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Titre : Appareil "Cou.pte-toure aut0tati..ue, bystèle G. i.:rchctl".
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1. Définition et àebtintion de L'bJDaroÀ.
Dans son principe, j.'n?parc:il est un àiipo-itif électro-optique trans:orL-ant des nodifichtions u'eclairement
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en 1&Apuibionb àe courant électri,u. coualc son no .'inai,,ue, l'erparm E été conçu ce façon s permettre de cou-pter autowatiquelent le nol.ore de tours et les aureee correepondantes de tout iecanibie en
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ouveent de rotation, Li effectue cette opération san. apporter a ce 6car.lse 1& moindre perturbat10n ou le moindre frottement bupplént&lre.
Sa destination principale ett 1'étaloinaie autowa- tiue des COL.PteUrS d'énergie électrique, u.ais l'emploi ne
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l'appareil n'est pas limité à cette fonction. Il permet
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l'étude du mouvement ae wécar.1s.es en rotation co"," en trsni-
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lation, en gardant toujours l'avantage de n'apporter aucune
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perturbation au wouveient étudié.
2. Principe du fonctionnewent. un faisceau lumineux iltu a'unc bource ae lumière
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ordinaireent solidaire ue l'appareil est projeté sur un
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organe appartenant au .écan1ee aont on désire étudier le wouvswsnt. La partie réfléchie de ce faisceau eLt recueillie sur une cellule photoélectrique dont les électrodes bont rac-
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cordées a une source de tension convenable. si l'organe en
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question possÈde une ou plusieurs taches dont le facteur de réflexion diffère de celui d4 fond voisin (s'il n'er.
possède par., on peindra des taches de couleur yar exemple), le courant - Mi
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deoite par la cellule subira des variations en proportion des
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4.odificitionb à'eclaire1ô-ent correspondant au passade de ces taches devant le faisceau lumineux.
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une particularité notable de l'appareil rezide dt.r.6 l'agencement du système optique \i.Ul rend concentrique le fais- ceaux Lu1=1neux émis par la bource solidaire de l'appareil et celui reçu en retour par lu cellule pfioto=lectrii,ue, ce ,ui permet l'éclairage sous incidence norusle oe l'organe etudié.
Il en résulte ,ue l'interposition d'une vitre ne réduit pratique- ment ,aï. la fenuibilite du dipom tif a l'encontre àe ce qui te passerait tout, éclairage oblique, par suite de reflets alors inévitablee. or, une pareille dilpozition serait exigée ei la concentricite des fbl±cebux lunslneux dont il vient d'être l"Uestl en n'était pas apeurée.
A titre d'exemple, dans le cas de l'étalonnage d'un
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compteur, le faisceau luaineux est projeté norxaleoent, au travers ce la fenêtre, sur la tranche du disque du rotor. Cet organe possèoe une tache de couleur sur son pourtour au passage
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de laquelle le courant de la cellule se ;modifie bruçgueient. ces variations de courant, d'amplitude très. réduite,
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sont ensuite utilittéee de diverses façonL : - soit transforiées en impulbions électriques ne fort débit par modification de la polarité de la grille d'une triode at@os- pnere gazeuse (thyratron).
- soit amplifiée au moyen d'un ou de plusieurs étages de lampée
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apll1icatrlces a électrodes multiples.
- soit par combinaison de ces deux procédés, l'amplification précédant l'attaque d'un thyratron.
Les variations ou impulsions de courant de fort débit
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ainei produites peuvent être étudiées en elles-mêc.es (par exem- ple pour une étude oscl11ographlue). Elles seront la plub sou- vent utilisées a actionner directement ou indirectement un bye- téme de relais électro-éc&nlU88 abourant l'enreglstrewent d'un nombre arbitraire mais défini d'impulsions et perttant à l'aide de diappsitifs chronouétri4uen annexes, la détermination précise de la durée correspondante a cet enregistrement.
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pant le cas de l'étalonnage a'un compteur, chaque impulaion étant provoquée par le passage de la tache du disque devant le faisceau lumineux, l'appareil permettra la détermina- tion exacte du temps écoulé au cours d'un nombre de révolutions du rotor choibi d'avance.
L'appareil est normalement alimenté en courant alter- natif par le rébeau, il peut également, moyennant certaines moei- fications être alimente en courant continu au moyen d'un jeu de batteries approprié.
3. Description oe l'apparell réalise.
Cette description est donnée a titre exeplatif non limitatif.
Nous décrirons en prêcher lieu la tête optique, qui est le seul élément de l'appareil dont les particularités cons- tructives soient a noter, pour passer ensuite a l'examen du achema et du fonctionnement électrique. pour la clarté du langate, nous nous placerons danb le cas concret de l'étalonnage d'un compteur.
