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APPAREIL DE MESURE POUR COURANTS ELECTRIQUES DE FAIBLE INTENSITEo
Lorsqu'on mesure des tensions électriques et des courants, il arrive que l'on désire terminer la mesure lorsque l'aiguille de l'appareil de mesure atteint une position déterminée correspondant à une certaine'valeur prédéterminée. Pour ne pas devoir veiller constamment au mouvement de l'aiguille, on a déjà utilisé un instrument indicateur comportant un dispositif de contact dans lequel l'aiguille constitue le bras de contact mobile tandis que l'appareil comporte un second contact fixe, qui sera appelé par la suite "contact fixe", mais qui permet de régler la gamme de mesure en le déplaçant le long de l'échelle de l'appareil de mesure.
Cet agencement présente un inconvénient: le premier contact de l'aiguille avec le contact fixe se produit pratiquement sans pression. A ce moment, l'aiguille est au repos, car le couple électrique qui entraîne l'aiguille est exactement égal au couple mécanique qui sert à ramener l'aiguille dans la position zéro lorsque le couple électrique diminue. Dans ce dispositif, il manque une force qui puisse exercer une pression de contact suffisante.
Le dispositif de contact peut être inséré dans un circuit de signalisation de la position de 1'aiguillée Dans un montage connu, utilisé pour la mesure de la dose d'irradiation aux rayons X, un tel disp'ositif de contact coupe l'appareil radiologique. De plus, le circuit de mesure de l'appareil indicateur y est relié et la fermeture du contact provoque une variation de courant telle que la pression de contact augmente.
Lorsque l'aiguille touche pour la première fois le contact fixe, la résistance de passage est très grande et l'intensité du courant est pratiquement nulle. Il est difficile d'indiquer l'accroissement de pression de contact nécessaire pour que l'intensité du courant atteigne une valeur suffisamment élevée pour en tirer parti dans le.s cas mentionnés, mais la force
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nécessaire pour obtenir cette pression de contact doit être fournie par le couple qui détermine la déviation de l'aiguille de l'appareil indicateur, de sorte que l'intensité du courant dans le circuit de mesure doit différer de l'intensitécorrespondant à l'indication dans la gamme de mesure choisie.
De ce fait, la signalisation ne se produit pas au moment requis.
L'invention concerne un appareil pour mesurer des tensions électriques et des intensités de courant, agencé-pour la signalisation d'une position prédéterminée de l'aiguille à l'aide d'un dispositif de contact dont le contact mobile constitue en même temps l'aiguille de l'instrument, ce dispositif se trouvant dans le circuit de grille d'un tube électronique. Le dispositif a pour but de faire en sorte que l'aiguille fournisse immédiatement la pression de contact suffisante pour court-circuiter l'interruption dans le circuit de courant auxiliaire. Suivant l'invention, la cathode du tube élec tronique est reliée au circuit de mesure et le tube est shunté par un diviseur de tension constitué par une capacité et une résistance, le tout de fa- çon qu'une partie de la résistance de ce diviseur de tension shunte l'instrument indicateur.
La variation de la tension de la grille de réglage d'un tube électronique ne demande pratiquement pas de courant. On peut utiliser un montage à résistances et agencer celui-ci de façon que, malgré la très grande résistance de passage à l'endroit de contact dans le contact de shuntage commandé par l'aiguille de l'instrument indicateur, à l'extrémité de la gamme de mesure fixée, une partie de la tension de la source de tension continue parvienne à la grille de réglageo Dès qu'il en est ainsi, la pression de contact est automatiquement augmentée quelles que soient les variations qui surviennent dans la tension à mesurer.
L'invention peut être utilisée dans divers dispositifs, dans lesquels la grandeur à mesurer est convertie en une tension ou un courant électrique, comme c'est le cas, par exemple, lors du relevé de flux lumineux à l'aide d'un amplificateur et d'une cellulephotoélectrique, du contrôle de la température à l'aide d'un pyromètre et de mesures de dosage d'irradiation aux rayons X utilisant une chambre d'ionisation.
