<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
La présente invention, système Jacques PELPEL et Alexis iîEPOMIAi3'l.'CHY, est relative à un perfectionnement à l'installation de télémesure décrite dans le brevet principale consistant à remplacer, tant au poste é- meteur qu'au poste récepteur le compensateur clectro-mécanique, par un compensateur magnétique, sans organe mobile et par conséquent de construction plus simple et plus économique.
Le compensateur électromécanique décrit au brevet principal est
EMI1.2
composé d'un équipage vat±mé)rique, d'U::l équipage galvanométrique et d'un régulateur d'induction dont les éléments mobiles sont disposées sur le même arbre. Au'poste émetteur, le couple développé par l'équipage wattmé- trique et qui est proportionnel en particulier au courant continu Il, proportionnel lui-même à la valeur de la grandeur à transmettre, est équilibré
EMI1.3
à toU1, instant par le couple développé par l'équipage galvanométrique lequel est proportionnel à un écart de fréquences :
- foi, f étant égal à la dif- férence de fréquences entre une fréquence fixe -et une fréquence variable F2, fonction linéaire du courant Il' et fO (appelée fréquence de base),étant la différence entre F1 et F lorsque le courant Il est nul (c'est-à-dire quand la grandeur à télémesurer a une valeur nulle). Dans ces conditions, on a démontré dans le brevet principal que : Il = K. (f - fo).
Au poste récepteur, le fonctionnement du compensateur électromécanique est analogue à celui du poste émetteur, à cette différence près,
EMI1.4
que le couple développé par l'équipage wat'ùmétrique est proportionnel à un courant continu J ;fourni par un dispositif électronique, courant qui est proportionnel à l'écart de fréquences f - fo, c'est-à-dire, en défini- tive, à la grandeur transmise.
L'invention a pour objet une installation de télémesure ayant même principe que celle décrite dans le brevet principal, caractérisée en ce que le compensateur électromécanique du poste émetteur et celui du poste récepteur sont remplacés par un compensateur magnétique fonctionnant suivant le principe connu des amplificateurs magnétiques (ou transducteurs) et com- portant deux circuits magnétiques identiques dont les enroulements de con-
EMI1.5
trole, comprennent pour chacun de ces circuits magnétiques :
1 ) un premier enroulement parcouru par le courant continu proportionnel à la grandeur à transmettre (ou transmise),un deuxième enroulement parcouru par un courant continu proportionnel à la différence de fréquences f un troisième enrou- lement parcouru par un courant continu d'intensité constante, ces enroulements étant dimensionnés de manière telle que, d'une part, les ampèrestoursdu troisième enroulement annulent exactement ceux du deuxième enroulorsque le courant qui parcourt ce dernier enroulement est propor-
EMI1.6
tionnel à la fréquence de base f , et que, d'autre part, les ampères-tours totaux dus aux trois enroulements' s'annulent mutuellement quand le courant continu proportioniel à la grandeur à transmettre est égal à la différence
EMI1.7
entre le courant continu proportion;
el à la différence de fréquences f et le courant continu constan t. Les deux circuits magnétiques comportent également chacun un enroulement branché aux bornes d'une source à courant al-
EMI1.8
terna-tif et en série avec chacun d'eux, sont branchés des redresseurs montés en pont de Fheatstone, ces derniers alijaentant chacun une résistance. Ces deux résistances ont un point commun et sont montées de façon que les deux tensions entre leurs bornes soient en opposition.
La tension résultante qui apparait entre leurs bornes extrêmes fait varier, au posté émetteur, la tension de polarisation de l'oscillateur à fréquence variable F, tandis qu'au poste récepteur, elle fait varier, par l'intermédiaire d'un amplificateur magnétique la tension de polarisation de-la grille de contrôle de deux tubes thermoioniques montés en opposition dont le courant anodique parcourt l'appareil récepteur.
