<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
à distance, des tensions de sortis de tel== <:mb:r.4a4;±> c:ca pont, . soulève de grandes difficulté. Bien ;:;(;"I1,1.'\'1 (-,ï!Í:'J cra ,.7>,so à cet effet des Instruments do mesure de compensation Âé 4s lesquels on utilise une tension do ÂA,n7..ia4.J.ir;. de signa C4X2S,,s'ld...' , celui de la. tension do sortie du pont, et préleva. j>1.. ,.",:14ÜIJ) d'un sa^ cond pont électrique, de résistances va.r1ç..1<I.r.d d-,' ,mie éleotro.... mécanique et le déséquilibre de oe seonri ;-i3.1; >i:> :.'\.::1, .t;rmaoa est utilise QOIn.'11e étalon pour le r<1alago du j.onu; c?t., :,¯:.a.
Au wo... caniscte de déséquilibre du second pont do ;,(ki.L;:1,.uWQ est souvent . accouple un j3C3'Qil'.OICI''C3 suiveur dont J v. r;:;.i.f\taH1f on .i i ftGF'8;6' d'a:;lox,ssorcte<Yr proportionnel au dSÓq\1J :11.b.t'( du s(;cnl ponts mesure et donc au désaccord du pont de r:.a;üa4 peut flap:(,i ?m,ant être nesuG,rnér7r des a1.'ndcs distances, De tolr inDtI'i1lncntr. de co14pennytibn rrêxentan% certains inconvénients: 3.1:'! 1 :>ixt très
EMI1.2
encombrants ils requièrent une grande puissance et, en particulier
EMI1.3
ils. sont très sena;!. b:1.ea aux perturbations inhérentes aux appareils utilisant des orsanes Mécaniques mobiles.
L''invention obvie à ces inconvénients. Selon à,=',1,i>vùntion, ce résultat 'est obtenu on déduisant la tension de compensations par leinterm6diaire d'un diviseur de tons-tori, 'P'\Jn J'$1 st.ance fixe inférieure et d'une résistance fixe wx*;o,ra 0l'o,ido du dispositif de compensation, la résistance l"*,ln. de la tension d'alimentation du pont, tandis que la cond\ct,f'4)G cotalG du diviseur
EMI1.4
de tension est rendue proportionnelle au déséquilibre .relatif du pont.
EMI1.5
La description des dessins annexés, donnée à titre d'exemplo non limitatif', fera bien comprendre ooiùment 1>:knventl,on peut être x*cF.3.sa ,os particularités qui ressortent tant du texte que
EMI1.6
dos dessins faisant, ,bien entendu., partie de l'invention.
EMI1.7
Les fige. 1 à représentent divers exemples de réalisation
EMI1.8
do circuits conformes à 11 inv ent1on.
<Desc/Clms Page number 2>
La fig.l représenta un premier exemple de réalisation d'un circuit conforme à 1-'invention pour convertir un petit déséquilibre relatif d'un pont à résistances en une grande variation relative, proportionnelle audit déséquilibre, de la conductance. Ce circuit comporte un pont à résistances RB1, RB2, RB3 et RB4, qui est alimenté par une source de tension Us, un diviseur de tension à résistance supérieure R réglable par voie électrique, et une résistance inférieure invariable r, pour obtenir une tension do compensation UK à partir de la tension d'alimentation Us du pont, un dispositif pour additionner la tension de compensation Uk et la tension de sortie UB du pont, et un amplificateur de compensation V pour régler la résistance supérieure R du diviseur de tension.
Lorsque le pont à résistances est en équilibre et que toutes les résistances du pont sont égales entre elles (RB1= RB2 = RB3 @ RB4 = RB), la tension de sortie UB du pont est égale à zéro.
Une variation d'une ou plusieurs résistances du pont provoque une tension à la sortie du pont à résistances. Lorsque, par exemple, les quatre résistances du pont sont telles que
RB1= RB4 = RB + ¯ RB et B2 B3 RB - ¯ RB la tension de sortie du pont à résistances est : UB = Us ¯RB (2) RB
Cette tension est mesurée suivant le principe de compensation en la . branchant en opposition à la tension de compensation variable Uk ,et en ramenant la différence en re la tension UK et Ub à zéro par une variation de la tension UK, Dans ce cas:
Uk = Un (3)
La tension de compensation U est obtenue, par l'intermé-
<Desc/Clms Page number 3>
diaire du diviseur de tension constitué par les résistances R et r, à partir de la tension d'alimentation Us du pont ;
Uk=Us r/R+r (4)
Si seule la résistance supérieure R du diviseur de tension est variable et que la résistance inférieure r est constante, on obtient, à partir des équations (4), (2) et (3) ¯RR constante (5) Gtot=1/R+r = 1/r. B/RB ; r = constante (5)
La conductance totale Gtot du diviseur de tension est donc proportionnelle au déséquilibre relatif du pont à résistances.
