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"Perfectionnements apportés aux appareils de mesures éleotri-. ques, notamment aux ondemètres".
L'invention est relative aux appareils de mesures électriques, du genre de ceux pour lesquels les grandeurs électriques (résistances, selfs, capacités, longueurs d'onde etc). sont mesurées par une méthode indirecte, c'est-à-dire par une méthode suivant laquelle on fait varier les éléments d'un circuit dans lequel intervient la grandeur à mesurer, et on met en évidence les modifications correspondantes des caractéristiques du courant traversant ledit circuit; et elle concerne plus spécialement (parce que c'est en leur cas que son application paraît devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces appareils, ceux du genre des ondemètres, notamment pour la rediotechnique.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces appareils tels qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent,aux divers desiderata de la pratique, notamment qu'ils permettent de me-
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surer à la fois, ou de mettre en évidence, plusieurs gran- deurs de valeurs différentes.
Elle consiste, principalement, à agencer de manière telle, les appareils du genre en question, qu'ils comportent des moyens pour faire varier périodiquement à une fréquence convenable l'un au moins des éléments du circuit dans lequel intervient la grandeur à mesurer, et que les variations de courant qui en résultent soient mises en évidence optiquement en donnant lieu à une plage lumineuse qui, si la susdite fré- quence est assez élevée, puisse apparaître sensiblement conti- nue et fixe dans l'espace, la position ou l'orientation de cette plage lumineuse permettant de déduire la valeur de la grandeur à mesurer.
Elle consiste, mise à part cette disposition princi- pale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de pré- férence en même temps, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après,
Elle mixe plus particulièrement certains modes d'ap- plication (notamment celui pour lequel on l'applique aux on- deètres), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les appareils du genre en question comportant application de ces mêmes dis- positions, les éléments spéciaux propres à leur établissement , ainsi que les ensembles pouvant comprendre de semblables appa- reils.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complement de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
La fig, 1, de ce dessin, montre, en coupe schémati- que, un appareil du type des ondemètres, établi conformément à l'invention.
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La fig. 2 est un schéma de montage susceptible d'e- tre adopté pour un tel appareil.
La fige 3 montre, en élévation, l'un des éléments dudit appareil, tel qu'il se présente pendant une opération.
Selon l'invention, et plus spécialement selon ceux de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réa- lisation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exem- ple, d'établir un appareil destiné à permettre de mesurer une grandeur électrique, magnétique ou électromagnétique, par une méthode indirecte suivant laquelle on note le maximum ou le minimum d'un courant indicateur traversant un circuit dans le- quel intervient la susdite grandeur, oe oourant étant rendu variable par le faiL que l'on imprime à l'un des éléments du circuit (résistance, self, capacité, cadre tournant de radio- goniométrie etc.), des variations de grandeur ou de position appropriées, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue,
Jusqu'à présent, pour noter le maximum ou le minimum du courant indicateur,
on avait recours à des appareils de me- sure tels que des ampèremètres interposés dans le circuit; c'est de cette manière que l'on procédait par la méthode du pont de Wheas tone. On pouvait également repérer ce maximum ou ce minimum par des moyens acoustiques, ainsi qu'on le faisait en radiogoniométrie.
Ces méthodes ne permettent généralement pas de re- pérer les valeurs du courant avec une grande précision; en outre, si un même circuit est influencé par plusieurs gran- deurs à. mesurer, ce qui peut être le cas pour les ondemètres où-, à un instant donné; il existe plusieurs ondes incidentes de différentes longueurs, on ne peut mesurer simulanément les susdites grandeurs,
Pour permettre des mesures plus précises et plus ra- pides, on procède de façon telle, conformément à l'invention.