<Desc/Clms Page number 2>
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit et des dessins ci-annexés, lesquels description et dessins ne sont donnés qu' à titre d'indication sens aucun caractère limitatif.
La fig. 1 représente le schéma du poste émetteur comprenant le détail du compensateur conforme à la présente invention.
La fig. 2 représente le schéma du convertisseur fréquencemétri- que utilisé conformément à l'invention, tant au poste émetteur qu'au poste récepteur.
Les figs. 3a, 3b, 3c, 3d représentent les courbes de différentes grandeurs électriques entrant en jeu dans le fonctionnement du convertis- seur fréquencemétrique.
La fig. 4 représente le schéma du dispositif électronique utili- sé dans le poste récepteur en compinaison avec le compensateur conforme à la présente invention.
Sur la fig. l, dans laquelle les mêmes références ont la même signification que dans la fig. 1 du brevet principal, 1 représente le con- vertisseur de mesure, transformant, au poste émetteur la valeur de la gran- deur à transmettre en un courant continu proportionnel I1. 2 est l'oscilla- teur à fréquence constante F1' 3 est l'oscillateur à résistances-capacités décrit en détail dans le brevet principal et produisant'une fréquence F2 qui varie suivant la valeur de sa tension de polarisation. Cette tension de polarisation dépend, en particulier, de la tension aux bornes des résis- tances 33 et 34.
La résistance 33 est parcourue par le courant continu Il engendré par le convertisseur 1. 4a est un convertisseur fréquencemétrique produisant un courant continu If proportionnel à la fréquence f, égale à la différence des fréquences : F1- F2, et à la tension U de la source auxi- liaire à courant continu 21. Ce convertisseur fréquencemétrique sera décrit en détail ci-après, en se référant à la fig. 2. Les tensions de fréquences F1 et F2 respectivement issues des oscillateurs 2 et 3 sont transmises sur la voie de liaison 36 par l'intermédiaire de l'amplificateur apériodique de sortie 6.
Suivant l'invention, le compensateur magnétique qui remplace le compensateur 5 du brevet principal, comporte essentiellement deux circuits magnétiques identiques 100 et 100'. Ces deux circuits magnétiques compren- nent respectivement trois enroulements de commande 101, 102, 103, et 101', 102', 103'. Les enroulements 101 et 101', connectés en série sont parcou- rus par le courant continu Il, lequel, comme cela a été indiqué précédemment est issu du convertisseur de mesure 1 et parcourt la résistance 33.
Les enroulements 102, et 102', également connectés en série, sont parcou- rus par le courant continu If issu du convertisseur fréquencemétrique 4a.
Les enroulements 103 et103'.également connectés en série, sont branchés aux bornes de la source auxiliaire à courant continu 21, et parcourus par un courant constant IO.
Les trois enroulements respectifs des circuits magnétiques 100 et 100' sont dimensionnés de façon telle que :
1 ) Les ampères-tours de chacun des enroulements 103 et 103' par- courus par le courant Jo annulent respectivement ceux des enroulements 102 et 102' lorsqu'ils sont parcourus par un courant Ifo, valeur du courant If lorsque f est égale à fo, fo étant la fréquence de base.
2 ) les ampères-tours des trois enroulements s'annulent égale - ment lorsque-le courant Il est égal à la différence entre le courant If et
<Desc/Clms Page number 3>
le courant Io, En effet, dans ces conditions on a :
K' I1= K11 (1 - 1) = IL (If-Ifo) ou encore Il = K (f - fO).
Les circuits magnétiques 100 et 100' comprennent, en outre, comme cela est connu, un enroulement supplémentaire parcouru par du courant alter- natif . Cet enroulement est désigné par 104 pour le circuit magnétique 100, et par 104', pour le circuit magnétique 100'. Ces enroulements sont ali- mentés respectivement par les secondaires 108 et 108' d'un transformateur
106 dont le primaire 107 est branché aux bornes d'une source à courant alternatif 22. En série avec chacun de ces enroulements, sont connectés les redresseurs 105 et 105', 109 est une résistance parcourue par le courant redressé par le redresseur 105; 109' est une résistance parcourue par le courant redressé par le redresseur 105'. Ces deux résistances ont un point commun 110 et sont montées de façon que les tensions U et U' entre leurs bornes soientren opposition.
