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BELL TELEPHONE 1,iàNVDàCTVRING COMPANY
PERFECTIONNEMENTS A L EQUILIBRAGE DE CIRCUITS ELECTRIQUES EN PONT CONTENENANT UN ELEMENT NON
LINEAIRE, OU S'Y RAPPORTANT.
La présente invention se rapporte à des circuits élec- triques en pont contenant des éléments à impédance non linéai- re, et concerne des méthodes pour conserver l'équilibre de tels circuits quand l'alimentation de puissance varie.
L'invention s'applique plus particulièrement à des voltmètres à tube électronique et à des appareils de type similaire, bien que les mêmes principes puissent s'appliquer à un domaine plus vaste, comme on .le montrera plus loin.
Dans des voltmètres à tube, l'impédance d'anode d'une triode forme un bras d'un pont de Wheststone, dont les autres
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bras sont généralement des résistances ordinaires. On con- necte l'alimentation de la tension d'anode à une diagona- le du pont, et un appareil indicateur à l'autre diagona- le. On applique une tension à mesurer à la grille de com- mande du tube et on règle généralement les résistances de façon que, lorsque la tension appliquée à la grille est nulle, aucun courant ne traverse l'appareil. On constate cependant que le réglage du zéro est très sensible aux va- riations de la tension d'alimentation de l'anode de sorte que les indications sont fréquemment variables et que l'ap- pareil nécessite d'être constamment réglé a nouveau.
La raison de ce fait est que l'impédance d'anode du tube est une résistance non linéaire, pour laquelle la loi d'ohm ne s'applique pas et que, par suite, le pont se déséquili- bre quand la tension d'alimentation de l'anode varie.
Une difficulté semblable se présente avec un autre genre délément à impédance non linéaire ( tel qu'un redres- seur ou une résistance semi-conductrice) constituant une partie d'un circuit en pont qui doit demeurer équilibré dans des conditions déterminées, quand la source de comman- de est sujette à variations. On comprendra que le voltmè- tre à tube n'est qu'un exemple d'un tel dispositif. L'ob- jet de l'invention est de compenser les effets de varia - tions dans la ou les sources, ou dans d'autres organes similaires, pour que le circuit en pont ne se trouve pas dé- séquilibré par suite des propriétés de l'élément non linéaire.
Selon une caractéristique de l'invention, on pré- voitun circuitélectrique en pont de Wheatstone ayant dans l'un des bras un élément à impédance non linéaire, une source de tension de fonctionnement appliquée à deux points en diagonale, et des moyens pour polariser l'élé- ment non linéaire de telle façon que le pont reste équili-
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bré tandis que la tension de fonctionnement varie dans un intervalle donné.
Selon un autre aspect, l'invention prévoit un circuit électrique en pont de Wheststone dans lequel un bras comprend un élément à impédance non linéaire, et un autre bras comprend une résistance ordinaire, une source de tension de fonctionne- ment étant appliquée à deux points en diagonale du pont et comprenant, pour polariser la résistance, des moyens grâce auxquels elle acquiert des propriétés non linéaires telles que lorsque le pont est équilibré pour une valeur particulière de la tension de fonctionnement, il reste équilibré quand cette tension varie dans un intervalle donné.
Selon encore un autre point de vue, l'invention consis- te en une disposition de circuit électrique comprenant un élé- ment à impédance non linéaire et une résistance ordinaire dis- posée dans des bras différents d'un pont de Wheatstone, à deux points en diagonale duquel on applique une source de tension de fonctionnement variable et comprenant en outre des moyens de po- larisation pour amener les courbes caractéristiques courant- tension de l'élément non linéaire et de la résistance à coïnci- der réellement, après correction appropriée tenant compte du rapport du pont, grâce à quoi on peut conserver le pont en équilibre dans un intervalle donné de variations du courant de fonctionnement.
L'invention sera décrite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels :
La fig. I représente un schéma d'une disposition connue de voltmètre à tube électronique.
La fig. 2 représente un schéma général d'une disposition en pont de Wheststone contenant une impédance non linéaire de type quelconque..
