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Dispositif pour la mesure ou la comparaison exactes d'impédances
Dans la technique et plus particulièrement dans la construction d'appareils récepteurs de T.S.F. dont la syntoni- sation s'opère à l'aide d'un seul élément de manoeuvre, il arrive souvent que plusieurs self-inductances ou capacités doivent être rendues exactement égales l'une à l'autre. Comme, en raison de la sélectivité toujours croissante, les exigen- ces imposées aux différents circuits augmentent toujours, il est très important de pouvoir disposer d'un appareil de mesu- re permettant de comparer très exactement les impédances l'une à l'autre et convenant pour être utilisé dans les usines.
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Du fait qu'à l'heure actuelle les appareils récepteurs de T.S.F. sont habituellement fabriqués en série, la première condition à laquelle l'appareil de mesure doit satisfaire, est que la mesure doit pouvoir être effectuée rapidement et par des personnes non spécialistes.
Pour la comparaison exacte d'impédances, convient plus particulièrement le montage connu en pont de Wheatstone qui doit être alimenté en courant alternatif à fréquence assez élevée si, comme c'est le cas en radio-technique, les self-inductances et les capacités à comparer sont faibles.
Lorsque la fréquence augmente, les inconvénients rencontrés dans la mesure par suite des impédances parasitaires toujours présentes, augmentent de sorte qu'il est nécessaire de prendre des mesures spéciales pour pouvoir y remédier.
L'invention concerne un dispositif dans lequel les capacités parasitaires mentionnées ci-dessus ne se produisent pas ou au moins se neutralisent d'une manière très simple.
On obtient généralement la neutralisation mutuelle des impédances parasitaires de la manière suivante : les différents éléments constitutifs du dispositif entre lesquels ces impédances se produisent, sont blindés l'un par rapport à l'autre au moyen de bottiers en matière conductrice qui sont reliés entre eux ou à la terre, ou encore de ces deux manières à la fois. Dans les installations connues, le pont est blindé par rapport aux éléments voisins et, par conséquent, aussi par rapport à la génératrice à haute fréquence qui fournit le courant d'alimentation. Un des pôles de cette génératrice est habituellement relié à la terre. Le pont peut être alimenté, par exemple, par l'intermédiaire d'une génératrice à haute fréquence dont les enroulements doivent être blindés
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statiquement l'un par rapport à l'autre.
Ce mode de construc- tion donne lieu à des pertes considérables de sorte qu'il est nécessaire de donner à ladite génératrice à haute fréquence des dimensions très supérieures à celles requises par la dépense d'énergie réelle du pont, ce qui est un grand défaut puisque le prix de cette génératrice constitue une partie considérable du prix total de l'installation.
L'invention a entre autres pour but de remédier à cet inconvénient. Conformément à l'invention, le montage en pont est relié directement à la génératrice et l'ensemble, éventuellement avec un des enroulements ou les deux enroulements de la génératrice à basse fréquence qui alimente la génératrice, est entouré d'un écran en matière conductrice qui est relié à un des points du pont entre lesquels se trouve l'appareil de mesure. Ce point est, de préférence, le point commun aux impédances à mesurer. Les éléments constitutifs sont aussi séparés individuellement l'un de l'autre au moyen d'écrans mais ceci peut être réalisé de telle façon qu'il ne se produise sensiblement pas de pertes.
Le blindage par rapport aux éléments voisins est transféré au transformateur d'alimentation dont l'enroulement secondaire est blindé aussi bien que possible par rapport à l'enroulement primaire et au noyau. Dans ce cas, les pertes d'énergie ne se produisent sensiblement pas puisque la fréquence n'est que faible. Des pertes éventuelles n'auraient aucune influence appréciable sur le prix total de l'installation parce qu'il s'agit ici de courants à basse fréquence.
Le mode de construction conforme à l'invention, présente l'avantage supplémentaire d'un blindage permettant
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d'une manière très simple d'obtenir la neutralisation mutuelle des impédances parasitaires éventuelles. D'autres avantages ressortiront de la description suivante dans laquelle l'invention va être expliquée en détail avec référence à quelques modes de réalisation.
La figure 1 représente le montage en pont commun.