Les bornes extrêmes 111 et 112 de ces résis- tances, entre lesquelles apparaît la tension résultante : Ur = U - U' sont connectées, par l'intermédiaire d'un circuit filtrant (constitué par les impédances 113, 113' et le condensateur 114), aux bornes de la résistance 34 qui est en série avec la résistance 33 dans le circuit de polarisation de l'oscillateur 3.
Le fonctionnement du compensateur magnétique, au poste émetteur est le suivant :
Lorsque la valeur de la grandeur à transmettre est nulle, le courant continu I1, issu du convertisseur de mesure est nul. Dans ces conditions, l'oscillateur 3 à fréquence variable émet une fréquence F2 dont la valeur est telle que le battement de cette fréquence avec la fré- quence fixe F1 émise par l'oscillateur 2 ait pour valeur la fréquence de base fO. Le courant continu If, issu du convertisseur fréquencemétrique 4a a, ainsi que cela a été indiqué précédemment, une valeur telle, que les ampères-tours dans les enroulements 102 et 102' parcourus par ce courant, annulent les ampères-tours des enroulements 103 et 103' parcourus par le courant constant Io.
Dans -ces conditions, les tensions U et U' aux bornes respectives des résistances 109 et 109' ont des valeurs minimum, égales et de signes contraires. La tension résultante Ur est nulle.
Si les fréquences F1. ou F2 viennent à varier accidentellement, de sorte que leur fréquence de battement devienne différente de la fréquen- ce de base fo. les ampères-tours dans les enroulements 102 et 102' parcou- rus par le courant I , issu du convertisseur fréquencemétrique 4a sont dif- férents des ampères-tours des enroulements 103 et 103' parcourus par le courant constant Io. Dans ces conditions, les tensions U et U' ont des va- leurs différentes, de sorte que la tension résultante Ur n'est plus nulle.
Cette tension appliquée aux bornes de la résistance 34 fait varier la ten- sion de polarisation de l'oscillateur 3, ce qui entraîne une variation de sa fréquence jusqu'à ce que celle-ci prenne une valeur telle,que son batte- ment avec la fréquence F1 ait de nouveau pour valeur la fréquence de base fo.
Lorsque la grandeur à télémesurer a une certaine valeur, le con- vertisseur de mesure 1 produit un courant continu Il dont la valeur est proportionnelle à celle de la grandeur à transmettre. Ce courant continu par- court la résistance 33 ainsi que l'enroulement 101 du circuit magnétique
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
100 et l'enroulement 101, du circuit magnétique 100'. Il produit dans la résistance 33 une tension continue qui fait varier la tension de polarisation de l'oscillateur 3. La fréquence émise par cet oscillateur varie, ,de sorte que la fréquence de battement de cette fréquence avec la fréquence
EMI4.2
fixe 31, prend une certaine valeur f différente de fez. Dans ces conditions, le convertisseur fréquencemétrique 4.â produit un coursent continu I proportionnel à f.
Si l'écart de fréquences (f - so) est proportionnel au courant I1, les ampères tours dans les trois enroulements 101, 102; 103
EMI4.3
d'une part et 101', 1tu2', z d'autre part, s'annulent respectivement et la tension U est nulle. r
Si, pour une cause quelconque, la valeur du courant I1 n'est plus
EMI4.4
proportion-elle à f - fo, et que ce courant ait une valeur : Je = Il + Il, il apparaitrait aux bornes de la résistance 34 une tension Ur produite par le compensateur suivant l'invention. Cette tension Ur appliquée aux bornes de la résistance 34 fait varier la tension de polarisation de l'oscillateur 3, ce qui entraîne une variation de sa fréquence.
