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APPAREIL PERFECTIONNE D'INDICATION DE LA VALEUR ET DE LA VARIATION
D'UN PHENOMENE PHYSIQUE.
La présente invention se rapporte à un appareil d'indication de'la valeur de la variation d'un phénomène physique, notamment desti- né à indiquer la valeur de la variation d'une tension électrique con- tinue.
L'invention est basée sur l'idée de noter les valeurs in- stantanées d'une tension électrique continue à des intervalles de temps prédéterminés, de comparer chaque valeur notée avec la valeur précédente et d'indiquer l'importance'et le sens de la variation.
Si l'on doit indiquer la valeur de la.variation d'un autre phéno- mène physique, on traduit d'abord ce phénomène physique en une ten- sion continue qui lui correspond, de toute manière connue, et on in- dique ensuite la valeur de la variation de cette tension continue.
Un appareil incorporant des caractéristiques de l'invention-
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pour indiquer la valeur de la variation d'une tension électrique continue comprend des moyens pour percevoir les valeurs instantanées de la tension à des intervalles de temps prédéterminés, des moyens pour emmagasiner lesdites valeurs instantanées pendant des périodes supérieures à cet intervalle de temps et des moyens pour indiquer la différence entre la valeur emmagasinée au début de chaque intervalle de temps et celle qui est emmagasinée au début de l'intervalle de temps précédent.
Les moyens d'emmagasinage peuvent comprendre deux capacités et des moyens pour appliquer alternativement la tension électrique essayée à l'une ou à l'autre de ces capacités au début de chaque intervalle de temps.
Selon une variante, lendits moyens d'emmagasinage peuvent comprendre un dispositif qui modifie alternativement l'une ou l'autre de deux tensions au début de chaque intervalle de temps, de façon telle qu'elles correspondent aux valeurs instantanées respectives de la tension en essai.
Dans le premier cas, les moyens indicateurs peuvent com- prendre : un voltmètre à, lampe, qui peut comporter deux tubes, les capacités étant connectées chacune à l'une des électrodes de comman- de des tubes, deux résistances, une dans le circuit anodique de chaque tube, un indicateur connecté de façon à indiquer la diffé- rence de la chute de tension dans les résistances et des moyens pour inverser la connexion de 11 indicateur endant chaque intervalle de temps.
Les résistances sont placées, de préférence, dans les con- ducteurs de cathode des tubes.
A titre de variante, le dispositif de modification des deux tensions peut comprendre deux potentiomètres en parallèle avec une source de tension et des moyens pour déplacer alternativement l-'un ou l'autre des curseurs de ces potentiomètres jusqu'à des positions pour lesquelles la tension entre le curseur déplacé et une
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extrémité du potentiomètre correspondant équivaut à la valeur instan- tanée de la tension en essai. Dans ce cas, les moyens indicateurs peuvent comprendre un indicateur donnant la différence de potentiel entre lesdits curseurs, des moyens étant'prévus pour inverser la con- nexion de l'indicateur pendant chaque intervalle de.temps.
Les moyens de déplacement peuvent comprendre deux acteurs électriques inver- sables, chacun déplaçant le curseur de l'un des potentiomètres, ces moteurs étant commandés par un relais polarisé disposé de façon à être excité par la perception de la tension en essai si la tension entre le curseur respectif et l'extrémité du potentiomètre respectif ne correspond pas audit potentiel en essai et, tant que cette corres- pondance n'est pas réalisée. Le relais polarisé peut être excité au moyen de deux tubes, la tension en essai et la tension entre le cur- seur et l'extrémité du potentiomètre correspondant étant appliquées en opposition à l'électrode de commande des tubes, le relais polari- sé étant ainsi actionné dans un sens ou dans l'autre suivant la dif- ! férence entre ladite tension en essai et ladite tension potentiométri- que.
Le moteur correspondant tourne dans l'un ou l'autre sens et déplace, par suite, le curseur correspondant dans l'un ou l'autre sens, jusqu'à ce que la tension potentiométrique soit égale à, la ten- sion en essai.
Pour rendre l'invention plus claire, on se référera mainte- nant aux dessins annexés, qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples, et dans lesquels : la figure 1 représente un premier exemple de réalisation de l'invention; la figure 2 indique plusieurs enregistrements de l'indica- teur; la figure 3 montre une variante de l'appareil de la figure 1; la figure 4 montre un second exemple de réalisation de l'in- vention.
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Dans toutes les figures, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références.
Si l'on sa réfère (t'abord à, la figure 1 , on voit qu'il est prévu, deux triodes VI et V2, ayant des cathodes KI et K2, des élec- trodes de commande GI et G2, et des anodes AI et A2, respectivement.