A. Tête optique,
La fig. 1 représente une coupe méridienne faite au travers de la tête optique.
La lape L. dont la position est réglable b volonté dans les 3 directions, est placée devant un système optique conLtitué par deux lentillee A et B qui permettent de focaliser l'image du filament en F sur la tranche du disque D d'un conp- teur aprèb que le faisceau lumineux ait traversé normalement la vitre V de la fenêtre de ce dernier.
La lampe est choisie d'un modèle a filament ramassé (type aicroprojection) de façon a créer une limage concentrée et brillante.
La lumière réfléchie en F pénètre ensuite à l'intérieur du c6ne C et vient frapper la surface aenaible d'une cellule pho- toélectrique p de forwe toroldale dont l'axe coïncide avec celui des lentilles. Cette disposition en anneau de la cellule permet ainsi le passage du faisceau incident au travers du pertuis
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csntrrl et .68ure par ailleurs a la surface eenbible a1sposée en couronne un cié9reloppement conbiderable gui dispense de toute concentration opt1ue des rayons reléch1b.
Le cône C sert a lu fois de protection de 1e ceilule T18-a-vla des rayonnements etrangers et de fixation ut celle-ci.
6 cet effet, deb encock.e. sont âitntigées p-rtie dlinb la base cu c8r.a C et partie dans I'eLbube E. de façon enserrer les 3 cornes ue .a c6lule il prébente sur son pourtour. Cette ilèce E. en forwe de cuvette cylm urique, sert de logelent a la cellulu .,ul y repote par l'1nterédia1re de feuilles de caoutcilouc e. Sur cette 1-ÎL-e Pièce se fixe le support de lentille S; la lentille A ebt naintenue en plce par une couronne a vis, la lentille B par
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un capuchon avec fixation a bayonnette.
En arrière de la pièce E se fixe encore un manchon
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cylindric,ue 111. pourvu d'un large orifice pour le paseape de la lpe L; ce nchon se fixe lUl-ê à l'arrière sur une eba8e solidaire d'un gond G peruettant d'orienter la tête a volonté.
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Ce gond d'ailleurs est relié a un anneau avec vis de serrage
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coulissant sur la tige verticale a'un pied a(uovlble et règlant
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la auteur de l'ensemble. L'interposition d'une tringle supple-
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enta1re perl.et de plus de donner a la tête une position quel- conque aroitrairement ciioisie. On peut en particulier disposer la tête verticaleaant pour l'étalonnage dea compteurs aiguilles ou des chronometree.
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La tête est encore solidaire deb tôles T et U qui cons- tituent lateralement un Petit coffret dans lequel be loge une
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trioàe aWPllf1ctrlce. Une tôle mince 8uléente1re. non re- présentée sur la figure, encapuchonne a la fois ce coffret et l'ewb88e E de façon a recuvr1r et Protéger les cornes de verre de la cellule eu.ergeant lors des encoche8 dont Il a ete loue8t1on
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ci-desbus.
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B. Fonct1onnent électr1ue.
Le fonctionnement de l'appareil resulte du schéma elec- tric,ue représenté en figure 2.
Un tranbforc.,steur dont le Primaire est adapté à la ten- sion du réseau et a secondalre8 ultiple8. alla-ente les différente
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circuit± que comporte l'appareil (2 l'exception, dar.b le cas présent, du circuit de mesure du temps).
Une tension de 6 V anoure le chauffage de la lampe I que nous avons rencontrée dans la tête optique, et du filaient d'une triode amplificatrice A dont il a été également fait mention ci-deasus..
Le schéma fait voir comment la polarisation de la grille de cette amplificatrice dépend directewent du courant traversant la cellule photoelectrique p et par conséquent de l'eclairement de celle-ci, cette cellule a sa cathode raccor- dée a une extrémité d'une tension de 7U V et son anode est reliée par l'intermédiaire d'une résistance de 2 mégohms au contact mobile d'un rhéostat potentiométrique Rh 1 branché sur une tension de le V environ. Celle-ci est divisée en deux parties, inégales d'ailleurs, et la prise intermédiaire est raccordée d'une part a la cathode de l'amplificatrice. 'autre part a l'autre extrémité de la tension de 70 V. De plus, la grille de l'amplificatrice est reliée a l'anode de la cellule par l'intermédiaire d'une résistance de 50.000 ohms.
Le rhéos- tat Rh 1 n'a d'autre objet que de régler le niveau moyen de la polarisation de cette grille.
