BE475234A - - Google Patents

Description

  Perfectionnement apporté aux dispositifs de modulation par capacité

  
Cette invention concerne les dispositifs a capacité variable et particulièrement les dispositifs de modulation en fréquence pour appareils modulateurs en fréquence tels que les altimètres du type à modulation en fréquence ou type F M.

  
Cette invention sera décrite dans son application aux altimètres F M ou indicateurs de distance F M. Les altimètres

  
F M sont bien connus, de tels altimètres étant décrite dans le

  
brevet Bentley 2.011.392 et dans le brevet Espenschied 2.045.071.

  
Dans ces systèmes une onde radio-électrique, rayonnée sur une surface ou un objet réfléchissant,, est périodiquement modulée en fréquence. Dans un récepteur placé tout près du point d'émission, le signal réfléchi est capté et mélangé, ou hétérodyne avec un certain

  
 <EMI ID=1.1>  de rayonnement ou d'émission). La "fréquence différence" résultante est une mesure de la distance qui sépare l'émetteur de la surface ou de l'objet réfléchissant, puisque cette fréquence est

  
 <EMI ID=2.1> 

  
l'objet réfléchissant et de retourner au récepteur.

  
On a rencontré de grandes difficultés dans la réalisation d'un dispositif pouvant moduler périodiquement en fréquence un altimètre en fonctionnement. On a constaté que pour rendre l'altimètre léger, compact et de construction simple, il fallait employer un dispositif de modulation du type vibrant, de préfé-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
ment* En conséquence, conformément à la présente invention, on a établi un dispositif à membrane commandé par bobine. 

  
Un but de l'invention est de créer un condensateur

  
 <EMI ID=4.1> 

  
l'amplitude du mouvement de la partie mobile du condensateur ou membrane du dispositif ne change pratiquement pas avec les variations de température et de pression de l'air* Ces variations peuvent être très importantes spécialement lorsque le dispositif

  
est monté sur un avion*

  
Un autre but est de créer un dispositif modulateur en fréquence d'une longue durée de vie, et un autre encore de créer un procédé et un dispositif perfectionnée pour espacer convenablement les électrodes des condensateurs des dispositifs modulateurs, les uns par rapport aux autres. 

  
Dans une forme d'exécution préférée de l'Invention une membrane commandée par bobine formant une plaque de condensâtes est disposée en face d'une ou de plusieurs plaques de condensateur fixe$* La membrane est perforée pour diminuer la pression de l'air* Elle est maintenue par des pattes dirigées vers l'extérieur de sa périphérie, chaque patte ayant une largeur qui diminue des extrémités vers le milieu de sorte que la tension des pattes est distribuée de telle façons pendant la vibration de la membrane, que ces pattee ne cassent pas pour un long temps de fonctionnement. 

  
Les plaques de condensateur fixes sont au nombre de deux dans l'exemple décrit et sont fixées sur un couvercle amovible maintenu en trois pointa. Ce couvercle sera désigné soue le nom de couvercle permanent ou de travail* Un couvercle d'essai portant trois plaques de condensateur fixes est prévu pour être monté pro-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
Les capacités entre les trois plaques et la membrane sont mesurées pour déterminer le nombre ou l'épaisseur des entretoises ou piles d'intercalaires à placer sous le couvercle de travail en ses trois

  
 <EMI ID=6.1> 

  
cessaire parce que les membranes sont tellement minces qu'elles peuvent être facilement pliées ou légèrement tordues pendant la fabrication et le montage; elles ne prennent donc pas toutes exactement la même position par rapport aux surfaces des montures, lorsqu'elles sont assemblées. 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
description suivante faite avec référence au dessin annexé, dans lequel:

  
 <EMI ID=8.1>  la figure 2 est une vue agrandie en coupe transversale  prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et vue d'en haut; la figure 4 est une coupe partielle agrandie prise sui- <EMI ID=9.1> 

  
ou piles d'intercalaires; la figure 5 est un schéma de connexions montrant comment l'invention peut être utilisée dans un circuit d'altimètre; la figure 6 est une vue en plan du couvercle d'essai; la figure 7 est une coupe transversale partielle prise dans le couvercle de la figure 6;  la figure 8 est une vue schématique (non à l'échelle)  laquelle on se réfère poux la détermination des espacements entre la membrane modulatrice et les plaques de condensateur du couvercle d'essai et du couvercle de travail*

  
Les mêmes parties sont désignées sur les différentes figures par les mêmes caractères de référence..