Conformément au but, de cette manière, le faible déséquilibre du pont est représenté par une grande variation,facilement mesurable, de la conductance du diviseur de tension.
Le réglage de la résistance supérieure du diviseur de tension R assure l'alimentation d'un amplificateur de zéro de pont V, dont le signal de sortie influence la résistance R. Il y a avantage à utiliser pour R une résistance rendue variable par une grandeur non mécanique, par exemple une photorésistance dont la valeur est tributaire de l'éclairement fourni par une lampe à incandescence L, que traverse le courant de sortie de l'amplificateur.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la fig.l, dans lequel le pont à résistances est alimenté par une tension alternative, la différence entre la tension de sortie UB du pont et la tension de compensation Uk est formée en branchant en série la tension de compensation Uk prélevée de la résistance r, et la tension de sortie inversée du pont prélevée des bornes secondaires ' d'un transformateur T dont les bornes primaires sont connectées aux bornes de sortie du pont à résistances et en appliquant la tension résultante à l'amplificateur de compensation.
Lorsque le pont à résistance est alimenté en courant conti-., nu, la différence de la tension de compensation Uk et de la tension de sortie UB du pont peut être obtenue par exemple à l'aide d'un amplificateur magnétique à deux enroulements de commande sé-
<Desc/Clms Page number 4>
parés dans le premier enroulement de commando on lance un courant déduit de la tension do compensation Uk et dans le second., un courant déduit de la tension de sortie UB du pont (voir Geiger, Magnetverstärker- Schaltungen, Stuttgart, 1959, page 56) . ,
Dans la forme de réalisation représentée sur la fig.
2, la formation de différence de la tension de compensation et de la tension de sortie du pont est évitée en montant la tension de compensation UK en série avec l'une des résistances du pont (par exemple RB2). Cela peut s'effectuer en appliquant au point inférieur de cette résistance non pas le potentiel zéro commun, mais la tension de compensation baissante obtenue aux bornes de la résistan- ce inférieure r du diviseur de tension. Pour éviter une asymétrie du pont, on ajoutera avantageusement une résistance en série ro = r à une résistance du pont (par exemple RB1 ou RB4).
Lorsque ¯RB< < RB et r<RB, la conductance totale Gtot du diviseur de tension est à nouveau porportionnelle au déséquilibre du pont -. 02 ¯RB Gtot#2/r, RB (6)
La grandeur d'entrée de l'amplificateur de compensation assurant le réglage de la résistance supérieure est uniquement formée par la tension de sortie du pont.
Au besoin,la. tension de compensation peut être appliquée au pont à résistances par l'intermédiaire d'un amplificateur en montage formateur d'impédance (par exemple un transistor à collecteur commun) dans ce cas , seule la résistance interne de cet amplificateur est ajoutée à la branche du pont, de sorte que la condition r>>RB tombe.
Dans la forme de réalisation représentée sur la fig. 3 du circuit conforme à l'invention, le réseau de compensation est remplacé par un réseau double. Le pont à résistances est monté
<Desc/Clms Page number 5>
en série avec le montage en parallèle d'une conductance variable G et d'une conductance fixe g. Le courant ik dans la conductance 1 est :
EMI5.1
k ia Gg (7) is étant le courant d'alimentation du pont, sert à compenser le courant de sortie iB du pont
EMI5.2
J..6 RB (8) R de sorte, quiaprès - olipensation (i iB)' à l'aide des équations (7) et (8), la résistance totale Rtot du montage en parallèle des résistances G et g est proportionnelle au désaccord du pont,
EMI5.3
1 4B ,g = constante (9) Rto t G--g g ' R de sorte que le but visé est atteint.
Lorsque le pont est alimenté en courant alternatif, la formation de différence des courants ik et iB peut s'effectuer par exemple à l'aide d'un convertisseur de courant différentiel S (voir la fig.3). Lorsque le pont est alimenté en courant continu, on peut utiliser par exemple un amplificateur magnétique à deux enroulements de commande séparés pour la formation de la différence de courant. Le signal de sortie du formateur de différence est transmis à un amplificateur de compensation,dont le signal de sortie règle la résistance variable G d'une manière telle que la différence de courant ik - iB soit nulle.
La fig.4 représente un autre exemple du circuit conforme à l'invention dans lequel la formation de la différence de courant est évitée. Dans la diagonale du pont circulent les courants iko
EMI5.4
via 1 résistance Rpo= Rp et ikl via la résistance Ri = rp. Le montage en parallèle du pont à résistances et d'une résistance variable Rk est alimenté par la source de courant is. Alors que
<Desc/Clms Page number 6>
le point inférieur de la résistance Rpo est relié à la borne do la résistance RK située du côté du pont, le point inférieur à la résistance Rp1 est relié à la borne de la résistance Rk située du côté de la source de courant. Les tensions se produisant aux bornes des résistances Rpo et Rp1 présentent donc une différence égale à la tension baissante UR aux bornes de la résistance Rk.