Z1 et Z2 désignentles impédances à comparer, C1 et C2 sont deux impédances, de préférence des capacités, qui doivent être aussi exactement égales que possible. E désigne la génératrice fournissant l'énergie à haute fréquence requise et V désigne l'appareil de mesure qui pour augmenter la sensibilité, peut être précédé d'un certain nombre de tubes amplificateurs.
Si l'on veut obtenir une grande exactitude, toutes les impédances parasitaires en dérivation sur les branches du pont doivent être égales l'une à l'autre et des couplages entre les différentes branches doivent être évités. A cette fin, les éléments constitutifs doivent être blindés et les écrans doivent être reliés à l'extrémité d'une des branches.
En outre, chacun des points A,B,D et F possède à son tour une certaine impédance par rapport au voisinage, ces impédances se manifestant comme des impédances parallè- les aux branches du pont. Conformément à l'invention, le montage en pont ainsi que la génératrice à haute fréquence et le transformateur sont montés à l'intérieur d'un bottier métallique qui est relié au conducteur reliant les impédances à comparer. Il est nécessaire que ces dernières impédances puissent être remplacées à tout moment voulu et pour cette raison elles se trouvent naturellement en dehors du bottier.
Par la mesure décrite le voisinage du dispositif se trouve
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exactement déterminé. En outre, chacun des éléments constitutifs est blindé à son tour de telle façon que toutes les impédances parasitaires entrant en ligne de compte puissent être neutralisées d'une manière simple.
La figure 2 représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention. 1 désigne le bottier destiné au blindage de l'ensemble et relié, de préférence, au point F. Les impédances à comparer ou à mesurer sont raccordées en Z1 et Z2. Il est très important de déterminer les impédances parasitaires des points A,B,E et F par rapport au voisinage de telle façon qu'il soit possible d'une manière simple de les faire se neutraliser.
L'impédance existant entre D et F n'agit que sur la sensibilité mais¯ne peut pas donner lieu à des erreurs de mesure.
Les impédances existant entre A et le bottier, et entre B et le bottier sont respectivement connectées en parallèle avec les branches A-F et B-F du pont. Ces impédances doivent être rendues aussi exactement égales l'une à l'autre que possible. Si l'on désire alimenter la génératrice à partir du réseau à courant alternatif,on se heurte à des inconvénients qui sont supprimés par l'invention.
On obtient ce résultat en interposant un transformateur spécial entre le réseau à 50 périodes et la génératrice E. L'enroulement primaire est blindé par rapport à l'enroulement secondaire au moyen de l'écran 2 qui est relié au bottier 1. L'enroulement secondaire est disposé à l'intérieur d'un écran 3 à l'intérieur duquel se trouvent également les conducteurs allant à la génératrice. L'intervalle entre l'enroulement secondaire et l'enroulement primaire ainsi que celui entre l'enroulement secondaire et le noyau sont, de
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préférence, grands de sorte que la capacité existant entre les enroulements n'est que faible. Le bottier blindant l'enroulement seoondaire est relié au point A. La génératrice à haute fréquence est également montée à l'intérieur d'un bottier qui est relié au point B.
De préférence, la capacité existant entre les bottiers de blindage 4 et 1 doit être maintenue faible. L'enroulement secondaire ainsi que le bottier destiné au blindage de la génératrice, doivent être disposés de manière à être isolés du bottier 1, de telle façon que les pertes diélectriques soient réduites autant que possible. Ces remarques s'appliquent aussi aux condensateurs C1 et C2. Ils doivent aussi être blindés pour empêcher que lors du réglage de ces condensateurs les capacités parasitaires existant entre les points A ou B et le bottier 1 va- ri ent.
Quand la mesure s'opère avec des fréquences très élevées il est absolument nécessaire de monter les éléments constitutifs du pont de telle façon, par exemple sur du verre, que des pertes ne se produisent pas. En outre, la surface intérieure du bottier doit être nue à cet effet et non peinte. Avec la disposition décrite, on peut aisément obtenir, au moyen des condensateurs C6 et C7,que les impédances parasitaires mentionnées ci-dessus se neutralisent.
