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COMPTE-TOURS A CELLULE PHOTO-ELECTRIQUE POUR L'ETALONNAGE DE ' COMPTEURS ELECTRIQUES.
Le principe des compte-tours électroniques pour l'étalonnage semi-automatique des compteurs électriques et utilisant une cellule pho- to-électrique, n'est pas nouveau.
En effet, on connaît déjà un appareil dans lequel un rayon lumineux est projeté sur la tranche du disque du compteur à l'essais et réfléchi sur une cellule photo-électrique. Chaque fois que la marque du disque passe dans le rayon lumineux, il se produit dans la. cellule une variation de courant qui est amplifiée par une triode qui commande un re- lais intermédiaire. Celui-ci commande à son tour un électro-aimant action- nant le cliquet d'une roue à rochets portant un contact mobile.
A chaque tour du disque!) le contact avance d'un pas. Ce con- tact met en marche un compte-secondes et l'arrête automatiquement après un nombre de tours bien déterminé.
On connaît aussi un appareil similaire, mais dans lequel le contacteur spécial commandant le compte-secondes est remplacé par un sé- lecteur téléphonique.
Un autre appareil similaire utilise également un sélecteur téléphonique, mais qui est alimenté par un thyratron dont la grille est commandée directement par la cellule photo-électrique.
Enfin, on connaît un relais photo-électrique destiné au compta- ge de piècesdans lequel un thyratron est commandé pàr une cellule photo- électrique, par l'intermédiaire d'une amplificatrice à vide.
On peut donc dire que le principe du compte-tours à cellule photo-électrique pour l'étalonnage de compteurs électriques, dans lequel un sélecteur téléphonique actionnant les compte-secondes, est commandé par
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une cellule photo-électrique par l'intermédiaire d'un thyratron avec ou sans amplificatrice est connu.
La présente invention a pour objet un appareil de ce genre de construction simple et de fonctionnement précis dont les particularités res- sortiront au cours de la description donnée ci-après avec référence aux des- sins annexés, dans lesquels
Fig. 1 est une vue schématique montrant le principe général de fonctionnement de l'appareil suivant l'invention;
Figo 2 est une vue schématique montrant le système amplifica- teur, ainsi que le système de comptage et de chronométrage de l'appareil; Figso 3 et 4 sont des vues respectivement en élévation et de dessus d'un premier système optique susceptible d'être utilisé dans l'ap- pareil suivant l'inventions tandis que les Figs. 5 et 6, ainsi que 7 et 8 sont des vues similaires montrant deux autres formes de réalisation d'un tel système optique.
Figs. 9 et 10 montrent deux formes de lentille pouvant trouver leur application dans ces différents systèmes optiques.
Comme montré en Figo 1, une lentille 1 concentre sur la tranche du rotor 3 du compteur à l'essai (ou de tout autre appareil similaire) la lumière issue d'une lampe 2. Cette lumière est réfléchie sur la cellule photoélectrique 4. Lorsque le repère 5 du disque entre dans le rayon lumi- neux, la quantité de lumière réfléchie diminue, et le courant circulant dans la cellule 4 est modifié. Cette modification a pour effet d'établir un cou- rant dans l'électro-aimant 7 branché à la sortie du système amplificateur 6.
L'électro 7 attire le cliquet 8 du sélecteur téléphonique 9 qui se trouve ainsi armé.
Lorsque le repère 5 quitte le rayon lumineux, le courant de la cellule redevient normal et le courant dans l'électro 7 est interrompu. Le cliquet 8 retombe et fait avancer d'un pas, au moyen d'une roue à rochets, le contact mobile du sélecteur. Le sélecteur est branché de telle manière que? à la première révolution un circuit électrique soit établi qui met en marche un compte-secondes 10. Au bout d'un nombre de tours déterminée ce circuit est interrompu, ce qui a pour effet d'arrêter le compte-secondes.
Ce nombre peut être choisi d'avance à l'aide d'un combinateur spécial.
Ainsi qu'il ressortira de la description détaillée le circuit est étudié de manière à pouvoir commander simultanément a) un compte-secondes restant en fonctionnement tant qu'une tension électrique y est appliquée; b) un compte-secondes mis en marche et arrêté au moyen d'une im- pulsion électrique de courte duréeo
L'amplificateur 6 présente une particularité notable dans le fait que le couplage entre la cellule photo-électrique et l'amplificateur et entre les étages de l'amplificateur, est électrostatique et pourrait être aussi électromagnétique ou mixte. Il transmet donc seulement une ten- sion alternative dont l'amplitude est déterminée uniquement par l'éclairement de la cellule.