La fig. 3 représente un diagramme,- de, courbes utilisé pour expliquer des principes de l'invention.
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, La figure 4 représente un schéma d'un exemple de réalisation de l'invention comprenant un voltmètre ' tube.
La figure 5 représente des courbes caractéristi- ques utilisées pour expliquer le fonctionnement du monta- ge de la figure 4.
La figure 6 représente d'autres courbes utilisées pour expliquer un autre aspect de l'invention.
Les figures 7 et 8 représentent des schémas de deux dispositifs de compensation du zéro selon l'invention.
Les figures 9, 10 et II représentent des schémas de voltmétres à tubes compensés en accord avec l'invention.
La figure 12 représente les courbes caractéristi- ques typiques d'un tube apte à être utilisé pour une réa- lisation de l'invention.
La difficulté qui se présente dans des circuits en pont contenant des éléments à impédance non linéaire sera expliquée en relation avec la figure I qui montre de la façon la plus simplifiée le circuit d'un voltmètre à tube électronique usuel. Un circuit en pont de Weststone est formé de trois résistances R1' R2.Rc. et de l'impédance anode-cathode d'une triode ou d'un tube amplificateur d' autre type V, la résistance Rc étant en série avec la cathode. Un appareil indicateur N à courant continu est connecté aux bornes I et 2, entre la cathode et le point de jonction des résistances RI et R2 et la source d'ali- mentation d'anode HT est connectée entre l'anode et le pont-de jonction des résistances R et qui est géné- ralement la terre, comme représenté.
On applique la ten- sion à mesurer entre la grille de contrôle du tube V et la terre, aux bornes 3 et 4 ; ellepeut provenir d'une tension ou d'un courant alternatifs par l'intermédiaire de dispositifs redresseurs ( non représentés ) On fait généralement des résistances réglable, de façon que,lorsque
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la tension appliquée à la grille de contrôle est nulle ( ou à une autre valeur étalon) on puisse équilibrer le pont pour que l'appareil de mesure indique zéro ( on peut aussi effectuer le réglage de façon que l'appareil de mesure indique une autre,va- leur étalon suivant les conditions de référence).
Quand on appliq que à la grille de copmande une tension à mesurer, l'impédance anode-cathode du tube varie, et les conditions d'équilibre du pont sont modifiées, de sorte que l'appareil de mesure indique une valeur qui dépend de la tension appliquée. On constate ce- pendant que, si la tension d'alimentation de l'anode varie, les conditions d'équilibre du pont sont également modifiées et il en résulte souvent une erreur importante sur le zéro. On peut bien éliminer cette erreur par un nouveau réglage, mais cela n'est pas pratique, et peut même être impraticable si la source d'alimentation varie continuellement.
Il est possible, il est vrai, de prévoir des disposi- tifs de stabilisation pour la tension B.T. mais de tels dispo- sitifs sont souvent compliqués, volumineux et onéreux, et ils peuvent être la cause d'un très mauvais rendement par suite de la puissance consommée par le dispositif de stabilisation.
Selon une autre disposition on peut remplacer la résistance RI par une reproduction artificielle du tube, laquelle, étant soumise aux mêmes variations de la tension B.T. varie de la même façon et, par suite, conserve l'équilibre du pont. Cet expédiant présente l'inconvénient de la dépense et de la com- plication et, de plus, il en résulte généralement un disposi- tif moins sensible.
L'invention prévoit une compensation de l'effet des variations de la tension d'alimentation, soit en polarisant le tube ou un autre élément non linéaire de façon à ce qu'il obéisse pratiquement à la loi d'ohm sur une partie étroite de la caractéristique tension-courant qu'on utilise comme zône de fonctionnement, soit en polarisant la résistance R2 de façon que sa courbe caractéristique efficace soit simi-
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laire de celle de l'élément non linéaire. Ceci sera expli- qué en détail plus loin.
Des variations du zéro sont aussi produites par des variations dans la source de chauffage de la cathode et par des changements progressifs dans le tube lui-même.
Cependant, ces variations sont d'importance négligeable, de sorte qu'en pratique, on n'a besoin de considérer que les effets des variations de la source d'alimentation de l'anode.