La figure 3 représente une variante du dispositif décrit ci-dessus, qui permet d'obtenir une neutralisation mutuelle très exactedes capacités. Le dispositif représenté comprend un commutateur reliant les points A et B aux bornes extérieures X et Y et monté à l'intérieur d'un bottier de blindage relié à un des points A ou B (A sur la figure). Le condensateur C1 possède une capacité constante, C2 se compose
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de trois condensateurs C3, C4 et C5 dont C3 a une valeur fixe qui est inférieure à celle de C1. C4 peut être réglé du dehors et sa valeur est une faible fraction déterminée de celle du condensateur C3.
C4 montre une augmentation de capacité constante par unité de déplacement angulaire et il sert à pouvoir mesurer en pourcentage l'inégalité de Z1 et de Z2On a prévu, en outre, un petit condensateur C5 réglé de telle façon que dans la position médiane de C4, les condensateurs Cl et C2 soient égaux. Le réglage de C permet alors de faire différer C1 et C2 d'un pourcentage connu.
Les capacités parasitaires existant entre A et F et entre B et F sont désignées, respectivement, par C6 et C7. Si la mesure montre que C6 est supérieure à C7 , un condensateur artificiel variable C8 est monté en parallèle avec C7 de telle façon que Cg = C7 + C8 = C6.
Pour régler C5 et C8 à la valeur exacte, on procède comme suit:
Aux bornes X-F et Y-F sont raccordés, respectivement -des condensateurs Ca et Cb dont l'un doit être variable. Le réglage exact de Ca et de Cb, de C5 et/ou de C8 permet d'obtenir que dans les deux positions du commutateur le voltmètre V n'indique pas de tension.
On a par conséquent
EMI7.1
Cl = Ce + Ca C2 C6 + Cb et
EMI7.2
cl = Ces cr2 ce + Ca Il s'ensuit que Ca = Cb = C.
Pour le réglage on effectue, de préférence, deux
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mesures successives, c'est-à-dire que d'abord on prend C grand par rapport à C6 et Cg. Si l'on règle alors C5 (C8 demeurant constant) de telle façon que les équations préci- tées soient respectées, C1 et C2 sont déjà presqu'égaux l'un à l'autre. Pour la seconde mesure un prend C inférieur ou à peu près égal à C6 et Cg. Puis, C8 est réglé (C5 demeu- rant constant) de telle façon qu'à nouveau les équations soient valables.
C8 et Cg sont alors presqu'aussi exactement égaux l'un à l'autre que c'était le cas pour C1 et C2. Pour obtenir une égalité très exacte, les mesures peuvent être répétées à plusieurs reprises. Apres le réglage, on laisse
C5 et C8 dans la dernière position qu'on leur a donnée.
Pour effectuer une mesure on ne commande que le condensateur
C4.
Un autre mode de réalisation est représenté sur la figure 4. La génératrice ainsi que le commutateur A,B,P,Q sont montés à l'intérieur d'un bottier 10 qui renferme aussi l'enroulement secondaire du transformateur. Ce boîtier 10 est relié au point B et est entouré d'un bottier plus grand
11 à l'intérieur duquel sont disposés les condensateurs
Cl et C2 , ce dernier boîtier étant relié au point B. Dans ce cas, Cl peut également être composé, comme le montre la figure 3, de condensateurs.
Si le bottier de la génératrice est convenablement disposé, la capacité existant entre ce bottier et le bottier
11 peut jouer le rôle de capacité constante C3. Ceci permet d'économiser un des condensateurs fixes. Les éléments consti- tutifs décrits ci-dessus ainsi que le noyau et 1(enroulement primaire du transformateur alimentant la génératrice, sont montés à l'intérieur du bottier conducteur relié au point F.
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tient de la sorte une construction exactement symétrique ce qui permet de réduire au minimum le nombre des condensa- teurs requis. Pour obtenir une symétrie extrêmement exacte, il est avantageux de relier une plaque réglable 15 à l'un des bottiers. Les condensateurs Ci et C2 peuvent être supprimés.
Le restant de la construction ultérieur se voit assez distinctement sur la figure pout être compris sans explication.
La génératrice peut comprendre un ou plusieurs tubes amplificateurs. En outre, le courant alternatif débité par le transformateur peut être amené directement aux anodes ou être préalablement redressé.