  
En se reportant aux figurée 2 et 3 du dessin, le dispositif modulateur comprend une membrane 10, de forme sphérique, de

  
 <EMI ID=10.1> 

  
fet de la pression de l'air. La membrane est construite sphérique pour augmenter son moment d'inertie et la rendre plus rigide de sorte qu'elle vibre comme un piston, la plus grande partie de la

  
 <EMI ID=11.1> 

  
12 est formée à la périphérie de la membrane pour la rendre encore plus rigide parce que, dans la forme d'exécution représentée, la membrane est en une matière très mince, de 0,0015 pouce (4/100 mm) en bronze phosphoreux ou en cuivre au béryllium, par exemple, et est donc sujette a des pliages et des torsions accidentels pendant la fabrication.

  
Les pattes supports 14 sont disposées autour de la péphérie de la membrane 10 en pratiquant des ouvertures 16 dans la

  
 <EMI ID=12.1>  de sorte qu'ils sont plus larges a leurs extrémités qu'en leur

  
courbe

  
centre* La 1'orme/de ces pattes est telle que la tension est distribuée uniformément dansiuiee pattes, pendant que la membrane vibre. On a constaté qu'avec cette construction, les pattes ont peu

  
 <EMI ID=13.1> 

  
construction particulière représentée, les extrémités extérieures des pattes 14 sont reliées entre elles par une bague 17 faisant partie de l'appareillage de membrane. Cette liaison ces extrémités extérieures des pattes 14 n'est pas nécessaire mais elle rend le maniement de la mince membrane plus facile pendant la fabrication et l'assemblage.

  
Comme le montre la figure 2, le mécanisme moteur de la

  
 <EMI ID=14.1> 

  
Il comprend une bobine motrice 18 disposée dans un entrefer d'un aimant . permanent 19 maintenant un champ magnétique constant dans l'entrefer. Si on le désire, l'aimant permanent peut être remplacé par un électro-aimant* La bobine motrice 18 est montée sur un mandrin de bobine cylindrique 20 en laiton ou en une autre matière <EMI ID=15.1>  bobine 18 'est reliée électriquement à la membrane 10 tandis que l'autre extrémité est connectée à une borne 21 rivée sur une plaquette terminale 22. La membrane 10 est montée en serrant le bord annulaire 17 entre une bague de serrage 23 et un épaulement d'une plaque carrée 24 faisant partie de l'aimant 19.

  
Deux plaques de condensateur fixes semi-circulaires 26 et 27 sont portées par un couvercle 28 en matière isolante, appelé couvercle permanent ou de travail. Il faut noter que dans l'exemple particulier donné, le diamètre de la plaque 28 est égal à

  
 <EMI ID=16.1> 

  
si bien dans ce cas/ci qu'en général, dépendent du circuit particulier pour lequel le dispositif modulateur a été étudié. Les plaA  <EMI ID=17.1> 

  
l'argent, sur la face inférieure de la plaque 28, cette face étant sphérique de manière à ménager un espace régulier entre elle et la membrane sphérique. Les deux recouvrements métalliques continuent dans deux renfoncements de la plaque 28 donnant la possibilité de

  
 <EMI ID=18.1> 

  
de liaison 29 et 31 qui sont en contact avec eux soit par friction soit par pression*

  
Le couvercle 28 est correctement espacé de la bague de serrage 23 (et, par conséquent, de la membrane 10) en utilisant des entretoises ou des Intercalaires comme indiqué en 32 A, 32 B et 32 C (voir figures 1 et 4) aux trois points de fixation du couvercle* Le couvercle est fixé à la plaque 24 au moyen de trois