Les anodes AI et A2 sont connectées l'une à l'autre, ainsi qu'à la borne positive H.T. d'une source de tension anodique. Les cathodes KI et K2 sont à chauffage indirect, de toute manière connue, les éléments chauffants et les circuits de chauffage n'ayant pas été re- présentés sur la figure. Les électrodes de commande GI et G2 sont connectées respectivement à des condensateurs à faibles fuites CI et C2, la borne libre de chaque condensateur étant mise à la terre.
Les électrodes de commande GI et G2 sont connectées également à un inverseur Bi de façon à permettre aux électrodes de commande GI et G2 et aux condensateurs CI et C2 d'être connectés alternativement au contact A de l'inverseur, qui mène à une borne d'entrée I, la ten- sion en essai étant appliquée à cette borne d'entrée I et à une se- conde borne d'entrée II qui est mise à la terre.
La cathode KI est connectée à une résistance de charge RI et la cathode K2 à une ré- sistance de charge R2, les autres extrémités de ces résistances RI et R2 étant connectées à une résistance l'équilibrage R6 ayant une prise réglablemise à, la terre.Un appareil indicateur M est connec- té aux cathodes KI et K2 au moyen des contacts B2 et B3 d'un connu- tateur inverseur; cet indicateur M a une aiguille indicatrice W qui, à sa position médiane de repos, indique une tension nulle et qui, lorsqu'elle dévie dans un sens ou dans l'autre, indique des tensions positives ou négatives. Les contacts inverseurs A. BI. B2. B3 sont, de préférence, des contacts de relais, les contacts BI. B2.
B3. étant actionnés par un seul relais ( non représenté sur la figure 1 ) sui- vant une cadence déterminée par rapport à un autre relais ( non re- présente sur la figure 1 ) actionnant le contact A
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L'appareil décrit fonctionne comme suit :
Si l'on suppose qu'au début les condensateurs CI et C2 ne sont pas chargés, que la prise de la résistance R6 a été réglée de telle sorte que l'aiguille W de l'appareil indicateur M est à sa position médiane de zéro, que tous les contacts sont aux positions représentées sur la figure 1, que l'intervalle de temps prédéterminé est d'une minute,.et qu'une tension dont on a à déterminer'la valeur de la variation est appliquée entre les bornes d'entrée 1 et II, à un certain moment initial, le contact A est fermé momentanément, ce qui charge le condensateur CI à une tension,
par exemple ¯e, égale à la valeur instantanée de là tension en essai. L'électrode de com- mande GI du tube VI supporte la tension ¯e, ce qui provoque une va- riation du courant anodique dans ce tube VI et une variation corres- pondante de la chute de potentiel dans la résistance R1. Entre les cathodes KI et K2 se produit une différence de potentiel qui pro- voque une déviation de l'aiguille W de l'appareil indicateur M, par exemple vers la gauche, ainsi qu'on l'a indiqué sur la figure 2a, sens qui correspond aux tensions négatives. Cependant, aussitôt que le contact A est ouvert à nouveau, les contacts Bl. B2. B3. s'inver- sent. Ceci provoque une déviation de l'aiguille W de l'indicateur M vers l'autre côté, c'est à dire vers la droite, comme on l'a repré- senté sur la figure 2b, et l'indication d'une tension positive +e .
Ceci signifie que la tension appliquée aux bornes d'entrée 1 et II de l'appareil a passé de zéro à la valeur ¯e.
Après une minute, c'est à dire au début du second inter- valle de temps, le contact A est de nouveau fermé momentanément et si, dans l'intervalle, la tension appliquée aux bornes d'entrée 1 et II n'a pas varié, le condensateur C2 est alors chargé au poten- tiel ¯e. L'électrode de commande G2 supporte la même tension et le courant' de décharge dans le tube V2 est modifié de la même ma- nière que celui du tube VI l'a été antérieurement, ce qui provoque '
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une chute de potentiel correspondante dans la résistance R2, de telle sorte que la différence de potentiel entre les cathodes KI eL K2 est nulle. Par suite, l'aiguille W de l'indicateur M revient à sa position du zéro ainsi que le montre la figure 2c . Lorsque le contact A est de nouveau ouvert, les contacts BI. B2.
B3. s'in- versent, mais cela n'a pas d'action sur l' indication de l'appareil M qui indique correctement une variation de tension nulle pendant l'intervalle de temps précédent.
On supposera, maintenant qu'à la fin de la seconde minute, c'est à dire au début du troisième intervalle de temps, la tension appliquée aux bornes d'entrée I et II de l'appareil a baissé à la valeur + 2/3e . Lorsque le contact A se ferme, la tension sur le condensateur CI est réduite à 2/3e, alors que le condensateur C2 reste chargé au potentiel précédent ¯e. La différence de potentiel entre les cathodes KI et K2 correspond donc à la valeur -1/3e ( c'est à dire 2/3 e - e), et provoque la déviation de l'aiguille W de l'appareil M vers la droite, dans une position correspondant à +1/3e, comme indiqué en pointillé sur la figure 2d . Lorsque le contact A s'ouvre à nouveau, les contacts BI. B2.