Bien souvent, il importe que l'instrument indicateur utilisé absorbe aussi peu de courant que possible pour que la différence entre la force électromotrice de la source de tension et la tension aux bornes reste aussi petite que possible. Dans d'autres cas, on s'efforcera de mesurer des courants continus de faible intensité en déterminant la tension que provoque ledit courant dans une grande résistance. Il faut alors utiliser un voltmè- tre à très grande résistance, car ce voltmètre shunte la résistance de mesure et impose donc une limite à la résistance formée par le montage en série des deux, ce qui limite la sensibilité du montage. Dans le cas mentionné, on peut avantageusement utiliser, pour la mesure de la tension, des dispositifs fonctionnant suivant le principe d'un électromètre dynamique.
Il y a lieu d'entendre par là que la tension continue à mesurer est appliquée, à l'aide d'un condensateur dont l'une des plaques vibre constamment de sorte que sa capacité varie périodiquement, à un amplificateur dont la tension de sortie est redressée et mesurée à l'aide d'un appareil de mesure à cadre mobile.
Dans de tels instruments indicateurs, l'intensité du courant est si faible qu'un léger accroissement de la pression de contact dans un dispositif de contact qui est commandé par l'aiguille de l'instrument, demande déjà un courant d'intensité notablement plus grande que celle de la signalisa- tiono
Dans une forme de réalisation particulière de l'appareil de mesure conforme à l'invention,on peut empêcher qu'une variation de la grandeur à mesurer, qui réduirait la pression de contact, entraîne la rupture du courtcircuit dans le circuit de courant commandé par le dispositif de contact,par l'emploi d'un redresseur qui shunte la partie de la résistance montée en pa- rallèle avec l'instrument de mesurée
La description du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif,
fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les parti-
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cularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La figure représente le schéma de montage d'un dispositif auquel est appliquée l'invention. Ce dispositif est prévu en particulier pour la me- sure des rayons X. A cet effet, on a prévu une chambre d'ionisation 1 que l'on introduit dans le faisceau de rayons X pour effectuer une mesure. Les rayons
X ionisent une quantité déterminée de gaz existant dans la chambre, et de ce fait, ce gaz devient quelque peu conducteur. Un courant circule donc entre les électrodes 2 et 3 entre lesquelles se trouve une tension suffisamment élevée pour que le courant d'ionisation atteigne son intensité de saturation. Cette tension est obtenue à l'aide de la source de tension continue 41.
Le courant traverse la résistance 4 et l'on mesure la tension aux bornes de cette résistance. Le condensateur 5 sert à l'uniformisation.
La tension obtenue aux bornes de la résistance 4 est appliquée, par l'intermédiaire d'une résistance 7 de valeur élevée, à un vibreur élec- tro-dynamique 6. Le vibreur 6 peut être constitué par un condensateur dont l'une des plaques est soumise à vibration, ce qui entraîne une variation pé- riodique de la capacité du condensateur. Aux bornes du condensateur, on ob- tient une tension alternative qui, pour une amplitude déterminée de la vibra- tion, est proportionnelle à la tension continue appliquée. Cette tension al- ternative est appliquée, par l'intermédiaire du condensateur de couplage 8, à un amplificateur de tension alternative normal 9.
La tension du circuit de l'amplificateur est redressée pour qu'elle puisse être mesurée à l'aide d'un appareil de mesure à cadre mobile.
A cet effet, la sortie de l'amplificateur est-reliée à l'enroulement primaire
10 du transformateur 11 dont l'enroulement secondaire 12 est relié aux redres- seurs 13 et 14. L'enroulement secondaire 12 comporte une prise médiane 15 qui est reliée à la bobine 16 de l'instrument indicateur 17. L'autre extrémité de la bobine 16 est reliée à la résistance de réglage 18 et par l'intermédiaire de cette résistance, au noeud des deux redresseurs 13 et 14. Le montage en série de l'appareil de mesure et de la résistance 18 est shunté par une résistance 19 et un condensateur d'uniformisation 20.
L'appareil de mesure 16 indique la différence de tension aux bornes du condensateur 20 et cette tension est proportionnelle à l'intensité du courant dans la résistance de mesure 4 et donc à l'intensité des rayons X.