Avant de poursuivre l'étude du fonctionnement, il importe de remarquer que tous les organes de commande de l'appa- reil, cellule photoelectrique p. triode amplificatrice A et thyratron T étant des éléments rectifiant, et l'alimentation étant alternative, il s'en suit que seules les alternances positivant les anodes seront active.. les autres ne faisant que bloquer les organes précitée. Moyennant quoi nous pourrons raisonner par la suite comme si les sources qui les alimentent étaient des sources continues, sachant bien qu'elles ne pourront débiter qu'une alternance sur deux.
Le schéma est dessiné de telle manière qu'a un moment donné Par exemple toutes lee extrémité, inférieure, des enroule- @ents becondaires sont simultanement positives; cette polarité .et celle des alternance, active,.
Si maintenant la lumière reçue par la cellule diminue @
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comme ce berait le cas ai une tache aombre venait a passer devant la tête optique, le courant qui la traverse diminuera également et il en sera de même de la chute de tension dan la rébibtance de 2 mégohms. il s'en suit que e potentiel de la grille s'élèvera par rapport a celui du filament permet- tant a la triode de déoiter davantage. ll faut signaler ici que l'anode de l'amplificatrice est reliée a l'extrémité convenable d'un enroulement de 140 V dont l'autre extremté est raccordée au filament.
Toutefois ce raccord n'eat pas direct, maie b'effectue par l'intermedisire d'une résistance fixe de 3000 ohms et les chutes de tension dans cette resistance variables avec le déoit, vont servir actuellement a contr8ler un relais électronique constitué par un thyratron ou triode a atmosphère gazeuse.
A cet effet, la grille de ce thyratron est reliée a la cathode de l'amplificatrice par l'intermédiaire d'une resis- tance de protection de luuOO ohms, tandis que le potentiel de son filament est déterminé par la position du contact mobile d'un rhéostat potentiométrique Rh 2 branche sur une fraction de la tension de 140 V. La résistance de 3000 ohms dont il vient n'être question est ainsi placee entre ces deux electroces et il en résulte que lorsque le débit de l'amplificatrice augmen- te, le potentiel de la grille du thyratron s'accroît également. moyennant des réglages appropriés des rhéostats Rh 1 et Rh 2 on peut ainei faire franchir au thyratron le seuil de la décharge.
Si actuellement la clef Cl 1 cet en position de marche l'alimentation anodique de 100 V du thyratron débitera a chaque décharge a travers l'electro E d'un sélecteur S (du type de la téléphonie automatique) et le phénomène es reproduira en fin de compte chaque foie que l'éclairement de la cellule p aura été réduit dans une certaine meaure,par suite par exemple du passage de la tache d'un compteur devant l'ouverture de la tête optique.
Chaque fois que l'électro E cesse d'être excité, le bras du sélecteur S avance d'un cran. Pour empêcher son fonc- tionnement intempestif lors des alternances inactives. qui cou- pent necessairement la décharge dans le thyratron T, on a monté
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l'electro E en diagonale d'un pont de @heatstone dont les 4 branchée sont constituées par des éléments redresseurs (Red. 1).
Cette disposition permet au courant alimenté par la self induc- tion de l'électro ; de se prolonger quelque peu et si les condi- tione n'amorçage se retrouvent encore a l'alternance active uuivante, le courant dans cet électro reprendra sa valeur pri- mitive sans avoir été interrompu. Il n'y aura donc en définitive qu'un fonctionnement par passage de tache. il reste maintenant a utiliser l'action du sélecteur pour commander un dispositif de mesure du tewps. Celui-ci peut être réalisé de diverses manières. Nous indiquerons le moyen qui nous a paru le plus précis : il repose sur l'emploi d'une source de tension auxiliaire a fréquence stabilisée (engendrée par électro-diapason) alimentant un compteur de secondes à moteur synchrone. Cet ensemble permet la mesure de durées à la précision du centième de seconde.
Le sélecteur est a deux étages de 50 contacts chacun. fartant de la position de repos (r), le passage initial de la tache du compteur en essai amène son oras mobile sur le plot de départ (o). Cette manoeuvre apour effet, à l'un des étages du sélecteur, de fermer le circuit du compteur de secondée sur la source a fréquence stabilisée et de le mettre en marche.
Le maintien de la fermeture de ce circuit pour les positions ultérieures du bras du sélecteur est assuré grâce à un relais polarise R 1 a deux enroulements, dont un d'autoexcita- tion. L'action de ce relais est commandée par le plot o du second étage de contacts du sélecteur, qui ferme le circuit d'un dernier enroulement secondaire du transformateur o'allmentation dont les deux alternances sont ici utilisées grâce 4 un second redresseur (Red. 2).