Il s'ensuitune
EMI4.5
correction du terme o Il, lequel atteint une valeur &3 A I1 A étant le coefficient d'amplification du système à contre réaction constitué par l'ensemble Comparateur Magnétique Oscillateur 3 - Convertisseur fréquence-
EMI4.6
métrique ...a.
La :fige 2 représente le schéma du convertisseur fréquencemétrique 4a, utilisé dans la présente invention, dont la réalisation est plus simple que celle du convertisseur fréquencemétrique décrit dans le brevet principale car il doit produire un courant proportionnel en particulier à
EMI4.7
la fréquence f, et non plus à l'écart de fréquences (f - f 0) . 151 est un dispositif connu qui reçoit à ses bornes d'entrée
EMI4.8
les signaux de fréquences F 1 et F. issus respectivement des oscillateurs 2 et 3 (fig. 1) et qui engendre un signal à la fréquence de battement f ces deux fréquences. 152 est un filtre passe-bas qui permet de sélectionner la fréquence f. 153 est un dispositif multiplicateur de la fréquence f,de tout type connu.
154est un dispositif également connu dans lequel le signal n.f. issu du multiplicateur de fréquence, et qui est sensiblement sinusoïdal, est converti d'abord en un signal rectangulaire de même fréquence, puis est transformé à l'aide d'un circuit de différentia-
EMI4.9
T,ion,, en impulsion de courte durée par rapport à leur période, de :a forme représentée sous la référence 155. Ces impulsions sont conduites à la grille de commande du thyratron 156 (dont le circuit de chauffage n'a pas été représenté par raison de simplification).
En l'absence de ces impulsions, cgtte grille est maintenue à un potentiel négatif par la source à courant continu 157 dont le pôle négatif est relié à ladite grille par l'intermédiaire d'une résistance 158, Le pôle positif de la source à courant continu 21 est relié à l'anode du thyratron par l'intermédiaire des enroulements 102 et 102' du compensateur magnétique (fig. 1) et d'une résistance 159, tandis que le pôle négatif de la source est relié à la cathode du thyratron.
L'anode et la cathode du thyratron sont reliées par un circuit oscillantpeu
EMI4.10
amorti, composé d'une inductance 160, dont le coefficient de sel±-inducÉïon est L et d'un condensateur 161 de capacité C. La période propre de ce circuit est : 1 = 2@ @
EMI4.11
Le :fonction-lement du convertisseur fréquencemétrique est indiqué ci-après en se référant aux courbes des Figs. 3a, 3b, 3c, 3d, qui représentent respectivement la variation de la tension aux bornes du condensateur 161, la variation de la tension aux bornes de l'inductance 160, la variation du courant dans cette inductance et la variation, du courant dans le thyratron.
<Desc/Clms Page number 5>
Lorsque le thyratron n'est pas amorcé, le condensateur 160 se charge d'une quantité d'électricité Q = C.U, U étant la valeur de la ten- sion de la source à courant continu 21. Le condensateur conserve cette charge tant que le thyratron n'est pas amorcé. Mais celui-ci s'amorcera.- périodiquement à chaque impulsion positive 155 ainsi que le montrent les droites OMN et O'M'N' de la fig. 3 d, de sorte que le condensateur 161 se déchargera périodiquement à travers l'inductance 160. Le circuit 160-
161 étant peu amorti, le condensateur 161 se trouve, à la fin de la demi- période d'oscillation JE- de ce circuit, porté à une tension : - U, ainsi que l'indique la partie A-B de la courbe de la fig. 3a.