  
 <EMI ID=19.1> 

  
Avant de décrire le mode de détermination de l'épaisseur des intercalaires 32 de façon à obtenir un espacement correct et uniforme entre la membrane et les deux plaquée de condensateur

  
 <EMI ID=20.1> 

  
émetteur prend un oscillateur haute fréquence du type équilibré

  
 <EMI ID=21.1> 

  
tubes sont alimentés en courant par l'intermédiaire de selfs 39. La tension plaque est appliquée à la prise milieu d'une bobine 41 mise dans le cirait anodique. La self 41 est accordée, au moins en partie, par la capacité du dispositif de modulation en fréquence décrit ci-dessus. Cette capacité, c'est-à-dire la capacité entre les plaques 26, 27 et la membrane 10 est variée périodiquement en appliquant un signal de modulation en fréquence, tel qu'une tension, d'onde sinusoïdale basse fréquence, venant d'une source appropriée,  <EMI ID=22.1> 

  
rapport aux plaques 26 et 27. La variation de capacité résultante change l'accord du circuit anodique et la fréquence de 1, 'oscillateur varie périodiquement. La sortie de l'oscillateur

  
 <EMI ID=23.1> 

  
rodynage est envoyé par un câble 47 au récepteur (.non représenté).

  
Il est clair que l'espacement entre la membrane 10. et

  
 <EMI ID=24.1> 

  
toute la surface des plaques de condensateur 26 et 27 de façon que l'émetteur puisse être bien équilibré et qu'il doit avoir la valeur déterminée exacte pour/tous les dispositifs modulateurs utilisés dans un type d'altimètre donné, parce que sinon la fréquence de l'oscillateur de l'émetteur et la largeur du balayage de fréquence ne seront pas les mêmes pour tous les altimètres. cette condition ne présenterait aucune difficulté en fabrication

  
 <EMI ID=25.1> 

  
pliées ni tordues de façon à toujours avoir une forme déterminée. Mais, comme il a été dit précédemment, la matière de la membrane

  
 <EMI ID=26.1> 

  
ou une torsion. On a constaté en pratique que l'espacement entre la membrane et les plaques de condensateur doit être réglé pour chaque unité séparément et les différences dans l'espacement doivent être rattrappées par des rondelles ou intercalaires de l'épaisseur voulue.

  
L'espacement précité est déterminé en faisant des mesures de capacité avec un couvercle d'essai 51 (voir figure 6) remplaçant le couvercle de travail 28 utilisé dans le montage final  Ces mesures sont alors introduites dans des équations (voir ci-des-sous) dont les solutions donnent les épaisseurs d'entretoises requises. Le couvercle 51 comporte une plaque 52 en matière isolante pourvue de trois plaques métalliques de condensateur A, B et C montées sur sa face inférieure. Les plaques A, B et 0 peuvent être reliées électriquement par l'intermédiaire d'une des vie de fixation 53, 54 et 56 respectivement* Le couvercle d'essai est construit symétriquement autour de son centre géométrique et

  
 <EMI ID=27.1> 

  
d'une clavette de centrage (non représentée) passant par des trous pratiquée dans le centre de la plaque 52 et par le centre de la membrane dans un trou de centrage au centre du noyau magnétique

  
 <EMI ID=28.1> 

  
est placé sur la bague de serrage 23-sans l'emploi d'entretoises ou d'intercalaires. Le couvercle d'essai 51 est convenablement centré et fixé au moyen de vis &#65533;, métaux (non représentées) passant par des ouvertures pratiquées dans les oreilles supports

  
 <EMI ID=29.1> 

  
res à l'endroit des trois points de fixation pour produire l'espacement uniforme voulu sur toute l'étendue des plaques de con-

  
 <EMI ID=30.1> 

  

 <EMI ID=31.1> 
 

  