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que l'appareil de mesure comprenne des moyens pour faire varier nériodiquement, à une fréquence convenable, le ou les éléments variables du circuit, d'où il résulte que, par unité de tesps, le courant indicateur peut passer plusieurs fois par un maximum ou un minimum, et que les variations de ce courant soient mises en évidence optique-ment en donnant lieu à une plage lumineuse qui, si la susdite fréquence est convenable, puisse apparaî- tre sensiblement continue et fixe dans l'espace, la position ou l'orientation de cette plage lumineuse permettant de dédui- re la valeur de la grandeur à mesurer,
A cet effet, il semble particulièrement avantageux , d'une part,
de provoquer la variation de l'élément variable du circuit par un mouvement de rotation continu d'un organe mobile, et, d'autre part, d'utiliser une lampe au néon pour transformer l'énergie du courant indicateur en énergie lumi- neuse, auquel cas, pour faire apparaître la susdite plage lumi- neuse, on peut, soit projeter le flux lumineux de ladite lampe sur un disque tournant à la fréquence du susdit organe mobile, soit, comme représenté sur le dessin, projeter le flux lumineux, provenant de la lampe 1, su: un écran fixe 2, à l'aide d'un miroir 3 (prisme, lentille: etc.) porté par ledit organe mobile, soit procéder de toute autre manière conduisant au même résultat.
L'observateur aperçoit donc une plage lumineuse im- mobile, puisque l'intensité du courant est toujours la même, poux. une même position de l'organe rotatif autour de son axe.
Si la courbe du courant indicateur présente une pointe aiguë à l'endroit du maximum, la plage lumineuse se réduit à une
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étroite raie brillante 4 (fig. 3). Mais, dans certains cas, on pourrait obtenir une couronne illuminée en totalité sauf au voisinage des rayons correspondant au minimum; on utiliserait alors pour les mesures une méthode de zéro.
De toute façon, la position de l'image lumineuse Dermet de déduire la valeur de la grandeur à mesurer, soit à l'aide de tables, soit directement, si l'écran 2 ou autre com- porte une graduation convenable qui peut être éventuellement amovible, ce qui permettrait de remplacer une graduation par une autre, si l'on vient à modifier les constantes de l'appa- reil.
Sur le dessin, on a illustré une application parti- culière, mais bien entendu nullement limitative, suivant la- quelle l'invention est utilisée pour identifier les longueurs d'ondes de télégraphie ou de téléphonie sans fil.
On a recours par exemple à cet effet à un appareil comprenant, d'une part un circuit oscillant 5, dont la longueur d'onde propre peut être rendue variable à l'aide, par exemple de condensateurs variables 6 (selfs, cadres to@mants eto), ce circuit rentrant dans la constitution d'un montage 10 (fig.
2)tel, que les oscillations qui prennent naissance dans ledit circuit sous l'influence des ondes hertziennes, produisent en dernier lieu, une tension intermittente qui provoque l'illumi- nation de la lampe 1, le susdit condensateur étant du type à air et rotatif, d'autre part, un moteur 7 propre à entraîner, par exemple à une vitosse de 25 tours par secondes, les groupes d'armatures mohiles des cellules desdits condensateurs, tandis que les armatures fixes sont solide-aires du bâti 8 de l'appareil, et, enfin, les organes tels que 1 à 3 ci-dessus décrits.
Le miroir 3, par exemple du type cylindrique concave, sera avantageusement monté en bout d'arbre des condensateurs en faisant un angle avec l'axe de cet arbre, et renverra la
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lumière lui parvenant de la lampe 1 après avoir traversé une petite ouverture 9, sur la faoe interne d'un verre trans lui de pouvant constituer l'écran 2.
Le faisceau réfléchi donnera sur cet écran une image linéaire radiale dont la position angulaire , correspondant à celle du rotor, permettra de déduire la longueur de l'onde incidente correspondante. Cette Image sera examinée de l'exté- rieur, le pourtour de l'écran pouvant comporter une graduation en longueurs d'onde.