Pour donner une idée de l'importance des variations produites, on a constaté sur un voltmètre à tube particu- lier qu'une variation de 10% dans la tension d'alimentation de l'anode produisait un déplacement du zéro de l'ordre du quart de l'échelle totale de l'appareil de mesure.
La figure 2 représente, sous une forme générale, le circuit en pont du voltmètre à tube de la figure I. Le rec- tangle NL représente un élément quelconque à impédance non linéaire auquel on peut appliquer une tension, un courant,' ou un autre moyen de l'influencer dans le but de faire va- rier son impédance. Le tube V de la figure I est un exemple d'un tel élément non linéaire. La résistance R3 correspond à Rc. On peut connecter les bornes de sortie 1, 2 à un appareil de mesure, à un relais, ou à un autre dispositif d'utilisation prévu pour être manoeuvré ou dirigé par des tensions ou signaux appliqués à l'élément non linéaire aux bornes 3,4 . Une source convenable S est connectée à des bornes 5 et 6 et fournit une tension de fonctionnement convenable pour le pont.
L'élément non linéaire NL peut être sous la dépendance d'un courant ou d'une tension de signal électrique appliqué aux bornes 3 et 4, grace à quoi sa résistance varie en accord avec le signal. Comme l'impé- dance de l'élément NL est non linéaire, elle varie quand la tension de la source S varie, de s'orte qu'elle inter -
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Vient dans l'effet produit par le signal sur un élément quelcon- que connecté aux bornes I et 2.
A ce stade de l'exposé, il parait désirable de donner un autre exemple d'élément non linéaire qui serait sujet aux mêmes difficultés qu'un tube. Les éléments résistants connus sous la dénomination de thermistors deviennent actuellement d'une large utilisation. Ces éléments se composent de matériaux semi-conducteurs, tels que du sulfure d'argent ( et d'autres), qui ont un très gros coefficient de température de résistance.
On prévoit fréquemment un tel élément avec une bobine de chauffa- ge isolée, destinée à être alimentée par un courant de commande qui peut ëtre indépendant du courant qui traverse l'élément ré- sistant, et cette combinaison est connue sous la dénomination de thermistor à chauffage indirect. Un tel thermistor sera chauffé et sa résistance changera sous l'effet du courant dans la bobine de chauffage et aussi du courant qui traverse l'élément résis- tant. On peut utiliser un thermistor à chauffage indirect comme élément NL de la figure 2 avec l'élément résistant connecté au bras du pont, la bobine de chauffage étant connectée aux bor- nes 3 et 4 de façon a pouvoir 'être alimentée par un courant de signal agissant.
Dans cettaines conditions de courant de signal, on peut équilibrer le pont par le réglage convenable de l'une des autres résistances, mais cet équilibre est détruit et la tension de la source S varie, puisque la variation du courant à travers le thermistor change sa résistance.
On doit remarquer aussi que, puisqu'un thermistor est effecté par principe par des variations de température, on peut l'employer comme thermomètre et, s'il est connecté à un pont tel que celui de la figure 2 aant un appareil indicateur de courant connecté aux bornes I et 2, on peut lire directement la température sur l'appareil et ce montage est extrêmement sensible. La précision de la méthode dépend du maintien de l'équilibre du pont si la tension appliquée varie, et cela
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fournit un autre cas d'application de l'invention. On voit que, dans cc cas, le " signal " ou l'effet appliqué au thermistor est une variation de température plutôt qu'un courant ou une tension électrique.
Se référant de nouveau, à la figure 2 dans laquel- le l'élément non linéaire NL est d'un type non encore précisé, la courbe caractéristique qui donne pour l'élé- ment la ralation entre le courant et la tension peut pren- dre des formes variées, et la courbe I de la figure 3 montre une partie d'une telle courbe.