@ L'arrêt du compteur de secondes après un temps corres- pondant à un nombre déterminé de passages de taches, donc de tours du compteur, est assuré par l'emploi d'un commutateur C à positions multiples et a deux étages de contacts également. ,
Supposons que ce commutateur soit placé sur la position marquée n. Cette indication correspond au fait que les 2 plots du commutateur alore en service sont reliée aux n ères plote
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après les plote 0 du .électeur. respectivement étage à étage.
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Lor8u'.prè8 n tour. du compteur étudié, le bras Lu Electeur paient . ce n1 m plot, à'induit au compteur de secon- deb est 8 brubque1>ent en court-circuit et ce compteur s'arrête tune retintance adaitionnelle est maintenue en série avec la bour- ce de façon a ne pas court-circuiter celle-ci. siwulzanéwent,=ar les contacts de l'autre étage, un second relais h 2 est lL sous tension et son action ouvrant l'enroulewent d'autoexcitation du relais R 1 lioere ce dernier empêchant le compteur de seconde de se remettre en marche au passage de tac..e suivant.
En guise de variante pour la mesure du te-ps. on peut
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utiliser ..action du sélecteur pour delencrier l'env,m à'impulsions assurant la mise en marche et l'arrêt d'un chronographe a commande électrique.
Quel que soit le procédé utilisé, c'est toujours la même phase du tour du disque du compteur, au moment ou la tacne
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.quitte le spot iusaneux, qui détarm ne ilavanceuent du bras du sélecteur et c'ebt ce dernier mouvement, et lui seul, qui provo- Ùue la uae en marche et l'arrêt du cowptdur de secondes;
ae sorte que s'il y a décalage entre l'effet et la cause, aucune erreur n'est introduit, dans la meaure de la durée, car il y a cotation .argile au début et a la fin. faction des relaib R 1 et R 2 ne s'exerce qu'a la suite du mouvewent du bras et n'a d'autre effet que de prolonger des états de @lse en ou hors circuit
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L'appareil est encore pourvu de .,uel4uea d1po1t1fe complémentaires qui assouplissent et facilitent grandement son maniement.
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al En Pre1>ier lieu, en abaissant la clef Cl 1 en position "Retour- on provoque des ctlons auccoeoiven et rapides de l'électro E du sélecteur jusqu'a ce ue le bras de ce dernier soit ramené à la Position de repos (r) ou nous leuvons OuPPO06 établi au début.
A ce molient un bousage solidaire du bras ouvre un contact et fait cesser la manoeuvre. Après une meaure. l'appareil eat ainsi remie rapidement en état d'en reprendre une autre. b/ une touche de contact Ct en ferment un circuit en dérivation
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sur la triode P!lflcatrlc.
permet de provoquer une décharge dans le thyratron lodépendamment du passage de lu tache du comp- teur étudié, chacune de ses .-.étions réduira donc d'une unité le nombre de tours Maure vis-a-vis de celui indiqué par le commutateur c et l'on uupplée ainsi aux lacunes de ce dernier
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1%ui ne Ëoebède que lu pobitiona) pour obtenir la mesure corres- pondant a un nombre absolument quelconque de tours du compteur (pour autant qu'il soit inférieur au maximum permispar le eélec- tour). c/ Une clef cl 2 permet d'insérer aune le circuit anodique de
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l'amplificatrice A un 111awpèreetre et de suivre les varia- tions du courant de cette triode commandé par la cellule.
Cet
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1netruwent facilite grandement les réglages des rhéostats potentiotr1ues. il permet de suivre toutes les variations d'éclat de l'objet étudié. d/ Enfin la même clef Cl 2 per-et d'autre part d'insérer un vibreur
V dans le circuit anodine du thyratron T qui se mettra en service lors des déchargea de ce dernier. Le signal acoustique ainsi pro- voqué avertit l'opérateur du passage de la tacne et le dispense d'une attention longue et fastidieuse lors par exemple des essaie de contrôle d'absence de marche a vide ou de détermination de la puissance de démarrage de compteurs.
4. Résumeet avantagea.
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En résume, le caractère diatinctW' ce l'appareil rébide dans une application nouvelle de la cellule pnotoélectrique. transfèrent ses modifications d'éclairement en impulsion, elec- tri,uea. L'appareil est spécialement adapté au comptage sutoma- tique du nombre de tours de mécanisme, en mouvement de rotàtion et a la mesure de la durée correspondante, sans causer à cee mécanisme, la moindre perturoation.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.