mesurée dont on est parti.
Si l'on amène le commutateur 10 - 13 sur le branchement 12, le circuit de commande se trouve fermé et le mecanisme d'horlo- gerie 5 est mis en action Les impulsions produites par le dis- positif de contact 7 et envoyées dans la ligne 6 provoquent alors un décalage jusqu'au zéro de tous les index du système de rappel C et des appareils récepteurs D, E. De cette manière,on peut re- mettre en synchronisme tous les instruments, lorsqu'il y a eu des défauts de concïdence.
Pour additionner les indications des grandeurs mesurées de plusieurs postes émetteurs en un même poste récepteur, on a re- présenté en figure 2 un dispositif d'addition à distance. Les impulsions provenant des divers postes émetteurs actionnent,pour chaque poste émetteur, un relais à impulsions 15 qui coopère avec un différentiel 29,30,31. Les rotations des satellites des divers différentiels 29,30,31 sont transmises, en s'aditionnant d'une manière connue, à l'index 32.
La nouvelle méthode de transmission par impulsions offre tous les avantages de la méthode des impulsions. Les impulsions ne sont émises que quand la grandeur à transmettre varie, en sorte que, pendant tout le reste du temps, tout demeure immobile.
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Le retard des indications des instruments récepteurs peut être maintenu très faible, par exemple en- dessous d'une seconde. Les ' instruments de réception permettent de plus la mesure jusqu'à la valeur zéro.
Les index des instruments de réception n'oseillent pas ; ou bien ils restent immobiles, ou bien ils se déplacent régulière- ment en avançant ou en reculant. Un autre avantage consiste en la possibilité d'employer des instruments normaux comme instru- ments indicateurs. Comme appareil de contact, on pourra par exemple utiliser, pour la plupart des grandeurs à transmettre, un compteur modifié. Les impulsions elles-même n'ont aucune re- lation avec la grandeur à transmettre ; elles servent uniquement au placement des organes des instruments de réception à distan- ce, le placement correct étant assuré par le système de rappel.
De plus, l'installation de transmission permet de transmettre une grandeur quelconque qui, lorsqu'elle n'est pas susceptible d'agir directement sur la balance à contacts du poste émetteur, sera transformée d'une manière appropriée quelconque.