Si l'élément fonctionne au voisinage du point PI, à une très faible distance en deça ou au-delà de ce point, la partie utile de la courbe est sensiblement la même que la tangente QPI au point PI. La résistance ef- ficace de l'élément au point PI est égale à ¯¯¯¯, qui
PI NI n'est pas identique à l'inverse de la pente de la tan- gente et par suite, la résistance efficace varie lorsque le point de fonctionnement se déplace le long de la cour- be, même bien que son déplacement reste petit. Si, cepen- dant, on peut effectivement déplacer la courbe de façon que la tangente au point de fonctionnement passe par 1' origine 0, la résistance efficace reste alors pratique- ment constante pour de faibles déplacements du point de fonctionnement.
On peut obtenir cela, soit en appliquant à l'élément une tension de polarisation égale à Q0, de sorte que la courbe caractéristique I se déplace paral- lèlement à l'axe des tensions jusqu'à la courbe 2, soit en appliquant un courant de polarisation égal à M1 M2' si bien que la courbe caractéristique se déplace vers le haut, parallèlement à l'axe des courants, jusqu'à la courbe Dans l'un ou l'autre cas, la tangente au point de fonctionnement Pw ou P3 passe alors par l'origine 0.
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Celle de ces deux méthodes à employer dépend de la nature de l'élément non linéaire et des circuits associés.
Il est évident qu'on peut réaliser la même condition en appliquant une tension et un courant de polarisation simul- tanée, de va,leurs telles qu'ils déplacent la courbe caractéris- tique de façon à lui faire toucher la ligne OP2 P3 en tout autre point.
On doit remarquer qu'on peut déplacer la courbe caractéristique de l'élément d'autres façons, c'est à dire non' nécessairement grâce à l'application d'une tension ou d'un courant. Par exemple, si l'élément non linéaire est un ther- mistor, on peut obtenir le déplacement en lui apportant de la chaleur d'une autre façon, par exemple en le plaçant dans une enceinte dont la température est contrôlée indépendamment.
On peut donc utiliser tout moyen approprié pour influer sur la caractéristique de l'élément non linéaire.
Bien que la caractéristique d'un élément non linéaire soit, en général, une courbe, un élément peut cependant avoir une caractéristique sensiblement droite, telle que QP1' qui ne passe pas par l'origine,,de sorte qu'il n'obéit pas à la loi d'Ohm. Le terme " élément à impédance non linéaire " sera donc employé pour comprendre un élément qui a une caractéristi- que droite de ce genre, et qui est sujet aux défauts auxquels il est de l'objet de l'invention de remédier. Aibsi, pour les objets de cette description, un "élément à impédance non linéaire " est défini comme un élément qui n'obéit pas à la loi d'Ohm.
On comprendra que, si l'élément non linéaire est pola- risé de la façon indiquée, de sorte que la tangente au point de fonctionnement de la courbe caractéristique passe par l'ori- gine, la résistance efficace est réellement indépendante de la tension de la sourne S, et le pont reste équilibré.
Quand le pont est équilibré, @I/R2 doit être égal à
2
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Rc , Rc étant la résistance efficace de l'élément non R3 linéaire. A moins que R2= R3' les courbes caractéristi- ques de Rcet de R1 ont des pentes différentes lorsque le pont est équilibré. I1 est cependant commode de consi- dérer les résistances Rcet R1 comme si R2 = R3 et, en conséquence, la pente de la caractéristique de la résis- tance R1 ( ou R0) comparée à celle de R ( ou R1) sera appelée la " pente corrigée " c'est à dire corrigée pour le rapport du pont, de sorte qu'on dira que la pente d' une des résistances est égale à la pente corrigée de l'autre. De même, on comparera une caractéristique à la " caractéristique corrigée ".
La figure 4 représente le circuit d'un voltmètre à tube comportant des dispositifs suivant l'invention, du genre qu'on vient de décrire. Il est adapté pour meu- rer des tensions alternatives, et comporte un dispositif redresseur pour fournir la tension qui est appliquée à la grille de contrôle du tube.
Sur la figure 4, le circuit du pont comprend les résistances R1' R2' R3' qui correspondent à celles de la figure 2 et le tube V avec sa résistance de cathode Rc' ensemble qui correspond à l'élément non linéaire NI). Un appareil de mesure à courant continu M estconnecté aux bornes I et 2 du pont et la source d'alimentation haute tension correspond à la source S.
