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Fréquencemètre.
On sait qu'il est avantageux de mesurer la fréquence d'une tension alternative en la comparant avec la fréquence connue de la tension d'un oscillateur. On superpose la tension alternative produite à la tension à mesurer et on fait apparaître par un pro- cédé quelconque le flottement obtenu par redressement. Si la ten- sion de flottement est très faible, il convient d'ajouter un dis- positif d' amplification.
La fréquence de flottement Fs est égale, ainsi qu'on le sait, à la différence entre la fréquence à mesurer F et la fréquence de l'oscillateur Fo, c'est-à-dire à F- Fo ou Fo- F. La tension de flottement d'une fréquence déterminée est donc produite d'une part par une tension d'oscillateur à une fréquence plus petite que la fréquence à mesurer et d'autre part par'une tension à une fréquence plus grande que cette fréquence, de sorte qu'en principe la mesure de fréquence est à double signification.
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Si on transmet la tension de flottement obtenue par redresse- ment à l'instrument de mesure, par l'intermédiaire d'un dispositif conducteur, par exemple d'un amplificateur, on peut, si on connaît la dépendance de fréquence de ce dispositif, rapporter la mesure de la fréquence à celle du maximum ou du minimum de la tension de flottement.
Si pour représenter la question sous forme de diagramme, on porte en abscisse la fréquence Fo de la tension de l'oscillateur à superposer et en ordonnée la tension de sortie à fréquence de flot- tement correspondant aux fréquences de l'oscillateur, on obtient un diagramme de variation des tensions, représentée par les cour- bes a et b de la fig.1 du dessin annexé, qui comporte ceux figures, F étant la fréquence à mesurer. Si la fréquence de l'oscillateur prend la valeur F, puis des valeurs croissant d'une manière conti- nue, la fréquence de flottement de valeur initiale nulle croît éga-, lement d'une manière continue. La tension à fréquence de flottement mesurée à la sortie du dispositif conducteur varie alors suivant une forme qui correspond à la dépendance de fréquence du dispositif conducteur.
Par suite, la courbe b de la fig.1 représente en même temps la dependance de fréquence àu dispositif conducteur.
Le même phénomène se reproduit en conséquence, lorsque la fré- quence de l'oscillateur de valeur initiale F varie en prenant des valeurs plus faibles. La courbe a représente donc la courbe de va- riation de la tension ou de la dépendance de fréquence symétrique de la courbe b.
Il résulte de la signification du diagramme des courbes a-b, que d'une part la mesure de la frequence rapportée à une mesure de tension a une signification double, lorsque la mesure s'effectue d'après le maximum de la tension à fréquence ue flottement etd'au- tre part que cette mesure a même une signification triple, si elle s'effectue d'après le minimum de la tension à fréquence de flotte- ment.
Pour faire disparaître la double signification de la mesure de
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fréquence effectuée d'après le maximum du flottement, on fait subir, suivant l'invention, dans le fréquencemètre, une variation périodique à la fréquence de la tension superposée de l'oscilla- teur. Ce perfectionnement est expliqué ci-après à l'aide du dia- gramme précité.
La courbe c de la fig.l correspondra la variation périodique de la fréquence de l'oscillateur, dont la valeur moyenne est égale par exemple à la fréquence à mesurer F. Au cours des' diverses pé- riodes, la fréquence'de l'oscillateur prend deux fois chacune des valeurs comprises entre les valeurs des fréquences limites indi- quées par les traits en pointillé. Il en résulte que la valeur effective mesurée de la tension de sortie ne peut plus devenir nulle dans le cas où la valeur moyenne Fo = F. La variation de la tension de sortie rapportée à la valeur moyenne Fo prend alors par exemple la forme de la courbe d en pointillé-.
Plus la variation pé- riodique de la fréquence est grande, plus le diagramme initial des @ courbes a-b s'élargit et s.'aplatit. La variation périodique de la fréquence ne doit pas dépasser une certaine valeur. Si la différen- ce de fréquence entre F et la valeur Fo correspondant à Amax de la courbe a ou de la courbe b est égale à df, il convient de choisir, pour arriver à des résultats utilisables dans la pratique, pour la variation périodique de la fréquence de la tension de l'oscilla- teur une valeur qui ne soit pas inférieure à 2df.
Pour faire disparaître le défaut d'uniformité, qui subsiste de la courbe résultante de la tension de sortie et qui est nuisi- ble à la mesure effectuée d'après le maximum'de la tension, on mesure, suivant une autre caractéristique de l'invention, la ten- sion de sortie à fréquence de flottement au moyen d'un voltmètre mesurant les pointes de tension.
Si au lieu de mesurer la valeur effective, on mesure la tension de pointe de la tension de sortie pulsatoire, les défauts d'uniformité en forme d'ondulations dispa- raissent de la courbe de variation de la tension de sortie. On obtient alors, en admettant que la variation périodique de la ten-
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sion de l'oscillateur ait une valeur déterminée d'après les consi- derations antérieurement exposées, des courbes représentant la va- riation de la tension de sortie à fréquence de flottement, du type de la fig.2.
La courbe 1 de cette figure est determinée pa.r un dis- positif conducteur entre le redresseur et le voltmètre mesurant les pointes de tension et de très faible largeur de bande, tandis que la courbe 2 correspond à un dispositif ae mesure, dont le uis- positif conducteur comporte une large bande de passage. Plus la longueur d'onde de la fréquence a mesurer est courte, plus on cherchera à obtenir une courbe de mesure élargie 2 au lieu d'une courbe étroite 1, afin de trouver sans difficulté la fréquence à mesurer, lorsqu'on la cherche avec l'appareil de mesure en faisant varier la valeur moyenne de Fo.
Ainsi qu'il a déjà été dit, la. courbe de variation de la ten- sion de sortie rapportée à la fréquence moyenne de l'oscillateur s'élargit indépendamment de la largeur de bande du dispositif conducteur intercalé, dans la mesure où la variation périodique de la. fréquence de la tension alternative de l'oscillateur augmen- te. Cette circonstance peut être mise à profit avec avantage dans la recherche d'une fréquence a mesurer, en réglant d'abord l'oscil- lateur pour une variation périodique assez forte et après avoir trouvé la fréquence a mesurer, en diminuant la variation périodi- que de la fréquence, pour arriver ainsi à une mesure précise de la fréquence.
Le spécialiste reste libre d' appliquer également dans le procédé suivant l'invention, tous les moyens connus utilisés dans la mesure de la fréquence, et consistant par exemple à obtenir la fréquence à superposer par multiplication de la fréquence ou sous forme de fréquence d'harmoniques supérieures.