Pendant cette demi-période, la tension aux bornes de l'inductance 160 varie comme l'in- dique la partie C-D de la courbe de la fig. 3b, et le courant dans cette inductance varie comme l'indique la courbe 0 E F de la fig. 3c reportée en pointillé sur la fig. 3d. Après la demi-période T, le courant dans l'in-
2 ductance 160 prend une valeur négative, et au point G il atteint une valeur
QG égale et de sens inverse à celle du courant que débite dans le thyratron la source de courant continu 21. Celui-ci se désamorce (droite NQ de la fig. 3d).
A partir de ce moment, la tension aux oornes du condensateur 161 passe de : - U à + U (courbe GHA' de la fig. 3a) et conserve -cette valeur jusqu'au prochain amorçage du thyratron qui aura lieu à une nouvelle impul- sion positive 155 (point A' de la fig. 3a et droite O'M' de la fig. 3d).
Grâce b la disposition qui consiste à connecter entre la cathode et l'anode un circuit oscillant peu amorti et dont la période d'pscillation est bien définie, le temps de passage du courant à travers le thyratron quand il est amorcé, est constant et indépendant des caractéristiques du thyratron. Le courant If qui parcourt les enroulements 102 - 102' ne dé- pend que de la fréquence n.f des impulsions positives 155, la tension U restant constante.
Ce courant If s'exprime par la relation :
If = n. f (Q1 + Q2) , expression dans laquelle : Q = 2 U.C, représente la quantité d'électricité qui s'écoule dans le condensateur entre le désamorçage et l'amorçage du thyratron.
Q2. =U., représente la quantité d'électricité qui s'é-
R coule dans le circuit 102' - 102 - 159 - 156, de résistance totale égale à R, pendant l'amorçage du thyratron qui a lieu pendant un temps constant e , légèrement supérieur à la demi-période T du circuit oscillant
2 160-161.
Sur la fig. 4, on voit le schéma du dispositif électronique utilisé dans le poste récepteur en combinaison avec le compensateur con- forme à la présente invention.
Dans cette figure, les références 100 à 114 concernant les éléments du compensateur et ont la même signification que dans la fig. 1 de la présente addition.
Les bornes de sortie 111 et 112 du compensateur magnétique, en- tre lesquelles apparait la tension résultante u sont connectées, par l'in- termédiaire du circuit filtrant 113- 113'- 114, aux bornes d'une enroule- ment 181 d'un amplificateur magnétique 180.
Les enroulements 101 et 101' des circuits magnétiques 100 et 100', connectés à l'appareil récepteur 47 et à un circuit de filtrage (self- inductance 620 et condensateur 621), sont parcourus par le courant anodique J1 des tubes 609 et 610, qui ainsi que cela a été indiqué dans le brevet
<Desc/Clms Page number 6>
principal sont montés en opposition.
Les enroulements 102 et 102' parcourus par le courant continu Jf, proportionnel à la fréquence f et issu du convertisseur fréquencemétrique 4a, sont connectés à l'enroulement 182 de l'amplificateur magnétique 180.
Les enroulements 103 et 103' sont connectés à l'enroulement 183 de l'amplificateur magnétique 180 et ces trois enroulements sont branchés aux bornes de la source auxiliaire à courant continu 44 et parcourus par un courant constant J . o
Bien entendu, les enroulements 101, 102, 103 d'une part, et 101', 102', 103' d'autre part sont dimensionnés d'une façon analogue à cel- le indiquée dans la description du poste émetteur, c'est-à-dire :
1 ) les ampères-tours de chacun des enroulements 103 et 103' parcourus par le courant J annulent respectivement ceux des enroulements 102 et 102' lorsqu'ils son parcourus par un courant Jfo' valeur du courant Jf lorsque f est égale à fo.
2 ) les ampères-tours des trois enroulements s'annulent également lorsque le courant J1 est égal à la différence entre le courant Jf et le courant Jo, c'est-à-dire lorsqu'on a: J1=k(f-fo).
