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"NOUVELLE METHODE DE MESURE DES FREQUENCES ET DISPOSITIFS .POUR SON APPLICATION
La présente invention, système Chireix, a pour objet la constitution d'un fréquencemètre.de haute précision pour courants de haute fréquence, Ce fréquencemètre, capable de déceler des varia- tions de fréquence de l'ordre de un cent-millième par exemple, et même moins, est d'autre part sus- ceptible de constituer l'élément principal d'un régulateur de haute précision en faisant com- mander par ses indications le générateur même dont
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on veut régler la fréquence..
Il est de coutume jusqu'à présent de réa- liser les fréquencemètres haute fréquence (ou ondemètres) sous la forme d'un circuit oscillant ou périodique quo l'on accorde sur la fréquence à mesurer et de déceler la résonance dans le cir- cuit de mesure par la lecture d'un maximum d'in- tensité.-Une telle façon d'opérer est peu précise en soi du fait que l'amplitude du courant dans le circuit oscillant varie peu au voisinage immédiat de la résonance du fait ,de la faiblesse du terme en réactance que l'on fait apparaître vis-à-vis du terme en résistance.
La nouvelle méthode fournie par l'inventeur est beaucoup plus précise; elle consiste à mettre en évidence les variations de phase que subit le courant induit dans le circuit accordé au voisina- ge de la résonance de ce circuit sur la fréquence à mesurer. Ces variations de phase sont en effet maxima à ce moment.
Un mode de réalisation permettant la mise en oeuvre de la méthode est fournie à titre d'exem- ple non limitatif, par . le montage de la figure 1 : deux self-inductances 1 et 2, de préférence (mais non nécessairement) égales, sont toutes deux en dérivation sur un condensateur 3. L'ensemble est excité par une bobine 4 connectée la source de courant dont on veut mesurer la fréquence.
On peut considérer l'ensemble 1, 2,3 comme réalisant 2 circuits, l'un constitue par les 2 inductances 1 et.2, connectées en série et par sui-
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to apériodique, l'autre constituée par les 2 in- ductances 1 et 2 connectées en parallèle, l'en- semble étant mis en série avec le condensateur 3.
Ce circuit est évidemment périodique.
Si l'on suppose que les coefficients d'induction de la bobine 4 avec les bobines 1 et 2 sont de même sens et proportionnels à ces inductances (c'est-à-dire égaux si'les inductan- ces sont égales), il est aisé de voir qu'il ne passera aucun courant dans le condensateur et que seul le circuit apériodique constitué par 1 et 2 en série sera traversé par un courant en qua- drature avec la force électromotrice induite.
Si ensuite l'un des coefficients d'induction mutuelle est très légèrement augmenté par rap- port à l'autre, en déplaçant par exemple légèrement la bobine 4, les deux armatures du condensateur cesseront d'être équipotentielles et il se superposera dans les self-inductances 1 et 2, au courant en quadrature précédent, un courant dû au circuit périodique ou accordé, lequel sera du reste en phase avec la force élec- tromotrice induite à la résonance exacte du cir- cuit. L'amplitude de ce courant sera du reste proportionnelle au déséquilibre des forces élcc- tromotrices induites.
On réglera de préférence ce désaccord dos forces électromotrices indui- tes pour faire apparaître dans los inductances 1 et 2 un courant en phase Ip substantiellement égal au courant en quadrature Iq ce qui ne né- cessitera du reste qu'un très faible désaccord des forces éloctromotrices si les organes 1, 2,
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3 n'ont que.de très faibles pertes.
Le diagramme de la fig.2 donne les courants résultants Ir et I'r dans les self-in- ductances 1 et2. Le calcul et le raisonnement montrent que les courants Ir et I'r égaux à la résonance exacte du circuit périodique, cessent de l'être dès qu'un désaccord intervient, car un tel désaccord a pour effet de faire tourner les vecteurs Ip de la fig. 2 d'un certain angle et par suite de diminuer par exemple l'angle Ó quand 8 augmente ou inversement.
Disposant alors, comme représenté sur la figure 1 deux détecteurs 5 en shunt sur une portion des self-inductances 1, 2, on pourra mettre en évidence la différence I'r- Ir. Par détecteur on entend ici tout organe susceptible de transformer le courant haute fréquence : un tel détecteur peut, en fait, être un couple thermoélectrique, un détecteur à cristal, une lampe à plusieurs électrodes, etc ...
Une dis- position particulièrement commode consiste, par exemple, à monter 2 couples thermoélectri - ques tels que, le condensateur étant complètement désaccordé, les forces électromotrices dûes à ces 2 couples s'opposent sur un appareil indica- teur; ces forces électromotrices s'opposent encore à la résonance exacte du circuit et don- nent une force électromotrice différentielle au voisinage de la résonance, cette force élec- tromotrice changeant de sens avec le sens du désaccord..
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Le calcul rigoureux montre du reste que la force électromotrice différentielle expri- mée en % de la force électromotrice moyenne de chacun, des couples est 4 # S % où µ désigne le désaccord en % et S le rapport de la puissance réactive du circuit accordé à ses pertes.
Ainsi, par exemple, un circuit pour le- quel S = 1000'donnerait une force électromotri- ce différentielle égale à 4 % pour un désaccord de 1/100000 (un cent millième).
Ces chiffres, bien entendu, ne sont exacts que pour un détecteur suivant la loi du carré et pour des courants Ip et Iq égaux.
Le calcul montre encore que si Ip et Iq sont inégaux on affecte seulement la sensibili- té de la mesure mais non son exactitude et seu-
I 1 émeut très peu si le rahport Ip est compris, par exemple,entre 0,7 et 1,4.
Le calcul montre également que les self.- inductances 1 et 2 peuvent être couplées entre elles.
Enfin la bobine exploratrice 4 peut être supprimée complètement,à condition de régler les flux captés par les bobines 1 et 2 comme il a été dit précédemment.
Pour l'application à des ondes de très haute fréquence on préconise le montage de la fig.3 où les inductances 1 et 2 sont confondues dans un cadre unique et où le condensateur est branché très sensiblement entre 2 points diamé-
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traux de ce cadre.
Enfin la fig. 4 indique le mode de réa- lisation d'un couple thermoélectrique pouvant être employé avantageusement dans le but de l'invention.
La spirale chauffanto 1 est, par exemple, enroulée sur une légère tige de quartz et placée au foyer d'un ellipsoïde réfléchissant 2 dont l'autre foyer est occupé par la jonction thermoélectrique 3.
On peut. régler la sensibilité en dépla- çant l'un quelconque des éléments. Dans le cas où on veut utiliser ce fréquencemètre comme régu- lateur, on peut, par exemple, amplifier la tension différentielle recueillie aux bornes des détecteurs par un amplificateur à lampes et appliquer cette tension amplifiée à la commande du générateur à régler.
Sans sortir du domaine de l'invention, qui est essentiellement de créer dans un premier conducteur 2 courants d'amplitudes voisines, l'un de phase variable avec la fréquence, l'autre de phase fixe et en quadrature avant la résonance; dans un second conducteur également 2 courants, l'un de phase variable avec la fréquence, l'autre de phase fixe; et en quadrature arrière à la ré- sonance, on peut concevoir un certain nombre de va- riantes,
Par exemple, la branche 3 pourra com- prendre également de l'inductance.
Les branches 1 et 2 pourraient compren dre de la capacité. Los détecteurs pourraient être montés différemment comme, par exemple, suivant la figure 5,etc.... '