Une tension alternati- ve à mesurer est appliquée par les bornes 3 et 4 à une diode D ( ou à un autre élément redresseur ) à travers un condensateur de blocage CIet la tension redressée, en parallèle avec la bobine de charge R5' est filtrée au moyen de la résistance R6 et du condensateur C2 et est appliquée à la grille de commande du tube V à laquelle on donne une polarisation positive convenable par la conne- xion représentée entre la résistance R5 et une prise ré- glable sur la résistance R4' connectée en parallèle avec la source HT, un condensateur en série C3 étant prévu.
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Sur la figure 5 on a représenté quelques courbes montrant le potentiel d'anode du tube V, par rapport au courant qui traverse la résistance Rc quand la grille est maintenue au potentiel de la terre. Les courbes sont données pour plusieurs valeurs différentes de Rc' comme indiqué. Le tube V auquel les courbes de la figure 5 s'appliquent est une triode aant les courbes caractéristiques données figure 12, cette figure montrant la relation entre le courant d'anode et la tension pour diverses valeurs de la tension de grille par rapport à la cathode. On remarquera que les courbes de la figure 5 sont sensiblement des lignes droites, excepté très près de l'origine et que, si ces droites étaient prolongées vers le bas, elles couperaient l'axe des tensions à des points situés du côté négatif de l'axe des courants.
On a prolongé en traits discontinus la courbe pour Rc = 3.000 ohms pour mettre en évidence ce fait, et elle ren- contre l'axe des tensions au point P. On peut facilement montrer que, lorsqu'on rend négatif le potentiel de grille, les courbes sont toutes déplacées vers la droite, parallèlement à l'axe des tensions. Ainsi, en choisissant convenablement la tension de grille, on peut faire passer par l'origine la ligne de 3.000 ohms, par exemple. Dans ce cas particulier, il faudrait un potentiel de -0,3 volt sur la grille pour obtenir ce résultat.
En utilisant ce potentiel de grille, la résistance efficace de l'ensemble du tube et de la résistance de cathode Rcdevient indépendante de la tension d'anode, et, par conséquent, indé- pendante du voltage de la source haute tension. Chacune des courbes de la figure 5 peut être déplacée de façon analogue, en choisissant convenablement le potentiel de grille.
Si l'on se reporte la figure 4, quand aucune tension alternative n'est appliquée à la diode D, il existe dans la résistance R5 unfaible courant qui polorise négativement la grille de commande du tube V. On constatera probablement que
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cette polarisation est supérieure à celle qui est nécessai- re pour déplacer la courbe caractéristique de la quantité désirée. C'est pourquoi on prévoit la résistance réglable R4' grâce à laquelle on peut appliquer à la grille une polarisation positive antagoniste appropriée.
Quand on règle le circuit, on règle d'abord la résistance RI jusqu'en ce qu'on obtienne sur l'appareil de mesure M une certaine indication qui reste constante quand le voltage de la haute tension change. Ce réglage rend la pente corrigée de la céractéristique de R1 éga- le à la pente de la courbe caractéristique correspondan- te de la figure 5. On applique alors le voltage de haute tension correct, et on règle la polarisation de grille, au moyen de la prise sur la résistance R4' jusqu'à ce que l'indication de l'appareil de mesure soit ramenée à zéro.
Cela déplace la caractéristique de la figure 5 jusqu'à ce qu'elle coïncide réellement avec la caractéristique corri- gée de la résistance R1' On constate alors que l'indication de l'appareil de mesure M correspondant à une tension alternative appliquée aux bornes 3 et 4 n'est pratiquement pas affectée par des variations dans le réglage de la haute tension.
Il est évident que toute autre disposition conve- nable connue pour régler la polarisation de grille peut être utilisée au lieu de celle que représente la figure 4.
On a constaté que ce circuit donne de bons résul- tats en pratique, mais s portée est limitée. On obtient la sensibilité désirée en choisissant convenablement Rc et, le voltage de la haute tension étant donné, le courant de plaque du tube est alors fixé a la valeur indiquée par la courbe appropriée de la figure 5, quand elle est dépla- cée et il peut être trop faible.