Les enroulements 182 et 183 de l'amplificateur magnétique 180 sont dimensionnés de façon telle que les ampères-tours de l'enroulement 183 parcourus par le courant Jo annulent ceux de l'enroulement 182 lors- qu'il est parcouru par un courant Jfo
L'amplificateur magnétique 180 comprend en outre un enrouelement 184, connecté en série avec l'enroulement primaire 186 d'un transformateur 185, ces deux enroulements étant branchés aux bornes de la source à courant alternatif 57.
L'enroulement secondaire 187 du transformateur 185 est branché, d'une part, à la cathode du tube 609 et à l'anode du tube 610, et d'autre part, à la grille de contrôle du tube 609. L'enroulement secondaire 188 du transformateur 185 est branché, d'une part, à l'anode du tube 609 et à la cathode du tube 610, et d'autre part, à la grille de contrôle du tube 610.
190 est un transformateur dont l'enroulement primaire 189 est branché aux bornes de la source à courant alternatif 57. Ce transformateur comporte deux enroulements 191 et 192 quialinentent le circuit de chauffage des filaments des tubes 609 et 610, et un troisième enroulement 193 qui fournit la tension anodique aux deux tubes.
Le fonctionnement du posté récepteur est le suivant :
Lorsque la valeur de la grandeur transmise est nulle, la diffé- rence de fréquences f est égale à fo, de sorte que les ampères-tours de l'enroulement 102 annulent ceux de l'enroulement 103, les ampères-tours de . l'enroulement 102' annulent ceux de l'enroulement 103' et les ampères-tours de l'enroulement 102 annulent ceux de l'enroulement 183. La tension résul- tante Ur est nulle, de sorte qu'aucun courant ne parcourt l'enroulement 181 Dans ces conditions, il n'y a pas de tension aux oornes de l'enroulement 186, ni par conséquent aux bornes des enroulements 187 et 188.
Les tubes thermoioniques 609 et 610 débitent alors un courant égal mais de signes contraires dans le circuit comprenant l'appareil récepteur 47 et les enrou- lements 101 et 101', de sorte que le courant résultant dans ce circuit est nul.
<Desc/Clms Page number 7>
Si la grandeur transmise a une certaine valeur, le convertis- seur fréquencemétrique 4a produit un courant continu J proportionnel à f. Les ampères-tours de l'enroulement 183, parcouru par le constant J, n'annulent plus ceux de l'enroulement 182. parcouru par le courant Jf.
Dans ces conditions, une tension apparait aux bornes de l'en.roulement 186 du transformateur 185, ce qui produit, dans les enroulements secondaires
187 et 188 de ce transformateur, des tensions induites qui modifient respectivement et en sens inverse la tension de polarisation des grilles de contrôle des tubes 609, et 610. Ceux-ci débitent un courant j1 dans l'appareil récepteur 47 et les enroulements 101 et 101'. Si le courant J1 a une valeur telle que l'égalité : J1= K (f- fo) est satisfaite, les ampères-tours dans les enroulements 101, 102, 103 d'une part, et 101', 102', 103' d'autre part, s'annulent respectivement et la tension résultante Ur est nulle.
Si pour une raison quelconque (par exemple, manque de proportionalité entre la tension aux bornes de l'enroulement 186 et le courant J1 débité par les tubes thermoioniques 609 et 610 dans le récepteur 47 et les enroulements 101 et 101'), la valeur de ce courant n'est plus proportionnelle à : f - fo et que ce courant ait une valeur J'1 = J1 ¯ ¯ J1, une tension résultante U apparait et un courant traverse l'enroulement 181 de l'amplificateur magnéique 180, ce qui provoque une variation dans ja tension de polarisation des grilles de contrôle des tubes 609 et 610.
Il s'ensuit une correction du terme ¯ J1 lequel atteint une valeur : ¯ J1/A', A' étant le coefficient d'amplification du compensa- teur, de l'amplificateur magnétique et du circuit électronique.