B3. s'inversent, de sorte que la différence de potentiel appliquée à l'appareil M est inversée et l'aiguille W de cet appareil prend la position re- présentée en trait plein sur la figure 2d, position qui correspond à la tension -1/3e, l'aiguille indique correctement que la tension appliquée aux bornes d'entrée I et II de l'appareil a diminué de 1/3e .
On supposera qu'à la fin de la troisième minute, c'est à dire au début du quatrième intervalle de temps, la tension appliquée aux bornes d'entrée de l'appareil est réduite de la même quantité, c'est à dire de ¯1/3e Lorsque le contact A se ferme, le conden- sateur C2 est chargé au potentiel ¯1/3e, ce qui ramène l'aiguille W de l'appareil de mesure M à la, position indiquée en pointillé sur
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la figure 2d, la différence de potentiel entre les cathodes KI et K2 étant I/3e - 2/3e = -I/3e . Après l'ouverture du contact A, les contacts BI. B2.
B3. s'inversent à nouveau, et l'aiguille W prend la position -I/3e indiquée en trait plein sur la figure 2d, c'est à dire que l'appareil M indique de nouveau correctement la-tension -I/3e correspondant à la diminution de la tension appliquée aux bor- nes d'entrée 1 et II de l'appareil.
On vérifiera aisément qu'au début de chaque intervalle de temps, à la fermeture du-contact A, l'appareil de mesure M indique la variation de potentiel pendant l'intervalle de temps précédent, momentanément avec le signe incorrect, qui est cependant corrigé aussitôt que le contact A s'ouvre et que les contacts BI. B2. B3. se sont inversés. Lorsque les contacts BI. B2. B3. ont été action- nés, la valeur de la modification de la tension sur les bornes d'en- trée I et II de l'appareil est indiquée avec le signe correct. On voit également que le potentiel de l'une des cathodes KI. K2. corres- pond à la tension en essai au début de l'intervalle de temps auquel la lecture est faite, alors que le potentiel de l'autre cathode cor- respond à la tension en essai au début de l'intervalle de temps pré- cédent.
Ainsi, l'indication de l'appareil de mesure M correspond à la différence entre ces potentiels de cathode, c'est à dire à la va- leur de la modification de.la tension en essai pendant l'intervalle de temps précédent.
Des variantes de l'appareil décrit sont possibles. Par exemple, comme on l'a représenté sur la figure 3, les tubes employés peuvent être des pentodes VIO et V20, dont les grilles de rejet Sgl et Sg2 sont reliées directement aux cathodes KI et K2, respective- ment. Les grilles écrans SI et S2 sont polarisées au moyen de résis- tances R3 et R4, dont les prises sont réglables pour équilibrer les conductances mutuelles des pentodes. Les condensateurs CI et C2 sont connectés en série avec des résistances R5 et R8, respectivement,
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pour réduire les fuites. Une résistance variable R7 sert à régler la, sensibilité de l'appareil de mesure M . Pour le reste, l'appa- reil est semblable à celui de la figure 1 et l'on pense qu'il ne nécessite pas d'explications supplémentaires.
Dans le second exemple de réalisation de l'invention re- présenté sur la figure 4, on utilise deux triodes VII et V21, dont les anodes sont reliées l'une à l'autre, ainsi qu'à la borne posi-
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tive H.T. d'une source du tension a.-rzocl¯i.lue. L'électcode (le commande de la triode V2I est mise à la terre et cellede la triode VII est connectée à, la berre par une résistance R61. La borne d'entrée po- siivc: et la grille de commande de la triode VII sont connectées à un interrupteur A11, qui est normalement ouvert.
La cathode de la triode VII est connectée à une résistance R3I et celle de la, triode V21 à une résistance R4I, les autres extrémités de ces résistances R3I et R4I étant connectées à une résistance R7I, qui a une prise réglable reliée à la terre. Un relais polarisé Z est relié aux cathodes des triodes VII et V2I . Une source de tension continuer, dont la borne positive est mise à la terre, est shuntée par deux potentiomètres RII et R2I . Chacun de ces potentiomètres est muni d'un vurseur SII et S2I, respectivement, qui peut être connecté alternativement à la borne négative d'entrée au moyen de contacts in- verseurs BII .