Cette tension alternative est incorporées soit dans la ten- sion d'alimentation de la cellule par le secteur d'alimentation (par exemple alimentation de la cellule en tension alternative) ou par un dispositif ac- cessoire, soit dans la source de lumière éclairant la cellule. De cette fa- çon, on évite radicalement les inconvénients propres aux amplificateurs à couplage direct, c'est-à-dire l'influence réciproque des réglages des diffé-
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rents éléments et des variations accidentelles, ainsi que l'emploi d'appa- reils de mesure de contrôlée
Le système amplificateur appliqué dans l'appareil est montré en Figo 2, dans laquelle on voit que l'appareil est alimenté par le secteur, par l'intermédiaire d'un transformateur 1 incorporée dont le primaire 2, à prises multiples,
permet l'adaptation aux tensions usuelles. Le secondaire à enroulements multiples fournit le courant d'éclairage de l'ampoule d'exci= tation de la cellule phot-électrique et de chauffage des différents tubes et leur tension anodique.
La cellule photo-électrique 3 est alimentée en tension alterna- tive par un diviseur de tension 4 branché sur l'enroulement 5 du transforma- teur 1. Une résistance de charge¯6 est placée én série avec là cellule.
Lorsque la cellule est éclairée, elle laisse passer un courant pendant cha- que demi-période positiveo Une tension pulsatoire apparaît aux bornes de la résistance 60
Lorsque l'éclairage de la cellule disparaît ou est fortement réduite cette tension devient négligeable. Cette tension est appliquée à la grille du tube amplificateur 7 par le condensateur de couplage 8.
Le tube 7 reçoit sa tension anodique continue de l'enroulement 5 du transformateur 1 par l'intermédiaire du tube redresseur biplaque 9, du filtre.constitué par la résistance 109 et les condensateurs 11 et 129,et la résistance de charge 130
Le choix convenable du type du tube 7 et de sa résistance de grille 14, permet à ce tube de fonctionner avec grille autopolarisée, ce qui simplifie le montage et procure en même temps l'avantage d'amplifier sans pertes les fréquences très basses et s'adapte particulièrement bien à une cellule photo-électrique du fait de la forte impédance du circuit de grille.
La tension au bornes de la résistance 6 se retrouve amplifiée et déphasée de 180 , aux bornes de 13, ou entre anode et masse, et est appliquée au tube thyratron 15 par le condensateur 160
Le thyratron 15 est alimenté en tension alternative par l'enrou- lement 17 du transformateur l, connecté de manière que son anode soit néga- tive pendant la demi-période qui rend l'anode de la cellule positive, avec en série la bobine 19 du sélecteur et une série de contacts qui seront dé- crits plus loin et qui seront considérés pour le moment comme fermés.
La grille du thyratron 15 est reliée à sa cathode par la résistance 18, de sorte que lorsque la cellule n'est pas éclairée, aucune tension tétant communi- quée par le condenseur 16, un courant s'établit dans le thyratron 15 pendant chacune des demi-périodes positives. Lorsque le potentiel de l'anode du tu- be 7 tend à augmenter, c'est-à-dire lorsque la cellule 3 est traversée par un courant, un courant s'établit entre la grille et la cathode du thyratron et charge le condensateur 16, alors que le potentiel de l'anode est négatif; le thyratron fonctionne à ce moment comme une détectrice à caractéristique de grille.
Pendant la demi-période suivante, le courant-de la cellule est interrompu, le potentiel de l'anode du tube 7 diminuele condensateur 16 se décharge à travers la résistance 18 et la grille du thyratron devient né- gative, empêchant la décharge dans le thyratron, le potentiel de son anode étant devenu positif.
En résumée lorsque la cellule n'est pas, ou peu éclairée, le thyratron est rendu conducteur.9 aucune tension n'étant appliquée à sa grille; lorsque la cellule est éclairée, le thyratron est bloqué par une tension né- gative de grille.
Le système de comptage et de chronométrage de l'appareil fonc- tionne de la façon suivante, en supposant que l'inverseur 21 se trouve en
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position M (marche), le rotor du sélecteur téléphonique 28 - 29 - 30 - 31 sur la position 49 (position de repos) et le combinateur à 3 circuits 32 - 33 - 34 sur une position quelconque, soit 4.
Lorsque la tâche du disque du compteur arrête le faisceau lumi- neux impressionnant la cellule photo-électrique, d'après ce qui précède, un courant pulsatoire parcourt le circuit du thyratron et la bobine 19 du sélec- teuro Pour éviter les effets de la pulsation du courante un condensateur 20 est branché aux bornes de la bobine 19. L'armature 25 du sélecteur est atti- rée,le rochet 26 recule d'une dent# sur la roue à rochet 27. Lorsque la cellule est de nouveau impressionnée, la tache ayant quitté le faisceau lu- mineux, le courant de la bobine est coupé,, l'armature 25 retombe sous l'ac- tion d'un ressorte le rochet fait avancer le rotor sur la position 50, ori- gine du chronométrage.