C'est pour cette raison
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qu'on préfère procéder suivant une variante conforme à l'inven- tion, la disposition est alors essentiellement la même que celle de la figure I, excepté qu'on monte la résistance R pour qu'elle se comporte comme un élément non linéaire avec une caractéris- tique semblable à celle du tube, de sorte que le pont reste équilibré quand le voltage de la haute tension change.
Se référant de nouveau à la figura I, pour que l'appa- reil de mesure M ne montre pas de déviation quand le voltage HT varie, la chute de potentiel à travers les résistances Ret R doit être la même à tout @oment. Les courbes de la figure 5 montrent la relation entre la tension d'anode et le courant d'anode I pour l'ensemble du tube V , et de la résistance Rc'cmme déjà expliqué. La chute de potentiel à travers la résistance Rc sera I.Rc' et, s'il n'y a pas de courant dans,l'appareil de mesure M, le courant dans R2 doit être IRC' de quelque manié-
R2 re que le voltage HT puisse varier.
Si l'on prend comme exemple la courbe Rc= 3.000 ohms, cela signifie que la relation entre le courant et le voltage HT pour la résistance R2 doit être représentée par une ligne qui passe par le,point P, mais qui a une pente moindre que celle de la ligne 3.000 ohms dans le rapport R-2- autrement dit, la pente doit être corrigée dans
Rc le rapport du pont.
Sur la figure 6, la ligne I montre comme exemple la partie active de la' caractéristique 3.000 ohms redessinée à une échelle différente et prolongée en arrière pour rencontrer l'axe des tensions au point P, comme précédemment. La courbe 2 montre la caractéristique nécessaire pour que la résistance R2 passe par le point P et ait une pente plus faible, étant admis comme exemple que R est plus grand que Rc La courbe 3 montre la caractéristique normale de la résistance R2 qui passe par l'ori- gine 0 ;
doit se rappeler que l'échelle des tensions se rap-
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porte à la tension appliquée aux points en diagonale du pont et non pas à la tension aux bornes de R2. Cornue la courbe 2 est la caractéristique désirée pour la résistan- ce R2' il est nécessaire de faire glisser effectivement la courbe 3 vers le haut par un moyen quelconque pour qu'elle coïncide avec la courbe 2,
On se rappellera, en relation avec la figure 4, que la diode D applique à la grille de commande du tube V une polarisation négative qui a pour effet de faire glisser vers la droite toutes les courbes de la figure 5, de sorte qu'elles coupent l'axe des tensions du côté positif de l'axe des courants.
Dans ce cas particulier, la caractéristique désirée pour R, serait analogue à la ligne 4 de la figure 6, nécessitant le déplacement de la caractéristique 3 vers le bas au lieu d'un déplacement vers le haut. On voit que le courant correspondant à cha- que point de la ligne 2 est la somme de deux courants, dont le premier est proportionnel à la tension appliquée et est donné par la ligne 5, et dont le second est cons- tant et donné par la longueur OQ1 De [Renie, dans le cas de la ligne 4, le courant est la différence entre le courant représenté par la ligne # et* un courantconstant CQ2.
Les figures 7 et 8 représentent des montages se- lon l'invention pour déplacer la ligne caractéristique 3 vers le haut et vers le bas respectivement, Se référant à la figure 7, on à montré les résistances RI .et R2 conec- tées en parallèle avec l'alimentation haute tension,comme sur la figure I. Un tube au néon N ( ou un autre tube à gaz ou un autre élément ) est connecté en série avec une résistance R en parallèle avec l'alimentation haute ten- sion, le tube étant connecté à la borne négative et le point de jonction est connecté à la borne 2 à travers
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une résistance R8. Le tube à néon agit de telle sorte qu'à la résistance R8 est appliqué un potentiel constant qui est in- dépendant des variations du voltage de la haute tension.