Un appareil de mesure M, ayant, une aiguille indica- trice W, est connecté au moyen des contacts B21 et B3I d'un inver- seur au curseur SII et à une des extrémités d'une résistance va- riable R5I, dont l'autre extrémité est reliée au curseur S2I . Le curseur SII peut glisser le long du potentiomètre RII, au moyen d'un moteur électrique UII, et le curseur S21 peut glisser le long du potentiomètre R2I, au moyen d'un moteur électrique U22, les moteurs étant disposés de façon à tourner alternativement lorsque le relais polarisé Z est actionné, comme on l'a indiqué en pointillé, le sens de leur rotation dépendant du sens dans lequel le relais polarisé Z
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est excité.
L'appareil fonctionne comme suit :
La tension continue en essai est appliquée aux bornes d'en- trée. Au moyen de l'inverseur BII, les curseurs SII et S2I sont connectés alternativement à la borne négative d'entrée. Lorsque l'inverseur BII a la position représentée sur la figure 4 et que l'interrupteur AII est fermé, la borne positive d'entrée est connectée à l'électrode de commande de la triode VII et la tension prélevée par le curseur S2I sur le potentiomètre R21 est eh série, mais en opposition, avec la tension en.essai. Si le curseur S2I prélève sur le potentiomètre R2I une tension égale à la tension en essai, la tension de commande de l'électrode de commande de la triode VII est nulle. La prise de la résistance R7I est réglée de telle manière que, dans ce cas, le relais polarisé Z ne soit pas actionné.
Si d'autre part la tension prélevée par le curseur S2I n'est pas égale à la tension en essai, le relais polarisé Z est actionné et provoque la rotation du moteur U2I dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens dans lequel le relais polarisé Z est excité. Le curseur S21 est ainsi déplacé sur le potentiomètre R2I, jusqu'à ce que la tension qu'il prélève soit égale à la tension aux bornes d'entrée de l'appareil, ce qui désexcite le relais polarisé Z et arrête la rotation du mo- teur U2I . L'interrupteur AII est ensuite ouvert et les contacts inverseurs BII. B2I. B3I. s'inversent.
A un intervalle de temps pré- déterminé, l'interrupteur est refermé et si alors la tension en essai et la tension prélevée par le curseur SII sur le potentiomètre RII ne sont pas égales entre elles, le relais polarisé Z est actionné et provoque la rotation du moteur UII, qui déplace le curseur SII sur le potentiomètre RII dans le sens convenable, jusqu'à ce-que la tension prélevée par le curseur SII soit égale à la valeur de la ten- sion en essai. L'interrupteur AII est ouvert et les contacts inver- seurs BII. B2I. B3I. s'inversent à nouveau.
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On verra aisément que, chaque fois que les contacts BII.
B2I. B3I. s'inversent, l'aiguille W de l'appareil de mesure M in- dique la différence de tension existant entre les deux curseurs avec le signe correct, par suite de l'inversion de ses connexions par les contacts inverseursB2I et B31, c'est à dire qu'elle in- dique correctement la variation de la tension en essai pendant l'in- tervalle de temps précédent. On notera également que la, tension aux bornes d'entrée au début de chaque intervalle de temps correspond à la tension prélevée par 1 un des deux curseurs, lorsqu'il s'est arrêté. La tension prélevée est emmagasinée de façon à pouvoir être comparée au moyen de l'appareil de mesure à la tension prélevée de façon analogue par l'autre curseur, au début de l'intervalle de temps suivant.
Des modifications de l'appareil décrit sont possibles. Par exemple, l'appareil de mesure peut être courtcircuité pendant la période comprise entre la fermeture de l'interrupteur AII ou A et l'actionnement ultérieur des contacts inverseurs BI. B2. B3. ou B11.
B21. B3I, respectivement, de façon à éviter une déviation momentanée de l'aiguille W de l'appareil de mesure M dans le mauvais sens. Par ailleurs, l'appareil de mesure représenté sur les figures 1 et 3 n'est pas nécessairement connecté directement aux cathodes, mais peut être connecté à des prises convenablement choisies sur les ré- sistances RI et R2 . Ces résistances RI et R2 peuvent, si on le désire, être placées dans les conducteurs d'anode des tubes, au lieu de l'être dans les conducteursde cathode, comme on l'a représenté.
L'appareil peut être employé pour indiquer la valeur de la variation d'autres phénomènes physiques qui peuvent être traduits en. tensions continues correspondantes. Par exemple, la valeur de la variation de la fréquence d'un courant électrique alternatif peut être indiquée. De même, il peut indiquer la, valeur de la va- riation d'un courant électrique, de l'intensité d'une puissance
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lumineuse, de la température, d'une intensité lumineuse, d'une pres- sion, de positions mécaniques, de phénomènes chimiques tels que les valeurs du pH, de la-valeur de résistances.
Dans tous les cas de ce genre, l'appareil de mesure peut être gradué de façon convenable pour permettre de lire la valeur de la variation en unités conve- nables.