Le fonctionnement l'un tel appareil ressort déjà de ce qui précède et peut se résumer de la façon suivante :
Si on suppose que pour une position donnée du rotor l'accord se trouve réalisé sur une station en émission , le courant prenant naissance dans le circuit oscillant--et éven- tuellement amplifié à l'aide de tout dispositif amplificateur approprié--, traverse la lampe au néon qui émet une lueur plus ou moins continue suivant les variations marnes de l'émis- sion. Le faisceau lumineux donne donc sur l'écran une raie brillante.
Si on fait tourner le rotor, l'image brillante se déplace très légèrement en même temps qu'elle diminue d'in- tensité, et, lorsque l'accord est rompu, elle disparaît com- plètement pour reparaître après une révolution complète du rotor. Le même phénomène étant répété un certain nombre de fois par seconde, la même image apparaît et disparaît au même endroit, et l'oeil finit par ressentir une sensation de con- tinuité.
Le signal lumineux obtenu constitue donc un indica- teur d'émission et donne la longueur d'onde représentée par la position angulaire dudit signal.
En outre, et oooi constitue l'un des principaux avan- tages de l'invention, l'appareil permet de repérer simultané- ment plusieurs émissions. En effet chaque émission donnera lieu à une image distincte plus ou moins large et brillante suivant l'intensité de l'émission. Sur la fig. 3, on a représen-.
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té l'écran avec plusieurs images.
Un tel appareil permet donc d'avoir à chaque instant un résumé de l'état de l'éther, et de connaître sans tâtonnement le nombre et la longueur d'onde des diverses stations en aotivité, le début et la fin de chaque émission, les varia- tions possibles des longueurs d'onde (contrôle de la constan- ce de, ces longueurs d'onde), les émissions nouvelles, si brè ves et imprévues soient elles (recherche des postes clandes- tins).
L'utilisation d'un tel appareil, en combinaison avec un poste d'écoute, serait possible pour tous genres de communications télégraphiques ou téléphoniques, entre postes terrestres, ou entre avions et terre, ou entre avions et na- vires ou réciproquement. La combinaison dudit appareil et du cadre,radiogoniométrique pourrait donner aux avions un ta- bleau permanent des radiophares voisins et permettrait de les discriminer, quand à leur direction, par un déplacement approprié du cadre et quant à leurs signaux par une lecture optique immédia- te.
Le même appareil pourrait également jouer le rôle d'indicateur d'appel pour les postes centraux de communications sans fil.
On pourrait également utiliser la propriété qu'a cet appareil, de pouvoir trier les émissions, pour la réception si- multanée des signaux multiples provenant par exemple d'un poste météorologique automatique - ou dans tout autre cas où il serait av@ vantageux de recevoir, au moyen d'un seul appareil plusieurs messa ges simultanés mais d'ordre différents, ou enfin dans les cas où @ la variation de la longueur d'onde elle-même serait considérée comme un signal - doué d'un sens conventionnel.
Dans ce qui pro@ède, ou a supposé que les signaux lumineux obtenus étaient observés directement: mais l'invention s'étendrait à toute disposition permettant l'enregistrement pho-
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tographique, par exemple sur film, des s-ignaux modulés en question, et, en particulier, l'enregistrement simultané de plu- sieurs émissions.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisa-- tion de ses diverses parties ayant plus spécialement été envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes,
Résumé.
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"Improvements made to electrical measuring devices, in particular wave meters".
The invention relates to electrical measuring devices, of the kind for which the electrical quantities (resistances, chokes, capacitors, wavelengths, etc.). are measured by an indirect method, that is to say by a method according to which the elements of a circuit in which the quantity to be measured intervenes are varied, and the corresponding modifications of the characteristics of the current flowing through said circuit; and it concerns more specifically (because it is in their case that its application seems to offer the most interest), but not exclusively, among these devices, those of the wave meter type, in particular for rediotechnics.
Its main purpose is to make these devices such that they respond better than hitherto to the various requirements of practice, in particular that they allow me to
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surer at the same time, or to highlight, several sizes of different values.