Cette tension peut également constituer une mesure pour la dose des rayons X. Dans ce cas, la résistance de mesure 4 doit être omise. L'aiguille de l'appareil a une déviation déterminée dont on peut prélever des particularités relatives à l'irradiation, déviation qui ne peut être dépassée. Dans le cas, d'une légère augmentation de la déviation, on désire que l'appareil d'irradiation soit mis hors circuit et à cet effet, on peut utiliser un instrument de mesure muni d'un dispositif de contact. L'aiguille fait office de bras de commutation et un contact déplaçable permet d'obtenir la fermeture du contact pour diverses déviations de l'aiguille.
Le premier contact de l'aiguille avec le contact fixe est extrêmement léger, car l'aiguille qui occupe une position d'équilibre, ne peut encore exercer de pression sur l'endroit de contact. La résistance de passage est très grande, de sorte que le courant ne peut acquérir une intensité notable.
Le contact d'aiguille est indiqué par 22, et le bras mobile de ce contact est relié au pôle négatif d'une source de tension 23. Le contact fixe est relié, par la résistance 24, à la cathode 25 et, par la résistance 26, à la grille de commande 27 du tube à décharge 28, par exemple une pentode. Le condensateur 29 assure l'uniformisation. L'anode 30 du tube 28 est reliée, par l'intermédiaire de la bobine du relais 31, au pôle positif 32 d'une source de tension anodique. Entre l'anode 30 et la cathode 25 est connecté un diviseur de tension qui est constitué par un condensateur 33 et par les résistances 34 et 35.
Lorsque le contact d'aiguille de l'appareil de mesure est ouvert,
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la grille de commande 27 se trouve au potentiel de la cathode et un courant anodique d'intensité normale traverse le tube électronique 28. Dès que I'aiguille fait contact, il suffit d'une variation de courant extrêmement faible dans la résistance 24 pour abaisser le potentiel de la grille 27. De ce fait, l'intensité du courant dans le tube 28 diminue. Cette diminution du courant anodique du tube 28 provoque une augmentation de la tension de l'anode 30 et également du potentiel du noeud des deux résistances 34 et 35 du diviseur de tension.
Ce point est relié à la bobine 16 de 1-'instrument de mesure et l'on a fait en sorte qu'une augmentation du potentiel provoque une variation du courant dans la bobine de l'instrument de mesure, dans un sens tel que la variation du couple électrique qui en résulte augmente la pression de l'aiguille sur le contact fixe. La résistance de contact diminue et la tension négative de la grille de commande 27 du tube électronique 28 augmente, tandis que l'intensité du courant anodique diminue constamment.
Le courant anodique du tube 28 est utilisé pour l'excitation de la bobine de relais 31 et celle-ci commande l'organe de contact 36. Finalement, l'intensité du courant anodique est si faible que le relais déclenche, ce qui assure la connexion de la prise des résistances 34 et 35 au pôle positif 37 d'une source de tension continue. Cette tension renforce constamment le couple qui applique l'aiguille de l'appareil de mesure contre le contact fixe.
La bobine de relais 31 peut en outre commander un dispositif de contact 38 qui assure la mise en circuit du dispositif de signalisation 39 ou la mise hors circuit du dispositif d'irradiation.
La déviation de l'aiguille peut varier pour d'autres causes que la tension à mesurer, par exemple sous l'effet d'une brusque variation du coefficient d'amplification de l'amplificateur au moment où l'aiguille de l'instrument de mesure fait contact.
Cette perturbation n'entraîne aucune suite fâcheuse lorsqu'elle augmente la pression de contact, mais lorsqu'elle agit en sens contraire, elle provoque une diminution de la pression de contact et pourra même provoquer la rupture du circuit de courant de grille de l'amplificateur.
Dans ce cas, le potentiel de la grille du tube électronique 28 atteint la valeur du poten- tiel de la cathode ; du courant anodique dans le tube augmente et la diminution de tension anodique qui en résulte se propage par le diviseur de tension 33, 34 et 35 dans le circuit de mesure de l'appareil de mesure et influence la déviation de l'aiguille dans le même sens que la perturbationo Pour rendre cette pointe de tension inefficace, on a shunté la résistance 35 par un redresseur 40 qui empêche la prise entre les résistances 34 et 35 de devenir négative par rapport à la cathode. De ce fait, la déviation de l'aiguille reste limitée à celle qui résulte de la perturbation même.