La différence ¯ i entre les courants iko et ikl,transmis aux sommets de la diagonale du pont, est proportionnelle à cotte tension UR : ¯i=UR/RP=is Rk/Rp (10)
Lors de :La compensation du courant de sortie du pont iB (équation 8) par ce courant différentiel ¯i (¯i = iB) et lorsque ¯ RB <<RB, la résistance Rk est proportionnelle au déséquilibre du pont : Rk#2RP. ¯RB/RB (11)
Dans ce montage, la grandeur d'entrée de cotte amplifica- tour de compensation pour le réglage de Rk est uniquement formée par le courant de sortie iB du pont.
Outre le montage décrit des résistances Rpo et Rp1, pour un même effet du circuit, la résistance Rpo peut être branchée en parallèle avec la. résistance de pont RB3 ou bien, les doux circuits peuvent être combinés.
Dans le circuit représenté sur la fig.5, la tension préle- vée d'une résistance montée en série avec le pont à résistances ne détermine pas. le courant différentiel ¯i mais une tension U v qui est déduite de la tension d'alimentation Us du pont par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel OV qui est relié à une résistance de couplage à réaction invariable Ro et une résistance d'entrée R1 rendue variable par l'amplificateur de com- pensation : U = U . ,.
(12) v s R1
Dans ce circuit, la proportionnalité désirée entre la con- @
<Desc/Clms Page number 7>
ductance G1 de la résistance d'entrée R1 de l'amplifiateur et la déséquilibre du pont est également obtenue lorsque (¯RB)2<<RB2, tandis quuno formation do différence do courant ou de différence de tension, exemplte de potentiel,est évitée; .. 1= Rp ¯RB R13 (13) Gl=R1-RoRB RB
La condition : (¯ RB2)<< (RB)2 est notablement plus facile à satisfaire que la condition imposée dans les exemples de réalisa- tion représentes sur les fig.2 et 4 ¯RB < < RB.
Au montage de Rpo s Appliquent les mêmes considérations qua. celles émises pour l'exemple de réalisation représente sur la fig.4.
Il va de soi que les divers modes,de conversion peuvent être' utilisés, mutatis mutandis,pour les circuits de pont capacitifs et les circuits inductifs.
Les circuits conformes à l'invention décrits offrent l'avan- tage qu'un petit déséquilibre d'un pont à résistances, sans parties mécaniques mobiles,purement électronique,peut être converti en une variation proportionnelle d'une résistance ou d'une conductance que 1.'on peut mesurer par une détermination connue d'une tension ou d'un courant.Lorsque la tension d'alimentation (dans les circuits repré- santés sur les fig.l, 2 et 5) ou le courant d'aliment.ation (dans les circuits représentés sur les fig.3 et 4) est maintenue constanto,il suffit de mesurer l'intensité du courant (dans les circuits représen- tés sur les fig.1,2 et 5)
ou la tension (dans les circuits représen- tés sur les fig.3 et 4) pour obtenir une grandeur de mesure proportionnelle au déséquilibre du pont.De plus,dans le circuit représenté sur la fig.5,la tension Uv obtenue à la sortie de l'amplificateur opérationnel OV est une mesure linéaire du déséquilibre du pont.
Etant donné que les amplitudes des tensions à mesurer et/ou des cou- raiits à mesurer peuvent dépasser de quelques ordres de grandeur celles du signal de sortie du pont à résistances non mis en circuit la transmission à distance de la grandeur de mesure peut s'effectuer d'une manière notablement plus simple.
Un exemple d'une application particulièrement avantageuse
<Desc/Clms Page number 8>
de circuit conforme à l'inventio est la combinaison avec un oscillateur dont la périodicité est commandée par une.seule résis- tance pour convertir le déséquilibre du pont à résistances en une fréquence proportionnelle à ce déséquilibre. Un tel oscillateur peut être un oscillateur RC connu, dont le réseau déterminant la. fréquence est constitué par deux résistances et deux condensateurs, la première résistance pouvant être modifiée de l'extérieur, tandis que la seconde résistance suit los variations de la première résistance pour assurer, par voie électronique, la stabilité de l'oscillation.
La résistance variable de l'extérieur peut être remplacée par une résistance (respectivement une combinaison de résistances), directement ou inversement proportionnelle au déséquilibre du pont de l'un des circuits conformes à l'invention, dont la tension d'alimentation ou le courant d'alimentation peut être en même temps prélevé de cet oscillateur.