It consists, mainly, in arranging the devices of the type in question in such a way that they include means for periodically varying at a suitable frequency at least one of the elements of the circuit in which the quantity to be measured intervenes, and that the resulting variations in current are optically demonstrated, giving rise to a luminous range which, if the aforesaid frequency is high enough, can appear substantially continuous and fixed in space, position or orientation of this light range making it possible to deduce the value of the quantity to be measured.
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions which are preferably used at the same time, and which will be discussed more explicitly below,
It more particularly mixes certain modes of application (in particular that for which it is applied to wave meters), as well as certain embodiments of said arrangements; and it relates more particularly still, and this by way of new industrial products, to devices of the kind in question comprising the application of these same provisions, to the special elements specific to their establishment, as well as to assemblies which may include similar devices. .
And it can, in any case, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawing, which supplement and drawing are, of course, given above all by way of indication.
FIG. 1 of this drawing shows, in schematic section, an apparatus of the wavemeter type, established in accordance with the invention.
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Fig. 2 is an assembly diagram likely to be adopted for such an apparatus.
Fig 3 shows, in elevation, one of the elements of said apparatus, as it appears during an operation.
According to the invention, and more especially according to those of its modes of application, as well as those of the embodiments of its various parts to which it appears that preference should be given, proposing, for example, - ple, to establish an apparatus intended to make it possible to measure an electrical, magnetic or electromagnetic quantity, by an indirect method according to which one notes the maximum or the minimum of an indicating current crossing a circuit in which the aforesaid quantity intervenes , oe o current being made variable by the weak that is imparted to one of the circuit elements (resistance, choke, capacitance, rotating radio direction-finding frame, etc.), appropriate variations in magnitude or position, we are 'y takes as follows, or analogously,
Until now, to note the maximum or minimum of the indicator current,
we had recourse to measuring devices such as ammeters interposed in the circuit; this is how the Wheas tone bridge method was used. This maximum or minimum could also be detected by acoustic means, as was done in direction finding.
These methods generally do not make it possible to locate the current values with great precision; moreover, if the same circuit is influenced by several quantities at. measure, which can be the case for wavemeters where-, at a given time; there are several incident waves of different lengths, the aforesaid magnitudes cannot be measured simultaneously,
To allow more precise and faster measurements, one proceeds in such a manner, in accordance with the invention.
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that the measuring apparatus comprises means for varying the variable element (s) of the circuit neriodically, at a suitable frequency, from which it follows that, per unit of tesps, the indicator current can pass several times through a maximum or a minimum, and that the variations of this current are highlighted optically by giving rise to a luminous range which, if the aforesaid frequency is suitable, can appear substantially continuous and fixed in space, position or l 'orientation of this luminous range making it possible to deduce the value of the quantity to be measured,
To this end, it seems particularly advantageous, on the one hand,
to cause the variation of the variable element of the circuit by a continuous rotational movement of a movable member, and, on the other hand, to use a neon lamp to transform the energy of the indicator current into light energy , in which case, to reveal the aforesaid luminous area, it is possible either to project the luminous flux of the said lamp on a disc rotating at the frequency of the aforesaid movable member, or, as shown in the drawing, to project the luminous flux, from the lamp 1, su: a fixed screen 2, using a mirror 3 (prism, lens, etc.) carried by said movable member, or proceed in any other way leading to the same result.
The observer therefore sees an immobile luminous range, since the intensity of the current is always the same, lice. the same position of the rotary member around its axis.
If the indicator current curve shows a sharp point at the point of the maximum, the luminous range is reduced to a
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narrow shiny line 4 (fig. 3). But, in certain cases, one could obtain a completely illuminated crown except in the vicinity of the rays corresponding to the minimum; a zero method would then be used for the measurements.
In any case, the position of the luminous image makes it possible to deduce the value of the quantity to be measured, either with the aid of tables, or directly, if the screen 2 or other comprises a suitable graduation which can possibly be removable, which would make it possible to replace one graduation by another, if the constants of the device have to be modified.