 <EMI ID=32.1> 


  
L'épaisseur est donnée en millièmes de pouce lorsque les

  
 <EMI ID=33.1> 

  
est une constante égale à l'espacement désiré N (voir fig. 8) entre la membrane 10 et les plaques fixes 26 et 27 du couvercle de travail, plus l'espacement M (voir fige 8) entre <EMI ID=34.1> 

  
quelconque, moins l'espacement 0 (voir figure 8) entre les plaques
26 et 27 du couvercle de travail et le même ensemble membranebague de serrage. L'espacement désiré est connu, et la différence d'espacement entre les plaques de travail 26 et 27 et les plaques

  
 <EMI ID=35.1> 

  
férentes applications. Par exemple, en production, les couvercles peuvent être divisés en trois groupes pour trois pièces d'appareillage distinctes utilisant des valeurs de Kp respectivement de 32,
34 et 36.

  

 <EMI ID=36.1> 


  
 <EMI ID=37.1> 

  
mes de pouce entre une ligne passant par deux points de fixation et le centre de la surface des plaques A et B et entre cette ligne

  
 <EMI ID=38.1>  et le centre de la surface de la plaque C, respectivement (voir figure 6). La constante K est tirée de trois équations simultanées, comme il est dit ci-après.

  
 <EMI ID=39.1> 

  
entre la membrane 10 et les plaques A, B et C, respectivement

  
 <EMI ID=40.1> 

  
compte de la capacité répartie ou de fuite pratiquement indépen-

  
 <EMI ID=41.1> 

  
est tirée des trois équations simultanées d'où K est tirée également . 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
suivante: le couvercle d'essai est déposé sur la bague de serrage
23 et. on ajoute des intercalaires en un ou plusieurs pointe de fixation, jusqu'à ce que la capacité C entre plaque de condensateur et membrane aitla même valeur pour les trois plaques de conden-

  
 <EMI ID=43.1> 

  
 <EMI ID=44.1> 

  
La capacité entre chaque plaque et la membrane peut être

  
 <EMI ID=45.1> 

  
pratiquement indépendante de l'espacement. Cette équation contient trois inconnues K, So et CL qui peuvent être calculées en substitu-

  
 <EMI ID=46.1> 

A.

  

Claims (1)

1. et en résolvant par l'algèbre le système des trois équations simultanées. Dans l'exemple présent <EMI ID=47.1>

   Toutes les constantes étant connues, le couvercle d'essai peut <EMI ID=48.1>

   les épaisseurs d'entretoises requises dA, dB et de en substituant

   les valeurs de ces condensateurs mesurés dans les trois équations donnant les épaisseurs des intercalaires: On placé ensuite le couvercle de travail avec les intercalaires d'épaisseur adéquate

   sur le dispositif modulateur grâce à quoi chaque appareil complet terminé a les caractéristiques prédéterminées requises.

   REVENDICATIONS

   <EMI ID=49.1>

   afin perforée/ de' réduire sérieusement l'effet de la pression d'air,

   <EMI ID=50.1>

   un dispositif pour mouvoir cette membrane.

   <EMI ID=51.1>

   <EMI ID=52.1>

   <EMI ID=53.1>

   un dispositif pour faire vibrer cette membrane en synchronisme avec

   un signal de modulation.

   3.- En combinaison, une membrane, des pattes de support

   <EMI ID=54.1>

   dispositif pour serrer les extrémités extérieures de ces pattes entre des pièces de maintien, chacune de ces pattes étant plus

   <EMI ID=55.1> <EMI ID=56.1>

   dans la patte pendant le mouvement de la membrane est répartie sur toute la longueur de la patte dans le but de minimiser les chances de rupture, et un dispositif pour mouvoir cettd membrane.