On voit que le courant traversant la résistance R2 est la somme de deux composantes, d'abord un courantiI venant de l'alimentation haute tension et ensuite un courant i2 venait de la résistance R8' comme indiqué sur la figure 7. Il est préférable que R soit petit par rapport à R1 et que R8 soit grand par rapport à 2. Alors le courant i1 est sensiblement proportionnel au voltage HT et i2 en est pratiquement indépen- dant. Ainsi, on peut régler la- résistance R1 de façon que la ligne caractéristique correspondante 3 ait la pente désirée et on peut alors régler R8 jusqu'à ce que le courant i2 ait la valeur correspondant à OQI.
Si on choisit, comme indiqué, les valeurs relatives des résistances R1' R2.R8. les deux réglages sont pratiquement indépendants l'un de l'autre, sinon les réglages ne sont pas indépendants, mais avec une certaine dif- ficulté, on peut trouver un réglage répondant aux conditions.
La figure 8 montre un montage qui déplace vers le bas la lighe caractéristique. Il diffère de celui de'la figure 7 en ce qu'on supprime la résistance R7 et qu'on connecte à sa place le tube au néon à la borne positive de l'alimentation HT.
@alheureusement dans ce cas, les réglages de RI et R8ne peuvent plus être indépendants et la mise au point nécessaire est plus difficile à obtenir. C'est pourquoi, comme on l'indiquera ci- dessous, il est préférable d'utiliser le montage de la figure 7 avec un potentiomètre de polarisation de grille semblable à celui qui est représenté à la figure 4.
On doit remarquer que, sur la figure 8, il est possi- ble de supprimer également R8' de manière à ce que le tube au néon N soit connecté directement à la borne 2. On obtient, dans ce cas, la courbe 5 de la figure 6 ; cette courbe coupe l'axe des tensions en un point fixe vn' tel que OVn est la
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tension nécessaire pour assurer la décharge du tube.
En d'autres termes, pour un tube au néon donné la courbe 5 est fixe, et il serait alors nécessaire d'appliquer une polarisation convenable a la grille de contrôle du tube, pour que la courbe 4 se déplace de façon à coinci- der avec la courbe 5.
Il est évident que, si cela est nécessaire, on peut utiliser en série d'ux tubes ou plus, au néon,ou bien remplis d'autre gaz, si un seul tube ne fournit pas une tension constante assez forte pour produire le cou- rant 12
On remarquera que, dans les montages des figures 7 et 8, on a donné à la résistance R:, les propriétés d'un élément à impédance non linéaire selon la définition de la présente description.
La figure 9 montre un circuit complet semblable à celui de la figure I, muni d'un montage d'équilibrage du zéro suivant la figure 7. La grille de contrôle du tube V est connectée à la terre à travers une résistance de grille Rg de sorte que, en l'absence de toute tension appliquée aux bornes 3 et 4, elle est sensiblement au potentiel de la terre, et qu'ainsi les courbes de la figure 5 s'appliquent.
On a donné aux autres éléments les mêmes désigna- tions que sur les figures 1 et 7. Quand on fait la mise au point du zéro, on fixe d'abord la résistance R8 à une certaine valeur pour obtenir une déviation de l'appareil de mesure, et on règle alors RI pour que l'orsqu'aucune tension n'est appliquée aux bornes 3 et 4, l'appareil de mesure @ donne une indication qui ne varie pas quand on change le voltage de l'alimentation HT. Ceci rend correcte la pente de la courbe 2 ( figure 6). On règle alors la résistance R8 jusqu'à ce que l'appareil de me-
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sure M donne une indication qui ne varie pas quand on change le voltage de l'alimentation HT.
Ceci rend correcte la pente de la courbe 2 ( figure 6).On règle alors la résistance R8 jusqu'à ce que l'appareil qe mesure indique le zéro. Ceci dé- place la courbe jusqu'à la position désirée.
Dans un cas particulier d'un tel circuit, on a utilisé les éléments suivants: tube V : les courbes caractéristiques types sont représentées figures 12 :
Rc = 2.000 ohms
R1 = 63.000 ohms ( variable, )
R2 = 400 ohms
R7 = 55.000 ohms
R8 = 100.000 ohms ( variable )
Appareil M:: échelle 0-200 microampères
Tube au nénon : stabilise la tension à environ 70 volts.