In the drawing, there is illustrated a particular application, but of course in no way limiting, according to which the invention is used to identify the wavelengths of wireless telegraphy or telephony.
For this purpose, for example, use is made of an apparatus comprising, on the one hand, an oscillating circuit 5, the specific wavelength of which can be made variable using, for example, variable capacitors 6 (inductors, frames to @ mants eto), this circuit entering into the constitution of an assembly 10 (fig.
2) such that the oscillations which originate in said circuit under the influence of radio waves ultimately produce an intermittent voltage which causes the illumination of the lamp 1, the aforesaid capacitor being of the air type and rotary, on the other hand, a motor 7 suitable for driving, for example with a vitosse of 25 revolutions per second, the groups of movable armatures of the cells of said capacitors, while the fixed armatures are solid-areas of the frame 8 of the 'apparatus, and, finally, the organs such as 1 to 3 described above.
The mirror 3, for example of the concave cylindrical type, will advantageously be mounted at the end of the capacitor shaft at an angle with the axis of this shaft, and will return the
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light reaching it from the lamp 1 after having passed through a small opening 9, on the internal faoe of a transparent glass which can constitute the screen 2.
The reflected beam will give on this screen a radial linear image whose angular position, corresponding to that of the rotor, will make it possible to deduce the length of the corresponding incident wave. This Image will be examined from the outside, the perimeter of the screen being able to include a graduation in wavelengths.
The operation of such a device already emerges from the above and can be summarized as follows:
If it is assumed that for a given position of the rotor the tuning is made on a transmitting station, the current originating in the oscillating circuit - and possibly amplified using any suitable amplifying device -, passes through the neon lamp which emits a more or less continuous glow according to the marl variations of the emission. The light beam therefore gives a brilliant line on the screen.
If the rotor is rotated, the bright image shifts very slightly at the same time that it decreases in intensity, and when the tuning is broken it disappears completely and reappears after a complete revolution of the rotor. . Since the same phenomenon is repeated a number of times per second, the same image appears and disappears in the same place, and the eye ends up feeling a sensation of continuity.
The light signal obtained therefore constitutes an emission indicator and gives the wavelength represented by the angular position of said signal.
In addition, and oooi constitutes one of the main advantages of the invention, the apparatus enables several programs to be detected simultaneously. Indeed each emission will give rise to a distinct image more or less wide and brilliant according to the intensity of the emission. In fig. 3, we have represented.
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tee screen with several images.
Such a device therefore makes it possible to have at any moment a summary of the state of the ether, and to know without trial and error the number and the wavelength of the various stations in aotivity, the start and the end of each emission, possible variations in wavelengths (checking the constancy of these wavelengths), new emissions, however brief and unforeseen (search for underground stations).
The use of such an apparatus, in combination with a listening post, would be possible for all kinds of telegraphic or telephone communications, between land posts, or between airplanes and land, or between airplanes and ships or vice versa. The combination of said device and the direction-finding frame could give airplanes a permanent table of neighboring radiobeacons and allow them to be distinguished, as regards their direction, by an appropriate displacement of the frame and as to their signals by an immediate optical reading. .
The same device could also act as a call indicator for central wireless communications stations.
One could also use the property which this apparatus has of being able to sort the transmissions, for the simultaneous reception of multiple signals coming, for example, from an automatic weather station - or in any other case where it would be advantageous to receive , by means of a single device, several simultaneous messages but of different order, or finally in cases where @ the variation of the wavelength itself would be regarded as a signal - endowed with a conventional meaning.
In what proceeds, or supposed that the light signals obtained were observed directly: but the invention would extend to any arrangement allowing the recording of photos.
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graphic, for example on film, of the modulated signals in question, and, in particular, the simultaneous recording of several programs.
As goes without saying, and as it follows moreover already from what precedes, the invention is in no way limited to those of its modes of application, nor to those of the embodiments of its applications. various parts which have been more especially considered; on the contrary, it embraces all the variants,
Summary.
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