   <EMI ID=57.1>

   à la périphérie de cette membrane dirigées vers l'extérieur), un dispositif pour Barrer les extrémités extérieures de ces pattes entre des pièces de maintien, chacune de ces pattes étant plus large à ses extrémités qu'en son centre grâce à quoi la tension dans la patte pendant la vibration de la membrane est répartie sur toute la longueur de la patte dans le but de minimiser les chances de rupture,et un dispositif pour faire vibrer cette mem-

   <EMI ID=58.1>

   5.-- Appareil a capacité variable comprenant une membrane de forme arrondie, perforée pour réduire fortement l'effet de

   <EMI ID=59.1>

   ne de forme arrondie, perforée pour réduire fortement l'effet de la pression de l'air, et au moine une plaque de condensateur as-

   <EMI ID=60.1>

   cette membrane en synchronisme avec un signal de modulation.

   7.- En combinaison, une membrane perforée en un nombre de points suffisant pour réduire l'effet de la pression de l'air

   <EMI ID=61.1>

   extrémités extérieures des pattes entre des pièces de maintien, chacune de ces pattes étant plus large à ses extrémités qu'en son centre grâce à quoi la tension dans la. patte, pendant la vibration de la membrane, est répartie sur toute sa longueur dans

   <EMI ID=62.1> le but de minimiser les chances de rupture, et un dispositif pour faire vibrer cette membrane en synchronisme avec un signal.

   8.- Appareil à capacité variable comprenant une membrane, un dispositif de support pour cette membrane, un dispositif pour faire vibrer cette membrane en synchronisme avec un signal, et un couvercle amovible monté sur ce dispositif de support et ayant au moins une plaque de condensateur placée près de la membrane tout en en étant écartée.

   <EMI ID=63.1>

   ne, un dispositif de support pour cette membrane, un dispositif pour faire vibrer cette membrane en synchronisme avec un signal, et un couvercle amovible monté sur ce dispositif de support et ayant une paire de plaques de condensateur placée près de la membrane tout en en étant écartée.

   10.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le couvercle est monté ou maintenu sur le dispositif. de support en trois points avec une entretoise ou intercalaire entre le couvercle et ce dispositif de support au moins en un de

   <EMI ID=64.1>

   la plaque de condensateur et la membrane.

   11.- Procédé pour créer un espacement déterminé entre une membrane montée sur un support et une plaque de condensateur qui doit être placée près de cette membrane et qui est portée par un couvercle, ce procédé comprenant les opérations suivantes: mesurer la capacité entre la membrane et trois plaques de condensateur portées par un couvercle d'essai monté sur le support précité en trois points et enlever ensuite ce couvercle d'essai et le remplacer par le couvercle cité en premier lieu monté en trois points sur le support précité, l'espacement entre le couvercle et le support, en ces trois derniers points, ayant des valeurs déterminées par ces mesures de capacité. <EMI ID=65.1>

   miné entre une membrane montée sur un support et une. plaque de condensateur qui doit être placée près de cette membrane et qui est portée par un couvercle, ce procédé comprenant les opérations suivantes: mesurer la capacité entre la membrane et trois plaques de condensateur portées par un couvercle d'essai monté sur le support précité en trois points et enlever ensuite ce couvercle d'essai et le remplacer par le couvercle cité en premier lieu monté en trois points sur le support précité, l'espacement entre le couvercle et le support, en ces trois derniers pointe, ayant des valeurs déterminées par ces mesures de capacité.

   <EMI ID=66.1>

   une membrane montée sur un support et une plaque de condensateur qui doit être placée près de cette membrane et qui est portée par un couvercle de travail, ce procédé comprenant les opérations suivantes: mesurer la capacité entre la membrane et trois plaques de condensateur portées par un couvercle d'essai monté sur le support précité en trois pointe et le remplacer par le couvercle de travail monté en trois pointe sur ce support précité, les es-

   <EMI ID=67.1>

   trois derniers pointa, respectivement, ayant des valeurs en millièmes de pouce déterminées par les équations suivantes:

   <EMI ID=68.1> <EMI ID=69.1>

   pratiquement entre la membrane et les trois plaques de condensa-

   <EMI ID=70.1>

   définie dans la description, représentant la capacité répartie pratiquement indépendante de l'espacement entre membrane et pla-

   <EMI ID=71.1>

   tantes telles qu'elles ont été définies dans la demande.