Avec ce montage convenablement réglé, on a obtenu une déviation de toute l'échelle de l'appareil de mesure M (200 microampères ) quand un potentiel de-o,25 volts était appliqué à la grille de commande du tube V ; et la variation du zéro a été de + 0,3 microampères pour une variation de + 50 volts du voltage HT, la valeur moyenne étant de 250 volts.
La figure 10 représente le montage de la figure 8 appliqué au circuit quand il est muni d'une diode redresseuse D comme sur la figure 4. Dans un cas déterminé, les éléments utilisés étaient les mêmes que pour la figure 9, sauf R1= 93.000 ohms ( variable), et R8= 180.000 ohms( variable). En plus, R5 = R6 = I méghom, et C2= 0,01 microfarad. La diode D donnait un potentiel d'environ -I volt sur la grille en l'absen- ce de signal appliqué aux bornes 3 et 4. Ce circuit a été réglé suivant les mêmes principes que delui de la figure 9, mais, comme il a déjà été expliqué, les réglages de R1 et R8 ne sont pas indépendants. C'est pour cette raison qu'on.a préféré le monta- ge de la figure II.
On l'a représenté muni, pour la grille de commande, d'une polarisation antagoniste réglable obtenue par un
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potention R9. RIO. shunté en parallèle avec le tube au néon N, et on a tilisé le montage d'équilibrage du zéro de la figure 7.
Dans un exemple de réalisation particuli3re du circuit de la figure II, le tube V, l'appareil de mesure M, le tube au néon N et la diode D avaient les caractéris- tiques sus-mentionnées et les divers autres éléments avaient les valeurs ci-dessous ,
R1 = 230.000 ohms ( variable
R2= 2.000 "
Rc = 10.000
R7= 70.000 "
R8 = 27.000 " ( variable )
R9 = 1 méghom
R10 = 100.000 ohms
R5 = 10 méghoms
R6 = 2 méghems
C2= 0,01 F
Avec ce montage, on a obtenu une déviation de toute l'échelle de l'appareil d mesure M ( 200 micro- ampères) en appliquant aux bornes 3 et 4 un potentiel alternatif de 0,
6 volts et la stabilité du zéro obtenue a d'environ + 1 microampère quand le voltage de la haute tension variant de + 50 volts autour de 250 volts.
On a trouvé que la même variation de voltage produisait seulement une variation de 2% sur la sensibilité pour un déplacement de toute l'échelle. La stabilité de l'étalon- nage du montage est due principalement à la forte réaction négative produite par les résistances R2 et Rc' auxquelles on a donné des valeurs plus élevées qu'auparavant pour cette raison.
Bien que dans les réalisations décrites on ait représenté des tubes triodes, il est clair qu'on pourrait
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utiliser des tubes ayant un nombre quelconque d'électrodes ou 'grilles additionnelles convenablement polarisées de façon con- nue On comprendra d'après les explications qui ont été données que l'équilibre du pont contenant l'élément non linéaire est maintenu pendant des variations de la tension appliquée, soit en polarisant l'élément non linéaire de façon à ce qu'au moins dans son intervalle de travail il se comporte sensiblement comme une résistance ordinaire obéissant à la loi d'ohm, soit en polarisant l'une des résistances du pont de façon qu'elle se comporte comme un élément non linéaire ayant des caractéris- tiques nécessaires pour conserver l'équilibre.
Dans la présente description, le terme " polarisation" signifie l'application d'une tension, d'un courant, ou d'un autre effet approprié, de telle façon que la courbe caractéristique de l'élément soit effectivement déplacée par rapport aux axas de coordonnées, sans que sa forme soit sensiblement affectée.
Bien que l'invention ait été décrite dans le cas d'exemples de réalisation utilisant un tube comme élément non linéaire, il est évident que les mêmes principes sont applicables à d'autres sortes d'éléments à impédance non linéaire, bien que les détails des' modalités d'application des principes puissent très proba- blement être différents. La nature de l'élément non linéaire étant donnée, la faço d'appliquer les principes de l'invention apparaîtra évidente aux hommes de l'art, d'après les explications qui ont été données.