Le commutateur 28 du sélecteur ferme le circuit d'un compte-se- condes qui démarre son circuit électrique étant branché en série avec les bornes 35., Le commutateur 30 du sélecteur ferme le circuit d'un compte-se- condes démarrant sous l'effet d'une impulsion dont le circuit électrique peut être branché en série avec le relais auxiliaire 37 par les bornes 36 et les contacts 38. Le commutateur 31 du sélecteur ferme le circuit du re- lais 37, alimenté par le primaire 2 du transformateur 1, les contacts 38 s'ouvrent avec un certain retard nécessaire pour actionner le compte-secon- des.
Le disque du compteur ayant parcouru un tour complet, le rotor du sélecteur passe en position 1. Le circuit de compte-secondes branché en 35 restera fermé par le commutateur 28 dont le balai mobile est conçu pour passer d'un plot au suivant sans interruption, avec en série le circuit 32 du combinateur, et restera fermé de même jusqu'à la fin du 4e tour du dis- que du compteur. A ce moment, le compte-secondes s'arrête, son circuit étant ouvert au combinateur 32.
Au même instante le compte-secondes à im- pulsions branché en 36 s'arrête, son circuit étant fermé par le commutateur 30 du sélecteur avec en série le circuit 34 du combinateur. Entretemps lorsque le rotor du sélecteur avait quitté la position 50, le circuit du re- lais 37 était interrompu par le commutateur 31 du sélecteurs les contacts 38 refermés, le circuit de compte-secondes à impulsions restant ouvert par le commutateur 30 du sélecteur,: jusque sur la position 4.
Le commutateur 29 du sélecteur et le circuit 33 du combinateur, placés en série avec le thyratron, ferment son circuit anodique pendant tout le temps du chronométrage, ainsi que sur la position de repos 49. Le sélec- teur s'arrête donc lorsque le chronométrage est terminé, le circuit anodique étant interrompu par le combinateur 33.
Le chronométrage s'opère de même pour tout nombre de tours dif- férente déterminé à l'avance par la position que l'on a donnée au combinateur 32 - 33 - 34 et qu'on limite en pratique à certaines valeurs déterminées.
Il est toutefois possible de chronométrer un nombre de tours quelconque en- tre 1 et 40 en provoquant une ou plusieurs impulsions supplémentaires au sélecteur au moyen du bouton poussoir 22.
Le chronométrage'étant terminée on ramène le sélecteur sur sa position de repos 49 en plaçant l'inverseur 21 sur la position 0, Le cir- cuit de la bobine du sélecteur est fermé par les contacts 23 et 24. Les con- tacts 23 s'ouvrent en fin de course de l'armature 25 du sélecteur, provoquant des impulsions sucessives au rotor du sélecteur, jusqu'à ce que les contacts 24 ouvrent le circuit de la bobine, sous la poussée d'une came se trouvant sur le rotor du sélecteur en position de repos 49.
Pour faire un nouveau chronométrage, on remplace l'inverseur 21 sur la position M. '
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Dans la réalisation du système optique de l'appareil suivant l'invention; la tête optique proprement dite contient la lampe d'éclairage, la lentille et la cellule photo-électrique. Généralement,on y incorpore égalemént l'amplificatrice à vide, mais cette condition n'est pas indispen- sable en principe.
Les Figso 3 à 8 montrent à titre d'exemple non limitatif, plu- sieurs systèmes optiques susceptibles de trouver leur application dans l'ap- pareil suivant l'invention.
Les Figs. 3 et 4 montrent une disposition simple des systèmes optiqueso La lumière émise par la lampe est renvoyée horizontalement par le miroir ou prisme b et concentrée sur la tranche d du disque par la len- tille oo La lumière est réfléchie sur la cellule g à travers le cône cloi- sonné j. Ce cône est cloisonné de manière à empêcher que toute lumière pro- venant d'un point autre que e. (par exemple la lumière réfléchie par la vi- tre f du compteur) ne puisse atteindre la cellule; h désigne l'amplifica- trice disposée également dans la tête optique i.
'Les Figs. 5 et 6 montrent une autre disposition du système optique. Dans cette disposition, la lumière de a est renvoyée par le mi- roir b à travers la partie centrale de la lentille ± qui la concentre en e. La lumière réfléchie est concentrée par la couronne extérieure de la lentille ± sur la cellule go Un cône cloisonné 1peut être également pré- vu.
La lentille ± peut être soit de forme normale, soit de forme telle que figurée en Figso 9 ou 10, dans lesquelles elle présente des zones ou échelons circulaires concentriques de foyer différent. Elle peut être faite soit en verre, soit encore en matière plastique.
Les Figso 7 et 8 constituent une variante de la disposition pré- cédente, dans laquelle la lampe a est située dans l'axe optique de la lentil- le ± et où la lumière réfléchie est renvoyée sur la cellule au moyen d'un miroir annulaire.
On pourrait d'ailleurs imaginer un système où la lumière émise par a serait concentrée en d, par l'anneau extérieur de c, ou bien par'une lentille annu- laire.